不同茶樹品種紫色芽葉茶葉中多酚類與咖啡堿含量比較分析

吳玲玲，張秀芬，梁光志，覃仁源，羅蓮鳳，馮紅鈺，李子平，劉漢焱

廣西壯族自治區農業科學院/廣西南亞熱帶農業科學研究所，廣西 崇左 532415

茶葉中含有多種化合物，如多糖、茶多酚、咖啡堿和氨基酸等，它們具有良好的生物活性。其中與茶的滋味和香氣有關的化合物主要是多酚類成分[1]。多酚類主要包括兒茶素類、花青素類、黃酮醇類和酚酸類[2]。兒茶素類為茶多酚的主體成分，含量達65% ～ 90%[3]，其表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）具有抗氧化[4-5]、抗腫瘤[6-7]、抗心血管[8]和抗糖尿病[9-11]等功效。茶葉中酚酸類物質主要是沒食子酸，具有抗血栓與抗腫瘤等藥理功效[12]。花青素與糖以糖苷鍵結合形成花色苷，主要存在于植物的花、莖、果實和葉中，呈現由紅、紫紅到蘭等不同顏色[13]。研究表明，花色苷除了作為食用色素外，還具有抗氧化[14]、清除體內自由基[15]、抗癌[16]等多種生物活性?？Х葔A是一種中樞神經興奮劑[17]，是茶湯滋味呈苦味的主要因素之一[18]，具有刺激心臟[19]、利尿和保護心血管[20-21]等作用。多酚類及咖啡堿成分影響茶葉的口感和保健功效，在茶葉化學成分研究中均占重要地位。

紫色芽葉茶樹是一種稀有、獨具特色、富含花色苷的茶樹資源[22]，其化學成分研究愈來愈受到人們的關注[23]；而茶樹品種、生長環境、栽培條件及加工工藝等對茶葉化學成分種類及含量都有一定影響。蕭力爭等分析測定不同茶樹品種紫色芽葉中多酚類組成特征，表明不同茶樹品種紫芽茶葉中多酚類成分含量有所差異[24]；時鴻迪研究了不同加工工藝紫娟茶的品質差異，結果表明對加工的紫娟茶品質有較大影響[25]；張正艷等對4類紫娟茶的化學成分進行研究，發現紫娟綠茶和普洱生茶中化學成分含量較高，紫娟紅茶和普洱熟茶中較低[26]；張梁等利用HPLC法同時測定不同品種的茶葉加工過程廢料中多酚類成分以及咖啡堿的含量，發現不同發酵茶葉中多酚類成分的含量有較大差異[27]；普冰清等分析比較不同茶葉中茶多酚類成分及咖啡堿含量，發現發酵度低的茶葉中茶多酚含量較高[28]。目前，對紫芽茶葉化學成分的研究主要集中在紫娟品種上，對因外界因素影響產生紫色芽葉的茶樹品種的研究較少。本單位引種了烏牛早和南山白毛兩個茶樹品種，因地理環境和較強的光照影響產生階段性紫色芽葉，而目前對這兩個品種的紫色芽葉及其加工的茶葉中多酚類及咖啡堿含量尚未見相關研究報道。

本試驗選擇引種的常規茶樹品種烏牛早和南山白毛及特異性紫芽茶樹品種紫娟的一芽一葉鮮葉為原料，分別直接烘干及加工成綠茶、紅茶和白茶，比較分析茶葉中多酚類及咖啡堿含量差異，以期為進一步全面認識和利用茶樹紫色芽葉及紫芽茶樹資源等提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗材料

茶樹品種為常規品種烏牛早、常規品種南山白毛及特異性品種紫鵑，種植于廣西南亞熱帶農業科學研究所茶葉種植基地；其中，紫娟為深紫色芽葉品種，烏牛早和南山白毛分別因環境（溫度等）因素產生階段性淺紫色芽葉和中紫色芽葉。鮮葉采摘時間2020年5月22日，采摘標準均為一芽一葉。加工好的茶樣統一置于冷庫中保存。

1.1.2 試劑

兒茶素（Catechin，C）、表兒茶素（Epicatechin，EC）、表沒食子兒茶素（Epigallocatechin，EGC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）、表兒茶素沒食子酸酯（Epicatechin gallate，ECG）、沒食子酸（Gallic acid，GA）、咖啡堿（Caffeine，CA）標準品，純度均大于98%（北京北納創聯生物技術研究院）；乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純），無水碳酸鈉、福林酚、無水乙醇、95%乙醇、一水沒食子酸、鹽酸、氫氧化鈉、氯化鉀、醋酸鈉等均為分析純（天津四友精細化學品有限公司）。

1.2 儀器設備

6CWD-6型茶葉萎凋槽，南寧市創宇茶葉機械有限公司；6CR-35型揉捻機、YX-6CFJ-10B型全自動紅茶發酵機，福建安溪永興茶葉機械廠；茶葉提香機、茶葉烘干機、YX-6CST-90 BQ型燃氣茶葉殺青機，安溪永興機械有限公司；DW-86L388J超低溫冰箱，青島海爾特種電器有限公司；6CTH型烘干機，浙江上洋機械有限公司；UltiMate 3000高效液相色譜儀，賽默飛世爾科技有限公司；數顯恒溫水浴鍋：常州朗越儀器制造有限公司；T6新世紀紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 茶樣制作

（1）直接烘干：鮮葉→烘干（溫度70℃，120 min）；（2）加工綠茶：鮮葉→攤涼（30 min）→殺青（200℃）→回潮→揉捻→烘干（溫度80℃，120 min）→提香（90℃，40 min）；（3）加工紅茶：鮮葉→萎凋（含水率60% ～ 65%，梗折不斷）→揉捻（成條率90%以上，茶汁外溢，粘附于葉表面）→發酵（青氣消失，鮮濃花果香味，葉色變紅）→烘干（溫度80℃，120 min）→提香（100℃，35 min）；（4）加工白茶：鮮葉→萎凋（含水率降至35% ～ 40%）→烘干（溫度 70℃，120 min）。

1.3.2 茶多酚的測定

參照 GB/T 8313—2018[29]執行。

1.3.3 茶葉花色苷的測定

準確稱取粉碎后的茶樣1.0000 g于50 mL離心中，加入25 mL提取劑（95%的乙醇：1.5 mol/L的鹽酸體積比為85∶15），于40℃下，300 W 超聲 30 min，于 4℃下 8000 r/min 離心 10 min，取上清液。濾渣再加入25 mL提取劑浸提1次，合并兩次上清液，用提取劑定容至50 mL，備用。

參考齊會娟等[30]的方法進行測定。

1.3.4 茶兒茶素、沒食子酸與咖啡堿含量的測定

將1.3.2中用于測定茶多酚含量的提取液稀釋10倍，過膜（膜孔徑0.45 μm），測定方法參考GB/T 8313—2018執行[29]，洗脫梯度略有改動。色譜條件：流速：1 mL/min；進樣量：10 μL；檢測器：紫外檢測器；檢測波長：278 nm；色譜柱：AcciaimTM120 C18 Column（4.6 mm×250 mm，5 μm）；柱溫：35℃；流動相A：分別將 90 mL 乙腈、20 mL 冰乙酸和 2 mL EDTA-2Na 溶液加入1 L容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，過0.45 μm有機膜；流動相B：分別將 800 mL 乙腈、20 mL 冰乙酸和 2 mL EDTA-2Na溶液加入1 L容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，過 0.45 μm 有機膜；洗脫程序：0 ～ 5 min流動相A比例100%，5 ～ 13 min流動相A降至95%，13 ～ 15 min 流動相 A 降至 20%，15 ～ 17 min流動相 A 降至 10%，17 ～ 18 min后流動相A恢復至100%，至20 min結束。

1.4 數據處理

每組試驗平行測定三次，所得結果以均數±標準差表示；采用 Microsoft Excel 2016 軟件和IBM SPSS Statistics 26 軟件進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 多酚類

從表1可看出，NL與ZL茶多酚含量相對較高，分別為16.51%和16.37%，兩者與其他茶樣間有一定差異；茶多酚含量最低為WH，僅6.48%。3個茶樹品種中，除烏牛早的鮮葉直接烘干與加工的白茶茶樣茶多酚含量差異不大之外，其他都是綠茶＞直接烘干樣＞白茶＞紅茶；不同品種茶樹芽葉加工同一茶類產品，茶多酚含量相對較高的是南山白毛，其次為紫娟，烏牛早相對較低。所有茶樣中，沒食子酸含量均＜1%，其中相對含量最高的是NH（0.43%）。3個茶樹品種芽葉加工的紅茶沒食子酸相對含量均比加工其他茶葉高，加工的綠茶含量較低，含量大小依次為紅茶、白茶、烘干樣與綠茶。所有茶樣中，兒茶素總量最高為14.33%（NL），其次為14.21%（N），兩者差異不顯著，與其他茶樣差異顯著；兒茶素類總量最低為2.82%（WH），與所有其他茶樣差異顯著。同一品種茶樹，兒茶素總量均是綠茶最高，分別為10.73%（WL）、14.33%（NL）和12.88%（ZL），三者差異顯著；紅茶兒茶素總量均最低，分別為2.82%（WH）、6.37%（NH）和4.09%（ZH）。花色苷含量最高的是ZL，其次為Z，分別為 136.67 mg/100 g 和 105.46 mg/100 g，兩者與其他茶樣均差異顯著；含量最低的是WH，為 6.91 mg/100 g，與其他茶樣差異顯著；N、NL、ZB和ZH四者差異不顯著，W、WL、WB和NB四者差異不顯著。不同茶樹品種茶葉中花色苷含量差異顯著，芽葉色澤（紫色）越深含量越高，依次為紫鵑＞南山＞烏牛早；此外，3個茶樹品種茶葉花色苷含量均是綠茶＞直接烘干樣＞白茶＞紅茶。

表1 不同紫芽茶樹品種中多酚類和咖啡堿含量（Mean±SD，n = 3）Table 1 The total content of polyphenols and caffeine in different purple bud tea varieties (Mean±SD, n = 3)

2.2 咖啡堿

由表1可知，所有茶樣中，咖啡堿含量最高為4.56%（ZB），其次為4.02%（ZL），最低為2.47%（W）。WB、WH、N、NL、NH、Z之間差異不顯著。不同品種茶樹的芽葉加工白茶的咖啡堿含量均分別較其加工的其他茶類（綠茶、紅茶與芽葉直接烘干茶樣）含量高；3個茶樹品種中，烏牛早品種芽葉加工的茶葉咖啡堿含量均分別較其他茶樹品種芽葉加工的茶葉低。

2.3 兒茶素組分

2.3.1 酯型兒茶素與非酯型兒茶素總量

由表2可知，3個茶樹品種茶葉中的酯型兒茶素總量均分別高于非酯型兒茶素總量。其中：烏牛早品種芽葉加工的茶葉，綠茶的酯型兒茶素總量與非酯型兒茶素總量均最高，分別為8.79%和1.93%；紅茶含量均最低，分別為2.54%和0.29%。南山白毛茶樹芽葉加工的茶葉中，酯型兒茶素總量最高也是綠茶（13.43%），紅茶含量最低（4.77%）；而非酯型兒茶素總量最高的是直接烘干的茶樣（2.06%）。紫娟品種芽葉加工的茶葉中，綠茶的酯型兒茶素總量與非酯型兒茶素總量均也是最高的（分別為9.09%和3.80%）和紅茶含量均是最低（分別為3.29%和0.80%）?？梢姡?個茶樹品種紫色芽葉加工的茶葉中，酯型兒茶素總量均是綠茶含量最高，紅茶含量最低。3個茶樹品種的芽葉加工同一茶類，南山白毛綠茶的酯型兒茶素總量較其他兩個品種高，紫娟品種綠茶的非酯型兒茶素總量最高；烏牛早紅茶的酯型兒茶素總量與非酯型兒茶素總量均是最低的。

2.3.2 兒茶素組分及含量

由表2可看出，EGCG含量最高為NL（10.11%），其次為N （8.94%），最低為WH（0.36%）。NL的EGCG含量與其他茶樣差異 顯 著，WH與ZH、W與WB、Z與ZB的EGCG含量差異均不顯著。3個茶樹品種加工的茶葉中，EGCG含量均是綠茶最高，分別為6.10%（WL）、10.11%（NL） 和 5.71%（ZL）， 紅茶的EGCG含量均最低。同一茶樹品種，直接烘干茶樣及加工的綠茶和白茶所含兒茶素成分中，EGCG含量普遍較高，其次為ECG；紅茶中EGCG含量均低于ECG。南山白毛品種芽葉加工的茶葉中ECG含量均大于3.20%，且茶樣之間的ECG含量差異不顯著。3個茶樹品種芽葉所加工的茶葉中EGC、EC與C含量均較低，特別是C。

表2 不同紫芽茶樹品種中兒茶素類成分含量（Mean±SD，n = 3）Table 2 The content of catechins in different purple bud tea varieties ( Mean±SD, n = 3 )

3 結論與討論

本試驗結果表明，同一茶樹品種芽葉分別加工成綠茶、紅茶、白茶等，茶葉中茶多酚含量大小總體趨勢為：綠茶 ＞ 直接烘干茶葉 ＞ 白茶＞ 紅茶，與前人研究結果相符[28]。綠茶是不發酵茶，茶葉經過高溫殺青后，多酚氧化酶的活性受到抑制，多酚類物質的進一步氧化減少[31]；白茶是輕微發酵茶，發酵度5% ～ 10%[32]；紅茶是全發酵茶，發酵過程中，茶多酚發生氧化、聚合反應，形成茶黃素和茶紅素[32-33]。因此，同一品種茶樹芽葉加工的綠茶茶多酚含量最高，紅茶茶多酚含量最低。不同茶樹品種芽葉加工同一類茶葉，南山白毛的茶葉茶多酚含量相對較高，其次為紫娟，烏牛早相對較低。3個茶樹品種芽葉加工的茶葉中沒食子酸含量均較低，紅茶中沒食子酸相對含量均比其他茶類茶葉高，含量大小依次為紅茶、白茶，直接烘干茶樣與綠茶含量較低。兒茶素總量，3個茶樹品種加工的綠茶均比加工其他茶類茶葉高，紅茶中兒茶素類成分含量普遍較低。研究表明，茶葉發酵過程中，往往大部分兒茶素會被氧化成茶黃素和茶紅素，從而導致兒茶素類總含量降低[1,32]。不同茶樹品種芽葉加工成的同一類茶葉花色苷含量差異顯著，含量依次為紫娟 ＞ 南山白毛 ＞烏牛早?；ㄉ蘸颗c芽葉紫色深淺有關，紫色程度越深，花色苷含量越高[34]。同一茶樹品種加工不同茶類茶葉，綠茶花色苷含量較高，紅茶含量最低。原因可能是花色苷穩定性較差，發酵過程中，微生物代謝產生的酶有可能會破壞花色苷，從而導致其含量降低[35]。不同品種茶樹芽葉加工成的白茶的咖啡堿含量均分別較其加工的其他茶類含量高，茶葉咖啡堿含量與茶樹品種、種植環境、采摘季節、加工工藝等密切相關[36]。試驗所有茶樣的酯型兒茶素總量均高于非酯型兒茶素總量。3個茶樹品種芽葉分別直接烘干和加工成綠茶和白茶兒茶素成分中，EGCG含量普遍較高，其次為ECG；紅茶中EGCG含量均低于ECG，有可能是紅茶加工過程中，EGCG更易發生水解、異構化作用及氧化、聚合及縮合等反應。試驗結果與前人研究結果相符[37]。

綜上，在廣西區域內，南山白毛與烏牛早也可作為富含花青素的紫芽茶樹資源開發利用。