基于氨基酸特征分析的西湖龍井茶鑒別方法研究

趙明明　金鈺　胡筱波　胡定金　周有祥

摘要：通過酸水解方法檢測50份龍井茶葉樣品中氨基酸的含量，以相對氨基酸含量為指標，通過主成分分析，建立區分西湖龍井（XHLJ）與非西湖區龍井茶（NXHLJ）的方法。結果表明，通過主成分分析，提取出3個主成分，累計貢獻率為75.7%，Glu、Arg、Phe 和 Tyr的影響相對較大。因此，酸水解氨基酸對龍井茶的地域初步區分有一定的作用。

關鍵詞：龍井茶；氨基酸；敘述性統計；主成分分析

中圖分類號：S571.1；Q517 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）24-6369-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.24.071

Abstract： The contents of amino acids in 50 Longjing tea samples were measured after hydrolyzing by hydrochloric acid. Then the West Lake Longjing and non-West Lake Longjing were differentiated based on the relative contents of amino acids which were analyzed by principal component analysis （PCA）. The results showed that 3PCs could be extracted，the cumulative contribution rate was 75.7%， and the most important factors were Glu， Arg， Phe and Tyr. Consequently， amino acids may play a role in the geographical tracing of Longjing tea.

Key words：Longjing tea； amino acids： descriptive statistics analysis； principal component analysis.

西湖龍井茶是一種扁形綠茶，是中國歷史名茶之一，有著上千年的歷史。2008年，國家頒布的標準[1]明確規定了龍井茶的品種、產地及加工方法，標準指出僅特定品種（龍井43、龍井群體、龍井長葉、迎霜等）在特定產區（西湖、越州、錢塘）經一系列加工方法得到的產品才是龍井茶，而西湖龍井茶，必須源于杭州西湖區不到50 km2的范圍內[2]。由于西湖龍井獨特的氣味、口味和有限的產量，其價格遠遠高于普通綠茶，因而市面上出現了大量以假當真、以次充好的產品，其中以外地龍井茶冒充西湖產區龍井茶為主。由于傳統辨識方法（以為視覺、味覺判斷為主）[3，4]缺乏客觀性，所以亟需建立一個科學準確的分析化學方法來追溯龍井茶葉產地。

目前，已有許多關于茶葉品種鑒別、產地追溯的研究，主要利用近紅外[5]、色譜[6，7]、質譜[8]等分析技術，結合主成分分析、判別分析、聚類分析等統計分析方法[9-11]，建立有效的區分方法。本試驗首次以酸水解氨基酸為研究對象，通過液相色譜方法分析來自不同區域的龍井茶葉樣品，對其進行統計分析，以期建立基于氨基酸的龍井茶葉產地溯源方法。

1 材料與方法

1.1 材料

共采集樣品50個，其中28個采自西湖產區，22個樣品采自非西湖產區，所有茶均為扁形茶，具備龍井的表觀特征。17種氨基酸混合標樣購自國家標準物質中心。

1.2 儀器

L-8800全自動氨基酸分析儀（日本，日立）。

1.3 方法

1.3.1 樣品測定 參照GB/T 5009.124-2003[12]方法，將樣品粉碎后過20目篩，稱取0.100 0 g于玻璃水解管中，加入12 mL 6 mol/L 鹽酸，真空封口，于110 ℃水解22～24 h，冷卻后定容至100 mL，過濾。取1 mL 濾液于65 ℃水浴中蒸干，殘留物用0.02 mol/L HCl定容至2 mL，0.22 μm微孔濾膜過濾后，上機分析。

1.3.2 數據處理 樣品經酸水解得到17種氨基酸，通過與標準品的比較確認。17個峰在進行統計分析前，經過標準化處理，以氨基酸占總量的百分比得到相對含量，構建數據庫。采用SPSS軟件進行樣品的敘述性統計和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 樣品的氨基酸含量分析

樣品經過全自動氨基酸分析儀得到色譜圖（圖1），經標準品定量，可知龍井茶葉樣品中水解氨基酸的總含量在18%～24%之間。17種氨基酸分別為Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Cys、Val、Met、Ile、Leu、Tyr、Phe、Ly、His、Arg、Pro。由于Cys的相對含量過低（<1%），故而分析過程中刪去Cys。所有樣品中，Glu含量最高，其次是Asp和Gly。通過SPSS軟件對數據進行描述性統計分析（圖2），部分氨基酸在50個樣品間的差異性較大，根據方差分析得到Glu（1.8）、Arg（0.30）、Asp（0.14）和Phe（0.10）對樣品間的差異貢獻率可能較高；而方差較低的Ala和His則貢獻率可能較低。為了進一步驗證該結果，主成分分析被應用于該數據的統計分析。

2.2 龍井茶的主成分分析

主成分分析能有效提取特定數據庫中重要變量的多元統計分析方法。對50個樣本的酸水解氨基酸數據進行主成分分析，共提取3個主成分（圖3A），累計貢獻率為75.7%。所有的樣品大致可以分為兩個區域，XHLJ和NXHLJ。從圖3B中可以發現，在第一主成分的構成中，16個氨基酸對主成分得分值影響較大的因子為Glu；在第二主成分的構成中，影響較大的為Arg、Phe和Tyr。這與描述性統計中得到的方差較大的氨基酸基本吻合。同時結合圖3A和圖3B可知，西湖龍井中Arg相對含量較高，而Phe和Tyr的相對含量較低。在數據的分析過程中，還發現西湖龍井茶葉樣品中的甜味氨基酸（Ser、Ala、Gly、Pro和Thr）高于其他區域的樣品，這很可能與西湖龍井擁有獨特滋味有關。

3 結論

試驗以水解氨基酸為研究對象而非游離氨基酸，主要原因一是游離氨基酸含量過低（<5%），并且絕大部分為茶氨酸；二是水解氨基酸主要由蛋白質水解得到，能在一定程度上反映蛋白質的構成情況。試驗結果表明，以氨基酸相對含量為數據庫進行統計分析的方法能初步區分西湖龍井茶與其他產區的龍井茶，并且找到了特征氨基酸Glu、Arg、Phe和Tyr。

參考文獻：

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