武夷岩茶属于闽北乌龙茶,中国十大名茶之一,因其独特的“岩骨花香”而名满天下,一直以来就是中国传统名茶中的精品,其中的“武夷肉桂”和“武夷水仙”是武夷岩茶的主要品类。武夷岩茶自2002年起成为福建省首个国家地理标志保护产品,产业规模迅速扩大,目前已成为闽北地区重要的支柱产业。“岩韵度”决定了武夷岩茶的品质等级,一直以来的传统理论认为,成茶的“岩韵度”与制茶的茶树品种和鲜叶原料的产地密切相关,但始终未有系统化的研究对上述关系进行阐述。传统上认为“岩韵”品质需具备“活”、“甘”、“清”、“香,”特征,但“岩韵品质”自身“可意会不可言传,”的抽象化特点,给武夷岩茶产品的审评、分级和品质控制造成了困难。本研究从武夷岩茶“岩韵”品质的构成机理入手,构建了其主要品质组分的多元数字化指纹图谱数据库,采用“数据挖掘”技术,研究品种滋味的构成和各主要品质组分在“岩韵”品质中的作用机理。此外,结合实际产业化应用需求,应用电子鼻技术、电子舌技术和近红外光谱等现代分析技术,构建了武夷岩茶产品的质评体系。上述研究结果对于揭示武夷岩茶“岩韵”品质的构成机理,产品加工过程的科学优化及现代化质量评价技术手段在产业化中的应用提供了支持。主要研究结果如下:(1)武夷岩茶品质组分多元数字化指纹图谱数据库的构建应用人工感官审评对样品“岩韵”品质进行了分级,同时应用常规理化分析、色谱技术、光谱技术、质谱技术、电子鼻和电子舌,构建了武夷岩茶品质多元数字化指纹图谱数据库。指纹变量包括6种常量理化组分、18种氨基酸组分、1 1种主要茶多酚组分、20种矿物质元素组分、挥发性组分的气质联用指纹、近红外光谱指纹、香气电子鼻指纹和滋味电子舌指纹。本数据库的构建为武夷岩茶品质化学的研究,积累了大量可靠的数据信息。(2)武夷岩茶化学成分的品种差异性对“武夷肉桂”和“武夷水仙”的常量理化成分、茶多酚组分、氨基酸组分含量进行测定和统计分析。结果显示:“武夷水仙”的茶黄素、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸酯含量显著(P<0.05)高于“武夷肉桂”;而“武夷肉桂”中的槲皮素苷、苯丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸、缬氨酸和组氨酸则显著(P<0.05)高于“武夷水仙”;同时两个品种中均未发现游离态的杨梅素和槲皮素;此外,其余组分(具体包括:茶多酚、氨基酸总量、咖啡因、粗纤维、粗灰分、茶褐素、没食子酸、儿茶素、表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、槲皮素苷、丙氨酸、茶氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、精氨酸、谷氨酸、赖氨酸、酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸、天门冬氨酸、异亮氨酸)不存在显著性差异(P>0.05)。需要特别指出的是,研究结果显示“武夷水仙”中的儿茶素含量水平与醇厚等级呈正相关关系;“武夷肉桂”中涩味氨基酸含量较高,这很有可能是其滋味“霸气尖锐”特点的重要贡献因素。但由于本研究中尚未涉及茶多糖、果胶、水溶性蛋白含量的分析,上述关系是否是其品种滋味呈味中的关键因素,还需要补充实验后,进一步深入分析。基于HPLC-DAD数字化指纹图谱的品种识别模型研究显示,通过主成分分析法、K-means聚类分析法和两步聚类分析法均可以很好地实现品种区分,研究结果反映出,各滋味组分含量比例构成的差异是品种特征滋味的主要成因。“武夷水仙”和“武夷肉桂”的香气组分GC-MS分析结果显示,两个品种中含量较高且共同存在的挥发性组分共6个,包括苯乙醛、(Z)-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯、3,7—二甲基—1,5,7-辛三烯一3—醇、苄腈、己酸烯酯、己酸己酯、α-法尼烯。未发现各品种所特有的香气组分。(3)不同品种武夷岩茶“岩韵”滋味等级差异性构成机理通过Kendall秩相关分析和Mann-Whitney U非参数检验,对武夷岩茶代表性品种“武夷水仙”和“武夷肉桂”的品质组分与“岩韵度”的相关关系进行分析。结果显示:在“武夷水仙”中,氨基酸总量、茶氨酸和丝氨酸含量的上升对“岩韵度”品质的提升有显著的积极作用;而茶褐素和没食子酸含量的增加将造成其滋味品质的下降。特别值得注意的是,“武夷水仙”儿茶素组分中,表没食子儿茶素没食子酸酯和表没食子儿茶素含量的提高,对其“岩韵度”的进一步提升有积极的作用。在“武夷肉桂”中,甘氨酸含量的增加对“岩韵度”有负面作用,而茶多酚、咖啡因和表儿茶素含量的增加,将有利于“岩韵度”的提升。两个品种中各品质组分对“岩韵度”的影响同时还存在大量的交互作用,相对而言“武夷肉桂”的岩韵构成机理较“武夷水仙”更为复杂。(4)武夷岩茶名岩产地与丹岩产地的品质差异性对福建武夷山名岩产地和丹岩产地的茶叶原料制得的成品茶的品质组分进行测定和统计分析。结果显示:名岩产地和丹岩产地出产的武夷水仙茶在Cr、Ni、Ba、Mn、K和Cd的含量上存在显著性差异(P<0.05);而武夷肉桂茶在茶黄素、茶褐素、没食子儿茶素没食子酸酯、精氨酸和Na的含量上存在显著性差异(P<0.05);除此外的茶多酚、氨基酸总量、咖啡因等组分间未发现显著性的差异(P>0.05)。研究还基于品质组分分析结果,应用Mn和K元素含量,分别采用四种决策树算法(CHAID、QUEST、C5.0和C&R)、人工神经网络、判别式算法和Logistic算法,构建名岩产地和丹岩产地的判别模型,结果显示模型对产地判别的准确率均在70%以上,其中采用C&R决策树算法的判别正确率最高,达92.75%。上述结果同时也表明相较于色谱指纹图谱技术,元素指纹图谱将更适合用于茶叶产地判别模型的构建。(5)电子舌与电子鼻在武夷岩茶质评中的应用研究应用电子舌与电子鼻成功构建了品种特征判别模型。结果显示:电子舌在品种识别过程中的稳定性和数据丰富度大大高于电子鼻。研究同时应用电子舌技术并基于logistic算法分别构建了“武夷水仙”和“武夷肉桂”岩韵滋味等级的判别模型,方程显著性检验结果显示所构建的回归模型为有意义模型,能够对武夷岩茶岩韵滋味等级进行自动化判别。(6)武夷岩茶主要茶多酚组分和咖啡因的液相色谱同时测定研究以ISO 14502-2的流动相体系为基础,通过对分离条件和前处理条件的改进和优化实现对武夷岩茶中的6种儿茶素、4种黄酮醇及其苷类、2种酚酸和咖啡因的同时定量测定,大幅度提高茶叶样品中多酚类物质分析的工作效率,降低了分析成本,特别是解决了黄酮醇糖苷类商品化标准品缺乏,给分析造成的瓶颈,为茶叶滋味物质指纹图谱研究提供方法基础。(7)基于近红外光谱的武夷岩茶品质组分定量分析研究对武夷岩茶主要品质成分即水分、咖啡因、茶多酚和粗纤维的含量分别建立近红外定量分析模型,并对模型质量进行检验,其中水分模型效果最好,预测值与测定值的线性拟合相关系数达0.9815,标准偏差为0.0812%;其次为咖啡因模型,相关系数达0.8601,标准偏差为1.39 g/kg;粗纤维和茶多酚模型则稍差,其中粗纤维模型相关系数为0.8840,标准偏差为0.580%,茶多酚模型相关系数为0.7427,标准偏差为0.748%。综合分析对比现行国家标准理化分析方法和生产过程中对测试数据精确度的要求后,认为该方法能够满足武夷岩茶生产过程中的在线检测需要。