茶葉好不好喝? 竟然與氮元素有密切關係

中國是世界公認的最早發現和利用茶樹的國家,有超過3000年的喝茶歷史。唐代開元以後,中國「茶道」盛行,飲茶之風遍及朝野。宋承唐風,不僅茶文化日益普及,還遠播到今天的東亞等地。茶不僅是「國飲」,也是世界公認的最大天然非酒精飲料,茶產業也是大陸部分省區出口創匯的重要經濟支柱。

在國內,關於茶樹的最早原產地也有好幾種說法,但不少人認定是在雲南。有的學者在認真研究考證後斷言,雲南臨滄至西雙版納一帶是茶樹的原產地。不同的產地,茶的風味也大相徑庭。日前,科學家在雲南揭示了茶葉風味與品質的奧秘,並在氮元素影響與茶葉風味相關的代謝產物積累模式調控多組學研究方面取得了新進展。

茶葉生產離不開氮肥

茶農都知道,施肥是茶葉生產持續發展的物質基礎,是增加茶葉產量和提高茶葉品質的一項重要技術。肥料中的氮元素是所有氨基酸、蛋白質的組成成分,也是核酸、葉綠素、多種輔酶、多種維生素和多種激素的主要成分。

前人的研究表明,在實際茶葉種植生產中,合理使用氮肥不僅能夠增加茶葉的產量,而且能夠提高茶葉中氨基酸、嘌呤類生物鹼等化合物的含量,可改善茶葉的品質。銨態氮、硝態氮等不同氮水平和氮形態對茶葉中代謝物積累模式的影響具有顯著性差異,但具體的調控機理仍不清楚。

氮素不足和過多都有不良影響

中國科學院昆明植物研究所植物種質資源、基因組學與生物信息學的高立志研究組以一年生雲南大葉茶苗為研究材料,採用代謝組學和轉錄組學相結合的技術手段,對不同氮水平和氮形態下生長一定時期的茶苗的生理指標、代謝物積累和基因表達模式進行了深入的研究分析。

他們發現,不同氮條件處理下,茶葉中黃酮類物質的積累及其相關基因的表達模式都表現出最為顯著的差異。缺氮條件下,茶樹大量積累黃酮類物質,他們推測這與缺氮條件中黃酮類物質合成基因的高表達密切相關。與缺氮茶苗相比,使用硝酸鹽、氨氣和一氧化氮來提供氮元素的茶苗葉片中,顯著富集了脯氨酸、茶氨酸和谷氨酰胺,尤其是在銨態氮處理的茶苗葉片中最為明顯。因此,氮素不足和氮素過多都會對茶樹產量和品質產生不良影響。如果氮素過多,會使茶樹光合作用形成的碳水化合物大部分用於合成蛋白質,限制了一部分糖類向多酚類轉化,結果多酚類和水浸出物含量下降而影響紅茶品質;而氮素營養不足時,茶樹體內蛋白質、核酸、葉綠素的合成受到阻礙,致使新梢伸長緩慢,萌發輪次減少,芽頭密度變得稀疏,對夾葉大量出現,直接影響茶葉的產量和品質。

隨後研究人員又進一步分析發現,作為耐銨和喜銨植物,在銨態氮處理條件下,茶樹通過高效的氮吸收、運輸和同化以及活躍的蛋白質降解過程,大量富集茶葉風味物質茶氨酸以適應過量的銨離子,避免傷害。施氮後新梢葉片中的硝酸還原酶活性提高,葉綠素含量和含氮化合物均有增加;茶樹在冬季和早春的光合強度得到增強,使翌年春茶新梢葉的氨基酸含量提高,從而改進春茶的品質,可讓品茗客喝到茶氣、香氣和回甘俱佳的好茶而欲罷不能。