宜昌地区不同茶树品种夏秋季鲜叶主要理化指标研究

仇方方，王友海*，郝晴晴，徐小云，周颖，黄声东，肖秀丹，向唯

（1.宜昌市农业科学研究院，湖北宜昌 443000；2.宜昌市夷陵区农业技术推广中心，湖北宜昌 443100；3.宜都市特产技术推广中心，湖北宜都 443300）

宜昌位于长江中上游结合部，地处鄂西山区与江汉平原交汇过渡地带，气候温和，年平均气温16.9℃，无霜期250～300天，雨量充沛，年平均降水量1215.6 mm，日照率40%。土壤大部分属微酸性黄红壤土，适宜茶树生长，为我国古老的茶区之一，茶圣陆羽曾在《茶经》中把宜昌地区的茶叶列为山南茶之首。从低山平丘到海拔1200米左右的区域均有茶叶种植，栽培茶树品种众多，仅本地品种就有7个，栽培面积最大的主要是宜昌大叶种、宜红早和五峰212，约占茶叶总面积的50%。近些年来从福建、浙江、安徽等地引进福鼎大白、福云6号、乌牛早、平阳特早、安吉白茶、金观音、铁观音、名山1号、巴渝早等无性系良种，栽培面积约2万公顷，占茶叶总面积的40%。较多的品种混植难以进行统一的管理和加工，不仅影响了生产效率，而且严重影响茶叶品质，良种特性难以充分发挥出来。尤其是夏秋茶，品质不及春茶，经济效益较低，农民采摘积极性不高，从而导致茶叶资源得不到充分利用，造成资源极大的浪费。为掌握宜昌市主栽茶树品种的基础生化成分，使夏秋季鲜叶资源得到最恰当的利用，文章分析了34份宜昌茶区不同茶树品种夏秋季鲜叶生化成分多样性，对各品种进行系统归类，为深入研究和利用已有茶树资源提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2018年8月15日～30日，采摘各主产茶区21个主栽茶树品种的一芽二叶鲜叶样品34份，其中本地群体种4份、福鼎大白茶5份、宜昌大叶种2份、宜红早3份、乌牛早3份、五峰212品种3份，各茶树样品的基本情况见表1。

表1 参试样品的基本信息Table 1 Basic information of tested tea samples

1.2 试验方法

1.2.1 茶样处理方法

采摘的鲜叶及时使用格兰仕微波炉（G8023TL-2，额定功率1300 W）固样。鲜叶薄摊，微波高火档处理1 min，拿出摊凉后再微波中高火档1 min，摊凉后用烘箱80℃烘至足干。

1.2.2 理化指标测定方法

水分测定参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[1]中直接干燥法；茶多酚含量测定参考GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》[2]中福林酚试剂法；儿茶素含量测定参考GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》[2]中HPLC法；游离氨基酸总量测定参考GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量测定》[3]中茚三酮比色法；可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[4]；水浸出物含量测定参考GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》[5]；咖啡碱含量测定参考GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》[6]。

1.3 统计分析

各理化指标的最小值、最大值、平均值、标准差以及变异系数采用excel进行统计分析，相应的主成分分析和聚类分析通过SPSS19.0进行。主成分分析采用Factor过程主成分分析法，因子提取方差大于1且总贡献率大于85%的部分。聚类分析方法采用Ward’s法，距离为平均欧式距离。

2 结果与分析

2.1 主要理化指标分析

表2为34份茶树鲜叶样品主要理化指标的统计参数和变异系数，从表中可看出，参与调查的茶树良种在理化指标上差异明显。14个主要理化指标的平均变异系数为26.58%，水浸出物和总儿茶素两个指标的变异系数低于15%，其中水浸出物最低为2.54%，这表明受调查的茶树品种的水浸出物、总儿茶素一致性较强，变异范围不大。变异系数最大的是儿茶素（D、L-C），达到83.18%，其次是儿茶素品质指数 （35.11%）、没食子酸（33.08%）、表儿茶素没食子酸酯 ECG（31.29%）及表没食子儿茶素EGC（31.22%）；游离氨基酸、咖啡碱、可溶性糖、茶多酚、酚氨比等几种常规成分的变异系数介于15.12%～27.90%，变化范围较大。综合看来，各指标含量变异范围大，各调查品种间理化指标差异大，易于筛选较优品种制作夏秋茶。

表2 茶树样品的主要理化指标Table 2 Main chemical components of tea samples

2.2 主成分分析结果

主成分分析实质是利用数学降维思想，在损失少量信息前提下把多指标转化为几个综合指标，即主成分，它比原始变量具有更易抓住主要矛盾，揭示事物内部变量间的规律，能有效简化评判指标，提高分析效率。

研究对34份茶树夏秋叶样品的14个理化指标进行主成分分析，从图1来看，横坐标为5的点是特征值变化趋势由陡峭趋于平稳的转折点，因此提取到5个主要成分。表3显示前5个主成分其特征值均大于1，且累计贡献率为87.74%，可认定包含了原有指标的大部分信息。

图1 14个理化指标的主成分分析Fig.1 Principal component analysis of 14 chemical components

表3 方差分析贡献Table 3 Analysis of the variance contribution

主成分1贡献率为36.54%，主要反映的是儿茶素总量、茶多酚和EGCG的化学信息；主成分2以EGC为主；主成分3以游离氨基酸影响为主；主成分4其主要的是ECG（表4）；主成分5以可溶性糖为主。

表4 主成分矩阵Table 4 Component matrix

2.3 聚类分析结果

根据14个理化指标数据，对34份茶树样品进行聚类分析，在欧式距离小于5时，可分为4个类群（图2）。对各类群的主要理化指标进行了方差分析（表5），结果表明类群间水浸出物、游离氨基酸、咖啡碱、茶多酚、儿茶素含量、EGCG、ECG及酚氨比等8个理化指标间存在显著差异，其余可溶性糖等6个理化指标含量均相对一致。

类 群 I 包 含 9 份 资 源 （16，19，23，11，13，14，29，2，4），类群 II包含 3 份资源（9，26，3），这两个类群的主要特征为游离氨基酸含量偏高，咖啡碱、茶多酚、儿茶素总量及酚氨比均略低，为充分利用夏秋茶原料，适宜制作绿茶。同一加工工艺条件下，类群I所制的绿茶品质高于类群II，因类群I的儿茶素品质指数较高。类群III包含7份资源（25，30，21，28，33，34，24），其主要特征为茶多酚、儿茶素含量及酚氨比最高，各儿茶素单体含量也较高，较为适宜制作红茶。类群IV包含其余的15份资源，主要特征为茶多酚、儿茶素含量及酚氨比适中，游离氨基酸含量最低，而儿茶素品质指数最高，红、绿茶均可适当加工，尤其是制作绿茶。所有类群的水浸出物含量均大于48%，即所有资源内含物质较为丰富。

图2 34份茶树样品的聚类分析Fig.2 Cluster analysis of 34 tea samples

3 讨论

研究对宜昌各产茶区主栽34份茶树夏秋季鲜叶样品主要理化指标进行了测定与分析，发现很多指标变异系数较高，平均达到26.58%，表明变异类型非常丰富，在不同茶树品种内含成分分布上对鲜叶适制性进行研究，对夏秋叶的创新利用具有一定参考指导价值。

根据提取特征值大于1且累计贡献率大于85%的原则，对34份茶树鲜叶样品的14个理化指标进行主成分分析，提取到5个主成分，包含了资源大部分信息。所提取的每个主成分都能较客观地反映各指标之间的相互关系，不同指标在各个主成分中载荷值不同，有主次之分，对主成分的影响也有正负之分。主成分能够有效的简化评判指标，为资源信息的进一步分析做好铺垫。

表5 不同类群的主要理化指标分析Table 5 Comparison of chemical components among four clusters

酚氨比与茶多酚、氨基酸单一指标相比，更能综合判断鲜叶的品质属性及成茶品质的优劣[7]。杨亚军[8-9]、陆锦时等[10]研究认为，酚氨比＜8.00，适制绿茶；酚氨比 8.00～15.00，红绿茶兼制；酚氨比＞15.00，试制红茶。阮宇成等[11]根据绿茶品质与儿茶素各组分含量间的相互关系，提出儿茶素品质指数能够较为确切反映绿茶品质，并指出指数愈大，则鲜叶嫩度和品质愈好，绿茶品质愈高。王新超等[12]、王小萍等[13]、堵源康等[14]、刘声传等[15]分别将广西、四川、云南、贵州等地茶树种质资源进行了分类，并依据以上研究理论对各类群的适制性进行了界定。金孝芳等[16]利用儿茶素品质指数将湖北省审定的12个地方品种分为3类，为湖北省茶区名优茶发展提供了品种参考。

研究通过聚类分析，以欧式距离为5将参试的34份茶树鲜叶样品分为4个类群，其中第I类群包含9份资源，第II类群3份，第III类群7份，第IV类群15份。类群间水浸出物、游离氨基酸、咖啡碱、茶多酚、儿茶素含量、EGCG、ECG及酚氨比等8个理化指标间存在显著差异，其余水溶性碳水化合物等6个理化指标含量均相对一致。类群I、类群II的主要特征为酚氨比＜8，且具有较高的氨基酸含量、相对较低的茶多酚含量，适制绿茶；类群III酚氨比＞8，与其他类群相比，茶多酚含量相对较高，适宜制作红茶；类群IV各生化成分含量适中，红绿茶均可适当加工，更适宜制作绿茶。文章以酚氨比和儿茶素品质指数作为适制性的评判标准，对各资源的适制性做了初步认定，以缩小研究范围、提高夏秋茶资源的利用率，但具体还应结合加工试验的结果而定。

海拔高度[17]、栽培管理[18]等茶树生长条件直接影响鲜叶品质，以文章调查的福鼎大白茶为例，5个县市区种植海拔从120米至1300米不等、只采春季和3季采摘等采管模式均存在，不同的生长条件使不同取样点的福鼎大白茶的鲜叶理化指标存在差异，进而影响其分布类群不同，2个茶样（13、4）属于类群 I，适制绿茶；3 个茶样（20、27、7）属于类群IV，红绿兼制。舒庆龄等[19]研究表明优越的生态环境是茶叶高产优质的重要影响因子，研究的34份茶树鲜叶样品生长环境差异较大，茶树的生长发育与原产地发生了变化，造成茶叶营养成分含量的差异性，茶叶品种也拥有了当地栽培的一些特殊性。此点在文中仅初步比较了同一茶树品种在不同生长环境下的品质区别，若要找出系统规律，还需进一步研究比较。