基于矿物元素指纹的龙井茶产地溯源 - 核农学报.PDF

核 农 学 报　 ２０１７，３１（３）：０５４７ ～０５５８ ５４７ 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＮｕｃｌｅａｒＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 文章编号：１０００⁃８５５１（２０１７）０３⁃０５４７⁃１２ 基于矿物元素指纹的龙井茶产地溯源 １，２ １，∗ １ １ １，２ １ １，∗ 王　 洁 　 石元值 　 张群峰　 倪　 康 　 伊晓云 　 马立锋　 阮建云 １ （ 中国农业科学院茶叶研究所／ 农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，浙江 杭州３１０００８； ２ 中国农业科学院研究生院，北京 １０００８１） 摘　 要：龙井茶由于外形、工艺的一致性，无法通过外观特征来识别其产地，茶叶中元素组成因气候条件 和土壤类型不同而有所差异，形成茶叶产地的元素指纹。 本研究通过测定不同产区龙井茶中多种元素 含量及同位素比率，借助化学计量学工具建立龙井茶产地区分模型。 从西湖龙井、越州龙井和钱塘龙井 ３ 个产区采集１０２ 个春茶样本，采用微波消解－电感耦合等离子体质谱（ＩＣＰ⁃ＭＳ）、电感耦合等离子体发 射光谱（ＩＣＰ⁃ＡＥＳ）、稳定同位素质谱（ＥＡ⁃ＩＲＭＳ）测定５１种元素含量及１８种元素同位素比率；运用正交 偏最小二乘法判别分析（ＯＰＬＳ⁃ＤＡ）、逐步线性判别分析（ＦＬＤＡ）、决策树Ｃ５０ 和神经网络（ＢＰ⁃ＡＮＮ）４ 种判别方法对龙井茶进行产区判别。 结果表明，４ 种方法所构建的模型对模型构建样本回代验证的正 确判别率均在９２％以上，而４ 种模型的交叉验证准确率以ＦＬＤＡ 准确率最高，达到９２１７％，决策树 Ｃ５０和ＢＰ⁃ＡＮＮ模型略低，但也在８４％以上，４种模型对外部样本的预测准确度均在８０％以上，其中以 ＯＰＬＳ⁃ＤＡ最高，达９３３３％。 不同产区龙井茶的矿质元素指纹结合化学计量学工具可以有效对龙井茶 产地进行溯源；ＦＬＤＡ和ＯＰＬＳ⁃ＤＡ模型较适合龙井茶产地溯源。 通过多元统计分析建立不同产区龙井 茶判别模型，为龙井茶品牌的原产地保护提供了鉴定。 关键词：龙井茶；产地溯源；矿物元素指纹；多元统计分析 ＤＯＩ：１０１１８６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１００⁃８５５１２０１７０３．０５４７ 　 　 龙井茶（Ｌｏｎｇｊｉｎｇ ｔｅａ）属于扁形绿茶，是一种地理 茶树是多年生经济作物，茶叶品质与产地气候条 标志产品，包括西湖、钱塘、越州３个产区，其中又以西 件和加工方法密切关系，因此，不同地域产出的茶叶中 湖龙井茶最为著名，不但历史悠久，而且品质佳、效益 各元素含量及同位素比率可能存在一定的差异。 近年 ［１］ 来，越来越多的科研工作者致力于植物性食品的产地 好，居全国名茶之首 。 由于西湖龙井茶价格普遍高 于其他产区同等级的龙井茶，导致西湖龙井茶被仿冒 溯源研究［２－８］。 在茶叶产地溯源中，高效液相色谱 ［９］ ［１０］ 现象常有发生。 为规范龙井茶市场，２００２ 年国家标准 （ＨＰＬＣ） 、气相色谱 －质谱联用（ＧＣ⁃ＭＳ） 、核磁 １ ［１１］ 化管理委员会出台了相应标准（ＧＢ １８６５０ －２００２原产 共振 （ ＨＮＭＲ） 、傅里叶变换近红外光谱 （ＦＴ⁃ ［１］ ＮＩＲ）［１２－１３］、电感耦合等离子体发射光谱（ＩＣＰ⁃ＭＳ／ 地域产品） ，该标准不仅明确了西湖龙井茶