云南茶树品种与肯尼亚茶树品种生化成分的差异分析
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摘要：以16个云南茶树品种及5个肯尼亚茶树品种为试验材料，对云南及肯尼亚茶树品种的生化成分的差异进行比较分析。结果表明，云南茶树品种的茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物、没食子酸（GA）、儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素（EGC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）及儿茶素总量的变异系数均大于肯尼亚茶树品种。云南茶树品种与肯尼亚茶树品种间的茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物、儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素（EGC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、儿茶素总量含量不存在显著性差异（P>0.05），而没食子酸（GA）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）含量在云南茶树品种与肯尼亚茶树品种间存在显著性差异（P<0.05），这可能是云南茶树品种与肯尼亚茶树品种生化成分差异的主要特征物质之一。聚类分析结果显示，当遗传距离为15时，21个供试茶树品种可以分为3个具有明显生化成分差异的类群。
关键词：云南;肯尼亚;茶树品种;生化成分;聚类分析;遗传距离
中图分类号： S571.103.7 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2020）03-0199-05
茶树品种是茶叶生产中最重要的生产资料之一，它与茶叶产量、品质及茶树抗性密切相关[1-2]。其中，茶叶品质是由茶树品种的生化成分种类和含量决定的，茶树品种的生化成分含量差异，影响了茶叶品质的形成[3]。生化成分分析一直是茶树育种的重要研究内容，国内学者已对云南[4]、四川[5]、广西[6]、福建[7]、贵州[8]及浙江[9]等地不同茶区茶树品种资源的生化成分多样性进行了分析研究。由于我国对国外茶树品种资源收集保存较少，因此目前对国内外茶树品种生化成分的差异分析研究鲜见报道，大多集中在对国内外茶产品的感官审评及品质成分比较研究[10-13]。
云南是茶树的原产地和起源中心，独特的气候条件，孕育了丰富的茶树资源[14]。
云南大叶种是加工红碎茶的优良品种，用云南大叶种鲜叶加工的红碎茶具有外形颗粒紧结、身骨重实、汤色红艳明亮、金圈突出、香气馥郁、滋味浓强鲜爽等特点[15]。肯尼亚是世界重要的红碎茶生产国和出口国，其红碎茶品质优异，汤色红艳、明亮、味浓、香气持久，在国际市场上具有较强的竞争力[16]。为探明云南茶树品种与肯尼亚茶树品种的生化成分差异，笔者对保存于国家种质大叶茶树资源圃的16个云南茶树品种及5个肯尼亚茶树品种的生化成分進行比较分析，探讨云南茶树品种与肯尼亚茶树品种的生化成分差异，以此为推动云南红茶品种的改良、优质红茶品种的选育提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
以保存于云南省农业科学院茶叶研究所“国家种质大叶茶树资源圃”内的16个云南茶树品种（1996年种植）及引种的5个肯尼亚品种为材料（2003年种植），其具体信息名称见表1。
1.2 生化样制样
参照陈亮等的方法[17]。2018年4月，从新梢上采摘1芽2叶鲜叶约100 g，将水煮沸，鲜叶在蒸锅内蒸2 min，取出吹风5 min，除去表面水分，然后在 90 ℃ 烘箱内烘干，供生化成分分析用。
1.3 生化成分分析
茶多酚含量测定采用GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》，氨基酸含量测定采用GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》，水浸出物含量测定采用GB/T 8305—2013《茶 水浸出物的测定》，儿茶素类[儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、表儿茶素没食子酸酯（BCG）、表没食子儿茶素（EGC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）]及咖啡碱含量采用高效液相色谱法（HLPC法）测定。生化成分含量测定时均设3次重复。
1.4 数据统计分析
采用Excel对云南与肯尼亚茶树品种鲜叶生化成分的平均值、最大值、最小值、标准差和变异系数进行统计分析。采用SPSS 22软件对试验分析结果进行聚类分析，采用Wards方法，遗传距离为欧式距离。采用独立样本t检验对云南茶树品种与肯尼亚茶树品种间生化成分的差异进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物含量差异分析
由表2、表3可知，16个云南茶树品种的茶多酚含量为22.38%～25.80%，平均值为24.25%，其中云抗48号最高，达25.80%，73-11号最低，为 22.38%;氨基酸含量为0.77%～2.03%，平均值为1.36%，其中矮丰最高，达2.03%，云抗50号最低，为0.77%;咖啡碱含量为2.68%～4.68%，平均值为3.69%，其中云抗37号最高，达4.68%，云抗50号最低，为2.68%;水浸出物含量为42.38%～51.67%，平均值为47.10%，其中云抗37号最高，达51.67%，佛香2号最低，为42.38%。5个肯尼亚茶树品种的茶多酚含量为23.07%～25.09%，平均值为24.35%，其中TRFK303/231最高，达 25.09%，TRFK301/1最低，为23.07%;氨基酸含量为1.53%～2.78%，平均值为2.16%，其中TRFK6/8最高，达2.78%，TRFK303/231最低，为1.53%;咖啡碱含量为3.85%～4.39%，平均值为4.07%，其中TRFK301/3最高，达4.39%，TRFK6/8最低，为3.85%;水浸出物含量为48.67%～52.89%，平均值为50.66%，其中TRFK6/8最高，达52.89%，TRFK303/231最低，为48.67%。
由表3可知，云南茶树品种的茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物含量的变异系数分别4.25%、27.21%、14.09%、5.24%;肯尼亚茶树品种的茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物含量的变异系数分别 3.24%、20.83%、5.41%、3.40%。但统计分析结果表明，云南茶树品种与肯尼亚茶树品种间的茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物含量差异并不显著。酚氨比即茶多酚含量与氨基酸含量的比值，酚氨比可作为茶树品种适制性的生化指标[18]。一般认为，酚氨比小于8适制绿茶，在8～15之间红茶、绿茶兼制，大于15适制红茶[18]。云南茶树品种的酚氨比为11.15～33.17，平均值为19.37，肯尼亚茶树品种的酚氨比为8.75～16.40，平均值为11.71。从酚氨比来看，云南茶树品种的酚氨比平均值明显高于肯尼亚茶树品种。 2.2 儿茶素类及没食子酸含量差异分析
由表2、表3可知，云南茶树品种的儿茶素总量为135.04～206.96 mg/g，平均含量为165.00 mg/g，其中云抗50号最高，达206.96 mg/g，云抗48号最低，为135.04 mg/g。肯尼亚茶树品种的儿茶素总量为163.03～183.86 mg/g，平均含量为174.79 mg/g，其中TRFK301/1最高，达183.86 mg/g，TRKF 301/3最低，为163.03 mg/g。云南茶树品种的没食子酸（GA）含量为4.71～19.02 mg/g，平均含量为 10.44 mg/g;肯尼亚茶树品种的没食子酸（GA）含量为6.34～8.78 mg/g，平均含量为6.90 mg/g。云南茶树品种中佛香1号、73-8号、云瑰、矮丰、佛香2号及佛香3号的没食子酸含量与肯尼亚茶树品种较为接近，其余品种的没食子酸含量均明显高于肯尼亚茶树品种。
统计分析结果（表3）表明，云南茶树品种与肯尼亚茶树品种间的C、EGC、EC、EGCG含量及儿茶素总量不存在显著差异（P>0.05），而没食子酸（GA）、ECG含量存在显著差异（P<0.05）。
2.3 生化成分的聚类分析
以茶树品种鲜叶的茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物、儿茶素总量、儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素（EGC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、没食子酸（GA）含量为变量，对云南及肯尼亚茶树品种的生化成分进行聚类分组，其聚类结果如图1所示。
由图1可看出，当遗传距离为15时，21个供试茶树品种可以分为3个具有明显生化成分差异的类群。第Ⅰ类为矮丰、TRFK301/5、TRFK301/3、云瑰、云抗43号、佛香1号、TRFK301/1、TRFK303/231、TRFK6/8、73-8号;第Ⅱ类为佛香2号、佛香3号、云抗27号、云抗48号、长叶白毫、云抗10号、云抗37号;第Ⅲ类为由73-11号、76-38号、云抗14号、云抗50号。
3 讨论与结论
茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物是形成茶叶色、香、味的重要物质基础，尤其是茶多酚含量对红茶的品质形成有重要影响[19]。本研究表明，云南茶树品种的茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物含量的变异系数均大于肯尼亚茶树品种，这说明云南茶树品种生化成分较为丰富，品种间差异较大，这与近20年来云南省茶树品种育种以红茶、绿茶、普洱茶多样化的茶树品种为目标是相符的。但这在一定程度上制约了专一性强、品质优的红茶品种大面积推广运用，而肯尼亚茶树品种选育是以加工优质红茶为主要育种目标，肯尼亚茶树品种的茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物含量的变异系数较小，差异不明显，鲜叶质量较为稳定，为加工优质红茶奠定了物质基础。因此，在加工红茶时选择相对适宜的红茶专一品种，有利于进一步提升云南红茶的整体品质。
茶鲜叶多酚类中儿茶素是形成红碎茶的重要化学成分[20]。分析结果表明，云南、肯尼亚茶树品种的儿茶素总量平均含量分别为165.00、174.79 mg/g，变异系数分别为11.07%、4.85%，变异系数说明云南、肯尼亚茶树品种间儿茶素总量相对稳定。梁月荣等的研究表明，儿茶素类成分EGC和EC含量高，可为发酵过程合成茶黄素（TF）提供充分的先质，具有较高的TF合成和红碎茶品质潜力[21]。分析结果表明，云南茶树品种的EGC、EC含量之和为5.86～72.05 mg/g，平均含量为 30.31 mg/g，肯尼亚茶树品种的EGC、EC含量之和为35.64～52.66 mg/g，平均含量为42.54 mg/g，从图2可以直观地看出，云南茶树品种的EGC、EC含量之和接近或超过肯尼亚茶树品种的主要有 73-8号、云瑰、矮丰、佛香1号、云抗43号。因此，它们可初步作为高茶黄素红茶品种的选择对象。
没食子酸（GA）在云南普洱茶中的含量比较高，是普洱茶的一个特征性状且具生理活性的简单酚类化合物[21]。本研究表明，云南茶树品种的没食子酸含量为4.71～19.02 mg/g，变异系数为 39.27%，没食子酸含量变幅较大;肯尼亚茶树品种的没食子酸含量为6.34～8.78 mg/g，变异系数为15.22%，没食子酸含量含量相对稳定。云南茶树品种的没食子酸含量总体上明显高于肯尼亚茶树品种，是云南茶树品种与肯尼亚品种生化成分差异的主要特征物质之一。
通過的生化成分聚类分析，21个茶树品种分为生化成分存在差异的3个类群。地理位置相同、亲缘关系相近的大部分品种往往聚为一类，如肯尼亚的5个品种TRFK301/1、TRFK303/231、TRFK301/5、TRFK301/3、TRFK6/8聚为一类;云南茶树品种中矮丰、云瑰、云抗43号、佛香1号、73-8号与5个肯尼亚茶树品种归为同一大类，说明它们的主要生化成分与肯尼亚茶树品种相近，具有加工成优质红碎茶的潜力。
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