王雪萍，高士偉，鄭鵬程，葉飛，王勝鵬，龔自明

湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)茶葉研究所，湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心果茶分中心，湖北省茶葉工程技術(shù)研究中心（武漢 430064）

綠茶是中國(guó)的主要茶類之一，浙江、四川、貴州、云南、福建、安徽、湖北、湖南、河南、廣東、廣西、陜西、重慶等省份均生產(chǎn)綠茶，2017年湖北綠茶產(chǎn)量19.9萬(wàn) t，僅次于貴州、云南，為全國(guó)第三大綠茶主產(chǎn)省份[1]。湖北為產(chǎn)茶大省，全省有四大優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)，分別為鄂西武陵山富硒綠茶和宜昌三峽名優(yōu)綠茶及宜紅茶區(qū)、鄂西北秦巴山高香綠茶區(qū)、鄂東大別山優(yōu)質(zhì)綠茶區(qū)、鄂南幕阜山名優(yōu)早茶及邊銷茶區(qū)。

不同地區(qū)土壤礦物元素有著地質(zhì)特異性差異，通過(guò)對(duì)不同地區(qū)樣品中礦物元素含量統(tǒng)計(jì)分析可篩選出有效信息實(shí)現(xiàn)產(chǎn)地判別[2]，該方法在蜂蜜[3]、水稻[4]、大豆[5]、山藥[6]、西紅柿[7]等植物產(chǎn)地判別中應(yīng)用較為廣泛。茶葉富含多種礦物元素，其中鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉬是中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)需求的主要元素，對(duì)人體健康具有重要作用[8-9]。通過(guò)對(duì)茶葉中多種礦物的測(cè)定分析可對(duì)不同產(chǎn)地來(lái)源的茶葉進(jìn)行有效判別[10-13]。氨基酸是茶湯中的主要呈味物質(zhì)，茶葉中氨基酸的組成及含量與茶葉品質(zhì)密切相關(guān)[14-15]。通過(guò)氨基酸組分的測(cè)定分析可將原產(chǎn)浙江的龍井茶與其他省份綠茶區(qū)分開(kāi)來(lái)[16]。試驗(yàn)對(duì)湖北不同茶區(qū)名優(yōu)綠茶進(jìn)行氨基酸組分和礦物元素測(cè)定，分析不同茶區(qū)樣品氨基酸組分和礦物元素差異，探討以氨基酸組分和礦物元素進(jìn)行茶葉產(chǎn)地判別的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

分別從湖北四大茶區(qū)8個(gè)市州14個(gè)縣市收集具代表性的36份名優(yōu)綠茶樣品，樣品采集情況詳見(jiàn)表1。

S433D氨基酸自動(dòng)分析儀（德國(guó)Sykam公司）；Optima 3300DV電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICPAES）：美國(guó)Perkin ELmer公司；HWS-24電熱恒溫水浴鍋（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；單道移液器（德國(guó)Eppendorf公司）。

表1 茶葉樣品表

1.2 方法

1.2.1 氨基酸組分測(cè)定

稱取0.2 g（精確至0.001 g）粉碎后的茶葉樣品，倒入50 mL旋蓋離心管，加入30 mL沸水于沸水浴中浸提30 min，以3 000 r/min離心5 min，取1 mL上清液，加入1 mL樣品稀釋液，混勻，用0.22 μm濾膜過(guò)濾于樣品瓶中，采用氨基酸自動(dòng)分析儀進(jìn)行游離氨基酸組分測(cè)定。

1.2.2 礦物元素測(cè)定

稱取0.5 g（精確至0.001 g）粉碎后的茶葉樣品，倒入瓷坩堝中，在500 ℃下灰化5 h，冷卻后用2 mL 1∶1鹽酸溶解，定溶至25 mL，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀對(duì)礦物元素進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 氨基酸組分分析

不同茶區(qū)茶樣中游離氨基酸總量表現(xiàn)為鄂西武陵山及宜昌三峽茶區(qū)＞鄂南幕阜山茶區(qū)＞鄂西北秦巴山茶區(qū)＞鄂東大別山茶區(qū)，氨基酸組分含量較高的有茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和天冬酰胺，含量較低的有脯氨酸、異亮氨酸、組氨酸、纈氨酸和甘氨酸。茶氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸、精氨酸在不同茶區(qū)茶樣中差異顯著。

根據(jù)氨基酸呈味特性，分為鮮味氨基酸（天門冬氨酸、谷氨酸）[17-20]、甜味氨基酸（蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸和脯氨酸）[17-20]、苦味氨基酸（纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、組氨酸和精氨酸）[17-20]、芳香味氨基酸（纈氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸和精氨酸）[16,21]和鮮爽味氨基酸（谷氨酸、茶氨酸、甘氨酸、丙氨酸和脯氨酸，可協(xié)同增強(qiáng)茶葉的鮮爽味）[16]。其中，鮮味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、芳香味氨基酸含量均表現(xiàn)為鄂西武陵山及宜昌三峽茶區(qū)＞鄂南幕阜山茶區(qū)＞鄂西北秦巴山茶區(qū)＞鄂東大別山茶區(qū)，鮮爽味氨基酸表現(xiàn)為鄂西武陵山及宜昌三峽茶區(qū)＞鄂西北秦巴山茶區(qū)＞鄂南幕阜山茶區(qū)＞鄂東大別山茶區(qū)。

表2 樣品氨基酸組分含量 mg/g

2.2 礦物元素分析

對(duì)鉀、鈣、鎂、鐵、鋅、銅、鉬元素含量進(jìn)行多重比較分析（表3），結(jié)果表明，鈣元素含量在各茶區(qū)間差異不顯著，其余元素含量差異顯著。鄂西武陵山及宜昌三峽茶區(qū)樣品中的鈣在四個(gè)茶區(qū)中含量最高，而鉀、鐵、鉬含量最低；鄂西北秦巴山茶區(qū)樣品的鎂、銅含量最高；鄂東大別山茶區(qū)樣品的鐵、鉬含量最高，鋅、銅含量最低；鄂南幕阜山茶區(qū)鉀、鋅含量最高，鈣、鎂含量最低。

表3 樣品礦物元素含量 mg/kg

2.3 判別分析

判別分析是根據(jù)多指標(biāo)對(duì)事物進(jìn)行判別分類的一種統(tǒng)計(jì)方法，為探索游離氨基酸組分和礦物元素對(duì)不同產(chǎn)地綠茶判別效果，對(duì)氨基酸和礦物元素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行逐步判別分析，依次篩選出貢獻(xiàn)率大的5個(gè)判別指標(biāo)鉀、鎂、組氨酸、鈣和鐵，建立不同產(chǎn)區(qū)綠茶判別模型：

Y鄂西武陵山及宜昌三峽茶區(qū)=-124.142-3.951X1（組氨酸）+0.004X2（鉀）+0.011X3（鈣）+0.078X4（鎂）-0.098X5（鐵）

Y鄂西北秦巴山茶區(qū)=-177.421-9.649X1（組氨酸）+0.005X2（鉀）+0.007X3（鈣）+0.106X4（鎂）-0.242X5（鐵）

Y鄂東大別山茶區(qū)=-209.668-33.436X1（組氨酸）+0.009X2（鉀）+0.019X3（鈣）+0.078X4（鎂）-0.136X5（鐵）

Y鄂南幕阜山茶區(qū)=-179.352-29.108X1（組氨酸）+0.009X2（鉀）+0.017X3（鈣）+0.068X4（鎂）-0.206X5（鐵）

提取模型前3個(gè)典型判別函數(shù)F1，F(xiàn)2和F3，特征值分別為6.803，3.555和0.418，方差貢獻(xiàn)率分別為63.13%，32.99%和3.88%，對(duì)判別函數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義進(jìn)行檢驗(yàn)，p＜0.05。以前兩個(gè)判別函數(shù)（累積方差貢獻(xiàn)率96.12%）得分作圖（圖1）。從圖1可見(jiàn)，鄂西武陵山及宜昌三峽茶區(qū)、鄂西北秦巴山茶區(qū)樣品分布較為集中，鄂西武陵山及宜昌三峽茶區(qū)有2個(gè)樣品離組質(zhì)心較遠(yuǎn)，鄂東大別山茶區(qū)、鄂南幕阜山茶區(qū)樣品有交叉。對(duì)樣品進(jìn)行回代檢驗(yàn)和交叉檢驗(yàn)分析，回代檢驗(yàn)判別率為94.40%，交叉檢驗(yàn)判別率為86.10%（表4），可見(jiàn)利用鉀、鎂、組氨酸、鈣和鐵含量對(duì)湖北四大產(chǎn)區(qū)綠茶進(jìn)行產(chǎn)地判別效果較好。

表4 不同產(chǎn)區(qū)綠茶產(chǎn)地判別分析結(jié)果

3 結(jié)論與討論

不同地區(qū)茶葉中氨基酸和礦物元素含量及組成存在差異，有其各自特征，鄂西武陵山及宜昌三峽茶區(qū)樣品中茶氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、蘇氨酸、甘氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸等氨基酸組分含量明顯高于其他三個(gè)茶區(qū)，礦物元素中鈣含量在四個(gè)茶區(qū)中最高，而鉀、鐵、鉬含量最低；鄂西北秦巴山茶區(qū)樣品中苯丙氨酸在四個(gè)茶區(qū)中含量最低，鎂和銅含量在四個(gè)茶區(qū)中最高；鄂東大別山茶區(qū)樣品中天冬氨酸、谷氨酸、茶氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、鋅、銅含量在四個(gè)茶區(qū)中最低，鐵、鉬含量在四個(gè)茶區(qū)中最高；鄂南幕阜山茶區(qū)樣品中谷氨酸、丙氨酸、纈氨酸、鉀、鋅含量在四個(gè)茶區(qū)中最高，鈣、鎂含量在四個(gè)茶區(qū)中最低。

不同產(chǎn)地來(lái)源的茶葉有其各自特征，基于茶葉中礦物元素、稀土元素[22-23]、兒茶素及生物堿[24]、香氣[25-26]、穩(wěn)定同位素[27]等指標(biāo)含量可進(jìn)行茶葉產(chǎn)地判別，其中以礦物元素應(yīng)用最為廣泛?；诎被嵩诘乩順?biāo)志產(chǎn)品龍井茶[16]、鎮(zhèn)江香醋[28]真?zhèn)舞b別中的應(yīng)用，試驗(yàn)將礦物元素和氨基酸組分含量同時(shí)用于茶葉產(chǎn)地判別，通過(guò)逐步判別分析，篩選出4個(gè)礦物元素和1個(gè)氨基酸組分共5個(gè)指標(biāo)用于綠茶不同產(chǎn)地判別，回代檢驗(yàn)和交差驗(yàn)證判別率分別為94.44%和86.11%，說(shuō)明基于礦物元素和氨基酸組分的建立的判別模型能夠有效判別綠茶的產(chǎn)地來(lái)源。