全 文 ：文章编号 :100028551 (2009) 0120110204
滇青、青饼和普洱茶 (熟饼)近红外指纹图谱分析
周　健1 　成　浩1 　叶　阳1 　王丽鸳1 　贺　巍2 　刘本英1 　陆文渊1
(1. 国家茶树改良中心Π中国农业科学院茶叶研究所 ,浙江 杭州　310008 ; 2. 南京农业大学 ,江苏 南京　210095)
摘 　要 :为深入了解滇青 (晒青毛茶) 、青饼和普洱茶 (熟饼)在化学组成方面的异同 ,为茶类的区分与界别
提供进一步的科学依据 ,对滇青、青饼和普洱茶 (熟饼) 的近红外化学指纹图谱采用欧氏距离、主成分分
析和系统聚类等方法进行了定性判别分析。结果发现 ,普洱茶 (熟饼)近红外指纹图谱与滇青、青饼图谱
间的欧氏距离均大于各自组内最大偏差的绝对阈值 ,而滇青和青饼的组间差异小于各自的组内阈值 ;在
第一主成分和第二主成分得分值散点图上 ,熟饼样品与青饼和滇青样品间界限分明 ,而滇青和青饼样品
间无明显界限 ;所有的熟饼样品在系统聚类分析中聚为一类 ,而青饼与滇青样品聚为一类。因此 ,青饼
的近红外光谱在各方面都与普洱茶 (熟饼)样品差异显著 ,而与其原料滇青 (晒青毛茶) 十分接近。从化
学本质上来说 ,青饼更接近于绿茶类产品。
关键词 :近红外指纹图谱 ;普洱茶 ;聚类分析 ;主成分分析
收稿日期 :2008204217 　接受日期 :2008209224
基金项目 :国家科技基础条件平台项目 (2005DKA1002)和浙江省自然科学基金 ( Y305096)
作者简介 :周健 (19792) ,男 ,浙江平湖人 ,助理研究员 ,硕士 ,从事茶树生物技术方面的研究工作。Tel :0571286650575 ; E2mail : zjph263 @1261com
通讯作者 :成浩 (19622) ,男 ,浙江杭州人 ,研究员 ,博士生导师 ,主要从事茶学的研究。Tel :0571286653169 ;chenghao @mail . tricaas. com
STUDY ON THE NEAR2INFRARED SPECTRA FINGERPRINT OF DIANQING,
QINGBING AND PU′ER TEA ( SHUBING)
ZHOU Jian1 　CHENG Hao1 　YE Yang1 　WANGLi2yuan1 　HE wei2 　LIU Ben2ying1 　LU Wen2yuan1
(1. National Center for Tea ImprovementΠTea Research Institute , Chinese Academy of Agriculture Science , Hangzhou , Zhejiang 　310008 ;
2. Nanjing Agricultural University ; Nanjing , Jiangsu 　210095)
Abstract :Near2infrared fingerprints of three tea sample groups of Dianqing ( solar dried green tea as material of Puer tea) ,
Qingbing (compressed tea cake manufactured from Dianqing without fermentation) and Shubing ( Puer tea cake compressed
after post2fermentation) were studied using Euclidean distance comparison , principal component analysis and hierarchical
clustering analysis for further exploring the differences of chemical composition of above three groups of tea samples , as well as
providing more evidence to the study of tea product classification. The results showed that both Euclidean distances of Near2
infrared fingerprints between Shubing and Dianqing or Shubing and Qingbing were larger than those absolute thresholds of
Euclidean distance within each group . And Euclidean distance between groups of Qingbing and Dianqing was smaller than
those thresholds within each group . In the scatter diagram made by the scores of principal component 1 ( PC1) and principal
component 2 ( PC2) , all Shubing samples separated distinctly from Qingbing and Dianqing samples , but there was no clear
boundary between Dianqing and Qingbing. All Shubing samples clustered into one group when hierarchical clustering analysis
was made using principal component scores , while Qingbing samples and Dianqing samples and Dianqing samples were
clustered into another. Therefore , near2infrared fingerprint of Qingbing differed remarkably with that of Puer (Shubing) but
closely matched that of Dianqing material . It could be concluded that Qingbing was more similar to green tea than black tea
from the chemical nature.
Key words : near2infrared spectra fingerprint ; pu’er tea ; clustering analysis ; principal component analysis
011　 核 农 学 报　2009 ,23 (1) :110～113Journal of Nuclear Agricultural Sciences
　　历史上的普洱茶 ,泛指原云南思茅区 (现在的普洱
市和西双版纳自治州)生产的 ,以云南大叶种鲜叶经杀
青后揉捻晒干的晒青茶 (滇青)为原料制成的散茶或紧
压茶产品。熟饼指的是以普洱散茶压制成型的七子饼
茶 ,一般经过了后发酵 (熟成) 过程。青饼指的是以晒
青茶压制制成的七子饼茶 ,没有经历后发酵 (熟成) 过
程[1 , 2 ] 。按农业部 2004 年发布的行业标准 ,熟成指的
是云南大叶种晒青毛茶及其压制茶在良好储藏条件下
长期储存 (10 年以上) ,或经人工渥堆发酵 ,形成普洱
茶特定品质的加工工序[3 ] 。而云南省质量技术监督局
2006 年发布的新的地方标准[4 ] ,将青饼一类未经后发
酵的产品 ,定义为普洱茶 (生茶) 。将原来的普洱茶定
义 (以云南大叶种晒青毛茶为原料 ,经过后发酵加工成
的散茶和紧压茶) [5 ]重新定义为普洱茶 (熟茶) 。由此 ,
在茶学学术界引起了关于这种未经后发酵的产品是否
可以称其为普洱茶的争论。
近红外光谱主要反映的是有机物分子中 C —H、
N —H、O —H等含氢基团的倍频与合频吸收 ,这些含氢
基团吸收频率特征性强 ,受分子内外环境的影响小 ,可
以有效地反应样品的化学组成信息。近年来 ,近红外
光谱技术发展迅速 ,一些学者也将其应用于农业科学
研究[6 , 7 ] 。不同的茶叶种类 ,由于内在成分含量的差
异 ,都有其特征的近红外光谱。因此 ,已有一些研究报
告 ,采用近红外光谱可作为一种特征“指纹”,进行茶叶
的分类判别分析 ,并取得了一定的进展[8～13 ] 。本文收
集了云南不同企业出品的几个批次的普洱茶 (熟饼) 、
青饼以及原料滇青的样品 ,对其近红外光谱 ,采用主成
分分析 (PCA)和聚类分析 (异质性检验) 等方法进行比
较分析 ,试图从近红外指纹图谱的角度分析这 3 类样
品在化学组成上的异同程度 ,为普洱茶的深入研究提
供更多的科学依据。
1 　材料与方法
111 　试验材料
熟饼样本 25 份 (为 2005、2006、2007 年生产的产
品 ,以 S12S25 表示) ,分 3 批采集 ,第一批样本 10 个 ,第
二批 5 个 ,第三批 10 个 ;青饼样本 16 份 (以 Q12Q16 表
示) ;滇青样本 17 份 (以 D12D17 表示) 。全部样品从云
南普洱茶加工企业 (勐海润昌茶厂、万红扬茶厂、西山
顺德茶厂、南涧黑龙潭茶厂等) 直接获得 ,保证样本的
可靠性。
112 　方法
11211 　样本处理 　在进行近红外光谱采集前 ,所有的
样品均经过粉碎处理 ,具体过程为 :称取大约 20g 左右
的茶样 ,放入中药粉碎机 (DFT250 ,20000rΠmin ,浙江林
大机械厂生产) 粉碎约 30s 左右 ,再将磨碎后的粉末过
40 目筛 ,准确称取 10g 作为近红外扫描样本。
11212 　近红外光谱采集 　样本近红外光谱采集在 IFS
28ΠN(Bruker ,德国) 近红外光谱仪上进行 ,随机软件为
Opus Quant 2 ,采集模式为吸收光谱。光谱为 64 次扫
描的平均值 ,扫描区域为 10000～3500cm- 1 。数据点的
间隔为 31857cm - 1 ,近红外光谱数据点为 1946 个。采
集时室温控制在 25 ℃左右 ,湿度保持稳定。
11213 　定性分析 　采用欧氏距离比较、主成分分析和
系统聚类分析的方法对滇青、青饼和熟饼近红外光谱
进行分析 ,来确定滇青、青饼和熟饼的近红外光谱的相
似性。
113 　数据处理与分析
采用近红外光谱仪随机软件 Opus 2 来进行欧氏
距离的计算。主成分分析采用 unscrambler 911 (CAMO ,
OLSO , 挪威) 进行。系统聚类分析采用 SPSS 软件进
行。
2 　结果与分析
211 　滇青、青饼和熟饼近红外光谱的相似性分析
滇青、青饼和熟饼 3 组样品的平均光谱如图 1。
从图 1 可以看出 ,青饼和滇青在整个光谱范围内的趋
势基本一致 , 相似性程度较高 , 而熟饼在 8500 ～
11000cm - 1范围内的吸收度明显高于青饼和滇青。因
此 ,从熟饼、滇青、青饼近红外光谱的直观图来看 ,熟饼
和青饼、滇青之间有明显差异。
图 1 　滇青、青饼和熟饼的平均光谱
Fig. 1 　Average spectra of Dianqing ,
Qingbing and Shubing
111　1 期 滇青、青饼和普洱茶 (熟饼)近红外指纹图谱分析
212 　滇青、青饼和熟饼近红外光谱的欧氏距离比较
青饼、熟饼和滇青 3 组样品近红外光谱的组间欧
氏距离和组内欧氏距离最大偏差的绝对阈值见表 1。
从表 1 中可以发现 ,3 组样品的组内绝对阈值均在 011
左右 ,但熟饼与青饼、熟饼与滇青的组间欧氏距离分别
达到了 01244 和 01240 ,远大于各自组内最大允许偏差
的绝对阈值 ,因此说明熟饼与滇青、青饼间都存在明显
的差异 ;而滇青和青饼的组间欧氏距离仅为 01030 ,仅
为它们组内绝对阈值的三分之一左右 ,说明滇青和青
饼的组间差异程度小于各自的组内差异。因此 ,3 组
样品的组内和组间欧氏距离的比较分析结果表明 ,青
饼与滇青的近红外特征光谱相似度高 ,而与熟饼存在
显著性差异。
表 1 　青饼、熟饼和滇青平均光谱的组间欧氏距离和组内绝对阈值
Table 1 　Euclidean Distances between groups of Dianqing , Qingbing and Shubing as well as
absolute threshold of Euclidean Distance within each group
组内欧氏距离绝对阈值
absolute threshold of Euclidean Distance
组间欧氏距离 Euclidean distance between groups
熟饼 Shubing 青饼 Qingbing 滇青 Dianqing
滇青 Dianqing 01104 01240 01030 —
青饼 Qingbing 01104 01244 — —
熟饼 Shubing 01110 — — —
213 　滇青、青饼和熟饼近红外光谱的主成分分析
滇青、青饼和熟饼 3 组样品近红外光谱的主成分
分析结果如表 2。从表 2 可以看到 ,前 2 个主成分的累
积贡献率超过了 96 % ,已可以解释绝大部分的光谱信
息。因此 ,用第一主成分 ( PC1) 和第二主成分 ( PC2) 得
分值做散点图 (图 2) ,可以看到 25 个熟饼样本基本上
位于右下区域 ,且除了一个样品外 ,都位于第一和第二
象限 ,与青饼和滇青样品间界限分明。而滇青和青饼
基本位于第三和第四象限 ,组间无明显界限 ,交叉重叠
在一起。因此 ,主成分分析的结果也表明青饼与熟饼
之间相似性小 ,差异明显 ,而与滇青之间相似性高。
图 2 　滇青、青饼和熟饼第一主成分和第二主成分的得分值图
Fig. 2 　PC1 ×PC2 scores of Dianqing , Qingbing and Shubing by PCA analysis
表 2 　滇青、青饼和熟饼 3 组样品的主成分分析
Table 2 　Principal component analysis of sample groups of Dianqing , Qingbing and Shubing
主成分数 number of principal component
1 2 3 4 5
累积贡献率 accumulation contribution rate ( %) 61172 96123 98136 99156 99176
预残差平方和 press( ×10 - 6) 634 62 27 7 4
211 核　农　学　报 23 卷
图 3 　滇青、青饼和熟饼的系统聚类分析
Fig. 3 　Hierarchical cluster analysis of Dianqing ,
Qingbing and Shubing samples
214 　滇青、青饼和熟饼近红外光谱的聚类分析
为了进一步明确样本间的分类关系 ,对所有样本的
前 4 个主成分采用 SPSS 软件进行了系统聚类分析 ,以
明确样本间潜在的分组结构。结果表明 (图 3) ,58 个茶
叶样本能明显的区分为两类 :所有的熟饼样品都聚为一
类 ,除一个样品 (Q9)外 ,青饼和滇青合起来聚为一类 ,与
前述的欧氏距离比较和 PCA 分析结果一致。至于与熟
饼聚类在一起的青饼样本 (Q9) ,其原因有可能是储存的
时间较长 ,已经经历了一定的后发酵过程 ,使其化学组
成开始具有了熟饼的一些特征。此结果进一步说明滇
青和青饼在化学组成上的相似性较高。
3 　结论
从本文结果和分析中可以明确看出 ,青饼的近红
外光谱在各方面都与普洱茶 (熟饼) 样品差异显著 ,而
与其原料滇青 (晒青毛茶)十分接近。这主要是因为从
晒青毛茶到青饼的加工 ,经历的基本都是压制等机械
过程 ,没有经过产生黑茶特有色香味品质所需的后发
酵过程 ,缺乏儿茶素氧化、缩合和多糖类水解等一系列
复杂的化学变化。我们对滇青、青饼和熟饼采用高效
液相色谱所做的生化组成分析也证明 ,青饼的儿茶素
类物质含量及组成与滇青类似 ,与普洱茶 (熟饼) 间不
论是含量高低还是组成比例都有非常大的差异 (另文
发表) 。因此 ,从化学本质上来说 ,青饼更接近于绿茶
类产品。
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