不同茶樹品種（系）的綠茶滋味分析及評價模型構(gòu)建

馬林龍，劉艷麗，曹 丹，劉盼盼，王勝鵬，黃詠明，金孝芳

不同茶樹品種（系）的綠茶滋味分析及評價模型構(gòu)建

馬林龍，劉艷麗，曹 丹，劉盼盼，王勝鵬，黃詠明，金孝芳※

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所，武漢 430064）

為客觀準(zhǔn)確地評價不同茶樹品種（系）綠茶的滋味品質(zhì)，該研究系統(tǒng)分析了25個茶樹品種（系）綠茶的主要滋味成分含量及其Dot值，利用主成分分析法對不同茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)進(jìn)行綜合評價并建立滋味品質(zhì)評價模型。結(jié)果表明：兒茶素、咖啡堿是不同茶樹品種（系）綠茶苦澀味強(qiáng)度差異的主要原因，其中表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate, EGCG）是所測樣品中澀味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)，EGCG和咖啡堿為所測樣品中苦味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。氨基酸是不同茶樹品種（系）綠茶鮮味、甜味差異主要因素，谷氨酸是所測樣品中鮮味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。主成分分析表明：前5個主成分的累計方差貢獻(xiàn)率為79.018%，并以前5個主成分的線性回歸方程和貢獻(xiàn)率構(gòu)建了滋味品質(zhì)評價模型，模型評價結(jié)果與感官審評結(jié)果較為相似，存在極顯著相關(guān)性（＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.791；利用模型中各主成分的得分，能夠較好的區(qū)分所測樣品的苦、澀、鮮、爽等滋味特征。因此，該研究所建模型能夠較好的評價所測樣品的滋味品質(zhì)及其主要滋味特征的差異，為各茶樹品種（系）的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)，也為不同茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)的科學(xué)評價提供新的思路和方法。

加工；茶樹品種（系）；綠茶；滋味品質(zhì)；評價模型；主成分分析

0 引 言

茶樹是一種多年生常綠木本植物，在全球范圍內(nèi)廣泛種植，由其葉片加工而成的茶飲品被譽(yù)為“世界三大非酒精飲料”之一[1]。茶葉香氣、滋味及湯色等是評價茶葉品質(zhì)的主要指標(biāo)，是影響茶葉經(jīng)濟(jì)效益的重要因素[2]。其中茶葉滋味是指茶湯中多酚類、生物堿類、氨基酸類、碳水化合物類等水溶性呈味物質(zhì)對人體感官味覺的綜合作用的結(jié)果，是決定茶葉風(fēng)味品質(zhì)的關(guān)鍵因子[3]。茶葉中的呈味物質(zhì)主要分為澀味物質(zhì)、苦味物質(zhì)、鮮味物質(zhì)、甜味物質(zhì)和酸味物質(zhì)五大類，不同茶類茶葉因呈味物質(zhì)的種類、含量、組成等不同而表現(xiàn)出不同的滋味特征，如綠茶具有苦、澀、鮮、爽等滋味特征，而紅茶則要求滋味濃、強(qiáng)、鮮、甜[3-5]。其次，相同茶類因加工工藝或原料的差異，也表現(xiàn)出不同的滋味特征，如祁門紅茶滋味甜醇，滇紅滋味濃、鮮、爽，印度紅茶則具有滋味濃強(qiáng)的特點(diǎn)[5-6]。

綠茶是中國最大的消費(fèi)茶類，2018年全國干毛茶總產(chǎn)量為264萬t，其中綠毛茶產(chǎn)量為166.3萬t，約占茶葉總產(chǎn)量的63%[7]。綠茶屬于不發(fā)酵茶，鮮葉中的酶經(jīng)過高溫殺青后基本被鈍化，最大程度的保留了鮮葉中原有的品質(zhì)成分[8]。不同茶樹品種因鮮葉中的生化成分種類、含量、組成比例等不同，對所制綠茶的滋味和口感影響較大[9-10]。如安吉白茶、中黃1號等葉色突變品種因具有高含量的氨基酸和低含量的多酚類物質(zhì)，所制綠茶具有滋味鮮爽、苦澀味輕等特點(diǎn)[11]；苦茶因含有高含量的苦茶堿，所制綠茶滋味相對較苦[12]。近年來，為滿足中國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，先后培育了一系列優(yōu)良茶樹品種[13]。然而茶樹品種的多樣化，給茶葉的滋味品質(zhì)鑒定與評價帶來較大的困難。目前，茶葉滋味品質(zhì)一般采用感官審評法，但此法易受到評茶人員主觀因素和外界環(huán)境因素的影響，一定程度上限制了其評價的客觀性。因此，本研究通過對25個茶樹品種（系）所制綠茶的主要滋味成分含量和Dot值（茶湯中滋味成分的濃度/呈味閾值）進(jìn)行系統(tǒng)比較分析，利用主成分分析法對不同茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)進(jìn)行綜合評價并建立滋味品質(zhì)評價模型，以期客觀準(zhǔn)確的了解各品種（系）綠茶的滋味品質(zhì)，為各茶樹品種（系）的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)，也為不同茶樹品種（系）滋味品質(zhì)的科學(xué)評價提供新的思路和方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

為增加試驗(yàn)結(jié)果的有效性和可靠性，本研究選取的25個茶樹品種（系）主要為近年來新選育的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高抗且在綠茶產(chǎn)區(qū)應(yīng)用推廣良好的綠茶品種，以及本課題組近年來選育出具有較好應(yīng)用前景的優(yōu)良茶樹品系，各品種（系）信息如表1所示。25個供試材料均采自湖北省茶樹種質(zhì)資源圃。2013年將1年生大小一致的25個茶樹品種（系）茶苗栽植在四周空曠、地勢平坦、土壤結(jié)構(gòu)良好、肥力中等一致的試驗(yàn)田中，各品種（系）種植試驗(yàn)小區(qū)面積為13.5 m2，3次重復(fù)，隨機(jī)排列，種植方式：大行距150 cm，小行距40 cm，株距20 cm，雙行雙株側(cè)窩種植，栽培管理措施一致。2018年3月份采摘各品種（系）春梢一芽二葉，制作烘青綠茶茶樣。制作工藝流程：攤放→殺青→揉捻→初烘→攤涼→復(fù)烘→攤涼包裝[14]。

表1 參試品種（系）及來源地

1.2 試劑與儀器

1.2.1 主要試劑

色譜級甲醇、乙腈、乙酸購自美國Fisher公司。咖啡堿、沒食子酸、表沒食子兒茶素（Epigallocatechin，EGC）、表兒茶素（Epicatechin，EC）、沒食子兒茶素（Gallocatechin，GC）、兒茶素（Catechin，C）、表兒茶素沒食子酸酯（Epicatechin gallate，ECG）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）、兒茶素沒食子酸酯（Catechin gallate，CG）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（Gallocatechin gallate，GCG）購自美國Sigma aldrich公司。氨基酸分析專用試劑包AccQ?Tag（衍生試劑AccQ?Fluor和洗脫緩沖鹽）、17種氨基酸混合標(biāo)樣購自美國Waters公司。L-茶氨酸、L-鳥氨酸購自上海源葉生物科技有限公司。硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、茚三酮、氯化亞錫等購置于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限責(zé)任公司。

1.2.2 主要儀器

高效液相色譜儀（E2695，2998PDA Detector）購自美國Waters公司，電子天平（PL203）購自梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司，電熱鼓風(fēng)干燥箱（WGL-230B）、電熱恒溫水浴鍋（DK-98-Ⅱ）購自天津市泰斯特儀器有限公司，紫外-可見分光光度計（U-5100）購自日本日立公司，滾筒殺青機(jī)（6CSM-50型）和電熱式碧螺春烘干機(jī)（6CHM-901型）購自浙江富陽茶機(jī)廠。

1.3 試驗(yàn)方法

游離氨基酸總量測定采用茚三酮比色法，L-谷氨酸為標(biāo)準(zhǔn)物[15]；茶多酚含量測定采用酒石酸亞鐵比色法[16]；水浸出物含量測定參照GB/T 8305—2013[17]；咖啡堿、兒茶素組分和氨基酸組分測定采用高效液相色譜（HPLC）法[11]；水溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍(lán)法[18]；水溶性糖測定采用蒽酮比色法[18]；滋味品質(zhì)感官審評方法參照GB/T 23776—2018[19]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計分析；采用Spss17.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析、差異性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同茶樹品種（系）綠茶主要滋味成分分析

2.1.1 主要澀味、苦味成分含量分析

澀味、苦味是綠茶滋味的主體特征，若綠茶的滋味以10分計算，澀味、苦味的比例高達(dá)4.17和3.44[20]。水浸出物是反映茶葉特征性成分含量以及茶湯厚薄濃淡的一個重要指標(biāo)，且與茶湯苦味、澀味呈顯著正相關(guān)[21-22]。由表2可知，所測樣品的水浸出物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為39.90%～45.72%，其中狗腦02、玉露1號和陜茶1號的水浸出物明顯高于其他品種（系），而黟選1號、中黃2號、中黃1號、福鼎大白茶和木荷201的水浸出物則相對較小。多酚類物質(zhì)在茶葉中含量高，浸出率大，是茶湯苦澀味形成的主要物質(zhì)[20-21]。由表2可知，所測樣品茶多酚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.15%～35.12%，其中TRI19、鄂茶12和陜茶1號茶多酚含量顯著高于其他品種（系），而在中黃1號、中黃2號、中選8號和白葉一號茶多酚含量顯著低于其他品種（系）。咖啡堿是綠茶茶湯苦味的重要來源，約占茶葉干物質(zhì)質(zhì)量的2%～5%，與茶湯苦味呈顯著正相關(guān)[21]。由表2可知，所測樣品咖啡堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.41%～5.42%，其中07-7-68和嶗山3號為5.42%和5.12%，顯著高于其他品種（系），而在木荷201和07-7-64中含量較低，僅為3.41%和3.45%。此外，茶湯的苦澀味還與沒食子酸含量呈顯著正相關(guān)[21]。由表2可知，所測樣品沒食子酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.18%～0.75%，其中沒食子酸在20-2-1、鄂茶11、黟選1號中含量相對較高，而在嶗山3號和玉露1號中僅為0.18%和0.20%。

兒茶素是茶多酚的主體物質(zhì)，約占茶多酚總量的70%～80%，其味感上主要表現(xiàn)為苦澀味，且滋味強(qiáng)度均隨濃度的升高而增加[23]。不同種類兒茶素在苦澀味強(qiáng)度上存在明顯的差異[24]，如EGCG、ECG等酯型兒茶素的苦澀、收斂性強(qiáng)，而EGC、EC等非酯型兒茶素滋味較醇和、回味爽口；此外，同種兒茶素在苦味和澀味強(qiáng)度上也表現(xiàn)出一定的差異[24]，如EGCG的苦味強(qiáng)于澀味，EGC的澀味強(qiáng)于苦味，ECG的苦澀味相當(dāng)。通過對25個品種（系）綠茶兒茶素組分測定分析（表2），所測樣品兒茶素組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80.98 mg/g（中黃2號）～146.94 mg/g（嶗山3號），兒茶素組分總體表現(xiàn)為EGCG含量最高，其次為GCG、EGC、ECG，而C、GC、EC和CG含量則相對較低。然而，不同的茶樹品種（系）綠茶在兒茶素組分及總量均存在較大的差異。因此，推測過高或過低的兒茶素、咖啡堿等澀味、苦味成分可能是不同茶樹品種（系）綠茶苦澀味差異形成的一個重要因素。

2.1.2主要鮮味、甜味成分含量分析

鮮味、甜味在綠茶滋味中所占比例較小，但能夠?qū)G茶總體滋味進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)節(jié)，是綠茶滋味品質(zhì)形成的重要因素[20,25]。氨基酸是綠茶鮮爽味的主體成分，且與茶葉甜味存在一定的相關(guān)性[26-27]。由表3可知，所測樣品氨基酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.80%～5.92%，其中中黃1號、中黃2號、茶農(nóng)98、木荷201、蘇玉黃和白葉一號等6個品種的氨基酸含量較高且大于5%，說明這6個品種綠茶的鮮爽味明顯高于其他品種（系）。綠茶中富含多種氨基酸，然而并不是所有的氨基酸都呈現(xiàn)鮮爽味，有的氨基酸甚至呈現(xiàn)苦味或澀味[28-29]。由表3可知，茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、絲氨酸和精氨酸是所測樣品中的主要氨基酸，其中茶氨酸、谷氨酸和天冬氨酸是所測樣品中主要的鮮味氨基酸，絲氨酸、谷氨酰胺是主要甜味氨基酸，精氨酸是主要苦味氨基酸。但不同種類氨基酸在不同茶樹品種（系）中存在較大的差異，如被認(rèn)為是綠茶鮮爽味主要來源的茶氨酸在木荷201、蘇玉黃和中黃2號中顯著高于其他品種（系），而在漕溪1號、嶗山3號、03-7-4和福鼎大白茶中要顯著低于其他品種（系）。

水溶性蛋白是茶葉中重要的鮮味物質(zhì)，與茶葉的滋味品質(zhì)顯著相關(guān)[26-27]。由表3可知，所測樣品中水溶性蛋白的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.33%～5.05%，但僅在較少品種（系）間存在顯著性差異。果糖、葡萄糖、蔗糖等水溶性糖在茶葉中含量不高，且甜味也不是茶湯的主體，但能在一定程度上削弱茶湯的苦澀味和提高茶湯的粘稠度[20,25]。25個品種（系）中水溶性糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.96%～7.95%，但僅在含量最高（狗腦02）和最低（中黃2號）間有顯著差異，其余品種（系）間均無顯著差異。因此，從不同茶樹品種（系）綠茶的主要鮮味、甜味成分含量上看，過高或過低氨基酸組分可能是不同茶樹品種（系）綠茶鮮味、甜味差異形成的一個主要因素，而水溶性蛋白、水溶性糖對所測樣品鮮味、甜味影響相對較小。

2.1.3主要滋味成分Dot值分析

不同的滋味成分有著各自的味感，在不同濃度時呈不同的強(qiáng)度，并由于其各自的味感閾值及在茶湯中含量的不同而對茶湯滋味構(gòu)成有著不同程度的貢獻(xiàn)[21,29]。Dot值是綜合考慮滋味成分的含量和呈味閾值，避免了僅以滋味成分含量反映其對滋味貢獻(xiàn)大小的誤區(qū)，是評價各化合物對樣品滋味貢獻(xiàn)重要性的方法，一般認(rèn)為Dot＞1的滋味物質(zhì)對茶湯呈味有顯著貢獻(xiàn)[29-30]?；诓煌铇淦贩N（系）綠茶主要滋味成分含量并通過文獻(xiàn)查找各滋味成分的呈味閾值，對所測樣品進(jìn)行滋味貢獻(xiàn)度分析[27,29-30]。由表4可知，EGCG、ECG、GCG、EGC、GC、CG和沒食子酸等7個主要澀味物質(zhì)在25個品種（系）綠茶中的平均Dot值均大于1，其中EGCG在所測樣品中的Dot值大小7.95～16.42，平均Dot值為12.47，為所測樣品中澀味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)；其次ECG（2.73～6.06）、GCG（3.08～6.18）和EGC（1.35～6.67）的Dot值相對較大。EGCG、GCG、ECG、CG和咖啡堿等5個主要苦味物質(zhì)在25個品種（系）綠茶中的平均Dot值均大于1，其中EGCG和咖啡堿為所測樣品中苦味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)，在所測樣品中的Dot值大小依次為5.78～11.94、5.85～9.30；其次GCG和ECG對苦味有較大的貢獻(xiàn)。鮮味物質(zhì)的平均Dot值在所測樣品中均小于1，但谷氨酸在部分樣品中的Dot值大于1，推測谷氨酸可能對25個品種（系）綠茶的鮮味差異的一個重要因素；茶氨酸在25個品種（系）綠茶含量雖最高，但由于閾值較大，導(dǎo)致對鮮味的貢獻(xiàn)相對較小。同樣，谷氨酰胺和絲氨酸雖是甜味物質(zhì)，但由于呈味閾值較大，對茶湯甜味貢獻(xiàn)較小。

2.2 不同茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)綜合評價及模型構(gòu)建

將25個品種（系）綠茶23個主要滋味成分構(gòu)成25×23的矩陣，利用Spss17.0軟件對其進(jìn)行主成分分析。由表5可知，前5個主成分的累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)到79.018%，基本解釋23個變量中的大部分信息。第1主成分解釋了總變異信息的22.268%，主要綜合了水浸出物、茶多酚、EGCG和兒茶素總量的信息，這些是影響茶湯濃度和苦澀味的重要因素，因此將其定義為“苦澀味因子”。第2 主成分包含了原始信息的18.338%，其大小主要由EGC、GC和EC等非酯型兒茶素決定，非酯型兒茶素一般具有回味爽口、收斂性弱等特點(diǎn)，因此將其定義為“爽口因子”。第3主成分包含了原始信息的14.828%，其大小主要由咖啡堿、GCG和茶氨酸得分決定，咖啡堿、GCG呈正向分布，茶氨酸呈負(fù)向分布；研究認(rèn)為茶氨酸鮮爽味閾值較大，自身對茶湯鮮爽味貢獻(xiàn)不大，但能夠有效緩減咖啡堿帶來的苦味[29,31]，因此將其定義為“苦味因子”。第4 主成分包含了原始信息的14.378%，其大小主要由谷氨酸、天冬氨酸和谷氨酰胺等氨基酸以及氨基酸總量得分決定，因此將其定義為“鮮爽味因子”。第5主成分包含了原始信息的9.206%，主要增加了滋味綜合評價模型的信息表達(dá)量，使模型更全面的反映不同茶樹品種（系）綠茶滋味的綜合品質(zhì)。

表2　不同茶樹品種（系）綠茶的主要澀味、苦味成分含量

注：表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05），下同。

Note: Different English lowercase letters in the same column indicate significant difference in<0.05 level, the same as below.

表3 不同茶樹品種（系）綠茶的主要鮮味、甜味成分含量

采用公式（1）對25個品種（系）的23個滋味指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，獲得第個品種（系）第項(xiàng)指標(biāo)（X）的標(biāo)準(zhǔn)化值score（X），其中`X為全部樣品第項(xiàng)指標(biāo)的平均值，為第項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差；利用Spss17.0軟件獲得第（取值為1到5）項(xiàng)主成分方差貢獻(xiàn)率α和項(xiàng)主成分中第項(xiàng)指標(biāo)的特征向量λ（表5），采用公式（2）建立前5個主成分的線性回歸方程F，最后通過公式（3）計算第個品種（系）滋味品質(zhì)綜合評價得分（S），建立滋味品質(zhì)評價預(yù)測模型。

score(X)=(X-`X)/σ（1）

F=∑23=1λscore(X)（2）

S=(∑5=1αF)/∑5=1α（3）

利用該預(yù)測模型分別計算出25個茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)綜合評價得分（S）和各主成分得分（F），對各品種（系）綠茶滋味品質(zhì)進(jìn)行綜合評價分析。由表6可知，嶗山3號、03-7-4、狗腦02、玉露1號、茶農(nóng)98和白葉一號的綜合評價得分明顯高于其他品種（系），在整體滋味方面表現(xiàn)突出；而中黃2號、黟選1號、福鼎大白茶、木荷201和嵐里香的綜合評價得分相對較低，在整體滋味方面表現(xiàn)較差。陜茶1號、狗腦02、TRI19和茶農(nóng)98在第1主成分上得分較高，苦澀味較重；而中黃2號、福鼎大白茶、中選8號、中黃1號和鳥王106得分較低，苦澀味較輕。03-7-4、中選8號和玉露1號在第2主成分上得分較高，滋味回味爽口；而中黃1號、陜茶1號和黟選1號得分較低，回味欠爽。嶗山3號和07-7-68在第3主成分上得分較高，苦味較重；而木荷201、蘇玉黃、07-7-64、TRI19和陜茶1號得分較低，苦味較輕。中黃1號、白葉一號和木荷201在第4主成分上得分較高，滋味鮮爽；而福鼎大白茶、黟選1號和嵐里香得分較低，滋味欠鮮爽。

表4 不同茶樹品種綠茶茶湯滋味成分的Dot值分析

為檢驗(yàn)上述滋味品質(zhì)評價模型的可靠性，采用滋味品質(zhì)感官審評法對模型進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。滋味感官審評采用集體評分的形式進(jìn)行盲評，由5位評茶員組成一個審評小組并確定主評人，主評人先評出滋味品質(zhì)得分后，其他人員根據(jù)滋味品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對主評出具的分?jǐn)?shù)進(jìn)行修改和確認(rèn)，最后共同確定分?jǐn)?shù)和特征描述，具體方法參照GB/T 23776—2018[19]。由表6可知，所測樣品滋味品質(zhì)的感官審評得分和模型的評價結(jié)果較為相似，相關(guān)性分析表明滋味品質(zhì)的感官審評得分和模型評價得分存在極顯著相關(guān)性（＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.791，說明該評價模型能夠較好的評估所測樣品的滋味品質(zhì)。此外，由表6不難看出用感官審評方法對所測樣品滋味品質(zhì)評價時，存在一些樣品滋味品質(zhì)評價得分一致的現(xiàn)象，很難區(qū)分這些樣品的滋味品質(zhì)差異，而通過評價模型能夠較好的區(qū)分這些樣品。另外，在滋味感官審評中對所測樣品的滋味感官特征僅從濃淡、厚薄和鮮鈍等方面進(jìn)行簡單的描述，難以較好地區(qū)分樣品的滋味特征，而利用評價模型中各主成分的得分，能夠較好地區(qū)分所測樣品的苦、澀、鮮、爽等滋味特征。因此，所建模型能夠較好的區(qū)分和評價所測樣品的滋味品質(zhì)及其苦、澀、鮮、爽等滋味特征的差異，有效避免滋味感官審評中的一些不足，更加科學(xué)準(zhǔn)確地評價各茶樹品種（系）綠茶的滋味品質(zhì)。

表5 各主成分的特征向量和方差貢獻(xiàn)率

表6 不同茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)感官審評和模型評價

3 討 論

3.1 主要滋味成分對茶葉滋味品質(zhì)的影響

滋味是茶葉中最重要的品質(zhì)因子，是判別茶葉品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵因素之一[3]。澀味、苦味是綠茶滋味的主體特征，茶多酚、兒茶素、咖啡堿等澀味、苦味物質(zhì)的含量、組成比例直接影響綠茶的滋味與口感[3,20]。張英娜等[2,23]研究認(rèn)為兒茶素、咖啡堿是茶湯苦澀味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)，其含量、組成比例的不同是茶湯苦澀味強(qiáng)度差異形成的重要因素。兒茶素、咖啡堿分析表明，不同茶樹品種（系）綠茶兒茶素組分呈現(xiàn)規(guī)律基本一致，但各兒茶素組分、咖啡堿含量均存在較大差異。鮮味、甜味在綠茶滋味中所占比例較小，但氨基酸、水溶性蛋白和水溶性糖等鮮味、甜味物質(zhì)能夠?qū)G茶滋味進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)節(jié)[20,25-27]。所測樣品氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.80%～5.92%，在不同茶樹品種（系）間存在明顯差異，而水溶性蛋白和水溶性糖僅在較少品種（系）間存在顯著性差異。氨基酸被認(rèn)為是綠茶鮮味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)，然而并不是所有的氨基酸都呈現(xiàn)鮮爽味[28-29]。氨基酸組分分析表明，各氨基酸組分在不同茶樹品種（系）間存在明顯差異。因此，推測兒茶素組分、氨基酸組分、咖啡堿含量不同是不同茶樹品種（系）綠茶苦澀味、鮮味、甜味強(qiáng)度差異形成的主要原因。

為進(jìn)一步明確主要滋味成分對茶湯滋味的貢獻(xiàn)度，Dot值是綜合考慮滋味成分的含量和呈味閾值，避免了僅以滋味成分含量反映其對滋味貢獻(xiàn)大小的誤區(qū)[27]。當(dāng) Dot 值大于1 時，表明該成分對茶湯滋味有顯著貢獻(xiàn)，Dot 值越大其滋味貢獻(xiàn)度越高[2]。所測樣品的Dot值分析表明，共有7個主要澀味物質(zhì)在所測樣品中的平均Dot值大于1，其中EGCG是所測樣品中澀味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)，其次為ECG、GCG和EGC；共有5個主要苦味物質(zhì)在所測樣品中的平均Dot值大于1，其中EGCG和咖啡堿為所測樣品中苦味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)，其次為GCG和ECG。此外，在所測樣品中鮮甜味物質(zhì)的平均Dot值在所測樣品中均小于1，但谷氨酸在部分樣品中的Dot值大于1，推測谷氨酸可能是所測樣品鮮味差異的一個重要因素。

3.2 不同茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)綜合評價

茶葉中滋味成分種類豐富，不同滋味成分呈味特征、含量、呈味閾值等存在較大的差異，往往給滋味的綜合評價帶來了較大的困難。近年來，運(yùn)用多元統(tǒng)計學(xué)方法對茶葉香氣、滋味等品質(zhì)進(jìn)行綜合評價有較為廣泛的應(yīng)用，其中主成分分析法通過對多個變量進(jìn)行無量綱化處理，運(yùn)用線性變化將多個變量簡化成少數(shù)綜合變量，各主成分之間相互獨(dú)立，可以更加科學(xué)準(zhǔn)確的評價茶葉品質(zhì)[32-33]。利用主成分分析法對25個品種（系）綠茶23個主要滋味成分進(jìn)行綜合分析，前5個主成分的累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)到79.018%，基本解釋23個變量中的大部分信息，并以前5個主成分的線性回歸方程和方差貢獻(xiàn)率構(gòu)建滋味品質(zhì)評價模型對各品種（系）綠茶滋味品質(zhì)進(jìn)行綜合評價。從綜合評價得分和各主成分得分來看，本研究選取的25個茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)存在明顯不同，且在苦、澀、鮮、爽等滋味特征上表現(xiàn)出較大的差異。另外，在綜合評價中獲得較高得分的品種（系），往往具有內(nèi)含物質(zhì)豐富、滋味成分含量均相對較高等特征；而僅在某個滋味成分含量較高的品種（系）往往很難獲得較高的綜合評價得分，如中黃2號、木荷201和蘇玉黃雖含有較高的氨基酸，但在其他滋味成分上表現(xiàn)不突出，在綜合評價中得分較低。因此，通過對25個茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究，為各茶樹品種（系）的推廣應(yīng)用和新品種選育提供理論依據(jù)。

3.3 綠茶滋味品質(zhì)評價模型構(gòu)建與應(yīng)用

茶葉滋味品質(zhì)評價目前主要是傳統(tǒng)的感官審評法，但此法易受到評茶人員主觀因素和外界環(huán)境因素的影響，一定程度上限制了其評價的客觀性；同時，感官審評結(jié)果易出現(xiàn)離散度較大的情況，且樣品較多時易出現(xiàn)評價指標(biāo)的平均值相同、難以較好的區(qū)分樣品排名等情況。本研究基于25個茶樹品種（系）綠茶23個主要滋味成分利用主成分分析法建立不同茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)評價模型，該預(yù)測模型對各品種（系）綠茶滋味品質(zhì)評價結(jié)果與感官審評結(jié)果較為相似，相關(guān)系數(shù)為0.791（＜0.01），能夠較好的評估所測樣品的滋味品質(zhì)。其次，本研究選取的主要為近年來新選育的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高抗且在綠茶產(chǎn)區(qū)應(yīng)用推廣良好的綠茶品種（系），前期感官審評表明部分品種在苦澀、鮮爽等滋味特征上存在較大差異，且主要呈味物質(zhì)在不同品種（系）中含量存在較大的差異，增加模型的可靠性和準(zhǔn)確性。利用該評價模型能夠有效避免滋味感官審評中因人、環(huán)境等主客觀因素的干擾，更加科學(xué)準(zhǔn)確的評價茶葉的滋味品質(zhì)；還通過評價模型中各主成分的得分，較好的區(qū)分所測樣品的苦、澀、鮮、爽等滋味特征，使茶葉滋味品質(zhì)評價更加系統(tǒng)全面。因此，本研究所建模型將有助于明確各茶樹品種（系）綠茶的滋味品質(zhì)，也為綠茶滋味品質(zhì)的科學(xué)準(zhǔn)確評價提供新的思路和方法。

茶樹品種是茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，新品種選育和良種引進(jìn)是提高茶葉品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段[34]。通過對新品種和引進(jìn)品種所制綠茶主要滋味成分含量的測定，并利用該模型可快速區(qū)別其與模型中已有品種滋味品質(zhì)的差異，科學(xué)準(zhǔn)確掌握其滋味品質(zhì)，為明確新品種和引進(jìn)品種所制綠茶品質(zhì)提供理論依據(jù)，在新品種選育和良種引進(jìn)等方面上具有重要的應(yīng)用價值。此外，同一品種因種植環(huán)境、鮮葉等級和加工工藝等不同，使所制綠茶在滋味品質(zhì)上存在較大差異[35]。本研究所建模型同樣可區(qū)分和評價因種植環(huán)境、采摘時間和加工工藝等因素帶來的滋味差異，在綠茶原產(chǎn)地、鮮葉等級、加工工藝判別等方面上均具有較好的應(yīng)用前景。然而，本研究后續(xù)還需增加樣本容量，如不同產(chǎn)區(qū)、等級、采摘季節(jié)等樣品，同時增加黃酮類、色素類等滋味成分含量數(shù)據(jù)，提高該預(yù)測模型評價標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和系統(tǒng)性。

4 結(jié) 論

1）兒茶素、咖啡堿是不同茶樹品種（系）綠茶苦澀味強(qiáng)度差異的主要原因，其中EGCG是所測樣品中澀味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)，EGCG和咖啡堿為所測樣品中苦味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。氨基酸是不同茶樹品種（系）綠茶鮮味、甜味差異主要因素，谷氨酸是所測樣品中鮮味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。

2）基于主成分分析建立25個茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)評價模型，模型評價結(jié)果與感官審評結(jié)果較為相似，存在極顯著相關(guān)性（＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.791，能夠準(zhǔn)確科學(xué)地評價所測樣品的滋味品質(zhì)；同時利用該評價模型中各主成分的得分，能夠較好地區(qū)分所測樣品的苦、澀、鮮、爽等滋味特征。研究結(jié)果可為各茶樹品種（系）的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)，也為不同茶樹品種（系）綠茶滋味品質(zhì)的科學(xué)評價提供了新的思路和方法。

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Analysis and evaluation model for the taste quality of green tea made from various cultivars or strains

Ma Linlong, Liu Yanli, Cao Dan, Liu Panpan, Wang Shengpeng, Huang Yongming, Jin Xiaofang※

(430064,)

Taste, the combination of various taste-producing components in tea, is one of the most significant elements for tea quality evaluation. Green tea, a non-fermented tea, is the most produced and consumed tea in China. The enzymes in the fresh leaves for making green tea are basically passivated after high-temperature killing, and the original quality components are maximum retained in the fresh leaves. Different tea cultivars have various taste for the different types, contents, and composition ratios of biochemical components in fresh leaves. In recent years, in order to meet the development needs of the Chinese tea industry and changes in the industrial structure, numerous high-quality tea cultivars can be cultivated to produce green tea. However, the diversification of tea cultivars has brought great difficulties to identify or evaluate taste quality of green tea. A sensory evaluation method for tea taste quality can be susceptible to subjective factors of tea evaluation personnel, and external environmental factors, indicating lacking some objectivity of its evaluation to a certain extent. In this study, a systematic comparative investigation was conducted to evaluate the content of the main taste components and Dot value (concentration of taste components in tea soup/taste components threshold) of green tea made from 25 tea cultivars or strains, and a principal component analysis method was used to establish prediction models for different tea cultivars or strains, and taste quality of green tea. The results demonstrated that caffeine and catechins were the dominate elements for the difference in the intensity of bitterness and astringency. While Epigallocatechin gallate (EGCG) and caffeine were the main contributor to bitterness, EGCG was also a main astringency contributor. Amino acid was the prominent factor for the difference in umami and sweetness of green tea from different tea cultivars or strains, where glutamic acid was the predominant contributor to umami. Principal component analysis showed that the cumulative variance contribution rate of 5 principal components were 79.018%. The top four principal components can be considered as Astringent and bitterness, refreshing factor, bitterness factor and umami factor. The taste comprehensive evaluation model was constructed based on the linear regression equation and contribution rate of the previous five principal components, to evaluate the characteristics of green tea. The predictive model evaluation results were similar to that of the sensory evaluation, indicating an extremely significant correlation (<0.01) and the correlation coefficient index was 0.791. The scores in the prediction model can be utilized to fully distinguish the taste characteristics, such as bitterness, astringent, refreshing, and umami of the tested samples. Therefore, the prediction model can be used to accurately distinguish and evaluate the difference in taste quality and bitterness, astringent, refreshing, umami and other taste characteristics of the tested samples. The finding can provide a theoretical basis for the popularization and application of various tea cultivars or strains, and new ideas and facile methods for the scientific evaluation of the taste quality of green tea from different tea cultivars or strains.

processing; tea cultivars or strains; green tea; taste quality; evaluation model; principal components analysis

馬林龍，劉艷麗，曹丹，等. 不同茶樹品種（系）的綠茶滋味分析及評價模型構(gòu)建[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2020，36(10)：277-286.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.10.034 http://www.tcsae.org

Ma Linlong, Liu Yanli, Cao Dan, et al. Analysis and evaluation model for the taste quality of green tea made from various cultivars or strains[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(10): 277-286. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.10.034 http://www.tcsae.org

2019-11-22

2020-05-02

全國茶樹品種區(qū)域試驗(yàn)項(xiàng)目；茶葉創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2019-620-000-001-24）；湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新行動專項(xiàng)（2018SKJCX07）

馬林龍，助理研究員，主要從事茶樹種質(zhì)資源與遺傳育種研究。Email：malinlong713715@126.com

金孝芳，博士，副研究員，主要從事茶樹種質(zhì)資源與遺傳育種研究。Email：jxf1130@126.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.10.034

S571.1

A

1002-6819(2020)-10-0277-10