紫色芽葉茶樹研究進展

鄒振浩 李鑫 張麗平 張?zhí)m 董春旺 付建玉 韓文 顏鵬

摘要：以紫娟為代表的紫色芽葉品種，由于其高花青素含量所具有的抗氧化、消炎、預(yù)防心血管疾病、抗癌等獨特的保健功效，使其具有更加獨特的開發(fā)特色以及健康茶產(chǎn)品的發(fā)展前景。文章分別從花青素合成途徑與調(diào)控因素、特異性紫色芽葉茶樹種質(zhì)資源創(chuàng)新利用、紫色芽葉茶樹品種的生理特性、紫色芽葉茶加工工藝等4個方面就當(dāng)前紫色芽葉茶樹品種研究、開發(fā)、利用進展進行總結(jié)，并對后期研究發(fā)展進行了展望。

關(guān)鍵詞：茶樹;紫芽;花青素;種質(zhì)資源;加工技術(shù)

Current Advances in Research of Purple-bud Tea

ZOU Zhenhao， LI Xin， ZHANG Liping， ZHANG Lan， DONG Chunwang， FU Jianyu， HAN Wenyan， YAN Peng*

Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Tea Quality and

Safety Control， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Hangzhou 310008， China

Abstract： The purple bud-leaf tea cultivars represented by Zijuan have high levels of anthocyanins， which benefit human health such as lowering blood lipids， pressure and against cancer. Therefore， they have more unique economic potential as healthy tea products. This article focused on the current development of purple bud-leaf tea cultivars from four aspects： biosynthesis pathway and the internal and external factors affecting the biosynthesis of anthocyanins; innovative utilization of specific purple bud-leaf tea germplasm resources; the physiological characteristics of purple bud-leaf tea cultivars; and the processing technology of purple bud-leaf tea. In this review， the current research progress， development and utilization of purple bud-leaf tea were summarized， and the future research and development were prospected.

Keywords： Camellia sinensis， purple bud， anthocyanin， cultivar， processing techniques

紫色芽葉品種是茶樹中比較常見的特異性葉色品種，多見于群體種中，其高含量花青素是造成芽葉顏色呈現(xiàn)紫色的重要原因[1-4]。由于花青素特殊的理化特性，在傳統(tǒng)茶葉加工中，紫色芽葉制干茶沖泡后葉底顏色花雜，茶湯渾濁、滋味苦澀，所以在生產(chǎn)中需要盡可能地剔除紫色芽葉[1，5]。但隨著研究的不斷發(fā)展，對于花青素認識的不斷深入，尤其是花青素在抗氧化等方面所具有的特殊功效不斷得到發(fā)掘，對花青素的關(guān)注也越來越高[6]。因此，茶樹育種工作者開始有針對性地選育高花青素含量的紫色芽葉品種[4，7-8]。同時在紫芽茶類的加工環(huán)節(jié)，也開始深入研究不同加工工藝所制干茶的品質(zhì)成分特征、健康功效和品飲特性[9]。本文擬對目前紫色芽葉茶樹研究涉及到的品種選育、生理生化特性、加工工藝等方面研究進展進行綜述，以更好地了解當(dāng)前紫色芽葉茶樹研究進展。

1? 茶樹芽葉呈現(xiàn)紫色的調(diào)控因素

花青素是決定茶樹芽葉紫紅的主要因素[10]，目前關(guān)于茶樹花青素的生物合成研究報道比較多，其生物合成途徑主要包括苯丙烷途徑和類黃酮合成途徑[11-12]。苯丙氨酸作為花青素合成的前體物質(zhì)，在苯丙氨酸裂解酶等3個酶作用下合成4-香豆酰CoA。4-香豆酰CoA分別經(jīng)過查爾酮合成酶、查爾酮異構(gòu)酶和黃烷酮3-羥化酶的作用下轉(zhuǎn)化為二氫黃酮醇。后在二氫黃酮醇還原酶的作用下形成無色花色素，作為花青素生物合成的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。最終，在花青素合成酶和尿苷二磷酸葡萄糖基轉(zhuǎn)移酶作用下形成穩(wěn)定的花色苷，并經(jīng)過各種修飾后轉(zhuǎn)運至液泡中儲存。

花青素的合成通常受到環(huán)境因素的調(diào)控[13-15]。在早春以及夏季高溫時茶樹經(jīng)常出現(xiàn)紫色芽葉，這一般是由于花青素累積造成的。茶樹芽葉累積花青素呈現(xiàn)紫色一般分為2種情況，一種是受到外界環(huán)境條件影響，通常是高溫強光等脅迫，以及季節(jié)性影響產(chǎn)生階段性紫色[16]。有研究發(fā)現(xiàn)，在光照強度增加的情況下，參與花青素合成的基因表達會上調(diào)，從而促進花青素的合成[17]。而且，不同光質(zhì)之間差異很大[18]。紫外光能夠提高花青素合成基因的表達，從而提高花青素含量[19]。此外，藍光和紅光也能夠顯著提高茶樹芽葉中花青素含量[16]。溫度也是調(diào)控花青素合成的一個因素，低溫可以誘導(dǎo)花青素合成相關(guān)基因PAL、CHS和CHI的表達上調(diào)，從而促進花青素的合成[20]。另一種情況是自身遺傳特性，某些特異性紫芽茶樹品種全年出現(xiàn)紫色芽葉，如紫娟和紫嫣[21-22]。

利用基因芯片技術(shù)對紫色芽葉茶樹研究分析發(fā)現(xiàn)，與對照綠色芽葉茶樹相比，篩選到差異基因43個，包括花青素代謝關(guān)鍵酶基因苯丙氨酸解氨酶和花青素還原酶基因。此外，還包括2個花青素合成轉(zhuǎn)錄因子MYB蛋白和WD40蛋白基因[23]。進一步研究發(fā)現(xiàn)CsMYB1的表達可能與茶樹花青素含量的變化有關(guān)[24]。曹冰冰等[25]研究發(fā)現(xiàn)紫芽茶花青素合成過程中，同一季節(jié)不同品種（系）類黃酮-3-O-糖基轉(zhuǎn)移酶（UFGT）活性與茶多酚總量和花青素含量均顯著正相關(guān)，為花青素合成的關(guān)鍵酶。在春季普通群體品種中，有30%左右的芽葉呈現(xiàn)紅紫色，在夏季則有88.7%呈現(xiàn)紅紫色，說明紅紫芽葉茶樹的芽葉色澤及其花青素含量同時受外界環(huán)境和遺傳因子的調(diào)控[26]。其次，紫芽葉茶樹品種經(jīng)過遺傳致使芽葉呈現(xiàn)紫色，這也是茶樹遺傳性的表現(xiàn)[5]。

2? 紫色芽葉茶樹種質(zhì)資源創(chuàng)新利用

紫色芽葉茶樹品種自古存在，目前紫色芽葉茶樹品種選育方面的研究報道也越來越多。劉富知等[2]調(diào)查發(fā)現(xiàn)76%的安化群體種茶樹具有紅紫芽葉。廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所2003年從云南大葉群體種中選拔出11個紅紫芽品系優(yōu)良單株，其芽葉花青素含量在2.6～14.9 mg/g[27]。游小妹等[7]2010年在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所2號山，利用九龍袍、茗科1號（金觀音）、鐵觀音、紫娟等茶樹種子繁育，從中篩選出18個紫色芽葉新品系，其花青素含量在3.4～19.7 mg/g。云南農(nóng)業(yè)大學(xué)在2016年從思茅茶樹良種場資源圃中篩選出5個紅紫芽茶單株，其一芽三葉花青素含量在2.0～8.5 mg/g。婁艷華等[8]在浙江省景寧、慶元、蓮都、松陽、遂昌等地區(qū)，從群體種茶園中篩選了65份葉色紫化的茶樹單株，測定其花青素含量在2.2～15.6 mg/g之間。以上都是對于紫色芽葉茶樹單株株系方面的研究報道。

目前，獲得品種權(quán)且具有一定栽培面積的紫芽茶類為紫娟和紫嫣這2個品種。紫娟是云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所從云南大葉群體種中選育而來，于2005年11月28日由國家林業(yè)局授予植物新品種權(quán)，2014年經(jīng)云南省非主要農(nóng)作物品種審定委員會審核通過，登記為省級茶樹良種，其嫩梢的芽、葉、莖均為紫色，一芽二葉花青素含量高達29.1 mg/g[21，28-29]。紫娟鮮葉加工而成的綠茶色澤紫黑，茶湯紫紅，味醇厚，香氣特殊;紅茶香型高雅，湯色清澈紅亮、金圈持壁，口感清爽、舌底生津、回味無窮，葉底紅褐光亮[30]。目前，紫娟已在云南省普洱、西雙版納和臨滄等州（市）有規(guī)模種植，同時在貴州、湖南、浙江、江蘇、安徽等地推廣，目前全國種植面積近1.3萬hm2。

紫嫣品種由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川一枝春茶業(yè)有限公司從四川中小葉群體種中選育而來，于2017年9月1日由農(nóng)業(yè)部授予植物新品種權(quán)，2018年6月28日完成品種登記（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部）。其嫩梢的芽、葉、莖均為紫色，春茶一芽二葉花青素含量高達27.3 mg/g[22]。紫嫣鮮葉加工的烘青綠茶色青黛，湯色藍紫清澈，有嫩香，滋味濃厚尚回甘，葉底色靛青;紅茶外形烏潤，香氣濃郁、有甜香，滋味甜醇[30]。

3? 紫色芽葉茶樹品種的生化特性

茶樹芽葉呈現(xiàn)紅紫色主要是由于花青素的累積造成的，因此，花青素的含量高低決定了茶樹芽葉顏色的深淺程度[7-8，31]。蕭力爭等[32]結(jié)合目測茶樹芽葉顏色、色差計計數(shù)測色及測定花青素含量建立了茶樹紫色芽葉等級劃分的理化指標。目前已經(jīng)報道的紅紫色芽葉茶樹的花青素含量在2.0～49.0 mg/g之間，不同品種之間差異很大[2，21，32]。目前已經(jīng)獲得品種權(quán)登記的2個紫芽茶品種紫娟和紫嫣，屬于花青素含量比較高且穩(wěn)定的紫芽茶樹品種，其春茶一芽二葉的花青素含量為20.0 mg/g左右，不同種植地區(qū)之間存在一定的差異[33]。

除茶樹品種之間差異外，茶樹芽葉中花青素含量還與芽葉生長部位、采摘季節(jié)等因素有關(guān)[34]。以紫娟為例，其不同部位芽葉中花青素含量由高到低依次為一葉、二葉、三葉、芽、四葉、梗、成熟葉[35]。王子浩[36]研究發(fā)現(xiàn)紫娟一芽一葉、一芽二葉和一芽三葉干茶樣水浸出物中的花青素含量分別為17.9 mg/mL、18.6 mg/mL和18.8 mg/mL，可能與調(diào)控花青素轉(zhuǎn)運的CsGSTF1的基因表達量隨芽葉發(fā)育成熟而下降有關(guān)[37]。譚曉琴等[33]對紫嫣和紫娟在不同季節(jié)（春、夏、秋季）花青素總量變化的研究發(fā)現(xiàn)，夏季含量最高，表現(xiàn)出先升高再降低的趨勢。在其他研究報道中也多次驗證紫色芽葉茶樹品種在夏季其花青素含量最高，秋季次之，春季最低[27，38]。

與常規(guī)綠色芽葉品種相比，紫色芽葉茶樹品種除了具有更高的花青素含量之外，其茶多酚、咖啡堿等與茶葉品質(zhì)相關(guān)的成分含量也普遍較高，但是氨基酸含量較低[3]。劉富知等[2]報道安化群體品種茶樹上的紅紫色芽葉較綠色芽葉含有較多的茶多酚、兒茶素和黃酮類化合物，保健功效突出的L-EGCG含量亦偏高。周志高等[39]研究發(fā)現(xiàn)，紫筍茶樹芽葉與普通茶樹芽葉比較，多酚類物質(zhì)含量較高。梁名志等[40]發(fā)現(xiàn)特種紫茶的黃酮類、咖啡堿含量較高。王子浩[36]在云南勐海對比紫娟和常規(guī)綠色芽葉品種茶樹內(nèi)含物成分發(fā)現(xiàn)，紫娟中茶多酚、咖啡堿、水浸出物等含量更高，而氨基酸含量偏低。游小妹等[7]報道紫色株系中茶多酚含量高于常規(guī)綠色品種，而氨基酸含量則較低。

4? 紫色芽葉茶加工特性

傳統(tǒng)茶葉生產(chǎn)中，紅紫色芽葉由于高含量的花青素在加工過程中發(fā)生轉(zhuǎn)化造成干茶顏色烏褐，湯色發(fā)暗，葉底靛青，與傳統(tǒng)綠茶追求的“清湯綠葉”相違背[41-43]，且存在滋味苦澀的情況[42，44]，所以無論是茶樹育種還是茶葉加工，都以去除紅紫色芽葉作為目標。但是隨著對花青素研究的不斷深入，尤其是花青素作為一種強自由基清除劑所具有的降血糖、抗氧化、預(yù)防疾病、抑制腫瘤細胞發(fā)生以及抗菌消炎等多種保健功能，使其受到越來越多的重視。

通過加工工藝的優(yōu)化調(diào)整，降低紫色芽葉茶葉的苦澀味，同時保持較高含量的花青素成為茶葉加工中一個重要研究目標?；ㄇ嗨厝菀资芗庸せ虮４姝h(huán)境的pH、溫度、氧濃度等外界因素的影響[45-47]。例如，花青素的解離速度隨著溫度的升高或熱降解時間的延長而加快，高溫會促使保護花青素的3-糖苷結(jié)構(gòu)的水解，從而使花青素降解[48]，因此茶葉加工過程中會對花青素含量造成很大影響。時鴻迪等[42]研究發(fā)現(xiàn)，利用紫娟原料加工成綠茶花青素含量最高，其次為加工成白茶和紅茶，加工的黑茶中花青素含量最低。楊純婧等[22]利用紫嫣一芽二葉原料分別加工成綠茶和紅茶，花青素含量從原料中的27.3 mg/g分別下降到24.8 mg/g和8.3 mg/g。解東超[49]系統(tǒng)研究了加工工藝（綠茶、紅茶、白茶）對紫娟品種花青素含量和組分的影響，也驗證了干茶中的花青素含量綠茶>白茶>紅茶。進一步分析各個加工環(huán)節(jié)對花青素含量的影響發(fā)現(xiàn)，在綠茶加工過程中殺青和干燥2個環(huán)節(jié)是造成花青素含量下降的主要過程;在紅茶加工過程中，發(fā)酵是造成花青素含量降低的主要過程;在白茶加工過程中花青素含量逐步降低，其中干燥環(huán)節(jié)降低幅度最大。這些研究證明以紫色芽葉為原料，加工綠茶能夠保留更多的花青素[42，49-50]。此外，在綠茶加工過程中降低其苦澀味也成為一個研究目標。趙先明等[44]研究發(fā)現(xiàn)，在紫色芽葉加工綠茶的過程中，添加0.2%的酪蛋白可以使茶湯中多酚類物質(zhì)含量降低19.5%，澀味指數(shù)由3.70降低到2.98，實現(xiàn)降低澀味，改善品質(zhì)的目標。

5? 小結(jié)與展望

紫色芽葉茶因高含量的花青素而具有的保健功效受到人們越來越多的關(guān)注，目前在品種選育和產(chǎn)品加工方面已經(jīng)取得了一些研究進展，登記品種有紫鵑、紫嫣和東方紫嬋，千秋墨、四明紫墨、四明紫霞、虞舜紅、金川紅妃等獲得品種權(quán)，但是還需要進一步推廣。雖然紫娟的推廣面積較大，但作為大葉類品種，其推廣地區(qū)受到氣候條件的制約，仍存在一定的局限性。因此，需加強培育適應(yīng)性更廣的中小葉種優(yōu)質(zhì)紫色芽葉茶樹品種。加工過程會造成花青素含量的降低，尤其是高溫和紅茶發(fā)酵等環(huán)節(jié)，因此如何在保證茶葉品質(zhì)的同時優(yōu)化調(diào)整加工工藝，降低花青素的分解從而保證其保健功效仍需進一步研究。另外，目前在紫色芽葉茶樹品種的深加工利用方面研究甚少，也需加強研究。

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