基于熵分析和系统聚类分析的贵州绿茶多指标化学计量学研究：氨基酸与微量元素的营养评价

本研究针对贵州绿茶品质评价缺乏多指标综合分析的问题，通过熵分析(EA)和系统聚类分析(SCA)对5种贵州绿茶（梵净山绿茶、贵州绿茶、湄潭绿茶、天桂绿茶和西秀绿茶）的燃烧热、氨基酸、微量元素等37项指标进行综合评价。研究发现梵净山绿茶具有最高燃烧热(8670.937 J/g)，天桂绿茶氨基酸含量最丰富，主成分分析(PCA)显示前三个主成分可解释88%的微量元素变异。该研究为贵州绿茶营养评价和分类提供了科学依据，对茶产业发展具有重要意义。

　　

在中国茶文化中，绿茶因其独特的健康功效而备受推崇。贵州作为中国重要的绿茶产区，其高海拔、低纬度、无污染的独特地理环境造就了绿茶的优异品质。然而，传统的感官评价方法存在主观性强、耗时费力等问题，且对绿茶营养成分的系统评价研究相对缺乏。如何通过客观、高效的化学计量学方法对绿茶品质进行多指标综合评价，成为当前茶叶研究领域亟待解决的问题。

针对这一科学问题，广西科技师范学院的研究人员在《BMC Chemistry》发表了创新性研究成果。该研究选取贵州5种代表性绿茶（梵净山绿茶、贵州绿茶、湄潭绿茶、天桂绿茶和西秀绿茶），采用氧弹量热法测定燃烧热，热重分析法评估燃烧稳定性，ICP-OES测定13种微量元素，氨基酸分析仪检测19种氨基酸，并结合脂肪、粗纤维和灰分含量测定，构建了包含37项指标的综合评价体系。通过灰色模式识别(GPR)、主成分分析(PCA)、因子分析(FA)、熵分析(EA)和系统聚类分析(SCA)等化学计量学方法，系统评估了不同绿茶的营养特征。

研究采用多项关键技术：氧弹量热法测定燃烧热值；热重分析(TG/DTG/DTA)评估燃烧稳定性；ICP-OES光谱法检测Al、Ba等13种微量元素；氨基酸分析仪定量19种氨基酸；SE206脂肪测定仪和F1600自动纤维测定仪分别测定脂肪和粗纤维含量；马弗炉525℃灰化法测定灰分。所有样品均来自贵州当地农贸市场，经植物学鉴定后保存于广西科技师范学院植物分析实验室。

燃烧热与稳定性分析显示，5种绿茶燃烧热值介于3707.968-8670.937 J/g，其中梵净山绿茶最高(8670.937 J/g)，天桂绿茶最低。灰色模式识别表明贵州绿茶燃烧稳定性最佳(F=0.8566)。营养组分测定发现粗纤维含量11.13-14.63%，脂肪含量0.48-1.37%，灰分含量4.83-5.53%，梵净山绿茶在多项指标中表现突出。

微量元素PCA分析揭示前三个主成分累计贡献率达88%：第一主成分(50.035%)包含Al、Ba等9种元素信息，显示贵州绿茶Al含量最高(618.1208 μg/g)；第二主成分(24.192%)主要反映Ni、Sr含量特征；第三主成分(14.029%)与Fe、Mg相关，天桂绿茶Fe含量达296.5015 μg/g。

氨基酸FA分析发现19种氨基酸可分为三类：第一因子(67.180%)包含CySO₃H、Asp等13种氨基酸，天桂绿茶总含量最高；第二因子(17.071%)反映(Cys)₂、Val等特征；第三因子(10.689%)与Thr、Met相关。必需氨基酸占总氨基酸10.61-18.14%，天桂绿茶在氨基酸综合评分中居首。

熵分析综合评价显示，5种绿茶营养品质排序为：梵净山绿茶>天桂绿茶>贵州绿茶>湄潭绿茶>西秀绿茶。系统聚类分析将样品分为三类：梵净山绿茶与天桂绿茶聚为一类，贵州绿茶与西秀绿茶聚为一类，湄潭绿茶单独成类；37项变量可分为5个特征群，反映了不同指标间的内在关联。

该研究创新性地将多种化学计量学方法应用于绿茶品质评价，建立了包含燃烧特性、营养成分和微量元素的综合评价体系。研究不仅证实了贵州绿茶特别是梵净山绿茶的高营养价值，还为茶叶分类、原料选择和品质控制提供了量化依据。通过揭示不同绿茶品种的化学特征差异，该成果对指导茶叶种植、加工和消费具有重要实践意义，同时也为功能性食品开发和地理标志产品保护提供了科学支撑。未来研究可扩大样本量并整合感官数据，以更全面地评估绿茶品质。