萎凋是白茶加工工艺中决定白茶品质的关键工序，也是红茶和乌龙茶等多种茶类加工的初始工序。伴随萎凋过程中水分的逐步散失，茶鲜叶的生理结构和理化特性发生一系列复杂变化，直接或间接影响在制品的后续加工及制茶品质^{[1, 2, 3, 4, 5]}。鲜叶在萎凋过程中双糖、多糖和蛋白质等物质发生酶促水解作用，从而使可溶性糖含量与氨基酸总量增加，因此有利于白茶甜醇滋味的形成，并可增进茶汤鲜爽度、提高茶叶香气^[6]。苏金为等^[7]研究认为，新梢萎凋过程中超氧化物歧化酶(SOD)活性降低和脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量升高。不同温、湿度萎凋对白茶生化成分的影响研究表明，中低温(T≤30℃)、低湿(RH 65%)条件下儿茶素总量较高，而氨基酸含量以25℃萎凋最高，且随萎凋湿度的升高而增加，同时茶氨酸含量随萎凋温度变化与总量一致，但随萎凋湿度增加而减少^[8]。本课题组前期研究表明，在控温控湿条件下，茶树离体春梢萎凋失水速率逐步减缓，趋近于匀减速变化，但仅从鲜叶水分散失多少并不足以标识茶鲜叶是否萎凋适度^[9]。现有研究主要集中于不同萎凋方式和环境参数(如温度、湿度、光照等)对生化成分变化规律的影响，对萎凋适度的判断主要依靠人工感官和检测在制品的含水率，尚缺乏更为科学、系统、详实的评判依据^[4]，而且在萎凋不同阶段即鲜叶逐步失水减重过程中，萎凋茶样儿茶素与生物碱组分及比例变化规律均未见详尽报道。

众所周知，儿茶素是茶叶中重要的生物活性物质，含量约占茶多酚总量的70%，具有抑菌、抗氧化和清除自由基等作用^{[10, 11, 12, 13]}。生物碱是茶树重要的代谢产物，茶叶中生物碱主要包括咖啡碱、可可碱和茶叶碱，其中咖啡碱占主体。咖啡碱具有去除疲劳、兴奋神经的作用^[14]。具收敛性和苦涩味的儿茶素以及显苦味的咖啡碱均对茶叶滋味品质有重要影响^{[15, 16]}。为揭示鲜叶萎凋失水过程中儿茶素与生物碱的动态变化规律，本研究选用肉桂、水仙等10个茶树品种(名枞)的春季新梢为供试材料，在控温控湿环境条件下，于不同萎凋阶段取样，测定其儿茶素与生物碱含量，进而揭示儿茶素与生物碱的变化规律及影响因素，以期为茶鲜叶适度萎凋、茶叶风味品质调控及其活性成分开发利用提供参考依据。

鲜叶均采自福建省农业科学院茶叶研究所试验茶园，采摘标准为春茶新梢1芽2、3叶和中小开面2~4叶。供试茶树品种(名枞)为：肉桂、水仙、奇丹、矮脚乌龙、佛手、黄棪、梅占、白芽奇兰、茗科1号和黄观音，共计10个。以上茶树的树龄、生态环境、肥培管理等均一致。

表没食子儿茶素(epigallocatechin，EGC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate，EGCG)、表儿茶素(epicatechin，EC)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate，ECG)、没食子酸(gallic acid，GA)、可可碱(theobromine，TB)和咖啡碱(caffeine，CAF)购自阿拉丁(试剂)上海有限公司，纯度均>98%；茶叶碱(theophylline，TP)、没食子儿茶素(gallocatechin，GC)和没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate，GCG)购自上海阿达玛斯有限公司，纯度均>98%；儿茶素(catechin，C)和儿茶素没食子酸酯(catechin gallate，CG)购自美国Sigma公司，纯度>98%；甲醇(HPLC级，Sigma-Aldrich)；甲酸溶液[含量49%~51%(T)，HPLC级，Fluka]；甲醇(分析纯，上海国药)；超纯水。

KF-35GW/35356格力空调(珠海格力)；ROBO60T工业电热风机(上海固途)；CH150D转轮式除湿机(广州森井)；S520-EX温湿度记录仪(深圳华图)；HAW-15ABZ计重电子天平(福州衡之展)；G80F23CN2L-Q6(R0)微波炉(广东格兰仕)等。

A11 basic分析用研磨机和MS3 basic振荡混匀器(德国IKA)；ACD-502-U实验室超纯水系统(重庆颐阳)；HWS24型电热恒温水浴锅(上海一恒)；美国Agilent 1260型液相色谱仪，包括四元泵(G1311C VL)、标准自动进样器(G1329B)、柱温箱(G1316A)和二极管阵列器(G1315D VL)；TSKgel ODS-100Z色谱柱(150 mm×4.6 mm I.D.，5 μm，日本Tosoh)；PTFE针式滤器(上海楚定，0.45 μm)；一次性无菌注射器(2 mL，江苏康友)等。

称取各供试茶树品种(名枞)1芽2、3叶和中小开面2~4叶250 g，均匀薄摊至竹制水筛，置于控温控湿(20~22℃、RH 35%~45%)环境下，定时计量(每隔3 h称重1次)，直至茶鲜叶萎凋减重率达到约60% 为止，期间分别于鲜叶减重率为0、15%、30%、45%和60% 时取样，并进行“微波固样[功率×时间：P-HI(火力)×1.0 min]+烘干[温度×时间：80℃×120 min]”处理。其中1芽2、3叶鲜叶原料在失水减重率为60% 时取样，分别采用“微波固样+烘干”和直接“烘干”2种方式，直接烘干的样品即为白茶样。样品具体说明见表 1和表 2。

表 1(Tab.1)

表 1 品种(名枞)名称及代码 Tab.1 Names and codes of tea varieties 注：Sx代表Sample x；S1~S10样品所用鲜叶原料的采摘嫩度为1芽2、3叶，S11~S110样品的嫩度为中小开面2~4叶。 品种(名枞)名称 “1芽2、3叶”代码/Sx “中小开面2~4叶”代码/S1x 肉桂 S1 S11 水仙 S2 S12 奇丹 S3 S13 矮脚乌龙 S4 S14 佛手 S5 S15 黄棪 S6 S16 梅占 S7 S17 奇兰 S8 S18 茗科1号 S9 S19 黄观音 S10 S110

表 1 品种(名枞)名称及代码 Tab.1 Names and codes of tea varieties

表 2(Tab.2)

表 2 品种代码、样品编号及其处理 Tab.2 Codes,numbers and treatments of tea samples 注：以1芽2、3叶为采摘嫩度的肉桂品种代码Sx，不同鲜叶减重率对应样品编号为Sx-1、Sx-2、Sx-3、Sx-4、Sx-5和Sx-6；中小开面2~4叶的肉桂品种代码S1x，不同鲜叶减重率对应样品编号S1x-1、S1x-2、S1x-3、S1x-4和S1x-5；其余品种同此。每个品种含有样品11份，10个品种共计样品数110份。W1~W4示鲜叶不同减重率。 样品代码 样品处理(取样阶段) 样品处理(固样方式) Sx-1，S1x-1 鲜叶：鲜叶减重率为0 微波固样+烘干 Sx-2，S1x-2 W1：鲜叶减重率为15% 微波固样+烘干 Sx-3，S1x-3 W2：鲜叶减重率为30% 微波固样+烘干 Sx-4，S1x-4 W3：鲜叶减重率为45% 微波固样+烘干 Sx-5，S1x-5 W4：鲜叶减重率为60% 微波固样+烘干 Sx-6 白茶：鲜叶减重率为60% 直接烘干，白茶

表 2 品种代码、样品编号及其处理 Tab.2 Codes,numbers and treatments of tea samples

供试茶样制备方法采用GB/T8318-2008国标法^[17]，儿茶素与生物碱含量的液相色谱分析方法参考文献^[18]。上述茶样均重复测定2次，取平均值。

采用Excel 2010软件整理数据，采用Microsoft Excel 2013插件程序Multibase_2015(日本Numerical Dynamics)将数据标准化预处理后进行主成分分析和聚类分析。

通过对10个茶树品种1芽2、3叶鲜叶在不同萎凋阶段时取样，形成样品数量共计60份。由图 1看出，除TP和CG因含量太低未检出外，其余组分含量在萎凋期间均发生变化。儿茶素组分含量随萎凋失水程度加重而呈总体降低趋势，其中EGCG、EC和ECG含量表现为先增后减，而EGC含量则以减少为主。此外，儿茶素总量变化趋势表现为先增加后降低，于W2~W3萎凋阶段(即鲜叶减重率为30%~45%)具有最大值，此数值比鲜叶样增加约0.3%~12.0%，高于制成的白茶样(20%~34%)，说明萎凋前期有利于儿茶素的转化形成。之后随着萎凋叶进一步失水减重，儿茶素组分主要是EGCG发生降解或者氧化，致使其总量减少。从鲜叶原料至制成的白茶样品中，儿茶素总量降幅范围约8%~25%。生物碱由咖啡碱、可可碱和茶叶碱组成，萎凋过程中TB含量降低，CAF含量增加，生物碱总量也呈现总体增加趋势，由此推测萎凋过程中部分咖啡碱在酶作用下由束缚态转化成游离态故含量提高^[19]，或者萎凋具有促进可可碱向咖啡碱转化的可能，科学研究亦表明可可碱是咖啡碱生物合成的上游物质^{[20, 21]}，也可由咖啡碱去甲基化作用降解形成^[22]。

图 1 60份嫩度为1芽2叶供试茶样不同萎凋阶段儿茶素与生物碱组分含量 Fig. 1 Catechin and alkaloid contents in 60 samples from group A at different withering stages

由10个茶树品种中小开面2~4叶制成的50份萎凋样中，其儿茶素与生物碱含量情况见图 2。结果表明，除CG仍未检出外，TP组分在中小开面2~4叶中鲜叶中的质量浓度为0.1~0.3 mg·g^-1(未在图内呈现)。从萎凋起始至W4阶段(鲜叶失水减重率为60%)，除EGC含量随萎凋进程先增后减和TP含量略有提高外，其他组分的含量变化趋势与嫩度为1芽2、3叶萎凋茶样的结果基本一致，但含量增加和减少的趋势均不明显。儿茶素总量在萎凋发生前后总体变幅较小，不及嫩梢变化明显。生物碱总量变化情况亦是如此。

图 2 50份嫩度为中小开面2~4叶供试茶样不同萎凋阶段儿茶素与生物碱组分含量 Fig. 2 Catechin and alkaloid contents in 50 samples from group B at different withering stages 注：儿茶素与生物碱组分含量值为60份供试茶样数据的平均值；由于CG和TP未检测到，以及GA、GC、C和GCG含量均低于5 mg·g-1，因此它们未在图内显示；儿茶素总量为EC、C、EGC、GC、EGCG、GCG、ECG和CG含量的总和，表型儿茶素总量为EC、EGC、EGCG和ECG含量的总和，酯型儿茶素总量为EGCG、GCG、ECG和CG含量的总和；生物碱总量为CAF、TB和TP含量的总和；下同。

从鲜叶嫩度来看，1芽2、3叶与中小开面的试验茶样在GA、儿茶素单体组分与生物碱含量上存在差异(图 3)，表现为GA、C、EGCG、GCG、ECG、CAF、TB和生物碱总量在1芽2、3叶中含量较高，而EC、EGC、GC和儿茶素总量在中小开面2~4叶中含量高。阮宇成等^[23]认为ECG随着芽叶成熟、老化而明显减少，与制绿茶品质呈正相关，而EGC含量与制绿茶品质成反比^[24]，由此推断EGC在芽叶成熟和老化时含量增加而导致绿茶品质下降。EGCG含量、酯型儿茶素总量分别占儿茶素总量的比例在嫩叶中为0.60~0.70和0.75~0.85，而在成熟叶分别为0.45~0.55和0.55~0.65。表型儿茶素总量与儿茶素总量的比值在不同嫩度样品中表现均一致，约为0.96。由此表明，CAF、儿茶素单体组分(ECG、EGC和EGCG)以及EGCG含量与酯型儿茶素总量分别占儿茶素总量的比值均可作为区分鲜叶嫩度的重要指标，鉴于有些茶类如乌龙茶、绿茶、白茶等的制作对芽叶采摘嫩度有一定要求，因此上述成分可为茶类判别提供有效的辅助工具。然而茶叶中表型儿茶素总量与儿茶素总量的比值极为稳定，不易受茶树品种、芽叶嫩度与萎凋工序等影响。

图 3 不同芽叶嫩度茶样儿茶素与生物碱组分含量 Fig. 3 Catechin and alkaloid contents in samples of different shoot tenderness 注：图中组分a为GA，b为EC，c为C，d为EGC，e为GC，f为EGCG，g为GCG，h为ECG，i为CAF，j为TB，k为儿茶素总量，l为表型儿茶素总量，m为酯型儿茶素总量，n为生物碱总量。1芽2、3叶茶样为60份芽叶嫩度为1芽2、3叶供试茶样数据的均值；中小开面2~4叶茶样为50份芽叶嫩度为中小开面2~4叶供试茶样数据的均值。

对110份茶样采用标准化数据预处理，按采摘嫩度即1芽2、3叶和中小开面2~4叶分类后，再行主成分分析(图 4)。从样品得分图看出，中小开面2~4叶与1芽2、3叶茶样可完全区分，且1芽2、3叶茶样数据点较为分散，中小开面2~4叶茶样数据点非常集中，由此说明嫩梢儿茶素组成及生物碱含量范围变化广且复杂，影响因素居多，易受自身和外界影响；而成熟叶中主要成分含量已趋于稳定，变化范围较窄，受萎凋工序、品种等干扰小，这与陈林等^[25]研究结果一致。从载荷图看出，110份供试茶样主要依据3个主成分划分成两类，其累计方差贡献度为83%，其中第一主成分的贡献度高达为60.4%。酯型儿茶素类(GCG、EGCG和ECG)、CAF和TB等是区分1芽2、3叶的主要生化成分，是供试茶样芽叶嫩度的主要差异特征成分，可用于芽叶嫩度辨识。

图 4 基于采摘嫩度的供试茶样儿茶素与生物碱主成分分析 Fig. 4 PCA of catechins and alkaloids in samples of different shoot tenderness

按萎凋工序分类的主成分分析结果(图 5)表明，仅制成的白茶样(White tea)可与1芽2、3叶鲜叶(Fresh leaves)及萎凋过程样(W1、W2、W3和W4)区分良好。但值得注意的是，从鲜叶至W4的茶样(依次对应图 2中由下至上的投影圈位置)既有部分非交叉重叠而又相互分离，表明这是一个伴随萎凋失水的连续渐变过程。儿茶素在此期间含量呈现递变趋势，表明萎凋过程是儿茶素长时间缓慢氧化和降解的过程。值得一提的是，白茶样与W4样品均是在鲜叶萎凋失水至60%时取样制作而成，唯一区别是固样方式的不同，但二者数据点间的分离度较大(图 5)，由此可知直接烘干(80℃，2.0 h)比微波固样对样品中没食子酸、儿茶素与生物碱的组成情况影响更大，后者通过高温作用瞬间破坏多酚氧化酶活性，从而最大限度地保留住样品中原有成分，对成分破坏小^[26]。

图 5 基于萎凋工序的供试茶样儿茶素与生物碱主成分分析 Fig. 5 PCA on catechins and alkaloids in samples at different withering stages

对110份供试茶样儿茶素与生物碱数据标准化预处理，再行聚类分析。由图 6看出，除S6-1和S10-6样品外，其余所有供试茶样均可分成1芽2、3叶型和中小开面2~4叶型2种类型，与主成分分析结果基本一致。

图 6 基于采摘嫩度的供试茶样儿茶素与生物碱聚类分析(近邻法) Fig. 6 Cluster analysis on catechins and alkaloids in samples of different shoot tenderness (Nearest Neighbor)

儿茶素和生物碱是茶叶重要风味物质和保健成分，其含量及组成易受茶树品种、产地环境、农艺措施、采摘季节和加工工艺等诸多因素影响。本文通过HPLC测定10个茶树品种所制成的110份供试样品中儿茶素与生物碱含量的结果表明，在萎凋失水率30%~45%时，茶样儿茶素组分及总量具有最大值，说明萎凋前期促进儿茶素的转化形成。萎凋失水过程中，1芽2、3叶茶样儿茶素大多呈现先增加后减少和总体减少以及生物碱含量呈增加的趋势，而且其增减变化比中小开面2~4叶茶样表现得更为明显。运用主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)化学计量学方法分析均得到了较为一致的结果，即几乎全部供试茶样可按芽叶嫩度划分成1芽2、3叶型和中小开面2~4叶型2种类群，

其中酯型儿茶素类(GCG、EGCG和ECG)、CAF和TB等是供试茶样芽叶嫩度的主要差异特征成分，将来可考虑作为嫩度辨识的主要相关成分；而按萎凋工序分类的PCA结果显示儿茶素和生物碱含量伴随萎凋失水进程而呈规律性递变趋势。通过本研究结果，推断CAF、儿茶素单体组分(ECG、EGC和EGCG)以及EGCG与酯型儿茶素总量分别占儿茶素总量的比值均可作为区分鲜叶嫩度的重要指标，从而可进一步为判别茶叶种类提供依据。

在室内相对湿度不变的情况下，萎凋历时长短与室温成反比，萎凋时间过短，氧化不足，茶多酚含量高，苦涩味重；萎凋时间过长，生化成分消耗多，滋味淡薄，制茶品质差。林芳等^[27]研究表明在室温22℃、相对湿度70%±5%的萎凋环境下，鲜叶失水和叶内理化变化最协调，萎凋效果最佳，制成的白茶品质优异。低湿(RH 65%)条件下，萎凋叶失水速度快，叶内生化反应维系时间短，多酚类、蛋白质等氧化水解少，使成茶白茶品质特征减弱，甚至丧失^[8]。因此萎凋失水和生化变化相协调对于形成白茶香气清鲜、滋味醇爽、汤色杏黄的品质特征最为关键。笔者通过研究萎凋不同阶段鲜叶失水减重情况及与其儿茶素和生物碱变化结果表明，当萎凋失水率至30%~45%，茶样儿茶素组分及总量最高，之后随着萎凋失水，儿茶素尤其EGCG发生降解或者氧化，致使含量降低，而CAF与生物碱含量在萎凋期间略有上升。另有研究表明，儿茶素类、生物碱和游离氨基酸组分在新梢生育过程中含量及组成的动态变化较在清香型乌龙茶制作工艺中的变化更为明显^{[25, 28]}。用于制作清香型乌龙茶原料的儿茶素类和生物碱HPLC指纹图谱在一定程度上可用于刻画清香型乌龙茶儿茶素类和生物碱含量和组成的基本特征，从而为清香型乌龙茶鲜叶原料选取和品质工艺控制提供参考依据。本研究同样表明，萎凋工艺对茶叶儿茶素类和生物碱含量变化也不及新梢本身所处不同生育阶段的影响大，当然也不能排除其他制茶工序及生化成分对二者含量变化造成的影响。但是在鲜叶萎凋失水的不同阶段中，儿茶素和生物碱含量增减变化尤其是在1芽2、3叶中表现极为明显。以上结果可为萎凋工艺调控、茶叶风味品质调整，尤其对成品茶内含成分含量的合理控制以及茶叶提取物深加工利用提供更为广阔的思路。