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绿茶具有降血脂、降血糖、血压、清除自由基等一系列重要功能。绿茶饮料以其独特的优势赢得了消费者的关注和喜爱。一般来说，同一品类的茶饮料（如绿茶饮料）的口味较为接近，但不同品牌的茶饮料的口味却有所不同。本研究测量了目前中国市场上5个品牌的7种绿茶饮料，并利用主成分分析（PCA）、聚类分析（CA）和相似性分析对获得的数据进行了分析。
材料和方法
材料与仪器
5个不同品牌共7个市售绿茶饮料样品：均购自当地超市。第一次采样前包装未打开，样品未经过任何处理。
电子舌系统主要由味觉传感器、信号采集器和模式识别系统三部分组成。其中，味觉传感器包含7个化学选择性区域效应传感器阵列和1个Ag/AgC1参比电极。每个传感器都有不同的分子膜，并产生不同味道的选择性吸附。表1列出了7个传感器阵列对5种基本味觉物质的检测限，即传感器感测到的某种物质的最低浓度（mo1/1）。检测限越低，传感器越灵敏。电子舌传感器的响应信号值是传感器电极与样品溶液接触后的电位V与参比电极(Ag/AgCl)的电位V0之差(单位为mV)。电子舌系统在数据采集之前需要经过自检、传感器激活、校准和诊断等步骤，以保证采集数据的可靠性和稳定性。
实验方法
样品测量时无需对样品进行处理。直接量取80m1绿茶饮料倒入120m1电子舌专用烧杯中，置于电子舌自动进样器上。通过交替清洗溶液（超纯水）和绿茶样品来执行检测序列。每个样本设置为 10 次重复。电子舌传感器对每个样本的采集时间为120s。每秒收集一个数据。每杯样品测试完毕后，清洗一次，以此类推。最后，检测系统获得传感器响应。信号数据。
数据处理方法本研究采用多元统计分析中的主成分分析、聚类分析和相似性分析对电子舌采集的数据进行分析。
结果与讨论
主成分分析
由于各个传感器对区分不同类型绿茶饮料的贡献率可能不同，因此在逐步淘汰传感器后，采用主成分分析法区分了7种类型的绿茶饮料。根据主成分得分绘制二维得分图，结果如图3所示。主成分得分图基于散点图，每个点代表一个样本，点之间的距离代表大小样本之间的特征差异。
每个绿茶饮料样品由主成分图上的 4 个点组成。主成分1和主成分2的贡献率分别为99.707%和0.2934%。因此，取前两个主成分对应的特征向量确定的二维向量。子空间可以充分保留原始数据的信息。从图3可以看出，每个样本的四个点的离散度较小，不同样本之间不存在重叠区域。存在一定差异，说明电子舌系统能够很好地区分这7种绿茶饮料样品。差异指数（指数）达到96。其中，统一绿茶和雀巢原叶绿茶的主成分得分区域比较接近，表明这两种绿茶饮料的口感分析结果比较相似：康师傅冰绿茶、康师傅金粮冰绿茶、娃哈哈卡曼橙绿茶的主成分评分区。分离度接近，说明这三种绿茶饮料的口感分析结果比较接近；而雀巢冰茶和椰子绿茶之间的主成分得分区域，以及与其他五个绿茶样品的得分区域相差较远，表明这两种绿茶之间的口感差异最为明显。
聚类分析
对电子舌7个传感器检测到的响应值进行聚类分析（CA），采用类平均法得到聚类分析树状图。结果如图4所示。从图4可以看出，康师傅金粮冰绿茶和娃哈哈卡曼橙绿茶的差异最小，平均约为0.19个单位。两者归为一类： 康师傅冰绿茶平均约 0.50 个单位 平均约 0.75 个单位聚类： 这三者与椰子绿茶一起约 0.75 个平均单位聚类。同样，统一绿茶和雀巢原叶绿茶的差别也很小。它们以约 0.53 个平均单位归为一类，与雀巢冰茶以约 1.10 平均单位归为一类。最后，7个绿茶样品以平均1.16个单位聚集为一大类。
相似度分析
对于7个电子舌传感器检测到的7个绿茶饮料样品的响应值，两者之间进行了不重复的相似性分析。结果如表2所示。从表2的相似度分析表可以看出，康师傅金凉冰绿茶与娃哈哈卡曼橙绿茶的距离为37，说明这7种茶中口味最相似。绿茶饮料中，与康师傅冰绿茶的距离为 100 ~150 个单位，说明三者的口味比较接近：统一绿茶与雀巢原叶绿茶的距离为 183 个单位，说明三者的口味比较接近。两者的口味比较接近：另外，其他绿茶样品的距离大多集中在1000到3000单位之间，而且它们之间的距离比较大，说明它们的口味比较不同，这与结果一致主成分分析和聚类分析。
综上所述
本研究采用电子舌检测技术，以市场上已有的7种绿茶饮料为检测对象，采用主成分分析、聚类分析和相似度分析等方法对获得的数据进行分析。
主成分分析结果表明，主成分1的贡献率达到99.707%，表明主成分1基本包含了测试样本的所有信息。在第一主成分和第二主成分的评分表上，可以清楚地区分出七种绿茶饮料。单独来看，区分度达到96分。从主成分分析图可以看出，康师傅冰绿茶、康师傅金凉冰绿茶和娃哈哈卡曼橙绿茶的主成分得分面积比较接近，表明认为这三种绿茶饮料的口味比较接近： 统一绿茶和雀巢原叶绿茶 评分区域较接近，说明它们的口味比较接近： 雀巢冰茶和椰子绿茶评分区域相距较远，而且距离其他五款绿茶的评分区域也较远，说明这两种绿茶饮品的口味不同。该结果比较独特，与聚类分析和相似性分析的结果一致。聚类分析和相似性分析的结果更直观地展现绿茶饮料样品之间的差异程度。
主成分分析、聚类分析和相似性分析虽然不能表明哪个品牌的样品质量更好，更容易被消费者接受，但可以表明不同的绿茶饮料由于生产条件、原料、成分或成分的细微差别工艺导致不同的质量特征。在实际工业生产中，这将有利于产品的在线质量控制、真伪鉴别和质量控制。而且，与人工感官评价和化学检测相比，电子舌具有操作简单、快速可靠等优点，具有非常广阔的应用前景。
参考文献：关伟，田成瑞，陈伟军，周全锷，张航，唐敏敏，夏秋雨。电子舌在绿茶饮料判别中的应用[J].食品工业科技, 2012, 33(13): 56-59 .DOI:10.13386/j.-0306.2012.13.060.