6个高氨基酸茶树品种（系）主要生化成分分析

金孝芳，马林龙，刘艳丽，曹 丹，龚自明

6个高氨基酸茶树品种（系）主要生化成分分析

金孝芳，马林龙，刘艳丽，曹 丹，龚自明*

（湖北省农业科学院果树茶叶研究所，湖北 武汉 430064）

为了解6个高氨基酸茶树品种（系）白叶1号、中黄1号、黄金茶1号、苏茶早、E1和20-2-1的主要生化成分，以湖北茶区主栽品种鄂茶1号为对照，分析了6个品种（系）春季新梢（一芽二叶）中主要生化成分并对其进行聚类分析。结果表明，6个高氨基酸茶树品种（系）中天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、组氨酸、精氨酸、茶氨酸及氨基酸总量均显著高于对照，水浸出物、茶多酚、酚氨比、EGCG、GCG及儿茶素总量均显著低于对照，其它组分变化规律不明显。基于主要生化成分含量聚类分析显示，白叶1号、苏茶早、黄金茶1号、中黄1号、E1等5个品种（系）聚为一类，该类具有氨基酸含量高、茶多酚和儿茶素含量低的特性；此外，高氨基酸含量、相对较高茶多酚和儿茶素含量的品系20-2-1则单独聚为一类。

茶树；高氨基酸；生化成分；聚类分析

氨基酸是构成茶叶滋味的重要组成部分，其组成、含量以及它们的降解产物和转化产物直接影响茶叶品质［1－2］。其中，茶氨酸是茶树中最为丰富的游离氨基酸，其含量除对茶叶品质以及等级有较强的正相关性外，还能够有效缓减茶的苦涩味，缓解咖啡碱引起的兴奋［3］。而且现代医学研究表明，茶氨酸还具有放松镇静、保护神经、降血压、降血脂、抗肿瘤、肝保护、增强免疫力等众多生理及药理功能［4－7］。氨基酸（尤其茶氨酸）保健功能的不断开发，及其与绿茶品质相关性认识不断加强，人们先后培育出白叶1号、黄金芽、黄金茶1号等高氨基酸茶树品种［1，8，9］。这些品种所制绿茶具有滋味鲜爽、香气馥郁的品质特征，兼具观赏性和保健作用，在市场上取得了良好的经济效益［10－11］。

湖北省产茶历史悠久，拥有丰富的茶树种质资源，但高氨基酸茶树品种却非常稀少。近年来，为了丰富湖北茶区高氨基酸茶树品种，提高湖北省名优绿茶竞争力，我省茶叶科技工作者先后引进了白叶1号、中黄1号、黄金茶1号等多个高氨基酸茶树良种，同时还筛选了一批高氨基酸性状稳定的优良品系［12，13］。本试验以湖北茶区主栽品种鄂茶1号为对照，通过对本课题组筛选的2个性状稳定的高氨基酸优良品系E1和20-2-1以及4个引进高氨基酸茶树品种白叶1号、中黄1号、黄金茶1号和苏茶早（非高氨基酸茶树品种，但在品比试验中表现出稳定的高氨基酸性状）春梢（一芽二叶）的主要生化成分进行系统比较分析，了解各品种（系）间生化成分的差异，为其在湖北茶区的推广应用提供理论依据，同时也为湖北省茶树品质遗传改良提供重要资源。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料采自湖北省茶树种质资源圃。2011年将1年生、大小一致的白叶1号、中黄1号、黄金茶1号、苏茶早、E1、20-2-1和鄂茶1号茶苗栽植于四周空旷，地势平坦，土壤结构良好，肥力中等一致的试验田中，各品种（系）种植试验小区面积为13.5 m2，随机排列，3次重复。种植方式：大行距150 cm，小行距40 cm，株距20 cm，双行双株侧窝种植，栽培管理措施一致。2016年3月份分别采摘6个品种（系）和对照鄂茶1号的新梢一芽二叶样品，制作蒸青样，制作工艺流程：鲜叶—蒸汽杀青（3 min）—烘干（80℃，3h）—磨碎过40目筛。

1.2 试剂与仪器

1.2.1 主要试剂 色谱级甲醇、乙腈、乙酸购自美国TEDIA公司，儿茶素及咖啡碱标品购自美国Sigma aldrich公司，氨基酸分析专用试剂包AccQ·Tag（衍生试剂AccQ·Fluor和洗脱缓冲盐）、17种氨基酸混合标样购自美国Waters公司，L－茶氨酸购自上海源叶生物科技有限公司，硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、茚三酮、氯化亚锡等购自国药集团化学试剂有限责任公司。

1.2.2 主要仪器 高效液相色谱仪（E2695，2998PDA Detector）美国Waters公司；气质联用仪（5975C）美国安捷伦科技有限公司；电子天平（SQP）赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；电热鼓风干燥箱（WGL-230B）、电热恒温水浴锅（DK-98-Ⅱ）天津市泰斯特仪器有限公司；紫外－可见分光光度计（U-5100）日本日立公司。

1.3 试验方法

1.3.1 主要生化成分测定 茶多酚含量测定采用酒石酸亚铁比色法［14］；游离氨基酸含量测定采用茚三酮比色法［15］；水浸出物含量测定参照GB／T 8305—2002［16］；咖啡碱、儿茶素组分采用HPLC法［12］；氨基酸组分采用HPLC分析方法—Acc Q· Tag法［12］。

1.3.2 数据统计分析 数据处理分析采用Excel 2007软件和SPSS 17.0软件进行数据统计和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 各品种（系）主要生化成分分析

2.1.1 主要常规品质成分分析 对6个高氨基酸茶树品种（系）主要常规品质成分进行测定分析，由表1可知，6个高氨基酸茶树品种（系）氨基酸含量为4.51%～6.07%，均极显著高于对照，其中筛选的2个品系E1和20-2-1仅低于中黄1号。氨基酸是形成茶叶鲜爽味的主要物质，对茶叶品质以及等级有较强的正相关性［17，18］，因此，6个高氨基酸茶树品种（系）所制绿茶的鲜味要明显高于对照。水浸出物是反映茶叶特征性成分含量以及茶汤浓淡厚薄的一个重要指标［12］，6个品种（系）水浸出物均不同程度低于对照，达到极显著差异；此外，2个品系水浸出物含量要高于4个引进品种，说明品系的内含物质较引进品种丰富。咖啡碱是茶汤呈苦味的主要物质［8］，6个品种（系）在咖啡碱含量上无显著规律，其中苏茶早咖啡碱含量最低，仅为2.01%，较对照低43.54%。茶多酚是绿茶苦涩味形成的主要物质，同时也是一种天然抗氧化剂，对人体具有很好的保健作用［19］，从表1可以看出，6个品种（系）茶多酚含量均极显著低于对照，为17.99%～28.04%；品系20-2-1茶多酚含量明显高于其它5个品种（系），因此，它们所制绿茶苦涩味会低于对照和20-2-1。酚氨比是反映茶叶品质特征的一个重要参数，名优绿茶一般要求酚氨比低，以保证滋味鲜爽特性［20］，从表1可知，6个供试品种（系）酚氨比范围为2.96～5.37，均低于对照，说明6个高氨基酸茶树品种（系）均适制名优绿茶。

2.1.2 氨基酸组分分析 从表2中可知，6个高氨基酸茶树品种（系）18种游离氨基酸总量为30.23～38.91 mg·g－1，是对照的1.5～2倍。由表1与表2比较可知，茚三酮比色法测定氨基酸总量明显高于HPLC法测定18种氨基酸总量，这主要是由于不同氨基酸在570 nm处的吸光度存在差异以及茶汤中存在蛋白质和多肽的干扰所致，但氨基酸含量在不同品种（系）呈现的规律基本一致［21］。从表2可以看出，天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、组氨酸、精氨酸和茶氨酸是6个品种（系）的主要氨基酸，均不同程度高于对照，其中茶氨酸含量最高，约为总量的50%；而其它氨基酸组分在不同的品种（系）中无显著变化规律。研究表明，氨基酸的组成、含量及其降解产物和转化产物都直接影响名优茶品质，袁林颖等认为除茶氨酸外，天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸也与绿茶品质呈极显著正相关［22］。因此，6个高氨基酸茶树品种（系）所制绿茶的品质要优于对照。同时，氨基酸与绿茶香气具有直接或间接的关系，氨基酸总量与绿茶香气呈极显著正相关［1，23］，说明6个高氨基酸茶树品种（系）所制绿茶的香气要优于对照。

表1 各品种（系）常规生化成分含量Table 1 Biochemical compositions of teas

表2 各品种（系）氨基酸组分含量Table 2 Amino acid contents in shoots of 6 tea cultivars（单位：mg·g－1）

2.1.3 儿茶素组分分析 儿茶素是茶叶苦涩味形成的主要物质，对茶叶色、香、味品质的形成有重要作用［24，25］。由表3可知，6个高氨基酸茶树品种（系）儿茶素总量为63.01～118.87 mg·g－1，均低于对照；其中20-2-1和黄金茶1号儿茶素总量较为接近，明显要高于其它4个品种（系），中黄1号儿茶素总量最低，仅为63.01 mg·g－1。儿茶素分为收敛性强的酯型儿茶素（ECCG、GCG、ECG、CG）回味爽口的非酯型儿茶素（GC、EGC、C、EC），从表3可以看出，6个品种（系）酯型儿茶素总量要显著低于对照，而非酯型儿茶素总量仅中黄1号和E1低于对照，其余品种（系）均要显著高于对照。从儿茶素组分来看，EGCG为供试品种的主要儿茶素，含量范围为25.61～51.70 mg·g－1，均低于对照，其中20-2-1的EGCG含量明显高于其它5个品种（系）；6个品种（系）GCG含量显著低于对照，其它儿茶素组分在各品种（系）间无明显的变化规律。综上所述，白叶1号、中黄1号、苏茶早、E1等4个高氨基酸茶树品种（系）的儿茶素含量较低，构成茶叶苦涩味的组分含量较少，所制绿茶具有苦涩味轻、收敛性弱、茶汤淡爽等品质特征；20-2-1和黄金茶1号茶汤较为浓郁，但因其氨基酸含量高，所制绿茶在苦涩味方面明显优于对照。

表3 各品种（系）儿茶素组分含量Table 3 Catechin contents in shoots of 6 tea cultivars（单位：mg·g－1）

2.2 各品种（系）主要生化指标聚类分析

对6个高氨基酸茶树品种（系）以及对照品种鄂茶1号的主要生化成分指标进行系统聚类分析，结果如图1所示。当聚类欧式距离取值D＝10时，可把7个茶树品种（系）分为3类，第Ⅰ类群包括白叶1号、苏茶早、黄金茶1号、中黄1号、E1共5个品种（系），这类群体主要表现为氨基酸含量高，茶多酚和儿茶素含量低等特点，同时该类群又分为2个亚类，A亚类包括白叶1号、黄金茶1号、苏茶早3个品种，说明这3个品种中生化指标上非常类似；B亚类包括中黄1号和E1，说明我们筛选的高氨基酸茶树品系E1在生化成分上与高氨基酸茶树品种中黄1号类似。第2类群仅有对照鄂茶1号，说明对照在生化成分能够明显区别6个高氨基酸茶树品种（系），具有氨基酸含量低，茶多酚和儿茶素含量高特点。第三类群仅包括品系20-2-1，这一类群主要表现为含量氨基酸高，茶多酚和儿茶素含量相对较高的特点。

图1 基于主要生化成分含量的聚类图Fig.1 Result of cluster analysis based on major biochemical contents in shoots of 6 tea cultivars

3 结论与讨论

茶叶色、香、味优良品质的形成，是茶叶中存在的一些特征性成分综合配比和谐的结果，这些能够反映茶叶品质特征的功能性成分主要是氨基酸、茶多酚、嘌呤碱等化合物［12］。氨基酸是形成茶叶鲜爽味的主要物质，其组成、含量及其降解产物和转化产物都直接影响名优茶品质［1，2］；同时，氨基酸与绿茶香气具有直接或间接的关系，氨基酸总量与绿茶香气呈极显著正相关［1］。茶叶中咖啡碱、儿茶素是茶叶中嘌呤碱和多酚类的主要成分，是茶汤滋味苦涩味形成的主要物质，直接影响茶叶品质［24］。酚氨比是反映茶树品种特性的一个重要生化指标。名优绿茶一般要求氨基酸含量高，多酚类含量中等，以形成香高味鲜的品质特征。一般认为酚氨比小的茶树品种较适合制作绿茶，若用酚氨比较大的茶树品种鲜叶加工绿茶，往往滋味苦涩［17］。本研究表明，供试的6个高氨基酸茶树品种（系）中氨基酸总量以及对绿茶品质极其相关的天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、组氨酸、精氨酸和茶氨酸均显著高于对照，而水浸出物、茶多酚、儿茶素总量、酚氨比均显著低于对照，这说明6个品种（系）所制绿茶的鲜味要明显高于对照，香气要优于对照，苦涩味较轻，较适合制作名优绿茶。通过各品种（系）生化成分含量的聚类分析结果可知，白叶1号、苏茶早、黄金茶1号、中黄1号、E1等5个品种（系）聚为一类，而品系20-2-1则单独聚为一类，这主要是由于品系20-2-1不仅具有高含量氨基酸的特点，还具有相对较高含量的茶多酚和儿茶素所致，这进一步暗示着品系20-2-1制绿茶品质可能更优于其他5个高氨基酸茶树品种（系）。

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Biochemical Compositions of Teas High in Amino Acids

JIN Xiao-fang，MA Lin-long，LIU Yan-li，CAO Dan，GONG Zi-ming*
（Fruit and Tea Research Institute，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan，Hubei 430064，China）

Six varieties of teas，including Baiye 1，Zhonghuang 1，Suchazao，Huangjincha 1，20-2-1 and E1，that have relatively high amino acid contents were analyzed for their biochemical compositions in the leaves.The widely cultivated Echa 1 was designated as control for comparison.Spring shoots comprising a bud and two leaves of the cultivars were plucked for the chemical and cluster analyses.The results showed that the contents of aspartate，serine，glutamate，histidine，arginine，theanine，and total amino acids in the shoots were significantly higher than those in control.On the other hand，lower water extract，polyphenols，phenol／amino acid ratio，EGCG，GCG，and total catechins，while a lack of significant differences on the other components，were found among the 6 cultivars as compared to control.A cluster analysis based on the compositional makeups of the teas indicated that Baiye 1，Zhonghuang 1，Suchazao，Huangjincha 1 and E1 could be categorized in one group that contained high amino acids with low polyphenols and catechins；whereas，20-2-1 stood alone in a group that had high amino acids，as well as polyphenols and catechins.

tea（Camellia sinensis）；high amino acid；biochemical composition；cluster analysis

S571.1

A

2096－0220（2017）02－0058－05

2017－04－14初稿；2017－05－23修改稿

湖北省农业科技创新中心项目（2016－620－000－001－032）；湖北省农科院青年科学基金（2016NKYJJ24）。作者简介：金孝芳（1982－），男，助理研究员，主要从事茶树种质资源与遗传育种工作。E－mail：xfjin＠126.com

*通讯作者：龚自明（1966－），男，研究员，主要从事茶叶科研工作。E－mail：ziminggong＠163.com