基于多酚类和嘌呤类代谢表型的沿河古茶树红茶适制性评估

方仕茂，戴宇樵，杨 婷，田小强，田洪军，刘忠英，潘 科*

1.贵州省农业科学院 茶叶研究所，贵州 贵阳 550006；

2. 沿河土家族自治县生态茶发展和技术指导中心，贵州 沿河 565300

沿河县拥有丰富的古茶树资源。2016年，中国茶叶流通协会授予沿河县“中国古茶树之乡”称号，全县茶叶面积达1.33万hm2[1]。根据已有古茶树资源调查结果，该县下辖思渠、黄土、新景、客田、塘坝、后坪和洪渡等8个乡（镇）35个村共有古茶树4万余株[2]。该地区古茶树类型主要分为乔木型和灌木型[3]。不同树型古茶树鲜叶内含成分具有一定差异[4-5]。目前沿河县茶企利用古茶树资源开发古树红茶、古树绿茶和古树白茶等产品，对部分古茶树鲜叶加工技术进行了探究[6-8]，但对县域内不同区域古茶树鲜叶内含成分及区域内产品差异缺乏分析。

茶鲜叶中的多酚类与嘌呤类物质是评估其适制性的重要物质，同时也是影响茶叶色香味品质形成的关键物质[9-10]，多酚含量等指标通常用于品种的选育[4]。古茶树由于其树龄及管护条件不同（如修剪等）呈现一定代谢差异[11]，且在基因表达方面亦有不同[12]。此外，不同季节茶树新梢积累的多酚和嘌呤碱影响着茶叶的适制性；一般而言，夏茶或秋茶较春茶含有更高的酯型儿茶素和咖啡碱，制成相同的茶类其茶汤苦涩味更重。将夏秋茶鲜叶用于加工发酵类型茶类（如红茶、黑茶或白茶等），可避免苦涩味重影响茶叶价值。古茶树资源稀缺，古树春茶产量有限，为提高资源利用程度，增加古茶树产品的经济效益，对秋季灌木型古茶树鲜叶加工红茶品质进行评估十分必要。

本研究利用HPLC技术结合化学计量学分析不同树型（乔木型和灌木型）、区域及季节的古茶树茶鲜叶和干茶中多酚类、嘌呤类等物质含量差异，以评估古茶树鲜叶的红茶适制性，可为沿河县古茶树资源的合理开发利用提供解决方案。

1 材料与方法

1.1 茶样收集

2020年4月1 ～ 17日于后坪乡和客田镇收集乔木型一芽二叶鲜叶，于塘坝镇和新景镇收集灌木型一芽二叶鲜叶。每次从收集茶青中代表性扦取450 g，并均分3份，用铝箔纸装裹，浸入液氮5 min，随后转入干冰，保存于-80℃冰箱，直至真空冷冻干燥45 h。干茶为收集的部分古茶树鲜叶经萎凋、揉捻、发酵和干燥加工而成，生物学取样3份，每份约250 g。同年9月20 ～ 23日收集沿河县塘坝镇秋季红茶样，加工和取样方法与春茶取样一致。所有样品均经研磨，过40目筛。

1.2 主要仪器与试剂

LC2030C Plus 高效液相色谱仪（日本Shimadzu公 司）， 配 备XBridge BEH C18 Column, 130Å, 5µm, 4.6 mm×250 mm, 1/pkg 色谱柱（美国Waters公司）。乙腈和甲醇均为色谱级（美国Tedia公司）。没食子酸（GA）、表没食子儿茶素（EGC）、(+) -儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、咖啡碱（CAF）、绿原酸（CA）和可可碱（TB）标准品（美国Cato Research Chemicals Inc.）。茶黄素（TF1）、茶黄素-3-单没食子酸酯（TF-3-G）、茶黄素-3'-单没食子酸酯（TF-3'-G）和茶黄素-3,3'-双没食子酸酯（TFDG）（上海源叶生物技术公司）。乙腈、甲醇和乙酸（色谱级，美国Tedia公司）。

1.3 HPLC分析

儿茶素类、酚酸类和嘌呤碱类化合物提取、检测基于GB/T 8313—2018方法执行。茶黄素类化合物提取检测基于GB/T 30483—2013方法执行。绘制浓度（x轴）与同一保留时间的峰值面积（y轴）的关系，构建每一单标的标准曲线图。总儿茶素（TCs）含量等于各儿茶素即C、GC、EGCG、GCG、EC、EGC、ECG含量之和。茶黄素类（TFs）含量等于TF1、TF-3-G、TF-3'-G和TFDG含量之和。

1.4 感官审评

参照GB/T 23776—2009进行。审评人员5人，其中3女2男，均为贵州省农业科学院茶叶研究所研究人员，且均具有高级审评员资格。

1.5 数据处理

色谱数据均基于LabSolutions工作站获取，进一步的分析和图表可视化通过Excel、IBM SPSS Statistics和Origin 2017 64Bit软件实现。

2 结果分析

2.1 不同树型古茶树茶鲜叶内含成分差异

如图1，乔木型古茶树鲜叶中咖啡碱（41.04±3.62）和可可碱（4.31±0.47）含量均分别显著高于灌木型的38.44±2.63 mg/g和3.22±0.97 mg/g。绿原酸和没食子酸是茶叶中两个典型的酚酸化合物，其含量在乔木和灌木鲜叶中的含量无显著差异，值得注意的是在乔木鲜叶中绿原酸的组内含量差异较大（2.73±0.79 mg/g）。

儿茶素是茶叶中含量最丰富的物质[13]，根据其化学结构和贡献的滋味特征不同，分酯型儿茶素和非酯型儿茶素[14]。检测结果表明：乔木型古茶树鲜叶中儿茶素总量为210.32±15.42 mg/g，灌木型为213.29±19.66 mg/g，p = 0.612。其中，乔木型古茶树鲜叶中酯型和非酯型儿茶素分别为 169.49±9.88 mg/g和 40.82±6.21 mg/g， 而在灌木型古茶树鲜叶中则分别为165.60±11.61 mg/g和47.69±8.88 mg/g。对比分析EGCG、ECG和GCG三个酯型儿茶素含量（图1），灌木型古茶树鲜叶中EGCG含量（128.71±9.33 mg/g）与ECG含量（34.61±4.60 mg/g）分别显著高于乔木型古茶树鲜叶（119.44±9.12 mg/g、25.71±4.26 mg/g），而GCG在乔木型古茶树鲜叶中的含量（24.34±4.26 mg/g）则显著高于灌木型古茶树鲜叶（2.28±1.09 mg/g）。灌木型古茶树鲜叶中非酯型儿茶素EGC与EC显著高于乔木，C含量则相反，GC在两种树型鲜叶中差异明显。

图1 乔木型和灌木型茶树鲜叶多酚和嘌呤类物质的含量差异（独立样本T检验，双尾）Figure 1 Differences in the content of polyphenols and purines in fresh leaves of arbor type and shrub type tea trees （Independent samples t-test, two-tailed）

2.2 不同区域古树红茶内含成分差异及品质特征

对收集的新景镇、客田镇、后坪乡和塘坝镇的古树红茶样中酚类和嘌呤类含量结合主成分方法进行产地区分。如图2D可知，基于19个化合物×69个样品数据矩阵的主成分分析，共提取特征值大于1的有效主成分3个，其特征值分别为9.978、3.379和2.247（图2D-b）。前三个主成分累计解释方差大于82%，其中第一主成分PC1解释方差为52.515%，第二主成分PC2=17.785%，第三主成分PC3=11.825%（图2D-a）。由载荷图2A、图2B可知，PC1主要由茶黄素（正相关）和酯型儿茶素（负相关）贡献，PC2则由非酯型儿茶素贡献（图2A中的圆点即阴影部分），PC3对于区域样品的区分不明显（图2A、图2B中的三角形）。由图2C可知，沿河县不同乡镇由于古茶树鲜叶加工的红茶内含成分存在差异，且后坪乡和塘坝镇红茶样得到明显的区分。新景镇的茶样与塘坝镇样品接近，客田镇的样品则与后坪乡的样品聚类明显。

图2 主成分分析Figure 2 Principal component analysis

根据我们收集的样品类型可以推测后坪乡和客田镇的古茶树鲜叶为大叶种或形态学接近乔木，而新景镇和塘坝镇以灌木型为主，因此在鲜叶内含成分上有一定差异（图1）。其次，不同区域的加工工艺差异，或进一步促进不同区域古树红茶样的内含成分差异[15]，使得后坪乡和塘坝镇的古树红茶样品在PC1上得到很好的区分，即后坪乡的红茶样相较于塘坝镇的红茶样含有更高的茶黄素类物质和含量较少的酯型儿茶素。

2.3 不同季节古茶树鲜叶红茶适制性

咖啡碱是赋予茶汤苦涩味和收敛性的重要物质[15]。由表2可知，咖啡碱含量在春、秋两季的古树红茶中无差异（p＞0.05），但显著高于当季的福鼎大白茶品种制成的红茶。已有研究表明，采用栽培型茶树品种的春（36.558 ±5.024 mg/g）、夏（38.721 ± 6.059）茶鲜叶制成的绿茶的咖啡碱无显著差异[16]，这可能是由于古茶树与栽培种茶树代谢差异导致的[19]，因此可推测灌木型古茶树积累咖啡碱受不同季节影响较小，且咖啡碱积累代谢较栽培种茶树强。

表2 春季和秋季古树红茶内含成分差异（干重 mg/g）Table 2 Differences in the contents of ancient tree black tea in spring and autumn（dry weight mg/g）

春季古茶树红茶中非酯型儿茶素、酯型儿茶素、儿茶素总量和茶黄素总量显著高于同季福鼎大白茶和秋季茶样，进一步的对比分析古茶树秋茶的非酯型儿茶素和茶黄素总量与春茶没有显著差异，由于茶黄素对于红茶茶汤的色泽和丰富度贡献较大[17]，秋茶在茶汤汤色丰富度方面与春茶接近（表3）。此外，古茶树秋茶酯型儿茶素（16.72±0.16 mg/g）显著低于古茶树春茶（44.20±10.74 mg/g），这与已有的夏秋季鲜叶酯型儿茶素积累较春茶多的研究报道不一致[15,18]。感官审评结果表明，夏秋古茶树鲜叶加工的红茶滋味特征与春茶均表现为甜醇等特点，无明显的苦涩味。值得注意的是，古茶树春茶中由于取样数量较多（7次加工收集样品），组内差异较大，导致数据的标准偏差较大，从而使得部分组间比较结果差异不明显或明显。总而言之，试验结果表明，夏秋古茶树鲜叶具有潜在的利用价值，但仍需进一步评估春、秋季红茶鲜味物质和香气特征。

表3 春、秋季节灌木型古树红茶感官审评Table 3 Sensory evaluation results of shrub type ancient tree black tea in spring and autumn

3 结论和讨论

沿河县古茶树资源丰富，资源利用潜力大。但由于该县域内古茶树分布广，各区域品质差异较大。此外，由于树型差异，茶鲜叶质量不均匀，限制了资源的开发利用。本研究明确了乔木型和灌木型古茶树鲜叶中的多酚类和嘌呤碱类物质的代谢差异特点，并以灌木型古茶树鲜叶加工红茶探究不同区域红茶的品质特征，对比分析了不同季节加工成的红茶品质差异。

大尺度区域条件下古茶树资源的品质成分分析已得到报道[5,19]，同时从基因水平分析古茶树的代谢特点[12]。由于古茶树的树龄及环境影响，使得其代谢特征与栽培中有所差异[20]。此外，古茶树在不同季节的代谢物变化与栽培种亦有差异，研究表明栽培种在春、夏、秋三季的苦涩类物质增加，而鲜味物质减少[17]。本研究结果表明，古茶树鲜叶酯型儿茶素和咖啡碱等物质随着季节变化不显著。加工是影响古茶树品质的另一重要因素，通过合适的加工方式可以重塑茶叶产品品质，因而可以规避不同茶鲜叶品质、区域以及季节影响，实现品质保障。对古茶树资源的适制性评估，仅从多酚及嘌呤类含量评估是不完备的，还需评估古茶树中游离氨基酸、糖类及挥发性物质等在不同树型、区域和季节的差异，同时还需系统评估加工因素对其品质的影响。