懒人周末 上茶山 茶繁多物质生成过程中的依存和制约

茶繁多物质生成过程中的依存和制约

中化学成分的分类 分类名称 对鲜叶% 对干量% 水分 75—78 干 物 质 总量   22—25 &nbsp…

中化学成分的分类

分类名称

对鲜叶%

对干量%

水分

75—78

总量

 

22—25

 

无机化合物

水溶性部分

 

2—4

水不溶部分

 

1.5—3

有机化合物

蛋白质

 

20—30

氨基酸

 

1—4

嘌呤碱

 

3—5

酚性物

 

20—35

糖  类

 

20—25

有机酸

 

3左右

类脂类

 

8左右

色  素

 

1左右

香气成分

 

0.005—0.03

维生素

 

0.6—1.0

    茶中成分的生物合成和转化途径(图略)

    中所含的化学元素,包括无机化合物和有机化合物,种类繁多,已在前面各项叙述中,得到充分反映,但是这数百种物质,概括起来,可分成十多个大类。下表说明茶叶中化学成分的分类。

    这些繁多物质的生成,特别是复杂的有机物在茶树体内的生物合成和转化,它们之间有着千丝万缕的联系,相互依存,相互制约。上图表明茶叶中有机物生物合成和转化经由的生化反应途径,及它们间的依存、制约关系。

    从上图人们可以理解茶叶中含有成分虽然很复杂,但是它们从“血缘”上讲,来源是统一的。就是它们都来自光能通过叶绿素进行光合作用首先合成的糖类。糖类是这些繁多物质的“祖先”。通过糖酵解次第生成磷酸烯醇式丙酮酸、乙酰辅酶A;或不经糖酵解进入磷酸戊糖环途径形成4—磷酸赤藓糖。磷酸烯醇式丙酮酸、乙酰辅酶A、4—磷酸赤藓糖,是茶叶中各种大量的有机物繁衍的根源。这些繁多的表达茶叶色、香、叶的品质特征的物质和营养物质,都是间接由这三个物质繁衍而来的,都可从它们的“宗谱”上找到它们“谱系”的位置。这些“谱系”上裔续的每一代物质,代代依存,没有前一代就不会有后一代。同时它们的关系又可能是可逆的,后一代又可通过可逆反应生成前一代。因此代与代之间互为依存。除此,各种物质之间,还可互相作用,生存新的物质。因此,这些关系,千丝万缕,是相互依存的。

    但是只看到依存的一面,看不到制约的一面,仍然不可能全面认识这些物质生成和转化的机制。这里最主要的存在两种制约:一种是反馈制约。首先是负反馈,也就是后一代生成物对前一代作用物质的制约。这是化学上质量作用规定的,也就是当反应体系中生成物的浓度逐渐增加时,物质的生成反应速度就会受遏制,在可逆反应体系中,后一代物质甚至还逆转生成前一代物质。这种反馈现象,在生物化学领域中,更为复杂化。因为生物体内上述物质的转化,都是通过专性酶的接触作用来促成的。因此,上述的这种反馈作用,也必须首先通过对酶的抑制,这样的反馈,在生物化学上就称为负反馈。但还有另一种与这种反馈作用相反的作用,即当前一代作用物质浓度大的时候,作用物质可以增强酶的活性,提高酶作用的进行速度,从而促进后一代生成物合成或转化的速度,这种反馈,在生物化学上就称为正反馈。无论是正反馈,还是负反馈,都可以影响生物化学整个体系的速度,体现前后代的制约关系。

    另一种制约,是竞争性制约。上述反馈也是竞争性制约。因为正反馈的反应条件大于负反馈时,后一代生成物的形成和转化速度就会增快;相反,当负反馈的反应条件大于正反馈时,后一代生成物的形成和转化速度就会减慢,甚至在可逆反应中加快逆转,形成前一代物质。二者之间有明显的竞争性制约关系。除此,还有“谱系”间和物质之间的制约。例如脂肪酸可以和甘油进行生物合成反应生成脂肪,也可以还原成脂肪醛和脂肪醇。如果合成脂肪的条件大于还原的条件,就会促成脂肪的合成速度而减慢还原的速度,这是“谱系”间的竞争制约;但当还原的条件大于合成的条件,当然脂肪酸还原为醛和醇的速度就会增快,这时还原为醛或还原为醇的速度又会随它们的反应条件而转移,这就是物质之间的竞争制约。又如磷酸烯醇式丙酮酸和4—磷酸赤藓糖,通过莽草酸途径形成苯丙氨酸,这时如果苯丙氨酸脱氨酶的活性加强,苯丙氨酸的脱氨作用加剧,形成桂皮酸再生成儿茶素等酚性物的作用加大,就会减少苯丙氨酸的含量,历而也会起连锁反应,减弱其他氨基酸的形成,这也是“谱系”间的竞争性制约。最值得注意的还有在茶树活体内,正常的呼吸作用,合糖类经过糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸,再形成乙酰辅酶A,再通过呼吸酶系统,通过三羧酸循环生成二氧化碳,并经过呼吸链的作用,最终与氧作用生成水。但在加工过程中,茶叶经过萎凋作用,呼吸作用的条件减退,发酵条件逐步增强,乙酰辅酶A进行三羧酸循环的作用受到抑制,乙酰辅酶A经甲瓦龙酸或脂肪酸并进一步生成香气成分的作用加强,这就是萎凋过程产生多种香气成分的原因,也是“谱系”间竞争制约的结果。

    综上所述,茶叶成分的生物合成和转化,如果没有“谱系”和物质间的相互依存,这些合成或转化过程,将不会进行。但是如果没“谱系”和物质间的相互制约,这些合成和转化作用,也将不可能有秩序地、按生活和加工的程序有规律地进行。

    上面所说的茶叶中繁多物质生成过程的依存和制约关系,不仅存在于茶叶的内部物质之间,而且同时服从于生物体与环境条件统一的规律。也就是这些物质的形成和转化,具体地反映为这些物质在茶叶中的含量,是受茶树品种、茶树生长发育阶段、茶的生长季节、生态环境、栽培措施、制茶技术、贮运条件与时间的影响而有所变异。例如大叶种茶树鲜叶中所含酚性物较多;小叶种茶树鲜叶中所含氨基酸和蛋白质较多。光照温度条件能满足茶树生长需要的,其鲜叶蛋白质和氨基酸含量较高;阴雨、寒冷地方生长的茶树,其鲜叶蛋白质和氨基酸含量较高。即使是同一品种上的茶树鲜叶原料,酚性物或其中的儿茶素,从芽生长至一芽一叶含量都有增长,但从一芽一叶再伸育,两者的含量都会逐步下降。又如鲜叶中所含的全氮量、氨基酸、咖啡碱,随着茶树新梢的伸育,有逐步减少的趋势。夏茶酚性物的含量较春茶高,但其含有的氨基酸则较春茶低。还有,氮肥能提高鲜叶含氮化合物的含量。磷肥和氮肥配合施用能提高儿茶素的含量。

   
总的来说,茶叶中繁多物质的生成过程中,各种内含物质之间,有着内在的联系,同时,受到生态环境条件的深刻影响。生物个体与生态环境是一个不可分割的自然统一体。

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作者: 懒人周末

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