常睿，馬夢君，羅理勇,3，余霞，代麗鳳，曾亮,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715) 2(咸寧市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 咸寧，437000) 3(西南大學(xué) 茶葉研究所，重慶，400715)

黑茶，因成品茶外觀呈黑色而得名，是我國六大茶類之一，生產(chǎn)歷史悠久，生產(chǎn)區(qū)域廣闊，花色品種眾多，其代表品種有湖北青磚茶、湖南茯磚茶、四川康磚茶、云南普洱(熟)茶和廣西六堡茶等[1]。黑茶滋味醇和，具有生津止渴、減肥降脂[2]、健胃助消[3]、抗氧化[3]、抗癌[4]、降血糖[5]等多種功效，備受消費(fèi)者喜愛。然而，不同地區(qū)、不同品類黑茶質(zhì)量參差不齊，直接影響黑茶的消費(fèi)和售價；隨著黑茶產(chǎn)業(yè)呈良好發(fā)展態(tài)勢，市場上虛假標(biāo)榜黑茶產(chǎn)地、以次充好的現(xiàn)象屢見不鮮[6]，這嚴(yán)重影響黑茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和消費(fèi)者基本權(quán)益；因此，開展黑茶產(chǎn)地鑒別研究顯得極其重要。

傳統(tǒng)茶葉鑒別方法主要為感官評定或簡單理化指標(biāo)檢測，前者主觀性強(qiáng)，后者步驟繁瑣，無法全面反映茶葉的整體特征[7]。因此，利用現(xiàn)代分析儀器獲取樣品組分信息，再結(jié)合多元統(tǒng)計方法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以最大程度獲取有效信息，在樣品成分信息差異、地域特征和品質(zhì)特性之間建立關(guān)聯(lián)，進(jìn)而篩選特征性物質(zhì)和構(gòu)建模型，已成為茶葉產(chǎn)地與種類鑒別的重要模式。NING等[8]以六大茶類436個樣本為研究對象，采用高效液相色譜測定其兒茶素、咖啡因、茶氨酸含量，并結(jié)合Fisher逐步判別分析構(gòu)建模型，結(jié)果表明，該模型能夠有效鑒別六大茶類。王淑慧等[9]采用HPLC指紋圖譜技術(shù)對3種名優(yōu)綠茶31個樣品的茶湯特征滋味成分進(jìn)行檢測分析，并利用逐步判別分析法對不同綠茶種類進(jìn)行判別，其判別正確率為100%。戴悅雯等[10]對4個不同等級的西湖龍井茶分別進(jìn)行香氣屬性感官審評和電子鼻檢測，通過Fisher判別分析法和K-最近鄰算法進(jìn)行特征提取和模式分類，實(shí)現(xiàn)對訓(xùn)練集樣本100%和測試集樣本97.5%的正確識別。Fisher判別分析法是依據(jù)方差分析原理建立而成，在區(qū)分少數(shù)樣本時具有直觀、快速簡便的優(yōu)勢，且對總體的分布和方差無特殊要求，因而在產(chǎn)地鑒別領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用[7-10]。但目前茶葉鑒別研究主要集中在六大茶類和部分名優(yōu)綠茶上[7-10]，尚未見運(yùn)用Fisher判別法識別黑茶產(chǎn)地的研究報道。

鑒于此，本研究以湖南、湖北、四川、云南4個地區(qū)具代表性的55個黑茶樣本為研究對象，采用HPLC等方法檢測其主要生化成分，并通過主成分分析(principal component analysis，PCA)和系統(tǒng)聚類分析(hierarchical cluster analysis，HCA)篩選特征性成分和研究產(chǎn)地聚類，同時通過Fisher判別分析篩選引起不同地區(qū)黑茶產(chǎn)生差異的主要化合物，建立黑茶分類的判別函數(shù)模型，以期為黑茶的品質(zhì)評定和地區(qū)判別提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試黑茶采集于湖南、湖北、四川、云南等地，共計55個樣本，均為緊壓茶。因六堡茶品質(zhì)獨(dú)特，與其他黑茶差異明顯，如具有松煙香、檳榔香等[11]，故本研究未選擇六堡茶作為樣品。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[12-13]，青磚茶、茯磚茶和普洱茶(熟茶)緊壓茶不分等級，康磚茶分為特制和普通2個等級。研究報道，在一定的貯藏時間內(nèi)，黑茶品質(zhì)相對穩(wěn)定，因此樣本的生產(chǎn)年份集中于2015～2017年[14]。同一公司樣品采集前均貯藏于該公司具恒溫恒濕條件的倉庫，采集后均貯藏于實(shí)驗室4 ℃冰箱，保證了貯藏環(huán)境的一致性。樣品具體信息見表1。

表1 不同地區(qū)黑茶樣品編號Table 1 The numbers of dark teas in different areas

運(yùn)用Fisher判別分析法建模時，隨機(jī)選擇4個地區(qū)各3個樣品作為預(yù)測樣本集用于驗證模型，剩余樣品則作為建模樣本集用于建立模型。

1.2 試劑與儀器

1.2.1 主要試劑

福林酚、甲醇(色譜純)、冰乙酸(色譜純)、Na2CO3、AlCl3、水合茚三酮、氯化亞錫、Na2HPO4、KH2PO4、H3PO4、蒽酮、H2SO4、正丁醇、95%乙醇、乙酸乙酯、NaHCO3、草酸、沒食子酸、谷氨酸、葡萄糖，均購自重慶永捷實(shí)驗儀器有限公司；咖啡堿、兒茶素(catechin，C)、表兒茶素(epicatechin，EC)、表沒食子兒茶素(epigallocatechin，EGC)、表兒茶素沒食子酸酯(epicatechin gallate，ECG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(gallocatechin gallate，GCG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate，EGCG)、草酸、奎寧酸、蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸均為標(biāo)準(zhǔn)品，購自美國Sigma公司。

1.2.2 儀器與設(shè)備

LC-20高效液相色譜儀，日本島津公司；Hypersil BDS C18柱(250 mm×4.6 mm×5 μm)，美國安捷倫科技有限公司；FA1004電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；HWS-26電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；722-型可見分光光度計，上海菁華科技儀器有限公司；5810臺式高速冷凍離心機(jī)，德國Eppendorf公司；KQ5200DE超聲波振動儀，江蘇昆山市超聲儀器有限公司；微孔濾膜(0.45 μm)，上海市新亞凈化器件廠；高速中藥粉碎機(jī)，浙江瑞安市永歷制藥機(jī)械有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 茶多酚、黃酮、游離氨基酸總量、可溶性總糖、茶色素類的檢測

茶多酚(福林酚法，參照GB/T 8313—2008)；黃酮(AlCl3比色法，參照《茶學(xué)實(shí)驗技術(shù)》[15])；游離氨基酸總量(茚三酮比色法，參照GB/T 8314—2013，根據(jù)MAGNé等的研究方法略有改進(jìn)[16])；可溶性總糖(蒽酮比色法，參照《茶學(xué)實(shí)驗技術(shù)》[15]，根據(jù)BUYSSE等的研究方法略有改進(jìn)[17])；茶色素類(分光光度法，參照《茶學(xué)實(shí)驗技術(shù)》[15])。

1.3.2 兒茶素組分和咖啡堿的檢測[18]

流動相A：2‰冰乙酸，流動相B：100%純甲醇；色譜柱：Hypersil BDS C18柱(250 mm×4.6 mm×5 μm)；進(jìn)樣量：10 μL；流速：0.9 mL/min；柱溫：35 ℃；檢測波長：278 nm；檢測時間：37 min，采用梯度洗脫程序。

1.3.3 有機(jī)酸組分的檢測[19]

流動相A：0.05 mol/L KH2PO4溶液(用H3PO4調(diào)pH 2.7)，流動相B：100%純甲醇，V(流動相A)∶V(流動相B)=97∶3；色譜柱：同1.3.2；進(jìn)樣量：20 μL；流速：0.6 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測波長：210 nm；檢測時間：30 min。

1.4 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素方差分析與多重比較

文獻(xiàn)報道，不同地區(qū)黑茶由于原料基礎(chǔ)和加工工藝的不同，其品質(zhì)風(fēng)味、生化成分的含量與組成特征存在較大差別[20]。為明確不同地區(qū)黑茶生化成分的含量差異，本研究選擇對黑茶品質(zhì)風(fēng)味和功能影響較大的19類生化成分進(jìn)行比較和分析[20-27]。

2.1.1 不同地區(qū)黑茶的主要生化成分含量

由圖1可知，云南熟普的茶多酚平均含量顯著高于其他地區(qū)，湖南茯磚次之，湖北青磚和四川康磚最低，且無顯著差異；云南熟普的總黃酮平均含量顯著高于其他地區(qū)，湖南茯磚和四川康磚次之，湖北青磚顯著低于其他地區(qū)；除湖北青磚外，各地區(qū)黑茶可溶性總糖平均含量無顯著差異；云南熟普的游離氨基酸和咖啡堿平均含量均顯著高于其他地區(qū)，且其他3個地區(qū)無顯著差異。

圖1 不同地區(qū)黑茶主要生化成分的平均含量Fig.1 The average content of biochemical components in dark teas for different areas注：各生化成分不同地區(qū)黑茶之間，不同小寫字母，表示差異顯著(P<0.05)，誤差條高度數(shù)值為±標(biāo)準(zhǔn)差，在本研究中反映的是同一地區(qū)黑茶在某生化成分?jǐn)?shù)據(jù)中的離散程度，其高度越低代表這類黑茶的品質(zhì)越穩(wěn)定，圖2 ～圖4同。

茶多酚具有抗氧化、抗衰老、防癌抗癌、防治心血管疾病等多種生理功能，且對茶湯苦澀濃強(qiáng)滋味有重要貢獻(xiàn)[21]；黃酮類化合物由于母核常含羥基、甲氧基和烴氧基等助色團(tuán)而多顯黃色，同時具有抗氧化、抗突變等功效[21]；游離氨基酸既是茶湯鮮爽滋味的重要成分，又可與糖類發(fā)生羰氨反應(yīng)生成揮發(fā)性物質(zhì)，還可在特殊溫濕條件下發(fā)生氧化、降解和轉(zhuǎn)化，與多酚類反應(yīng)生成褐色色素影響茶湯色澤[20]；咖啡堿是茶湯苦味的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，且具有興奮神經(jīng)中樞和利尿等藥理功能，其與茶黃素、蛋白質(zhì)等以氫鍵締合后形成的復(fù)合物具有鮮爽味[21]；云南熟普的茶多酚、總黃酮、游離氨基酸和咖啡堿的平均含量均顯著高于其他地區(qū)黑茶，這可能是云南熟普內(nèi)質(zhì)湯色紅濃明亮、滋味濃厚回甘，且具有多種生理功能的重要原因。有研究認(rèn)為，云南普洱茶獨(dú)特的品質(zhì)特征可能是其特殊原料和環(huán)境所致[22-23]：云南地處中國西南部，由于受地形地貌和印度洋、太平洋季風(fēng)影響，氣候類型多樣，擁有雨量豐沛、光照充足、年溫差小、日溫差大等得天獨(dú)厚的自然條件，因此曬青毛茶含有比一般原料更豐富的化學(xué)成分[23]，這些成分可為渥堆或自然陳化過程中的生物轉(zhuǎn)化提供有利的物質(zhì)基礎(chǔ)。齊桂年等[24]認(rèn)為，康磚和茯磚的茶多酚含量產(chǎn)生差異的主要原因是原料嫩度不同，湖南茯磚的原料主要是以湖南黑毛茶三級為主；而四川南路邊茶主要是以修剪枝葉的毛莊茶、做莊茶為主，更加粗老。

2.1.2 茶色素組分

由圖2可知,各地區(qū)黑茶的茶色素組分中，茶褐素含量最高，其次是茶黃素，含量最低的是茶紅素。云南熟普的茶黃素平均含量顯著高于其他地區(qū)，湖北青磚次之，湖南茯磚和四川康磚最低，且無顯著差異；湖北青磚和湖南茯磚的茶紅素平均含量顯著高于其他2個地區(qū)；云南熟普的茶褐素平均含量顯著高于其他地區(qū)，湖北青磚和四川康磚次之，湖南茯磚顯著低于其他地區(qū)。茶色素(主要包括茶黃素、茶紅素和茶褐素)是茶多酚的主要水溶性氧化產(chǎn)物，不僅是組成茶湯黃、橙、棕的主體，也參與干茶色澤的形成[25]；茶黃素和茶紅素是茶多酚氧化聚合過程中的中間產(chǎn)物，在黑茶中積累較少，而茶褐素作為最終氧化聚合產(chǎn)物，在黑茶中積累最多；云南熟普的茶黃素和茶褐素平均含量均顯著高于其他地區(qū)黑茶，這可能是形成其外形色澤紅褐、湯色紅濃明亮、葉底紅褐等獨(dú)特品質(zhì)特征的重要原因[26]。

圖2 不同地區(qū)黑茶茶色素組分的平均含量Fig.2 The average content of tea pigment components in dark teas in different areas

2.1.3 兒茶素組分

兒茶素是茶多酚的主體成分，其單體主要包括6種：C、EC、EGC屬于非酯型兒茶素，ECG、GCG、EGCG屬于酯型兒茶素[25]。由圖3可知，各地區(qū)黑茶的兒茶素組分中，除EGCG較高之外，其他5種兒茶素的平均含量較低。云南熟普的兒茶素組分以簡單兒茶素為主，而其他地區(qū)的兒茶素組分以酯型兒茶素為主，且EGCG含量最高。四川康磚的C平均含量顯著高于其他地區(qū)；湖北青磚的EC平均含量顯著高于其他地區(qū)；湖南茯磚的EGC平均含量顯著高于其他地區(qū)；各地區(qū)黑茶的ECG平均含量差異顯著，由高到低為四川康磚>湖南茯磚>湖北青磚>云南熟普；四川康磚的GCG平均含量顯著高于其他地區(qū)；各地區(qū)黑茶的EGCG平均含量差異顯著，由高到低為四川康磚>湖南茯磚>湖北青磚>云南熟普。

圖3 不同地區(qū)黑茶兒茶素組分的平均含量Fig.3 The average content of catechin components in dark teas in different areas

2.1.4 有機(jī)酸組分

黑茶中的有機(jī)酸含量與發(fā)酵程度呈高度正相關(guān)，嚴(yán)重制約渥堆發(fā)酵的微生物菌群，對酸堿平衡起重要的調(diào)節(jié)作用，同時有機(jī)酸作為糖類分解的中間產(chǎn)物，對香氣形成也具有重要作用，但目前研究相對較少[27]。

圖4 不同地區(qū)黑茶有機(jī)酸組分的平均含量Fig.4 The average content of organic acid components in dark teas in different areas

由圖4可知，各地區(qū)黑茶的有機(jī)酸組分中，草酸和蘋果酸含量最高，其次是奎尼酸，含量最低的是檸檬酸和琥珀酸。云南熟普的草酸平均含量顯著高于其他地區(qū)；湖南茯磚的奎尼酸平均含量顯著高于其他地區(qū)；除云南熟普外，各地區(qū)黑茶的蘋果酸平均含量無顯著差異；各地區(qū)黑茶的檸檬酸平均含量無顯著差異；四川康磚的琥珀酸平均含量顯著高于其他地區(qū)。

鑒于單因素方差分析只能對4個地區(qū)黑茶生化成分的平均含量差異進(jìn)行評估，無法對各生化成分在不同地區(qū)黑茶樣品的分布規(guī)律及特征進(jìn)行比較分析，且單一分析方法對數(shù)據(jù)的內(nèi)部關(guān)系及整體評價存在局限性[28]，為此，本研究綜合運(yùn)用單因素方差分析、主成分分析、系統(tǒng)聚類分析、Fisher判別分析4種分析方法進(jìn)行多變量分析處理。

2.2 主成分和聚類分析

2.2.1 主成分分析

PCA分析是將上述55個黑茶樣品檢測所得19種生化成分進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，并對降維后的特征向量進(jìn)行線性分類，從而在分析圖上只顯示最重要的2個綜合指標(biāo)，形成二維樣品得分散點(diǎn)圖(圖5-A)和旋轉(zhuǎn)載荷矩陣圖(圖5-B)。由表2結(jié)合旋轉(zhuǎn)載荷矩陣表可知，PC1～PC8分別可解釋全部成分變量信息的33.95%、17.51%、10.80%、8.53%、5.18%、4.23%、3.60%、3.25%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)87.06%；其中茶褐素、游離氨基酸總量、咖啡堿、黃酮、茶多酚對第1主成分貢獻(xiàn)率較大，GCG對第2主成分貢獻(xiàn)率較大，EGC對第3主成分貢獻(xiàn)率較大，檸檬酸對第4主成分貢獻(xiàn)率較大(表2)。

表2 主成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率Table 2 Eigenvalue and variance contribution rates ofprincipal components

由圖5-A可知，不同地區(qū)黑茶在第1、2主成分的得分圖上有一定程度的聚類趨勢，其中四川康磚主要分布于第1象限，分布較集中，與湖南茯磚有一定交叉；湖北青磚和湖南茯磚主要分布于第3象限，這2類茶呈交叉分布；云南熟普主要分布于第2和第4象限，且與其他黑茶距離較遠(yuǎn)。結(jié)合圖5-B可知，第1象限主要為以GCG、C、ECG、EGCG含量較高，而茶黃素含量較低的四川康磚為代表的黑茶；第3象限主要為以EC、茶紅素含量較高，而茶褐素、黃酮含量較低的湖北青磚和湖南茯磚為代表的黑茶；第2、第4象限主要為以茶褐素、游離氨基酸總量、茶多酚、咖啡堿、黃酮、草酸、茶黃素含量較高，而EGCG、ECG含量較低的云南熟普為代表的黑茶；此結(jié)果與單因素方差分析結(jié)果一致。

A-主成分得分散點(diǎn)圖; B-旋轉(zhuǎn)載荷矩陣圖圖5 主成分得分散點(diǎn)圖和旋轉(zhuǎn)載荷矩陣圖Fig.5 Scatter plot of PCA scores and rotation load matrix diagram

2.2.2 系統(tǒng)聚類分析

以歐氏距離的平方為不同類別數(shù)據(jù)點(diǎn)間距離(相似度)的計算準(zhǔn)則，以組間平均連接法為組群的合并準(zhǔn)則，對4個地區(qū)共55個黑茶樣品進(jìn)行HCA，結(jié)果見圖6。選取不同的歐式距離可獲得不同的分類結(jié)果：在15歐氏距離處，55個黑茶樣品聚為2類，第1類為YN42～YN55，這類黑茶均為云南熟普，與其他地區(qū)黑茶的品質(zhì)有明顯區(qū)別，其茶多酚、總黃酮、游離氨基酸、咖啡堿、茶黃素、茶褐素、草酸含量較高；湖北青磚、湖南茯磚和四川康磚聚為第2類；此分類與PCA結(jié)果一致。在5歐氏距離處，第2類可分為2個亞類，其中第1亞類為HB4、HB5、HB6，這類黑茶均為湖北青磚。在2歐氏距離處，第2亞類可分為11個小類，HN23、SC33、SC35、SC36、SC38、SC39聚為第1小類；SC29、SC41聚為第2小類；HN16、HN21聚為第3小類；HN15、HN25、HN27聚為第4小類；HB2、HB3、HB8、HB9、HB12、HB14聚為第5小類；HB1、HB7、HB10、HB13、HN22、SC32聚為第6小類；SC31、SC34、SC37、SC40聚為第7小類；HB11和SC30分別為第8小類與第9小類；HN17、HN18、HN19、HN20、HN24聚為第10小類；HN26和SC28聚為第11小類；其中有8個小類都以某一地區(qū)的黑茶樣品為主，這說明同一地區(qū)同一類別黑茶易聚在一起，其品質(zhì)具有一定的相似性和共性，側(cè)面反映了本研究所選樣品的典型性。

圖6 不同地區(qū)黑茶的聚類分析樹狀圖Fig.6 Cluster analysis dendrogram of dark tea in different areas

PCA和HCA結(jié)果均表明，云南熟普很好地聚為一類，但其他地區(qū)黑茶不能被有效識別。這可能是由于特征值大于1的主成分有前4個，但累積貢獻(xiàn)率不足85%，這使得PCA在本研究中的應(yīng)用存在信息量提取不足、特征向量方向不確定等缺點(diǎn)[29]；HCA作為一種無管理模式的識別方法，所得結(jié)果很大程度上取決于方法所采用的距離、類間距等參數(shù)，不一定能反映數(shù)據(jù)的真實(shí)模型[30]；因此提出一種有監(jiān)督的數(shù)據(jù)降維方法在黑茶分類中變得尤為關(guān)鍵。

2.3 Fisher判別分析

Fisher判別分析是一種把高維數(shù)據(jù)壓縮為一維數(shù)據(jù)的多元分析方法，基本思路就是從N個總體中抽取具有P個指標(biāo)的樣品觀測數(shù)據(jù)，通過方差分析構(gòu)造一維判別函數(shù)或判別式，然后應(yīng)用該線性函數(shù)把P維空間中的已知類別總體以及求知類別歸屬的樣本都變換為一維數(shù)據(jù)，再根據(jù)其間的親疏程度把未知?dú)w屬的樣本點(diǎn)判定其歸屬；與其他方法不同之處在于，判別分析是一種有指導(dǎo)有監(jiān)督的分類預(yù)測方法[30](表3)。

表3 黑茶類型典型判別結(jié)果Table 3 Results obtained for dark tea classification by stepwise canonical discrimination analysis

Fisher判別分析結(jié)果表明，共有7個變量對判別效果影響極顯著。其影響大小依次為：茶褐素>ECG>EGC>黃酮>C>EGCG>EC(根據(jù)F值大小)，其他生化成分對此判別模型的影響不顯著(P>0.05)。通過判別分析，建立了3個典型判別式函數(shù)(Y)，分別為：

Y1=-3.926+0.423×ρ(黃酮)+0.064×ρ(茶褐素)+0.178×ρ(C)-0.073×ρ(EC)+0.135×ρ(EGC)-0.273×ρ(ECG)-0.182×ρ(EGCG)

(1)

Y2=-6.623+0.431×ρ(黃酮)+0.010×ρ(茶褐素)+1.308×ρ(C)-0.298×ρ(EC)-0.031×ρ(EGC)+0.592×ρ(ECG)+0.034×ρ(EGCG)

(2)

Y3=-0.395-0.231×ρ(黃酮)+0.039×ρ(茶褐素)+1.559×ρ(C)+0.172×ρ(EC)-0.646×ρ(EGC)-0.006×ρ(ECG)+0.051×ρ(EGCG)

(3)

其中前2個典型判別式函數(shù)分別可解釋71.6%和19.4%的方差變化，Y3解釋了9.0%的方差變化。通過以上2個判別函數(shù)，分別計算不同地區(qū)黑茶樣品在前2個函數(shù)的得分，以Y1為橫坐標(biāo)，Y2為縱坐標(biāo)，得到不同地區(qū)黑茶的線性判別圖(圖7)。由表3可知，在原始分類結(jié)果中4個地區(qū)黑茶被完全分開；在交叉驗證分類結(jié)果中，湖北青磚正確率為100.0%，湖南茯磚正確率為100.0%，四川康磚正確率為90.9%，云南熟普正確率為100.0%，9.1%的四川康磚被預(yù)測到湖南茯磚中；整體原始分類正確率(即回判成功率)為100%，交叉驗證正確分類率為97.7%；在未分組案例中，僅有1個湖南茯磚被誤判到四川康磚，外部驗證正確分類率為91.7%。圖7顯示線性判別得分，湖北青磚、湖南茯磚、四川康磚的分組界限不清晰，但4個地區(qū)黑茶樣品在空間上能夠良好地區(qū)分，表明選擇的7種生化成分可以反映不同地區(qū)黑茶生化成分特征的差異與聯(lián)系，用得到的判別函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)黑茶的良好區(qū)分。

圖7 不同地區(qū)黑茶的線性判別得分圖Fig.7 Scatter plot of fisher linear discriminant scores of dark tea in different areas

3 結(jié)論

不同地區(qū)黑茶因產(chǎn)地、原料和制作工藝不同，其品質(zhì)也具有獨(dú)特性。本研究以4個地區(qū)55個黑茶為研究對象，通過HPLC等技術(shù)檢測其生化成分，并結(jié)合多元統(tǒng)計分析方法研究后得出：

(1)單因素方差分析結(jié)果表明，云南熟普的茶多酚、總黃酮、游離氨基酸、咖啡堿、茶黃素、茶褐素、草酸含量顯著高于其他地區(qū)，但ECG、EGCG含量顯著低于其余地區(qū)；云南熟普的兒茶素組分以簡單兒茶素為主，而湖北青磚、湖南茯磚、四川康磚的兒茶素組分均以酯型兒茶素為主，且EGCG含量最高。

(2)PCA結(jié)果表明，不同地區(qū)黑茶生化成分的含量與組成特征差異較大，四川康磚以GCG、C、ECG、EGCG含量較高，而茶黃素含量較低為特征；湖北青磚和湖南茯磚的生化成分組成特征接近，主要以EC、茶紅素含量較高，而茶褐素、黃酮含量較低為特征；云南熟普主要以茶褐素、游離氨基酸總量、茶多酚、咖啡堿、黃酮、草酸、茶黃素含量較高，而EGCG、ECG含量較低為特征。HCA結(jié)果表明，云南熟普易聚為一類，與其他地區(qū)黑茶品質(zhì)差異明顯，但其他地區(qū)黑茶不能被有效區(qū)分；同一地區(qū)黑茶較易聚在一起，其品質(zhì)具有一定的相似性和共性。

(3)Fisher判別分析結(jié)果表明，雖然分組界限不清晰，但4個地區(qū)黑茶樣品在空間上能夠被良好區(qū)分；茶褐素、ECG、EGC、黃酮、C、EGCG和EC是影響判別分析結(jié)果的主要物質(zhì)，并根據(jù)這7種化合物建立了區(qū)分4個地區(qū)黑茶的判別函數(shù)，其原始分類正確率(即回判成功率)為100%，交叉驗證正確分類率為97.7%，外部驗證正確分類率為91.7%。

鑒于黑茶獨(dú)有的微生物代謝參與使其品質(zhì)形成極為復(fù)雜、不同地區(qū)黑茶的生化成分種類及含量差異較大，本研究僅選取4個地區(qū)最具代表性的黑茶且樣本數(shù)量有限，因此研究所得分類模型和函數(shù)不一定適用所有黑茶產(chǎn)地鑒別，但這種基于生化成分、結(jié)合多元統(tǒng)計方法來構(gòu)建分類模型的方法可為更多黑茶的區(qū)分提供參考價值，并可為規(guī)范黑茶加工方式及保證黑茶品質(zhì)安全、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供一定的理論依據(jù)。