陳志達，周輝，陳興華，林乃設，何普明，屠幼英*

（1.浙江大學農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學院茶學系，杭州310058；2.福鼎市茶業(yè)發(fā)展領導小組，福建 福鼎355200）

白茶是我國傳統(tǒng)六大茶類之一，其歷史悠久，制法獨特，因成茶滿披白毫，色澤銀白灰綠，湯色清淡，故稱白茶[1]。白茶主產(chǎn)于福建省的福鼎、政和、建陽、松溪等地，根據(jù)鮮葉老嫩度以及茶樹品種的差異，白茶一般可分為白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉4個品類[2]。科學研究表明，白茶具有一系列的生物活性，包括清除自由基[3]、消除炎癥[4]、保護神經(jīng)[5-6]、抗突變和抗癌[7-9]等。因此，近幾年白茶廣受消費者歡迎，白茶產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，“白茶餅”“老白茶”“新工藝白茶”以及白茶深加工產(chǎn)品等也越來越多。白茶的消費熱潮也促進了人們對白茶品質(zhì)和保健功效的進一步研究。

生化成分是白茶滋味品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎，了解和判別白茶品質(zhì)對消費者選擇、保存和科學飲用白茶具有重要意義。滋味等效量化評價方法，是在人為感官審評的基礎上，通過滋味參照物的對照訓練與規(guī)范的評分方式，使得茶湯滋味品質(zhì)得到更好的量化評分。通過建立評分參考模型，為白茶的滋味成分和感官評價之間建立科學方法。該方法可在一定程度上避免感官審評的主觀性，使所得的量化審評結(jié)果可進行進一步的數(shù)據(jù)分析。目前，對白茶品質(zhì)進行量化評價的研究結(jié)果較豐富：李歡歡等將茯磚茶的品質(zhì)用量化數(shù)據(jù)進行描述，并結(jié)合響應面分析法，篩選出了有效區(qū)分樣品感官差異的描述詞，并優(yōu)化了審評條件[10]；楊晨以谷氨酸鈉、咖啡堿和表沒食子兒茶素沒食子酸酯分別作為鮮味、苦味和澀味的參考物質(zhì)，根據(jù)標準溶液建立的滋味強度和分值關系對白茶茶湯進行了量化打分，獲得了不同等級白茶的鮮味、苦味和澀味得分[11]；龔淑英等對由不同原料制成的白茶進行感官審評和量化描述，用鮮度、甜度、苦度和澀度4個維度的得分來表現(xiàn)白茶的滋味屬性[12]。本研究在比較了不同種類白茶生化成分的基礎上，通過有效的量化方式和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，探明關鍵滋味成分對白茶品質(zhì)的貢獻，并建立評價參考模型，為消費者提供認識白茶品質(zhì)的科學方法，也可豐富白茶的生化理論，為白茶的推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗茶樣由福建省福鼎市茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展領導小組組織不同公司無償提供，不同等級、年份、形態(tài)的白茶樣共18個，具體信息見表1。其中，白毫銀針用BHYZ（1）表示，白牡丹用BMD（2）表示，壽眉用SM（3）表示，散茶用L表示，餅茶用C表示。

試驗所用濃硫酸、蒽酮、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、85%磷酸、六水合三氯化鋁、碳酸氫鈉、茚三酮、草酸、甲醇、95%乙醇、無水乙醇、冰乙酸等試劑為分析純，購于國藥集團化學試劑有限公司。甲醇和乙腈為色譜純，購于天津四友精細化學品有限公司。

兒茶素（catechin, C）、表兒茶素（epi-catechin,EC）、表兒茶素沒食子酸酯（epi-catechin-3-gallate,ECG）、兒茶素沒食子酸酯（catechin-3-gallate,CG）、沒食子兒茶素（gallocatechin,GC）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（gallocatechin-3-gallate,GCG）、表沒食子兒茶素（epi-gallocatechin,EGC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epi-gallocatechin-3-gallate,EGCG）、沒食子酸（gallic acid, GA）的液相色譜標準品均購自美國Sigma 公司?？Х葔A標準品購自日本Mitsui Norin公司。

1.2 試驗設備

LC-2010 高效液相色譜儀（日本Shimadzu 公司）、UV759S 紫外可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司）、DK-S28 電熱恒溫水浴鍋（上海三發(fā)科學儀器有限公司）、AL104 電子天平（瑞士Mettler Toledo公司）、5804R離心機（德國Eppendorf公司）、Venticell 111烘干機（德國MMM公司）。

表1 供試白茶樣品信息Table 1 Information of the tested white tea samples

1.3 試驗方法

1.3.1 白茶的生化成分檢測

茶樣磨碎試樣及干物質(zhì)含量測定參考GB 5009.3—2016[13]；游離氨基酸總量、茶水浸出物、可溶性糖總量、兒茶素含量檢測的茶湯提取方法參考GB/T 8305—2013[14]；茶多酚檢測采用醇提溶液法，其制備及檢測參考GB/T 8313—2018[15]；游離氨基酸總量檢測方法參考GB/T 8314—2013[16]；可溶性糖總量檢測采用蒽酮硫酸比色法[17]；可溶性蛋白含量檢測采用考馬斯亮藍比色法[18]；黃酮總量檢測采用三氯化鋁比色法[19]。

兒茶素、沒食子酸及咖啡堿含量檢測：采用實驗室確立的兒茶素高效液相色譜（high performance liquid chromatography,HPLC）檢測方法[20]，并使用美國Agilent公司C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），其中：流動相A為V（乙腈）∶V（乙酸）∶V（水）=3∶0.5∶96.5，流動相B為V（乙腈）∶V（乙酸）∶V（水）=30∶0.5∶69.5，其中B相體積分數(shù)在0～35 min內(nèi)從30%均勻增加到80%，之后維持80%至45 min；柱溫20 ℃；流速1 mL/min；進樣量10 μL；檢測波長為280 nm。

1.3.2 滋味等效量化評價

為了避免因個體差異對茶湯主要滋味敏感性造成的誤差，參考PICKRAHN等的滋味等效量化評價的方法[21]，共選取18位經(jīng)過茶葉專業(yè)審評培訓的審評人員（11 位女性，7 位男性）參與本試驗。審評人員主要對茶湯的鮮味、苦味、澀味進行強度評分（10分制），選用谷氨酸[22]、明礬[23-24]、鹽酸小檗堿[25-26]分別作為鮮味、澀味和苦味的參照物。在對茶樣評分前，先以各滋味的參考物溶液進行培訓。強度評分具體標準見表2。培訓方式為：配制不同梯度的溶液，打亂順序，讓審評人員根據(jù)滋味強度排序，然后告知其正確結(jié)果及對應評分，讓審評人員根據(jù)評分再次審評。培訓每周進行2次，共進行2周，記錄每次成員的培訓結(jié)果，最后選取正確率80%以上的審評者11人，進行茶湯滋味的量化評分。

茶湯根據(jù)茶葉感官審評國家標準（GB/T 23776—2018[27]）進行沖泡：稱取茶樣3.0 g，按茶水比1 g∶50 mL用沸水進行沖泡，5 min后濾出茶湯；然后分別對茶湯的鮮味、澀味、苦味進行量化評分。

表2 滋味等效量化評分參考Table 2 Scoring reference of taste equivalent quantitative evaluation

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

檢測數(shù)據(jù)通過SPSS 23.0 軟件進行單因素方差分析（analysis of variance,ANOVA）以確定樣本間差異的顯著性，并使用Simca-p 14.1 軟件進行偏最小二乘判別分析（partial least squares discrimination analysis,PLS-DA）。

在建立滋味評價模型時，滋味成分質(zhì)量分數(shù)均以mg/g為單位，對所有主成分分析前的數(shù)據(jù)進行標準化處理。具體建模過程如下：首先利用相關性分析，篩選出與各滋味相關的主要成分，再使用SPSS 23.0對樣本數(shù)據(jù)進行KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）檢驗和Bartlett球形檢驗，若通過檢驗則進行主成分分析。主成分分析中，結(jié)合成分的累計貢獻率篩選出主成分，并在主成分間消除了變量間的共線性。最后利用多元線性回歸分析，得到鮮味、澀味、苦味的評價模型，進行F檢驗，判斷模型是否有效。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品類白茶生化成分比較

不同等級白茶的生化成分檢測結(jié)果見表3 和表4。與其他茶類相比，白茶的氨基酸總量較高，平均可達5%以上。在不同等級的白茶中，白毫銀針和白牡丹的氨基酸含量顯著高于壽眉，而白毫銀針與白牡丹之間的氨基酸含量無顯著差異，含氮化合物咖啡堿的變化也表現(xiàn)出同一規(guī)律。茶多酚在白茶樣中的總量在21%以下，且隨等級的降低而下降。此外，可溶性糖、沒食子酸也隨著茶樣等級的下降而降低，而黃酮總量隨著等級下降卻顯著增加。各茶樣的兒茶素和兒茶素總量隨白茶等級的下降而減少，但壽眉中的GC、EGC、EC 含量高于白牡丹。

表3 不同等級白茶的生化成分比較Table 3 Comparison of biochemical components in different grades of white tea %

表4 不同等級白茶兒茶素及沒食子酸含量比較Table 4 Comparison of catechin and gallic acid in different grades of white tea mg/g

不同等級散茶、餅茶陳化3年后，白茶樣品的理化檢測結(jié)果見表5和表6。在陳化白茶中，許多滋味成分隨等級變化的規(guī)律與新白茶一致，如茶多酚含量、沒食子酸含量均隨著等級的下降而降低，黃酮含量隨著等級下降而上升。在陳化白茶中GC、EGC、EGCG、GCG、ECG、CG 含量隨著等級的降低而減少，其中EGCG、GCG在相同形制白毫銀針和白牡丹中的含量變化沒有顯著性差異。同時，C和EC的含量隨著等級的降低而增加，且呈現(xiàn)出顯著性差異。而氨基酸、可溶性糖含量在陳化白牡丹中最高?？Х葔A含量在不同等級陳化白茶中的差異不顯著。

對比陳化3 年后的白茶散茶和餅茶，發(fā)現(xiàn)壓餅工藝會促使白茶陳化后的茶多酚含量下降，在白毫銀針和白牡丹中表現(xiàn)最為明顯，尤其是EGCG 顯著下降，白毫銀針的GA 變化也符合這一規(guī)律。白茶壓餅后的氨基酸總量下降幅度較小，僅在白牡丹中表現(xiàn)顯著。黃酮、咖啡堿含量受壓餅工藝的影響也較小。

表5 陳化3年的白茶散茶與餅茶的生化成分比較Table 5 Comparison of biochemical components between loose white teas and compressed ones aging for three years %

為了更直觀地比較不同白茶在主要滋味成分上的差異，進一步對茶樣進行PLS-DA 分析，結(jié)果如圖1 所示：不同白茶的主要滋味成分輪廓有明顯的差異。在圖1A 中，白毫銀針、白牡丹、壽眉的新白茶表現(xiàn)出了較好的分離。綠色圓點代表白毫銀針，主要位于第4 象限；藍色圓點代表白牡丹，其中1-2、5-2樣品為一級白牡丹，位于圓點附近，2-2、3-2、4-2樣品為特級白牡丹，與白毫銀針更接近；紅色圓點代表了壽眉，主要位于縱軸偏第2象限；陳化白茶集中于第3 象限，以黃色圓點表示。樣品在得分圖上的分布情況說明了不同白茶通過主要滋味成分指標能進行較好的區(qū)分。由圖1B可見：白毫銀針主要標志物為EGCG、ECG、GA以及咖啡堿；壽眉中含量較高的成分為可溶性糖與黃酮；陳化白茶的兒茶素含量更高，而EC的含量普遍較低，可能是由于兒茶素陳化過程中發(fā)生了氧化轉(zhuǎn)化和異構(gòu)化。

2.2 不同白茶滋味評分比較

對不同等級的12個新白茶滋味評分進行統(tǒng)計，結(jié)果如圖2 所示。在鮮味得分中，白毫銀針的得分（5.00～6.91）最高，白牡丹的得分（3.73～5.27）略低于白毫銀針，但兩者間無顯著性差異，而壽眉的鮮味得分（2.55～3.00）顯著低于白毫銀針和白牡丹。在澀味得分上，白牡丹的澀味得分（3.73～5.27）最高，其次為白毫銀針（1.36～3.09）和壽眉（1.36～3.27）。在苦味得分上，白牡丹的苦味得分（3.27～6.18）最高，并顯著高于白毫銀針（1.09～2.27）和壽眉（1.55～2.73）的得分。總體而言，白毫銀針表現(xiàn)為高鮮味的特點，白牡丹表現(xiàn)為高鮮味、高苦澀味的特點，而壽眉在鮮味、澀味、苦味的得分上都相對較低，滋味更為平和。

陳化白茶整體的鮮味得分、澀味得分和新白茶相比都更低，滋味審評結(jié)果如圖3 所示。壓餅后陳化白茶鮮味下降，其中白毫銀針和白牡丹下降明顯，分別從4.09 和3.18 降到了2.55 和1.82。在澀味上，白毫銀針和壽眉在壓餅后表現(xiàn)出了小幅下降，而白牡丹出現(xiàn)了小幅上升。在苦味上，白毫銀針變化不大，白牡丹從2.27降到了1.09，而壽眉在壓餅后從3.82上升到了5.73，增長了50%。

2.3 滋味量化評價模型

將白茶滋味等效量化評分結(jié)果與白茶主要滋味化合物含量進行相關性分析，篩選出與滋味評分相關性較高的化合物，作為主成分分析的變量。具體結(jié)果如下（括號中數(shù)字代表了滋味化合物與其對應滋味屬性評分的相關系數(shù)）：與鮮味（U）相關性較高的滋味化合物有氨基酸（U1，0.57）、咖啡堿（U2，0.77）、GA（U3，0.85）、EGCG（U4，0.74）、ECG（U5，0.79）、CG（U6，0.69）；與澀味（A）相關性較高的滋味化合物有氨基酸（A1，0.61）、咖啡堿（A2，0.68）、C（A3，-0.43）、EGCG（A4，0.40）、GCG（A5，0.61）、CG（A6，0.45）；與苦味（B）相關性較高的滋味化合物有黃酮（B1，0.52）、咖啡堿（B2，0.39）、EGC（B3，-0.70）。此外，不同的滋味屬性間也表現(xiàn)出了一定的相關性，特別是澀味和苦味的相關性達到了0.60，具有協(xié)同增減的趨勢。

表6 陳化3年的白茶散茶與餅茶兒茶素及沒食子酸比較Table 6 Comparison of catechin and gallic acid between loose white teas and compressed ones aging for three years mg/g

圖1 不同種類白茶主要滋味成分的PLS-DA統(tǒng)計分析Fig.1 PLS-DA statistical analysis of main taste components in different white tea samples

圖2 不同等級白茶滋味評分比較Fig.2 Comparison of taste scores in different grades of white tea samples

圖3 陳化3年后的白茶散茶與餅茶滋味評分比較Fig.3 Comparison of taste scores of loose and compressed white teas aging for three years

在建立鮮味評價模型時，首先進行KMO 和Bartlett 檢驗。結(jié)果表明，KMO 檢驗值為0.74，大于0.7，非常適合進行主成分分析，Bartlett 球形檢驗顯著性為0，適合進行主成分提取。對各滋味成分進行主成分分析后，主成分特征值與累計貢獻率如表7 所示，試驗提取前3 個主成分代表整體數(shù)據(jù)，累計貢獻率達98.23%。結(jié)合因子載荷矩陣，計算出各滋味化合物變量在各主成分線性組合中的系數(shù)，具體如表8所示。

表7 特征值與累計貢獻率（鮮味）Table 7 Eigenvalues and cumulative contribution rate(umami)

表8 各變量對主成分的系數(shù)矩陣（鮮味）Table 8 Coefficient matrix of variables to principal components(umami)

根據(jù)表8所示系數(shù)，各主成分的計算公式為：

式中：X1～X6代表了對應滋味成分（U1～U6）的相對含量經(jīng)標準化處理后的數(shù)據(jù)。

對提取的主成分進行多元線性回歸分析，得到擬合的回歸方程：U=-0.41F1+0.28F2+0.12F3。該模型中R2為0.850，對回歸方程進行F檢驗發(fā)現(xiàn)，P＜0.01，差異極顯著，表明該模型有效；且該模型的R2較高，說明利用該模型能較好地預測不同白茶鮮味的水平。

對白茶澀味采用同樣的分析方法，提取3個主成分代表整體數(shù)據(jù)，累計貢獻率為92.63%，各滋味化合物變量在各主成分線性組合中的系數(shù)如表9所示。

表9 各變量對主成分的系數(shù)矩陣（澀味）Table 9 Coefficient matrix of variables to principal components(astringent)

根據(jù)表9所示系數(shù)，各主成分的計算公式為：

式中：Y1～Y6代表了對應滋味成分（A1～A6）的相對含量經(jīng)標準化處理后的數(shù)據(jù)。

對提取的主成分進行多元線性回歸分析，得到擬合的回歸方程：A=0.29F1-0.25F2-0.66F3。該模型R2為0.650，對回歸方程進行F檢驗發(fā)現(xiàn)，P＜0.01，差異極顯著，表明該模型有效。

對苦味相關的滋味物質(zhì)進行KMO和Bartlett檢驗，結(jié)果表明不適合進行主成分提取，故不對各變量進行主成分計算和標準化處理，而直接對3 個貢獻率最大的變量進行多元線性回歸分析，得到擬合的回歸方程：B=0.11B1+0.19B2-0.39B3+0.39，其中，B1～B3代表了對應滋味成分的含量。該模型R2為0.650，對回歸方程進行F檢驗發(fā)現(xiàn)，P＜0.01，差異極顯著，表明該模型有效。

3 討論

本研究對不同等級、是否陳化3年處理、是否壓餅處理后的18個福建白茶的生化成分進行了測定，同時采用滋味等效量化評價方法，對白茶樣品的鮮味、苦味、澀味進行評分。試驗結(jié)果表明，隨著白茶等級的下降，茶多酚、GA 含量等都隨之減少，而氨基酸、咖啡堿含量在白毫銀針、白牡丹中沒有差異，但顯著高于壽眉。而陳化白茶和新白茶相比，許多物質(zhì)含量下降，并且壓餅工藝會進一步促使氨基酸、兒茶素和GA 含量的降低。這與黃赟的研究結(jié)果[28]相近。不同花色白茶在主要滋味成分上存在差異，可用來分析其滋味品質(zhì)及保健價值。不同類型白茶中EGCG 等活性物質(zhì)的差異可為白茶的推廣和健康研究選材提供理論依據(jù)。

等效滋味量化評價的結(jié)果表明，在新白茶中，白毫銀針表現(xiàn)為高鮮味的特點，白牡丹表現(xiàn)為高鮮味、高苦澀味的特點，而壽眉在鮮味、澀味、苦味的得分上都相對較低。本研究在鮮味上的試驗結(jié)果與YANG 等對不同等級白茶滋味的量化評分結(jié)果一致，而在澀味、苦味上有所不同，可能是因為審評茶湯的制備方式不同[29]；PAN 等的研究也證實了沖泡條件是影響白茶生化成分浸出率的重要因素[30]。因此，在本研究的基礎上，可進一步探究不同白茶所適用的最佳沖泡條件，更好地指導消費者科學飲茶。

本研究還分別建立了白茶鮮味、苦味和澀味的評價模型。在苦味模型變量中，EGC和苦味表現(xiàn)為負相關，而EGC是茶葉中苦味閾值最高的兒茶素之一，且當它與生物堿形成氫鍵而改變味感，會發(fā)生苦味消隱作用，從而降低茶湯的苦味而增強鮮爽味[31]。此外，本研究建立的白茶鮮味、澀味和苦味評價模型，一方面可根據(jù)白茶生化成分對白茶的滋味品質(zhì)進行快速地量化評估，另一方面也更加明確了影響白茶滋味品質(zhì)形成的主要生化成分，為白茶品質(zhì)提升的相關研究提供了科學參考。

然而，本研究對不同類型白茶生化成分進行測定時，還存在一些待改進的地方：首先，本試驗在對風味品質(zhì)進行評價時，采用了分屬性量化評價的思路，但方法依然建立在人的感官評判之上，仍存在一些主觀因素的影響。在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，后期評分的試驗樣品方差大于前期評分樣品，存在評分過程中精神及感官疲憊因素的干擾。因而，為了讓感官量化評分過程更加可靠，設立適度的激勵機制、休息機制是科學且必要的，值得在研究過程中引起重視。其次，本試驗對茶葉主要滋味成分進行了分析，但氨基酸、黃酮、可溶性糖等成分只檢測了總含量，值得進一步深入分析討論各種組成成分的變化規(guī)律。最后，在討論化學成分與品質(zhì)表現(xiàn)的關系時，應盡可能擴大樣本量。且在試驗材料選取的時候，盡量控制樣本間的其他干擾變量，使得分析討論的結(jié)果更加科學可靠。此外，本試驗中因貢眉茶樣數(shù)量不足，所以在不同等級白茶間比較時未對貢眉的內(nèi)含成分、滋味品質(zhì)等內(nèi)容進行比較。同時，由于陳化白茶與新茶并非同一品種、產(chǎn)地，加工工藝也可能存在不同，所以并未深入比較新白茶和陳化白茶的差異，只做了趨勢分析。

4 結(jié)論

生化成分檢測結(jié)果顯示：白毫銀針含有較高的氨基酸、酯型兒茶素、GA 以及咖啡堿，壽眉中含量較高的成分為可溶性糖與黃酮，白牡丹則介于兩者之間。陳化白茶中兒茶素的含量更高，而EC 的含量較低，且壓餅陳化白茶和散陳化白茶相比，EGCG和GA含量明顯下降。

滋味量化評分結(jié)果表明：白毫銀針鮮味評分高，白牡丹鮮味、苦味、澀味評分均較高，而壽眉在3種滋味評分上都較低。陳化白茶整體的鮮味得分、澀味得分和新白茶相比都更低，壓餅后陳化白茶的鮮味進一步下降。

相關性分析、主成分分析和多元線性回歸分析構(gòu)建的鮮味（U）、澀味（A）和苦味（B）評價方程分別為：U=-0.41F1+0.28F2+0.12F3；A=0.29F1-0.25F2-0.66F3；B=0.11B1+0.19B2-0.39B3+0.39。