紫色芽叶茶树研究进展

邹振浩 李鑫 张丽平 张兰 董春旺 付建玉 韩文 颜鹏

摘要：以紫娟为代表的紫色芽叶品种，由于其高花青素含量所具有的抗氧化、消炎、预防心血管疾病、抗癌等独特的保健功效，使其具有更加独特的开发特色以及健康茶产品的发展前景。文章分别从花青素合成途径与调控因素、特异性紫色芽叶茶树种质资源创新利用、紫色芽叶茶树品种的生理特性、紫色芽叶茶加工工艺等4个方面就当前紫色芽叶茶树品种研究、开发、利用进展进行总结，并对后期研究发展进行了展望。

关键词：茶树;紫芽;花青素;种质资源;加工技术

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

紫色芽葉品种是茶树中比较常见的特异性叶色品种，多见于群体种中，其高含量花青素是造成芽叶颜色呈现紫色的重要原因[1-4]。由于花青素特殊的理化特性，在传统茶叶加工中，紫色芽叶制干茶冲泡后叶底颜色花杂，茶汤浑浊、滋味苦涩，所以在生产中需要尽可能地剔除紫色芽叶[1，5]。但随着研究的不断发展，对于花青素认识的不断深入，尤其是花青素在抗氧化等方面所具有的特殊功效不断得到发掘，对花青素的关注也越来越高[6]。因此，茶树育种工作者开始有针对性地选育高花青素含量的紫色芽叶品种[4，7-8]。同时在紫芽茶类的加工环节，也开始深入研究不同加工工艺所制干茶的品质成分特征、健康功效和品饮特性[9]。本文拟对目前紫色芽叶茶树研究涉及到的品种选育、生理生化特性、加工工艺等方面研究进展进行综述，以更好地了解当前紫色芽叶茶树研究进展。

1  茶树芽叶呈现紫色的调控因素

花青素是决定茶树芽叶紫红的主要因素[10]，目前关于茶树花青素的生物合成研究报道比较多，其生物合成途径主要包括苯丙烷途径和类黄酮合成途径[11-12]。苯丙氨酸作为花青素合成的前体物质，在苯丙氨酸裂解酶等3个酶作用下合成4-香豆酰CoA。4-香豆酰CoA分别经过查尔酮合成酶、查尔酮异构酶和黄烷酮3-羟化酶的作用下转化为二氢黄酮醇。后在二氢黄酮醇还原酶的作用下形成无色花色素，作为花青素生物合成的网格结构。最终，在花青素合成酶和尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶作用下形成稳定的花色苷，并经过各种修饰后转运至液泡中储存。

花青素的合成通常受到环境因素的调控[13-15]。在早春以及夏季高温时茶树经常出现紫色芽叶，这一般是由于花青素累积造成的。茶树芽叶累积花青素呈现紫色一般分为2种情况，一种是受到外界环境条件影响，通常是高温强光等胁迫，以及季节性影响产生阶段性紫色[16]。有研究发现，在光照强度增加的情况下，参与花青素合成的基因表达会上调，从而促进花青素的合成[17]。而且，不同光质之间差异很大[18]。紫外光能够提高花青素合成基因的表达，从而提高花青素含量[19]。此外，蓝光和红光也能够显著提高茶树芽叶中花青素含量[16]。温度也是调控花青素合成的一个因素，低温可以诱导花青素合成相关基因PAL、CHS和CHI的表达上调，从而促进花青素的合成[20]。另一种情况是自身遗传特性，某些特异性紫芽茶树品种全年出现紫色芽叶，如紫娟和紫嫣[21-22]。

利用基因芯片技术对紫色芽叶茶树研究分析发现，与对照绿色芽叶茶树相比，筛选到差异基因43个，包括花青素代谢关键酶基因苯丙氨酸解氨酶和花青素还原酶基因。此外，还包括2个花青素合成转录因子MYB蛋白和WD40蛋白基因[23]。进一步研究发现CsMYB1的表达可能与茶树花青素含量的变化有关[24]。曹冰冰等[25]研究发现紫芽茶花青素合成过程中，同一季节不同品种（系）类黄酮-3-O-糖基转移酶（UFGT）活性与茶多酚总量和花青素含量均显著正相关，为花青素合成的关键酶。在春季普通群体品种中，有30%左右的芽叶呈现红紫色，在夏季则有88.7%呈现红紫色，说明红紫芽叶茶树的芽叶色泽及其花青素含量同时受外界环境和遗传因子的调控[26]。其次，紫芽叶茶树品种经过遗传致使芽叶呈现紫色，这也是茶树遗传性的表现[5]。

2  紫色芽叶茶树种质资源创新利用

紫色芽叶茶树品种自古存在，目前紫色芽叶茶树品种选育方面的研究报道也越来越多。刘富知等[2]调查发现76%的安化群体种茶树具有红紫芽叶。广东省农业科学院茶叶研究所2003年从云南大叶群体种中选拔出11个红紫芽品系优良单株，其芽叶花青素含量在2.6～14.9 mg/g[27]。游小妹等[7]2010年在福建省农业科学院茶叶研究所2号山，利用九龙袍、茗科1号（金观音）、铁观音、紫娟等茶树种子繁育，从中筛选出18个紫色芽叶新品系，其花青素含量在3.4～19.7 mg/g。云南农业大学在2016年从思茅茶树良种场资源圃中筛选出5个红紫芽茶单株，其一芽三叶花青素含量在2.0～8.5 mg/g。娄艳华等[8]在浙江省景宁、庆元、莲都、松阳、遂昌等地区，从群体种茶园中筛选了65份叶色紫化的茶树单株，测定其花青素含量在2.2～15.6 mg/g之间。以上都是对于紫色芽叶茶树单株株系方面的研究报道。

目前，获得品种权且具有一定栽培面积的紫芽茶类为紫娟和紫嫣这2个品种。紫娟是云南省农业科学院茶叶研究所从云南大叶群体种中选育而来，于2005年11月28日由国家林业局授予植物新品种权，2014年经云南省非主要农作物品种审定委员会审核通过，登记为省级茶树良种，其嫩梢的芽、叶、茎均为紫色，一芽二叶花青素含量高达29.1 mg/g[21，28-29]。紫娟鲜叶加工而成的绿茶色泽紫黑，茶汤紫红，味醇厚，香气特殊;红茶香型高雅，汤色清澈红亮、金圈持壁，口感清爽、舌底生津、回味无穷，叶底红褐光亮[30]。目前，紫娟已在云南省普洱、西双版纳和临沧等州（市）有规模种植，同时在贵州、湖南、浙江、江苏、安徽等地推广，目前全国种植面积近1.3万hm2。

紫嫣品种由四川农业大学、四川一枝春茶业有限公司从四川中小叶群体种中选育而来，于2017年9月1日由农业部授予植物新品种权，2018年6月28日完成品种登记（农业农村部）。其嫩梢的芽、叶、茎均为紫色，春茶一芽二叶花青素含量高达27.3 mg/g[22]。紫嫣鲜叶加工的烘青绿茶色青黛，汤色蓝紫清澈，有嫩香，滋味浓厚尚回甘，叶底色靛青;红茶外形乌润，香气浓郁、有甜香，滋味甜醇[30]。

3  紫色芽叶茶树品种的生化特性

茶树芽叶呈现红紫色主要是由于花青素的累积造成的，因此，花青素的含量高低决定了茶树芽叶颜色的深浅程度[7-8，31]。萧力争等[32]结合目测茶树芽叶颜色、色差计计数测色及测定花青素含量建立了茶树紫色芽叶等级划分的理化指標。目前已经报道的红紫色芽叶茶树的花青素含量在2.0～49.0 mg/g之间，不同品种之间差异很大[2，21，32]。目前已经获得品种权登记的2个紫芽茶品种紫娟和紫嫣，属于花青素含量比较高且稳定的紫芽茶树品种，其春茶一芽二叶的花青素含量为20.0 mg/g左右，不同种植地区之间存在一定的差异[33]。

除茶树品种之间差异外，茶树芽叶中花青素含量还与芽叶生长部位、采摘季节等因素有关[34]。以紫娟为例，其不同部位芽叶中花青素含量由高到低依次为一叶、二叶、三叶、芽、四叶、梗、成熟叶[35]。王子浩[36]研究发现紫娟一芽一叶、一芽二叶和一芽三叶干茶样水浸出物中的花青素含量分别为17.9 mg/mL、18.6 mg/mL和18.8 mg/mL，可能与调控花青素转运的CsGSTF1的基因表达量随芽叶发育成熟而下降有关[37]。谭晓琴等[33]对紫嫣和紫娟在不同季节（春、夏、秋季）花青素总量变化的研究发现，夏季含量最高，表现出先升高再降低的趋势。在其他研究报道中也多次验证紫色芽叶茶树品种在夏季其花青素含量最高，秋季次之，春季最低[27，38]。

与常规绿色芽叶品种相比，紫色芽叶茶树品种除了具有更高的花青素含量之外，其茶多酚、咖啡碱等与茶叶品质相关的成分含量也普遍较高，但是氨基酸含量较低[3]。刘富知等[2]报道安化群体品种茶树上的红紫色芽叶较绿色芽叶含有较多的茶多酚、儿茶素和黄酮类化合物，保健功效突出的L-EGCG含量亦偏高。周志高等[39]研究发现，紫笋茶树芽叶与普通茶树芽叶比较，多酚类物质含量较高。梁名志等[40]发现特种紫茶的黄酮类、咖啡碱含量较高。王子浩[36]在云南勐海对比紫娟和常规绿色芽叶品种茶树内含物成分发现，紫娟中茶多酚、咖啡碱、水浸出物等含量更高，而氨基酸含量偏低。游小妹等[7]报道紫色株系中茶多酚含量高于常规绿色品种，而氨基酸含量则较低。

4  紫色芽叶茶加工特性

传统茶叶生产中，红紫色芽叶由于高含量的花青素在加工过程中发生转化造成干茶颜色乌褐，汤色发暗，叶底靛青，与传统绿茶追求的“清汤绿叶”相违背[41-43]，且存在滋味苦涩的情况[42，44]，所以无论是茶树育种还是茶叶加工，都以去除红紫色芽叶作为目标。但是随着对花青素研究的不断深入，尤其是花青素作为一种强自由基清除剂所具有的降血糖、抗氧化、预防疾病、抑制肿瘤细胞发生以及抗菌消炎等多种保健功能，使其受到越来越多的重视。

通过加工工艺的优化调整，降低紫色芽叶茶叶的苦涩味，同时保持较高含量的花青素成为茶叶加工中一个重要研究目标。花青素容易受加工或保存环境的pH、温度、氧浓度等外界因素的影响[45-47]。例如，花青素的解离速度随着温度的升高或热降解时间的延长而加快，高温会促使保护花青素的3-糖苷结构的水解，从而使花青素降解[48]，因此茶叶加工过程中会对花青素含量造成很大影响。时鸿迪等[42]研究发现，利用紫娟原料加工成绿茶花青素含量最高，其次为加工成白茶和红茶，加工的黑茶中花青素含量最低。杨纯婧等[22]利用紫嫣一芽二叶原料分别加工成绿茶和红茶，花青素含量从原料中的27.3 mg/g分别下降到24.8 mg/g和8.3 mg/g。解东超[49]系统研究了加工工艺（绿茶、红茶、白茶）对紫娟品种花青素含量和组分的影响，也验证了干茶中的花青素含量绿茶>白茶>红茶。进一步分析各个加工环节对花青素含量的影响发现，在绿茶加工过程中杀青和干燥2个环节是造成花青素含量下降的主要过程;在红茶加工过程中，发酵是造成花青素含量降低的主要过程;在白茶加工过程中花青素含量逐步降低，其中干燥环节降低幅度最大。这些研究证明以紫色芽叶为原料，加工绿茶能够保留更多的花青素[42，49-50]。此外，在绿茶加工过程中降低其苦涩味也成为一个研究目标。赵先明等[44]研究发现，在紫色芽叶加工绿茶的过程中，添加0.2%的酪蛋白可以使茶汤中多酚类物质含量降低19.5%，涩味指数由3.70降低到2.98，实现降低涩味，改善品质的目标。

5  小结与展望

紫色芽叶茶因高含量的花青素而具有的保健功效受到人们越来越多的关注，目前在品种选育和产品加工方面已经取得了一些研究进展，登记品种有紫鹃、紫嫣和东方紫婵，千秋墨、四明紫墨、四明紫霞、虞舜红、金川红妃等获得品种权，但是还需要进一步推广。虽然紫娟的推广面积较大，但作为大叶类品种，其推广地区受到气候条件的制约，仍存在一定的局限性。因此，需加强培育适应性更广的中小叶种优质紫色芽叶茶树品种。加工过程会造成花青素含量的降低，尤其是高温和红茶发酵等环节，因此如何在保证茶叶品质的同时优化调整加工工艺，降低花青素的分解从而保证其保健功效仍需进一步研究。另外，目前在紫色芽叶茶树品种的深加工利用方面研究甚少，也需加强研究。

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