环境条件与马黛茶栽培方式对马黛茶采后物理化学性质及元素成分的影响

《Journal of Food Composition and Analysis》：Influence of environmental conditions and culture of yerba mate on post?harvest physicochemical and elemental quality

　　本研究评估了环境条件（冬季和夏季）及种植方式（野生与人工）对玛黛茶物理化学及元素质量的影响。采集了德瓦利奥斯种植园的样本，分析了铜、硫等元素及水分、酸度等指标，发现人工种植的铜和硫含量更高，可能与施肥有关。颜色随季节变化，夏季产品颜色较浅。结果表明种植方式和季节显著影响玛黛茶质量，为品质优化提供依据。

　　

马塞拉·特罗亚恩·努内斯（Marcela Trojahn Nunes）|阿里安妮·贝斯科·莱莫斯（Ariane Beskow Lemos）|埃里科·马龙·莫拉埃斯·弗洛雷斯（Erico Marlon Moraes Flores）|克里斯蒂亚诺·迪特里希·费雷拉（Cristiano Dietrich Ferreira）|杰西卡·费尔南达·霍夫曼（Jéssica Fernanda Hoffmann）|保罗·卡特里·科拉迪（Paulo Carteri Coradi）

摘要

本研究旨在评估环境条件和栽培方式对马黛茶（yerba mate）物理化学性质及元素成分的影响。研究人员在冬季和夏季采集了野生马黛茶和人工栽培的马黛茶样本，并对其元素组成（砷（As）、镉（Cd）、钴（Co）、钼（Mo）、镍（Ni）、铅（Pb）、钒（V）、铝（Al）、钡（Ba）、钙（Ca）、铜（Cu）、铁（Fe）、钾（K）、镁（Mg）、锰（Mn）、钠（Na）、硫（S）、锶（Sr）和锌（Zn）以及物理化学性质（水分含量、酸度、可溶性固体、pH值、抗氧化活性、酚类化合物、咖啡因、皂苷、蛋白质、脂质、淀粉、灰分和颜色）进行了分析。结果表明，人工栽培的马黛茶中铜（7.32 μg·g?1）和硫（958.77 μg·g?1）的含量最高，而野生马黛茶中铜的含量为5.98 μg·g?1，硫的含量为796.91 μg·g?1。这种差异可能与人工栽培马黛茶种植园采用施肥措施有关。马黛茶的颜色受采收季节的显著影响：夏季采集的马黛茶颜色更浅、更绿，黄色成分较少。由此可见，马黛茶的种类和气候季节对其元素组成及物理化学性质具有重要影响，这些因素直接决定了产品的品质特征。

引言

马黛茶叶（Ilex paraguariensis）广泛用于制作南美Mercosur地区的传统饮品“chimarr?o”和“tereré”。此外，该植物在制药和食品工业中也具有应用价值。马黛茶原产于南美洲的亚热带和温带地区，以其功能性特性和文化意义而著称（Alves和Scheer，2024年）。巴西大约一半的马黛茶产量来自野生马黛茶种植园，即植物自然生长的区域；但也有通过人工栽培获得的马黛茶，无论是单一作物种植、与遮荫树间作，还是通过密集化种植方式（Penteado Junior和Goulart，2019年）。这种生产模式对当地社会经济具有重要作用，因为马黛茶的生产主要在小型农村农场进行，涉及家庭劳动。这种生产模式有助于增加收入、维持家庭在农村的生活，并传承与种植和加工相关的传统技艺（Chechi和Glauco，2019年）。

马黛茶含有咖啡因、蛋白质、必需氨基酸、维生素等多种营养成分，以及钙、钾、镁和锰等矿物质（Valduga等人，2019年）。然而，马黛茶的物理化学成分会因多种因素而变化，包括植物生理状态、外部环境影响以及采收时间。工业加工过程也会对其特性产生影响，进而影响其风味（柔和或苦涩）和次生代谢物的含量（如生物碱、皂苷、维生素等生物活性物质，Zang，2020年；Cheminet等人，2021年）。

马黛茶枝条的数量是生产过程中的关键因素之一，因为它直接影响每株植物的生产力。枝条可分为基部枝条、中间枝条和顶端枝条（Stuepp等人，2015年）。理想的修剪时间应在冬季进行，即植物进入全面生理活动之前，此时新芽开始生长。修剪时应仅去除去年生长的枝条，并保持叶簇的杯状结构（Guédon等人，2018年；Croge等人，2021年）。

除了主要收获期外，还有一种称为“safrinha”的补充性修剪操作。该操作通常在夏季进行，此时植物处于旺盛生长期，目的是补充马黛茶库存并优化劳动力利用效率（Santin等人，2019年）。虽然植物在修剪后能迅速恢复，但所得产品的产量较低，因为叶片含水量较高且较薄。如果修剪不当，可能会导致枝条开裂，使植物更容易受到早霜或强烈阳光的损害。在极端情况下，这些因素可能影响植株的发芽甚至导致其死亡（Guédon等人，2018年）。因此，本研究旨在评估环境条件（冬季和夏季）及栽培方式（野生与人工栽培）对马黛茶采收后物理化学性质和元素成分的影响。

实验部分

实验设计

本实验使用的马黛茶样本（Ilex paraguariensis A. St.-Hill.）来自位于里奥格兰德州伊洛波利斯（Ilópolis）的De Valérios马黛茶种植园，分别于2023年冬季和2024年夏季采集。

冬季样本采集时间为2023年7月15日至28日，共获得31份样本，经过干燥和8小时休眠处理后用于分析。其中25份为人工栽培的马黛茶（Cult），6份为野生马黛茶。

马黛茶品质特征的方差分析

1显示了2023年冬季和2024年夏季野生与人工栽培马黛茶的元素组成、物理化学性质及颜色特征的ANOVA分析结果。变异系数范围为2.76%至76.89%，反映了研究因素之间的差异及样本本身的固有变异性。

马黛茶类型（TYP）与气候季节之间的交互作用对结果产生了影响

结论

研究表明，人工栽培的马黛茶矿物质含量高于野生马黛茶，这直接归因于栽培过程中使用的肥料，尤其是矿物肥料，它们为植物生长提供了必需的营养元素。相比之下，野生马黛茶通常生长在森林环境中，其元素积累受到自然土壤肥力和当地生态循环的限制。

资助信息

作者感谢CAPES（高等教育人员发展协调机构）、CNPq（国家科学技术发展委员会）（项目编号304966/2023–1）以及FAPERGS-RS（南里奥格兰德州研究支持基金会）（项目编号24/2551–0001150–1）对研究项目及实验工作的支持。

作者贡献声明

阿里安妮·贝斯科·莱莫斯（Ariane Beskow Lemos）：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、方法论设计、调查实施、数据分析、概念框架构建。马塞拉·特罗亚恩·努内斯（Marcela Nunes Trojahn）：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、软件应用、方法论设计、调查实施、数据分析、概念框架构建。克里斯蒂亚诺·迪特里希·费雷拉（Cristiano Dietrich Ferreira）：负责撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的财务利益冲突或个人关系。

致谢

作者感谢圣玛丽亚联邦大学（UFSM）的产后处理实验室（LAPOS）在研究项目中的支持，以及各实验实验室的协助。