福鼎白茶滋味品质的量化评价

陈志达，周辉，陈兴华，林乃设，何普明，屠幼英*

（1.浙江大学农业与生物技术学院茶学系，杭州310058；2.福鼎市茶业发展领导小组，福建 福鼎355200）

白茶是我国传统六大茶类之一，其历史悠久，制法独特，因成茶满披白毫，色泽银白灰绿，汤色清淡，故称白茶[1]。白茶主产于福建省的福鼎、政和、建阳、松溪等地，根据鲜叶老嫩度以及茶树品种的差异，白茶一般可分为白毫银针、白牡丹、贡眉和寿眉4个品类[2]。科学研究表明，白茶具有一系列的生物活性，包括清除自由基[3]、消除炎症[4]、保护神经[5-6]、抗突变和抗癌[7-9]等。因此，近几年白茶广受消费者欢迎，白茶产业快速发展，“白茶饼”“老白茶”“新工艺白茶”以及白茶深加工产品等也越来越多。白茶的消费热潮也促进了人们对白茶品质和保健功效的进一步研究。

生化成分是白茶滋味品质形成的物质基础，了解和判别白茶品质对消费者选择、保存和科学饮用白茶具有重要意义。滋味等效量化评价方法，是在人为感官审评的基础上，通过滋味参照物的对照训练与规范的评分方式，使得茶汤滋味品质得到更好的量化评分。通过建立评分参考模型，为白茶的滋味成分和感官评价之间建立科学方法。该方法可在一定程度上避免感官审评的主观性，使所得的量化审评结果可进行进一步的数据分析。目前，对白茶品质进行量化评价的研究结果较丰富：李欢欢等将茯砖茶的品质用量化数据进行描述，并结合响应面分析法，筛选出了有效区分样品感官差异的描述词，并优化了审评条件[10]；杨晨以谷氨酸钠、咖啡碱和表没食子儿茶素没食子酸酯分别作为鲜味、苦味和涩味的参考物质，根据标准溶液建立的滋味强度和分值关系对白茶茶汤进行了量化打分，获得了不同等级白茶的鲜味、苦味和涩味得分[11]；龚淑英等对由不同原料制成的白茶进行感官审评和量化描述，用鲜度、甜度、苦度和涩度4个维度的得分来表现白茶的滋味属性[12]。本研究在比较了不同种类白茶生化成分的基础上，通过有效的量化方式和数据统计分析，探明关键滋味成分对白茶品质的贡献，并建立评价参考模型，为消费者提供认识白茶品质的科学方法，也可丰富白茶的生化理论，为白茶的推广提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验茶样由福建省福鼎市茶产业发展领导小组组织不同公司无偿提供，不同等级、年份、形态的白茶样共18个，具体信息见表1。其中，白毫银针用BHYZ（1）表示，白牡丹用BMD（2）表示，寿眉用SM（3）表示，散茶用L表示，饼茶用C表示。

试验所用浓硫酸、蒽酮、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、85%磷酸、六水合三氯化铝、碳酸氢钠、茚三酮、草酸、甲醇、95%乙醇、无水乙醇、冰乙酸等试剂为分析纯，购于国药集团化学试剂有限公司。甲醇和乙腈为色谱纯，购于天津四友精细化学品有限公司。

儿茶素（catechin, C）、表儿茶素（epi-catechin,EC）、表儿茶素没食子酸酯（epi-catechin-3-gallate,ECG）、儿茶素没食子酸酯（catechin-3-gallate,CG）、没食子儿茶素（gallocatechin,GC）、没食子儿茶素没食子酸酯（gallocatechin-3-gallate,GCG）、表没食子儿茶素（epi-gallocatechin,EGC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（epi-gallocatechin-3-gallate,EGCG）、没食子酸（gallic acid, GA）的液相色谱标准品均购自美国Sigma 公司。咖啡碱标准品购自日本Mitsui Norin公司。

1.2 试验设备

LC-2010 高效液相色谱仪（日本Shimadzu 公司）、UV759S 紫外可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）、DK-S28 电热恒温水浴锅（上海三发科学仪器有限公司）、AL104 电子天平（瑞士Mettler Toledo公司）、5804R离心机（德国Eppendorf公司）、Venticell 111烘干机（德国MMM公司）。

表1 供试白茶样品信息Table 1 Information of the tested white tea samples

1.3 试验方法

1.3.1 白茶的生化成分检测

茶样磨碎试样及干物质含量测定参考GB 5009.3—2016[13]；游离氨基酸总量、茶水浸出物、可溶性糖总量、儿茶素含量检测的茶汤提取方法参考GB/T 8305—2013[14]；茶多酚检测采用醇提溶液法，其制备及检测参考GB/T 8313—2018[15]；游离氨基酸总量检测方法参考GB/T 8314—2013[16]；可溶性糖总量检测采用蒽酮硫酸比色法[17]；可溶性蛋白含量检测采用考马斯亮蓝比色法[18]；黄酮总量检测采用三氯化铝比色法[19]。

儿茶素、没食子酸及咖啡碱含量检测：采用实验室确立的儿茶素高效液相色谱（high performance liquid chromatography,HPLC）检测方法[20]，并使用美国Agilent公司C18色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），其中：流动相A为V（乙腈）∶V（乙酸）∶V（水）=3∶0.5∶96.5，流动相B为V（乙腈）∶V（乙酸）∶V（水）=30∶0.5∶69.5，其中B相体积分数在0～35 min内从30%均匀增加到80%，之后维持80%至45 min；柱温20 ℃；流速1 mL/min；进样量10 μL；检测波长为280 nm。

1.3.2 滋味等效量化评价

为了避免因个体差异对茶汤主要滋味敏感性造成的误差，参考PICKRAHN等的滋味等效量化评价的方法[21]，共选取18位经过茶叶专业审评培训的审评人员（11 位女性，7 位男性）参与本试验。审评人员主要对茶汤的鲜味、苦味、涩味进行强度评分（10分制），选用谷氨酸[22]、明矾[23-24]、盐酸小檗碱[25-26]分别作为鲜味、涩味和苦味的参照物。在对茶样评分前，先以各滋味的参考物溶液进行培训。强度评分具体标准见表2。培训方式为：配制不同梯度的溶液，打乱顺序，让审评人员根据滋味强度排序，然后告知其正确结果及对应评分，让审评人员根据评分再次审评。培训每周进行2次，共进行2周，记录每次成员的培训结果，最后选取正确率80%以上的审评者11人，进行茶汤滋味的量化评分。

茶汤根据茶叶感官审评国家标准（GB/T 23776—2018[27]）进行冲泡：称取茶样3.0 g，按茶水比1 g∶50 mL用沸水进行冲泡，5 min后滤出茶汤；然后分别对茶汤的鲜味、涩味、苦味进行量化评分。

表2 滋味等效量化评分参考Table 2 Scoring reference of taste equivalent quantitative evaluation

1.3.3 数据分析

检测数据通过SPSS 23.0 软件进行单因素方差分析（analysis of variance,ANOVA）以确定样本间差异的显著性，并使用Simca-p 14.1 软件进行偏最小二乘判别分析（partial least squares discrimination analysis,PLS-DA）。

在建立滋味评价模型时，滋味成分质量分数均以mg/g为单位，对所有主成分分析前的数据进行标准化处理。具体建模过程如下：首先利用相关性分析，筛选出与各滋味相关的主要成分，再使用SPSS 23.0对样本数据进行KMO（Kaiser-Meyer-Olkin）检验和Bartlett球形检验，若通过检验则进行主成分分析。主成分分析中，结合成分的累计贡献率筛选出主成分，并在主成分间消除了变量间的共线性。最后利用多元线性回归分析，得到鲜味、涩味、苦味的评价模型，进行F检验，判断模型是否有效。

2 结果与分析

2.1 不同品类白茶生化成分比较

不同等级白茶的生化成分检测结果见表3 和表4。与其他茶类相比，白茶的氨基酸总量较高，平均可达5%以上。在不同等级的白茶中，白毫银针和白牡丹的氨基酸含量显著高于寿眉，而白毫银针与白牡丹之间的氨基酸含量无显著差异，含氮化合物咖啡碱的变化也表现出同一规律。茶多酚在白茶样中的总量在21%以下，且随等级的降低而下降。此外，可溶性糖、没食子酸也随着茶样等级的下降而降低，而黄酮总量随着等级下降却显著增加。各茶样的儿茶素和儿茶素总量随白茶等级的下降而减少，但寿眉中的GC、EGC、EC 含量高于白牡丹。

表3 不同等级白茶的生化成分比较Table 3 Comparison of biochemical components in different grades of white tea %

表4 不同等级白茶儿茶素及没食子酸含量比较Table 4 Comparison of catechin and gallic acid in different grades of white tea mg/g

不同等级散茶、饼茶陈化3年后，白茶样品的理化检测结果见表5和表6。在陈化白茶中，许多滋味成分随等级变化的规律与新白茶一致，如茶多酚含量、没食子酸含量均随着等级的下降而降低，黄酮含量随着等级下降而上升。在陈化白茶中GC、EGC、EGCG、GCG、ECG、CG 含量随着等级的降低而减少，其中EGCG、GCG在相同形制白毫银针和白牡丹中的含量变化没有显著性差异。同时，C和EC的含量随着等级的降低而增加，且呈现出显著性差异。而氨基酸、可溶性糖含量在陈化白牡丹中最高。咖啡碱含量在不同等级陈化白茶中的差异不显著。

对比陈化3 年后的白茶散茶和饼茶，发现压饼工艺会促使白茶陈化后的茶多酚含量下降，在白毫银针和白牡丹中表现最为明显，尤其是EGCG 显著下降，白毫银针的GA 变化也符合这一规律。白茶压饼后的氨基酸总量下降幅度较小，仅在白牡丹中表现显著。黄酮、咖啡碱含量受压饼工艺的影响也较小。

表5 陈化3年的白茶散茶与饼茶的生化成分比较Table 5 Comparison of biochemical components between loose white teas and compressed ones aging for three years %

为了更直观地比较不同白茶在主要滋味成分上的差异，进一步对茶样进行PLS-DA 分析，结果如图1 所示：不同白茶的主要滋味成分轮廓有明显的差异。在图1A 中，白毫银针、白牡丹、寿眉的新白茶表现出了较好的分离。绿色圆点代表白毫银针，主要位于第4 象限；蓝色圆点代表白牡丹，其中1-2、5-2样品为一级白牡丹，位于圆点附近，2-2、3-2、4-2样品为特级白牡丹，与白毫银针更接近；红色圆点代表了寿眉，主要位于纵轴偏第2象限；陈化白茶集中于第3 象限，以黄色圆点表示。样品在得分图上的分布情况说明了不同白茶通过主要滋味成分指标能进行较好的区分。由图1B可见：白毫银针主要标志物为EGCG、ECG、GA以及咖啡碱；寿眉中含量较高的成分为可溶性糖与黄酮；陈化白茶的儿茶素含量更高，而EC的含量普遍较低，可能是由于儿茶素陈化过程中发生了氧化转化和异构化。

2.2 不同白茶滋味评分比较

对不同等级的12个新白茶滋味评分进行统计，结果如图2 所示。在鲜味得分中，白毫银针的得分（5.00～6.91）最高，白牡丹的得分（3.73～5.27）略低于白毫银针，但两者间无显著性差异，而寿眉的鲜味得分（2.55～3.00）显著低于白毫银针和白牡丹。在涩味得分上，白牡丹的涩味得分（3.73～5.27）最高，其次为白毫银针（1.36～3.09）和寿眉（1.36～3.27）。在苦味得分上，白牡丹的苦味得分（3.27～6.18）最高，并显著高于白毫银针（1.09～2.27）和寿眉（1.55～2.73）的得分。总体而言，白毫银针表现为高鲜味的特点，白牡丹表现为高鲜味、高苦涩味的特点，而寿眉在鲜味、涩味、苦味的得分上都相对较低，滋味更为平和。

陈化白茶整体的鲜味得分、涩味得分和新白茶相比都更低，滋味审评结果如图3 所示。压饼后陈化白茶鲜味下降，其中白毫银针和白牡丹下降明显，分别从4.09 和3.18 降到了2.55 和1.82。在涩味上，白毫银针和寿眉在压饼后表现出了小幅下降，而白牡丹出现了小幅上升。在苦味上，白毫银针变化不大，白牡丹从2.27降到了1.09，而寿眉在压饼后从3.82上升到了5.73，增长了50%。

2.3 滋味量化评价模型

将白茶滋味等效量化评分结果与白茶主要滋味化合物含量进行相关性分析，筛选出与滋味评分相关性较高的化合物，作为主成分分析的变量。具体结果如下（括号中数字代表了滋味化合物与其对应滋味属性评分的相关系数）：与鲜味（U）相关性较高的滋味化合物有氨基酸（U1，0.57）、咖啡碱（U2，0.77）、GA（U3，0.85）、EGCG（U4，0.74）、ECG（U5，0.79）、CG（U6，0.69）；与涩味（A）相关性较高的滋味化合物有氨基酸（A1，0.61）、咖啡碱（A2，0.68）、C（A3，-0.43）、EGCG（A4，0.40）、GCG（A5，0.61）、CG（A6，0.45）；与苦味（B）相关性较高的滋味化合物有黄酮（B1，0.52）、咖啡碱（B2，0.39）、EGC（B3，-0.70）。此外，不同的滋味属性间也表现出了一定的相关性，特别是涩味和苦味的相关性达到了0.60，具有协同增减的趋势。

表6 陈化3年的白茶散茶与饼茶儿茶素及没食子酸比较Table 6 Comparison of catechin and gallic acid between loose white teas and compressed ones aging for three years mg/g

图1 不同种类白茶主要滋味成分的PLS-DA统计分析Fig.1 PLS-DA statistical analysis of main taste components in different white tea samples

图2 不同等级白茶滋味评分比较Fig.2 Comparison of taste scores in different grades of white tea samples

图3 陈化3年后的白茶散茶与饼茶滋味评分比较Fig.3 Comparison of taste scores of loose and compressed white teas aging for three years

在建立鲜味评价模型时，首先进行KMO 和Bartlett 检验。结果表明，KMO 检验值为0.74，大于0.7，非常适合进行主成分分析，Bartlett 球形检验显著性为0，适合进行主成分提取。对各滋味成分进行主成分分析后，主成分特征值与累计贡献率如表7 所示，试验提取前3 个主成分代表整体数据，累计贡献率达98.23%。结合因子载荷矩阵，计算出各滋味化合物变量在各主成分线性组合中的系数，具体如表8所示。

表7 特征值与累计贡献率（鲜味）Table 7 Eigenvalues and cumulative contribution rate(umami)

表8 各变量对主成分的系数矩阵（鲜味）Table 8 Coefficient matrix of variables to principal components(umami)

根据表8所示系数，各主成分的计算公式为：

式中：X1～X6代表了对应滋味成分（U1～U6）的相对含量经标准化处理后的数据。

对提取的主成分进行多元线性回归分析，得到拟合的回归方程：U=-0.41F1+0.28F2+0.12F3。该模型中R2为0.850，对回归方程进行F检验发现，P＜0.01，差异极显著，表明该模型有效；且该模型的R2较高，说明利用该模型能较好地预测不同白茶鲜味的水平。

对白茶涩味采用同样的分析方法，提取3个主成分代表整体数据，累计贡献率为92.63%，各滋味化合物变量在各主成分线性组合中的系数如表9所示。

表9 各变量对主成分的系数矩阵（涩味）Table 9 Coefficient matrix of variables to principal components(astringent)

根据表9所示系数，各主成分的计算公式为：

式中：Y1～Y6代表了对应滋味成分（A1～A6）的相对含量经标准化处理后的数据。

对提取的主成分进行多元线性回归分析，得到拟合的回归方程：A=0.29F1-0.25F2-0.66F3。该模型R2为0.650，对回归方程进行F检验发现，P＜0.01，差异极显著，表明该模型有效。

对苦味相关的滋味物质进行KMO和Bartlett检验，结果表明不适合进行主成分提取，故不对各变量进行主成分计算和标准化处理，而直接对3 个贡献率最大的变量进行多元线性回归分析，得到拟合的回归方程：B=0.11B1+0.19B2-0.39B3+0.39，其中，B1～B3代表了对应滋味成分的含量。该模型R2为0.650，对回归方程进行F检验发现，P＜0.01，差异极显著，表明该模型有效。

3 讨论

本研究对不同等级、是否陈化3年处理、是否压饼处理后的18个福建白茶的生化成分进行了测定，同时采用滋味等效量化评价方法，对白茶样品的鲜味、苦味、涩味进行评分。试验结果表明，随着白茶等级的下降，茶多酚、GA 含量等都随之减少，而氨基酸、咖啡碱含量在白毫银针、白牡丹中没有差异，但显著高于寿眉。而陈化白茶和新白茶相比，许多物质含量下降，并且压饼工艺会进一步促使氨基酸、儿茶素和GA 含量的降低。这与黄赟的研究结果[28]相近。不同花色白茶在主要滋味成分上存在差异，可用来分析其滋味品质及保健价值。不同类型白茶中EGCG 等活性物质的差异可为白茶的推广和健康研究选材提供理论依据。

等效滋味量化评价的结果表明，在新白茶中，白毫银针表现为高鲜味的特点，白牡丹表现为高鲜味、高苦涩味的特点，而寿眉在鲜味、涩味、苦味的得分上都相对较低。本研究在鲜味上的试验结果与YANG 等对不同等级白茶滋味的量化评分结果一致，而在涩味、苦味上有所不同，可能是因为审评茶汤的制备方式不同[29]；PAN 等的研究也证实了冲泡条件是影响白茶生化成分浸出率的重要因素[30]。因此，在本研究的基础上，可进一步探究不同白茶所适用的最佳冲泡条件，更好地指导消费者科学饮茶。

本研究还分别建立了白茶鲜味、苦味和涩味的评价模型。在苦味模型变量中，EGC和苦味表现为负相关，而EGC是茶叶中苦味阈值最高的儿茶素之一，且当它与生物碱形成氢键而改变味感，会发生苦味消隐作用，从而降低茶汤的苦味而增强鲜爽味[31]。此外，本研究建立的白茶鲜味、涩味和苦味评价模型，一方面可根据白茶生化成分对白茶的滋味品质进行快速地量化评估，另一方面也更加明确了影响白茶滋味品质形成的主要生化成分，为白茶品质提升的相关研究提供了科学参考。

然而，本研究对不同类型白茶生化成分进行测定时，还存在一些待改进的地方：首先，本试验在对风味品质进行评价时，采用了分属性量化评价的思路，但方法依然建立在人的感官评判之上，仍存在一些主观因素的影响。在试验过程中发现，后期评分的试验样品方差大于前期评分样品，存在评分过程中精神及感官疲惫因素的干扰。因而，为了让感官量化评分过程更加可靠，设立适度的激励机制、休息机制是科学且必要的，值得在研究过程中引起重视。其次，本试验对茶叶主要滋味成分进行了分析，但氨基酸、黄酮、可溶性糖等成分只检测了总含量，值得进一步深入分析讨论各种组成成分的变化规律。最后，在讨论化学成分与品质表现的关系时，应尽可能扩大样本量。且在试验材料选取的时候，尽量控制样本间的其他干扰变量，使得分析讨论的结果更加科学可靠。此外，本试验中因贡眉茶样数量不足，所以在不同等级白茶间比较时未对贡眉的内含成分、滋味品质等内容进行比较。同时，由于陈化白茶与新茶并非同一品种、产地，加工工艺也可能存在不同，所以并未深入比较新白茶和陈化白茶的差异，只做了趋势分析。

4 结论

生化成分检测结果显示：白毫银针含有较高的氨基酸、酯型儿茶素、GA 以及咖啡碱，寿眉中含量较高的成分为可溶性糖与黄酮，白牡丹则介于两者之间。陈化白茶中儿茶素的含量更高，而EC 的含量较低，且压饼陈化白茶和散陈化白茶相比，EGCG和GA含量明显下降。

滋味量化评分结果表明：白毫银针鲜味评分高，白牡丹鲜味、苦味、涩味评分均较高，而寿眉在3种滋味评分上都较低。陈化白茶整体的鲜味得分、涩味得分和新白茶相比都更低，压饼后陈化白茶的鲜味进一步下降。

相关性分析、主成分分析和多元线性回归分析构建的鲜味（U）、涩味（A）和苦味（B）评价方程分别为：U=-0.41F1+0.28F2+0.12F3；A=0.29F1-0.25F2-0.66F3；B=0.11B1+0.19B2-0.39B3+0.39。