仇方方，王友海*，郝晴晴，徐小云，周穎，黃聲東，肖秀丹，向唯

（1.宜昌市農(nóng)業(yè)科學研究院，湖北宜昌 443000；2.宜昌市夷陵區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣中心，湖北宜昌 443100；3.宜都市特產(chǎn)技術推廣中心，湖北宜都 443300）

宜昌位于長江中上游結合部，地處鄂西山區(qū)與江漢平原交匯過渡地帶，氣候溫和，年平均氣溫16.9℃，無霜期250～300天，雨量充沛，年平均降水量1215.6 mm，日照率40%。土壤大部分屬微酸性黃紅壤土，適宜茶樹生長，為我國古老的茶區(qū)之一，茶圣陸羽曾在《茶經(jīng)》中把宜昌地區(qū)的茶葉列為山南茶之首。從低山平丘到海拔1200米左右的區(qū)域均有茶葉種植，栽培茶樹品種眾多，僅本地品種就有7個，栽培面積最大的主要是宜昌大葉種、宜紅早和五峰212，約占茶葉總面積的50%。近些年來從福建、浙江、安徽等地引進福鼎大白、福云6號、烏牛早、平陽特早、安吉白茶、金觀音、鐵觀音、名山1號、巴渝早等無性系良種，栽培面積約2萬公頃，占茶葉總面積的40%。較多的品種混植難以進行統(tǒng)一的管理和加工，不僅影響了生產(chǎn)效率，而且嚴重影響茶葉品質(zhì)，良種特性難以充分發(fā)揮出來。尤其是夏秋茶，品質(zhì)不及春茶，經(jīng)濟效益較低，農(nóng)民采摘積極性不高，從而導致茶葉資源得不到充分利用，造成資源極大的浪費。為掌握宜昌市主栽茶樹品種的基礎生化成分，使夏秋季鮮葉資源得到最恰當?shù)睦?，文章分析?4份宜昌茶區(qū)不同茶樹品種夏秋季鮮葉生化成分多樣性，對各品種進行系統(tǒng)歸類，為深入研究和利用已有茶樹資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2018年8月15日～30日，采摘各主產(chǎn)茶區(qū)21個主栽茶樹品種的一芽二葉鮮葉樣品34份，其中本地群體種4份、福鼎大白茶5份、宜昌大葉種2份、宜紅早3份、烏牛早3份、五峰212品種3份，各茶樹樣品的基本情況見表1。

表1 參試樣品的基本信息Table 1 Basic information of tested tea samples

1.2 試驗方法

1.2.1 茶樣處理方法

采摘的鮮葉及時使用格蘭仕微波爐（G8023TL-2，額定功率1300 W）固樣。鮮葉薄攤，微波高火檔處理1 min，拿出攤涼后再微波中高火檔1 min，攤涼后用烘箱80℃烘至足干。

1.2.2 理化指標測定方法

水分測定參考GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》[1]中直接干燥法；茶多酚含量測定參考GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》[2]中福林酚試劑法；兒茶素含量測定參考GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》[2]中HPLC法；游離氨基酸總量測定參考GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量測定》[3]中茚三酮比色法；可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[4]；水浸出物含量測定參考GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測定》[5]；咖啡堿含量測定參考GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測定》[6]。

1.3 統(tǒng)計分析

各理化指標的最小值、最大值、平均值、標準差以及變異系數(shù)采用excel進行統(tǒng)計分析，相應的主成分分析和聚類分析通過SPSS19.0進行。主成分分析采用Factor過程主成分分析法，因子提取方差大于1且總貢獻率大于85%的部分。聚類分析方法采用Ward’s法，距離為平均歐式距離。

2 結果與分析

2.1 主要理化指標分析

表2為34份茶樹鮮葉樣品主要理化指標的統(tǒng)計參數(shù)和變異系數(shù)，從表中可看出，參與調(diào)查的茶樹良種在理化指標上差異明顯。14個主要理化指標的平均變異系數(shù)為26.58%，水浸出物和總兒茶素兩個指標的變異系數(shù)低于15%，其中水浸出物最低為2.54%，這表明受調(diào)查的茶樹品種的水浸出物、總兒茶素一致性較強，變異范圍不大。變異系數(shù)最大的是兒茶素（D、L-C），達到83.18%，其次是兒茶素品質(zhì)指數(shù) （35.11%）、沒食子酸（33.08%）、表兒茶素沒食子酸酯 ECG（31.29%）及表沒食子兒茶素EGC（31.22%）；游離氨基酸、咖啡堿、可溶性糖、茶多酚、酚氨比等幾種常規(guī)成分的變異系數(shù)介于15.12%～27.90%，變化范圍較大。綜合看來，各指標含量變異范圍大，各調(diào)查品種間理化指標差異大，易于篩選較優(yōu)品種制作夏秋茶。

表2 茶樹樣品的主要理化指標Table 2 Main chemical components of tea samples

2.2 主成分分析結果

主成分分析實質(zhì)是利用數(shù)學降維思想，在損失少量信息前提下把多指標轉(zhuǎn)化為幾個綜合指標，即主成分，它比原始變量具有更易抓住主要矛盾，揭示事物內(nèi)部變量間的規(guī)律，能有效簡化評判指標，提高分析效率。

研究對34份茶樹夏秋葉樣品的14個理化指標進行主成分分析，從圖1來看，橫坐標為5的點是特征值變化趨勢由陡峭趨于平穩(wěn)的轉(zhuǎn)折點，因此提取到5個主要成分。表3顯示前5個主成分其特征值均大于1，且累計貢獻率為87.74%，可認定包含了原有指標的大部分信息。

圖1 14個理化指標的主成分分析Fig.1 Principal component analysis of 14 chemical components

表3 方差分析貢獻Table 3 Analysis of the variance contribution

主成分1貢獻率為36.54%，主要反映的是兒茶素總量、茶多酚和EGCG的化學信息；主成分2以EGC為主；主成分3以游離氨基酸影響為主；主成分4其主要的是ECG（表4）；主成分5以可溶性糖為主。

表4 主成分矩陣Table 4 Component matrix

2.3 聚類分析結果

根據(jù)14個理化指標數(shù)據(jù)，對34份茶樹樣品進行聚類分析，在歐式距離小于5時，可分為4個類群（圖2）。對各類群的主要理化指標進行了方差分析（表5），結果表明類群間水浸出物、游離氨基酸、咖啡堿、茶多酚、兒茶素含量、EGCG、ECG及酚氨比等8個理化指標間存在顯著差異，其余可溶性糖等6個理化指標含量均相對一致。

類 群 I 包 含 9 份 資 源 （16，19，23，11，13，14，29，2，4），類群 II包含 3 份資源（9，26，3），這兩個類群的主要特征為游離氨基酸含量偏高，咖啡堿、茶多酚、兒茶素總量及酚氨比均略低，為充分利用夏秋茶原料，適宜制作綠茶。同一加工工藝條件下，類群I所制的綠茶品質(zhì)高于類群II，因類群I的兒茶素品質(zhì)指數(shù)較高。類群III包含7份資源（25，30，21，28，33，34，24），其主要特征為茶多酚、兒茶素含量及酚氨比最高，各兒茶素單體含量也較高，較為適宜制作紅茶。類群IV包含其余的15份資源，主要特征為茶多酚、兒茶素含量及酚氨比適中，游離氨基酸含量最低，而兒茶素品質(zhì)指數(shù)最高，紅、綠茶均可適當加工，尤其是制作綠茶。所有類群的水浸出物含量均大于48%，即所有資源內(nèi)含物質(zhì)較為豐富。

圖2 34份茶樹樣品的聚類分析Fig.2 Cluster analysis of 34 tea samples

3 討論

研究對宜昌各產(chǎn)茶區(qū)主栽34份茶樹夏秋季鮮葉樣品主要理化指標進行了測定與分析，發(fā)現(xiàn)很多指標變異系數(shù)較高，平均達到26.58%，表明變異類型非常豐富，在不同茶樹品種內(nèi)含成分分布上對鮮葉適制性進行研究，對夏秋葉的創(chuàng)新利用具有一定參考指導價值。

根據(jù)提取特征值大于1且累計貢獻率大于85%的原則，對34份茶樹鮮葉樣品的14個理化指標進行主成分分析，提取到5個主成分，包含了資源大部分信息。所提取的每個主成分都能較客觀地反映各指標之間的相互關系，不同指標在各個主成分中載荷值不同，有主次之分，對主成分的影響也有正負之分。主成分能夠有效的簡化評判指標，為資源信息的進一步分析做好鋪墊。

表5 不同類群的主要理化指標分析Table 5 Comparison of chemical components among four clusters

酚氨比與茶多酚、氨基酸單一指標相比，更能綜合判斷鮮葉的品質(zhì)屬性及成茶品質(zhì)的優(yōu)劣[7]。楊亞軍[8-9]、陸錦時等[10]研究認為，酚氨比＜8.00，適制綠茶；酚氨比 8.00～15.00，紅綠茶兼制；酚氨比＞15.00，試制紅茶。阮宇成等[11]根據(jù)綠茶品質(zhì)與兒茶素各組分含量間的相互關系，提出兒茶素品質(zhì)指數(shù)能夠較為確切反映綠茶品質(zhì)，并指出指數(shù)愈大，則鮮葉嫩度和品質(zhì)愈好，綠茶品質(zhì)愈高。王新超等[12]、王小萍等[13]、堵源康等[14]、劉聲傳等[15]分別將廣西、四川、云南、貴州等地茶樹種質(zhì)資源進行了分類，并依據(jù)以上研究理論對各類群的適制性進行了界定。金孝芳等[16]利用兒茶素品質(zhì)指數(shù)將湖北省審定的12個地方品種分為3類，為湖北省茶區(qū)名優(yōu)茶發(fā)展提供了品種參考。

研究通過聚類分析，以歐式距離為5將參試的34份茶樹鮮葉樣品分為4個類群，其中第I類群包含9份資源，第II類群3份，第III類群7份，第IV類群15份。類群間水浸出物、游離氨基酸、咖啡堿、茶多酚、兒茶素含量、EGCG、ECG及酚氨比等8個理化指標間存在顯著差異，其余水溶性碳水化合物等6個理化指標含量均相對一致。類群I、類群II的主要特征為酚氨比＜8，且具有較高的氨基酸含量、相對較低的茶多酚含量，適制綠茶；類群III酚氨比＞8，與其他類群相比，茶多酚含量相對較高，適宜制作紅茶；類群IV各生化成分含量適中，紅綠茶均可適當加工，更適宜制作綠茶。文章以酚氨比和兒茶素品質(zhì)指數(shù)作為適制性的評判標準，對各資源的適制性做了初步認定，以縮小研究范圍、提高夏秋茶資源的利用率，但具體還應結合加工試驗的結果而定。

海拔高度[17]、栽培管理[18]等茶樹生長條件直接影響鮮葉品質(zhì)，以文章調(diào)查的福鼎大白茶為例，5個縣市區(qū)種植海拔從120米至1300米不等、只采春季和3季采摘等采管模式均存在，不同的生長條件使不同取樣點的福鼎大白茶的鮮葉理化指標存在差異，進而影響其分布類群不同，2個茶樣（13、4）屬于類群 I，適制綠茶；3 個茶樣（20、27、7）屬于類群IV，紅綠兼制。舒慶齡等[19]研究表明優(yōu)越的生態(tài)環(huán)境是茶葉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要影響因子，研究的34份茶樹鮮葉樣品生長環(huán)境差異較大，茶樹的生長發(fā)育與原產(chǎn)地發(fā)生了變化，造成茶葉營養(yǎng)成分含量的差異性，茶葉品種也擁有了當?shù)卦耘嗟囊恍┨厥庑?。此點在文中僅初步比較了同一茶樹品種在不同生長環(huán)境下的品質(zhì)區(qū)別，若要找出系統(tǒng)規(guī)律，還需進一步研究比較。