葉色紫化茶品系分類和鑒定研究

李 明 張龍杰 吳 穎 王開榮 陸建良 葉儉慧 鄭新強* 梁月榮*

(1.余姚市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務總站，余姚 315400； 2.寧波黃金韻茶業(yè)科技有限公司，余姚 315412；3.寧波市海曙區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)管理服務站，寧波 315010； 4.寧波市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，寧波 315000；5.浙江大學茶葉研究所，杭州 310058)

“紫化茶”是指茶樹新梢生長到一芽二葉甚至成熟葉以后仍然表現(xiàn)為葉片花青素含量較高而葉色紫紅的茶樹，又稱“紫芽茶”或者“紫紅色系茶”[1]。根據(jù)色澤深淺的不同，紫化茶可以分為紫黑、紫紅、暗紅、鮮紅、橙紅、橙黃等多種色階，典型色澤為紫紅色和鮮紅色[1]。我國傳統(tǒng)茶樹品種資源中就有‘紫芽種’，云南省農(nóng)科院茶葉研究所首先育成了紫化茶新品種‘紫娟’，并于2005年獲得國家林業(yè)植物新品種授權(quán)[2]。浙江省余姚市是我國目前紫化茶樹種質(zhì)資源擁有量最多的地方[1]。紫化茶因其花青素含量高，湯色、香氣、滋味和葉底具有獨特的顏色，賦予消費者特別的感官享受；而且花青素類化合物具有較強的生物活性，使之呈現(xiàn)較高的功能價值[3-6]，因而受到國內(nèi)外茶樹育種者和茶葉生產(chǎn)者的高度關(guān)注，育種進程快速推進，并取得了大量育種新材料[7,8,9]。然而，葉色紫化茶樹育種過程中如何進行色澤分類和優(yōu)選，仍然缺乏相關(guān)的技術(shù)參數(shù)。本研究擬以葉色不同深度的系列紫化茶品系為材料，對其進行色階和色差參數(shù)分析研究，探討葉色紫化茶樹育種過程可用的優(yōu)選技術(shù)參數(shù)和指標。

1 材料和方法

1.1 茶樹材料

本研究所用的茶樹材料是浙江省寧波黃金韻茶業(yè)科技有限公司育種基地(余姚三七市)培育的10個4年生葉色紫化程度不同的茶樹品系(圖1)。每個品系取12張代表性的成熟葉片用于測試，取樣時間為2020年10月24-25日。

1.2 “彩通”色卡色階比對

本研究以“彩通”色卡配色系統(tǒng)(Pantone matching system, PMS)為標準色階進行比對。PMS是美國潘通公司(Pantone, Inc.，Carlstadt, NJ, USA)產(chǎn)品，是享譽世界的色彩溝通系統(tǒng)，廣泛用于印刷、紡織、塑膠、繪圖、數(shù)碼科技等領(lǐng)域，已經(jīng)成為國際色彩標準語言。將葉色紫化程度不同的品系葉片按照色澤深淺順序排列，然后分別用PMS標準色階進行比對，記錄PMS色階最相似的Pantone參數(shù)，用于描述該品系色階(圖1， 表1)。

1.3 茶樹葉片色差測試

按照前文[9]的方法測定茶葉色差指標，分別讀取L,a,b,c,h五項參數(shù)，每個品系測定12張成熟葉片。

1.4 聚類分析

用SPSS軟件對上述測定的色差參數(shù)(L,a,b,c,h)進行PCA和二步法聚類分析，將10個葉色不同紫化程度的茶樹品系進行歸類。

2 結(jié)果和討論

2.1 PMS色階比色結(jié)果

根據(jù)感官判斷，10個葉色紫化品系按照色澤深淺排列分別編號為V1～V10，其中V1～V3色澤最深，為紫黑色；V4～V7為紫紅色；V8為橙紅色；V9～V10為橙黃色(圖1)。表1的Pantone參數(shù)顯示，PANTONE Black從V1～V10逐漸減少，V1～V2以PANTONE Black為主；V3～V5以Warm Red(暖紅)為主；V6～V7的紅色以ruby red(寶石紅)為主；V8～V10以PANTONE Yellow(黃色)為主(圖1，表1)。

2.2 葉色紫化品系色差檢測結(jié)果

色差指標檢測結(jié)果顯示(表2)，L(明度)、b(黃藍度)、c(飽和度)和h(色調(diào))從V1到V10呈現(xiàn)逐步增加趨勢，說明隨著葉片色澤加深(從V10到V1方向變化)，葉片明度(L)逐漸降低，黃度(b)及飽和度(c)逐漸提高。飽和度(c)也稱色彩的純度(彩度/明度)，是指色彩的鮮艷程度，其值越大，表征彩色偏離同亮度灰色的程度越大，即越鮮艷。色調(diào)(h)的度量單位是角度，取值范圍為0°～360°，從紅色開始順逆時針方向變化，0°為紅色， 120°為綠色， 240°為藍色；它們的補色是：60°為黃色，180°為青色，300°為品紅色。0°～359°時顏色會依次變換，當角度回到360°時也是紅色，而色調(diào)(h)角度又回到0°。表2顯示，h從V1～V4逐漸降低，然后從V5～V10呈上升趨勢，其中V1～V7的h值<30，處于紅色區(qū)段；而V8～V10 處在50～79之間，即黃色區(qū)段。a(紅綠度)值變化趨勢與h正好相反，呈現(xiàn)兩頭低而中間高的勢態(tài)，因為a值處于正數(shù)時表示為紅色，且其中數(shù)值越大紅度越深。這些數(shù)據(jù)變化說明V1～V8黑色為主(L值小于31)，而V9～V10黃色占優(yōu)勢(b>22)(表2)。

2.3 葉色紫化品系色差分類結(jié)果

根據(jù)色差參數(shù)(L、a、b、c、h)進行主成分(PCA)分析結(jié)果顯示，10個葉色紫化茶樹品系可以分為3組，即第一組V1～V4處于第三象限，其中V1和V2處在一起，V3和V4處在一起；第二組V5～V7處于第二象限；第三組V8～V10處于第一象限，且相互有一定間距(圖2)。對色差參數(shù)(L、a、b、c、h)進行二步法聚類分析時，也可以將10個品系分成3組，其中第一組為V1和V2，第二組為V3～V7，第三組為V8～V10(圖3)。與PMS色卡比對結(jié)果比較時發(fā)現(xiàn)，二步法聚類分析結(jié)果與PMS色卡比對結(jié)果相似度更高，第一組(V1～V2)為黑色(PANTONE Black)為主，第二組(V3～V7)以紅色為主(暖紅Warm Red和寶石紅Ruby red), 第三組(V8～V10)以黃色(PANTONE Yellow)為主(表2和圖3)。

表1 PMS色階代號及其參數(shù)

根據(jù)二步法聚類分析形成的3個組，對比其色差參數(shù)時發(fā)現(xiàn)，明度(L)和飽和度(c)的變化規(guī)律比較明顯，而且在組與組之間其數(shù)據(jù)不會交叉出現(xiàn)，其它參數(shù)都有不同程度的交叉出現(xiàn)現(xiàn)象(表3)。因此，如果利用色差參數(shù)作為篩選葉色紫化茶樹品系指標，可以用L值和c值作為選擇參數(shù)。結(jié)合感官測試結(jié)果，可以較好地對在試品系進行篩選和淘汰。

表2 不同品系葉片色差指標測定結(jié)果

表3 不同組葉色紫化茶樹品系色差參數(shù)單位

3 結(jié)論

利用葉片色差參數(shù)進行二步法聚類分析，可將10個紫化程度不同的茶樹品系分為3組，即紫黑色組、紫紅色組合橙黃色組。二步法聚類結(jié)果比主成分(PCA)分析法的分類結(jié)果更接近PMS標準色卡比對結(jié)果。利用色差儀器作為茶樹葉色紫化品系篩選工具時，可以選用明度(L)和飽和度(c)作為選擇參數(shù)。