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云南野生茶树化学成分多样性研究

2012-06-08段志芬刘本英汪云刚孙雪梅宋维希

湖南农业科学 2012年19期
关键词:咖啡碱浸出物茶多酚

段志芬,刘本英,汪云刚,谢 瑾,孙雪梅,宋维希,矣 兵,马 玲

(云南省农业科学院茶叶研究所,云南 勐海 666201)

云南是茶树地理起源和栽培起源的中心。高海拔低纬度多变的气候条件,错综复杂的地形地貌,长期以来的原始耕作方式,孕育和保留了全球最集中、最丰富的野生茶树资源。云南茶树种质资源占世界茶种的82.5%[1]。按照中山大学张宏达[2]对山茶属植物分类,世界茶组植物已发现有4个系37个种3个变种,分布在我国的就有4个系36个种3个变种,其中分布在云南有33个种,3个变种,并且有24个新种和1个变种是世界茶谱中尚无记载,为云南独有。

茶叶中的化学成分,特别是影响茶叶品质的主要生化成分是形成茶叶优异品质的物质基础。茶叶中的水浸出物是能被热水浸出的可溶性物质的总称。茶叶中许多品质成分都是水溶性的,约占茶叶主要生化成分含量的50%,水浸出物含量的高低,反映了茶叶中可溶性物质总量的多少,标志着茶汤的厚薄[3-6]。氨基酸是茶叶中的主要的化学成分之一,茶叶氨基酸的组成、含量以及它们的降解产物和转化产物直接影响茶叶品质;氨基酸在茶叶加工中参与茶叶香气的形成,它所转化而成的挥发性醛或其他产物,都是茶叶香气的成分,对茶汤的滋味、色泽也有较明显的影响;此外,有些氨基酸本身也具有一定的香味,特别是某些氨基酸与茶叶的滋味及香气关系密切,是构成茶叶品质核心成分。茶多酚也是茶叶的主要成分之一,对茶叶品质色、香、味的形成具有重要作用,是决定茶叶颜色和滋味的主体成分。由于多酚类物质的化学结构中带有多个活性羟基,对人体保健极为有利,且有抑菌、杀菌、抗肿瘤、抗辐射等多种功能,为茶叶中具有保健功效的主要物质[7-12]。茶叶中若茶多酚含量较高,茶汤滋味苦涩,对绿茶的品质不利,但对开发提取茶多酚产品却很有益处。

为了充分发掘云南野生茶树种质资源的利用价值,本文以保存于国家种质大叶茶树资源圃(勐海)的86份来源于云南的野生茶树资源为对象,分析研究其主要生化成分的遗传多样性,筛选发掘优质野生茶树资源,为云南茶区茶树新品种的选育和生产利用等提供依据,推动野生茶树资源开发利用。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料取自国家种质大叶茶树资源圃(勐海)保存的86份云南野生茶树资源(表1)。

表1 86份野生茶树资源及原产地

1.2 方法

茶样制作与处理:依据茶树种质资源描述规范和数据标准[13]采摘鲜叶→摊青→微波炉杀青→揉捻→80℃恒温箱干燥→将部分茶样用高速粉碎机粉碎、过筛,粒度40~60目,备用。

水浸出物测定采用GB/T8305一2002方法,茶多酚测定采用GB/T8313一2002方法,咖啡碱采用GB/T8312一2002方法,氨基酸测定采用GB/T8314一2002方法。

1.3 统计分析

对所有数据进行标准化处理,利用SPD统计软件对数据进行基本统计分析和主成分分析,聚类分析的方法采用离差平方和法,距离为欧氏距离。

2 结果与分析

2.1 主要化学成分基本统计差数

对86份云南野生茶树水浸出物、咖啡碱、茶多酚、氨基酸进行基本统计分析(表2),结果表明,云南野生茶树资源的主要化学成分在不同材料间有明显的差异性,表现出丰富的遗传多样性。其中,十八连山大茶的水浸出物含量最高,达到53.63%,其次清水大茶53.62%、大厂大山茶52.81%,水浸出物含量在50%以上的就有17个;水浸出物最低的是双柏真茶,含量为19.38%;咖啡碱含量最大的是涌宝白毛尖茶,为5.75%,最低的是香竹箐大山茶2.15%,可作为选育低咖啡碱品种的优异资源;茶多酚含量最高为云南威信的马安大茶,达到42.85%,云南双柏的双柏真茶茶多酚含量最低,只有12.85%;氨基酸含量最高的为底圩白毛茶,达4.74%,最低的是高良野茶0.62%。

表2 主要化学成分基本统计差数 (%)

在影响茶叶品质的水浸出物、咖啡碱、茶多酚、氨基酸4项常规中,氨基酸的变异系数最大,达到0.37%,最小的是水浸出物,为0.11%。说明在这4个成分中,氨基酸的改良潜力最大,水浸出物最小。

2.2 化学成分主成分分析

主成分分析能够较好的解释群体方差的主要来源,从而获得解释方差的重要性状并简化研究性状,以利于更好的研究群体。对86份云南野生茶树资源的4项常规(水浸出物、咖啡碱、茶多酚、氨基酸)进行主成分分析(表3),4个主成分累计贡献率为100%,第1主成分贡献率为48.276%,对应特征向量中贡献最大的是水浸出物,其次是茶多酚、咖啡碱和氨基酸,主要反映的是茶叶品质茶即颜色和滋味的特征状况;第2主成分的贡献率为27.637%,贡献最大的是氨基酸,其次是茶多酚和咖啡碱,其中,茶多酚是在反方向上的贡献,主要反映茶叶香气的形成,茶汤的滋味、色泽的特征向量;第3主成分的贡献率为17.764%,其主要特征向量贡献率最大为咖啡碱,其次是氨基酸、水浸出物和茶多酚,其中,氨基酸和水浸出物的贡献是负值;第4主成分的贡献率为6.323%,茶多酚影响较大,是茶汤中水溶性物质含量特征向量。

表3 化学成分主成分分析

2.3 聚类分析

对86份云南野生茶树资源的4项常规进行聚类分析。在遗传距离为66.8处将86份野生茶树资源聚为3大类(图1)。第1类包括39份资源,主要特点为咖啡碱含量较高,水浸出物含量中等。第2类包括14份资源,其主要性状为水浸出物、氨基酸、茶多酚的含量均低。第3类包括33份资源,主要表现在水浸出物和茶多酚的含量高,氨基酸含量中等。

图1 化学成分聚类图

3 结论与讨论

(1)从86份云南野生茶树种质资源的4项常规统计分析发现,云南野生茶树种质资源的主要化学成分之间表现出了不同程度变异,变异系数在0.11%~0.37%之间,变异类型比较丰富,有很大的选择潜力,可为引种驯化和杂交育种提供理论基础。

(2)通过多变量的主成分分析指出,总共4个主成分的累计贡献率达到100%,根据贡献率的大小从这4个主成分中得出所选择的4项常规能反映茶树种质资源的绝大部分信息,各主成分包含的信息具有一定的相关性,而且不同成分在4个主成分中具有明显不同的载荷值,有的成分对不同的主成分具有方向相反的影响。

(3)基于4项常规的聚类分析将86份野生茶树资源在遗传距离为66.8聚为3大类:第1类主要特点为咖啡碱含量较高,水浸出物含量中等;第2类其主要性状为水浸出物、氨基酸和茶多酚的含量均低;第3类主要表现在水浸出物和茶多酚的含量均高,氨基酸含量中等。研究结果不仅证实了云南茶树资源的丰富多样性,而且为茶树资源的开发利用提供了科学依据。

[1] 字光亮.论云南古茶树种质资源和群落分布在世界上的地位和作用[J].农业考古,2009,(2):234-236.

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