貴州綠茶品質(zhì)狀況綜合評(píng)價(jià)

趙華富 周順珍 王家倫 曹雨 郭燦

摘要?應(yīng)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)貴州綠茶10項(xiàng)主要內(nèi)含成分指標(biāo)進(jìn)行主成分分析和聚類分析，可將貴州綠茶分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。第Ⅰ類貴州綠茶產(chǎn)品為高氨基酸型茶葉產(chǎn)品，氨基酸含量達(dá)4.29%，比總體平均值高出1.47%;第Ⅱ類貴州綠茶產(chǎn)品為高兒茶素（+C）型茶葉產(chǎn)品，其兒茶素含量均高于其他兩類，此外該類型茶葉產(chǎn)品內(nèi)含成分含量也較高，可以稱之為茶葉內(nèi)含成分較豐富型茶葉產(chǎn)品;第Ⅲ類貴州綠茶產(chǎn)品為內(nèi)含成分豐富型茶葉產(chǎn)品，其大部分的茶葉內(nèi)含成分均高于其他兩類。總體來(lái)看，貴州綠茶內(nèi)含成分豐富，豐富和較豐富型綠茶產(chǎn)品占分析總數(shù)的86.9%。

關(guān)鍵詞?貴州綠茶;茶葉內(nèi)含成分;品質(zhì);主成分分析法;聚類分析

中圖分類號(hào)?TS272.5+1?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A?文章編號(hào)?0517-6611（2021）01-0172-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.01.047

Abstract?Using SPSS statistical software to conduct principal component analysis and cluster analysis on 10 main components of Guizhou green tea， Guizhou green tea can be divided into categories I， Ⅱand Ⅲ.Category I Guizhou green tea products were high-amino acid tea products with an amino acid content of 4.29%， 1.47% higher than the overall average.Class ⅡGuizhou green tea products were high-catechin （+C） tea products， and their catechin content was higher than the other two types;in addition， this type of tea products also contained higher content of ingredients， which could be called tea products with richer ingredients.Class Ⅲ Guizhou green tea products were tea products with rich ingredients， most of which contained higher ingredients than the other two types.Overall， Guizhou green tea ingredients were abundant， rich and richer products accounted for 86.9%.

Key words?Guizhou green tea;Ingredients of tea;Quality;Principal component analysis;Cluster analysis

貴州地處低緯度、高海拔茶區(qū)，氣候條件優(yōu)越，適宜茶樹(shù)生長(zhǎng)，境內(nèi)擁有豐富的茶樹(shù)種質(zhì)群體資源，如貴定鳥(niǎo)王種、都勻毛尖種、石阡苔茶群體種，此外還分布著大量的野生茶樹(shù)、古茶樹(shù)[1-4]。茶樹(shù)種植資源豐富是茶葉產(chǎn)品特性多樣化的基礎(chǔ)，貴州利用地方茶樹(shù)群體種和外來(lái)種生產(chǎn)出一系列的名優(yōu)茶產(chǎn)品，以及某些貴州茶葉企業(yè)嘗試?yán)靡吧铇?shù)資源、古茶樹(shù)資源生產(chǎn)出的貴州特色茶葉產(chǎn)品，豐富著貴州茶葉市場(chǎng)。然而利用不同的茶樹(shù)種質(zhì)資源開(kāi)發(fā)出來(lái)的貴州綠茶產(chǎn)品不僅能使貴州綠茶產(chǎn)品多樣化，同時(shí)也使貴州綠茶產(chǎn)品各具特色，如利用高氨基酸茶樹(shù)品種生產(chǎn)出的正安白茶、黎平白茶等具有氨基酸含量高、口感醇和等特征，利用野生資源和古茶樹(shù)資源開(kāi)發(fā)的高兒茶素含量茶葉產(chǎn)品具有良好的保健功效，同時(shí)貴州因地理氣候條件優(yōu)越，所產(chǎn)茶葉產(chǎn)品內(nèi)含成分豐富[5-7]，其生產(chǎn)出的茶葉產(chǎn)品茶味濃，經(jīng)久耐泡。茶葉有效內(nèi)含成分是茶葉產(chǎn)品質(zhì)量的本質(zhì)體現(xiàn)者，因此利用茶葉內(nèi)含有效成分去衡量茶葉產(chǎn)品質(zhì)量，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)，是了解茶葉產(chǎn)品的一個(gè)途徑。目前對(duì)綠茶品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的研究不多，主要集中在對(duì)綠茶的感官評(píng)審方面，茶葉的理化指標(biāo)僅作為參考。筆者利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)貴州茶葉產(chǎn)品主要內(nèi)含成分進(jìn)行主成分分析和聚類分析，探尋能代表貴州綠茶主要茶葉內(nèi)含有效成分，進(jìn)一步了解貴州綠茶品質(zhì)特征，達(dá)到對(duì)貴州綠茶產(chǎn)品進(jìn)行初步分類目的，也為貴州綠茶數(shù)據(jù)化拼配提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?供試樣品

茶葉樣品來(lái)源于貴州境內(nèi)各茶葉企業(yè)送檢樣品及部分試驗(yàn)試制樣品，共175份樣品，由于企業(yè)送檢時(shí)要求檢測(cè)的指標(biāo)不一致，存在一些指標(biāo)未檢測(cè)而造成部分樣品數(shù)據(jù)缺失，在做主成分分析時(shí)，剔除數(shù)據(jù)缺失的樣品，僅對(duì)145個(gè)樣品進(jìn)行分析。

1.2?指標(biāo)測(cè)定

水浸出物、氨基酸、總灰分、咖啡堿、茶多酚、兒茶素組分（包括沒(méi)食子酸GA、表沒(méi)食子兒茶素EGC、兒茶素+C、表兒茶素EC、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯EGCG、表兒茶素沒(méi)食子酸酯ECG）均按國(guó)家相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)據(jù)由貴州省茶葉研究所茶葉質(zhì)量檢測(cè)中心出具。

1.3?數(shù)據(jù)處理及評(píng)價(jià)方法

利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)145個(gè)茶葉樣品的10項(xiàng)主要內(nèi)含成分指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，求得各綠茶產(chǎn)品的綜合得分，然后對(duì)其綜合得分以歐氏距離為衡量茶樣產(chǎn)品間差異大小的指標(biāo)，采用類平均法進(jìn)行聚類分析。主要分析步驟參照文獻(xiàn)[8-9]進(jìn)行。

2?結(jié)果與分析

2.1?貴州綠茶主要品質(zhì)成分分析

從表1可以看出，貴州綠茶水浸出物平均含量達(dá)46.66%，比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14456《綠茶 第一部分基本要求》水浸出物含量要求（34%）高出12.66%，最高含量達(dá)52.50%，最小值為41.80%，變異系數(shù)僅為5.19%，說(shuō)明貴州綠茶水浸出物含量變化小，含量穩(wěn)定，同時(shí)茶葉水浸出物含量也是直接反映茶葉營(yíng)養(yǎng)功能成分豐度的指標(biāo)，高水浸出物是貴州綠茶品質(zhì)優(yōu)越、營(yíng)養(yǎng)功能成分豐富的體現(xiàn)。貴州綠茶游離氨基酸總含量平均值為3.31%，變幅為0.90%～10.10%，變異系數(shù)為54.38%，說(shuō)明氨基酸含量變異較大;從百分位數(shù)值看25%以上的茶葉產(chǎn)品氨基酸含量高于3.7%。茶多酚平均含量為21.76%，變幅為14.00%～29.80%，變異系數(shù)為12.78%，從百分位值看25%以上的茶葉產(chǎn)品茶多酚含量高于23.30%。咖啡堿含量平均值為3.93%，變幅為2.40%～5.20%，變異系數(shù)為12.98%，從百分位值看出有25%的綠茶咖啡堿含量高于4.30%。總灰分是反映茶葉嫩度的一個(gè)指標(biāo)，含量越低，說(shuō)明茶葉嫩度越好，貴州綠茶總灰分含量平均值為5.74%，低于國(guó)家茶葉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求（7.50%）1.76%，變幅為3.40%～6.80%，變異系數(shù)為10.98%，從最高含量可以看出，貴州綠茶總灰分最高含量也低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（EGCG）是茶葉中重要的功能成分，是茶葉抗氧化、防輻射等一系列功能作用的體現(xiàn)者，貴州綠茶EGCG含量平均值為10.20%，變幅為5.14%～14.61%，變異系數(shù)為18.73%，從百分位值看25%以上的茶葉產(chǎn)品EGCG含量超過(guò)11.61%。兒茶素總量平均值為17.31%，變幅為9.70%～22.87%，變異系數(shù)為17.52%，從百分位值看，有25%兒茶素總量達(dá)到19.96%以上。具體來(lái)看，高含量氨基酸綠茶來(lái)源于貴州境內(nèi)的某批次優(yōu)質(zhì)的白茶類產(chǎn)品，而高兒茶素含量可能來(lái)源于某些茶葉企業(yè)采集的古茶樹(shù)或野生大樹(shù)茶鮮葉加工的茶葉產(chǎn)品[10-13]。

2.2?茶葉內(nèi)含成分之間的相關(guān)性

對(duì)貴州綠茶進(jìn)行主成分分析前，對(duì)其10項(xiàng)內(nèi)含成分（水浸出物、氨基酸、茶多酚、咖啡堿、EGC、+C、EC、EGCG、ECG、兒茶素總量）之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，如果大部分相關(guān)系數(shù)都小于0.3，并且未通過(guò)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，那么原有變量就不適于進(jìn)行因子（主成分）分析[14]。貴州綠茶內(nèi)含成分間相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表2。

從表2可以看出，貴州綠茶主要內(nèi)含成分之間存在著不同程度的相關(guān)關(guān)系。其中，水浸出物含量與茶多酚、咖啡堿、EGC、EC、EGCG、ECG、兒茶素總量均存在極顯著的正相關(guān)，與氨基酸存在極顯著的負(fù)相關(guān)，與+C存在顯著的負(fù)相關(guān);氨基酸含量與咖啡堿、茶多酚、EGC、EC、EGCG、ECG、兒茶素總量呈極顯著的負(fù)相關(guān)，與+C存在極顯著的正相關(guān);茶多酚含量與EGC、EC、EGCG、ECG、兒茶素總量呈極顯著的正相關(guān)，與咖啡堿和+C分別呈顯著的正相關(guān)和負(fù)相關(guān);咖啡堿含量與EC、+C存在極顯著的負(fù)相關(guān)，與ECG含量存在極顯著的正相關(guān)，與EGC、EGCG、兒茶素總量不存在顯著的相關(guān)關(guān)系。EGC含量與EC、EGCG、兒茶素總量呈極顯著的正相關(guān)，而與+C含量呈極顯著的負(fù)相關(guān);+C與EC含量呈極顯著的正相關(guān)，而與EGCG呈顯著的負(fù)相關(guān);EC與EGCG、ECG、兒茶素總量存在極顯著的正相關(guān);EGCG與ECG、兒茶素總量存在極顯著的正相關(guān);ECG與兒茶素總量存在明顯的正相關(guān)。對(duì)上述相關(guān)系數(shù)進(jìn)行Bartlett球度檢驗(yàn)時(shí)，給出的相伴概率為0.000，小于顯著水平0.05，適合因子分析。因此，利用主成分分析法對(duì)貴州綠茶復(fù)雜品質(zhì)成分指標(biāo)體系進(jìn)行信息提取。

2.3?貴州綠茶內(nèi)含成分主成分分析

根據(jù)貴州綠茶主要內(nèi)含成分指標(biāo)間的兩兩相關(guān)矩陣，求出10項(xiàng)貴州綠茶內(nèi)含成分指標(biāo)的10×10階相關(guān)矩陣的特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率（表3）。由表3可見(jiàn)，前5個(gè)特征值的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了89.006%，表明這5個(gè)主成分的信息量已達(dá)到原始數(shù)據(jù)提供信息總量的絕大部分（≥85%）。并將這5個(gè)特征值的特征向量列于表4。

從表3、4可以看出，第1主成分的貢獻(xiàn)率為47.725%，其中水浸出物、EGC和兒茶素總量的系數(shù)分別為0.564、0.647、0.545，大于其他成分指標(biāo)的系數(shù)，說(shuō)明第1主成分是水浸出物、EGC和兒茶素總量的綜合反映;第2主成分的貢獻(xiàn)率為16.198%，EGCG、兒茶素總量有較大的正系數(shù)，其系數(shù)分別為0.892、0.786，其綜合反映的是貴州綠茶品質(zhì)脂型兒茶素含量的狀況;第3主成分的貢獻(xiàn)率為12.624%，咖啡堿和ECG有較大的正系數(shù)，其反映了貴州綠茶咖啡堿和ECG含量的綜合狀況;第4主成分的貢獻(xiàn)率為7.743%，其中+C值占有極大的正系數(shù)（0.925），說(shuō)明第4主成分主要為兒茶素含量的綜合反映;第5主成分的貢獻(xiàn)率為4.716%，其中茶多酚占有極大的正系數(shù)（0.946），說(shuō)明第5主成分為茶多酚的綜合反映。

提取5個(gè)主成分與原10項(xiàng)內(nèi)含成分指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)線性組合（表4），由此計(jì)算出各樣本5個(gè)主成分的得分。其中第1主成分的線性組合為：

參照第1主成分線性組合，提取余下的4個(gè)主成分的線性組合，綜合5個(gè)主成分線性組合關(guān)系即可求得145個(gè)貴州綠茶產(chǎn)品在5個(gè)主成分上的得分yi1～yi5，再根據(jù)綜合得分公式[8]，可計(jì)算出各綠茶產(chǎn)品的綜合得分值Fi。

2.4?聚類分析

以歐氏距離為衡量樣本間差異大小的依據(jù)，采用類平均法進(jìn)行系統(tǒng)聚類，可將貴州綠茶145個(gè)產(chǎn)品分為3類（表5），即將貴州綠茶按內(nèi)含品質(zhì)成分狀況分為第Ⅰ類（-19.15≤F≤-6.03），該類包括19個(gè)樣本，所占比例為13.10%;第Ⅱ類（-5.42≤F≤1.36），樣品數(shù)為63個(gè)，所占比例為43.45%，第Ⅲ類（1.59≤F≤13.23），共有63個(gè)茶樣，所占比例為43.45%。總體來(lái)看，貴州綠茶主要集中在Ⅱ類和Ⅲ類上，所占比例高達(dá)86.90%，而且Ⅱ類和Ⅲ類綜合得分值較高，很好地反映了貴州綠茶優(yōu)良品質(zhì)這一特點(diǎn)。

表6為貴州綠茶各內(nèi)含成分含量狀況。第Ⅰ類茶葉產(chǎn)品內(nèi)含營(yíng)養(yǎng)成分一般，但其氨基酸含量顯著高于Ⅱ、Ⅲ類，氨基酸含量達(dá)4.29%，比總體平均值高出1.47%，這也是該類茶葉特有的特征，因此該類茶葉產(chǎn)品可定為高氨基酸型茶葉產(chǎn)品;其余茶葉內(nèi)含成分均低于其他兩類。第Ⅱ類茶葉產(chǎn)品內(nèi)含成分含量水平處于Ⅰ類和Ⅲ類之間，該類茶葉產(chǎn)品中咖啡堿含量略高于Ⅰ類和Ⅲ類，但差異未達(dá)到顯著水平，在Ⅱ類茶葉產(chǎn)品中兒茶素（+C）含量均高于其他兩類，相對(duì)Ⅰ類差異達(dá)到了顯著水平，而與Ⅲ類相比，差異不顯著;第Ⅲ類貴州綠茶為內(nèi)含成分豐富型茶葉產(chǎn)品，除了氨基酸、咖啡堿、兒茶素（+C）含量較低，其余的茶葉內(nèi)含成分均高于其他兩類，其中水浸出物、EGC、EC、EGCG、兒茶素總量與其他兩類的差異性達(dá)到顯著水平;茶多酚和ECG與Ⅰ類達(dá)到差異顯著，與Ⅱ類未達(dá)到差異顯著。

3?結(jié)論與討論

貴州綠茶主要內(nèi)含成分含量豐富多樣，水浸出物、氨基酸、茶多酚、咖啡堿、總灰分平均含量、變異系數(shù)分別為46.66%、5.19%，3.31%、54.38%，21.76%、12.78%，3.93%、12.98%，5.74%、10.98%;兒茶素總量及其組分（EGC、+C、EC、EGCG、ECG）平均含量、變異系數(shù)分別為17.31%、17.52%，2.62%、45.42%，0.54%、66.67%，1.19%、28.57%，10.20%、18.73%，2.71%、24.72%。水浸出物、茶多酚、咖啡堿、總灰分、兒茶素總量、EGCG含量變化差異較小，同時(shí)水浸出物、總灰分含量?jī)?yōu)于國(guó)家綠茶標(biāo)準(zhǔn)。

該研究通過(guò)主成分分析和聚類分析，將貴州綠茶分為3種不同的類型，各類型間存在顯著的差異，區(qū)分效果較好。第Ⅰ類貴州綠茶產(chǎn)品為高氨基酸型茶葉產(chǎn)品，氨基酸含量達(dá)4.29%，比總體平均值高出1.47%，但除氨基酸含量高外，其他內(nèi)含成分較低。第Ⅱ類貴州綠茶產(chǎn)品為高兒茶素（+C）型茶葉產(chǎn)品，其兒茶素含量均高于其他兩類，其他茶葉內(nèi)含成分含量也較高，也可以稱為茶葉內(nèi)含成分較豐富型產(chǎn)品。第Ⅲ類貴州綠茶產(chǎn)品為內(nèi)含成分豐富型茶葉產(chǎn)品，除了氨基酸、咖啡堿、兒茶素（+C）含量較低，其余的茶葉內(nèi)含成分均高于其他兩類。總體來(lái)看，豐富和較豐富型綠茶產(chǎn)品占分析總數(shù)的86.90%，與貴州綠茶“濃爽味”的滋味特征相吻合。Ⅰ類綠茶產(chǎn)品雖然成分含量一般，但因其有較高的氨基酸含量而使其具有獨(dú)特的品質(zhì)特點(diǎn)。

目前對(duì)綠茶品質(zhì)狀況的評(píng)價(jià)主要采用感官評(píng)審和茶葉內(nèi)含功能成分含量的豐度來(lái)評(píng)價(jià)，該研究利用主成分分析的方法計(jì)算出貴州綠茶的綜合指標(biāo)值，再根據(jù)該綜合指標(biāo)值進(jìn)行聚類分析劃分出貴州綠茶不同類型，可為貴州綠茶產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、品牌打造提供數(shù)據(jù)參考。然而該研究?jī)H對(duì)貴州綠茶內(nèi)含成分狀況進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，如能結(jié)合外形、滋味、香氣、湯色等感官品質(zhì)進(jìn)行多方位評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果將更具指導(dǎo)意義。

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