基于多元统计分析的不同品种和嫩度大叶种茶树新梢主要滋味物质的比较

王近近，袁海波, ，滑金杰，杨艳芹，沈 帅，庞丹丹，江用文, ，朱佳依，俞燎远

（1.中国农业科学院茶叶研究所，农业农村部茶叶质量安全控制重点实验室，浙江杭州 310008；2.云南省农业科学院茶叶研究所，云南西双版纳傣族自治州 666201；3.浙江省农业技术推广中心，浙江杭州 310020）

茶是世界上消费量仅次于水的第二大饮料，由于其独特的风味和保健功效备受消费者喜爱[1]。茶叶的滋味是评价茶叶品质的重要因素，茶叶鲜叶原料及加工技术可通过影响多酚类、茶黄素、氨基酸、生物碱等茶叶主要滋味物质的含量而形成不同的茶叶风味[2]。茶由茶树新梢制成，鲜叶原料的内含成分是形成茶叶品质的基础，其与茶叶品质高低、茶叶适制性密切相关，进一步决定了茶树品种资源的利用价值和茶叶的经济效益[3-4]。鲜叶原料生化成分的种类和含量因茶树品种、鲜叶嫩度、种植环境的不同而不同。研究表明不同品种的中小叶种茶树单芽至一芽二叶鲜叶中主要滋味物质的分布存在差异，其中可溶性糖、简单儿茶素等随嫩度的降低而增加，茶多酚、氨基酸等随嫩度的降低而下降[5]。Chen等[6]研究结果显示影响乌龙茶滋味品质的表没食子儿茶素没食子酸酯、儿茶素没食子酸酯等在高海拔乌龙茶中的含量显著高于低海拔乌龙茶。

中国云南处于热带向亚热带的过渡区域，天然的自然气候孕育和保留了丰富的茶树种质资源，是世界茶树资源多样性分布中心之一[7]。云南地方良种清水3号和香归银毫、国家级（审）认定品种云抗10号和云抗14号、云南省农业主导品种云茶普蕊等均为云南代表性的无性系茶树种质资源，其芽叶肥壮、育芽力强、内含成分丰富。目前关于云南大叶种鲜叶的研究多集中于不同品种间茶多酚、氨基酸、咖啡碱等常规成分多样性的分析及基于常规成分的不同品种的茶类适制性研究[8-9]。堵源康等[10]对清水3号、香归银毫、云抗10号、云抗14号等云南茶树良种进行了表型多样性探究及适制性分析，但关于云南大叶种品种、嫩度间关于滋味成分的系统综合研究较少，影响大叶种茶汤涩味和甜味的黄酮苷、可溶性糖组分的相关研究尚未有报道。鲜叶采摘后的分级是进行鲜叶分类加工的基础，分级后不同等级或类别的鲜叶通过制定相应的标准化工艺可加工出优质和不同特色的茶叶，但是生产中鲜叶分级主要依靠经验判断，缺少多指标之间的关联探讨，对鲜叶的品质评价尚没有形成系统、科学的评价体系，不利于茶叶的标准化加工，且随着茶鲜叶采茶工短缺、劳动力成本上升，越来越多的企业选用机械化采摘代替人工采摘，机械采摘的鲜叶老嫩不一，无法有效实现鲜叶分类及分级加工。

基于此，本研究以清水3号、香归银毫、云抗10号、云抗14号、云茶普蕊的单芽、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶等共4个嫩度的鲜叶原料为研究对象，进行茶多酚、氨基酸、咖啡碱、儿茶素类、黄酮苷类、可溶性糖等化学指标的测定，旨在明确不同品种间滋味品质成分的差异性，探究不同嫩度云南大叶种的原料特性，并运用偏最小二乘法（Partial Least Squares Discrimination Analysis，PLS-DA）、层次聚类（Hierarchical cluster analysis，HCA）、Fisher判别分析等多元统计分析方法明确鲜叶嫩度差异的关键化合物、建立鲜叶类别判别模型，以期为优质茶叶资源的筛选及茶叶标准化加工提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜叶原料 本研究选用了云南具有代表性的无性系品种清水3号、香归银毫、云抗10号、云抗14号（图1）、云茶普蕊。实验基地位于云南省西双版纳州勐海县，处于东经100°25'，北纬21°59'，海拔在1185 m，属南亚热带季风气候，降雨主要集中在6～9月，年平均温度18.1 ℃，年均积温6600 ℃，年平均降雨量1467 mm，年平均日照时数2030 h，年平均相对湿度82%，干、湿季节分明。该茶园土壤肥力均匀，灌溉良好。清水3号、香归银毫的树龄为17年，云抗10号、云抗14号、云茶普蕊的树龄是45年。在茶园中随机选取生长良好的茶树，采摘无虫害、无病理学特征的生长良好的单芽、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶的新梢。采摘时间为2020年9月中旬。采摘后的鲜叶各取150 g置于液氮罐中进行冷冻固样，然后经过低温冷冻干燥后放于-20 ℃的冰箱中待测滋味品质成分；采摘后的鲜叶取30 g放置于液氮罐中用于酶活性的测定；茚三酮、氯化亚锡、福林酚等 分析纯，上海麦克林生化科技有限公司；咖啡碱（Caffeine，CAF）、儿茶素系列标准品 美国Sigma公司；黄酮苷系列标准品 上海源叶生物科技有限公司；糖组分标准品 上海金穗生物科技有限公司。

图1 不同嫩度的云抗14号鲜叶Fig.1 Yunkang No.14 fresh leaves with different tenderness

UV-2800分光光度计 上海诚丽生物科技有限公司；XMTD-204电加热恒温水浴锅 上海谷宁仪器有限公司；JGZX-9246MBE风热鼓风干燥箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；LGJ-50C型冷冻干燥机 北京四环科学仪器厂有限公司；Waters 1525型高效液相仪 美国Waters公司。

1.2 实验方法

1.2.1 茶多酚、氨基酸、咖啡碱、没食子酸、儿茶素类的测定 茶多酚的测定参照茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法（GB/T 8313-2018）；氨基酸的测定参照茚三酮比色法（GB/T 8314-2013）；咖啡碱的测定参照高效液相色谱法（GB/T 8313-2018）；没食子酸、儿茶素类的测定参照茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法（GB/T 8313-2018），并按照公式（1）～（4）计算儿茶素相关指标：

式中：TSC、TETC和TAC分别表示简单儿茶素、酯型儿茶素和儿茶素总量；EGC、GC、EC、C、EGCG、CG、GCG、ECG分别代表表没食子儿茶素、没食子儿茶素、表儿茶素、儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸、表儿茶素没食子酸酯，结果均基于质量分数，%。

1.2.2 多酚氧化酶和过氧化物酶的测定 多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）活性采用邻苯二酚比色法[11]进行测定；过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性采用愈创木酚比色法[11]进行测定。

1.2.3 黄酮苷组分的测定 黄酮苷组分的测定参照刘阳等[12]的检测方法。色谱柱：C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）。检测器：紫外吸收检测器。流动相A相：0.15%甲酸水溶液，B相：乙腈。流动相洗脱梯度：0～2 min，6%～17% B；2～22 min，17%～19% B；

22～23 min，19%～30%；23～25 min，30% B；25～26 min，30%～6%；26～30 min，6%。流速为1 mL/min，柱温35 ℃，进样量20 μL，检测波长360 nm。

1.2.4 可溶性糖组分的测定 可溶性糖组分的检测方法参照陈琦等[13]方法进行。色谱柱：Waters X bridge BEH Amide Column（4.6×250 mm，5 μm）。检测器：蒸发光散射检测器。流动相：0.02%氨水与乙腈按照25%和75%的体积比例混合。流速0.5 mL/min，柱温40 ℃，进样量10 μL。雾化管加热动力：60%（36 ℃），漂移管温度：70 ℃，高纯氮气流速：25 psi，增益6。并按照式（5）计算可溶性糖总量，按照公式（6）计算甜度值[14]。

式中：SS为可溶性糖总量，%；SV为甜度值；FT为β-D-呋喃果糖质量分数，%；SR为蔗糖质量分数，%；GS为α-D-葡萄糖质量分数，%。

1.3 数据处理

所有生化成分数据的检测均重复3次，结果以平均值±标准偏差表示。数据图片采用Origin 8.0软件绘制。数据差异显著性分析采用SPSS 22.0软件分析（Tukey法，P＜0.05）。采用SIMCA-P 13.0软件进行PLS-DA分析，以VIP值大于1.2，P＜0.05进行差异性指标的筛选。采用SPSS 22.0软件进行HCA聚类分析，以平方欧式距离为度量标准，以Ward联结为聚类方法进行聚类。采用SPSS 22.0软件进行Fisher判别分析。

2 结果与分析

2.1 云南大叶种茶树新梢的滋味品质特性

2.1.1 不同品种与嫩度鲜叶茶多酚、氨基酸、酚氨比、咖啡碱的变化规律 茶多酚是茶树的主要次级代谢产物，是茶汤滋味浓度和强度的主体成分，也是茶汤呈涩味的主要物质之一。鲜叶中的茶多酚在茶叶加工过程中通过发生氧化、聚合、降解、异构等复杂的反应而影响茶叶滋味、汤色等品质。由图2A可知，相同品种不同嫩度间，各品种的茶多酚含量随着嫩度的降低先升后降，且各品种均为一芽三叶含量较低（质量分数范围为19.39%～24.12%），一芽一叶、一芽二叶含量较高且均显著高于一芽三叶（P＜0.05）（质量分数范围分别为22.07%～23.81%、22.55%～24.53%）；相同嫩度不同品种间，以云抗14号、云茶普蕊的茶多酚含量相对较高。氨基酸是以鲜味为主的物质[15]；由图2B可知，各品种的氨基酸含量随着嫩度的降低而降低，这与Zhang等[16]研究结果一致；单芽的氨基酸质量分数范围为3.26%～4.16%，相比一芽三叶（2.51%～3.43%）平均高出了26.12%；相同嫩度不同品种间，以云抗14号的氨基酸含量整体较高。酚氨比指茶叶中茶多酚含量与氨基酸含量的比值，反应了茶叶的醇厚感、鲜爽度与涩味之间的关系[17]；由图2C可知，各品种的酚氨比随着嫩度的降低而升高，一芽三叶的酚氨比值范围为6.78～9.98，均显著高于单芽的酚氨比（4.88～7.21）（P＜0.05），本研究的酚氨比范围与陈春林等[8]研究结果一致；相同嫩度不同品种间，以香归银毫的酚氨比值相对较高，云抗14号的酚氨比值相对较低。咖啡碱是茶叶中含量最多的生物碱，为苦味物质[18]；由图2D可知，香归云毫、云抗14号的咖啡碱含量随着嫩度的降低而降低，清水3号、云抗10号、云茶普蕊的咖啡碱含量随着嫩度的降低先升后降；整体上各品种的咖啡碱均为一芽三叶嫩度含量最低，这与Zhang等[16]研究结果中咖啡碱在成熟叶的含量中较低的结果类似，这可能与咖啡碱主要在茶芽的生长旺盛部位合成和积累有关；相同嫩度不同品种间，以云茶普蕊的咖啡碱含量相对较高且各嫩度间差异较小（P＞0.05），平均值为4.01%。

图2 各品种鲜叶嫩度间茶多酚（A）、氨基酸（B）、酚氨比（C）、咖啡碱（D）的变化Fig.2 Changes of contents of tea polyphenols (A), amino acids(B), the ratio of tea polyphenols to amino acids (C) and caffeine(D) of fresh leaves with different tenderness of all cultivars

由以上可知，茶鲜叶在不同品种、嫩度间存在生化成分的差异性和规律性。Huang等[19]研究表明茶树中的生化成分一般呈向上积累的趋势，嫩叶中含量较高，成熟叶中含量较少，与本研究结果相似；这可能与嫩叶的呼吸速率比老叶快，而呼吸产物是茶多酚、咖啡碱等次生代谢物的合成前提物质有关[20]。

2.1.2 不同品种和嫩度鲜叶没食子酸、儿茶素组分的变化规律 没食子酸（Gallic acid，GA）是茶叶中酸涩味觉属性的呈味成分[21]。儿茶素类成分是茶叶中的主要多酚类物质，根据分子结构分为简单儿茶素和酯型儿茶素，影响茶叶的苦味、涩味[22]，相同浓度下儿茶素组分滋味强度大小顺序为：ECG、EGCG、EC、EGC[23]。

由表1可知，相同品种不同嫩度间，嫩度越高，GA含量越高，这与Xu等[24]研究结果一致；其中云抗14号的单芽和一芽一叶间、一芽二叶和一芽三叶间的GA含量差异较小（P＞0.05），但前者显著高于后者（P＜0.05），其余品种单芽GA含量均显著高于一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶、一芽四叶（P＜0.05），各品种单芽的GA平均质量分数为0.08%，相比一芽三叶的0.03%，高出了1.24倍。不同品种相同嫩度间，单芽嫩度中的云抗10号及一芽一叶、一芽二叶和一芽三叶嫩度中的云茶普蕊具有相对较高的GA，质量分数范围为0.06%～0.12%，各嫩度中清水3号的GA含量相对较低，质量分数范围为0.03%～0.04%。由以上可知，各品种不同嫩度间的GA含量有差异但有相似的变化规律。研究显示，简单儿茶素和GA与绿茶的回甘程度正相关[25]；Li等[26]研究表明，GA对红茶的甜味具有负面的影响，同时，GA在红茶加工过程中会随酯型儿茶素的降解而产生[27]。

表1 各品种鲜叶嫩度间没食子酸、儿茶素类含量的变化（%）Table 1 Changes of gallic acid and catechin components contents of fresh leaves with different tenderness of all cultivars (%)

本文检测到8种儿茶素单体，其含量大小顺序依次为：EGCG、ECG、EGC、EC、GC、C、GCG、CG。相同品种不同嫩度间，嫩度越高，GC、EGC、C、EC、CG、TSC、TAC等 值 越低，同时GCG、TETC/TSC等值越高；其中EGC、EC、CG、TSC、GCG、TETC/TSC等在不同嫩度间均差异显著（P＜0.05）。儿茶素单体中EGCG是影响茶汤涩味的主要物质[28]，云抗14号和香归银毫的EGCG为嫩度越高，其含量越高，其余品种的EGCG含量均随着嫩度的降低先升后降，且在一芽一叶或一芽二叶含量较高；清水3号和香归银毫的ECG均为嫩度越高，其含量越高，云抗10号为嫩度越高，其含量越低，其余品种为随着嫩度的降低先升后降，且在一芽二叶含量较高；各品种的TETC均随着嫩度的降低先升后降，均在一芽二叶含量较高。本研究结果与Xu等[24]、Song等[29]研究结果中随着茶叶新梢的成熟EGCG、ECG等含量显著下降、EGC、C、EC等含量增加的结论一致。可见，TSC及其单体、TAC整体上随着新梢的成熟而增加；TETC整体上随着新梢的成熟而先升后降，其中一芽二叶的TETC、TAC均同时最高，平均质量分数分别为11.10%、16.18%，即中等成熟度的芽叶新梢的儿茶素总量较高；单芽的TSC、TAC均同时最低，平均质量分数分别为2.59%、12.92%，酯型儿茶素相对较低，质量分数为10.23%；鲜叶的成熟度越高，简单儿茶素相对酯型儿茶素的含量越高。随着茶鲜叶成熟度的增加，酯型儿茶素的下降及简单儿茶素的增加可能是由于成熟叶中的酯型儿茶素被酯型儿茶素水解酶水解为简单儿茶素所致[30]。

2.1.3 不同品种和嫩度鲜叶酶活性的变化规律 茶多酚的氧化产物茶黄素、茶红素等茶色素是影响茶汤色泽、茶汤滋味强度和浓度的重要成分，而PPO和POD是茶叶中催化儿茶素类氧化转化形成茶色素的关键酶类，PPO主要催化儿茶素类氧化聚合生成茶黄素，POD既影响茶黄素的酶促合成又影响茶黄素的酶促过氧化[31]，即PPO和POD均对茶叶滋味品质的形成有极其重要的作用，故本文将其作为滋味相关成分进行分析。

由图3A可知，清水3号、香归银毫、云茶普蕊的PPO活性随着嫩度的降低先降后升，均为单芽、一芽四叶的PPO活性较高；云抗10号PPO活性随着嫩度的降低先升后降，一芽一叶的PPO酶活性较高，其次为单芽；云抗14号PPO酶活性为单芽较高，其余嫩度间差异较小。由以上可知，各品种的单芽嫩

度鲜叶均具有相对较高的PPO活性（平均值为1.32 U·g-1·min-1），较一芽二叶（0.99 U·g-1·min-1）增加了33.33%。相同嫩度不同品种间，单芽、一芽二叶和一芽三叶以清水3号、香归银毫的PPO活性相对较高，一芽一叶以云茶普蕊的酶活性较高。因此，鲜叶的酶活性因品种和成熟度的不同存在差异。由图3B可知，相同品种不同嫩度间，各品种的POD活性随着嫩度的降低而升高，且各品种的一芽二叶和一芽三叶间均存在显著差异（P＜0.05），五个品种的一芽三 叶POD平 均 活 性（22.34 U·g-1·min-1）较 单 芽（2.13 U·g-1·min-1）增加了9.49倍；相同嫩度不同品种间，单芽、一芽二叶、一芽三叶以云抗14号的POD活性整体相对较高，一芽一叶以香归银毫的POD活性较高。由以上分析可知，酶活性在品种、嫩度间均存在差异，这种差异可能与酶相关基因在不同品种间、不同部位间的表达有关；不同嫩度间POD的差异大于PPO，这与Xu等[32]研究结果相似。Ramaswamy等[33]研究指出鲜叶与萎凋叶PPO区别较大，在萎凋过程中有新的PPO形成，并且红茶成品的质量与萎凋叶PPO的活性有更密切的关系，即酶活性与茶叶品质的关系需结合成品茶进一步分析研究确定。

图3 各品种鲜叶嫩度间PPO（A）和POD（B）活性的变化Fig.3 Changes of activities of PPO (A) and POD (B) of fresh leaves with different tenderness of all cultivars

2.1.4 不同品种和嫩度鲜叶黄酮苷组分的变化规律

茶叶中的黄酮苷类化合物是茶汤涩味的主要贡献物质，黄酮苷不仅在口中产生干燥和光滑的涩味，还可通过强化咖啡碱的苦味增加茶汤的苦味[34-36]，对茶叶滋味产生不利的影响，但同时黄酮苷是绿茶茶汤中的主要成分，它们以水溶性黄色色素的形式存在于茶汤中构成绿茶的茶汤色泽[37]。茶树品种、生长气候、加工工艺、贮藏条件等对茶叶中黄酮苷类物质的分布和含量均有一定的影响[36,38]。研究表明杨梅素3-O-半乳糖苷和槲皮素3-O-芦丁苷的浓度与绿茶涩味密切相关[39]，芦丁对红茶的甜醇口感有消极的影响[26]，但目前关于云南大叶种茶叶黄酮苷含量及嫩度间的变化情况未有报道。本研究共测定了8种黄酮苷组分，含量由大到小均依次为芦丁、山柰酚-3-O-芸香糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、牡荆素鼠李糖苷、杨梅素-3-O-半乳糖苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、牡荆素葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-龙胆双糖苷。由表2可知，相同品种不同嫩度间，除槲皮素-3-O-β-D-龙胆双糖苷外，各品种的黄酮苷组分及黄酮苷总量为一芽二叶或者一芽三叶含量较高，单芽含量较低，其中一芽三叶的芦丁、总黄酮苷的平均质量分数分别为0.62%、1.65%，相比单芽的0.04%、0.23%分别增加了13.21、6.31倍。相同嫩度不同品种间，清水3号的杨梅素-3-O-半乳糖苷和牡荆素葡萄糖苷、香归银毫的山柰酚-3-O-芸香糖苷、云抗10号的槲皮素-3-O-β-D-龙胆双糖苷、云抗14号的牡荆素鼠李糖苷等整体含量相对较高；清水3号的芦丁、牡荆素鼠李糖苷和山柰酚-3-O-芸香糖苷、香归银毫的槲皮素-3-O-葡萄糖苷、云抗10号的杨梅素-3-O-半乳糖苷和槲皮素-3-O-葡萄糖苷、云抗14号的槲皮素-3-O-β-D-龙胆双糖苷和牡荆素葡萄糖苷、云茶普蕊的山柰酚-3-O-葡萄糖苷等整体含量相对较低。相同嫩度不同品种间比较，单芽、一芽一叶、一芽二叶嫩度时，分别以云抗10号、清水3号、清水3号的黄酮苷总量最低，均以云抗14号黄酮苷总量显著较高（P＜0.05）（且分别比最低值高出了82.50%、63.85%、145.36%）；一芽三叶嫩度时，以清水3号的黄酮苷总量最低，以香归银毫的黄酮苷总量显著较高（P＜0.05）（且比最低值高出了98.09%）。由以上可知，不同茶树品种的黄酮苷类物质的含量不同，且在不同嫩度鲜叶间的分布具有一定的规律性，整体上均为嫩度越高，黄酮苷含量越低。

2.1.5 不同品种和嫩度鲜叶可溶性糖组分的变化规律 可溶性糖是茶汤甜醇滋味形成的重要基础物质[40]，目前关于云南大叶种糖组分的研究较少，本研究共检测到3种可溶性糖组分，即β-D-呋喃果糖（以下简称果糖）、蔗糖、α-D-葡萄糖（以下简称葡萄糖）。由表3可知，检测到的3种可溶性糖的单体以蔗糖的含量相对较高，单芽、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶蔗糖的平均质量分数分别为0.47%、0.30%、0.34%、0.83%，这与潘科等[41]研究结果显示古树茶鲜叶的糖组分以蔗糖含量最高的结果相似。相同品种不同嫩度间，各品种可溶性糖组分随着嫩度的降低先降后增，或均随着嫩度的降低而增加，整体上为一芽三叶时含量相对较高。即鲜叶的成熟度较高时，其可溶性糖含量相对较高，这与陈义等[5]研究结果相似。五个品种一芽三叶的果糖、蔗糖、葡萄糖、可溶性糖、总甜度值的平均值相比单芽分别增加了194.74%、78.11%、62.96%、84.48%、97.75%。这可能是由于随着鲜叶成熟度的增加，叶片中的叶绿素接受光能进行“碳素同化”积累碳水化合物，淀粉、蔗糖的含量逐渐增加[42]，而可溶性糖主要来自于淀粉分解，从而导致了相对成熟的鲜叶中可溶糖含量较高。相同嫩度不同品种间，单芽的云抗14号同时具有相对较高的蔗糖、葡萄糖、可溶性糖总量、总甜度值；一芽一叶、一芽二叶的清水3号同时具有相对较高的果糖、蔗糖、可溶性糖总量、总甜度值；一芽三叶的云茶普蕊同时具有相对较高的可溶性糖组分、可溶性糖总量及总甜度值。可见不同品种的鲜叶在相同的嫩度下对滋味甜醇度的影响不同，体现了不同品种的茶树在呼吸作用、光合作用等的差异。茶叶加工过程中的逆境胁迫和热处理等会通过引起多糖的水解及可溶性糖的美拉德反应而导致可溶性糖含量的变化，因此在明确鲜叶嫩度间可溶性糖的变化规律的同时，通过加工技术调控其含量可有效提升茶叶品质。

表3 各品种鲜叶嫩度间可溶性糖组分含量的变化（%）Table 3 Changes of soluble sugar component contents of fresh leaves with different tenderness of all cultivars (%)

对于绿茶加工，茶多酚含量低的鲜叶所制绿茶茶汤的涩味感会相对减弱；相对高含量的氨基酸及低的酚氨比值（小于8）可增加茶汤的鲜爽度[43]；鲜叶咖啡碱质量分数低于3.8%时有利于绿茶品质的形成[44]；绿茶茶汤中的苦味与EGCG和ECG浓度高度相关，涩味与ECG密切相关[39]。对于红茶加工，相对高含量的茶多酚、总儿茶素有利于氧化聚合成与红茶品质正相关的茶黄素、茶红素等物质；相对较高含量的简单儿茶素和相对较低含量的GA，有利于降低茶汤的苦涩味；咖啡碱可提高大叶种红茶品质[45]，且红茶茶汤中的咖啡碱可与茶汤中的绿原酸形成复合物，减弱茶汤的粗涩味，提高茶汤的鲜爽度[46]。故结合2.1.1～2.1.2的结果可知，大叶种茶树单芽、一芽二叶嫩度的鲜叶分别具备了加工绿茶和红茶的较佳物质基础。进一步综合2.1.3～2.1.5的研究结果可知，单芽嫩度中的云抗14号同时具有相对高含量的氨基酸、可溶性糖，较低的酚氨比、总酯型儿茶素、总儿茶素、黄酮苷等值，相对适制绿茶；一芽二叶嫩度中的清水3号同时具有较高的总儿茶素、总简单儿茶素、PPO、POD、可溶性糖等值，较低含量的GA、黄酮苷，相对更适制红茶。茶叶品质及适制性不是单一物质的表现结果，是各成分通过复杂的化学反应综合作用的呈现，除了本研究中涉及到物质外，其他有机酸、氨基酸组分等滋味品质成分在云南大叶种新梢中的分布规律仍需进一步研究。

2.2 不同嫩度大叶种茶树新梢滋味相关物质的聚类与判别模型分析

2.2.1 不同嫩度大叶种茶树新梢滋味相关物质的PLS-DA和HCA分析 为进一步分析不同嫩度间鲜叶滋味品质的差异性，运用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）分析上述33个成分指标，结果见图4。PLS-DA模型可将4个嫩度分为2类，单芽和一芽一叶差异较小，可视为一类，一芽二叶和一芽三叶间的差异较小，可视为一类。采用交叉验证法对该模型进行验证，共筛选出了4个主成分，4个主成分解释了79.8%的自变量，4个主成分解释了90.4%因变量，对不同嫩度鲜叶品质的预测能力为72.3%，表明该模型较稳定。

图4 各品种不同嫩度茶树新梢滋味相关物质的PLS-DA模型散点图（A）、200次置换检验图（B）、因子载荷图（C）和VIP条形图（D）Fig.4 PLS-DA model score scatter plot (A), 200 crossvalidation test plot (B), factor loading plot (C) and VIP bar chart(D) of flavoring substances in new shoots of tea trees with different tenderness of various varieties

通过PS-DA模型的载荷图和VIP图可进一步解释两个等级的贡献变量指标，GA、AA、GCG、TETC/TSC与单芽和一芽一叶具有较高的相关性；TSC、TAC、TPA、POD、FlVs与一芽二叶、一芽三叶具有较高的相关性。

为了获得PLS-DA模型下不同嫩度下的鲜叶的滋味品质的关键差异指标，通过PLS-DA模型的VIP值进一步筛选得到了9个差异性指标，即TETC/TSC、TSC、GCG、TAC、TPA、POD、FLVs、GA、AA等为2类嫩度区分贡献度较大的指标，可见特征差异性指标值的不同导致不同等级下茶鲜叶的品质差别。由图5可见，这9个指标在不同类别的鲜叶中均差异显著。在云南大叶种茶叶的制作过程中，这可用于指导茶鲜叶的分级采摘及分级加工。

图5 两类别鲜叶的特征差异化合物的散点图Fig.5 Scatter plot of differential compounds between two groups of fresh leaves with different tenderness

HCA为一种无监督模式识别方法，可将样本数据按照相似度进行自然聚集。为进一步验证和分析不同嫩度鲜叶的分类结果，基于33个品质成分采用HCA系统聚类分析方法，对茶鲜叶滋味指标进行了分类。由图6可知，在20的距离水平上，样品被聚类为两类，其中单芽和一芽一叶聚为一类，一芽二叶和一芽三叶聚为一类。可见HCA结果与PLS-DA结果一致。

图6 各品种不同嫩度茶叶的树状分布图Fig.6 Cluster dendrogram of tea samples from different tenderness

2.2.2 基于Fisher判别的云南大叶种鲜叶原料嫩度的多指标分级 采用Fisher判别分析方法，对已知的鲜叶样本进行训练分析，根据不同分类的指标分布情况，建立起相应的判别函数。

根据PLS-DA和HCA的结果，将鲜叶分为2类，作为初始分类结果供Fisher判别模型进行训练，并将PLS-DA识别到的9个指标作为评价鲜叶分类的初始影响指标。按照Fisher判别分析，建立了鲜叶分类的判别模型：

式中，F为判别值，X1～X9分别代表GA、GCG、TETC/TSC、TSC、TAC、FLVs、AA、TPA、POD。其特征值为5.494，方差贡献率为100%，说明该方程可以解释原始样本100%的信息。在该判别函数下，单芽～一芽一叶的平均判别值即中心值为10.89，一芽二叶～一芽三叶的中心值为35.11，判别函数的临界值为23.00。根据公式（7）对20组样本的分类情况利用回代估计法计算分类误判率，回判结果见表4。同时采用留一交叉验证法[47]进行Fisher交叉分类的验证。由表4可知，原始样本的回判正确率为90%，只有2个样本判断错误；判别模型Fisher交叉分类对鲜叶的分类结果与实际结果的一致性达到85%，只有3个样本的分类结果不同，说明本模型的判别函数准确度较高；同时外部验证模型的正确率为81.25%。可见，所建立的判别函数能够实现鲜叶嫩度品质的区分，且区分效果明显。

表4 鲜叶类别的Fisher判别结果Table 4 Fisher discriminant results of categories of fresh leaves

3 结论

本研究系统阐明了不同品种和嫩度大叶种茶树新梢主要滋味相关物质的分布差异性。对于云南大叶种，茶树新梢的成熟度越高，TPA、TSC、TAC、芦丁、FLVs、POD、SS等值相对越高，但GA、AA等值相对越低；TPS、TETC、CAF等值均随着嫩度的降低而先升后降，一芽二叶时相对较高，平均质量分数分别为23.81%、11.10%、3.79%，比相对较低含量的一芽三叶的分别增加了7.67%、13.77%、10.22%。单芽为适制绿茶的较佳原料，以云抗14号略优，一芽二叶为适制红茶的较佳原料，以清水3号略优。大叶种鲜叶黄酮苷组分中含量较高的为芦丁，单芽～一芽三叶芦丁的平均质量分数分别为0.04%、0.16%、0.45%、0.62%。可溶性糖组分中含量较高的为蔗糖，单芽～一芽三叶蔗糖的平均质量分数分别为

0.47%、0.30%、0.34%、0.83%。

另外，本研究揭示了不同嫩度大叶种茶树新稍的品质分类。通过多元统计分析发现大叶种鲜叶嫩度可分为单芽和一芽一叶、一芽二叶和一芽三叶2类，TETC/TSC、TSC、GCG、TAC、TPA、POD、FLVs、GA、AA为2类鲜叶中的差异物质，其中GA、AA、GCG、TETC/TSC等在单芽和一芽一叶显著较高（P＜0.05）；TSC、TAC、TPA、POD、FlVs等在一芽二叶、一芽三叶中显著较高（P＜0.05），在此基础上构建立了不同类别鲜叶的判别函数模型，判别函数的临界值为23.00，回判的正确率为90%，交叉验证的正确率为85%，外部验证的正确率为81.25%，该模型可以用于不同类别鲜叶品质的定性判别。

本研究将有助于进一步了解云南大叶种茶树新梢滋味物质的分布规律及茶芽成熟过程中茶叶品质的形成机制，对云南大叶种的生产及品质调控具有指导意义，同时为其原料的采摘分级及标准化加工提供了理论基础和科学依据，为茶鲜叶品质评价提供了技术支撑。有关大叶种鲜叶不同叶、梗等部位中滋味和香气相关成分的分布，以及季节、海拔对大叶种品质成分的影响有待进一步深入研究。