工夫红茶是我国传统的红茶，以其外形美观、香气浓郁、滋味鲜爽、汤色鲜红而享誉中外。茶汤滋味是评价茶叶品质的重要因素之一。与不发酵茶相比，工夫红茶由于采用独特的发酵工艺，滋味更加丰富多样。其中，“甘醇”滋味是高档工夫红茶的关键品质特征之一，可减轻茶汤的苦涩、涩味等感官滋味，提高工夫红茶的适口性。
目前评价茶味的主流方法是专家感官评价，该方法依赖于评审人员的感官和经验，容易受到主观因素和外界环境的影响，且重复性较差，在一定程度上限制了对茶味的深入研究。
本试验在专家感官评定的基础上，对不同的工夫红茶汤料进行电子舌分析，并结合数理统计，探索基于电子舌的甘醇滋味客观判别模型，以期为后续工夫红茶甘醇滋味的鉴定提供参考，为深入研究滋味特征提供理论基础。
材料和方法
本研究包括两组工夫红茶样品：实验组和验证组。研究目的是建立基于电子舌的工夫红茶甘醇口感评价方法，因此根据专家感官评价得到的口感特征纳入茶叶样品。实验组共包括16个样品。工夫红茶样品1个。
感官评价
取茶样300g，置于评茶盘上。茶叶拌匀后，用拇指、食指、中指分别抓取茶样上、中、下三节，称量（3.00±0.01）g，置于评茶盘上。待沸水冷却至85℃后，在评茶杯中加水，盖上盖子，冲泡茶样4分钟，将茶水沥干后倒入评茶杯中。由感官评定小组成员进行感官评定。感官评定小组由5名评审人员（3男2女）组成，评审人员均具有高级评茶师资格以上。
电子舌数据采集
结果与分析
感官评价结果
根据专家人工感官评定，将茶汤滋味定义为“甜纯”、“纯”和“不纯”进行后续分析。“甜纯”定义为茶汤滋味属性以甜纯为主，伴有甘甜或微甜的后味。“纯”是指滋味纯正，无明显杂味。“不纯”定义为有明显的陈、酸、涩、闷等不良味道。甜纯组、纯组和不纯组分别包含7个、5个和4个茶样（表1）。
电子舌检测重复性分析
为保证实验的可靠性和稳定性，在甜茶纯茶组、纯茶组、不纯茶组中随机选取茶样A、B、C，冲泡3次，按照1.3.2节方法分析电子舌数据，如表2所示，7个传感器的相对标准偏差（n=12）在0.09%~4.38%之间，说明茶叶冲泡与电子舌检测的重复性良好。
电子舌对甜茶、纯茶和不太纯茶的反应的多元分析
为了快速直观地分析电子舌对不同味觉特征（甜纯、纯和不太纯）的工夫红茶汤料响应的差异，首先使用PCA对电子舌数据进行归纳总结。PCA是一种基于数据降维的无监督方法，多元统计分析可以客观地反映原始变量的信息，并进行线性分类，如图1A所示，PC1为83.35%，PC2为11.93%，前两个主成分代表了样本中95.28%的信息，表明PCA模型可以全面地反映电子舌数据。三类不同风味的工夫红茶汤料在PCA得分图中区分明显，甜纯组与纯组和不太纯组之间存在明显差异，且在PC1方向上分离（PC1 =83.35%）；而纯茶组与不纯茶组之间的差异相对较小，在PC2方向上有明显区分（PC2=11.93%）。虽然感官评价显示12#茶样的主要风味属性为甜纯，但其微微的烟熏味明显影响了电子舌的响应“指纹”，使得12#茶样与图1A中其他甜纯组茶样的距离较远。同样，甜纯组14#茶样也因“微微的果香”味而与图1A中其他甜纯组茶样的距离较远。以上结果表明，电子舌分析基本能够客观地反映茶汤的不同风味。但对于风味属性较为复杂的样品，电子舌分析识别出的风味特征与人工感官识别出的风味特征还是有些差别的。电子舌的味觉传感器阵列是由一系列具有不同选择性的传感器组成的，传感器数量有限，难以完全模拟人的味蕾。 12#茶样在人工感官评价中被评为“甘纯，略带一丝烟味”，其口感以甘纯为主；而传感器显示其口感为不甜（纯正或稍显不纯），这可能是因为与人工感官评价相比，传感器对茶汤中的烟味分子可能更加敏感。因此，在后期大样本建模研究中，应以科学的感官评价为基础，对“略带烟味”的茶样建立更为严格的纳入标准，同时进一步明确该类茶样的电子舌响应规律，提高模型的准确性和稳定性。
为了探究电子舌检测能否用于评判工夫红茶的口感，以电子舌7个传感器的响应值作为X变量，茶汤口感分组（甜纯、纯、不太纯）作为Y变量，进行PLS-DA。PLS-DA是一种有监督的模式识别方法，通常能取得比PCA得到的投影更好的分类结果，如图1B所示，三类茶汤（甜、纯、纯）的聚类结果与PCA的结果相似（R2x = 1，R2Y = 0.61，Q2 = 0.512）。Q2大于0.5，表明模型具有良好的预测能力。过度拟合是PLS-DA模型中常见的问题，为了进一步验证PLS-DA模型的可靠性，进行了置换检验（图1C）。将模型建立时定义的Y矩阵的变量随机排列100次，R2和Q2截距分别为（0.0，0.029）和（0.0，-0.399），说明PLS-DA模型稳定可靠，没有出现过拟合现象，可以用来区分不同的风味。
筛选影响甜味和纯味识别的关键传感器
为了进一步探究7个电子舌传感器响应值对味觉分组的贡献，筛选出影响甜味和纯味识别的关键传感器，对上述PLS-DA模型进行载荷分析。 影响较大的变量可能是SWS（甜）、UMS（清爽）、SPS（综合），w×c值分别为0.47、0.42、0.42，其中SWS（甜）的贡献最大。结果显示，VIP值大于1.0的变量有SWS（甜味）、GPS和SPS（复杂味道）以及BRS（苦味），其中SWS（甜味组）的VIP值最高。SWS甜度传感器对甜味纯正组茶汤的响应显著高于纯正组和不纯正组（P < 0.001），而纯正组与不纯正组之间的响应差异不显著（图4）。以上结果表明，SWS甜度传感器可能是识别纯正甜味的关键因素。
电子舌传感器阵列所包含的多个传感器并非是对单一物质味觉敏感的传感器，每个传感器对多种物质具有交互味觉敏感性但敏感性不同。推测SWS传感器可能对工夫红茶汤底的甘醇特性敏感。茶叶对甜味物质的敏感性较高，但对苦涩味物质的敏感性较低。目前，对工夫红茶汤底中甜味物质研究的报道较少，对大吉岭红茶等其他茶类的研究发现，葡萄糖、蔗糖、丙氨酸、鸟氨酸、茶氨酸、茶黄素等均具有甜味特性。电子舌传感器阵列对工夫红茶汤底中成分的响应规律以及工夫红茶甘醇特性成分仍需研究。
基于电子舌的甜味和纯味特征预测方程的建立
为了快速准确判断工夫红茶汤是否甜纯，对电子舌七个传感器响应值的数据进行二元逻辑回归分析，筛选出关键判别因素，建立判别方程。《方法》仅筛选出建立最优预测模型所需的一个变量，即SWS（甜），验证了PLS-DA载荷分析和VIP值的结果。如图5所示，基于预测方程，非甜纯茶汤的风味被正确预测，除12#茶样外，其余甜纯茶汤均被正确预测，预测准确率为93.8%。12#茶样由于其“甜纯、微熏”的风味对电子舌影响较大，响应被预测为非甜纯茶汤，与PCA和PLS-DA结果一致，剔除此异常样品后，预测准确率为100%。
电子舌对甜味和纯味识别的进一步验证
为进一步验证实验组结果，收集14款工夫红茶作为验证集进行专家感官评价和电子舌分析，如表3所示，甜纯、纯、不纯组分别含有4、5、5个茶样。
甜茶纯、纯、掺假3种茶汤的电子舌“指纹”在PCA得分图中呈现出明显的聚类性（PC1=50.40%，PC2=30.67%）（图6A），说明电子舌传感器对甜茶具有良好的灵敏度。纯、正宗、掺假3种茶汤中溶液分子的响应存在明显差异。此外，PLS-DA模型在验证集样本中也能有效区分3种不同风味的工夫红茶（图6B），模型R2X=0.869，R2Y=0.922，Q2=0.914，说明PLS-DA模型在验证集样本中具有良好的预测能力。置换检验验证结果（100次置换检验）显示，R2和Q2截距分别为（0.0，0.006 73）和（0.0，-0.35），说明模型稳健，没有出现过拟合现象（图6C）。对模型分组贡献最大的关键变量为SWS甜度传感器（图6D）。验证集的多元分析结果与上述实验集得出的结论一致，再次证明了电子舌可以用于表征工夫红茶甘甜纯正口感特征的快速检测与鉴别。
综上所述
本研究针对优质工夫红茶的甘醇滋味特征，在专家感官评定的基础上开展基于电子舌的茶汤甘醇特性客观评价研究。研究结果表明，结合多元统计分析，电子舌的响应“指纹”和电子舌中的SWS甜度传感器是影响滋味甘醇的关键因素，基于二元逻辑回归建立的滋味判别方程对甜度和纯度的预测精度为。因此，本研究为基于电子舌的工夫红茶甘醇滋味特征的快速准确判别评价提供了一种手段，可以作为专家感官评定的辅助或补充，也可以为茶汤滋味提供客观准确的评价方法。基于本研究，深入研究了电子舌传感器阵列对工夫红茶复杂茶汤成分的响应机理，探究了工夫红茶甘醇滋味的物质基础，对工夫红茶滋味品质的改良和调控具有积极意义。
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