李歡歡，王超，傅冬和，羅理勇,3，曾亮,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)2(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝園林學(xué)院， 湖南 長沙，410128) 3(西南大學(xué) 茶葉研究所，重慶，400715)

茯磚茶屬黑茶的一種，是以三、四級的黑毛茶為原料，經(jīng)過篩分、汽蒸、渥堆、壓制、發(fā)花和干燥等工序加工而成的，并因其獨(dú)特的“發(fā)花”工序形成了湯色橙黃，香氣純正，并且?guī)в歇?dú)特的菌花香的品質(zhì)風(fēng)格，已經(jīng)逐漸成為茶葉市場上的新亮點(diǎn)[1]。茶葉感官審評是通過人的感覺器官鑒定茶葉品質(zhì)的一種實(shí)用性技術(shù)，是判斷茶葉品質(zhì)優(yōu)劣和品質(zhì)特征的重要手段與方法，香氣和滋味則是衡量各類茶葉品質(zhì)的主要指標(biāo)[2]。定量描述分析(quantitative descriptive analysis, QDA)是一種非常有效的描述型感官分析方法，在茶葉感官審評中已應(yīng)用于綠茶、烏龍茶、紅茶等其他茶類的感官審評及品質(zhì)分析[3-5]。QDA法是一種具備剖析與描述功能的綜合性感官分析方法，但目前對茯磚茶的定量描述分析研究尚缺乏，將QDA法應(yīng)用于茯磚茶品質(zhì)評價將是茯磚茶感官評定的一種有益方式。

QDA偏向于人的主觀感受，由于個體之間感覺的差異、環(huán)境和身體條件的不同，人們可能做出不同的判斷，因此必須使評估結(jié)果數(shù)量化，并對評價員進(jìn)行培訓(xùn)、校正、能力評估，然后再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，才能客觀地比較樣品之間的差異[6]。同一款茶葉，不同的沖泡條件會影響其品質(zhì)表達(dá)[7-9]，而不同的品質(zhì)表現(xiàn)則可能會影響評價員重復(fù)評價結(jié)果的穩(wěn)定性。由于評價小組良好的穩(wěn)定性是樣品感官分析結(jié)果可靠、有效的前提[6]，因此本文開展不同評價條件對評價小組穩(wěn)定性影響的研究，從而為茯磚茶的感官評價提供一種更優(yōu)的樣品評價方式。

1材料與方法

1.1 材料與試劑

茯磚茶樣品：市售湘益茯茶，2016年金花茯磚茶葉清心系列；鹽酸二水奎寧(分析純)，上海泰坦科技股份有限公司；明礬、檸檬酸(分析純)，重慶滴水實(shí)驗(yàn)有限公司；蔗糖、味精、桂圓(食品級)，購于當(dāng)?shù)赜垒x超市；苦丁，購于當(dāng)?shù)厮幍?；曬干桑葚及干稻草，購于?dāng)?shù)剞r(nóng)家；桶裝水(食品級)，重慶中梁山礦泉水有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

MY-35E恒溫加熱器，佛山市順德區(qū)名友電器有限公司；電熱燒水壺，廣東天際電器股份有限公司；FA2004A電子天平，上海精天電子儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品準(zhǔn)備

依據(jù)茯磚茶的沖泡習(xí)慣，本試驗(yàn)不考慮沖泡溫度對品質(zhì)的影響而直接采用沸水沖泡茯磚茶。

依據(jù)2.3.1中響應(yīng)面法優(yōu)化茯磚茶評價條件的實(shí)施方案(表3)，樣品準(zhǔn)備方式為：按照設(shè)定的茶水比加沸水沖泡1.00 min后瀝出茶湯，二次注入沸水浸泡至設(shè)定的時間后出湯，將第二次瀝出的茶湯盛入恒溫加熱器中并設(shè)定恒定的溫度待用。審評時以隨機(jī)順序?qū)⒉铚秩肫奋凶鳛闃悠匪统?，先評定香氣，為保證滋味評定時溫度一致且保持在設(shè)定溫度，在品茗杯中重新注入茶湯樣品評定滋味。每個樣品評價完后休息5 min再對下一樣品進(jìn)行評價。

1.3.2 篩選評價員

按照食品感官分析評價員的選拔、訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)[10-13]對招募的26名西南大學(xué)學(xué)生進(jìn)行感官能力考核，最終12人(4男，8女)通過評價員初步篩選考核。初步篩選考核內(nèi)容包括味覺識別測試、差異測試、香氣識別測試，對樣品的感受進(jìn)行交流和描述的基本能力測試，根據(jù)考核結(jié)果以及面試交流篩選出合格評價員。

上述12個合格評價員經(jīng)評估測試，篩選出優(yōu)秀評價員10人，組成茯磚茶感官評價小組，參與評價工作。

1.3.3 茯磚茶風(fēng)味及香氣感官描述語的建立

評價員對提供的茯磚茶樣品的香氣及滋味特征進(jìn)行描述。采用群體決策法[14]，建立茯磚茶品質(zhì)感官屬性描述語，并確定其定義和參照物。

1.3.4 茯磚茶感官評價小組培訓(xùn)及其表現(xiàn)評估

培訓(xùn)過程在標(biāo)準(zhǔn)的感官評定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行[15]，采用蛛網(wǎng)定量描述分析方法、5點(diǎn)(0～5)標(biāo)度法對茯磚茶的香氣和滋味特征進(jìn)行描述性分析。由12個合格評價員組成的評價小組經(jīng)過階段性的培訓(xùn)和評估測試后(如表1所示)，給出較為客觀、準(zhǔn)確的茯磚茶品質(zhì)特征的定量描述性分析數(shù)據(jù)。

表1 評價小組培訓(xùn)及其表現(xiàn)評估的流程Table 1 Workflow of panel training and performance analysis

1.3.5 響應(yīng)面法優(yōu)化茯磚茶評價條件

影響茶湯品質(zhì)表達(dá)的感官評價條件主要包括茶水比，沖泡溫度，沖泡時間[16]，除此之外入口溫度也會對味覺(如澀感)產(chǎn)生影響[17]，因不考慮沖泡溫度對茶湯品質(zhì)的影響，故僅從茶水比、沖泡時間以及入口溫度3個因素上優(yōu)化茯磚茶評價條件。根據(jù)GB/T 23776—2009《茶葉感官審評方法》[18]及相關(guān)文獻(xiàn)[19]，各因素的水平設(shè)定如下：茶水比1∶100～1∶20，沖泡時間2.00～8.00 min，入口溫度25～75 ℃。采用響應(yīng)面中心組合設(shè)計(jì)法(central composite design, CCD)設(shè)計(jì)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施方案準(zhǔn)備樣品并送呈給感官評價人員進(jìn)行定量描述分析，每個樣品重復(fù)審評3次，將3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差作為評判評價人員穩(wěn)定性的相應(yīng)指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Panel Check 1.4.0軟件，分析評價小組表現(xiàn)、對評價結(jié)果進(jìn)行主成分分析。使用Design-Expert軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茯磚茶品質(zhì)屬性、定義、評價方法的確定

12人組成的茯磚茶感官評定小組經(jīng)討論后一致決定保留如下的11個茯磚茶茶湯品質(zhì)感官描述語：滋味整體、酸、甜、苦、鮮、澀、香氣整體、稻草香、苦丁香、桑葚香以及桂圓香。除滋味及香氣整體外，其他描述語的定義及參照樣如表2所示。

2.2 評價小組及評價員表現(xiàn)評估

在定量描述性感官分析中，經(jīng)過培訓(xùn)的評價小組比未經(jīng)培訓(xùn)的評價小組獲得的評價結(jié)果更為準(zhǔn)確，培訓(xùn)是得到一個產(chǎn)品可靠感官數(shù)據(jù)的關(guān)鍵步驟[20]。評價小組經(jīng)過培訓(xùn)后，對小組表現(xiàn)作進(jìn)一步評估是進(jìn)行樣品差異分析的首要和必經(jīng)步驟，而評價小組的一致性、評價員良好的樣品區(qū)分能力和重復(fù)性是保證樣品測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠的3個關(guān)鍵要素[21]。

本試驗(yàn)在上述確定的樣品品質(zhì)屬性基礎(chǔ)上，采用Panel Check 1.4.0軟件從一致性、區(qū)分能力和重復(fù)性3個方面對評價小組的表現(xiàn)作進(jìn)一步評估。

表2 茯磚茶茶湯品質(zhì)感官描述語、定義及參照樣Table 2 Sensory description terms of Fuzhuan brick-tea′s quality properties with definition and reference

2.2.1 一致性評估

Panel Check軟件中Tucker-1的方法能反映出評價小組整體在評價某個屬性時的表現(xiàn)是否一致，如Tomic等人便以此法來評估過評價小組整體的一致性[22]。在Tucker-1屬性圖中，每張圖代表一個屬性，每個點(diǎn)代表一個評價員，圖上的點(diǎn)越靠近外橢圓，則表示該點(diǎn)所代表的評價員對樣品該屬性的區(qū)分能力越強(qiáng)，所有的點(diǎn)越聚攏則表示評價小組在該屬性的評價上一致性越高。

此評估依據(jù)第四階段的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并采用Tucker-1的方法來評估經(jīng)過階段培訓(xùn)后評價小組的一致性，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，滋味整體、酸、甜、苦、澀及香氣整體所對應(yīng)的方框中點(diǎn)的聚攏效果最好，其次是桂圓香、苦丁香、桑葚味，而鮮味、稻草香所對應(yīng)的方框中各點(diǎn)的位置相對較分散，尤其是稻草香，表明評價小組在評價這兩個屬性時一致性相對較差?？傮w來說，經(jīng)過階段性培訓(xùn)后的評價小組在絕大部分屬性的評價上都具有較好的一致性，尤其是在對滋味整體、酸、甜、苦、澀味以及香氣整體的評價上一致性非常高，只有對稻草香這一屬性的評價表現(xiàn)出很差的一致性。這表明，經(jīng)過培訓(xùn)后的評價小組在評價茯磚茶品質(zhì)時整個評價小組的一致性較好，評價小組中不同評價員個體之間的差異被縮小，能夠保證評價小組所給出的評價結(jié)果具有一定的可靠性。

圖1 評價小組一致性Tucker-1分析Fig.1 Tucker-1 analysis of panel consistency注：方框中的每個紫紅色點(diǎn)代表一位評價員，共12位。

2.2.2 區(qū)分樣品能力和重復(fù)性評估

Panel Check軟件中的F值和MSE值常用來評估評價員對樣品的區(qū)分能力和重復(fù)性。F值為組間差異與組內(nèi)差異的比值，其值越大說明評價員對相關(guān)屬性的區(qū)分能力越好；MSE值代表組內(nèi)方差，其值越小說明評價員重復(fù)評價同一樣品的差異越小，穩(wěn)定性和重復(fù)性越好。MSE值很小的另一原因也可能是評價員并沒有將樣品區(qū)分開來，所以采用MSE值方法評估評價員重復(fù)性時應(yīng)結(jié)合F值，在評價員能夠?qū)悠穮^(qū)分開來的基礎(chǔ)上再討論評價員的重復(fù)性[23]。

該評估依據(jù)第四階段所得到的感官分析數(shù)據(jù)，結(jié)合F值和MSE值來評估培訓(xùn)后評價員對樣品的區(qū)分能力以及重復(fù)性，分析結(jié)果如圖2所示。圖2-a中每條線代表一個屬性，除了評價員HTB和CC的區(qū)分能力較弱，F(xiàn)值都處在5%顯著水平以下外，其他評價員的大部分屬性的F值都高于或接近5%顯著水平，這說明培訓(xùn)后絕大多數(shù)評價員的區(qū)分能力都達(dá)到了較好的水平。圖2-b中每條線代表一個屬性，在評價員能夠較好地區(qū)分樣品的基礎(chǔ)上，圖中僅評價員TY的鮮味以及評價員NXY的稻草香的MSE值相對較大，這表明培訓(xùn)后每個評價員的重復(fù)性都較好。

綜上所訴，當(dāng)評價員具有較高的F值及較低的MSE值時，表明該評價員具備良好的評估樣品的能力。圖2表明培訓(xùn)后絕大部分評價員都具備較好的評估樣品的能力，尤其是評價員TJC，不僅區(qū)分樣品的能力最強(qiáng)，重復(fù)性及穩(wěn)定性也較好。而在此次評估測試中，評價員HTB、CC區(qū)分樣品的能力稍差，重復(fù)性也較差，表明該評價員還不具備良好的評估樣品的能力。經(jīng)過評價小組及評價員表現(xiàn)評估測試后，篩選出優(yōu)秀評價員10人組成茯磚茶感官評價小組(排除HTB和CC)，參與后續(xù)響應(yīng)面法優(yōu)化茯磚茶評價條件的試驗(yàn)以探究感官評定條件對審評小組穩(wěn)定性的影響。

圖2 評價員區(qū)分樣品的能力(a)和重復(fù)性(b)Fig.2 Panelists’ discrimination ability (a) and repeatability (b)

2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化茯磚茶審評評價條件

2.3.1 茯磚茶樣品制備和定量描述分析

利用Design Export軟件優(yōu)化茯磚茶審評評價條件，其具體的實(shí)施方案如表3所示。根據(jù)實(shí)施方案準(zhǔn)備樣品，并呈給感官評價人員進(jìn)行定量描述分析，評價小組3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差見表4。

表3 響應(yīng)面法優(yōu)化茯磚茶評價條件的實(shí)施方案及結(jié)果Table 3 The implementation and results of response surface method used to optimize the evaluation conditions of Fuzhuan brick-tea

注：編號a：樣品按照茯磚茶漢語拼音首字母大寫“F”加上阿拉伯?dāng)?shù)字進(jìn)行編號；Yb標(biāo)準(zhǔn)差：作為相應(yīng)面分析的響應(yīng)指標(biāo)，其值為評價小組3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差；例如方案中編號F1的茶水比為1∶100、沖泡時間為5.00 mim、入口溫度為50 ℃，即表示稱取5.00 g茯磚茶，加入500 mL沸水沖泡1.00 min后棄去濾出的茶湯，再加入500 mL沸水繼續(xù)沖泡4.00 min后濾出茶湯備用，恒定茶湯溫度在50℃時，將樣品送呈給評價員評價。

表4 評價小組3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差Table 4 The standard deviation of the results of three evaluations

2.3.2 響應(yīng)指標(biāo)Y值的計(jì)算

標(biāo)準(zhǔn)差是反映一組數(shù)據(jù)離散程度最常用的一種量化形式，標(biāo)準(zhǔn)差越小，代表該組數(shù)據(jù)的離散程度越小，穩(wěn)定性越高。通過對定量描述分析的結(jié)果進(jìn)行主成分分析及對評價小組的屬性區(qū)分能力進(jìn)行評估，從而進(jìn)一步確定出能夠區(qū)分樣品差異的重要屬性，以減少因評價指標(biāo)過多難以衡量以及無效打分結(jié)果影響穩(wěn)定性評判所造成的困擾。因此，本試驗(yàn)將重要屬性的3次定量描述分析結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差作為響應(yīng)面分析的相應(yīng)指標(biāo)。

圖3 主成分分析結(jié)果Fig.3 The results of principal component analysis

主成分分析結(jié)果，如圖3。PC1和PC2兩個主成分解釋了94.6%的總變異，說明前兩個主成分能解釋原變量的絕大部分信息[24]。第一主成分(79.7%)主要描述了樣品間滋味整體、甜、酸、苦、澀的差異，第二主成分則主要描述了香氣整體以及苦丁香的差異。參考文獻(xiàn)得到當(dāng)屬性與主成分相關(guān)系數(shù)在0.6以上時可將該屬性視為是該主成分的特征屬性，能夠作為區(qū)分樣品差異的重要屬性[6,25]，而本文中以上提到的屬性與主成分相關(guān)系數(shù)均在0.6以上，其高度相關(guān)性表明該7個屬性是區(qū)分不同評價條件下茯磚茶品質(zhì)差異的重要屬性。評價小組的屬性區(qū)分能力的評估結(jié)果，如圖4所示。小組中80%的評價員能夠顯著區(qū)分滋味整體、酸、甜、苦、澀等5個屬性，而60%的評價員能夠區(qū)分的屬性除上述5個屬性外，還包括香氣整體和苦丁香。

圖4 評價小組區(qū)分屬性的能力Fig.4 The ability of the evaluation group to distinguish attributes

小組中80%的評價員能夠顯著區(qū)分的5個屬性(滋味整體、甜、酸、苦、澀)，也是主成分分析中第一主成分的代表屬性，是區(qū)分茶樣品質(zhì)差異最重要的屬性。小組中60%的評價員能夠顯著區(qū)分的另外2個屬性(香氣整體和苦丁香)，是主成分分析中第二主成分的代表屬性，也屬于區(qū)分茶樣品質(zhì)差異的重要屬性。根據(jù)主成分分析及評價小組屬性區(qū)分能力的評估結(jié)果，滋味整體、酸、甜、苦、澀、香氣整體以及苦丁香等7個屬性被認(rèn)為是能夠被評價小組絕大部分評價員顯著區(qū)分，同時也是能夠區(qū)分不同評價條件下茶樣差異的重要屬性。因此，評價小組對該7種屬性3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差即可作為評估審評條件對評價小組穩(wěn)定性影響的重要指標(biāo)。根據(jù)能夠區(qū)分茶樣差異的屬性的重要程度確定各屬性的權(quán)重，如第一主成分的代表屬性的權(quán)重為第一主成分的變異程度與第一、第二主成分的總變異程度的比值，由圖3主成分分析結(jié)果圖可知，第一主成分即PC1的變異程度為79.7%，第二主成分即PC2的變異程度為14.9%，因此第一主成分的代表屬性的權(quán)重即為79.7%/(79.7%+14.9%)=84.3%，第二主成分的代表屬性的權(quán)重即為14.9%/(79.7%+14.9%)=15.8%。

響應(yīng)面法分析不同評價條件對評價小組穩(wěn)定性影響的相應(yīng)指標(biāo)Y值的計(jì)算，即為評價小組對樣品各重要屬性3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差與其相應(yīng)權(quán)重乘積之和。相應(yīng)指標(biāo)Y的計(jì)算結(jié)果，見表2，其具體計(jì)算公式如下：

Y=84.3%×(滋味整體+酸+甜+苦+澀的3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差)+15.8%×(香氣整體+苦丁香的3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差)

(1)

2.3.3 響應(yīng)面法優(yōu)化評價條件

利用響應(yīng)面法優(yōu)化茯磚茶評價條件時，通常在0.05水平上不顯著的項(xiàng)應(yīng)從回歸方程中剔除，但在響應(yīng)面分析檢驗(yàn)中，方差分析可能會因?yàn)檎`差(剩余)自由度偏小而影響了檢驗(yàn)的精確度，因此顯著水平可放寬到0.25[24]，方差分析結(jié)果，如表5所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果所建立的數(shù)學(xué)模型為：

表5 方差分析結(jié)果Table 5 The result of variance analysis

注：A-茶水比，(g∶mL)；B-沖泡溫度，℃。

R=0.101 1+46.962 8A+0.044 6B-700.826 7A2

(2)

式中：R，響應(yīng)指標(biāo)，值為評價小組3次評價結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差；A，茶水比(g∶mL)；B，沖泡時間，min。

由方差分析結(jié)果以及所建立的數(shù)學(xué)模型可知，在所選取的各因素中，茶水比和沖泡時間對評價小組穩(wěn)定性的影響顯著，而入口溫度的影響不顯著，影響效果如圖5所示。由圖5可知，在茶水比較小、沖泡時間較短的條件下，響應(yīng)指標(biāo)R值較低，即此條件下評價小組評價樣品的穩(wěn)定性相對較好。

圖5 作用因素對評價小組穩(wěn)定性的影響(入口溫度：50℃)Fig.5 The influences of influencing factors on the stability of evaluation group

2.3.4 評價條件的確定

通過軟件Design Expert求解方程，給出了茯磚茶最優(yōu)評價條件為：茶水比1∶100(g∶mL)，沖泡時間為2.05 min，入口溫度為50 ℃，此時響應(yīng)指標(biāo)為0.60。此結(jié)果與上述分析的結(jié)果一致，即在茶水比較低、沖泡時間較短的條件下評價小組重復(fù)評價樣品的穩(wěn)定性較好。對比優(yōu)化后的評價條件，具體實(shí)施方案中編號為F1(1∶100、5.00 min、50 ℃)的響應(yīng)指標(biāo)為0.66，與軟件給出的最優(yōu)組合(1∶100, 2.05 min, 50 ℃)的響應(yīng)指標(biāo)0.60最接近。雖然軟件給出的最優(yōu)組合的響應(yīng)指標(biāo)值更低，意味著評價小組重復(fù)評價樣品的穩(wěn)定性越好，但考慮到樣品被感知的綜合強(qiáng)度不宜太弱，因此，仍選用試驗(yàn)組中的條件組合，即茶水比1∶100，沖泡時間5.00 min，入口溫度為50 ℃作為后續(xù)進(jìn)一步開展茯磚茶感官實(shí)驗(yàn)的樣品評價條件。

3 結(jié)論

通過對評價小組進(jìn)行培訓(xùn)和評估測試，建立的茯磚茶感官評價小組一致性較好、評價員區(qū)分樣品的能力和重復(fù)性較好，能夠客觀、準(zhǔn)確地對不同品質(zhì)的茯磚茶樣品進(jìn)行感官評價。對茯磚茶樣品進(jìn)行定量描述分析，由描述結(jié)果的主成分分析及方差分析結(jié)果可知，第一主成分主要包括滋味屬性中的滋味整體、酸、甜、苦、澀，第二主成分主要包括香氣屬性中的香氣整體、苦丁香，這些屬性是有效區(qū)分茯磚茶樣品感觀差異的主要描述詞，共同構(gòu)成了茯磚茶樣品的品質(zhì)特性。

根據(jù)響應(yīng)面法優(yōu)化茯磚茶評價條件，結(jié)果表明茶水比、沖泡時間是影響評價小組穩(wěn)定性的主要因素，而入口溫度的影響不顯著。并且，在茶水比較低、沖泡時間較短的條件下響應(yīng)指標(biāo)值較小，即此條件下評價小組評價該樣品時穩(wěn)定性較好。但綜合對樣品被感知強(qiáng)度的考量，仍將試驗(yàn)組中的評價條件即茶水比1∶100，沖泡時間5.00 min，入口溫度為50 ℃確定為后續(xù)進(jìn)一步開展感官實(shí)驗(yàn)的樣品評價條件。