白茶属六大茶类之一，是采用白茶品种鲜叶原料经萎凋、干燥两道加工工艺而成，其不炒不揉的工艺是形成白茶独特风味品质的重要因素。福建省白茶的产量占全国白茶总产量的90%以上，其主产地分别为福鼎市(60%～70%)、政和县(24%～34%)、建阳市(5%)等地。茶汤中的游离氨基酸是构成滋味品质的重要物质，有研究认为氨基酸可通过抑制茶汤的苦涩味，从而提高茶汤的滋味品质^[1]。白茶内含丰富的氨基酸、儿茶素等功能成分，其中游离氨基酸总量在六大茶类中含量最高^[2]，是影响白茶茶汤滋味鲜爽度的重要物质^[3]。近年来，基于氨基酸自动分析仪能有效地对氨基酸进行检测，国内外学者对茶叶氨基酸组分的相关研究较多，且主要集中在绿茶、红茶^{[4, 5, 6, 7, 8]}，而对白茶以及同一种茶类之间氨基酸的研究较少^[9]。本研究分析不同品类白茶的18种游离氨基酸组分含量并探讨游离氨基酸对不同品类白茶的滋味品质的影响及判别，以期为白茶品质的研究提供参考。

白茶茶样分别由福建品品香茶业有限公司、福建省政和县白牡丹茶叶有限公司、福建茂旺茶业有限公司、建阳市上林茶业有限公司提供，茶样采制时间为2013年春茶；样品为14个白毫银针、16个白牡丹和16个贡眉3个品类，共46个训练样品；27个市售样品作为预测样品，其中白毫银针9个、白牡丹9个、贡眉9个。

表1(Table 1)

表 1 供试样品信息Table 1 Information on tea samples tested 品类 等级 鲜叶标准 训练样品/个 预测样品/个 福建品品香茶业有限公司 政和县白牡丹茶叶有限公司 福建茂旺茶业有限公司 建阳市上林茶业有限公司 总计 白毫银针 1级 单芽 9 0 5 0 14 9 白牡丹 1级 1芽2、3叶 5 6 5 0 16 9 贡眉 1级 1芽2、3叶 0 3 0 13 16 9

表 1 供试样品信息 Table 1 Information on tea samples tested

采用GB/T 23193-2008 茶氨基酸测定中高效液相色谱法进行样品制备，采用日立L8900自动氨基酸分析仪分析方法(锂盐系统)完成分析，测试结果以干基计。

分离柱规格：长6 cm，直径4.6 mm，柱填料类型为#2622日立专利离子交换树脂；所使用的17种氨基酸混合标准品(苯丙氨酸、丙氨酸、茶氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、甘氨酸、谷氨酸、胱氨酸、精氨酸、赖氨酸、酪氨酸、亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、天门冬氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、组氨酸等)均由日立公司提供；茶氨酸标准品(纯度≥98%)由SIGMA公司提供。

采用SPSS 21.0对数据进行方差分析、主成分分析、逐步判别分析。

白茶游离氨基酸含量描述统计分析结果如表 2所示，总量范围为16.19～51.00 mg·g^-1，平均含量为39.36 mg·g^-1；其中含量最高的氨基酸为茶氨酸(含量范围为10.59～33.10 mg·g^-1，均值为20.82 mg·g^-1)，均占游离氨基酸总量的52.90%，是构成白茶鲜爽味的主要组分；其次是谷氨酸(含量范围为1.25～7.60 mg·g^-1,均值为4.08 mg·g^-1)，精氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丙氨酸、缬氨酸这8种氨基酸含量均值在1.00～2.00 mg·g^-1，其他氨基酸含量相对较低(平均值低于1.00 mg·g^-1)。在供试白茶样品中，白毫银针仅有15%蛋氨酸未被检测出，而白牡丹、贡眉中达70%以上。白毫银针、白牡丹、贡眉中，茶氨酸含量最高(分别是20.43、19.44、22.54 mg·g^-1)，其次是谷氨酸(分别是4.25、3.09、4.91 mg·g^-1)；精氨酸是白毫银针与白牡丹中含量第3的组分，而贡眉含量第3的组分是丝氨酸。

表2(Table 2)

表 2 白茶游离氨基酸含量及差异显著性检验结果Table 2 FAA composition of white teas [单位/(mg·g-1)] 组分 白毫银针(n=14) 白牡丹(n=16) 贡眉(n=16) 所有样品(n=46) 注：同行数据后不同小写字母表示不同类别白茶间的差异达到显著性水平(P<0.05)；“-”表示未检测出，最低检出量0.001 mg·g-1。 茶氨酸L-Thea 20.43±4.03 a 19.44±4.95 a 22.54±5.98 a 20.82±5.15 谷氨酸Glu 4.25±1.17 a 3.09±1.27 b 4.91±1.32 a 4.08±1.45 精氨酸Arg 2.31±0.87 a 1.57±1.21 b 1.61±0.52 b 1.81±0.96 天冬氨酸Asp 1.37±0.31 a 0.92±0.40 b 1.53±0.38 a 1.27±0.45 丝氨酸Ser 1.27±0.32 b 1.35±0.44 b 2.31±0.40 a 1.66±0.61 赖氨酸Lys 1.07±0.36 b 0.78±0.37 c 1.35±0.30 a 1.07±0.41 苯丙氨酸Phe 0.86±0.19 b 1.04±0.26 b 1.87±0.31 a 1.27±0.51 脯氨酸Pro 0.94±0.23 b 0.71±0.24 c 1.73±0.23 a 1.14±0.51 丙氨酸Ala 0.97±0.30 b 1.10±0.36 b 1.36±0.18 a 1.15±0.32 缬氨酸Val 0.90±0.25 b 0.78±0.26 b 1.51±0.29 a 1.07±0.42 亮氨酸Leu 0.91±0.16 b 0.72±0.18 c 1.17±0.22 a 0.94±0.26 苏氨酸Thr 0.55±0.14 a 0.45±0.12 b 0.50±0.09 ab 0.50±0.12 异亮氨酸Ile 0.74±0.24 b 0.66±0.20 b 1.19±0.25 a 0.87±0.33 酪氨酸Tyr 0.61±0.13 b 0.69±0.11 b 1.27±0.24 a 0.87±0.34 组氨酸His 0.51±0.16 a 0.36±0.17 b 0.59±0.10 a 0.49±0.18 甘氨酸Gly 0.21±0.03 a 0.14±0.06 b 0.13±0.02 b 0.16±0.05 半胱氨酸Cys 0.25±0.08 a 0.22±0.15 a 0.23±0.10 a 0.23±0.11 蛋氨酸Met - - - - 总量 38.15±6.12 34.01±9.16 45.78±8.39 39.36±9.36

表 2 白茶游离氨基酸含量及差异显著性检验结果 Table 2 FAA composition of white teas

表 2所示，在白毫银针与白牡丹游离氨基酸组分含量分析中，天冬氨酸、甘氨酸和亮氨酸的差异达到极显著水平(P<0.01)，谷氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、苏氨酸、组氨酸和蛋氨酸的差异达到显著性水平(P<0.05)，而其他氨基酸差异均未达到显著水平(P >0.05)；白牡丹与贡眉茶样的谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸和组氨酸存在极显著差异(P<0.01)，丙氨酸存在显著差异(P<0.05)；白毫银针与贡眉的丝氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、甘氨酸和蛋氨酸存在极显著差异(P<0.01)，精氨酸和赖氨酸存在显著差异(P<0.05)。

分别从甜味(包括茶氨酸、脯氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸)、苦味(组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、精氨酸、苯丙氨酸)、鲜味(茶氨酸、谷氨酸、蛋氨酸)、酸味(谷氨酸)对不同品类白茶进行分析。

根据表 2分析甜味氨基酸(茶氨酸、脯氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸)对白茶滋味的影响(图 1-a)，贡眉的甜味氨基酸含量最高，其次是白毫银针、白牡丹。贡眉中茶氨酸的含量较白毫银针与白牡丹高，脯氨酸、缬氨酸极显著高于白毫银针和白牡丹，且其天冬氨酸极显著高于白牡丹，丙氨酸极显著高于白毫银针，这4类氨基酸极有可能是贡眉茶汤清甜滋味的主要贡献氨基酸；白毫银针中甘氨酸含量极显著高于白牡丹和贡眉，天冬氨酸、脯氨酸和苏氨酸含量显著高于白牡丹，这4类氨基酸可能是白毫银针茶汤清甜滋味的主要贡献氨基酸。

图 1(Figure 1)

图 1 甜味和苦味氨基酸对白茶滋味的影响 Fig. 1 Amino acids in tea with sweet and bitter taste 注：*表示差异显著(P<0.05),**表示差异极显著(P<0.01)，下同。a为甜味，b为苦味。

根据表 3分析苦味氨基酸(组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、精氨酸、苯丙氨酸)对白茶滋味的影响(图 1-b)，可以看出，白茶中苦味氨基酸的含量白牡丹＜白毫银针＜贡眉；白毫银针蛋氨酸显著高于白牡丹，极显著高于贡眉，亮氨酸、组氨酸含量显著高于白牡丹，而苯丙氨酸含量显著低于白牡丹，推测蛋氨酸、亮氨酸、组氨酸对白毫银针的苦味具有一定的贡献。贡眉的苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸极显著高于白毫银针和白牡丹，苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸极有可能是贡眉苦味主要贡献氨基酸。

表3(Table 3)

表 3 白茶游离氨基酸组分的主成分分析结果Table 3 Principal component analysis on FAA 组分 主成分 1 2 3 4 注：划横线数据为主要贡献物质。 茶氨酸L-Thea -0.111 0.869 -0.228 0.159 谷氨酸Glu 0.949 0.098 -0.042 -0.197 精氨酸Arg 0.669 0.611 0.101 -0.147 天冬氨酸Asp -0.289 0.572 0.391 -0.124 丝氨酸Ser 0.805 0.320 0.357 0.246 赖氨酸Lys 0.913 0.333 0.022 -0.170 苯丙氨酸Phe 0.838 0.151 0.047 0.432 脯氨酸Pro 0.973 0.069 0.053 -0.022 丙氨酸Ala 0.260 0.899 0.232 0.100 缬氨酸Val 0.969 -0.160 0.157 0.010 亮氨酸Leu 0.941 0.037 0.011 0.269 苏氨酸Thr -0.015 0.931 0.030 0.313 异亮氨酸Ile 0.923 -0.281 0.193 0.098 酪氨酸Tyr 0.008 0.517 -0.324 0.716 组氨酸His 0.836 0.464 -0.044 -0.143 甘氨酸Gly 0.488 0.780 0.225 -0.059 半胱氨酸Cys 0.818 -0.151 -0.232 -0.454 蛋氨酸Met 0.154 0.105 0.911 -0.089 方差贡献率/% 52.86 24.00 8.47 5.70 累积方差贡献率/% 52.86 76.86 85.33 91.03

表 3 白茶游离氨基酸组分的主成分分析结果 Table 3 Principal component analysis on FAA

某些氨基酸不仅呈现出1种滋味，还可能是2种或多种。蛋氨酸不仅呈现出甜味，还呈现出鲜味，贡眉的鲜酸味氨基酸(茶氨酸、谷氨酸、蛋氨酸)均高于白毫银针和白牡丹(图 2)。由表 2可知，白毫银针和贡眉中谷氨酸含量显著高于白牡丹，谷氨酸带有一定的酸味，推测谷氨酸是白毫银针和贡眉鲜酸味的主要来源之一。

图2(Figure 2)

图 2 鲜味和酸味氨基酸对白茶滋味的影响 Fig. 2 Amino acids with fresh and sour tastes 注：a为鲜味，b为酸味。

为探索游离氨基酸组分对白毫银针、白牡丹和贡眉的判别效果，先对白茶中18种游离氨基酸含量进行主成分分析(表 2)，确定对不同白茶影响较大的氨基酸。

如表 3所示，得出前4个主成分的累积方差贡献率为91.03%，说明这4个主成分可以反映原始数据信息。从主成分的特征向量中可以看出，第1主成分主要综合了白茶样品中谷氨酸、丝氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、胱氨酸等含量的信息；第2主成分主要综合了白茶样品中茶氨酸、丙氨酸、苏氨酸等含量的信息；第3主成分主要综合了白茶样品中蛋氨酸含量的信息；第4主成分主要综合了酪氨酸含量的信息。

其次，对反应原始数据的15种氨基酸进行Fisher的线性函数逐步判别分析，如表 4所示。可见，在确定判别白毫银针、白牡丹和贡眉的判别函数过程中依次加入了脯氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸，且每一步的Wilks′Lambda检验都极显著，说明每一步加入的氨基酸对正确判断都是有极显著作用的。

表4(Table 4)

表 4 白茶逐步判别的变量筛选过程Table 4 Variable selection by stepwise discrimination on FAA in white teas 步骤 输入的氨基酸 Wilks′ Lambda 统计量 df1 df2 df3 精确F 统计量 df1 df2 P 1 Pro 0.206 1 2 43 83.01 2 43 0.000 2 Lys 0.092 2 2 43 48.31 4 84 0.000 3 Phe 0.041 3 2 43 54.22 6 82 0.000 4 Leu 0.027 4 2 43 50.76 8 80 0.000

表 4 白茶逐步判别的变量筛选过程 Table 4 Variable selection by stepwise discrimination on FAA in white teas

表5(Table 5)

表 5 不同类别白茶逐步判别结果Table 5 Discriminant result on white teasof different categories 类别 训练组成员 正确判别率 /% 预测组成员 正确判别率/% 白毫银针 白牡丹 贡眉 白毫银针 白牡丹 贡眉 白毫银针 14 0 0 100 9 0 0 100 白牡丹 0 16 0 100 0 8 1 88.89 贡眉 0 0 16 100 0 1 8 88.89

表 5 不同类别白茶逐步判别结果 Table 5 Discriminant result on white teasof different categories

利用上述选择的特征氨基酸脯氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸的含量进行判别模型建立，其为：

Y_白毫银针=-17.65-16.25X₁-16.90X₂+21.26X₃+49.60X₄

Y_白牡丹=-11.69-14.61X₁+11.72X₂+8.91X₃+19.57X₄

Y_贡眉=-52.12-44.29X₁+20.40X₂+61.51X₃+14.59X₄

X₁、X₂、X₃、X₄分别代表“赖氨酸”、“苯丙氨酸”、“脯氨酸”、“亮氨酸”的质量分数(mg·g^-1)。

利用上述判别模型对样品聚类判别分析，结果如表 4所示，训练组中白毫银针、白牡丹和贡眉的正确判别率均达到100%。在由市售样品组成的预测组中，一个白牡丹样品被误判为贡眉，一个贡眉样品被误判为白牡丹，白毫银针、白牡丹、贡眉的正确判别率分别为：100%、88.89%、88.89%；所有样品的判别准确率达92.59%，准确率较高，说明该判别模型有着较好的实际预测效果和应用价值。图 3显示，氨基酸组分含量对白毫银针、白牡丹和贡眉的判别效果较好，表明通过“赖氨酸”、“苯丙氨酸”、“脯氨酸”、“亮氨酸”含量，结合Fisher的线性函数逐步判别分析法能够实现白毫银针、白牡丹和贡眉品类的高准确率识别。

图 3(Figure 3)

图 3 不同类型白茶判别散点 Fig. 3 Discriminant analysis on white teas of different categories

对绿茶滋味的研究^{[10, 11, 12, 13]}显示，醇、甘爽的绿茶有较高的氨基酸含量，它是与滋味相关性较强的组分，其中谷氨酸、苯丙氨酸与苦涩味呈正相关而与鲜味呈负相关；天冬氨酸、脯氨酸、谷氨酸、茶氨酸与鲜味显著相关；天冬氨酸、苏氨酸与甜味显著相关。单虹丽等^[14]对蒙顶茶的研究表明，茶氨酸含量较高与其“滋味鲜爽”的品质特征吻合，说明氨基酸是其“滋味鲜爽”的重要组成物质；廖鸿雁等^[15]认为鲜度主要受氨基酸、茶多酚、可溶性糖等的影响。本研究中不同品类的白茶游离氨基酸组分含量构成存在各自的典型特征，影响其滋味的氨基酸组分各有差异。脯氨酸、甘氨酸、天冬氨酸和苏氨酸是白毫银针甜味的贡献物质之一，脯氨酸、缬氨酸、天冬氨酸和丙氨酸是贡眉甜味的贡献物质之一；而亮氨酸、组氨酸和蛋氨酸对其苦味具有一定的影响，苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸对其苦味具有一定的贡献；谷氨酸可能是白毫银针与贡眉鲜酸味物质的主要贡献氨基酸。

近年来，基于不同茶叶成分对不同等级或不同产地茶叶的判别模型分析统计方法逐渐增多，如基于矿质元素^[16]、稀土元素^[17]和化学指纹图谱^[18]的产地判别，基于傅里叶红外光谱^[19]的多茶类判别等，其准确判别率均达到90%以上，能较好地判别。本研究依据茶汤中4种游离氨基酸的含量，并结合PCA和LDA分析法，对白茶品类的回判正确率均达到100%，采用该模型对27个市售样品分别进行预测，3种白茶的品类判别正确率分别为100%、88.89%、88.89%，能够实现对白茶品类的高准确率判别。