第三章 环境对茶树物质代谢的作用(2学时)

茶树（耐阴喜阳，喜湿，喜铵，耐铵，聚铝，聚锰，嫌钙）光照C代谢（多酚18-36％，糖20-25％：淀粉，糖纤维），茶树鲜叶含碳量约11％光为二级代谢的进行提供必要先质（如糖）光对温度效应起调节作用，直接影响酶活性变化，特别对酯型儿茶素生物合成的重要酶系活性影响显著。

光照有利于茶树体内PAL（苯丙氨酸解氨酶）活性提高，从而有利于儿茶素合成。

光照同时还能加速儿茶素降解，影响儿茶素（12-24％）在茶树体内的存在量。

茶树接受日光照射，受光时高，碳素同化量也高。

光照对酯型儿茶素消长影响明显，光强，日照量大，茶叶中儿茶素尤其酯型儿茶素增加尤为显著。

N代谢（氨基酸1-4％，茶氨酸占游离氨基酸的60-70％；蛋白质20-30％，咖啡碱3-5％），茶树鲜叶含氮量约5％可溶性含N物主要氨基酸、咖啡碱适度遮光茶树中咖啡碱含量高于自然光，表明光照不利于咖啡碱合成茶氨酸代谢与儿茶素代谢相互沟通，相互制约蛋白质含量约为22％，难溶于水的谷蛋白占80％，在茶汤中呈胶体状，对茶汤保持清亮和胶体溶胶的稳定性起重要作用；其余20％为白蛋白，球蛋白，精蛋白，其中，40％的白蛋白能溶于水，对于增进茶汤滋味品质有重要影响。

光强度和日照量大，有利于碳素代谢，且可不同程度地抑制含N化合物代谢凡有利于N代谢的多种光照因素，必然有利于含氮化合物的积累红橙光有利于二氧化碳的同化与糖类合成蓝紫光促进蛋白质合成光照下，茶鲜叶中谷氨酰胺分解为谷氨酸，而谷氨酸是茶氨酸合成的前体，在弱光或一定光强下谷氨酸大量积累，酶促作用加速茶氨酸合成；在强光下，一定浓度的茶氨酸受光易分解。

强光下高档鲜叶茶氨酸以分解为主；中、低档鲜叶以合成为主。

遮光提高氨基酸含量：（抑制分解）茶氨酸是根部生物合成的产物，随地上部分生长，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N素营养，如果此时光合作用旺盛，茶氨酸的分解代谢加速，其C架积极参加与多酚类或其他相关物质的代谢，因此大量积累了有机C化合物。

光照对茶树碳氮代谢平衡的影响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)。

所谓碳块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％，因此茶叶的碳块比(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；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。

众所周知，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“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。

生产实践告诉我们，“代谢库”作用位置愈明显的芽叶，饮用价值愈高，同样理由，维持“库”的作用愈持久的季节，制茶原料品质也愈高。

儿茶素、氨基酸的分配积累关系，“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。

但是，必须注意，决不能用浓度的概念代替决定茶叶品质好坏的全部因素。

适度遮光能改善品质，是产茶国家常用的农用措施，对叶用作物的茶树有经济意义。

适度遮光措施，其实质是人为地调节“代谢源”与“代谢库”的相互关系，从而能调节碳氮代谢的动态平衡。

从图3-4可以看出，增加氮素，由于改变了细胞质中的pH，从而促进了PEP羧化酶活性，通过羧化产生酸从而促进了碳循环，为氨同化成氨基酸提供了更多的碳架和能量，尤其是谷氨酸、丙氨酸和天冬氨酸等原生的氨基酸很快增加。

光对多酚类代谢的影响茶树体内多酚类的主体组分是儿茶素类，儿茶素中又以没食子儿茶素为最多，并随茶树的不同部位、不同发育阶段与多变的外界环境条件而异。

（生物科技行业）茶叶生物化学教学大纲《茶叶生物化学》教学大纲】课程代码：BF020013学分：2总学时：36理论学时：24实验学时：12面向专业：园艺大纲执笔人：黄晓琴大纲审定人：张丽霞*壹、说明1课程的性质、任务茶叶生物化学是茶学专业壹门重要的专业基础课，是植物生物化学的壹个分枝。

普通植物生物化学主要介绍的是壹级代谢规律及产物性质，而茶叶生物化学主要介绍茶树二级代谢规律及其产物性质和生化成分在不同环境、不同加工条件下的变化规律及其对产量和品质的影响等。

因此该课程的主要任务及研究范围如下：1.阐明茶树各器官尤其是新梢中化学成分的种类、结构、性质及研究方法。

2.阐明各化学成分在不同环境条件下的代谢变化规律，为加工工艺的制定及机械的设计提供理论指导。

{3.阐明各化学成分在不同加工条件下的变化规律，为加工工艺的制定及机械的设计提供理论参考。

4.介绍茶叶中壹些重要的生物活性物质的药理作用。

通过本课程的教学，要求学生掌握茶叶中主要生化成分的结构、性质、不同加工及栽培条件下物质转化的规律，各化学成分对茶叶品质的影响，为进壹步学好茶学各门专业课奠定好扎实的理论基础。

2课程教学基本要求理论知识方面：（1）应重点讲授茶叶生物化学的基本概念、基本理论。

如：茶叶基本生化分的结构、性质及转化规律；茶叶生化成分和茶叶品质的关系；红茶发酵理论；茶叶深加工的生化基础等。

（2）应理论联系实际，启发学生运用所学知识解决茶叶生产、科研中的实际问题。

—实验技能方面：掌握茶叶品质生化成分：茶多酚、茶氨酸、咖啡碱和多酚氧化酶的测定方法。

3课程教学改革总体思路：本课程为我校新开课程，和其它学校相比，学时少，因此在课程内容体系上要不断优化，且适当采用自学加讨论式的教学方式。

二、教学大纲内容（壹）课程理论教学-绪论（1学时）第壹节茶叶生物化学的课程地位及任务。

第二节茶叶生物化学的研究历史、现状及发展前景第三节茶叶化学成分和茶叶产量、品质的联系。

茶树重要次生代谢物的优异基因资源发掘与利用茶树（Camellia sinensis）是我国的传统饮料之一，也是世界上最重要的经济作物之一。

茶树的叶片在经过一系列的加工过程后，可以被制成绿茶、红茶、乌龙茶等多种茶叶。

除了茶叶外，茶树还具有许多药用价值，例如具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤等活性的次生代谢物。

因此，茶树的次生代谢物及其相关基因资源的发掘与利用具有重要的科学研究和经济价值。

茶树次生代谢物是指茶树生长和发育过程中产生的一类化合物，这些化合物往往不是必需的，但在环境适应、防御外界压力等方面具有重要的生理功能。

茶树次生代谢物的类别非常丰富，包括茶多酚、儿茶素、黄酮类、苷类、挥发性香气成分等。

这些化合物不仅赋予茶叶独特的风味和香气，还具有一定的药理活性，例如抗氧化、抗炎、抗菌、抑制肿瘤等作用。

茶树的次生代谢物的合成和积累受到多个基因的调控。

通过对茶树基因组的测序和分析，已经发现了许多与次生代谢物相关的基因。

通过利用茶树的优异基因资源，可以进一步挖掘和利用这些基因。

首先，可以通过筛选和挑选茶树品种中含有丰富次生代谢物的品种，例如含有较高茶多酚含量的品种或含有特殊香气成分的品种。

同时，还可以通过种质资源的遗传分析，找到与次生代谢物相关的候选基因。

最后，利用近年来发展起来的基因组编辑技术，可以对这些候选基因进行功能验证，了解其在次生代谢物合成和积累中的作用。

茶树次生代谢物的优异基因资源的发掘与利用具有重要的经济价值。

一方面，通过挖掘和利用茶树次生代谢物相关的优异基因资源，可以培育出产量高、品质优良的茶树新品种。

例如，可以通过调控次生代谢物合成相关的基因，提高茶叶中茶多酚的含量，从而提高茶叶的保健功效和附加值。

另一方面，茶树次生代谢物也可以作为天然药物资源，开发生产茶叶中含有活性成分的保健食品或药品。

例如，利用茶树中具有抗氧化和抗肿瘤活性的化合物，可以研发抗癌药物或化妆品等产品。

综上所述，茶树的次生代谢物及其相关基因资源发掘与利用具有重要的科学研究和经济价值。

一、填空1、茶树鲜叶中蛋白质含量的变化趋势是幼嫩叶大于成熟叶。

2、多酚类物质主要集中在茶树新稍的幼嫩部分，其主要组分是儿茶素，含量约占多酚类总量的70-80 ％左右。

3、茶叶中内含的主要生物碱有咖啡碱、可可碱、茶叶碱，在它们的合成代谢中甲基的供体是S-腺苷蛋氨酸。

4 、茶鲜叶中芳香物质的含量以醇类化合物为主，其中顺 -3- 己烯醇（青叶醇）具有强烈的青草气，它的含量占鲜叶芳香油的60 %。

5、茶皂甙是一类齐墩果烷型五环三萜类皂甙的混合物。

它的基本结构由皂甙元、糖体、有机酸三部分组成。

6、构成红茶茶汤滋味较为重要的成分有茶多酚、茶黄素、茶红素以及咖啡碱等。

7、茶叶中色素根据其溶解性能可以分为脂溶性和水溶性。

8、类胡萝卜素属于四萜类衍生物。

9、茶叶内主要活性物质有酶、激素、维生素。

10、方向物质有：醇类、醛类、酮类、酯类、羧酸类、内酯类、酸类、酚类、杂氧化合物、含硫化合物、含氮化合物。

11、咖啡碱的主要主要功能兴奋神经中枢、利尿、助消化。

二、选择１、茶叶中多酚类的分类正确表达应为（A）组。

Ａ、黄烷醇类、黄酮类、花青素和花白素类、酚酸及缩酚酸类。

Ｂ、儿茶素类、黄酮类、花青素类、花白素类。

Ｃ、黄烷醇类、花色素类、黄酮类、儿茶素类。

Ｄ、黄酮类、酚酸及缩酚酸。

2、茶叶中咖啡碱生物合成时，嘌呤的甲基化顺序是（ D ）。

Ａ、３ -甲基黄嘌呤→３，７-二甲基黄嘌呤→１，３，７-三甲基黄嘌呤。

Ｂ、７ -甲基黄嘌呤→１，７-二甲基黄嘌呤→１，３，７-三甲基黄嘌呤。

Ｃ、１ -甲基黄嘌呤→１，３-二甲基黄嘌呤→１，３，７-三甲基黄嘌呤。

Ｄ、７ -甲基黄嘌呤→３，７-二甲基黄嘌呤→１，３，７-三甲基黄嘌呤。

3、（ C ）是茶树特有的二级代谢特征产物之一。

Ａ、青叶醇；Ｂ、黄酮类；Ｃ、大量的茶氨酸；Ｄ、牛龙牛儿醇。

4、下列哪个反应属于酶促褐变（ A Ａ、多酚酶促氧化；Ｂ、美拉德反应；）Ｃ、焦糖化作用；Ｄ、 Vc 氧化。

5、将茶叶破碎置入无氧环境中，温度、湿度、pH 都控制在红茶发酵最适条件下，正确的判断发酵结果应为（C）。

光照在茶树物质代谢中的作用光照在茶树物质代谢中扮演着重要的角色。

以下是光照对茶树物质代谢的一些作用：
1. 光合作用：茶树是一种光合植物，通过光合作用将光能转化为化学能，并产生有机物质。

光照是触发茶树进行光合作用的关键因素之一。

在光合作用过程中，光照提供所需的能量，促进二氧化碳的固定，并产生养分和能量供给茶树的生长和发育。

2. 叶绿素合成：光照是茶树叶绿素合成的必备条件。

叶绿素是光合作用的色素，吸收并利用光能。

充足的光照可以促进茶树叶绿素的合成和积累，使茶叶呈现出鲜绿色。

3. 抗氧化物质的合成：适当的光照条件下，茶树会合成更多的抗氧化物质，如茶多酚和维生素C等。

这些抗氧化物质可以帮助茶树应对光照引起的氧化损伤，并保护茶叶免受有害自由基的侵害。

4. 茶氨酸的积累：适当的光照条件下，茶树会促进茶氨酸的合成和积累。

茶氨酸是茶叶中的重要氨基酸之一，对茶叶的香气和口感具有重要影响。

5. 形态发育：光照也对茶树的形态发育产生影响。

植物通过光信号感知和转导，调控茶树的生长、分枝、开花等过程。

总之，光照是茶树物质代谢的重要因素之一，它直接或间接地影响了茶树的生长、发育和品质。

适当的光照条件下，可以促进光合作用的进行，合成更多的色素和营养物质，从而提高茶叶的质量。

茶与自然保护茶叶种植与生态环境保护茶叶是一种非常受欢迎的饮品，被许多人视为生活中的必需品。

然而，茶叶的种植和生产过程对生态环境有着重要的影响。

在过去的几十年里，茶农和茶企业逐渐认识到，保护自然环境对于茶叶产业的可持续发展至关重要。

本文将探讨茶与自然保护之间的关系，并介绍茶叶种植与生态环境保护的几个主要方面。

一、茶叶种植与生态环境保护的背景茶叶起源于中国，数千年来一直是中国人民的传统饮品。

如今，茶叶不仅在中国，而且在许多其他国家也备受喜爱。

然而，在茶叶的种植和生产过程中，常常会对土壤、水源和生物多样性等生态环境造成负面影响。

持续的土地开发和使用农药等化学品可能导致土壤质量下降，水源受到污染，生态系统受到破坏。

茶叶种植与生态环境保护的关系至关重要。

茶农和茶企业应该认识到，只有保护好自然环境，才能确保茶叶产业的长期可持续发展。

因此，茶农和茶企业需要采取一系列措施，以确保茶叶的种植和生产过程对生态环境的影响最小化。

二、茶叶种植与生态环境保护的措施1. 有机农业实践有机农业是一种环保的农业模式，强调在农业生产中最大限度地减少化学农药和化肥的使用。

在茶叶种植中，采用有机农业实践可以减少化学农药对自然环境的污染。

茶农可以使用天然的防治措施，如鸟类、昆虫和植物来控制害虫和病害的传播。

此外，茶农还可以采用有机肥料替代化学肥料，使土壤得到更好的保护。

2. 水资源管理茶叶的生长需要大量的水资源。

茶农和茶企业应该合理管理水资源，减少水的浪费和污染。

可以采用雨水收集系统和滴灌技术，最大程度地利用自然降水，并避免土壤和水源的污染。

此外，茶农还可以推广水资源的循环利用，将农田排放的废水进行处理后再次利用于灌溉茶叶。

3. 保护生态系统茶叶种植地通常位于山区和森林地带，这些地区拥有丰富的生物多样性。

茶农和茶企业应该重视保护这些生态系统，确保茶叶的种植不会对生物多样性造成破坏。

他们可以采用合理的土地利用方法，减少森林砍伐和生物栖息地的破坏。

茶树适宜的生长环境之喜光怕晒茶树的生长依赖光合作用，90%-95%的其自身生长所需的碳水化合物是光合作用的产物，光质、光照强度和时间等不仅影响茶树代谢情况，同时影响其他生理过程，进而对最终茶叶品质有很大影响。

茶树具有很大的耐荫性，其形成主要是由于茶树原产于我国西南部湿润多雨的原始森林中，茶树长期生长在光线较弱的生态条件下，逐渐形成了耐荫的遗传特性。

所以茶树既能在强光下正常生长，更能在弱光下有效地利用漫射光，生长的更好，而且品质也可以大大提高。

一、光质与茶树品质光照遮祜蓝紫光 £降雨臺 000-2001尸酸性⑴红黄土壤 喜酸怕碱喜温怕彗喜湿怕涝/'V 25J \喜光怕晒可见光部分是茶树生育影响最大的光源，赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫，不同波长的光照射茶树，会使得茶树形成不同的内含物质。

不同光质下茶叶品质成分的变化(陶汉之，1989)光质水浸出物(%) 茶多酚 (%) 氨基酸 (%) 咖啡碱 (%) 黄光 41.62 23.23 4.09 4.37红光41.5923.363.474.10绿光42.9922.314.763.88蓝光43.6121.404.264.06紫光43.5018.954.283.85白光40.3523.063.563.68不同光质条件下，对品种成分的影响表现为，而蓝紫光则促进氨基酸、蛋白 质的合成，氨基酸总量、叶绿素和水浸出物含量较高，而多酚含量相对减少；红 光下茶叶的光合速率高于蓝紫光，促进碳水化合物的形成，利于茶多酚形成。

在一定海拔高度的山区，雨量充沛，云雾多，长波光受云雾阻挡在云层被反射，以蓝紫光为主的短波光穿透力强，这也是高山茶氨基酸、叶绿素和含氮芳香物质多，紫光不仅对氮代谢、蛋白质形成意义重大，而且对含氮的化合物如氨基酸、维生素、香气成分的形成有直接关系 蓝光对氮代谢、蛋白质形成有重大意义，是生命活动的础 厂红、橙光对碳代谢、、■碳水化合物的形成有积极作用，利于茶多酚形成紫外线区可见光区太阳光质与茶叶品质关系红外线区茶多酚含量相对较低涩味主要原因。