【黄怀生】基于主成分分析的保靖黄金茶加工过程中氨基酸动态变化研究

1基于主成分分析的保靖黄金茶加工过程中氨基酸动态变化研究黄怀生，赵熙，银霞，黄静，郑红发，肖蕾，粟本文*(湖南省茶叶研究所，长沙，410125)摘要：以茶树品种保靖黄金茶1号为材料，研究了品质成分氨基酸总量及游离氨基酸组分在加工过程中的动态变化。结果表明，氨基酸总量呈“M”形双峰变化趋势，但产品的含量要高于鲜叶；SPSS主成分分析表明，加工过程中氨基酸总量的变化与天冬氨酸（Asp）和亮氨酸（Leu）变化呈极显著正相关，与茶氨酸（Theanine）呈显著的正相关；与丙氨酸（Ala）、脯氨酸（Pro）呈显著负相关。同时，18种游离氨基酸对氨基酸总量的变化影响可分为3个主成分，第一主成分为天冬氨酸（Asp）、异亮氨酸（Ile）、茶氨酸（Theanine）、缬氨酸（Val）、苏氨酸（Thr）、精氨酸（Arg）、苯丙氨酸（Phe）7种氨基酸；第二主成分为甲硫氨酸（Met）；第三主成分为谷氨酸（Glu）、丝氨酸（Ser）、亮氨酸（Leu）、半胱氨酸（Cys）和组氨酸（His）；三个主成分的累积方差达到99.46%，可以解释加工过程中氨基酸的动态变化过程。关键词：保靖黄金茶；氨基酸；动态变化；加工过程DynamicChangesofaminoacidsduringBaojingGoldengreenteaprocessingwithprincipalcomponentanalysisHuangHuai–shengZhaoXiYinXiaHuangJingZhengHong–faXiaoLeiSuBen–wen*(HunanTeaResearchinginstitute，410125，ChangSha.PRC.)Abstract:BaojingGoldenTeaNo.1asresearchmaterial,mainlystudiesthequalityandcompositionoffreeaminoacidsandaminoacidsdynamicchangesduringtheprocessingprocess,themonomerresearchshowsthat,theaminoacidchangedinaMshape,buttheoverallcontentishigherthanthatoffreshleavesofaminoacidmonomers;dynamicchangeusingSPSScorrelationanalysis,founddynamicchangesofaminoacid,andasparticacidintheprocess(Asp)andleucine(Leu)showedsignificantcorrelationwithchange,theanine(Theanine)showedsignificantcorrelation;withalanine(Ala),proline(Pro)hadsignificantnegativecorrelation.Principalcomponentanalysisshowedthattheeffectof18kindsofaminoacid,thechangeintotalaminoacidsisdividedinto3principalcomponents,thefirstprincipalcomponenttoasparticacid(Asp),isoleucine(Ile),teaammoniaacid(Theanine),valine(Val),threonine(Thr),arginine(Arg),benzeneCammoniaacid(Phe)of7aminoacids;the2secondprincipalcomponentismethionine(Met);thethirdprincipalcomponentisglutamicacid(Glu),serine(Ser),leucine(Leu),cysteine(Cys)andhistidine(His);thecumulativevarianceofthreeprincipalcomponentsreached99.46%,thedynamicchangesofaminoacidsolutionscanreleaseprocessintheprocessof.Keywords:BaojingHuangjintea;aminoacids;Dynamicchange;processing.１保靖黄金茶是在湖南省保靖县葫芦镇黄金村发现的一个古老而珍稀的地方种质资源。保靖黄金茶1号是在保靖黄金茶群体资源中进行单株选拔，育成的高氨基酸特异茶树品种，其鲜叶加工的毛尖绿茶氨基酸含量高达7.47%[1]，具有“香、绿、爽、浓”的品质特征。近年来多位茶叶工作者[1~3]对保靖黄金茶的生物学性状、香气成分、品质生化成分等进行了分析，对其品质的优越性进行诠释。保靖黄金茶的独特品质主要在于其高氨基酸含量，但一直未见系统研究。本文针对保靖黄金茶绿茶加工过程中游离氨基酸的动态变化进行研究，以期明确保靖黄金茶加工过程氨基酸的变化规律，为制订适宜保靖黄金茶的加工技术提供理论基础。1材料与方法1.1材料和仪器材料：采自湖南省湘西自治州保靖县葫芦镇黄金村，保靖黄金茶1号春茶一芽一叶，采摘时间为2011年4月19日。仪器设备：6CST-60型滚筒杀青机，6CR-35型揉捻机，五斗烘干机，茶叶提香机，HitachiL-8800氨基酸自动分析仪。1.2方法1.2.1样品制作加工工艺：鲜叶→摊放（6h）→杀青→初揉（8min）→初烘（五斗烘干机，110℃）→复揉（10min）→足干（茶叶提香机，80℃）。取样：按照以上工艺跟踪取样，取样采用十字交叉法，取样后采用提香机(80℃)烘足干，重复三次；鲜叶样采用蒸汽锅杀青，摊凉后80℃提香机烘足干。基金项目：湖南省自然科学基金省院联合基金“基于糖苷类香气前体分析的茶树种质资源鉴定与评价”;湖南省农业科学院创新团队“茶叶资源高效利用关键技术研究”;湖南省科技重点项目“2011FJ2015”。作者简介：黄怀生（1976—），男，湖南邵阳人，副研究员，主要从事茶叶加工与利用研究。*通讯作者：[e-mail]31.2.2分析方法游离氨基酸总量测定参照GB/T8314进行；氨基酸组分采用衍生法氨基酸自动分析仪测定。1.2.3数据统计数据分析软件采用SPSS18，测定数据以三次取样平均值进行主成分分析，主成分提取采用协方差特征值大于1×平均特征值提取。2结果与分析2.1加工过程中氨基酸总量变化趋势保靖黄金茶加工过程中氨基酸总量呈“M”形双峰变化趋势（图1），鲜叶和成品的含量最低，分别为3.96%和3.97%，杀青样和复揉样含量最高，分别为4.47%和4.49%，初揉样形成中间第二低点，含量为4.11%。这一变化趋势与茶叶加工工艺及参数变化相吻合，第一个增长阶段是从鲜叶至杀青，氨基酸含量大幅度提高，提高了12.88%；接着为降低阶段，从杀青至揉捻，这一阶段茶叶中氨基酸含量开始下降，下降了8.05%；紧接着初揉-初烘-复揉，这一过程茶叶中氨基酸总量又逐步回升，至复揉阶段达到最高(4.49%)。最后复揉-足干阶段游离氨基酸再一次降低至3.97%，可能是部分氨基酸与糖发生美拉德反应，形成绿茶的烘烤风味的原因。2.2氨基酸总量与各组分的相关性对检测的氨基酸总量和18种游离氨基酸进行相关性分析（见表1），其中与天冬氨酸（Asp）、组氨酸（His）、茶氨酸（Theanine）和亮氨酸（Leu）呈显著的正相关，天冬氨酸和亮氨酸达极显著水平。这4种氨基酸含量占总量的71.72%，其中茶氨酸（2.41%占鲜叶干物）占总量的60.86%；说明含量较高的天冬氨酸(0.23%占鲜叶干物)、茶氨酸含量变化对总量的变化是关键的。而丙氨酸（Ala）、脯氨酸（Pro）、酪氨酸（Tyr）、缬氨酸（Val）和异亮氨酸（Ile）呈显著的负相关。较高含量的谷氨酸（0.49%占鲜叶干物），在加工过程中变化趋势与氨基酸总含量的趋势不同步，相关性分析不明显。茶叶中特异氨基酸——茶氨酸与各种氨基酸的相关性表明，茶氨酸与谷氨酸的变化无明显的相关性，而与天冬氨酸、甲硫氨酸呈显著的正相关。4表1加工过程中氨基酸单体及总量变化的相关分析Table1Correlationanalysisthechangeofaminoacidmonomersandaggregatesintheprocess相关AspSerGluGlyHisArgThrAlaProTheanineCysTyrValMetLysIleLeuPhe总含量AspSerGluGlyHisArgThrAlaProTheanineCysTyrValMet1.000.120.520-.036.704.449-.439-.805-.666.698*.117-.543-.541.357.540-.492.899-.444.987.1201.000.700.770.696-.078.696.138.411-.222.968.383.625-.621.652.768.428.753.084.520.7001.000.261.943-.190.309-.516-.200.025.622-.259.163-.253.415.308.705.233.497-.036.770.2611.000.370-.199.740.456.738.109.765.781.770-.211.795.764.095.838-.106.704.696.943.3701.000-.012.254-.519-.203.292.612-.188.106-.107.616.211.854.204.686.449-.078-.190-.199-.0121.000-.575-.212-.454.141.003-.309-.605-.162.178-.517.470-.436.497-.439.696.309.740.254-.5751.000.632.850-.301.577.781.979-.423.248.953-.156.970-.443-.805.138-.516.456-.519-.212.6321.000.902-.393.106.891.720-.339-.097.621-.644.695-.780-.666.411-.200.738-.203-.454.850.9021.000-.263.368.974.927-.279.195.838-.508.897-.686.698*-.222.025.109.292.141-.301-.393-.2631.000-.253-.093-.312.834*.487-.465.431-.325.676.117.968.622.765.612.003.577.106.368-.2531.000.341.542-.629.698.715.371.682.054-.543.383-.259.781-.188-.309.781.891.974-.093.3411.000.858-.183.310.744-.413.848-.558-.541.625.163.770.106-.605.979.720.927-.312.542.8581.000-.375.246.960-.311.976-.565.357-.621-.253-.211-.107-.162-.423-.339-.279.834*-.629-.183-.3751.000.046-.575-.029-.497.3265LysIleLeuPhe.540.652.415.795.616.178.248-.097.195.487.698.310.246.0461.000.286.539.367.455-.492.768.308.764.211-.517.953.621.838-.465.715.744.960-.575.2861