茶叶生物化学3.pptVIP

第三章 环境对茶树物质代谢的作用 光照 温度 水肥 （N、P、K肥，矿质元素） 地理状况 （土壤、纬度、海拔） 茶树物质代谢的调控 (覆盖、生长调节剂） 第一节 光照与茶树的物质代谢 光照在茶树物质代谢中的作用物质代谢是完成能量代谢的重要环节，只有绿色器官——叶片才能真正担负起这个复杂的代谢任务，叶细胞叶绿体中的叶绿素是接受光能的受体，正是这类色素巧妙地把光能转化为化学能，为一切生命活动提供能源。 茶树是叶用作物，充分认识叶组织的功能及其对茶树体生理生化过程的重要作用，在理论和实践上，都是十分必要的。 茶树叶片中除叶绿素外，还含有类胡萝卜素。它在茶树光合作用中起辅助色素作用，对茶叶品质有一定影响，因为它不仅同其它萜烯类有生源的紧密联系，而且是茶叶加工过程中形成茶香的重要组分。 由于不同的色素吸收光谱不同，光质也将影响茶树的物质代谢。茶树对可见光中的红橙光吸收最多，其次是对蓝紫光的吸收，这些波长提供能量的作用也最大。采用塑料遮荫纱可提高产量18－26%；品质成分全氮量由不遮荫的4.31%提高到5.14%；茶多酚的含量由不遮荫的14.0%下降到11.7%。 光照与茶树的C、N代谢 糖是光合作用的初始产物，多酚类是糖分解转化的二级代谢产物，光对糖类、多酚类代谢均有很重要的影响。一般情况下，茶树受日光的照射，受光时高，碳素同化量也高。在茶树体内则表现为高浓度的多酚类化合物的累积，儿茶素特别是酯型儿茶素有最大量的积累。 在茶树生长最活跃，物质代谢最 旺盛的幼嫩芽梢有种类最齐全、 数量最丰富的儿茶素。 在茶树多酚类合成代谢中，光是必要的，光在黄烷醇的生物合成和累积过程中起双重作用，其一是光为二级代谢的进行提供必要的先质（例如糖）；其二是光对温度效应起调控作用，直接影响着酶活性的变化，特别是对酯型儿茶素生物合成的重要酶系的活性影响显著，此外，光照还有利于茶树体内PAL活性的提高，从而有利于儿茶素的合成；当然，光照还能加速儿茶素的降解，直接影响儿茶素在茶树体内的存在量。 茶多酚在茶树叶片中的积累量，一般都高于其它器官，这由叶片特殊代谢机能所决定的。由于茶多酚处于生物合成与生物氧化降解的动态平衡之中。日光的强度和光质的差异是影响两者动态平衡的主要环境因素。 根据同位素示踪试验：标记的多酚类化合物经机体代谢后，分布于其它代谢产物中，如二氧化碳、木质素等。据前苏联学者（1959年）用幼龄茶树的离体枝条研究茶多酚分解代谢发现，发现约有80%的放射性出现在CO2中，表明绝大部分的多酚类化合物都参与了分解代谢。 蛋白质、氨基酸、咖啡碱是茶叶中重要的生化成分 。茶氨酸代谢与儿茶素代谢是互相沟通、互相制约的。谷氨酰胺与咖啡碱的代谢也密切相关。 一般地，光强度和日照量大，有利于碳素代谢，不同程度地抑制含氮化合物的代谢，红橙光有利于二氧化碳的同化与糖类的合成，而蓝紫光能促进蛋白质的合成。 凡有利于氮代谢的多种光照因素，必然有利于茶叶中含氮化合物－氨基酸、咖啡碱等的积累。 在光照下，茶鲜叶中谷氨酰胺会分解为谷氨酸，而谷氨酸是茶氨酸合成的前体。在弱光下或一定光强下，谷氨酸大量积累，酶促作用加速茶氨酸的合成；在强光下，一定浓度的茶氨酸受光易分解。高档鲜叶茶氨酸含量较高，中、低、档鲜叶茶氨酸含量较低。 茶氨酸是根部生物合成的产物，随地上部分的生长，茶氨酸输送到正在生长的叶组织，为正在进行的细胞分裂提供氮素营养，如果此时光合作用旺盛，茶氨酸的分解代谢加速，其碳架积极参与多酚类或其它相关物质的代谢，因此大量累积了有机碳化合物，茶氨酸的累积相应降低；反之，降低碳素同化作用，就能直接提高茶氨酸的含量，遮光能提高氨基酸含量的原因就在于此。 茶叶的有机物大致可分为两大类，一类为含氮化合物（如蛋白质，氨基酸，咖啡碱等），其余为不含氮化合物，统称为碳水化合物及其代谢产物，（如淀粉、糖纤维素、茶多酚等）。 碳/氮比是指碳的总量与氮的总量之比。茶树鲜叶中含碳量约为11%，含氮量约为5%，因此茶叶的碳氮比（C/N）约为2～3。通常这个比值波动较大，一是因为光合作用随光照条件而变化，合成积累的碳水化合物有所不同；其二是光照导致氨基酸分解的速率不同，致使体内的氨基酸含量随光照条件而改变。 茶树最具饮用价值的器官是正在分生生长的幼嫩芽叶，在此阶段芽和叶主要靠根部运送氮素，老叶输送碳素以供滋养成长，就是说“代谢库”的作用占主导作用，一旦芽叶成熟老化定型便向“代谢源”转化，成为新生芽叶有机养料的供应器官，从此饮用价值降低，甚至没有饮用价值。 “代谢库”占主导地位的芽叶便含有最高浓度的儿茶素和氨基酸。从“代谢库”过渡到“代谢源”的过程，也是儿茶素、氨基酸的浓度逐步降低的过程，毫无疑问，也是品质下降的过程。 适度遮光能改善品质，是产茶国家常用的农用