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茶叶好不好喝 竟然与氮元素有关

2019-01-23 10:24来源:科技日报

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  中国是世界公认的最早发现和利用茶树的国家,有超过3000年的喝茶历史。唐代开元以后,中国“茶道”盛行,饮茶之风遍及朝野。宋承唐风,不仅茶文化日益普及,还远播到今天的东亚等地。茶不仅是“国饮”,也是世界公认的最大天然非酒精饮料,茶产业也是我国部分省区出口创汇的重要经济支柱。

  在国内,关于茶树的最早原产地也有好几种说法,但不少人认定是在云南。有的学者在认真研究考证后断言,云南临沧至西双版纳一带是茶树的原产地。不同的产地,茶的风味也大相径庭。日前,科学家在云南揭示了茶叶风味与品质的奥秘,并在氮元素影响与茶叶风味相关的代谢产物积累模式调控多组学研究方面取得了新进展。

  茶叶生产离不开氮肥

  茶农都知道,施肥是茶叶生产持续发展的物质基础,是增加茶叶产量和提高茶叶品质的一项重要技术。肥料中的氮元素是所有氨基酸、蛋白质的组成成分,也是核酸、叶绿素、多种辅酶、多种维生素和多种激素的主要成分。

  前人的研究表明,在实际茶叶种植生产中,合理使用氮肥不仅能够增加茶叶的产量,而且能够提高茶叶中氨基酸、嘌呤类生物碱等化合物的含量,可改善茶叶的品质。铵态氮、硝态氮等不同氮水平和氮形态对茶叶中代谢物积累模式的影响具有显著性差异,但具体的调控机理仍不清楚。

  氮素不足和过多都有不良影响

  中国科学院昆明植物研究所植物种质资源、基因组学与生物信息学的高立志研究组以一年生云南大叶茶苗为研究材料,采用代谢组学和转录组学相结合的技术手段,对不同氮水平和氮形态下生长一定时期的茶苗的生理指标、代谢物积累和基因表达模式进行了深入的研究分析。

  他们发现,不同氮条件处理下,茶叶中黄酮类物质的积累及其相关基因的表达模式都表现出最为显著的差异。缺氮条件下,茶树大量积累黄酮类物质,他们推测这与缺氮条件中黄酮类物质合成基因的高表达密切相关。与缺氮茶苗相比,使用硝酸盐、氨气和一氧化氮来提供氮元素的茶苗叶片中,显著富集了脯氨酸、茶氨酸和谷氨酰胺,尤其是在铵态氮处理的茶苗叶片中最为明显。因此,氮素不足和氮素过多都会对茶树产量和品质产生不良影响。如果氮素过多,会使茶树光合作用形成的碳水化合物大部分用于合成蛋白质,限制了一部分糖类向多酚类转化,结果多酚类和水浸出物含量下降而影响红茶品质;而氮素营养不足时,茶树体内蛋白质、核酸、叶绿素的合成受到阻碍,致使新梢伸长缓慢,萌发轮次减少,芽头密度变得稀疏,对夹叶大量出现,直接影响茶叶的产量和品质。

  随后研究人员又进一步分析发现,作为耐铵和喜铵植物,在铵态氮处理条件下,茶树通过高效的氮吸收、运输和同化以及活跃的蛋白质降解过程,大量富集茶叶风味物质茶氨酸以适应过量的铵离子,避免伤害。施氮后新梢叶片中的硝酸还原酶活性提高,叶绿素含量和含氮化合物均有增加;茶树在冬季和早春的光合强度得到增强,使翌年春茶新梢叶的氨基酸含量提高,从而改进春茶的品质,可让品茗客喝到茶气、香气和回甘俱佳的好茶而欲罢不能。

  发表于国际期刊《农业与食品化学杂志》上的这项最新研究,为全面揭示不同氮水平和氮形态对茶叶中风味物质积累模式的调控机理奠定了重要基础。(记者赵汉斌)

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