三个低咖啡碱茶树品系（种）红茶与绿茶的品质研究

刘学艳，于龙凤，苏向宇，吴成远*

1.滇西科技师范学院 生物技术与工程学院，云南 临沧 677000；2.云南省红茶工程技术研究中心，云南 临沧 677000；3.云南滇红集团股份有限公司，云南 临沧 677000

可可碱（3,7-二甲基黄嘌呤）与咖啡碱（1,3,7-三甲基黄嘌呤）同为茶树中重要的嘌呤生物碱，在化学结构上，咖啡碱仅仅比可可碱多一个甲基取代基[1]。众所周知，咖啡碱具有促进身体新陈代谢、提高大脑注意力等活性，但过量咖啡碱会引起高血压、骨质疏松、肌肉震颤等不良反应，不适合儿童、妇女、老人及高血压患者等咖啡碱敏感性人群（10 mg/次）饮用[2]；高可可碱、低咖啡碱的可可茶（Camellia ptilophyllaChang）可显著降低高咖啡碱茶叶对人体的负面影响，在国内外茶叶市场广受消费者欢迎。可可茶于1981年被张宏达教授发现[3]，其GCG含量高，具有抗肿瘤[4]、降低胆固醇[5]、抗前列腺癌[6]、改善睡眠质量[7]等功效。

随着消费者对低咖啡碱饮料的关注，国内外对低咖啡碱茶树的研究也于20世纪末逐渐兴起，包括脱咖啡碱工艺研究、低咖啡碱茶产品品质研究、低咖啡碱茶树育种方法研究等。在脱咖啡碱工艺方面，国内外报道了多种茶叶脱咖啡碱的方法，包括传统的物理化学方法（茶多酚水溶液浸提法[8-9]、热水浸提法、超临界萃取法[10]、有机溶剂萃取法）及微生物和酶法降解法等，这些方法能够降低咖啡碱含量但影响茶叶风味且成本高昂，并不能解决根本问题。因此，学者转向育种方法选育低咖啡碱茶树品种。

在低咖啡碱茶树育种及成品茶品质方面，杨亚军等[11]于2003年筛选出2份低咖啡碱（＜1.0%）茶树资源；吴华玲等[12]研究团队从野生‘南昆白毛茶’群体中获得100多个无咖啡碱的‘可可茶’单株，建立起‘可可茶’基地，选育出‘可可茶1号’和‘可可茶2号’并于2008年获国家植物新品种权；何玉媚等[13]将‘可可茶1号’和‘可可茶2号’制成绿茶、黄茶、红茶，可可碱含量为3.98%～6.26%；宋晓虹等[14]研究认为，发酵8 h更利于红茶品质成分的保留。近年来，大量的野生天然高可可碱茶树种质资源逐渐被发现，如广东南昆山的‘可可茶’、福建南部山区的‘红芽茶’、云南马关和西畴一带的‘厚轴茶’（Camellia crassicolumaChang）、广西大瑶山的‘秃房茶’（CamelliagymnogynaChang）[15]、云南景洪地区的野生低咖啡碱古树茶[16]等，为我国天然低咖啡碱茶树的育种提供了丰富的试验材料。

本试验以滇红集团从无咖啡碱群体种茶树中采取单株选育法选育出的3个茶树品种（系）鲜叶分别制成红茶和绿茶，分别测定茶样中的氨基酸、茶多酚、咖啡碱、可可碱、茶色素及儿茶素等含量，并结合感官审评结果对所加工的茶样进行品质比较分析，以期为云南‘可可茶’资源的筛选及低咖啡碱茶产品的研发提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料来自于云南省临沧市凤庆县滇红集团茶树种质资源圃，系滇红集团于2000年利用广东省农业科学院提供的‘可可茶’群体种插穗扦插繁殖之后，再根据茶树的不同性状进行多次单株选育培育成的3个不同的茶树品种（系）。分别按照一芽二、三叶标准采摘3个茶树品种（系）鲜叶按照传统红茶与绿茶工艺制成红茶和绿茶样。

1.2 仪器及试剂

1.2.1 主要仪器

ShimaDzu UV2550紫外分光光度仪，日本岛津；Thermo Fisher UltiMateTM 3000超高效液质联用仪，美国。

1.2.2 主要试剂

甲酸、乙腈、乙醇、乙酸乙酯、草酸、碳酸氢钠、正丁醇、茚三酮、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、氯化亚锡、谷氨酸、可可碱、超纯水等。

1.3 试验方法

游离氨基酸含量测定参照GB/T 8312—2013；茶色素含量测定参照NY/T 3675—2020；可可碱含量测定参照GB/T 8314—2013。

儿茶素含量测定采用HPLC法，具体测定条件如下：色谱柱为ACQUTITY UPLC®HSS T3色谱柱（2.1 mm×150 mm i.d.，1.8 μm）和HSS T3保护柱（10 mm×2 mm i.d.）；流动相A为0.1%甲酸水溶液，B为0.1%甲酸乙腈，梯度洗脱条件见表1；流速为0.3 mL/min；柱温为35℃；进样体积为1 μL；样品分析时间为10 min。

表1 流动相的梯度洗脱程序Table 1 Gradient elution procedures for mobile phases

质谱条件：选用Thermo Fisher Q-Exactive高分辨四极杆静电场轨道阱质谱仪；离子源为电喷雾（HESI）正离子扫描方式；载气体流速为40 L/min；辅助气流速为10 L/min；喷雾电压为3.5 kV（正离子）和3.4 kV（负离子）；毛细管温度为320℃；扫描模式为Full MS/dd-MS2（TopN）模式，扫描范围为60～900 m/z；分辨率为70 000/15 000；NCE电压为20 kV、40 kV、60 kV；数据采集软件为XcaliburTM（Thermo Fisher）。

2 结果与分析

2.1 品质成分含量

由表2可看出，3种茶树制成红茶的茶多酚含量差异较小，2号茶树茶多酚含量最高；氨基酸含量差异较大，其中1号茶树红茶样氨基酸含量最高（4.0%），3号茶树红茶样氨基酸含量最低（2.5%）；2号和3号茶树红茶的酚氨比（分别为4.89与4.92）显著高于1号茶树红茶（2.55）。儿茶素含量方面，3个茶树红茶样的儿茶素含量均小于2%，其中1号茶树红茶样的儿茶素总量显著高于2号和3号茶树的红茶，其中主要是EGC含量（1.11%）显著高于2号茶树红茶（0.19%）和3号茶树红茶（0.27%）。茶色素方面，3个茶树品种（系）的红茶均以茶红素和茶褐素为主，茶褐素含量差异较大。其中，1号茶树的红茶茶褐素含量最高（7.9%），2号茶树的红茶茶褐素含量最低（5.4%）。总体上来看，3个茶树的红茶茶色素总量差异不显著。3个茶树的红茶均含有咖啡碱和可可碱，其中咖啡碱含量为0.12%～0.19%，可可碱含量为0.10%～0.16%，均分别符合低咖啡碱茶树种质资源及低咖啡碱茶的要求。

表2 3个茶树品系（种）红茶的主要理化成分及含量Table 2 Main physicochemical components and contents of three tea varieties (strains) of black tea samples /%

由表3可看出，3个茶树品系（种）制成的绿茶茶多酚含量为15.8%～17.8%，无明显差异；氨基酸含量差异较显著，其中1号茶树制成的绿茶氨基酸含量（3.9%）显著高于2号茶树和3号茶树制成的绿茶。儿茶素含量方面，3个茶树品系（种）的绿茶儿茶素总量均高于7%，其中1号茶树的绿茶儿茶素总量达19.24%，显著高于其余2个茶树品系（种）的绿茶；1号茶树绿茶的EGC和EGCG含量分别高达8.23%和7.79%。3个茶树品系（种）的绿茶都含有咖啡碱和可可碱，咖啡碱含量为0.12%～0.39%，可可碱含量为0.12%～0.45%，均分别符合低咖啡碱茶种质资源与低咖啡碱茶的要求。

表3 3个茶树品系（种）绿茶的主要理化成分及含量Table 3 Main physicochemical components and contents of three tea varieties (strains) of green tea samples

综上，3个茶树品系（种）加工红茶和绿茶均含有嘌呤生物碱，咖啡碱和可可碱的含量均低于0.5%，其中绿茶中可可碱和咖啡碱含量均高于红茶，表明3个茶树品系（种）可作为低咖啡碱茶树种质资源，可利用加工低咖啡碱茶产品；此外，同一茶树品种鲜叶制红茶可一定程度上降低成品茶中咖啡碱的含量。

2.2 感官品质

由表4可看出，3个茶树品系（种）的红茶外形上差异不大；内质方面，香气均以甜香为主，香气纯正且持久性强。滋味以醇为主。其中1号茶树的红茶香气最佳，富含花果香，且汤色更亮，显金圈，这与其丰富的茶黄素含量有关，表明1号茶树适合加工红茶。

表4 3个茶树品系（种）制红茶与绿茶感官审评Table 4 Sensory quality of black and green tea produced from three tea strains (varieties)

表4结果表明，3个茶树品系（种）的绿茶外形也相近；香气都以清香为主，纯正持久。2号茶树绿茶滋味浓醇，且有回甘，适合加工绿茶。3号茶树制成的红茶和绿茶与1号和2号茶树成品相比，无突出的特色，但也没有明显的劣势，加工绿茶和红茶均可。总体上看，试验中的6个茶样在感官上与一般茶树制成的样品没有太大差异。

3 讨论与结论

3.1 讨论

本试验中3个茶树品系（种）分别加工绿茶与红茶共6个茶样中均含有一定量的咖啡碱，但其含量均低于0.5%，3个茶树品系（种）可作为低咖啡碱茶树资源。但其可可碱含量远低于正常‘可可茶’对可可碱含量的要求，这与高坤等[17]研究结果存在差异。笔者猜测可能有以下三个原因：一是因为引种驯化‘可可茶’过程中可能由于种内种外杂交引起了种源不纯的问题。据前人研究结果，在进行扦插繁殖时要注意插穗母树选择[2]。二是因为咖啡碱和可可碱含量均属于数量性状，易受茶树树龄、发育阶段、季节、气候条件、土壤条件及其栽培措施的影响而导致性状不稳定。三是因为本试验检测过程中采用的可可碱检测方法是按照咖啡碱的测定方法进行，与现行有效的检测方法（NY/T 3631—2020）不一致，导致数据产生一定误差。因此，以后应借鉴分子标记育种方法进行更多的试验，包括茶苗的选育及成品茶理化成分的测定等。

此外，宋晓虹等[14]以野生不含可可碱的‘可可茶2号’茶树鲜叶为原料制成的红茶含有较高的茶褐素（7.28%～10.20%）和茶红素（4.44%～7.55%），儿茶素中以C（1.01%～2.08%）和GCG（0.73%～2.48%）含量较高。本试验结果红茶样的茶褐素（5.4%～7.9%）和茶红素（6.2%～6.4%）含量较高，但儿茶素指标与宋晓虹[14]的研究结果存在一定的差异。如1号茶树制成的红茶以EGC为主（1.11%），2号茶树制成的红茶以EGCG（0.33%）和ECG（0.29%）为主，3号茶树制成的红茶以EGCG（0.32%）和EGC（0.27%）为主。而在加工的绿茶样中，3种茶树制成的绿茶儿茶素均以EGC（1.54%～8.23%）、EGCG（2.98%～7.79%）和ECG（1.30%～2.34%）含量较高，而C、EC两种儿茶素含量极低，GCG未检测出。这一结果再次说明扦插繁殖苗经异地培育后会影响茶树体内的次生代谢物种类及含量。选育可稳定遗传且性状保持不变的‘可可茶’需要纯种原材料与大量的时间，可借鉴分子标记中SSR方法与常规育种相结合进而提高育种效率[18]。

感官品质方面，3种茶树红茶的香气均以甜香带花果香为主，滋味甜醇，汤色橙黄明亮；绿茶的香气以清香为主，滋味醇厚回甘，汤色绿黄明亮，与普通茶树鲜叶制成的茶样没有显著差异，这与闫振等[15]的研究结果一致。闫振等[15]的研究还指出，‘可可茶’鲜叶制成的茶叶在保健功能方面具有突出的保护缺氧心肌、膳食抗氧化、抗炎和一定的抗肿瘤功效[15]。因此，本试验团队后期应结合理化成分检测、感官审评和体外抗氧化等多方面进行深入探讨。

3.2 结论

以‘可可茶’扦插繁殖方法培育的3个‘可可茶’后代茶树鲜叶制成的红茶和绿茶感官品质符合普通红茶与绿茶国家标准；咖啡碱和可可碱含量均低于0.5%，3个茶树品系（种）可作为低咖啡碱茶树资源。3个茶树的绿茶茶多酚含量为15.8%～17.8%，红茶的茶多酚含量为10.2%～13.2%。3个茶树品系（种）的红茶茶色素以茶褐素（5.4%～7.9%）和茶红素（6.2%～6.4%）为主，儿茶素均以EGCG和EGC为主；而3个茶树品系（种）的绿茶儿茶素以EGC（1.54%～8.23%）、EGCG（2.98%～7.79%）和ECG（1.30%～2.34%）为主，总体上无论是加工绿茶还是红茶的儿茶素均以EGCG和EGC为主。适制性方面，从感官审评结果来看，1号茶树适合加工红茶，2号茶树适合加工绿茶，3号茶树可加工红茶和绿茶。本试验结果可为进一步筛选天然低咖啡碱茶树种质资源提供一定的参考。