貴州綠茶品質狀況綜合評價

趙華富 周順珍 王家倫 曹雨 郭燦

摘要?應用SPSS統計軟件對貴州綠茶10項主要內含成分指標進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類貴州綠茶產品為高氨基酸型茶葉產品，氨基酸含量達4.29%，比總體平均值高出1.47%;第Ⅱ類貴州綠茶產品為高兒茶素（+C）型茶葉產品，其兒茶素含量均高于其他兩類，此外該類型茶葉產品內含成分含量也較高，可以稱之為茶葉內含成分較豐富型茶葉產品;第Ⅲ類貴州綠茶產品為內含成分豐富型茶葉產品，其大部分的茶葉內含成分均高于其他兩類。總體來看，貴州綠茶內含成分豐富，豐富和較豐富型綠茶產品占分析總數的86.9%。

關鍵詞?貴州綠茶;茶葉內含成分;品質;主成分分析法;聚類分析

中圖分類號?TS272.5+1?文獻標識碼?A?文章編號?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，氣候條件優越，適宜茶樹生長，境內擁有豐富的茶樹種質群體資源，如貴定鳥王種、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、古茶樹[1-4]。茶樹種植資源豐富是茶葉產品特性多樣化的基礎，貴州利用地方茶樹群體種和外來種生產出一系列的名優茶產品，以及某些貴州茶葉企業嘗試利用野生茶樹資源、古茶樹資源生產出的貴州特色茶葉產品，豐富著貴州茶葉市場。然而利用不同的茶樹種質資源開發出來的貴州綠茶產品不僅能使貴州綠茶產品多樣化，同時也使貴州綠茶產品各具特色，如利用高氨基酸茶樹品種生產出的正安白茶、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資源開發的高兒茶素含量茶葉產品具有良好的保健功效，同時貴州因地理氣候條件優越，所產茶葉產品內含成分豐富[5-7]，其生產出的茶葉產品茶味濃，經久耐泡。茶葉有效內含成分是茶葉產品質量的本質體現者，因此利用茶葉內含有效成分去衡量茶葉產品質量，并對其進行評價，是了解茶葉產品的一個途徑。目前對綠茶品質綜合評價的研究不多，主要集中在對綠茶的感官評審方面，茶葉的理化指標僅作為參考。筆者利用SPSS統計軟件對貴州茶葉產品主要內含成分進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含有效成分，進一步了解貴州綠茶品質特征，達到對貴州綠茶產品進行初步分類目的，也為貴州綠茶數據化拼配提供理論依據。

1?材料與方法

1.1?供試樣品

茶葉樣品來源于貴州境內各茶葉企業送檢樣品及部分試驗試制樣品，共175份樣品，由于企業送檢時要求檢測的指標不一致，存在一些指標未檢測而造成部分樣品數據缺失，在做主成分分析時，剔除數據缺失的樣品，僅對145個樣品進行分析。

1.2?指標測定

水浸出物、氨基酸、總灰分、咖啡堿、茶多酚、兒茶素組分（包括沒食子酸GA、表沒食子兒茶素EGC、兒茶素+C、表兒茶素EC、表沒食子兒茶素沒食子酸酯EGCG、表兒茶素沒食子酸酯ECG）均按國家相關檢測標準檢測。檢測數據由貴州省茶葉研究所茶葉質量檢測中心出具。

1.3?數據處理及評價方法

利用SPSS統計分析軟件對145個茶葉樣品的10項主要內含成分指標進行主成分分析，求得各綠茶產品的綜合得分，然后對其綜合得分以歐氏距離為衡量茶樣產品間差異大小的指標，采用類平均法進行聚類分析。主要分析步驟參照文獻[8-9]進行。

2?結果與分析

2.1?貴州綠茶主要品質成分分析

從表1可以看出，貴州綠茶水浸出物平均含量達46.66%，比國家標準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52.50%，最小值為41.80%，變異系數僅為5.19%，說明貴州綠茶水浸出物含量變化小，含量穩定，同時茶葉水浸出物含量也是直接反映茶葉營養功能成分豐度的指標，高水浸出物是貴州綠茶品質優越、營養功能成分豐富的體現。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%，變異系數為54.38%，說明氨基酸含量變異較大;從百分位數值看25%以上的茶葉產品氨基酸含量高于3.7%。茶多酚平均含量為21.76%，變幅為14.00%～29.80%，變異系數為12.78%，從百分位值看25%以上的茶葉產品茶多酚含量高于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指標，含量越低，說明茶葉嫩度越好，貴州綠茶總灰分含量平均值為5.74%，低于國家茶葉質量標準要求（7.50%）1.76%，變幅為3.40%～6.80%，變異系數為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家標準。表沒食子兒茶素沒食子酸酯（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%，變異系數為18.73%，從百分位值看25%以上的茶葉產品EGCG含量超過11.61%。兒茶素總量平均值為17.31%，變幅為9.70%～22.87%，變異系數為17.52%，從百分位值看，有25%兒茶素總量達到19.96%以上。具體來看，高含量氨基酸綠茶來源于貴州境內的某批次優質的白茶類產品，而高兒茶素含量可能來源于某些茶葉企業采集的古茶樹或野生大樹茶鮮葉加工的茶葉產品[10-13]。

2.2?茶葉內含成分之間的相關性

對貴州綠茶進行主成分分析前，對其10項內含成分（水浸出物、氨基酸、茶多酚、咖啡堿、EGC、+C、EC、EGCG、ECG、兒茶素總量）之間的相關性進行分析，如果大部分相關系數都小于0.3，并且未通過統計檢驗，那么原有變量就不適于進行因子（主成分）分析[14]。貴州綠茶內含成分間相關系數見表2。

從表2可以看出，貴州綠茶主要內含成分之間存在著不同程度的相關關系。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，與氨基酸存在極顯著的負相關，與+C存在顯著的負相關;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相關，與+C存在極顯著的正相關;茶多酚含量與EGC、EC、EGCG、ECG、兒茶素總量呈極顯著的正相關，與咖啡堿和+C分別呈顯著的正相關和負相關;咖啡堿含量與EC、+C存在極顯著的負相關，與ECG含量存在極顯著的正相關，與EGC、EGCG、兒茶素總量不存在顯著的相關關系。EGC含量與EC、EGCG、兒茶素總量呈極顯著的正相關，而與+C含量呈極顯著的負相關;+C與EC含量呈極顯著的正相關，而與EGCG呈顯著的負相關;EC與EGCG、ECG、兒茶素總量存在極顯著的正相關;EGCG與ECG、兒茶素總量存在極顯著的正相關;ECG與兒茶素總量存在明顯的正相關。對上述相關系數進行Bartlett球度檢驗時，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貴州綠茶復雜品質成分指標體系進行信息提取。

2.3?貴州綠茶內含成分主成分分析

根據貴州綠茶主要內含成分指標間的兩兩相關矩陣，求出10項貴州綠茶內含成分指標的10×10階相關矩陣的特征值、貢獻率和累計貢獻率（表3）。由表3可見，前5個特征值的累計貢獻率達到了89.006%，表明這5個主成分的信息量已達到原始數據提供信息總量的絕大部分（≥85%）。并將這5個特征值的特征向量列于表4。

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

提取5個主成分與原10項內含成分指標的標準化數據線性組合（表4），由此計算出各樣本5個主成分的得分。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個主成分的線性組合，綜合5個主成分線性組合關系即可求得145個貴州綠茶產品在5個主成分上的得分yi1～yi5，再根據綜合得分公式[8]，可計算出各綠茶產品的綜合得分值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，采用類平均法進行系統聚類，可將貴州綠茶145個產品分為3類（表5），即將貴州綠茶按內含品質成分狀況分為第Ⅰ類（-19.15≤F≤-6.03），該類包括19個樣本，所占比例為13.10%;第Ⅱ類（-5.42≤F≤1.36），樣品數為63個，所占比例為43.45%，第Ⅲ類（1.59≤F≤13.23），共有63個茶樣，所占比例為43.45%。總體來看，貴州綠茶主要集中在Ⅱ類和Ⅲ類上，所占比例高達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良品質這一特點。

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

3?結論與討論

貴州綠茶主要內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，同時水浸出物、總灰分含量優于國家綠茶標準。

該研究通過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，區分效果較好。第Ⅰ類貴州綠茶產品為高氨基酸型茶葉產品，氨基酸含量達4.29%，比總體平均值高出1.47%，但除氨基酸含量高外，其他內含成分較低。第Ⅱ類貴州綠茶產品為高兒茶素（+C）型茶葉產品，其兒茶素含量均高于其他兩類，其他茶葉內含成分含量也較高，也可以稱為茶葉內含成分較豐富型產品。第Ⅲ類貴州綠茶產品為內含成分豐富型茶葉產品，除了氨基酸、咖啡堿、兒茶素（+C）含量較低，其余的茶葉內含成分均高于其他兩類。總體來看，豐富和較豐富型綠茶產品占分析總數的86.90%，與貴州綠茶“濃爽味”的滋味特征相吻合。Ⅰ類綠茶產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特的品質特點。

目前對綠茶品質狀況的評價主要采用感官評審和茶葉內含功能成分含量的豐度來評價，該研究利用主成分分析的方法計算出貴州綠茶的綜合指標值，再根據該綜合指標值進行聚類分析劃分出貴州綠茶不同類型，可為貴州綠茶產品開發、品牌打造提供數據參考。然而該研究僅對貴州綠茶內含成分狀況進行了初步評價，如能結合外形、滋味、香氣、湯色等感官品質進行多方位評價，其評價結果將更具指導意義。

參考文獻

[1]鄢東海.貴州茶樹種質資源研究進展及野生茶樹資源調查[J].貴州農業科學，2009，37（7）：184-187.

[2]趙華富，周順珍，龔雪，等.貴州東部地區大樹茶調查報告[J].貴州茶葉，2012，40（2）：18-20.

[3]曹雨，劉聲傳，陳正武，等.遵義地區部分縣市古茶樹的生態環境與基本特征[J].貴州農業科學，2012，40（3）：16-19.

[4]段學藝，胡華健，王家倫，等.黔西南州大茶樹資源現狀及其保護與利用[J].農技服務，2011，28（12）：1736-1737.

[5]鄢東海，羅顯揚，魏杰，等.貴州地方茶樹資源的生化成分多樣性及綠茶品質[J].中國農學通報，2010，26（3）：81-85.

[6]趙華富，陳正武，劉曉霞，等.貴州古茶園調查及其茶樹的理化成分分析[J].貴州農業科學，2012，40（6）：86-89.

[7]董永泓，程武俊，張祥云.名優綠茶品質問題的成因淺析及對策探討[J].中國茶葉，2010，32（1）：27-28.

[8]趙華富，周國蘭，劉曉霞，等.貴州茶區土壤養分狀況綜合評價[J].中國土壤與肥料，2012（3）：30-34.

[9]王暉，丁偉，許自成，等.貴州煙區紫色土養分狀況的綜合評價[J].貴州農業科學，2006，34（6）：55-57.

[10]李俊，郭曉關，龐宏宇，等.貴州綠茶中咖啡堿和兒茶素含量分析[J].茶葉科學，2012，32（6）：480-484.

[11]陸錦時.茶樹兒茶素含量及組成特性與品種品質的關系[J].西南農業學報，1994，7（S1）：6-12.

[12]陳惠衡，施玲，劉芳.茶多酚測定結果與綠茶品質關系的研究[J].分析試驗室，2007，26（S1）：87-89.

[13]周順珍，趙華富，周國蘭，等.貴州綠茶主要呈味物質含量分析[J].貴州茶葉，2014，42（1）：19-21.

[14]宋志剛，謝蕾蕾，何旭洪.SPSS 16實用教程[M].北京：人民郵電出版社，2008.