綠茶均衡營養肥對龍井茶生化品質成分的影響

（浙江清華長三角研究院 現代農業工程技術研究所，浙江 嘉興 314006）

茶葉是我國主要經濟作物，茶葉的產量和品質直接關系到以茶葉作為主要經濟作物產區的社會經濟發展水平和人民生活水平[1]。浙江是我國產茶大省之一，茶葉品種繁多，品質優良，其中西湖龍井更是中外馳名。由于施肥是調控茶葉產量和品質的重要栽培措施之一，對確保茶樹正常生長發育起到不可替代的作用[2]。近些年來由于追求產量，茶園過量施肥已成常態。盡管目前部分茶場（茶園）為了確保茶葉品質限制使用化肥，但由于所使用的肥料營養元素不均衡，導致茶葉品質下降。特別是由于過量施肥導致茶葉病蟲害多發，部分茶農為噴灑農藥控制病蟲害而造成茶葉農殘超標，從而嚴重影響茶葉的品質與飲用安全。

在保證茶葉產量和品質的情況下，為能較大幅度減少肥料用量，本研究根據茶樹在生長發育過程中對各類營養元素的需求設計了一種針對綠茶的均衡營養肥，并選擇在杭州市江干區皋亭山茶園進行田間試驗，以驗證其對龍井茶品質密切相關的化學成分的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗茶樹品種為杭州市江干區皋亭山群體種茶樹。供試肥料由浙江清華長三角研究院現代農業工程技術研究所設計，由浙江禾谷生物科技有限公司配制提供。對照處理所使用的肥料為市場銷售的菜籽粕和復合肥。供試的梅家塢龍井茶來源于梅家塢村，西湖龍井采購于杭州茶葉專賣店。以上4種茶葉均于3月末采摘，即為明前龍井，其標準為一芽二葉。各種茶葉加工方法一致：殺青、成形、炒干（灰鍋）。即3種茶葉除產地不一之外，其他條件均相同。

施肥試驗在杭州沿皋茶葉專業合作社進行。試驗處理：綠茶均衡營養肥：分2次施肥，第1次于入冬前的10月份施入，第2次于2月份施入，施肥量分別為20 kg/666.7 m2；總施肥量40 kg/666.7 m2，N+P2O5+K2O的總施用量為（5.2+1.6+3.8）kg/666.7 m2。對照為菜籽粕+復合肥，時間同綠茶均衡營養肥處理，其中在入冬前施入100 kg/666.7 m2菜籽粕+50 kg/666.7 m2復合肥（N ∶P2O5∶K2O=15∶15∶15），2月份施入復合肥（同前）50 kg/666.7 m2，兩次施肥的N+P2O5+K2O總用量約為（20+17+17）kg/666.7 m2。處理和對照面積均為666.7 m2。

1.2 試驗方法

茶多酚測定采用福林酚法[3]，茶游離氨基酸總量的測定采用改良茚三酮法[4]，可溶性蛋白含量測定參照考馬斯亮藍法[5]，可溶性糖參照蒽酮法[6]，黃酮類測定按三氯化鋁法[7]測定。

兒茶素測定采用液相色譜法。流動相為A相(乙腈:乙酸:水，3:0.5:96.5,v:v:v)，B相(乙腈:乙酸:水，30:0.5:69.5，v:v:v)，洗脫梯度為：0～35 min，B 相從 30%～80%，流速為 1.0 mL/min；進樣量10 μL；檢測波長為280 nm；柱溫為20℃。

1.3 數據分析處理

數據處理使用Excel 2007和SPSS 17.0統計分析軟件。

2 結果與分析

2.1 主要品質成分含量

表1 施用綠茶均衡營養肥對龍井茶主要品質成分的影響 （%）Tab. 1 Effects of green tea balanced nutrient fertilizer on the quality of LongJing tea （%）

從表1可以看出，常規施肥處理的龍井茶中茶多酚含量顯著高于綠茶均衡營養肥處理以及梅家塢龍井茶和西湖龍井茶；而綠茶均衡營養肥處理茶葉中的可溶性糖含量和黃酮含量均顯著高于對照（常規施肥處理以及梅家塢龍井茶和西湖龍井茶），4種茶葉中的蛋白質含量則處于相同水平；梅家塢龍井茶和西湖龍井茶中的氨基酸總量略高于綠茶均衡營養肥和常規施肥處理；不同施肥處理茶葉中的維生素C含量基本相同；施用綠茶均衡營養肥的龍井茶中水浸出物高于對照以及梅家塢龍井和西湖龍井茶；西湖龍井茶中的咖啡堿含量顯著高于其他3種茶，其中施用綠茶均衡營養肥處理的龍井茶中咖啡堿含量最低。

2.2 氨基酸組分

分析結果表明，梅家塢龍井茶和西湖龍井茶中的谷氨酸和精氨酸含量顯著高于常規施肥和綠茶均衡營養肥處理；茶氨酸含量，梅家塢龍井茶顯著高于其他3種茶葉；西湖龍井茶中的酪氨酸含量顯著高于其他3種茶葉，四種茶葉中的苯丙氨酸含量無顯著性差異（表2）。

2.3 兒茶素總量及組分

表3結果可以看出，西湖龍井茶和常規施肥處理茶葉中兒茶素總量最高，顯著高于綠茶均衡營養肥處理及梅家塢龍井茶。兒茶素組分方面，綠茶均衡營養肥處理茶葉中的沒食子兒茶素（GC）含量顯著高于其他3種龍井茶，常規施肥處理和西湖龍井茶中的表沒食子兒茶素（EGC）含量顯著高于綠茶均衡營養肥處理和梅家塢龍井茶，其中綠茶均衡營養肥處理龍井茶中的EGC含量最低。除常規施肥的龍井茶中的兒茶素（C）含量稍低之外，其余3種龍井茶中的兒茶素含量基本相同。綠茶均衡營養肥處理龍井茶和梅家塢龍井茶中的表兒茶素（EC）含量基本相同，但顯著低于常規施肥處理龍井茶和西湖龍井茶。西湖龍井和常規施肥處理龍井茶中的表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）的含量最高，并顯著高于梅家塢龍井茶和綠茶均衡營養肥處理龍井茶。西湖龍井茶的沒食子兒茶素沒食子酸酯（GCG）的含量顯著低于梅家塢龍井茶和常規施肥和綠茶均衡營養肥處理的龍井茶。而西湖龍井茶中的表兒茶素沒食子酸酯（ECG）含量顯著高于其他3種龍井茶，而施用綠茶均衡營養肥的龍井茶中的ECG含量最低。梅家塢龍井茶和西湖龍井茶中的兒茶素沒食子酸酯（CG）含量顯著高于常規施肥處理以及施用綠茶均衡營養肥的龍井茶，其中施用綠茶均衡營養肥的龍井茶中的CG含量最低。

表2 施用綠茶均衡營養肥對氨基酸成分的影響 （%）Tab. 2 Effects of green tea balanced nutrient fertilizer on theamino acid of LongJing tea （%）

表3 施用綠茶均衡營養肥對龍井茶兒茶素組分的影響 （%）Tab. 3 Effects of green tea balanced nutrient fertilizer on the catechins of LongJing tea （%）

3 討論

茶多酚是茶葉中構成茶湯的物質基礎，是決定茶葉的苦澀味強弱的主要指標，即茶多酚含量越高，綠茶滋味越濃[8]。咖啡堿含量決定了茶葉的苦味強弱，可溶性糖含量決定了茶葉的回甘，維生素C和黃酮含量影響茶葉的抗氧化能力，氨基酸則是綠茶滋味鮮度代表物質，茶水溶性蛋白也是構成茶湯滋味的成分，水浸出物在一定程度上反應了茶湯內含物的多少，是影響茶葉濃醇度的重要指標[9]。試驗結果表明，施用綠茶均衡營養肥雖大幅度減少了施肥量和減氮減磷，在沒有影響產量的情況下，茶葉中的水浸出物、可溶性糖、蛋白質和黃酮含量仍均高于對照（常規施肥處理）及梅家塢龍井與西湖龍井茶，而咖啡堿含量最低，多酚含量也較常規施肥處理低，表明施用綠茶專用均衡營養肥可使茶葉中的苦澀味減弱，回甘增強，浸出物更濃，抗氧化能力相對增強。

氨基酸是茶葉的主要化學成分之一，特別是某些氨基酸組分與茶葉的口感及香氣關系密切。氨基酸為茶葉鮮爽味的主體物質，是決定茶葉香味好壞的重要生化成分，與綠茶品種呈顯著的正相關[10-12]。谷氨酸具有鮮味，茶氨酸和酪氨酸具有甜味，苯丙氨酸具有苦味，精氨酸雖然無味，但是由于其是堿性氨基酸，會增強舌苔的澀膩感。從實驗結果可以看到，梅家塢龍井茶中的谷氨酸和茶氨酸含量較高，表明回甘較好，谷氨酸含量較高會增加鮮味，但是其苯丙氨酸的含量也較高，也增加了苦味。市售西湖龍井茶中的酪氨酸含量最高而增加了回甘，但是由于其中的精氨酸含量也最高，導致飲茶后舌苔的澀膩感增強。四種茶葉中雖然綠茶專用均衡營養肥處理總氨基酸含量相對較低，特別是其中的精氨酸含量顯著降低，因此在飲茶后舌苔的澀膩感最小，反而增強了茶葉的清香與回甘。

酯型兒茶素是茶多酚中與澀味相關性最強的成分[13]，但在茶葉炒制過程中，酯型兒茶素會轉化為非酯型兒茶素，致使茶葉的苦味下降。C、GC、EC、EGC具有苦味和淡淡的甜味，而其中的C、GC和EC的闕值較高，也就是在較高濃度下才能感受到苦味，而EGC的闕值較小，在較低濃度下就會感到苦味。因此，EGC的含量對茶葉的苦味貢獻最大。綠茶專用均衡營養肥處理龍井茶中的EGC的含量顯著低于常規施肥處理、西湖龍井和梅家塢龍井，反映出施用綠茶均衡營養肥的龍井茶苦味最輕的物質基礎。與非表型兒茶素相比，表型兒茶素具有更強的苦澀味，且苦澀味持續時間更長[14]。EGCG、ECG、GCG和CG是茶葉中影響口感的重要物質基礎，均具有苦澀味，其中ECG的閾值較低，所以在較低含量時會感到更加苦澀。EGCG的閾值雖然略高于ECG，但因其含量最高，所以其對茶湯的苦澀味貢獻度最大[15,16]。由于施用綠茶均衡營養肥的龍井茶中的ECG和CG含量均顯著低于其他三種龍井茶，而且其EGCG含量也低于常規施肥處理和西湖龍井茶，進一步從理論上證明了即使在施用綠茶均衡營養肥種植的龍井茶的苦澀感明顯減弱的原因。即使是梅家塢產的正宗頂級龍井茶的ECG含量也顯著高于施用綠茶均衡營養肥的龍井茶。梅家塢的頂級龍井茶中的EGCG和 GCG含量較低，也是其減輕苦澀感的物質基礎，但是其ECG和CG含量較高，因此其苦澀感從理論和實際上仍高于施用綠茶均衡營養肥的龍井茶。

茶葉口感受茶樹品種、氣候條件、加工過程以及諸多營養成分等因素的影響，為此，因影響因素過多而造成茶葉的香型豐富多樣[8]。茶多酚是茶樹葉片中含有的多酚及其衍生物[9]。而多酚類化合物增加了茶葉中的澀味和苦味。綠茶在加工過程中首先鈍化多酚氧化酶活性，在成品綠茶中基本保留了鮮葉中的茶多酚類化合物，也就決定了綠茶具有較強的苦味和澀味[11]。分子量相同而互為異構體的兒茶素對感官的作用不同，通過對時間——強度的感官分析表明，兒茶素的苦味和澀味強度、總持續時間隨濃度的增加而增加。黃酮苷和黃酮醇苷呈柔和的澀味感覺，氨基酸呈鮮味、甜味可以緩沖茶多酚的收斂性[13]，抑制茶湯的苦澀味，同時具有增強兒茶素對紅茶風味的提升作用，茶葉的香味和香氣對于茶葉的品質至關重要，香氣好，茶湯滋味鮮爽、甘醇是茶葉品質的重要指標之一。咖啡堿是構成茶湯滋味的重要物質[17]，本身呈苦味，但其與多酚類及其氧化產物形成絡合物以后便具有一種鮮爽味道，可改善茶湯的粗澀味，提高鮮爽度[14]。

綜上，綠茶均衡營養肥是根據茶樹在一年內的生長發育過程中的各種營養物質需求量而設計的一種均衡營養肥。該種肥料在氮磷鉀總施肥量為10.6 kg/666.7 m2，大幅度低于常規施肥處理54 kg/666.7 m2的情況下，不但沒有減產，而且對于龍井茶的品質有較大改善。試驗結果表明，使用綠茶均衡營養肥之后，龍井茶中的水浸出物、可溶性糖、蛋白質和黃酮含量均高于其他3種龍井茶；其咖啡堿含量低于其他3種龍井茶。此外，其龍井茶中的苯丙氨酸、精氨酸、EGC、EC、ECG和EGCG的含量也低于其他3種龍井茶。因此，從理論和實踐均決定了施用綠茶均衡營養肥的龍井茶的苦澀味更輕，回甘更強，香味更醇厚，浸出物更濃，抗氧化能力增強。