1.茶树叶片显微结构研究进展
1.1茶树叶片显微结构研究进展
茶树叶片包括上、下表皮、叶肉、叶脉三个部分。上表皮由~层密接的长方形细胞组成,上面覆被~层角质层;下表皮具有气孔和表皮毛;一般植物的气孔由~堆保卫细胞围成,有些植物的保卫细胞外还有副卫细胞环绕,合称气孔器。气孔的密度和大小,随品种的不同而不同,同~片叶片按叶尖、叶中部、至基部依次减少;表皮毛基部有腺细胞,能分泌芳香物质,使茶叶具有特殊的香气;上、下表皮之间为叶肉,由栅栏组织与海绵组织构成,栅栏组织紧接上表皮,由1~3层垂直于叶片表面、排列紧密的圆柱形薄壁细胞构成,细胞里含有很多的叶绿体;栅栏组织下面是由排列疏松、不规则的薄壁细胞构成的海绵组织,内含有少量叶绿体I2.31。据研究,铁观音、毛蟹、黄旦、奇兰、梅占、大叶乌龙、本山八个福建乌龙茶品种均具有两层栅栏组织,叶下表皮均有腺鳞结构;柳叶早、高桥早的栅栏组织细胞为2-3层,福鼎大白茶、安化群体品种为2层,明前早和云南大叶群体品种为1-2层;福鼎大白茶、柳叶早、云南大叶群体品种、安化群体的海绵组织中细胞间隙较大,明前早和高桥早则较小。不同品种的叶片厚度、气孔分布的疏密度、气孔的大小、表皮毛的长短及纹饰有一定的区别:黄旦的叶片较厚,气孔分布较密,奇兰的角质层较薄;下表皮细胞的波纹比上表皮的大,这些结构上的差异对品种间的区分和加工中发酵时间的长短具有一定的影响H,51。同时,茶树叶片的显微解剖结构与其生化成分密切相关。据王守正等6研究表明,茶树的游离氨基酸含量与叶片的海绵组织厚度呈正相关。
1.2茶树叶片显微结构与茶树生理及抗性的研究进展
植物对周围环境变化的反应较多地体现在叶片的形态结构上。茶树野生种与栽培种的石细胞形态有一定的区别;栽培种中,具有两层栅栏组织以上的茶叶石细胞与~层栅栏组织的石细胞的分布和数量有所区别,表皮毛多的品种,叶肉的石细胞较少,反之则相反。茶树光合速率与栅栏组织厚度、栅栏组织与海绵组织的比值呈正相关,与叶片的总厚度呈负相关,叶片的净光合速率与茶树的叶片面积的大小有较强的~致性。茶树的芽鳞片具有上下表皮,但无栅栏组织和海绵组织的区别,茶树萌发的早晚与品种芽鳞片厚度及其表皮厚度具有高度的相关性。茶树的内在节律是其休止的主要原因。
叶片的结构与抗寒性有着密切的关系。叶片的耐寒性与栅栏组织所占的比例、栅栏组织与海绵组织的比值呈正相关。对18个陕西品种和8个引进茶树品种的解剖结构进行对比研究,结果表明,当地品种的抗寒性比外地引进品种高,其叶片的解剖结构具有栅栏组织层数多、厚度大、上表皮与海绵组织的比值和栅栏组织与海绵组织的比值相对较高的特点。束际林研究进~步指出,叶肉组织发达、分化程度高、栅栏组织厚度大、层次多、排列紧密、细胞较小的茶树的抗寒性较高。同时,王玉等通过对50份茶树种质材料的解剖结构观测,制定出茶树叶片解剖指数,并确定其计算方法。
叶片结构与植物的抗旱性有着密切的关系。研究指出:发达的角质、具表皮毛、发达的栅栏组织、叶肉具有结晶物是叶旱生结构的主要特点。
叶片结构与植物的抗虫性有着密切的关系。覆盖于植物表皮上面的蜡质是一种不溶解于水而溶解于有机溶剂的~类混合物,可以防止某些害虫的蚕食。茶树的抗虫性与气孔密度有密切的相关,与叶片下表皮厚度、下表皮角质层厚度和栅栏组织厚度呈负相关,与海绵组织厚度呈正相关,而与茸毛的密度和长度相关性不显著。茶云纹叶枯病病原菌嫩叶的侵染率高于成熟叶,除了与嫩叶中的营养物质丰富有一定关系外,与茶树不同叶位的角质层厚度、栅栏组织层次的多少和海绵组织细胞排列的松紧有一定的相关性。林金科等研究表明,低农残的茶树资源具有叶尖急尖、角质层与栅栏组织厚度的比值低,角质层与海绵组织厚度的比值低,上表皮与角质层的比值高的特征。
1.3茶树鱼叶、鳞片显微结构研究进展
茶树鱼叶的叶肉未分化为栅栏组织和海绵组织,具有大的细胞间隙,叶肉细胞内叶绿体稀疏,叶色黄绿,叶脉维管束中主脉较明显,具有成熟的导管和筛管,侧脉不明显为隐脉。而另有报道指出,鱼叶的内部结构近似真叶,有栅栏组织与海绵组织分化,但不如真叶明显,栅栏组织系由1-2层较粗短的长椭圆形细胞组成,海绵组织细胞较大,排列也较疏松。其它描述未见报道。
2.茶树叶片扫描电镜研究进展
2.1茶树叶片扫描电镜研究进展
在扫描电镜下,可以观察到表皮细胞、表皮毛、气孔器及其副卫细胞的细微结构,这些在辨认茶树亲缘关系和品种鉴定上具有十分重要的意义。茶叶的结构与品种和生长环境有密切关系,不同品种结构不同,同~品种也因生态因子不同而呈现结构差异。但尽管有复杂的变化,其基本结构不变,表现为典型的背腹叶,表皮的附属物(气孔器与表皮毛)都集中在下表皮。据严学成,研究,茶树野生种的角质层外面各种不规则图案由丰富的蜡质构成,野生种中保卫细胞上的角质层厚度和纹饰是有区别的。下表皮层内表面随着角质层厚度的变化而形成各种深度不等的凸缘,这些凸缘直接影响到表皮细胞的形态。野生种的下表皮细胞波纹较大,具有普通气孔和异型气孔,普通气孔有的存在极层,有的端壁分离。野生种的异型气孔普遍存在,由于与气孔连接的表皮细胞有腺质细胞的特征,故又称腺鳞,腺鳞的存在可能与香味的分泌有关。野生种下表皮大多无表皮毛或毛很稀疏,且较短。栽培种上表皮角质层是较规则的细胞形皱脊,表面较光滑。大叶种的角质层皱脊较低而狭窄,回旋形,端壁具分支小叶种的角质层具细密方形、覆瓦状、回纹形分枝弯勾等。栽培种下表皮的蜡质纹饰皱脊隆起较多,表面较光滑,并且比上表皮的大。
2.2茶树鱼叶、鳞片扫描电镜研究进展
茶树鱼叶上下表皮的蜡质层逐渐趋于规则,气孔器发育正常,并具有表皮毛。鳞片表皮的外表面有角质层,角质层上面纹饰不规则,堆积较厚的蜡质。在下表皮上具有气孔。其它描述未见报道。
3.乌龙茶加工显微及超显徽结构研究进展
不同的茶树品种适制不同的茶类,不同的茶类对品种鲜叶本身的内含物的要求不二样。相对而言,红茶品种要求茶多酚含量比较高,绿茶品种则要求氨基酸含量比较高,大量化学分析数据表明,通过茶多酚与氨基酸的比信.可以厦明确的表示出一种品种适制绿茶或适制红茶,比值较大者一般适制红茶,较小者一般适制绿茶,而茶多酚和氨基酸的含量及比值与栅栏组织和海绵组织具有密切的关系。
乌龙茶加工中要求鲜叶为具一定成熟度的开面,这主要与相对成熟的鲜叶中的内含物有关。据严学成研究表明,适制乌龙茶的品种从芽下~叶到四叶,叶内的叶绿体的结构逐渐发生分化,叶绿体的片层增多,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量呈递增趋势,至第三叶,叶绿体出芽产生原质体,可能与乌龙茶特殊香气的产生有关。茶树成熟叶片的叶绿体在栅栏组织和海绵组织中的分布式是不均~的,地方品种,如绿芽佛手、福鼎大白茶、白奇兰、福鼎大毫等,叶绿体内大型淀粉粒含量丰富,叶绿体的片层相对不发达;在电子显微镜下观察,植物细胞中的叶绿体内的嗜锇颗粒是一些电子密集很深的圆形小颗粒,在衰老细胞或一些病理变化的细胞叶绿体内的嗜锇颗粒含量较多。毛蟹品种叶绿体内嗜锇颗粒含量多。
茶树叶片的显微结构不仅与其本身的生理生化密切相关,还是加工中技术参数的制定的理论基础。目前,对茶树显微结构的研究集中在生理、品种鉴定、抗性等方面,而对于茶叶加工中显微结构的变化研究较少。乌龙茶品种的叶片出现异型气孔,笔者观测结果发现异型气孔因品种、生长成熟度等不同有所差异,这对乌龙茶品质形成具有何种工艺意义,是个值得探讨的问题,有待进~步的研究报道。
1.蜡质层与角质层形态
植物体的表皮以及被覆在表皮上的蜡质层、角质层等构成了抵抗病原物入侵的最外层防线。蜡质层(waxlayer)有减轻和延缓发病的作用,因其可湿性差,不易黏附雨滴和露滴,不利于病原菌孢子的萌发和侵入。
对于由表皮直接侵入的病原菌来说,植物表皮角质层(cuticle)越发达,抗侵入能力也越强。例如,茶树叶片角质层较厚,栅栏组织层次较多的品种发病较轻。病原菌易侵入角质层欠发达的茶树嫩梢,在老叶表面就难以形成附着胞(高旭辉,1997)。番茄果实的角质层随果实的成熟而增厚,抗侵入能力也增强。日龄为14d、28d和41d的果实,用针刺破表皮所需的压力分别为2.99*10-3N、4.90*10-3N和5.96*10-3N。接种黑斑病菌(Alternariatomato)后,发病率分别为100%、49%和0。对灰霉病抗病性不同的番茄品种,果实表皮的角质层厚度也有明显差异。橡胶白粉病菌只能侵入幼嫩叶片,也是因为幼叶角质层不发达的缘故。
2.钙的作用
植物表皮层细胞壁发生钙化作用,可积累较多的果胶酸钙,对病原菌果胶酶水解作用有较强的抵抗能力。Sariah等(1997)在土壤中施用Ca2,由于Ca2+与细胞壁中的果胶酸相结合形成了果胶酸钙,使细胞壁对病原物酶的降解产生了抵抗性,降低了油棕幼苗茎基腐病的发病率。Chardonnet等(1995)发现,钙离子在果胶酸之间或果胶酸与其他带羧基的多糖之间形成交叉链桥,增强黄瓜果实细胞壁和膜结构的完整性,从而降低了灰霉病菌(Botrytiscinerea)果胶酶的作用。另外,还有人发现钙离子能够直接抑制真菌孢子的萌发和芽管的伸长。用钙制剂处理水果和蔬菜,可减轻病原菌侵染引起的组织浸解和腐烂症状,能有效地防治产后病害。
3.硅的作用
叶片表皮细胞壁硅化(silicification)程度高的水稻品种抵抗稻瘟病和胡麻叶斑病。老化的水稻叶片表皮硅化程度较高,也较抗病。细胞壁和细胞质内硅化物含量高,既能减少病原菌侵入,也能阻止侵入后菌丝的扩展。水稻施用可溶性硅后,硅主要分布在叶片表皮细胞壁外层、中胶层和细胞间隙中,从而增强了对稻瘟病的抵抗性(Kim等,2002)。营养液栽培的黄瓜施用可溶性硅酸钾后,白粉病发病叶面积减少了98%,病原菌的繁殖也受到了抑制(Menzies等,1991),对腐霉菌根腐病的抗病性也明显增强,发病率和死亡率都大幅降低(Cherif等,1992)。硅主要分布于黄瓜表皮毛基部周围和白粉菌侵染点周围的表皮细胞中,在细胞壁、乳突以及病原菌吸器颈周围寄主细胞的胞质内也都有硅的积累,甚至在白粉菌芽管内也有硅的聚集,这表明硅可以从黄瓜叶片组织向病原菌转移。硅的沉积增强了黄瓜细胞壁的机械强度,限制了病原菌的侵入、菌丝扩展和吸器形成。还有人发现,被侵入的细胞能迅速积累酚类物质和几丁质酶,很可能硅还有激活植物防卫反应的作用(Samuels等,1994)。
4.自然孔口特点
对于从气孔侵入的病原菌,气孔的结构、数量和开闭习性也是抗侵入因素。柑橘属植物不同种类对溃疡病(Xanthomonascampestrispv.citri)的抗病性与其气孔结构有关。橘(Citrusnobilis)的气孔有角质脊,开口狭窄,气孔通道内外难以形成连续水膜,病原细菌难以侵入,而甜橙(C.sinensis)和柚(C.grandis)气孔开口宽,易被侵入。小麦叶锈菌主要侵染叶片,较少侵染叶鞘和茎秆。据对某些小麦品种的观察,这一现象可能与气孔开闭习性有关系,叶鞘上的气孔与叶锈菌附着胞接触后立即关闭,病菌不能侵入气孔腔。
皮孔、水孔和蜜腺等自然孔口也是某些病原物侵入的通道,其形态和结构特性也与抗侵入有关。疮痂病菌(Streptomycesscabies)可通过幼龄马铃薯茎和块茎上未木栓化的皮孔侵入致病,当皮孔木栓化后,病菌就难以侵入了。张学君等(1991)发现,抗细菌性软腐病(Erwiniacarotovorasubsp.carotovora)的马铃薯品种,薯块单位面积上皮孔数目少,表皮角质层厚,周皮细胞层数多,皮孔组织角质化程度高。扫描电镜观察表明,抗病品种Murlur的薯块皮孔内的细菌畸形,皮孔内还有大量颗粒状或块状填充物质。
植物的蜜腺似乎具有两类防卫因素,其一是能分泌含糖量达30%以上的花蜜,只有耐高渗透压的梨火疫病菌(Erwiniaamylovora)才能由蜜腺侵入;其二是形态学因素,苹果较梨抗病,是因为苹果蜜腺周围有密集的毛状物,可以阻滞病原细菌的侵入。
钻石产地来源的确定不仅是国际宝石学的技术难题,也是地质学界的科学难题。2002年11月,各国政府、国际钻石行业组织以及非政府组织达成创立金伯利进程证书制度(Kimberley Process Certificate Scheme)的协议,对国际科技界解决这个难题提出了迫切的要求,世界各国的科学家开始参与钻石产地来源的科学研究。钻石产地来源的研究从普通的科学问题上升为涉及国际政治、外交关系及人权问题的重要社会科学议题。
本项目通过全面收集和分析近50年来我国三个钻石产地的地质背景、钻石产量及各种宝石学特征的资料,根据最近开采情况,尽可能收集、观察和统计分析了三个钻石产地产出的数万克拉的钻石,并分析测试了三个产地1077颗钻石样品(远远超过原来设计样品数量),直接到国外参观考察了国外钻石开采和分选情况,通过多种渠道比对和直接测试国外部分矿区的钻石样品/资料,圆满地完成了项目设计的科研工作,取得如下的一些重要进展和成果:
(1)通过对中国三个主要钻石产地开展野外地质野外调研和采样,了解我国最新钻石地质探采和研究进展。在前人工作基础上,通过对金伯利岩及钾镁煌斑岩重砂矿物的研究,首次在辽宁瓦房店金伯利岩脉中淘选出斜锆石样品,对金伯利岩、钾镁煌斑岩及重砂矿物样品进行了大量岩石地球化学及微量元素(LA–ICP–MS)、Rb-Sr、U–Pb、Lu–Hf 同位素方面的测试分析工作;并首次获得了辽宁金伯利岩斜锆石的精确Pb/Pb 年龄479.6±4.9Ma及176Hf/177Hf初始比值数据(0.282283~0.282389,Hf(t) –2.98~–6.75),证实了至少部分辽宁瓦房店金伯利岩和山东蒙阴金伯利岩是近于同时侵位的;发现辽宁和山东金伯利岩记录了华北新太古宙古大陆拼合(2.4~2.6Ga)和1.3Ga地幔交代事件的锆石年龄,初步证实两岩区钻石结晶时岩石圈地幔状态存在差异,两地在钻石形成时可能并不是统一的克拉通陆块。这对于进一步认识华北克拉通的组成及演化过程具有重要的意义。
(2)在前人统计分析的基础上,利用常规放大设备及高倍显微镜系统,对中国三个产地钻石大小、质量(重量)进行了比较。特别是对项目执行期间仍在开采的山东蒙阴701钻石矿金刚石/钻石的品质进行了动态统计分析,获得了山东新开采矿段钻石的质量品质数据。通过对大量样品的实际观察比较,得出以下结论:辽宁钻石晶形完整度比例最高,宝石级钻石含量最高;山东钻石粒度最大,质量(重量)变化也最大;湖南地区砂矿金刚石以带有磨圆特征的完整晶体居多,钻石相对较小,质量(重量)变化小,完整性好。
(3)利用常规的放大设备、微分干涉显微镜、扫描电镜和阴极发光光谱仪(CL)等仪器,对我国三个产地钻石毛坯的实际晶形、结晶度、微形貌及内部生长特征进行了细致全面的观察比较,发现前人所描述的部分表面特征并不是独立的特征,如毛面特征其实是楔形特征的显微表现;利用新的测试手段——钻石观测仪DiamondView(DV)分析统计了超强短波紫外光波在钻石表面激发的荧光影像及生长结构,探讨了该仪器在钻石产地来源方面的应用。在山东个别浅褐色八面体金刚石{111}面上观察到特殊的平行于[100]晶带方向的长条状蚀象,提出了这种蚀像是出露到表面的氮片晶遭受优先选择性腐蚀所致;CL和DV图像显示的生长结构表明,我国三个产地的钻石都出现了均匀的无环带和规则层状环带模式。但湖南样品和山东、辽宁样品相比,无环带比例明显偏高,从中心到边缘两期和多期生长结构样品比例则明显偏低,且湖南钻石CL图像出现独特的“皮壳”状发光样式;证实了山东钻石中也存在辽宁钻石中见到的多期多阶段的复杂生长环带形成的“似玛瑙状”生长结构。
特别是通过对钻石进行拉曼光谱的系统分析,发现了辽宁金刚石的拉曼特征峰半高宽变化最小,为5.4737~6.1024cm-1(集中分布在5.4~5.8cm-1),平均值为5.6396cm-1;山东金刚石的拉曼特征峰半高宽变化范围最大,为5.6069cm-1~6.8527cm-1(主要变化范围为6.2~6.8cm-1),平均值为6.4112cm-1;湖南金刚石拉曼特征峰半高宽变化范围介于山东和辽宁之间,集中分布在5.4~5.8cm-1,平均值为5.7027cm–1。研究结果为中国三产地钻石的品质特征提供了重要的理论解释,显示钻石的结晶度可能对钻石的产地来源有指示作用,是潜在的产地指纹性特征。
(4)首次在津巴布韦马朗金刚石/钻石大规模开发以来,对联合国金伯利进程非常关注的津巴布韦马朗金刚石/钻石的品质、晶体形态和表面微细特征和生长特征进行了较为详细的研究,指出津巴布韦马朗金刚石/钻石表面常见的红色斑点的形成与我国湖南等产地砂矿钻石表面常见的褐色斑点和绿色斑点有本质差异,与地质辐照作用无关,是次生氧化铁类矿物沉积氧化致色;根据该地金刚石/钻石阴极发光、DV图像特征以及“十字架”是大量溶蚀坑沿[100]方向折重叠排列的事实,推断这类特定的缺陷可能与晶体生长过程中产生的线状和面状缺陷,如位错线、位错束、氮杂质集合体等有关。上述成果对分析马朗金刚石砂矿成矿及其赋存环境提供了有力依据,并首次提出“十字架”形熔蚀图像和红色斑点、斑块为世界金刚石砂矿罕见特征,可作为该产地的“指纹”特征。
(5)对中国三个产地314颗钻石进行了傅里叶变换红外光谱分类比较研究,确认我国所产钻石红外光谱类型主要为IaAB型,其次为IaB型和IaA型。山东钻石的类型相对丰富,IaA、IaB和IIa型钻石的比例均高于辽宁和湖南两地。而湖南IaA型钻石比例偏低,证实了三个产地的钻石中普遍存在H杂质。而被测样品中,除IIa型钻石外,所有样品均显示出与{111}滑移面有关的吸收峰,表明三个产地金刚石/钻石中普遍存在塑性变形。同时,首次对钻石进行了系统的面扫描分析,根据显微红外光谱谱图定量计算出钻石中的氮含量并进行填图示踪,证实钻石生长过程中钻石类型的转变是普遍存在的现象,钻石生长过程中氮的含量和聚集度是不断变化的,且成核阶段氮含量可高于或低于其他生长阶段,不同生长阶段氮杂质含量变化不具有单向变化规律,显示钻石生长过程中地幔流体碳和氮存在复杂的交换,不同产地钻石中氮含量频率分布及NB(% )/ N(T)特征存在一定区域性差异;钻石中碳和氮含量并不存在严格的相关性。
(6)在前人研究工作基础上,通过对中国三个产地192颗钻石原石的包裹体进行常规显微镜、扫描电镜、拉曼光谱、电子探针成分及激光烧蚀等离子发射光谱与质谱的系统研究,确认了山东和辽宁金刚石/钻石以P型包裹体为主,而湖南沅水流域金刚石/钻石P型和E型包裹体比例接近;首次同时在三个产地均发现了共生于同一金刚石/钻石中的橄榄岩型和榴辉岩型包裹体组合(P+E型);在湖南砂矿钻石中发现确认了原生蓝晶石矿物包裹体及金红石、柯石英包裹体组合,显示湖南钻石形成过程中岩石圈地幔可能存在古老的地壳物质。这一认识对于进一步研究扬子克拉通的组成及演化具有重要启示。
根据橄榄石拉曼压力计、石榴子石-橄榄石共生矿物对的Ni温度计以及前人的研究成果,获得的湖南金刚石/钻石形成时地幔温度范围为1109~1327℃,压力为4~6GPa,形成深度133~192km,确认华北克拉通和扬子克拉通在金刚石/钻石形成时存在难熔的岩石圈地幔,金刚石/钻石形成时地幔具有明显的不均一性;湖南金刚石/钻石中包裹体与山东、辽宁金刚石/钻石包裹体的类型组合及其地球化学特征不同,显示出扬子克拉通和华北克拉通岩石圈组成及演化过程存在的差异;湖南砂矿金刚石/钻石与西澳和非洲榴辉岩型金刚石/钻石中包裹体类型组合类似,除了显示湖南砂矿金刚石/钻石的原生矿来源可能和钾镁煌斑岩相关(榴辉岩型金刚石/钻石具有更大的重要性),还可能暗示了湖南金刚石/钻石形成时岩石圈地幔可能存在古老地壳物质或者陆壳物质参与了地幔对流和再循环过程。上述成果对认识湖南金刚石/钻石来源的多样性、确定今后找矿方向具有明显的意义,为我国钻石找矿提供了新的重要认识。
(7)利用加拿大同位素研究所(CCIM)的SIMS(Cameca IMS-1280离子探针)对我国三个产地钻石进行了精细的碳同位素分层原位测试(123个点)。结果显示,辽宁瓦房店钻石的41个点δ13C的变化范围为-6.0‰~-2.6‰;平均值为-3.9‰;山东蒙阴钻石56个点δ13C值的变化范围在-5.6‰~-2.0‰之间,平均值为-3.6‰,湖南样品碳同位素δ13C的变化范围为-8.6‰~-3.0‰,平均-6.1‰。辽宁金刚石的碳同位素组成范围最窄,湖南最宽。碳同位素原位测试结果显示,辽宁和山东的钻石生长具有更多的期次,变化复杂,在钻石结晶晚期碳同位素大部分呈现变轻趋势;而湖南沅水钻石则变化较为简单、平缓,大部分晚期出现变重的趋势。上述结果显示出钻石结晶时华北克拉通和扬子地台岩石圈地幔流体或熔体碳同位素组成或来源上具有一定的差异性,但有关的变化规律仍然需要更多测试结果的证实。
(8)首次系统地对世界25个地区金刚石/钻石及我国三个产地金刚石/钻石的宝石矿物学特征进行了综合比较。通过对9个产地金刚石/钻石中E型石榴子石包裹体的元素含量分组统计分析,发现不同产地来源的金刚石/钻石E型石榴子石包裹体的FeO、MgO、CaO三种组分的含量分组聚类后有一定的差异性,建立了判别方程,证实E型石榴子石的成分是一种潜在的指纹性特征,可以为产地来源的判断提供量化参数。通过比较,确认钻石(矿)形成时间、矿物学特征(特别是晶形及其组合)、氮杂质、包裹体特征和碳同位素特征等要素组合,对于金刚石/钻石产地来源的确定具有明显的重要性。理论上,如果可以确认某个矿区金刚石/钻石的上述特征,在存在国际金刚石/钻石产地完整数据库前提下,可以通过这些要素组合进行单一矿区典型钻石包装样品(指具有代表性的混合样品)的产地来源进行判别。
综上所述,本项目通过对中国三个主要钻石产地形成地质背景,结晶矿物学特征及包裹体地球化学,原位碳同位素分析,创新性地将宝石学和地质地球化学的研究结合起来,在综述世界重要克拉通不同产地钻石特征的基础上,首次系统提出了我国三个产地来源组合特征及其与国际其他产地来源钻石的区别,研究成果对支撑我国参与联合国金伯利进程的工作具有重要参考价值。
茶叶中的化学成分虽如此复杂,但是,将其主要成分归纳起来只有十几种。茶叶中化学成分的分类如下:
一、水分水是一切生命活动的基础。植物体内发生的各种化学变化、物质的形成和转变,都离不开水。同样,水也是茶树生命活动不可缺少的物质,但水分在茶树体内各部位的分布是不均匀的,生命活动新陈代谢旺盛的部位水份含量高。幼嫩的茶树新梢中一般含水75-78%,叶片老化以后含水量减少。不同茶树品种、自然条件以及农业技术措施,使鲜叶的水分含量也相同。茶树体内水分可分为自由水和束缚水两种。自由水主要存在于细胞液和细胞间隙中,呈游离状态。茶叶中的可溶性物质如茶多酚、氨基酸、咖啡碱、无机盐等溶解在这种水里。水分在制造过程中参与一系列生化反应,也是化学反应的重要介质。因此,控制水分含量也是一项重要的技术指标,茶叶中除自由水外还有一种束缚水,它与细胞原生质相结合,呈原生质胶体而存在。鲜叶在制茶过程中,水分都有不同程度的减少。由于水分减少,解除了叶细胞的膨压,细胞液浓缩,从而激发了细胞内各种化学成分的一系列变化,使鲜叶适合于加工要求。因此,正确控制制茶过程中的水分变化,是制茶的一项重要技术指标,是保证制茶品质的关键。鲜叶经过加工制成干茶以后,绝大部分都已蒸发散失,最后一般只要求保留4-6%的水分。因此,通常需要2kg多鲜叶才能制造0.5kg干茶。成品茶含水量根据茶类不同要求而异。一般认为,成品茶含水量控制在3-5%以内,在合理的贮藏条件下,品质比较稳定,不易劣变。广义而言,茶叶中除了水分以外,其余都是干物质,作为饮料的茶叶,其干物质中约有35-45%的物质是能溶于沸水的,这部份能溶于沸水的物质统称为“水浸出物”,由于鲜叶的老嫩不同,其所制成的茶叶的水浸出物含量也不相同。水浸出物中包含着各种各样的物质,诸如茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖、果胶、无机成份、维生素、水溶色素和芳香物质等。茶汤品质好坏就决定于各种物质的种类,数量及其组成比例。
二、茶多酚 茶多酚是茶叶中酚类物质的总称。主要由三十多种酚类物质组成,根据其化学结构可分为儿茶素,黄酮类物质,花青素和酚酸等四大类。其中儿茶素的含量最高所占比例最大,约占茶多酚总量的70%左右,不同品种有所差异,高的可达80%以上,低的也有50%左右。茶多酚是茶树生理最活跃的部分。在茶树幼嫩的,新陈代谢旺盛的,特别是光合作用强的部位合成最多。因此,芽叶愈嫩,茶多酚愈多,随着新梢成熟,含量逐渐下降。 茶叶的儿茶素类物质一般含量为10-25%,主要由以下六种儿茶素组成:L—EGC;D.L—GC;L—EC;D.L—C;L—EGCG;L—ECG。最后两种儿茶素一般又称为酯型儿茶素,前四种通常称为非酯型儿茶素。茶叶鲜叶中酯型儿茶素含量最多,所占比例也最大,L—EC和 D.L—C含量最少。各种儿茶素的含量和比例是随品种、老嫩、季节、栽培条件不同而变化的。儿茶素在制茶过程中的变化相当显著,也相当重要,与茶叶的色、香、味均有密切关系。酯型儿茶素收敛性较强,带苦涩味;非酯型儿茶素收敛性较弱。在制茶过程中,儿茶素被氧化聚合,形成TF、TR、TB等一系列氧化聚合产物,对红茶的品质特征起着决定性作用。茶黄素(TF)橙黄明亮,味辛辣,与咖啡碱结合,使滋味变得更为鲜爽;茶红素(TR)呈棕色,是茶汤红艳的主要成分,与蛋白质结合,生成难溶的棕红色物质,使叶质变红。在TF和TR两者含量多、TF含量高时,茶汤红亮,“金圈”明显,滋味浓鲜;TR比例高时,汤色红暗、滋味浓醇。黄酮类物质又称花黄素,多以糖甙的形式存在于茶叶中,属于黄酮和黄酮醇类。绿茶中存在的黄酮及其糖甙有21种,其中较重要的有牡蛎甙皂草甙等。黄酮醇物质有十多种,由于分子结构不同可分为三类:(一)山奈酚及其糖甙;(二)槲皮素及其糖甙;(三)杨梅酮及其糖甙。茶叶中黄酮类物质总含量为1-2%。黄酮类物质是构成绿茶汤黄绿色的主要物质。据研究绿茶汤中已发现有十九种。花青素又称花色素。茶树在高温干旱季节不少品种大量的紫色芽叶出现,这就是花青素形成积累的缘故,紫色芽叶中花青素含量往往高达0.5 — 10%以上。花青素具有明显的苦味,对品质不利。茶叶中发现的花青素有蔷薇花色素,飞燕草花色素,青芙蓉花青素以及它们的糖甙。茶叶中酚酸的含量较少,主要包括有没食子酸、茶没食子素、鞣花酸、绿原酸、咖啡酸、对香豆酸等,其中以没食子酸和茶没食子素含量较多。茶多酚的总量约占鲜叶干物质的三分之一,这是茶树新陈代谢的重要特征。儿茶素的生物合成途径,至今虽然没有完全弄清楚,但是大量试验已证明,儿茶素基本结构的形成与糖代谢密切相关,茶叶中儿茶素、花青素和黄酮类物质的基本结构极为相似。茶多酚含量及组成变化很易受外界条件的影响,是形成茶叶品质的重要成分之一。 茶多酚是一类生理活性物质,茶多酚具有维生素P的功能,能调节人体血管壁的渗透性,增强微血管的韧性。与维生素C协同作用,效果更为明显,对某些心脏病有一定疗效,可预防动脉和肝脏硬化,还有解毒、止泻、抗菌等药理作用。
三、蛋白质和氨基酸茶叶中的氨基酸是氮代谢的产物。是茶树吸收氮素经代谢转化而成的、土壤中的氨态氮或硝态氮被茶树吸收后,转化成氨再通过酮戍二酸的还原氨化作用,形成了某种氨基酸,然后再通过转氨作用与氨基酸的相互转变,就形成了各种各样的氨基酸。茶叶中的氨基酸在代谢过程中,通过氧化,水解等一系列作用进行脱氨而转化为其它物质,脱氨及脱羧作用形成的游离氨及胺类在酰胺的作用过程中,转化成天门冬酰胺,谷氨酰胺和茶氨酸等物质。氨基酸和蛋白质都是茶叶中的重要含氮物质,很多氨基酸是组成蛋白质的基本单位,茶叶中的蛋白质含量最高达22%以上,但绝大部份不溶于水,所以饮茶时,人们并不能充分利用这些蛋白质。能溶于水的蛋白质通常称为“水溶蛋白”,其含量仅有1-2%。茶叶中的蛋白质由谷蛋白、xxx、球蛋白和精蛋白所组成,其中以谷蛋白所占比例最大,约为蛋白总量的 80%,其它几种蛋白含量较少。能溶于水的是xxx,这种蛋白质对茶汤的滋味有积极作用。茶叶中的氨基酸种类甚多,已发现的有25种以上。主要有:茶氨酸、天门冬氨酸、天门冬酰胺、谷氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、赖氨酸、组氨酸、苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。氨基酸的总含量因品种、季节、老嫩等因素的不同而有较大的变化,幼嫩的茶叶中一般含有2-4%,上述的十几种氨基酸中,以茶氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸等含量较高,其中尤以茶氨酸的含量最为突出,约占游离氨基酸总量的50-60%以上,嫩芽和嫩茎中所占比例更大;谷氨酸次之,约占总量的13—15%;天门冬氨酸又次之,约占总量的10%。这三种氨基酸占游离氨基酸总量的80%左右。茶树大量合成茶氨酸,是茶树新陈代谢的特点之一,到目前为止,除了在一种蕈内和茶树中发现有少量这种氨基酸外,其它植物中还尚未发现。 纯结晶茶氨酸为无色针状结晶,熔点为217—218℃,极易溶于水(可溶于2.6倍冷水中),是构成茶叶鲜爽味的重要物质。泡茶时,茶叶中的氨基酸可泡出81%。 氨基酸大多具有鲜味。有的氨基酸还带有香气,如苯丙氨酸类似玫瑰花香,丙氨酸、谷氨酸类似花香,茶氨酸类似焦糖香等。氨基酸与邻醌作用,能生成具有香气的醛类物质,如缬氨酸转化为异丁醛,亮氨酸转化为异戊醛,丙氨酸转化为乙醛等。在制茶过程中,部分蛋白质在酶的作用下水解为氨基酸,有利于提高茶叶品质。
四、芳香物质芳香物质是茶叶中种类繁多的挥发性物质的总称,习惯上称为芳香油。芳香物质在茶叶中含量并不多,但对茶叶品质起着重要的作用。 一般鲜叶中的含量不到0.02%,绿茶中约含0.005—0.02%,红茶叶含量较多,含有0.01—0.03%,茶叶中芳香物质的含量虽然不多,但由于组成各类茶叶香气的芳香物质多达三百余种,这些物质不同的组合就构成了各种类型的香气。经分析鉴定,鲜叶中以含醇类及部份醛类、酸类等化合物为主,不过五十多种左右,其香气特征以青草气为主,绿茶一般都经过杀青和烘炒,含碳氢化合物、醇、酸类和含氮化合物,使香气带有青香和栗香,约有107种,红茶因经过萎凋和发酵,制茶中增加的香气成分更多,其中以醇、醛、酮、酯、酸类化合物为主,其组成香气成分的芳香物质多达200余种。组成茶叶香气的芳香物质,应用气相色谱法分析研究的结果,归纳起来可分为十一大类:碳氢化合物、醇类、酮类、酯类、内酯类、酸类、酚类、含氧化合物、含硫化合物和含氮化合物。各种香气物质,由于分别含有羟基、酮基、醛基等发香基团而形成各种各样的香气。茶叶中的各种芳香物质各有各的香气特点,鲜叶中大量存在的是顺式青叶醇,有浓厚的青草气,制成绿茶以后,以含吲哚、紫罗酮类化合物、苯甲醇、沉香醇、已烯醇和吡嗪化合物为主;制成红茶以后,以沉香醇及其氧化物、已烯醇、水杨酸甲酯、已酸等为主,茶叶中香气物质,除了以上介绍的芳香物质以外,某些氨基酸及其转化物,氨基酸与儿茶素邻醌的作用产物都具有某种茶香。上述芳香物质,其沸点差异很大,低的只有几十度至100多度,高的可达200多度,例如占鲜叶芳香物质60%的青叶醇,具有强烈的青臭气,但由于其沸点只有157℃,高温杀青时,绝大部份挥发散失,而高沸点的芳香物质,如沉香醇(即芳樟醇),香叶醇、苯乙醇、茉莉酮酸、香叶酯等就保留较多,从而使茶叶形成特有的清香,花香和果香等等。茶叶中芳香物质的来源,有的是新梢生育过程中在茶树体内合成的,但大部份是在制茶过程中,由其它物质转化而产生的。绿茶杀青、烘炒的热化作用;红茶萎凋、发酵过程的生化作用;乌龙茶做青过程的酶促氧化都是产生大量香气物质的重要来源。
五、生物碱茶叶中含有多种的嘌呤碱,其中主要成分是咖啡碱,它所占的比例相当大。此外,还含有少量的茶叶碱、可可碱等。 咖啡碱是一种很弱的碱,味苦。纯品具有绢丝光泽的无色针状结晶,从水中结晶而出时,带有一分子结晶水。加热至100℃失去水分。熔点230℃,但在120℃时,开始升华。微溶于冷水,随着水温提高而溶解度逐渐加大。在乙醇、乙醚等有机溶剂中溶解度较小,但易溶于氯仿。 茶叶中咖啡碱约含2-5%,咖啡碱的生物合成途径与氨基酸、核酸、核苷酸的代谢紧密相连,所以咖啡碱也是在茶树生命活动活跃的嫩梢部份合成最多,含量最高。咖啡碱是含氮物质的一种,属氮代谢产物,因此,含量多少与施用氮肥的水平有关。 在制茶过程中,咖啡碱略有减少,由于咖啡碱在120℃时开始升华,如果烘焙温度超过120℃时,损失量可能要多些。 咖啡碱在茶汤中与茶多酚、氨基酸结合形成络合物,具鲜爽味,有改善茶汤滋味的作用。这种络合物在茶汤冷却后,能离析出来,形成乳状的“冷后浑”,这是茶汤优良的标志。 咖啡碱作为药用,具有兴奋中枢神经,加强肌肉收缩的能力,消除疲劳的作用。在药理上具有利尿强心和防高血压的作用。此外,还有加速肝的解毒作用,减轻烟碱和酒精的毒害。
六、糖类茶叶中糖类包括单糖、双糖和多糖三类,有几十种之多,其含量为20-30%。茶叶中的糖类化合物都是由光合作用合成、代谢转化而形成的,因此,糖类化合物的含量与茶叶产量密切相关。茶叶中的单糖包括:葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、核糖、木酮糖、阿拉伯糖等,其含量约为0.3—1%;茶叶中的双糖包括:麦芽糖、蔗糖、乳糖、棉子糖等,其含量约为0.5—3%;单糖和双糖通常都易溶于水,故总称可溶性糖,具有甜味,是茶叶滋味物质之一。茶叶中的单糖和双糖在代谢过程中,在一系列转化酶的作用下,易于转化成其他化合物。广义而言,茶叶中的茶多酚,有机酸、芳香物质,脂肪和类脂等物质都是糖的代谢产物,糖类物质又是重要的呼吸基质,因此,糖类的合成和转化是茶树生命活动的重要因素。茶叶中的单糖和双糖不仅是滋味物质,而且在制茶过程中参与茶叶香气的形成。某些茶叶具有“板栗香”、“甜香”或“焦糖香”,这些香气的形成往往与糖类的变化,糖与氨基酸、有机酸、茶多酚等物质相互作用有关。 茶叶中的多糖通常指的是淀粉、纤维素、半纤维素和木质素等物质,它们约占茶叶干物质的20%以上,其中淀粉只含有1-2%,含量较多的是纤维素和半纤维素,约含9-18%。淀粉在茶树体内是作为贮藏物质而存在的。因此,在种子和根中含量较丰富。纤维素类物质是茶树体细胞壁的主要成分,整个茶树就靠纤维素、半纤维素和木质素起支撑作用而生长。茶叶中的多糖类物质一般不溶于水,含量高是茶叶老化,嫩度差的标志。如鲜叶采摘不及时,纤维素增加,组织老化,使茶叶外形粗松,内质下降。茶叶中的糖类化合物,除上述糖类物质外,还有很多与糖有关的物质,其中主要包括:果胶、各种酚类的糖甙、茶皂甙、脂多糖等。果胶质是茶叶中的一种胶体物质,是由糖代谢形成的高分子化合物,其含量约占茶叶干重的4%。其可溶于水的果胶称为水溶性果胶,其含量约占果胶质 0.5—2%,是形成茶汤厚味和干茶色泽光润度的组分之一。除了水溶性果胶外,其余属原果胶,不溶于水,是参与构成细胞壁的成份。茶皂甙又称茶皂素,存在于茶树种子、叶、根、茎中,种子中含量最高,约含1.5—4.0%。通常将种子中的皂素称为茶籽皂素,而茶叶中的皂素称为茶叶皂素。茶皂素味苦而辛辣,在水中易起泡,粗老茶的粗味和泡沫可能与茶皂素有关。茶皂素是由木糖、阿拉伯糖、半乳糖等糖类和其它有机酸等物质结合成的大分子化合物。茶叶皂素一般含量约为0.4%,如含量过高就可能影响茶汤的味质。 茶叶中的脂多糖是类脂和多糖等物质结合在一起的一种大分子物质,其中50%左右是类脂,30-40%是糖类,10%左右是蛋白质等其它物质。茶叶中脂多糖的含量约为0.5-10%,提取出的脂多糖,进行活动物注谢试验有抗辐射的功效,已引起国内外研究工作者的兴趣。
七、茶叶色素广义而言,茶叶色素是指茶树体内的色素成分和成茶冲泡后,形成茶汤颜色的色素成分。包括叶绿素、胡萝卜素、黄酮类物质、花青素及其它茶多酚的氧化产物,TF、TR、TB等。叶绿素、叶黄素和胡萝卜素不溶于水,统称为脂溶性色素,黄酮类物质,花青素、TF、TR和TB能溶于水,统称为水溶性色素。脂溶性色素对干茶的色泽和叶底色泽均有很大的影响,而水溶性色素决定着茶汤的汤色。茶叶中的叶绿素的含量一般为0.3—0.8%,叶绿素主要是由兰绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b所组成。通常茶树的叶子,叶绿素a的含量要比叶绿素b含量高2-3倍,所以叶子通常呈深绿色的,但是幼嫩的叶子、叶色淡,有时呈黄绿色,那是叶绿素b的含量相对较高的缘故。品种与气候因子对叶绿素a、b的比例也会产生影响。叶绿素在制造过程中有着不同程度的分解破坏。红茶叶绿素破坏较多,绿茶破坏较少。叶绿素存在于茶树叶片组织的叶绿体中,接受光能进行光合作用,有效的把光能转化为化学能,并把无机物质经过代谢形成各种各样的有机物,用以维持茶树正常的生长发育。胡萝卜素在茶叶中一般含量为0.02—0.1%,叶黄素为0.01—0.07%,为黄色-橙黄色物质。这类色素在茶叶中已发现的大约有十五种,统称为类胡萝卜素,含量较多的有β─胡萝卜素、叶黄素、堇黄素、α—胡萝卜素等。类胡萝卜素也能吸收光能,对叶绿素进行光合作用起着辅助作用。在制茶过程中,类胡萝卜素易氧化,损失较多,叶黄素变化较小,当叶绿素受到破坏后,就显出黄色来。它们都不溶于水,不影响茶汤汤色,但它们是构成叶底和干茶色泽的色素之一。 胡萝卜素对人体具有维生素A的作用,可治眼疾如角膜炎。在制茶中经降解后,可形成某些芳香物质,如二氢海葵内酯,提高茶叶品质。黄酮类物质和花青素属多酚类化合物,呈黄色和黄绿色,不仅是绿茶汤色的主要组分,其氧化聚合物与红茶汤色也有着密切的关系。花青素的颜色随细胞液pH的变化,在酸性条件下花青素呈红色。在碱性条件下呈兰紫色,在茶树体内儿茶素、花青素和黄酮类是能互相转化的。茶多酚在红茶制造中氧化聚合形成的有色产物统称为红茶色素,红茶色素一般包含茶黄素,茶红素和茶褐素三大类物质,茶黄素呈橙黄色,是决定茶汤明亮的主要成分。红茶中约含0.3—2.0%,茶红素呈红色,是形成红茶汤色的主要物质,约含5-11%;茶褐素呈暗褐色是红茶汤色发暗的主要成分,约含4-9%。其中与品质关系密切的茶黄素,约由八种以上成分组成,通常可分成四类:1、茶黄素和异茶黄素等(3种)约占茶黄素总量的10-13%;2、茶黄素单没食子酸脂(2种)约占茶黄素总量的48-58%;3、茶黄素双没食子酸脂(1种)约占茶黄素的总量的30-40%;4、茶黄酸和茶黄酸没食子酸脂(2种)只占茶黄素总量的0.2—0.3%。茶黄素形成的数量决定于制茶工艺,也决定于品种的生化特性。如何最大限度地提高茶黄素的含量,是一个值得研究的课题。
八、有机酸茶叶中含有多种数量较少的游离有机酸。其中主要的有苹果酸、柠檬酸、草酸、鸡纳酸和对-香豆酸等。有些有机酸与物质代谢关系密切,如种子萌发时和新梢萌发时形成较多的有机酸,这是代谢旺盛的一种标志。有些有机酸是香气成分,如乙烯酸;有的本身虽无香气,但在氧化或其它作用影响下,可转化为香气成分,如亚油酸;有的是香气成分良好的吸咐剂,如棕榈酸。茶叶香气成分中已发现的有机酸有廿五种,有些挥发的,有些非挥发的。没食子酸等酚酸物质是茶多酚代谢的产物,参与制茶过程的生化变化,对形成红茶色素有直接影响。茶叶中草酸钙含量为0.01%,在茶树体内,它与钙质形成草酸钙晶体,在茶树叶片解剖进行显微观察中可以见到这种晶体,可作为鉴定真假茶叶的依据之一。
九、酶和维生素酶是一类具有生理活性的化合物,是生物体进行各种化学反应的催化剂,它具有功效高、专一性强的特点。离开这类化合物,一切生物包括茶树在内就不能生存,茶树物质的合成与转化,也依赖于这种物质的催化作用。如茶根中有了茶氨酸合成酶,就能有效地合成大量的茶氨酸;制茶中,多酚氧化酶能促使茶多酚氧化聚合形成茶黄素;蛋白酶能使蛋白质水解变成氨基酸;淀粉酶能使淀粉水解变成葡萄糖;乌龙茶加工主要技术环节都与酶的控制和利用有关。茶叶中的酶类很多而且复杂,归纳起来有几大类:水解酶、糖甙酶、磷酸化酶、裂解酶、氧化还原酶、移换酶和同分异构酶等。茶叶中的多酚氧化酶在制茶过程中起着重要的作用,对形成各种茶类的品质风格关系极大。随着研究的进展,目前运用电泳技术已将多酚氧化酶分成五、六种同功酶(功能基本一致,但结果上稍有差异的酶类)。不同品种鲜叶发酵性能的差异,以及适制性上的差异,都与多酚氧化酶同功酶的组成与比例有关。最新研究结果,与乌龙茶品质成因有关的酶类有多酚氧化酶、过氧化物酶、果胶酶、糖苷酶、蛋白酶和淀粉酶等,尤其是糖苷酶与乌龙茶香气的形成有着密切的关系,茶叶中的β—樱草糖苷酶被认为是香气形成的主要底物。蛋白酶可将茶叶中的蛋白质水解成各种氨基酸,不仅能改善茶叶的香气和鲜爽度,而且可减少不溶性的复合物的产生,提高茶汤的质量。在乌龙茶加工过程中,尽管蛋白水解酶不能使氨基酸和可溶性蛋白在量上有较多的积累,但是就其进一步参与各种反应、转化形成一系列芳香物质来看,蛋白酶对乌龙茶特有品质的形成,尤其是香味的发挥起着十分重要的作用。酶是一种蛋白体,就其组成来看,酶可分为两大类,一类是由具有催化作用的蛋白构成,称为单成分酶;另一类是由蛋白质部份(酶蛋白)与非蛋白酶部分(辅基)所构成,称为双成分酶。酶的反应速度各有自己最适的温度和pH值,当条件适宜时,就显示出最大的活力;条件不适宜时,活力就受到影响或停止。温度逐渐升高,活性随之增强。一般温度达到45-55℃时,作用最为强烈,超过此温度,活性开始被抑制,在70-80℃温度下,呈钝化状态;80℃以上,酶蛋白质开始变性,活性受到破坏。虽各种不同的酶都有自己的要求,但一般都在30-50℃之间,温度过高、过低都会影响酶活性,酶蛋白达到一定温度时,即产生变性失去活性。同样,各种不同酶要求酸碱度的也不同,各种酶只有在最适pH下,才能达到最大的活性。如多酚氧化酶在低于最适pH5.5时,其活性就越来越低。乌龙茶的做青就是要创造适宜条件,充分发挥和利用酶的作用,促使萜烯醇类糖甙的水解和多酚类等内含物质适度氧化,形成乌龙茶的色、香、味,以获得优良的制茶品质。相反地乌龙茶的高温杀青,其目的则是利用高温迅速破坏酶的活性,固定已形成的品质。茶叶中含有多种的维生素,有水溶性和脂溶性维生素两大类,水溶性维生素包含维生素C、B1、B2、B3、B11、类维生素P、维生素B和肌酸等。茶叶中含量最多的是维生素C,高级绿茶中的含量可达0.5%,但质量差的绿茶和红茶中含量只有0.1%,甚至更少。茶叶中含有多种B族维生素,一般在100g干茶中含有15mg左右,B族维生素有多种功效,是人体不可缺少的维生素,茶叶中的儿茶素和黄酮类物质具有维生素P的作用,可增强人体血管的弹性,对血管的硬化有辅助疗效。茶叶中维生素B2(烟碱酸)的含量,100g干茶中约为100 mg左右,具有预防癞皮病、皮肤炎等。由于茶叶中富含各种维生素,因此饮茶不仅能解渴、提神,而且还具有一定的营养意义。 茶叶中脂溶性维生素有维生素A、维生素D、维生素E和维生素K等。其中维生素A含量较多,维生素A是胡萝卜素的衍生物,这些维生素因难溶于水,所以饮茶时为人们所利用的不多。
十、灰分(无机成分)茶叶经过高温灼烧后残留下来的物质总称“灰分”,约占干物质重的4-7%。茶叶的无机成分中含量最多的是磷、钾,其次是钙、镁、铁、锰、铝、硫,微量成分有锌、铜、氟、钼、硼、铅、铬、镍、镉等。茶叶中的无机成分大部分是茶树从土壤中吸收营养元素,氮、磷、钾等是人们熟悉的大量营养元素,其余大多统称为微量元素。 灰分有纯灰分和粗灰分之分。纯灰分是指灰化的物质中各元素的氧化物;粗灰分(总灰分)是指还有一些未经灰化的碳粒和碳酸盐。 灰分中有的可溶于水,称为水可溶性灰分;有的不溶于水,称为水不溶性灰分。水不溶性灰分经强酸处理后,有的可溶于酸,称为酸可溶性灰分;有的的不溶于酸,称为酸不溶性灰分。水可溶性灰分在总灰分中所占的比例约在56-65%之间。 钾与钠是构成的灰分都是水可溶性灰分,其余钙、镁、铁、锰、磷、硅、硫等,有的可溶于水,有的不溶于水,也不溶于稀酸,各按其组成物性质而异。 一般情况下,嫩叶总灰分含量较低,而老叶、茶梗中含量较高。不同品种的茶叶水溶性灰分含量也有差异。在制茶过程中,灰分的变化很小。如鲜叶灰分含量为4.97%,制成红毛茶与绿毛茶后,分别为4.92%和4.93%。水溶性灰分含量的高低,可反映出成品茶品质的好坏,品质较好的茶叶水溶性灰分含量相对较多。 灰分含量是茶叶出口检验项目之一,通常规定灰分含量不宜超过 6.5%。灰分含量过多是茶叶品质差或是混入泥沙杂质的缘故.
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