基于色差系统的黄茶外观色泽评价模型构建及其关键物质基础分析

王 璟，高 静，刘思彤，汪 芳，戴前颖,*，许勇泉,*，尹军峰

（1.安徽农业大学 茶树生物学与资源利用国家重点实验室，安徽 合肥 230036；2.中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008）

基于色差系统的黄茶外观色泽评价模型构建及其关键物质基础分析

王 璟1,2，高 静1，刘思彤1，汪 芳2，戴前颖1,*，许勇泉2,*，尹军峰2

（1.安徽农业大学 茶树生物学与资源利用国家重点实验室，安徽 合肥 230036；2.中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008）

基于市售黄茶外观色泽的色差分析结果和感官审评得分，建立色泽指标与外观色泽评分之间的关系函数，并进一步分析其与生化成分含 量的相关性。结果表明：不同黄茶在外观色泽上表现出较大的差异，对黄茶的整体品质有极显著影响（P＜0.01）；由色相（O）值经数据转换所得的色度（Ps）值与外观色泽评分有较好的相关性；建立了Ps值-外观色泽评分的二次拟合模型，经验证，模型准确率为98.9%，Ps值可用于分析黄茶外观色泽品质；Ps值与茶红素含量呈极显著正相关（P＜0.01），与总叶绿素含量呈显著负相关（P＜0.05），由此可知黄茶干茶的外观色泽与这两种生化成分有关。本实验建立了黄茶外观色泽的色差评价方法，可为黄茶色泽研究提供一定的理论依据。

黄茶；色泽；色泽评价模型；相关性

王璟, 高静, 刘思彤, 等. 基于色差系统的黄茶外观色泽评价模型构建及其关键物质基础分析[J]. 食品科学, 2017, 38(17): 145-150. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201717024. http://www.spkx.net.cn

WANG Jing, GAO Jing, LIU Sitong, et al. Establishment of an evaluation model for color of yellow tea based on color difference and analysis of key pigments[J]. Food Science, 2017, 38(17): 145-150. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201717024. http://www.spkx.net.cn

茶叶是世界三大功能性饮料之一，受到世界人民的广泛喜爱。黄茶作为我国六大茶类之一，也是我国所独有的茶类，主产区为安徽、浙江、湖北、四川及广东等省[1]。黄茶的加工工序为杀青→闷黄→（揉捻）→干燥。其中，闷黄是形成黄茶特有的“三黄”即干茶黄、汤色黄、叶底黄的关键工序[2]。除具有独特的外形之美和醇厚甘甜的口感外，黄茶 所具有的营养和药理成分位居六大茶类前三，被茶叶专家推荐为最适宜饮用的茶类[3]。有研究表明，黄茶跟绿茶一样，多酚类和甲基黄嘌呤类物质含量丰富[4]，具有较强的抗氧化[5-6]及肝脏保护功能[7]，同时，对生物体没有负面效应[8]，且一定程度上能够调节糖脂代谢紊乱[9]。目前国内黄茶产销量占茶行业均较小[10-12]，有较大的发展空间，为了发展黄茶，加大对黄茶的研究力度必不可少[13]。

外观色泽是黄茶品质的重要指标之一，对黄茶的整体品质有一定的影响。陈椽[14]曾明确指出黄茶品质为黄色黄汤、绿色消失、黄色明显，由此可见黄茶的外观色泽是将黄茶明显区分于绿茶等其他茶类的评判标准。据文献表明，叶绿素在闷黄过程中发生水解和脱镁反应，是黄茶干茶呈现黄色的主要原因[15]；茶黄素和茶红素由儿茶素及其没食子酸经酶促氧化反应转化而成[16]，李丹等[17]的研究表明，“酶促闷黄”使得黄茶外观色泽更加黄亮，同时，茶黄素和茶红素的含量增加。茶色素的含量对黄茶色泽可能有影响[18]。黄茶外观色泽是否黄亮，不仅能够影响黄茶的品质，也能够在一定程度上反映出闷黄工序是否适度。

目前，国内外对茶叶品质主要依靠专业感官审评人员进行评定，其次是应用现代仪器分析技术，茶叶感官审评受人为因素影响，重复性较差[19]。用于外观色泽评定的现代仪器分析主要是色差分析，其优点是方便快捷、精密度较高。色差分析在茶叶汤色品质的应用较多。陆建良等[20]采用色差分析研究了绿茶、乌龙茶及红茶3 种茶汤的色泽指标，结果表明差异显著，且感官评分与各色泽指标呈不同程度的相关性。而在大多黄茶外观色泽的色差分析中，茶样进行了磨碎处理，不能准确代表黄茶外观真实的色泽。建立黄茶外观色泽的色差分析评价方法，并找到能够准确评价黄茶外观色泽的指标，对黄茶的生产及品质评价尤为重要。余书平等[21]发现小叶种红茶发酵过程中色泽变化与儿茶素及茶黄素的含量变化有相关性。黄茶色差与生化成分的关系研究较少，若能够找到黄茶的色差与生化成分的相关性，可为黄茶外观色泽研究提供一定理论基础。

本实验以市售黄茶的外观色泽为主要分析对象，采用色差分析方法，寻找能够评价黄茶外观色泽的最佳指标，建立外观色泽指标与外观色泽感官审评评分之间的数据模型，并以色泽指标为中心探索黄茶外观色泽的生化成分变化，以为黄茶外观色泽的研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

本实验中所用黄茶样品信息如表1所示。

表 1 市售黄茶样品信息Table 1 Information about commercial yellow tea samples tested in this study

验证茶样：采用鸠坑品种鲜叶（一芽一、二叶），杀青至茶坯水分为45%，分别在30、45、60 ℃的环境中闷黄，控制闷黄时间，从而获得闷黄程度不同且外观色泽有显著差异的黄茶样品，共计17 个。

儿茶素、没食子酸标样（纯度≥98%）、乙腈、甲酸（色谱纯） 美国Sigma公司；福林-酚、碳酸钠、碳酸氢钠、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、草酸、正丁醇（分析纯） 阿拉丁（上海）试剂有限公司；其他实验中所用的常用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

UV-2550紫外-可见光分光光度计、高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）仪（配有LC-20AD二元高压输液泵、DGU-20A3控制器、CTO-20A柱温箱、SPD-20A紫外检测器、LC Solution工作站） 日本岛津公司；电子分析天平（感量为0.000 1 g） 上海奥豪斯仪器有限公司；CM-600D便携分光测色仪 柯尼卡美能达控股株式会社。

1.3 方法

1.3.1 感官审评

按照GB/T 23776—2009《茶叶感官审评方法》[22]，由国家级评茶师根据其感觉分别对外观色泽、汤色、香气、滋味、叶底进行评分，各项满分均为100 分。审评步骤是用分样器或四分法从待测样品中取具有代表性茶叶试样100～150 g，置于评茶盘中；双手握住茶盘对角，用回旋筛转法，使茶叶分层并顺势收于平茶盘中间呈馒头形，用目测、手感等方法反复查看外观色泽；然后将评茶盘运转混匀后，称取3 g茶样，置于150 mL容量的评茶杯中，注满沸水，加盖，冲泡5 min后将茶汤滤入评茶碗中，依次审评汤色、香气、滋味和叶底，分别按照25%、10%、25%、30%、10%比率计算感官总分。

1.3.2 色差检测

采取五点取样法对评茶盘中的茶样选取5 个色差检测点，采用便携分光测色仪测定干茶样品亮度（L）值、红绿色度（a）值和黄蓝色度（b）值，每个点测量3 次，求平均值。然后根据公式（1）、（2）计算色相（O）值和色度（Ps）值（黄茶外观色泽黄亮度的表征值）。

1.3.3 生化成分检测

茶多酚含量的测定用福林-酚法[23]；茶黄素、茶红素、茶褐素含量的测定用系统分析法[24]；儿茶素总量及表没食子儿茶素没食子酸酯等儿茶素含量的测定参考尹军峰等[25]方法：3 g磨碎茶样，450 mL纯水浸提45 min，定容至500 mL抽滤，制成茶汤，上述茶汤用0.22 μm微孔滤膜过滤，滤液用HPLC仪进行检测。

色谱检测条件：色谱柱为ZORBAX SB-C18ODS（4.6 mm×150 mm，5.0 μm）；流动相A为体积分数2%的冰乙酸，流动相B为乙腈，流速为1.00 mL/ min；柱温35 ℃；检测波长280 nm；进样量10 μL；梯度洗脱，流动相B在16 min内由6.5%线性梯度变化到25%，25 min回到初始状态，平衡10 min。

叶绿素用混合液萃取法[26]提取，方法如下：用乙醇、丙酮和水配成体积比为4.5∶4.5∶1的混合萃取液；将茶样粉碎过筛，称取1 g左右，加入100 mL棕色试剂瓶中，再加入90 mL混合萃取液，在室温避光条件下萃取24 h，萃取完成后用混合萃取液定容至100 mL，用滤纸过滤获得滤液。取少量滤液，以混合萃取原液为空白对照，用UV-2550型紫外-可见分光光度计测量663 nm和645 nm波长处吸光度，用Arnon公式计算含量，见公式（3）～（5）。

式中：A663nm、A645nm分别为滤液在663 nm和645 nm波长处的吸光度；V表示混合萃取液用量/mL；m表示浸提茶叶质量/g。

1.3.4 模型验证

为了验证所得到的模型，选用其他来源的外观色泽不同的黄茶样品共17 个，先对其进行感官审评，并对其外观色泽进行评分；通过色差分析获得数据，计算出Ps值，根据二次模型预测茶样的外观色泽评分，计算预测评分与实际评分的偏差，按式（6）得到准确率。

1.4 数据统计分析

实验中数据、偏差分析、相关性及关系函数拟合等由SPSS PASW Statistics v18.0软件进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 黄茶品质感官审评结果与分析

表2表示的是3 种黄茶共25 个茶样的感官审评结果。从外观色泽、汤色及叶底的感官评语来看，3 种黄茶都较为符合黄茶“叶黄、汤黄、叶底黄”的特点，部分黄茶样品具有清高带甜的香气，且在滋味上表现出醇和、带甘的优秀品质特点。25个茶样原料级别均为一芽一、二叶或单芽，经过不同的加工处理，茶样之间在感官品质各指标方面的表现有所不同，尤其体现在外观色泽、茶汤及叶底上。从外观色泽的评语来看，黄茶干茶外观色泽主要分为黄绿、绿黄、嫩黄、黄、褐黄及黄褐，其中外观色泽为绿黄、嫩黄及黄的茶样在光泽度上有较好的体现，外观色泽分数较高，基本在88分以上，即使汤色评分较低（如样品A-1、A-17），黄茶感官总分也较高，均在86分以上。因此，可看出黄茶外观色泽对黄茶整体品质有较大影响，所以从外观色泽角度分析黄茶的品质有一定的必要性和可行性。

表 2 市售黄茶样品的感官审评结果Table 2 Sensory evaluation of yellow tea samples

2.2 黄茶感官因子相关性分析

如表3所示，茶样的各感官因子分值与感官总分均呈极显著正相关（P＜0.01），其中滋味因子与感官总分的相关系数为0.85，变异系数较小，为3.41%，这说明滋味对黄茶品质有较大影响，但茶样的滋味评价由浓淡、醇苦、强弱、爽涩、鲜滞、厚薄及粗细等各方面组成，影响评分的因素较多，若以滋味因子为对象建立评价标准，过程较为复杂；香气因子与感官总分的相关系数为0.72，变异系数为3.19%，然而各茶样香气物质形成路径不一致[27]，从而导致香气类型不统一，评分标准难确定，因此难以以香气为对象建立黄茶品质评价标准；外观色泽、汤色及叶底与感官总分的相关系数分别为0.71、0.67和0.87，三者的变异系数分别为4.40%、6.19%及3.96%，外观色泽的相关系数和变异系数都较大，且茶样的感官总分计算参考GB/T 23776—2009《茶叶感官审评方法》[22]，外观色泽、茶汤及叶底色泽因子的评分系数分别是25%、10%及10%，可见黄茶外观色泽对黄茶品质影响较大。从表2可以看出，根据外观色泽的评语不同，评分上有明显差异。综上可知，色泽品质好坏一定程度上决定了黄茶整体的品质，且外观色泽的直观性强，因此将外观色泽作为黄茶品质评价标准的研究对象有较大意义。

表 3 感官因子分值与感官总分之间的相关性Table 3 Correlation between sensory scores for each attribute and overall sensory score

2.3 黄茶外观色泽的色差分析

2.3.1 外观色泽评分与色差分析结果的相关性

表 4 黄茶外观色泽评分与色差分析结果之间的相关性Table 4 Correlation between sensory scores for color and color parameters of yellow tea samples

L值、a值及b值为色差仪分析所得的原始指标，分别代表亮度、偏红度和偏黄程度，O值和Ps值为衍生色差指标。从表4色差分析结果与外观色泽评分的相关系数来看，外观色泽评分与Ps值的相关性最为显著，相关系数为－0.62，为极显著负相关（P＜0.01）。

2.3.2 外观色泽评分与Ps值回归曲线拟合

为了了 解外观色泽评分与Ps值之间的数学关系，本实验使用SPSS PASW Statistics v18.0软件进行统计分析和作图。以外观色泽评分为因变量、Ps值为自变量来进行回归曲线的拟合，结果如图1和表5所示。二次函数的拟合程度最好，R2为0.772，所以选择二次函数模型对Ps值与外观色泽评分之间的关系进行模拟，曲线方程为y=－326.166x2＋774.829x－370.918（x＞1）。且从表2可以看出，外观色泽评分88 分以上的黄茶，感官评价总分较高，整体品质较为优秀。根据曲线方程计算，当y＞88分时，得到x（即Ps）值的范围为1.13～1.25，而Ps值在此范围内的黄茶茶样的外观评语大都为绿黄、黄及嫩黄3 种，有较好的光泽度。由此可知这3 种色度为优质黄茶应有的外观色泽。

图 1 Ps值与黄茶外观色泽评分间的曲线模拟Fig. 1 Fitted curves of Psvalue against sensory scores for color of yellow tea samples

表 5 Ps值-外观色泽评分曲线模型汇总及参数估计Table 5 Analysis of variance and parameter estimates of fi tted curves of Psvalue against sensory scores

2.3.3 模型验证

如表6所示，大多数茶样的模型预测分值与实际色泽评分的偏差在1 分以内，准确率在98.00%以上，模型验证的平均准确率为98.85%。可见，Ps值作为判断黄茶外观色泽的色差指标具有较好的准确性。

表 6 Ps值-外观色泽评分二次模型验证Table 6 Verifi cation of quadratic model of Ps value against sensory scores

2.4 Ps值与黄茶生化成分的相关性

表 7 Ps值与黄茶外观色泽相关生化成分含量的相关性Table 7 Correlation between Psvalue and pigments in yellow tea

为了了解与黄茶外观色泽相关的生化成分，测定了黄茶中关键生化成分的含量，计算其与Ps值的相关性。如表7所示，Ps值与茶红素含量呈极显著正相关（P＜0.01），与叶绿素总量呈显著负相关（P＜0.05），由此可知黄茶干茶的外观色泽可能与这两种生化成分有关。

表 8 黄茶外观色泽相 关生化成分与外观色泽评分及感官总分的相关性Table 8 Correlation between pigments and sensory scores for color or overall sensory scores

为验证黄茶的茶红素、总叶绿素的含量是否与外观色泽和感官品质有关，检测其与外观色泽评分和感官总分的相关性，结果如表8所示，可以看出二者与外观色泽评分及感官总分都呈显著负相关关系（P＜0.05，P＜0.01），由此可知，黄茶干茶外观色泽乃至整体品质与这两种生化成分有较大相关性。

3 结 论

黄茶作为我国特有的茶叶品种，外观色泽、汤色和叶底的黄亮形成了黄茶独有的品质特点。闷黄工序是影响黄茶品质的关键环节，对黄茶黄汤黄叶及醇厚甘鲜滋味品质的形成至关重要[28]。本实验中所收集的市售黄茶在滋味上大多都呈现出醇厚的滋味品质，而在黄茶的外观色泽上呈现的差异较为明显，主要分为黄绿、绿黄、嫩黄、黄、褐黄及黄褐，其中绿黄、嫩黄及黄等外观色泽的茶样在光泽度上也有较好的呈现，除茶叶本身质地等因素外，这可能与“黄”在整体色泽中占的比例有关，黄色所占比例大，则光泽度较好。黄茶外观色泽的差异较大程度上影响了黄茶整体品质的差异。

利用色差分析来分析色泽在食品领域较为常见，也曾应用于绿茶[29]、红茶、乌龙茶茶汤的品质分析中，但应用于黄茶色泽品质的研究较少。本实验利用色差检测对黄茶外观色泽进行分析，将外观色泽的O值进行一定的数据转换得到Ps值，其与外观色泽的感官评分有较好的相关性，因此建立了二者之间的拟合曲线函数，经验证，拟合曲线有较高的准确度。由此可见Ps值作为黄茶外观的色泽指标是可行的。

关于闷黄对黄茶中的生化成分变化的研究较多，如陈玲等[30]研究得知，闷黄过程中叶绿素降解形成脱镁叶绿素，对干茶和茶汤色泽有影响，且多酚类物质转换生成茶黄素，并猜测是否有茶红素和茶褐素生成，但并未分析与干茶色泽的联系。本实验中分析了色泽指标Ps值与部分生化成分含量的相关性，得出Ps值与总叶绿素含量呈显著负相关（P＜0.05），与茶红素含量呈极显著正相关（P＜0.01），由此可知黄茶外观色泽可能与这两种生化成分的含量有关，但具体的关系还需要更进一步的分析。

本研究以黄茶的外观色泽为主要分析对象，结合色差分析和感官审评的结果，找到了能够代表黄茶外观色泽的指标Ps值，建立了Ps值与外观色泽评分的拟合曲线模型，可作为将来黄茶的生产及销售中品质快速判断的方法；并进一步分析了Ps值与黄茶中部分生化成分的相关性，为进一步研究黄茶品质研究提供理论参考。

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Establishment of an Evaluation Model for Color of Yellow Tea Based on Color Difference and Analysis of Key Pigments

WANG Jing1,2, GAO Jing1, LIU Sitong1, WANG Fang2, DAI Qianying1,*, XU Yongquan2,*, YIN Junfeng2
(1. State Key Laboratory of Tea Plant Biology and Utilization, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China; 2. Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China)

Based on the results of color difference and sensory evaluation of commercial yellow tea samples, we established the relationship between color parameters and sensory s cores for color, and analyzed the correlation between color and chemical components. The results showed that there was a remarkable difference in color among yellow tea samples, which had a signifi cant infi uence on the sensory quality of yellow tea (P ＜ 0.01). Good correlation was found between sensory scores for color and chroma (Ps) value, converted from hue value (O) in chromatic aberration system, which was fi tted to a quadratic model. The accuracy of the model was found to be 98.9%. Therefore, Psvalue could be regarded as an index to evaluate the color quality of yellow tea. Psvalue was positively correlated with thearubigins content (P ＜ 0.01) and negatively correlated with chlorophyll content in yellow tea (P ＜ 0.05). Therefore these two components were considered to be related to the color of yellow tea. The model presented in this study can provide a theoretical basis to evaluate the color of yellow tea.

yellow tea; color; color evaluation model; correlation

10.7506/spkx1002-6630-201717024

TS272

A

1002-6630（2017）17-0145-06引文格式：

2016-07-20

中国农业科学院农业创新工程项目（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）；浙江省平阳黄汤品质提升关键技术研究与示范项目（SKZ201302）；2015年安徽省重大科技攻关项目（15CZZ03111）；浙江省杰出青年基金项目（LR17C160001）

王璟（1991—），女，硕士研究生，研究方向为茶叶加工与品质。E-mail：koputory_wj@126.com

*通信作者：戴前颖（1980—），女，副教授，博士，研究方向为茶叶加工与品质。E-mail：daiqianying117@163.com许勇泉（1983—），男，副研究员，博士，研究方向为茶叶加工与化学。E-mail：yqx33@126.com