成品茶产地理化分析鉴定现状与发展趋势

朱楠楠 胥锦桦 禹利君

（湖南农业大学园艺园林学院，湖南农业大学茶学教育部重点实验室·长沙·410128）

近年来，国内外已开展有关成品茶产地鉴定研究，主要采用矿质元素分析、化学成分分析等方法，但成品茶矿质元素及相应的生化成分，与品种、栽培条件、加工技术等密切相关，用单一的方法进行茶叶产地鉴定的结果不太稳定。本文在分析前人研究结果的基础上，提出将矿质元素分析、化学主成分分析两种鉴别方法有机结合，以求更准确地鉴定成品茶的产地。

1 矿质元素分析在成品茶上的研究

矿质元素分析已初步应用于不同产地、不同种类茶叶的区分。Fernández-Cáceres PL 等[1]用 ICPAES测定绿茶、红茶、速溶茶46个茶样中Al、Ba、Ca、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Sr、Ti、Zn 的含量，发现在红绿茶之间金属元素的含量没有明显的差异，应用主成分分析（PCA）、线性判别分析（LDA）、人工神经网络（ANN）等模式识别法区分茶树类型，其中LDA和ANN显示出更好的效果，并认为这些化学计量学方法可用于区分亚洲与非洲茶及亚洲不同茶的产地。李海龙等[2]建立了用电感耦合等离子发射光谱法（ICP-AES） 分析砖茶中 Ca、Mg、K、Al、P、Cu、Zn、Fe、Mn等9种生命元素的方法，相对标准偏差在2.11%～8.68%之间，对砖茶中9种元素分析结果与普通茶叶作了比较分析，结果表明砖茶中P、Zn、K、Cu的含量均低于普通茶叶，分别只有普通茶叶的 48.70%、78.19%、85.68%和 98.78%，而 Al、Fe、Mn、Ca、Mg的含量均高于普通茶叶，分别是普通茶叶的 5.78、3.26、2.19、2.11 和 1.64 倍。康海宁等[3]应用微波消解处理样品，电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了不同产地、不同种类的29种茶叶中 的 Mg、Al、P、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sr 和Pb共13种元素的含量，原始数据经过标准化处理后，结合聚类分析和主成分分析，对来自江西、云南、广东和福建四个地区的茶叶进行了产地判别，并对不同种类的茶叶（红茶、绿茶、乌龙茶、黑茶）进行了区分，认为主成分分析方法效果较为直观，分类效果优于聚类分析。矿质元素含量与产区环境密切有关，但栽培管理水平对其含量也会产生影响。许凌等[4]利用电感耦合等离子发射光谱法（ICPAES）对绿茶、乌龙茶、普洱茶等多种茶叶中12种元素（Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Na、Ni、V、Zn）含量进行了测定。姚剑亭等[5]采用电感耦合等离子体发射光谱（ICP-AES）法测定了茶汤中的Cu、Fe、Mn、Zn、Cr、Cd等重金属元素的含量。Salahinejad M等[6]用ICP-AES检测了伊朗4个本地茶样、7个进口茶样茶汤中有毒金属（Al、As、Pb、Cr、Cd、Ni）和基本矿质元素（Fe、Zn、Cu、Mn、Ca、Mg）的含量，结果显示每克红茶中 Al、Ca、Mg、Mn 含量在毫克水平，Cr、Fe、Ni、Cu、Zn 含量在微克水平，除 Ni和 Cu 之外，当地和进口红茶中的大部分元素在方差分析中都没有显示出统计学上的显著差异，并研究了每种元素在茶汤中的浸提效率，被测元素的溶解度有很大的不同（0～59.3%），其中 Cr、Pb、Cd 溶解度最低，而 Ni的溶解度最高，茶汤中可获得元素的量与每日摄取容许量相比较是安全的。王士霞等[7]（2010）采用火焰型原子吸收光谱法对市场上5种不同品牌茶叶中微量元素 Ca、Mg、Fe、Cu、Zn 的含量进行测定，并通过分析实验数据，归纳了各元素在样品中的分布情况。宋江良等[8]以电感耦合等离子体发光色谱法（ICP-AES）检测了产自不同地区信阳毛尖茶中微量元素的含量，并测定溶出率，结果显示其中微量元素 Mg、Mn、Al和 Fe 的含量均大于 150μg/g，Cu、Zn、Ni、Sr、Cr、Co、Cd 和 Pb 含量较低，As和 Se 未检出；Mg、Mn和Zn首次溶出率大于30%，二次溶出率大于 10%，茶汤中未检出 Cr、Fe、Cd和 Co，认为不同地区信阳毛尖的微量元素含量和溶出率存在差异。茶叶中矿质元素含量与其不同品种的遗传因素有关，受生长土壤环境、肥培管理条件的影响，在加工过程中因加工工艺不同、加工环境影响发生不稳定，仅利用单一的矿质元素分析法鉴定茶样的产地，鉴定结果不准确。

2 化学成分分析在成品茶上的研究

成品茶特征化学成分的含量可以作为区分不同地区、不同品种、不同类型茶叶的重要依据。罗丽等[9]采用三氯化铝比色法，对福建省安溪、永春、建瓯及武夷山茶区所产的乌龙茶样进行了黄酮类化合物总量测定。结果表明，不同品种花色的乌龙茶黄酮类含量存在差异，佛手含量最高、铁观音含量最低；不同季节间，以秋茶最高，春茶次之，夏茶最低；不同地区的乌龙茶黄酮类含量高低依次为永春、武夷山、建瓯、安溪，t检验表明安溪与永春、武夷山的差异达极显著，与建瓯的差异达显著，但茶树加工、贮藏条件也会使黄酮类化合物含量改变。陈波等[10]用1HNMR分析测定35种从福建、云南、广东、江西等地采集的不同种类的茶叶，检测了多种氨基酸、茶氨酸、儿茶素（表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)和一些未知的儿茶素）、蔗糖、未知糖类、脂肪酸、咖啡碱等的含量，所得的图谱经主成分分析，可对不同种类的茶叶以及铁观音产地进行区分。但铁观音加工中内含化学成分变化复杂，加工工序相同、工艺参数不同，内含成分的变化不能完全的一致。吕海鹏等[11]采用HPLC对国内茶树种质资源的EGCG3"Me含量及其变化规律进行了研究，发现茶叶中EGCG3"Me的含量因茶树种质资源的不同存在很大差异，随着叶片成熟度的提高而增加，且因季节不同存在差异（秋季新梢高于夏季新梢），由于不同茶类加工工艺的不同也显示出较大差异，绿茶能有效地保持鲜叶中EGCG3"Me的含量，而乌龙茶加工中的萎调工序中茶叶EGCG3"Me含量有明显增加。卢嘉丽等[12]对白叶单枞和黄观音两个乌龙茶的代表茶树品种芽叶中的茶多酚进行定性、定量比较分析。结果表明，两个茶树品种芽叶中的儿茶素类化合物组成基本相近，但白叶单枞中酯型儿茶素的含量比黄观音高，非酯型儿茶素的含量比较低，并首次在我国茶树现有栽培品种中发现（－）-epigallocatechin-3-（3"-O-methyl）gallate和（－）-epigallocatechin-3，5-digallate。康海宁等[13]用高效液相色谱/二极管阵列检测器（HPLC/DAD）对 33 个茶样同时测定 (－)-没食子儿茶素（GC）、(－)-表没食子儿茶素（EGC）、(－)-表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、(－)-表儿茶素（EC）、(－)-表儿茶素没食子酸酯（ECG）、咖啡碱（Caffeine）6种组分，以该6种组分的含量为指标进行聚类分析，区分不同种类、不同产地及不同工艺的茶叶，具有一定的代表性。曾晓雄等[14]利用HPLC和Sugar-D色谱柱，建立了HPLC分析茶叶中游离糖含量的方法，并对绿茶、乌龙茶、红茶和普洱茶中游离糖的含量进行了测定与比较，分析结果显示由于加工工艺的不同造成各种茶样中游离糖的成分和含量的差异，绿茶的游离糖含量（总糖量45mg/g）最高且丰富，乌龙茶含糖量也较高，红茶次之，普洱茶的含糖量（总糖量仅4.13mg/g）最低。另外，不同茶类的游离糖的组成还会受到产区环境条件、栽培条件的影响。成浩等[15]采用杭州西湖区、绍兴新昌县和丽水市辖四县区生产的三类扁形茶样本，按单一品种和混合品种两种策略，基于多元化学指纹图谱和逐步判别技术鉴别茶样产地。但茶叶化学成分含量受栽培、加工过程中多种因素的影响，并不能确切表明茶叶产地。林春桃等[16]对福建省漳州平和等地区生产的金萱乌龙茶中主要生化成分含量进行测定，水浸出物含量为（38.18%±1.43%），茶多酚含量为（18.71%±1.76%），氨基酸含量为（4.11%±0.80%），酚氨比为（4.70±0.95），咖啡碱含量为（2.65%±0.37%），水溶性总糖含量为（7.94%±0.97%），儿茶素总量为（97.88±10.6）mg/g，黄酮类化合物含量为（8.34±1.52）mg/g。聚类分析将不同产地金萱乌龙茶茶样分为3类，福建不同产地金萱乌龙茶的水浸出物和茶多酚含量变异系数较小，而氨基酸、黄酮类化合物含量变异系数较大，认为不同产地环境对金萱乌龙茶的水浸出物和茶多酚含量影响较小，对氨基酸和黄酮类化合物含量的影响较大。但乌龙茶中生化成分的不同受加工工艺的影响很大，在加工过程中的环境条件也会造成生化成分含量的改变。杨群等[17]采用红外傅里叶变换（FTIR）光谱法比较分析了云南普洱碧罗春茶（不发酵茶）、福建乌龙茶（半发酵茶）和普洱熟茶（全发酵茶）红外特征谱的异同，结果显示三种茶叶的红外光谱比较相似，认为由于发酵程度不同，三种茶中茶多酚类物质成分的含量不同，因而它们具有各自的红外特征谱，研究认为茶叶的发酵程度与红外特征谱的1037cm－1、1147cm－1、1324cm－1、1520cm－1和1240cm－1附近吸收峰的强度和峰形密切相关，根据上述红外光谱特征峰的吸光度和峰形，可以区分茶叶的发酵程度等，但茶多酚类含量也因茶叶产地的环境条件、栽培条件等而存在差异。王丽鸳等[18]利用HPLC化学指纹图谱，针对儿茶素类和黄酮苷类物质进行武夷岩茶的分类识别分析试验，依据其判别函数得分值的差异，对不同原料品种、不同地区生产的武夷岩茶进行判别。Jia-Hua Li等[19]用茶多酚（EGCG、EGC、ECG、EC、CA、SIR、GA）作为化学分类标记对中国和日本的89个野生型、杂种型、栽培型茶树进行表型关系研究，最小方差聚类分析得到包括3个亚类的系统树图，A类包括古茶树，表明相对原始茶树中ECG和EC的含量高、EGCG和EGC的含量少，B类（中国杂交种）和C类（日本、台湾茶树）的ECG和EC的含量比A类低，PCA和聚类分析表明了含有高EGCG、EGC（低ECG、EC）的茶树更接近于原始茶树，与现在的茶树起源理论相一致。茶树生长中的物质积累是形成成品茶化学成分的基础，与不同茶树品种的遗传因素有关。同一个茶树品种在不同地区、不同栽培管理条件下，叶片中物质积累与代谢活动速率不同，使其化学组成的含量与比例不同。茶叶加工过程中的温湿度与含水量的改变，促进或抑制了茶叶中的酶促或非酶促反应，物质类型与含量发生改变，由于茶叶加工过程中条件不能够保持绝对的一致，成品茶中的化学成分并不能完全体现其产地。利用化学成分分析鉴定茶树及成品茶的产地，结果是不稳定的。

3 小结

目前已进行的成品茶产地鉴定研究均是以不同产地的成品茶内含矿质元素含量或生化成分含量不同为出发点，进行聚类分析。植物中矿质元素含量与它的生长环境密切相关，如水、大气和土壤等，植物主要从土壤中吸收矿质元素，来源于不同产地的茶叶在矿质元素的含量上存在差异。另外，不同类型的茶叶由于加工工艺不同，其中的元素含量也会发生一定的变化。因此，矿质元素的含量可以作为区分茶叶产地的重要参考指标。茶树鲜叶内含成分的差异是造成成品茶内含成分不同的基础，加工工艺、加工环境等因素会影响内含成分的变化程度，在区分不同产地的成品茶时，茶叶中内含化学成分分析可起到参考作用。因此，若要实现对成品茶产地的有效鉴定，需将茶叶的矿质元素分析和特征化学成分分析相结合，才能提高其鉴定的准确性。

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