宜昌地區(qū)不同茶樹(shù)品種夏秋季鮮葉主要理化指標(biāo)研究

仇方方，王友海*，郝晴晴，徐小云，周穎，黃聲東，肖秀丹，向唯

（1.宜昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，湖北宜昌 443000；2.宜昌市夷陵區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，湖北宜昌 443100；3.宜都市特產(chǎn)技術(shù)推廣中心，湖北宜都 443300）

宜昌位于長(zhǎng)江中上游結(jié)合部，地處鄂西山區(qū)與江漢平原交匯過(guò)渡地帶，氣候溫和，年平均氣溫16.9℃，無(wú)霜期250～300天，雨量充沛，年平均降水量1215.6 mm，日照率40%。土壤大部分屬微酸性黃紅壤土，適宜茶樹(shù)生長(zhǎng)，為我國(guó)古老的茶區(qū)之一，茶圣陸羽曾在《茶經(jīng)》中把宜昌地區(qū)的茶葉列為山南茶之首。從低山平丘到海拔1200米左右的區(qū)域均有茶葉種植，栽培茶樹(shù)品種眾多，僅本地品種就有7個(gè)，栽培面積最大的主要是宜昌大葉種、宜紅早和五峰212，約占茶葉總面積的50%。近些年來(lái)從福建、浙江、安徽等地引進(jìn)福鼎大白、福云6號(hào)、烏牛早、平陽(yáng)特早、安吉白茶、金觀音、鐵觀音、名山1號(hào)、巴渝早等無(wú)性系良種，栽培面積約2萬(wàn)公頃，占茶葉總面積的40%。較多的品種混植難以進(jìn)行統(tǒng)一的管理和加工，不僅影響了生產(chǎn)效率，而且嚴(yán)重影響茶葉品質(zhì)，良種特性難以充分發(fā)揮出來(lái)。尤其是夏秋茶，品質(zhì)不及春茶，經(jīng)濟(jì)效益較低，農(nóng)民采摘積極性不高，從而導(dǎo)致茶葉資源得不到充分利用，造成資源極大的浪費(fèi)。為掌握宜昌市主栽茶樹(shù)品種的基礎(chǔ)生化成分，使夏秋季鮮葉資源得到最恰當(dāng)?shù)睦?，文章分析?4份宜昌茶區(qū)不同茶樹(shù)品種夏秋季鮮葉生化成分多樣性，對(duì)各品種進(jìn)行系統(tǒng)歸類(lèi)，為深入研究和利用已有茶樹(shù)資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2018年8月15日～30日，采摘各主產(chǎn)茶區(qū)21個(gè)主栽茶樹(shù)品種的一芽二葉鮮葉樣品34份，其中本地群體種4份、福鼎大白茶5份、宜昌大葉種2份、宜紅早3份、烏牛早3份、五峰212品種3份，各茶樹(shù)樣品的基本情況見(jiàn)表1。

表1 參試樣品的基本信息Table 1 Basic information of tested tea samples

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 茶樣處理方法

采摘的鮮葉及時(shí)使用格蘭仕微波爐（G8023TL-2，額定功率1300 W）固樣。鮮葉薄攤，微波高火檔處理1 min，拿出攤涼后再微波中高火檔1 min，攤涼后用烘箱80℃烘至足干。

1.2.2 理化指標(biāo)測(cè)定方法

水分測(cè)定參考GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》[1]中直接干燥法；茶多酚含量測(cè)定參考GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類(lèi)含量的檢測(cè)方法》[2]中福林酚試劑法；兒茶素含量測(cè)定參考GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類(lèi)含量的檢測(cè)方法》[2]中HPLC法；游離氨基酸總量測(cè)定參考GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量測(cè)定》[3]中茚三酮比色法；可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法[4]；水浸出物含量測(cè)定參考GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測(cè)定》[5]；咖啡堿含量測(cè)定參考GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測(cè)定》[6]。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

各理化指標(biāo)的最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù)采用excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，相應(yīng)的主成分分析和聚類(lèi)分析通過(guò)SPSS19.0進(jìn)行。主成分分析采用Factor過(guò)程主成分分析法，因子提取方差大于1且總貢獻(xiàn)率大于85%的部分。聚類(lèi)分析方法采用Ward’s法，距離為平均歐式距離。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要理化指標(biāo)分析

表2為34份茶樹(shù)鮮葉樣品主要理化指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)和變異系數(shù)，從表中可看出，參與調(diào)查的茶樹(shù)良種在理化指標(biāo)上差異明顯。14個(gè)主要理化指標(biāo)的平均變異系數(shù)為26.58%，水浸出物和總兒茶素兩個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)低于15%，其中水浸出物最低為2.54%，這表明受調(diào)查的茶樹(shù)品種的水浸出物、總兒茶素一致性較強(qiáng)，變異范圍不大。變異系數(shù)最大的是兒茶素（D、L-C），達(dá)到83.18%，其次是兒茶素品質(zhì)指數(shù) （35.11%）、沒(méi)食子酸（33.08%）、表兒茶素沒(méi)食子酸酯 ECG（31.29%）及表沒(méi)食子兒茶素EGC（31.22%）；游離氨基酸、咖啡堿、可溶性糖、茶多酚、酚氨比等幾種常規(guī)成分的變異系數(shù)介于15.12%～27.90%，變化范圍較大。綜合看來(lái)，各指標(biāo)含量變異范圍大，各調(diào)查品種間理化指標(biāo)差異大，易于篩選較優(yōu)品種制作夏秋茶。

表2 茶樹(shù)樣品的主要理化指標(biāo)Table 2 Main chemical components of tea samples

2.2 主成分分析結(jié)果

主成分分析實(shí)質(zhì)是利用數(shù)學(xué)降維思想，在損失少量信息前提下把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)綜合指標(biāo)，即主成分，它比原始變量具有更易抓住主要矛盾，揭示事物內(nèi)部變量間的規(guī)律，能有效簡(jiǎn)化評(píng)判指標(biāo)，提高分析效率。

研究對(duì)34份茶樹(shù)夏秋葉樣品的14個(gè)理化指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，從圖1來(lái)看，橫坐標(biāo)為5的點(diǎn)是特征值變化趨勢(shì)由陡峭趨于平穩(wěn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因此提取到5個(gè)主要成分。表3顯示前5個(gè)主成分其特征值均大于1，且累計(jì)貢獻(xiàn)率為87.74%，可認(rèn)定包含了原有指標(biāo)的大部分信息。

圖1 14個(gè)理化指標(biāo)的主成分分析Fig.1 Principal component analysis of 14 chemical components

表3 方差分析貢獻(xiàn)Table 3 Analysis of the variance contribution

主成分1貢獻(xiàn)率為36.54%，主要反映的是兒茶素總量、茶多酚和EGCG的化學(xué)信息；主成分2以EGC為主；主成分3以游離氨基酸影響為主；主成分4其主要的是ECG（表4）；主成分5以可溶性糖為主。

表4 主成分矩陣Table 4 Component matrix

2.3 聚類(lèi)分析結(jié)果

根據(jù)14個(gè)理化指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)34份茶樹(shù)樣品進(jìn)行聚類(lèi)分析，在歐式距離小于5時(shí)，可分為4個(gè)類(lèi)群（圖2）。對(duì)各類(lèi)群的主要理化指標(biāo)進(jìn)行了方差分析（表5），結(jié)果表明類(lèi)群間水浸出物、游離氨基酸、咖啡堿、茶多酚、兒茶素含量、EGCG、ECG及酚氨比等8個(gè)理化指標(biāo)間存在顯著差異，其余可溶性糖等6個(gè)理化指標(biāo)含量均相對(duì)一致。

類(lèi) 群 I 包 含 9 份 資 源 （16，19，23，11，13，14，29，2，4），類(lèi)群 II包含 3 份資源（9，26，3），這兩個(gè)類(lèi)群的主要特征為游離氨基酸含量偏高，咖啡堿、茶多酚、兒茶素總量及酚氨比均略低，為充分利用夏秋茶原料，適宜制作綠茶。同一加工工藝條件下，類(lèi)群I所制的綠茶品質(zhì)高于類(lèi)群II，因類(lèi)群I的兒茶素品質(zhì)指數(shù)較高。類(lèi)群III包含7份資源（25，30，21，28，33，34，24），其主要特征為茶多酚、兒茶素含量及酚氨比最高，各兒茶素單體含量也較高，較為適宜制作紅茶。類(lèi)群IV包含其余的15份資源，主要特征為茶多酚、兒茶素含量及酚氨比適中，游離氨基酸含量最低，而兒茶素品質(zhì)指數(shù)最高，紅、綠茶均可適當(dāng)加工，尤其是制作綠茶。所有類(lèi)群的水浸出物含量均大于48%，即所有資源內(nèi)含物質(zhì)較為豐富。

圖2 34份茶樹(shù)樣品的聚類(lèi)分析Fig.2 Cluster analysis of 34 tea samples

3 討論

研究對(duì)宜昌各產(chǎn)茶區(qū)主栽34份茶樹(shù)夏秋季鮮葉樣品主要理化指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定與分析，發(fā)現(xiàn)很多指標(biāo)變異系數(shù)較高，平均達(dá)到26.58%，表明變異類(lèi)型非常豐富，在不同茶樹(shù)品種內(nèi)含成分分布上對(duì)鮮葉適制性進(jìn)行研究，對(duì)夏秋葉的創(chuàng)新利用具有一定參考指導(dǎo)價(jià)值。

根據(jù)提取特征值大于1且累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的原則，對(duì)34份茶樹(shù)鮮葉樣品的14個(gè)理化指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，提取到5個(gè)主成分，包含了資源大部分信息。所提取的每個(gè)主成分都能較客觀地反映各指標(biāo)之間的相互關(guān)系，不同指標(biāo)在各個(gè)主成分中載荷值不同，有主次之分，對(duì)主成分的影響也有正負(fù)之分。主成分能夠有效的簡(jiǎn)化評(píng)判指標(biāo)，為資源信息的進(jìn)一步分析做好鋪墊。

表5 不同類(lèi)群的主要理化指標(biāo)分析Table 5 Comparison of chemical components among four clusters

酚氨比與茶多酚、氨基酸單一指標(biāo)相比，更能綜合判斷鮮葉的品質(zhì)屬性及成茶品質(zhì)的優(yōu)劣[7]。楊亞軍[8-9]、陸錦時(shí)等[10]研究認(rèn)為，酚氨比＜8.00，適制綠茶；酚氨比 8.00～15.00，紅綠茶兼制；酚氨比＞15.00，試制紅茶。阮宇成等[11]根據(jù)綠茶品質(zhì)與兒茶素各組分含量間的相互關(guān)系，提出兒茶素品質(zhì)指數(shù)能夠較為確切反映綠茶品質(zhì)，并指出指數(shù)愈大，則鮮葉嫩度和品質(zhì)愈好，綠茶品質(zhì)愈高。王新超等[12]、王小萍等[13]、堵源康等[14]、劉聲傳等[15]分別將廣西、四川、云南、貴州等地茶樹(shù)種質(zhì)資源進(jìn)行了分類(lèi)，并依據(jù)以上研究理論對(duì)各類(lèi)群的適制性進(jìn)行了界定。金孝芳等[16]利用兒茶素品質(zhì)指數(shù)將湖北省審定的12個(gè)地方品種分為3類(lèi)，為湖北省茶區(qū)名優(yōu)茶發(fā)展提供了品種參考。

研究通過(guò)聚類(lèi)分析，以歐式距離為5將參試的34份茶樹(shù)鮮葉樣品分為4個(gè)類(lèi)群，其中第I類(lèi)群包含9份資源，第II類(lèi)群3份，第III類(lèi)群7份，第IV類(lèi)群15份。類(lèi)群間水浸出物、游離氨基酸、咖啡堿、茶多酚、兒茶素含量、EGCG、ECG及酚氨比等8個(gè)理化指標(biāo)間存在顯著差異，其余水溶性碳水化合物等6個(gè)理化指標(biāo)含量均相對(duì)一致。類(lèi)群I、類(lèi)群II的主要特征為酚氨比＜8，且具有較高的氨基酸含量、相對(duì)較低的茶多酚含量，適制綠茶；類(lèi)群III酚氨比＞8，與其他類(lèi)群相比，茶多酚含量相對(duì)較高，適宜制作紅茶；類(lèi)群IV各生化成分含量適中，紅綠茶均可適當(dāng)加工，更適宜制作綠茶。文章以酚氨比和兒茶素品質(zhì)指數(shù)作為適制性的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各資源的適制性做了初步認(rèn)定，以縮小研究范圍、提高夏秋茶資源的利用率，但具體還應(yīng)結(jié)合加工試驗(yàn)的結(jié)果而定。

海拔高度[17]、栽培管理[18]等茶樹(shù)生長(zhǎng)條件直接影響鮮葉品質(zhì)，以文章調(diào)查的福鼎大白茶為例，5個(gè)縣市區(qū)種植海拔從120米至1300米不等、只采春季和3季采摘等采管模式均存在，不同的生長(zhǎng)條件使不同取樣點(diǎn)的福鼎大白茶的鮮葉理化指標(biāo)存在差異，進(jìn)而影響其分布類(lèi)群不同，2個(gè)茶樣（13、4）屬于類(lèi)群 I，適制綠茶；3 個(gè)茶樣（20、27、7）屬于類(lèi)群IV，紅綠兼制。舒慶齡等[19]研究表明優(yōu)越的生態(tài)環(huán)境是茶葉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要影響因子，研究的34份茶樹(shù)鮮葉樣品生長(zhǎng)環(huán)境差異較大，茶樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育與原產(chǎn)地發(fā)生了變化，造成茶葉營(yíng)養(yǎng)成分含量的差異性，茶葉品種也擁有了當(dāng)?shù)卦耘嗟囊恍┨厥庑?。此點(diǎn)在文中僅初步比較了同一茶樹(shù)品種在不同生長(zhǎng)環(huán)境下的品質(zhì)區(qū)別，若要找出系統(tǒng)規(guī)律，還需進(jìn)一步研究比較。