鸟王茶不同叶片外观表现型与季节下茶叶产量与品质研究

张家春，周 颖，李朝桢，周鑫伟，洪 江，张清海，张珍明

（1.贵州省植物园，贵阳 550004；2.贵州科学院，贵阳 550001；3.贵州医科大学，贵阳 550025）

茶叶是世界三大非酒精饮料之一，是人们广泛使用的饮品[1]。贵州作为我国茶叶生产的重要省份之一，茶产业在贵州省经济社会发展中具有重要的地位和作用[2]。贵定鸟王茶（又称云雾贡茶），是独特的珍贵地方良种，半乔木、叶肉厚、芽叶绿色和茸毛多，用鸟王茶茶叶加工制成的成品茶有独特的香气[3]，且廖朝选等人对鸟王茶中微量元素分析发现鸟王茶中Se含量达到《NY/T600-2002富硒茶》中富硒茶含量要求，为富硒茶叶[4]。由此，以鸟王茶的品质为优势在贵州大力推广种植，势必将促进当地经济的发展。茶叶主要生化成分是构成茶叶品质优劣的物质基础，探究茶叶的生化多样性，可为发掘利用优异茶树种质资源奠定基础[5-6]。为筛选出鸟王茶产量及品质比较稳定的优良单株，以及更进一步选育高产优质鸟王茶品种奠定基础。本研究综合考虑鸟王茶不同叶片外观表现型及不同采茶季节对鸟王茶的生物量及品质研究，特别是对成品茶品质的生化指标进行研究，通过生物量、产量及品质筛选优良叶型，以促进贵州鸟王茶茶叶产业更好的发展。

1 材料和方法

1.1 样品采集与制备

以3个主要的栽培叶片外观表现型大叶型（叶长10.50～11.77 cm，叶宽 3.82～4.5 cm）、中叶型（叶长6.67～9.48 cm，叶宽 2.44～4.44 cm）、小叶型（叶长3.38～5.67 cm，叶宽 1.85～2.58 cm）为研究对象，选择长势和种植年限相同的鸟王茶茶树，进行编号挂牌，参照《农作物种质资源鉴定技术规程茶树》（NY/T1312-2007）[7]中对有性系的取样株数要求，本研究中鸟王茶为有性繁殖苗人工种植的种群，每个叶片外观表现型取样株数设置为10株，共设置叶片外观表现型取样株数30株数。本研究中不同季节以茶叶采摘时间来划分，以4月初—5月底采摘的为春茶，6月初—7月初采摘的为夏茶，8月中旬—9月底采摘的为秋茶，春茶、夏茶、秋茶的采样时间分别为4月15日、6月15日和9月15日。在采样时间对设置的样点进行芽梢萌枝数、芽梢长度、发芽密度的观察及测量统计，其中发芽密度测量方法为固定方框，方框的面积为33.3 cm×33.3 cm，从上至下采摘完方框内所有的一芽一叶，记录数量，并称量一芽一叶百芽重；将采集的一芽一叶用恒温干燥箱在120℃高温下烘干至恒量，烘干样品用高速粉碎机粉碎1 min，过40～60目筛备用。

1.2 茶叶品质测定方法

茶叶矿质元素含量采用电感耦合等离子体-质谱法测定[4]：称取l g样品于高压密封罐中，加5 mL硝酸溶液和2 mL过氧化氢，250℃消解6 min、400℃消解5 min、450℃消解5 min，待消解罐冷却后，将溶液转移至50 mL容量瓶中，用2次去离子水冲洗3次后定容得待测样品溶液，样品采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-YIS，Agilent 7500 a）进行测定。

茶叶水浸出物、咖啡碱、茶多酚和氨基酸含量的测定分别采用 GB/T8305-2013[8]、GB/T8312-2013[9]、GB/T8313-2018[10]和 GB/T8314-2013[11]。 按 照 GB/T8313-2018，采用高效液相色谱法检测儿茶素类化合物的6个组分：表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表儿茶素（EC）、没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）及儿茶素（C）：称取 0.2 g（精确到 0.000 1g）茶粉样于10 mL离心管中，加入经70℃预热的70%甲醇溶液5 mL，70℃水浴浸提10 min，冷却至室温，3 500 r/min离心10 min，转移上清液至10 mL容量瓶；残渣再用70%甲醇溶液5 mL提取1次。合并提取液，定容至10 mL，经0.45 μm微孔滤膜过滤；吸取2 mL提取液混合于8 mL稳定液中，0.45 μm膜过滤，HPLC（HPLC-20AT，日本岛津公司）检测；测定用C18柱，流速1 mL/min，柱温35℃，检测波长278 nm，梯度洗脱，用儿茶素类标准物质外标法直接定量。

1.3 数据统计方法

本研究的所有数据描述性统计采用Excel 2013分析、显著性分析统计采用SPSS19.0分析；相关图件制作在Origin9.1中完成。

2 结果与分析

2.1 不同叶片外观表现型与季节下茶叶产量研究

对鸟王茶不同叶片外观表现型与季节的生物量指标进行系统研究，并对亩产量进行估算，结果如表1和图1所示。从表1可以发现，除大叶型外，小叶型和中叶型每株芽梢年萌枝数之间无显著差异，大叶型芽梢年萌枝数显著最少，表现为小叶型＞中叶型＞大叶型。不同叶片外观表现型在不同季节芽梢长度的差异表现上不尽相同，春茶表现为小叶型＞中叶型＞大叶型，夏茶为中叶型＞大叶型＞小叶型，秋茶为大叶型＞中叶型＞小叶型；秋茶的芽梢长度较春茶、夏茶芽梢长度大，小叶型表现为秋茶＞春茶＞夏茶，中叶型、大叶型表现为秋茶＞夏茶＞春茶。从发芽密度大小结果来看（图1），小叶型发芽密度在春茶、夏茶及秋茶中均最大，均表现为小叶型＞中叶型＞大叶型，与大叶型、中叶型的发芽密度均差异显著。鸟王茶不同叶片外观表现型与季节的一芽一叶百芽重结果（图1）表明，大叶型一芽一叶百芽重在春茶、夏茶及秋茶中均最重，与中叶型、小叶型的百芽重均差异显著；中叶型百芽重均仅次于大叶型。从不同叶片外观表现型鸟王茶亩产量估算结果（表1）来看，不同季节鸟王茶亩产量，小叶型、中叶型及大叶型中均为春茶＞秋茶＞夏茶；不同叶片外观表现型鸟王茶亩产量，春茶表现为小叶型＞中叶型＞大叶型，夏茶和秋茶表现为中叶型＞大叶型＞小叶型。

表1 鸟王茶不同叶片外观表现型与季节芽梢生长量统计及亩产量估算Table 1 The statistics of shoot growth and the estimation of yield per mu of different leaf appearance and season of Niaowang tea

图1 鸟王茶不同叶片外观表现型发芽密度、一芽一叶百芽重统计Figure 1 Statistics of germination density，100 buds weight of one bud and one leaf of different leaf appearance of Niaowang tea

2.2 不同叶片外观表现型与季节下茶叶品质分析

鸟王茶不同季节茶叶品质检查结果如表2所示。从表2来看，鸟王茶茶叶水浸出物的含量随季节变化规律表现为夏茶＞秋茶＞春茶，夏茶水浸出物平均含量显著最高，其中春茶水浸出物平均含量为20.46%，夏茶水浸出物平均含量为45.33%，秋茶水浸出物平均含量为23.92%。鸟王茶茶叶茶多酚含量随季节变化其含量增加，其中春茶平均含量为15.75%，夏茶平均含量为17.60%，秋茶平均含量为18.75%。鸟王茶春茶总儿茶素含量平均值为10.08%，夏茶平均值为13.65%，秋茶平均值为11.78%，总儿茶素随季节变化表现为夏茶＞秋茶＞春茶。鸟王茶茶叶咖啡碱的含量随季节变化规律表现为夏茶＞春茶＞秋茶，其中春茶咖啡碱平均含量为3.12%，夏茶咖啡碱平均含量为3.32%，秋茶咖啡碱平均含量为2.57%。不同季节鸟王茶茶叶氨基酸含量差异显著，春茶和秋茶氨基酸平均含量显著高于夏茶，鸟王茶茶叶中氨基酸含量随季节变化规律为春茶＞秋茶＞夏茶。

表2 不同季节鸟王茶茶叶品质测定结果统计Table 2 The statistics of test results of tea quality of Niaowang tea in different seasons %

对鸟王茶不同叶片外观表现型及季节影响制茶品质的主要生化指标进行统计，结果如表3和表4所示。不同叶片外观表现型及季节鸟王茶中总儿茶素含量差异不显著，春茶、夏茶和秋茶中总儿茶素含量均以中叶型最高，春茶中表现为中叶型＞小叶型＞大叶型，夏茶和秋茶中表现为中叶型＞大叶型＞小叶型；小叶型、中叶型和大叶型中总儿茶素含量均以夏季最高。表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是儿茶素类化合物的重要组成成分，是茶叶关键品质成分之一，从表3来看，不同叶片外观表现型及季节鸟王茶中EGCG量差异不显著，春茶和秋茶中EGCG含量以中叶型最高，夏茶以大叶型含量最高；小叶型、中叶型和大叶型中EGCG含量最高均是夏茶。不同叶片外观表现型儿茶素指数差异不显著，不同季节鸟王茶儿茶素指数差异显著，不同叶片外观表现型的春茶儿茶素均大于500，不同叶片外观表现型的夏茶和秋茶儿茶素指数均低于500；春茶中，以中叶型儿茶素指数最大，表现为中叶型＞大叶型＞小叶型。

表3 鸟王茶不同叶片外观表现型及季节下儿茶素类化合物组分Table 3 The components of catechins of different leaf appearance and season of Niaowang tea

表4 鸟王茶不同叶片外观表现型及季节下酚氨比及氨基酸组分Table 4 The phenol ammonia ratio and amino acid composition of different leaf appearance and season of Niaowang tea

不同叶片外观表现型和季节鸟王茶中氨基酸平均含量差异较大，春茶和夏茶中以小叶型中氨基酸含量最高，秋茶中以大叶型氨基酸含量最高；小叶型以春茶氨基酸含量最大，中叶型和大叶型氨基酸含量最大值出现在秋茶中。茶多酚与氨基酸的比值作为茶叶品质适制性的生化指标，一般认为酚氨比小于8适宜制绿茶，大于8适宜制红茶（酚氨比在8～15之间绿茶红茶兼制）。不同季节鸟王茶茶叶中酚氨比不同，春茶和秋茶酚氨比均小于8；夏茶酚氨比大于8，其中中叶型酚氨比大于15。

2.3 不同季节鸟王茶茶叶矿质元素分析

不同季节鸟王茶茶叶中矿质元素含量检测统计结果如表5所示，从变异系数来看，鸟王茶春茶中矿质元素的含量变化较小，属于弱变异程度；夏茶和秋茶变化较大，夏茶中的Se和Ca元素为中等变异，秋茶中的Se和Fe为强变异，秋茶中的Zn和Ca为中等变异。结果表明不同季节鸟王茶茶叶中矿质元素的含量存在显著差异，常量元素Ca的含量平均值随季节表现为夏茶＞秋茶＞春茶，夏茶中Ca的含量是春茶中含量的2倍；微量元素Fe和常量元素Mg的含量表现为秋茶＞春茶＞夏茶，秋茶中Fe和Mg的含量分别是夏茶中含量的4倍和2倍；微量元素Se和Zn的含量表现为春茶＞秋茶＞夏茶，春茶中Se的含量是夏茶中含量的2倍多。不同矿质元素在不同季节的鸟王茶茶叶中含量也存在差异，春茶和秋茶中矿质元素的含量变化规律为Mg＞Ca＞Fe＞Zn＞Se，夏茶中矿质元素含量变化规律为Ca＞Mg＞Fe＞Zn＞Se。

表5 不同季节鸟王茶茶叶中矿质元素含量Table 5 Contents of mineral elements in the tea of Niaowang tea in different seasons mg·kg-1

3 讨论与结论

鸟王茶是我省的本地特色的名优茶叶，长期以来鸟王茶以有性繁殖苗来人工种植以供采茶利用。本研究通过对人工种植的鸟王茶样地进行研究调查，发现人工种植鸟王茶叶片结构与茶原种（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze.）差异较大。通过对样地中鸟王茶叶片的叶长和叶宽进行聚类分析，发现鸟王茶目前主要有3种叶片外观表现型：大叶型、中叶型和小叶型。对不同叶片外观表现型鸟王茶每株芽梢年萌枝数进行统计研究，每株芽梢年萌枝数表现为小叶型＞中叶型＞大叶型，大叶型芽梢年萌枝数显著最少。以发芽密度、一芽一叶百芽重为产量估算指标进行亩产量估算，并综合考虑鸟王茶年萌枝数、芽梢长度，不同叶片外观表现型主推小叶型和中叶型。

茶叶的生化成分是形成茶叶品质的物质基础，参照“国家茶树优良种质评价利用数据库”596份资源的生化成分检测结果[12]，本研究中不同季节鸟王茶中茶多酚、总儿茶素、氨基酸总量和咖啡碱的含量符合国家茶树优良种。水浸出物是茶叶中水溶性生化成分混合物的总和，水浸出物含量在一定程度上反映了茶汤内含成分的多少[13]。本研究中鸟王茶水浸出物在不同季节中含量不同，夏茶中显著最高为45.33%，春茶、秋茶分别为20.46%、23.92%。水浸出物只是绿茶优良品质形成的条件之一，水浸出物含量高，并不意味着绿茶品质就优良。鸟王茶春茶汤色清纯鲜亮，可能是鸟王茶春茶水浸出物的含量低决定了鸟王茶浸泡中的清亮汤色。绿茶色香味优良品质的形成，是靠茶叶中众多生化成分综合协同作用及比例协调的结果。从鸟王茶中茶多酚、氨基酸和咖啡碱含量来看，鸟王茶在春茶、夏茶和秋茶的品质差异有待进一步研究。

茶叶含有许多对人体健康有益的微量元素[14]，且茶叶中近15.2%的Fe、28.8%的Mn、31.8%的Cu和50.7%的Zn能溶入茶水中而被人体吸收，因此饮茶将成为人体摄取微量元素的重要方式之一。本研究以Ca、Fe、Zn、Se和Mg等5种矿质元素来研究不同季节鸟王茶中矿质元素特征，除微量元素Zn外，夏茶中Ca含量是春茶中含量的2倍，秋茶中Fe和Mg含量分别是夏茶中含量的4倍和2倍，春茶中Se含量是夏茶中含量的2倍多；微量元素Se和Zn均以春茶中含量最大，常量元素Ca以夏茶中含量最大，而微量元素Fe和常量元素Mg含量最大值在秋茶中。从不同季节鸟王茶中矿质元素综合特征，以秋茶中矿质元素最高，其次是春茶；参照《NY/T600-2002富硒茶》，春茶和秋茶为富硒茶。

茶多酚是茶叶中多酚类物质总称，是绿茶滋味浓度和苦涩味的代表物质；氨基酸是茶叶中的主要物质，是形成茶汤鲜爽度和香味的主要物质。儿茶素类物质是茶多酚类物质的首要组分，各种儿茶素的滋味有所不同，非酯型儿茶素收敛性较弱，味苦后甘爽口；酯型儿茶素收敛性较强，高含量下呈现出苦涩味[15]。儿茶素类总量高，非酯型儿茶素比重大，茶多酚/氨基酸比值小，儿茶素指数高是适制优质绿茶的生化指标；酯型儿茶素比重大，儿茶素指数低和茶多酚/氨基酸比值大，富含多酚类、还原糖、水浸出物和适量的氨基酸和咖啡碱，是适制优质红茶或乌龙茶的生化指标。因此，从鸟王茶不同叶片外观表现型及季节下影响制茶品质的生化指标综合来看，春茶的生化指标适制优质绿茶；夏、秋茶的生化指标适制优质红茶；中叶型制茶品质较佳，可以作为单株优选育种材料；大叶类型可试制乌龙茶产品。