贵州绿茶品质状况综合评价

赵华富 周顺珍 王家伦 曹雨 郭灿

摘要 应用SPSS统计软件对贵州绿茶10项主要内含成分指标进行主成分分析和聚类分析，可将贵州绿茶分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。第Ⅰ类贵州绿茶产品为高氨基酸型茶叶产品，氨基酸含量达4.29%，比总体平均值高出1.47%;第Ⅱ类贵州绿茶产品为高儿茶素（+C）型茶叶产品，其儿茶素含量均高于其他两类，此外该类型茶叶产品内含成分含量也较高，可以称之为茶叶内含成分较丰富型茶叶产品;第Ⅲ类贵州绿茶产品为内含成分丰富型茶叶产品，其大部分的茶叶内含成分均高于其他两类。总体来看，贵州绿茶内含成分丰富，丰富和较丰富型绿茶产品占分析总数的86.9%。

关键词 贵州绿茶;茶叶内含成分;品质;主成分分析法;聚类分析

中图分类号 TS272.5+1 文献标识码 A 文章编号 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

貴州地处低纬度、高海拔茶区，气候条件优越，适宜茶树生长，境内拥有丰富的茶树种质群体资源，如贵定鸟王种、都匀毛尖种、石阡苔茶群体种，此外还分布着大量的野生茶树、古茶树[1-4]。茶树种植资源丰富是茶叶产品特性多样化的基础，贵州利用地方茶树群体种和外来种生产出一系列的名优茶产品，以及某些贵州茶叶企业尝试利用野生茶树资源、古茶树资源生产出的贵州特色茶叶产品，丰富着贵州茶叶市场。然而利用不同的茶树种质资源开发出来的贵州绿茶产品不仅能使贵州绿茶产品多样化，同时也使贵州绿茶产品各具特色，如利用高氨基酸茶树品种生产出的正安白茶、黎平白茶等具有氨基酸含量高、口感醇和等特征，利用野生资源和古茶树资源开发的高儿茶素含量茶叶产品具有良好的保健功效，同时贵州因地理气候条件优越，所产茶叶产品内含成分丰富[5-7]，其生产出的茶叶产品茶味浓，经久耐泡。茶叶有效内含成分是茶叶产品质量的本质体现者，因此利用茶叶内含有效成分去衡量茶叶产品质量，并对其进行评价，是了解茶叶产品的一个途径。目前对绿茶品质综合评价的研究不多，主要集中在对绿茶的感官评审方面，茶叶的理化指标仅作为参考。笔者利用SPSS统计软件对贵州茶叶产品主要内含成分进行主成分分析和聚类分析，探寻能代表贵州绿茶主要茶叶内含有效成分，进一步了解贵州绿茶品质特征，达到对贵州绿茶产品进行初步分类目的，也为贵州绿茶数据化拼配提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试样品

茶叶样品来源于贵州境内各茶叶企业送检样品及部分试验试制样品，共175份样品，由于企业送检时要求检测的指标不一致，存在一些指标未检测而造成部分样品数据缺失，在做主成分分析时，剔除数据缺失的样品，仅对145个样品进行分析。

1.2 指标测定

水浸出物、氨基酸、总灰分、咖啡碱、茶多酚、儿茶素组分（包括没食子酸GA、表没食子儿茶素EGC、儿茶素+C、表儿茶素EC、表没食子儿茶素没食子酸酯EGCG、表儿茶素没食子酸酯ECG）均按国家相关检测标准检测。检测数据由贵州省茶叶研究所茶叶质量检测中心出具。

1.3 数据处理及评价方法

利用SPSS统计分析软件对145个茶叶样品的10项主要内含成分指标进行主成分分析，求得各绿茶产品的综合得分，然后对其综合得分以欧氏距离为衡量茶样产品间差异大小的指标，采用类平均法进行聚类分析。主要分析步骤参照文献[8-9]进行。

2 结果与分析

2.1 贵州绿茶主要品质成分分析

从表1可以看出，贵州绿茶水浸出物平均含量达46.66%，比国家标准GB/T 14456《绿茶 第一部分基本要求》水浸出物含量要求（34%）高出12.66%，最高含量达52.50%，最小值为41.80%，变异系数仅为5.19%，说明贵州绿茶水浸出物含量变化小，含量稳定，同时茶叶水浸出物含量也是直接反映茶叶营养功能成分丰度的指标，高水浸出物是贵州绿茶品质优越、营养功能成分丰富的体现。贵州绿茶游离氨基酸总含量平均值为3.31%，变幅为0.90%～10.10%，变异系数为54.38%，说明氨基酸含量变异较大;从百分位数值看25%以上的茶叶产品氨基酸含量高于3.7%。茶多酚平均含量为21.76%，变幅为14.00%～29.80%，变异系数为12.78%，从百分位值看25%以上的茶叶产品茶多酚含量高于23.30%。咖啡碱含量平均值为3.93%，变幅为2.40%～5.20%，变异系数为12.98%，从百分位值看出有25%的绿茶咖啡碱含量高于4.30%。总灰分是反映茶叶嫩度的一个指标，含量越低，说明茶叶嫩度越好，贵州绿茶总灰分含量平均值为5.74%，低于国家茶叶质量标准要求（7.50%）1.76%，变幅为3.40%～6.80%，变异系数为10.98%，从最高含量可以看出，贵州绿茶总灰分最高含量也低于国家标准。表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）是茶叶中重要的功能成分，是茶叶抗氧化、防辐射等一系列功能作用的体现者，贵州绿茶EGCG含量平均值为10.20%，变幅为5.14%～14.61%，变异系数为18.73%，从百分位值看25%以上的茶叶产品EGCG含量超过11.61%。儿茶素总量平均值为17.31%，变幅为9.70%～22.87%，变异系数为17.52%，从百分位值看，有25%儿茶素总量达到19.96%以上。具体来看，高含量氨基酸绿茶来源于贵州境内的某批次优质的白茶类产品，而高儿茶素含量可能来源于某些茶叶企业采集的古茶树或野生大树茶鲜叶加工的茶叶产品[10-13]。

2.2 茶叶内含成分之间的相关性

对贵州绿茶进行主成分分析前，对其10项内含成分（水浸出物、氨基酸、茶多酚、咖啡碱、EGC、+C、EC、EGCG、ECG、儿茶素总量）之间的相关性进行分析，如果大部分相关系数都小于0.3，并且未通过统计检验，那么原有变量就不适于进行因子（主成分）分析[14]。贵州绿茶内含成分间相关系数见表2。

从表2可以看出，贵州绿茶主要内含成分之间存在着不同程度的相关关系。其中，水浸出物含量与茶多酚、咖啡碱、EGC、EC、EGCG、ECG、儿茶素总量均存在极显著的正相关，与氨基酸存在极显著的负相关，与+C存在显著的负相关;氨基酸含量与咖啡碱、茶多酚、EGC、EC、EGCG、ECG、儿茶素总量呈极显著的负相关，与+C存在极显著的正相关;茶多酚含量与EGC、EC、EGCG、ECG、儿茶素总量呈极显著的正相关，与咖啡碱和+C分别呈显著的正相关和负相关;咖啡碱含量与EC、+C存在极显著的负相关，与ECG含量存在极显著的正相关，与EGC、EGCG、儿茶素总量不存在显著的相关关系。EGC含量与EC、EGCG、儿茶素总量呈极显著的正相关，而与+C含量呈极显著的负相关;+C与EC含量呈极显著的正相关，而与EGCG呈显著的负相关;EC与EGCG、ECG、儿茶素总量存在极显著的正相关;EGCG与ECG、儿茶素总量存在极显著的正相关;ECG与儿茶素总量存在明显的正相关。对上述相关系数进行Bartlett球度检验时，给出的相伴概率为0.000，小于显著水平0.05，适合因子分析。因此，利用主成分分析法对贵州绿茶复杂品质成分指标体系进行信息提取。

2.3 贵州绿茶内含成分主成分分析

根据贵州绿茶主要内含成分指标间的两两相关矩阵，求出10项贵州绿茶内含成分指标的10×10阶相关矩阵的特征值、贡献率和累计贡献率（表3）。由表3可见，前5个特征值的累计贡献率达到了89.006%，表明这5个主成分的信息量已达到原始数据提供信息总量的绝大部分（≥85%）。并将这5个特征值的特征向量列于表4。

从表3、4可以看出，第1主成分的贡献率为47.725%，其中水浸出物、EGC和儿茶素总量的系数分别为0.564、0.647、0.545，大于其他成分指标的系数，说明第1主成分是水浸出物、EGC和兒茶素总量的综合反映;第2主成分的贡献率为16.198%，EGCG、儿茶素总量有较大的正系数，其系数分别为0.892、0.786，其综合反映的是贵州绿茶品质脂型儿茶素含量的状况;第3主成分的贡献率为12.624%，咖啡碱和ECG有较大的正系数，其反映了贵州绿茶咖啡碱和ECG含量的综合状况;第4主成分的贡献率为7.743%，其中+C值占有极大的正系数（0.925），说明第4主成分主要为儿茶素含量的综合反映;第5主成分的贡献率为4.716%，其中茶多酚占有极大的正系数（0.946），说明第5主成分为茶多酚的综合反映。

提取5个主成分与原10项内含成分指标的标准化数据线性组合（表4），由此计算出各样本5个主成分的得分。其中第1主成分的线性组合为：

参照第1主成分线性组合，提取余下的4个主成分的线性组合，综合5个主成分线性组合关系即可求得145个贵州绿茶产品在5个主成分上的得分yi1～yi5，再根据综合得分公式[8]，可计算出各绿茶产品的综合得分值Fi。

2.4 聚类分析

以欧氏距离为衡量样本间差异大小的依据，采用类平均法进行系统聚类，可将贵州绿茶145个产品分为3类（表5），即将贵州绿茶按内含品质成分状况分为第Ⅰ类（-19.15≤F≤-6.03），该类包括19个样本，所占比例为13.10%;第Ⅱ类（-5.42≤F≤1.36），样品数为63个，所占比例为43.45%，第Ⅲ类（1.59≤F≤13.23），共有63个茶样，所占比例为43.45%。总体来看，贵州绿茶主要集中在Ⅱ类和Ⅲ类上，所占比例高达86.90%，而且Ⅱ类和Ⅲ类综合得分值较高，很好地反映了贵州绿茶优良品质这一特点。

表6为贵州绿茶各内含成分含量状况。第Ⅰ类茶叶产品内含营养成分一般，但其氨基酸含量显著高于Ⅱ、Ⅲ类，氨基酸含量达4.29%，比总体平均值高出1.47%，这也是该类茶叶特有的特征，因此该类茶叶产品可定为高氨基酸型茶叶产品;其余茶叶内含成分均低于其他两类。第Ⅱ类茶叶产品内含成分含量水平处于Ⅰ类和Ⅲ类之间，该类茶叶产品中咖啡碱含量略高于Ⅰ类和Ⅲ类，但差异未达到显著水平，在Ⅱ类茶叶产品中儿茶素（+C）含量均高于其他两类，相对Ⅰ类差异达到了显著水平，而与Ⅲ类相比，差异不显著;第Ⅲ类贵州绿茶为内含成分丰富型茶叶产品，除了氨基酸、咖啡碱、儿茶素（+C）含量较低，其余的茶叶内含成分均高于其他两类，其中水浸出物、EGC、EC、EGCG、儿茶素总量与其他两类的差异性达到显著水平;茶多酚和ECG与Ⅰ类达到差异显著，与Ⅱ类未达到差异显著。

3 结论与讨论

贵州绿茶主要内含成分含量丰富多样，水浸出物、氨基酸、茶多酚、咖啡碱、总灰分平均含量、变异系数分别为46.66%、5.19%，3.31%、54.38%，21.76%、12.78%，3.93%、12.98%，5.74%、10.98%;儿茶素总量及其组分（EGC、+C、EC、EGCG、ECG）平均含量、變异系数分别为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、咖啡碱、总灰分、儿茶素总量、EGCG含量变化差异较小，同时水浸出物、总灰分含量优于国家绿茶标准。

该研究通过主成分分析和聚类分析，将贵州绿茶分为3种不同的类型，各类型间存在显著的差异，区分效果较好。第Ⅰ类贵州绿茶产品为高氨基酸型茶叶产品，氨基酸含量达4.29%，比总体平均值高出1.47%，但除氨基酸含量高外，其他内含成分较低。第Ⅱ类贵州绿茶产品为高儿茶素（+C）型茶叶产品，其儿茶素含量均高于其他两类，其他茶叶内含成分含量也较高，也可以称为茶叶内含成分较丰富型产品。第Ⅲ类贵州绿茶产品为内含成分丰富型茶叶产品，除了氨基酸、咖啡碱、儿茶素（+C）含量较低，其余的茶叶内含成分均高于其他两类。总体来看，丰富和较丰富型绿茶产品占分析总数的86.90%，与贵州绿茶“浓爽味”的滋味特征相吻合。Ⅰ类绿茶产品虽然成分含量一般，但因其有较高的氨基酸含量而使其具有独特的品质特点。

目前对绿茶品质状况的评价主要采用感官评审和茶叶内含功能成分含量的丰度来评价，该研究利用主成分分析的方法计算出贵州绿茶的综合指标值，再根据该综合指标值进行聚类分析划分出贵州绿茶不同类型，可为贵州绿茶产品开发、品牌打造提供数据参考。然而该研究仅对贵州绿茶内含成分状况进行了初步评价，如能结合外形、滋味、香气、汤色等感官品质进行多方位评价，其评价结果将更具指导意义。

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