成品茶產(chǎn)地理化分析鑒定現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

朱楠楠 胥錦樺 禹利君

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·長(zhǎng)沙·410128）

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已開展有關(guān)成品茶產(chǎn)地鑒定研究，主要采用礦質(zhì)元素分析、化學(xué)成分分析等方法，但成品茶礦質(zhì)元素及相應(yīng)的生化成分，與品種、栽培條件、加工技術(shù)等密切相關(guān)，用單一的方法進(jìn)行茶葉產(chǎn)地鑒定的結(jié)果不太穩(wěn)定。本文在分析前人研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出將礦質(zhì)元素分析、化學(xué)主成分分析兩種鑒別方法有機(jī)結(jié)合，以求更準(zhǔn)確地鑒定成品茶的產(chǎn)地。

1 礦質(zhì)元素分析在成品茶上的研究

礦質(zhì)元素分析已初步應(yīng)用于不同產(chǎn)地、不同種類茶葉的區(qū)分。Fernández-Cáceres PL 等[1]用 ICPAES測(cè)定綠茶、紅茶、速溶茶46個(gè)茶樣中Al、Ba、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Sr、Ti、Zn 的含量，發(fā)現(xiàn)在紅綠茶之間金屬元素的含量沒(méi)有明顯的差異，應(yīng)用主成分分析（PCA）、線性判別分析（LDA）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）等模式識(shí)別法區(qū)分茶樹類型，其中LDA和ANN顯示出更好的效果，并認(rèn)為這些化學(xué)計(jì)量學(xué)方法可用于區(qū)分亞洲與非洲茶及亞洲不同茶的產(chǎn)地。李海龍等[2]建立了用電感耦合等離子發(fā)射光譜法（ICP-AES） 分析磚茶中 Ca、Mg、K、Al、P、Cu、Zn、Fe、Mn等9種生命元素的方法，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.11%～8.68%之間，對(duì)磚茶中9種元素分析結(jié)果與普通茶葉作了比較分析，結(jié)果表明磚茶中P、Zn、K、Cu的含量均低于普通茶葉，分別只有普通茶葉的 48.70%、78.19%、85.68%和 98.78%，而 Al、Fe、Mn、Ca、Mg的含量均高于普通茶葉，分別是普通茶葉的 5.78、3.26、2.19、2.11 和 1.64 倍。康海寧等[3]應(yīng)用微波消解處理樣品，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定了不同產(chǎn)地、不同種類的29種茶葉中 的 Mg、Al、P、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr 和Pb共13種元素的含量，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，結(jié)合聚類分析和主成分分析，對(duì)來(lái)自江西、云南、廣東和福建四個(gè)地區(qū)的茶葉進(jìn)行了產(chǎn)地判別，并對(duì)不同種類的茶葉（紅茶、綠茶、烏龍茶、黑茶）進(jìn)行了區(qū)分，認(rèn)為主成分分析方法效果較為直觀，分類效果優(yōu)于聚類分析。礦質(zhì)元素含量與產(chǎn)區(qū)環(huán)境密切有關(guān)，但栽培管理水平對(duì)其含量也會(huì)產(chǎn)生影響。許凌等[4]利用電感耦合等離子發(fā)射光譜法（ICPAES）對(duì)綠茶、烏龍茶、普洱茶等多種茶葉中12種元素（Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、V、Zn）含量進(jìn)行了測(cè)定。姚劍亭等[5]采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）法測(cè)定了茶湯中的Cu、Fe、Mn、Zn、Cr、Cd等重金屬元素的含量。Salahinejad M等[6]用ICP-AES檢測(cè)了伊朗4個(gè)本地茶樣、7個(gè)進(jìn)口茶樣茶湯中有毒金屬（Al、As、Pb、Cr、Cd、Ni）和基本礦質(zhì)元素（Fe、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg）的含量，結(jié)果顯示每克紅茶中 Al、Ca、Mg、Mn 含量在毫克水平，Cr、Fe、Ni、Cu、Zn 含量在微克水平，除 Ni和 Cu 之外，當(dāng)?shù)睾瓦M(jìn)口紅茶中的大部分元素在方差分析中都沒(méi)有顯示出統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異，并研究了每種元素在茶湯中的浸提效率，被測(cè)元素的溶解度有很大的不同（0～59.3%），其中 Cr、Pb、Cd 溶解度最低，而 Ni的溶解度最高，茶湯中可獲得元素的量與每日攝取容許量相比較是安全的。王士霞等[7]（2010）采用火焰型原子吸收光譜法對(duì)市場(chǎng)上5種不同品牌茶葉中微量元素 Ca、Mg、Fe、Cu、Zn 的含量進(jìn)行測(cè)定，并通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納了各元素在樣品中的分布情況。宋江良等[8]以電感耦合等離子體發(fā)光色譜法（ICP-AES）檢測(cè)了產(chǎn)自不同地區(qū)信陽(yáng)毛尖茶中微量元素的含量，并測(cè)定溶出率，結(jié)果顯示其中微量元素 Mg、Mn、Al和 Fe 的含量均大于 150μg/g，Cu、Zn、Ni、Sr、Cr、Co、Cd 和 Pb 含量較低，As和 Se 未檢出；Mg、Mn和Zn首次溶出率大于30%，二次溶出率大于 10%，茶湯中未檢出 Cr、Fe、Cd和 Co，認(rèn)為不同地區(qū)信陽(yáng)毛尖的微量元素含量和溶出率存在差異。茶葉中礦質(zhì)元素含量與其不同品種的遺傳因素有關(guān)，受生長(zhǎng)土壤環(huán)境、肥培管理?xiàng)l件的影響，在加工過(guò)程中因加工工藝不同、加工環(huán)境影響發(fā)生不穩(wěn)定，僅利用單一的礦質(zhì)元素分析法鑒定茶樣的產(chǎn)地，鑒定結(jié)果不準(zhǔn)確。

2 化學(xué)成分分析在成品茶上的研究

成品茶特征化學(xué)成分的含量可以作為區(qū)分不同地區(qū)、不同品種、不同類型茶葉的重要依據(jù)。羅麗等[9]采用三氯化鋁比色法，對(duì)福建省安溪、永春、建甌及武夷山茶區(qū)所產(chǎn)的烏龍茶樣進(jìn)行了黃酮類化合物總量測(cè)定。結(jié)果表明，不同品種花色的烏龍茶黃酮類含量存在差異，佛手含量最高、鐵觀音含量最低；不同季節(jié)間，以秋茶最高，春茶次之，夏茶最低；不同地區(qū)的烏龍茶黃酮類含量高低依次為永春、武夷山、建甌、安溪，t檢驗(yàn)表明安溪與永春、武夷山的差異達(dá)極顯著，與建甌的差異達(dá)顯著，但茶樹加工、貯藏條件也會(huì)使黃酮類化合物含量改變。陳波等[10]用1HNMR分析測(cè)定35種從福建、云南、廣東、江西等地采集的不同種類的茶葉，檢測(cè)了多種氨基酸、茶氨酸、兒茶素（表沒(méi)食子兒茶素（EGC）、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)和一些未知的兒茶素）、蔗糖、未知糖類、脂肪酸、咖啡堿等的含量，所得的圖譜經(jīng)主成分分析，可對(duì)不同種類的茶葉以及鐵觀音產(chǎn)地進(jìn)行區(qū)分。但鐵觀音加工中內(nèi)含化學(xué)成分變化復(fù)雜，加工工序相同、工藝參數(shù)不同，內(nèi)含成分的變化不能完全的一致。呂海鵬等[11]采用HPLC對(duì)國(guó)內(nèi)茶樹種質(zhì)資源的EGCG3"Me含量及其變化規(guī)律進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)茶葉中EGCG3"Me的含量因茶樹種質(zhì)資源的不同存在很大差異，隨著葉片成熟度的提高而增加，且因季節(jié)不同存在差異（秋季新梢高于夏季新梢），由于不同茶類加工工藝的不同也顯示出較大差異，綠茶能有效地保持鮮葉中EGCG3"Me的含量，而烏龍茶加工中的萎調(diào)工序中茶葉EGCG3"Me含量有明顯增加。盧嘉麗等[12]對(duì)白葉單樅和黃觀音兩個(gè)烏龍茶的代表茶樹品種芽葉中的茶多酚進(jìn)行定性、定量比較分析。結(jié)果表明，兩個(gè)茶樹品種芽葉中的兒茶素類化合物組成基本相近，但白葉單樅中酯型兒茶素的含量比黃觀音高，非酯型兒茶素的含量比較低，并首次在我國(guó)茶樹現(xiàn)有栽培品種中發(fā)現(xiàn)（－）-epigallocatechin-3-（3"-O-methyl）gallate和（－）-epigallocatechin-3，5-digallate?？岛幍萚13]用高效液相色譜/二極管陣列檢測(cè)器（HPLC/DAD）對(duì) 33 個(gè)茶樣同時(shí)測(cè)定 (－)-沒(méi)食子兒茶素（GC）、(－)-表沒(méi)食子兒茶素（EGC）、(－)-表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（EGCG）、(－)-表兒茶素（EC）、(－)-表兒茶素沒(méi)食子酸酯（ECG）、咖啡堿（Caffeine）6種組分，以該6種組分的含量為指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，區(qū)分不同種類、不同產(chǎn)地及不同工藝的茶葉，具有一定的代表性。曾曉雄等[14]利用HPLC和Sugar-D色譜柱，建立了HPLC分析茶葉中游離糖含量的方法，并對(duì)綠茶、烏龍茶、紅茶和普洱茶中游離糖的含量進(jìn)行了測(cè)定與比較，分析結(jié)果顯示由于加工工藝的不同造成各種茶樣中游離糖的成分和含量的差異，綠茶的游離糖含量（總糖量45mg/g）最高且豐富，烏龍茶含糖量也較高，紅茶次之，普洱茶的含糖量（總糖量?jī)H4.13mg/g）最低。另外，不同茶類的游離糖的組成還會(huì)受到產(chǎn)區(qū)環(huán)境條件、栽培條件的影響。成浩等[15]采用杭州西湖區(qū)、紹興新昌縣和麗水市轄四縣區(qū)生產(chǎn)的三類扁形茶樣本，按單一品種和混合品種兩種策略，基于多元化學(xué)指紋圖譜和逐步判別技術(shù)鑒別茶樣產(chǎn)地。但茶葉化學(xué)成分含量受栽培、加工過(guò)程中多種因素的影響，并不能確切表明茶葉產(chǎn)地。林春桃等[16]對(duì)福建省漳州平和等地區(qū)生產(chǎn)的金萱烏龍茶中主要生化成分含量進(jìn)行測(cè)定，水浸出物含量為（38.18%±1.43%），茶多酚含量為（18.71%±1.76%），氨基酸含量為（4.11%±0.80%），酚氨比為（4.70±0.95），咖啡堿含量為（2.65%±0.37%），水溶性總糖含量為（7.94%±0.97%），兒茶素總量為（97.88±10.6）mg/g，黃酮類化合物含量為（8.34±1.52）mg/g。聚類分析將不同產(chǎn)地金萱烏龍茶茶樣分為3類，福建不同產(chǎn)地金萱烏龍茶的水浸出物和茶多酚含量變異系數(shù)較小，而氨基酸、黃酮類化合物含量變異系數(shù)較大，認(rèn)為不同產(chǎn)地環(huán)境對(duì)金萱烏龍茶的水浸出物和茶多酚含量影響較小，對(duì)氨基酸和黃酮類化合物含量的影響較大。但烏龍茶中生化成分的不同受加工工藝的影響很大，在加工過(guò)程中的環(huán)境條件也會(huì)造成生化成分含量的改變。楊群等[17]采用紅外傅里葉變換（FTIR）光譜法比較分析了云南普洱碧羅春茶（不發(fā)酵茶）、福建烏龍茶（半發(fā)酵茶）和普洱熟茶（全發(fā)酵茶）紅外特征譜的異同，結(jié)果顯示三種茶葉的紅外光譜比較相似，認(rèn)為由于發(fā)酵程度不同，三種茶中茶多酚類物質(zhì)成分的含量不同，因而它們具有各自的紅外特征譜，研究認(rèn)為茶葉的發(fā)酵程度與紅外特征譜的1037cm－1、1147cm－1、1324cm－1、1520cm－1和1240cm－1附近吸收峰的強(qiáng)度和峰形密切相關(guān)，根據(jù)上述紅外光譜特征峰的吸光度和峰形，可以區(qū)分茶葉的發(fā)酵程度等，但茶多酚類含量也因茶葉產(chǎn)地的環(huán)境條件、栽培條件等而存在差異。王麗鴛等[18]利用HPLC化學(xué)指紋圖譜，針對(duì)兒茶素類和黃酮苷類物質(zhì)進(jìn)行武夷巖茶的分類識(shí)別分析試驗(yàn)，依據(jù)其判別函數(shù)得分值的差異，對(duì)不同原料品種、不同地區(qū)生產(chǎn)的武夷巖茶進(jìn)行判別。Jia-Hua Li等[19]用茶多酚（EGCG、EGC、ECG、EC、CA、SIR、GA）作為化學(xué)分類標(biāo)記對(duì)中國(guó)和日本的89個(gè)野生型、雜種型、栽培型茶樹進(jìn)行表型關(guān)系研究，最小方差聚類分析得到包括3個(gè)亞類的系統(tǒng)樹圖，A類包括古茶樹，表明相對(duì)原始茶樹中ECG和EC的含量高、EGCG和EGC的含量少，B類（中國(guó)雜交種）和C類（日本、臺(tái)灣茶樹）的ECG和EC的含量比A類低，PCA和聚類分析表明了含有高EGCG、EGC（低ECG、EC）的茶樹更接近于原始茶樹，與現(xiàn)在的茶樹起源理論相一致。茶樹生長(zhǎng)中的物質(zhì)積累是形成成品茶化學(xué)成分的基礎(chǔ)，與不同茶樹品種的遺傳因素有關(guān)。同一個(gè)茶樹品種在不同地區(qū)、不同栽培管理?xiàng)l件下，葉片中物質(zhì)積累與代謝活動(dòng)速率不同，使其化學(xué)組成的含量與比例不同。茶葉加工過(guò)程中的溫濕度與含水量的改變，促進(jìn)或抑制了茶葉中的酶促或非酶促反應(yīng)，物質(zhì)類型與含量發(fā)生改變，由于茶葉加工過(guò)程中條件不能夠保持絕對(duì)的一致，成品茶中的化學(xué)成分并不能完全體現(xiàn)其產(chǎn)地。利用化學(xué)成分分析鑒定茶樹及成品茶的產(chǎn)地，結(jié)果是不穩(wěn)定的。

3 小結(jié)

目前已進(jìn)行的成品茶產(chǎn)地鑒定研究均是以不同產(chǎn)地的成品茶內(nèi)含礦質(zhì)元素含量或生化成分含量不同為出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)行聚類分析。植物中礦質(zhì)元素含量與它的生長(zhǎng)環(huán)境密切相關(guān)，如水、大氣和土壤等，植物主要從土壤中吸收礦質(zhì)元素，來(lái)源于不同產(chǎn)地的茶葉在礦質(zhì)元素的含量上存在差異。另外，不同類型的茶葉由于加工工藝不同，其中的元素含量也會(huì)發(fā)生一定的變化。因此，礦質(zhì)元素的含量可以作為區(qū)分茶葉產(chǎn)地的重要參考指標(biāo)。茶樹鮮葉內(nèi)含成分的差異是造成成品茶內(nèi)含成分不同的基礎(chǔ)，加工工藝、加工環(huán)境等因素會(huì)影響內(nèi)含成分的變化程度，在區(qū)分不同產(chǎn)地的成品茶時(shí)，茶葉中內(nèi)含化學(xué)成分分析可起到參考作用。因此，若要實(shí)現(xiàn)對(duì)成品茶產(chǎn)地的有效鑒定，需將茶葉的礦質(zhì)元素分析和特征化學(xué)成分分析相結(jié)合，才能提高其鑒定的準(zhǔn)確性。

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