張欣然

(南京農(nóng)業(yè)大學，江蘇 南京，210095)

茶被譽為世界三大飲料之一，而茶葉起源于中國。世界上最早人工種植茶葉的遺跡即在浙江余姚的田螺山遺址，已有6000多年歷史。2200多年前秦漢間成書的《神農(nóng)本草》中亦記載：“茗?？嗖?，味甘苦，微寒無毒，主瘺瘡。利小便，去痰渴熱，令人少睡?！?。近年來，茶葉作為一種廣受歡迎的健康飲品進入一個快速發(fā)展時期，其品質和質量安全也隨著人們生活水平和健康意識的提高而備受關注。

茶葉品質高低主要通過審評檢驗進行評判。茶葉審評貫穿于茶葉種植、加工、貿(mào)易及科學研究全過程，對茶葉生產(chǎn)和制茶技術起著指導和改進作用，對茶葉合理定級定價、促進茶葉貿(mào)易和科學研究等方面的作用至關重要[1]。經(jīng)過長期探索和發(fā)展，目前茶葉品質審評主要通過感官審評[2]和理化審評[3]進行評定，也有越來越多的審評采用包括計算機視覺識別技術[4]、電子鼻[5]、電子舌[6]、模糊數(shù)學[7]等現(xiàn)代高新技術。感官審評方法主要依據(jù)人的直觀感受進行評判，雖然存在一定的主觀性缺陷，但其作為評價茶葉品質最基礎的方法仍具有不可替代性。理化審評和現(xiàn)代高新技術是近年來借助最新科技手段逐步發(fā)展起來的審評方法，雖然審評結果與感官審評方法相比具有更準確、客觀的優(yōu)點，但仍存在一定的局限性而無法全面反映茶葉的品質狀況。本文擬對茶葉品質的審評方法研究現(xiàn)狀進行概述，為建立更便捷、準確、科學、全面的茶葉品質審評體系提供理論依據(jù)。

1 茶葉品質

茶葉品質由外形、色澤、香氣、滋味和葉底五大要素組成。

1.1 外形

茶葉外形的審評指標包括四項：條索、整碎、嫩度、凈度[8]。條索指茶葉的松緊、重實程度，例如：品質好的條形茶緊直、重實，松散而勾曲、輕飄的則品質差。整碎是指茶葉外形的完整和斷碎程度。嫩度主要觀察茶葉芽頭數(shù)量、葉質老嫩和條索光潤度，以及峰苗(用嫩葉制成的細而有尖峰的條索)比例。例如：綠茶以峰苗多、葉質細嫩、重實為好，而紅茶以芽頭多、有峰苗、葉質細嫩為好。凈度指茶葉中茶梗、茶籽、茶末等茶類夾雜物和雜草、樹葉等非茶類夾雜物含量多少，以無梗茶、茶末和雜質的茶葉為好。

1.2 色澤

色澤分為干茶色澤、湯色和葉底色澤[9]。茶葉不同則其色澤不同，如紅茶色澤有烏潤、褐潤和灰枯等不同，綠茶有翠綠、洋綠、青綠之別，烏龍茶則要求青褐色等。湯色指茶葉被開水沖泡后浸出的汁液所呈現(xiàn)的色澤。湯色的審評指標有三個：色度、亮度和渾濁度，好的湯色黃綠明亮，較差的湯色則暗濁、沉淀物多[8]。紅茶以紅艷明亮為佳，綠茶以嫩綠色為上品。葉底色澤是水不溶顯色物質(茶渣)的反映。不同茶葉的葉底色澤呈現(xiàn)不同的色澤類型，例如：綠茶葉底有嫩綠型、鮮綠型、綠亮型、黃綠型等；紅茶有紅亮型、紅艷型；黑茶有黃褐型、棕褐型和黑褐型等。

1.3 香氣

香氣是干茶葉或茶葉沖泡時散發(fā)出來的茶葉芳香氣味，是人體嗅覺對茶葉中香氣物質的綜合反應。茶葉香氣物質可分為類胡蘿卜素、脂肪酸、糖苷類源香氣前體物質以及加工過程中產(chǎn)生的美拉德反應產(chǎn)物[10]。茶葉所含化學成分不同，所表現(xiàn)的香型也不同。茶葉中所含香氣物質的種類和多少，主要受茶葉品種和制茶方式的影響。高品質茶葉的香氣呈現(xiàn)濃烈、持久、純正、無異味的特征，而質量低劣的茶葉香氣淡薄、低沉而帶有粗異氣味。

1.4 滋味

滋味是人的味覺器官對茶葉中呈味成分的綜合反應，和香氣構成了茶葉品質的核心因子。茶葉中有甜、酸、苦、鮮、澀等各種滋味物質，這些物質主要來源于咖啡堿、茶多酚、氨基酸和茶多糖等成分[11]?？Х葔A是茶葉苦味和鮮爽的主要成分，易溶于水，亦可作為鑒別真假茶的特征之一。茶多酚是茶葉中30多種多酚類物質的總稱，也是茶葉澀感和生津回甘的主導物質，其中主要包括兒茶素、黃酮類、花青素和酚酸等四大類物質，以兒茶素的含量最多。兒茶素具有較強的苦味，收斂性強，是構成茶湯苦澀和回甘、生津的主要物質。氨基酸是茶葉鮮爽、甜味的主導成分，不僅在口感上中和了多酚類、咖啡堿的苦澀味，同時也能演化出多種香氣。茶葉中氨基酸最主要的為茶氨酸，幾乎占整體氨基酸含量的一半。茶多糖是茶葉甜味的主導成分，可以削弱苦味和澀味，緩和茶湯的刺激感，也會增加茶湯粘稠度。

1.5 葉底

葉底，亦稱茶渣，即指干茶經(jīng)開水沖泡后所展開的葉片[12]。葉底品質的高低一般通過衡量芽與嫩葉含量的比例和葉質的老嫩度來判斷。葉底表現(xiàn)明亮、細嫩、豐厚、微卷為好，葉底色澤暗淡、粗老、單薄的為差。例如：紅茶葉底明亮的為好，葉底花青的為次，葉底深暗多烏條的為劣；龍井茶的葉底芽葉細嫩成朵，均勻整齊、嫩綠明亮、鮮活美觀；高品質鐵觀音的葉底如同綢緞般光亮、柔軟，且葉片肥厚、細嫩，整體潔凈，無花雜。

2 茶葉品質審評技術

2.1 感官審評

感官審評是指審評人員運用自身正常的視覺、嗅覺、味覺、觸覺等辨別能力，對茶葉產(chǎn)品的外形、湯色、香氣、滋味與葉底等品質因子進行綜合分析和評價的過程[13]。多年來在開展茶葉審評工作中，感官審評因其具有方便、直觀、全面和快捷等特點而被廣泛應用，是茶葉審評的最基本方法。

2.2.1 感官審評方法分類

感官審評法一般分為干茶審評和開湯審評兩種，即干評和濕評。在國家標準《茶葉感官審評方法》中將審評方法分為外形審評和內(nèi)質審評，內(nèi)質審評包括湯色、香氣、滋味和葉底四項[13]。又根據(jù)感官審評內(nèi)容將其分為五項評茶法和八因子評茶法兩種[13]。五項評茶法即審評的品質因子包括外形、湯色、香氣、滋味和葉底，然后經(jīng)過干評和濕評得出審評結論。八因子評茶法以條索(顆粒)、整碎、凈度、色澤、湯色、香氣、滋味和葉底等作為品質因子進行審評，采用百分制進行單獨計分，干評、濕評因子得分各占50%[3]。

2.2.2 感官審評標準體系

在長期實踐和發(fā)展過程中，感官審評形成了比較成熟的標準和體系。如最先頒布的SB/T10157—1993《茶葉感官審評方法》[14]、GB/T 14487-1993 《茶葉感官審評術語》[15](已廢止)，2000年針對進出口茶葉審評頒布實施的SN/T 0917-2000《進出口茶葉品質感官審評方法》[16]、SN/T 0911-2000 《進出口茶葉感官審評室條件》[17]。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，又陸續(xù)頒布了農(nóng)業(yè)部行業(yè)標準和國家標準：NY/T 787-2004《茶葉感官審評通用方法》[18]，GB/T14487-2008《茶葉感官審評術語》[19](已廢止)、B/T 23776-2009《茶葉感官審評方法》[20](已廢止)。近幾年經(jīng)過不斷修訂和完善，連續(xù)頒布實施了SN/T 0917-2010《進出口茶葉品質感官審評方法》[21]、GB/T18797-2012《茶葉感官審評室基本條件》[22]、GB/T 23776-2018《茶葉感官審評方法》[13]、GB/T 14487-2017《茶葉感官審評術語》[23]、T/CTSS7-2020《茶葉感官審評水平評價規(guī)程》[24]等。

2.2.3 感官審評影響因素

感官審評主要是審評人員運用自身正常的感覺器官和辨別能力對茶葉品質因子進行綜合分析和評價，因此審評人員成為影響感官審評結果的關鍵因素，而審評人員易受到個人主觀因素和外界客觀因素的干擾。

主觀因素方面，例如：不同地域、性別、嗜好的審評員的視覺、嗅覺、味覺、觸覺等辨別能力各有不同[25]；同時，評審員視覺、嗅覺等感覺器官的辨別能力又受到當時的環(huán)境條件、身體、心理和精神狀態(tài)的影響[26]。此外，審評員的辨別能力也受到自身人文素養(yǎng)、審評經(jīng)驗等方面的影響。

客觀因素方面，例如：審評環(huán)境(包括溫度、光照、噪音、異味等)、審評設備、茶具、水質、茶水比等因素都對審評過程和結果產(chǎn)生很大影響。同時，對照實物標準樣品進行審評是感官審評的一般做法，實物標準樣品因制作過程很難保持一致而出現(xiàn)品質變化時，其對審評結果一致性的影響就難以避免[27]。此外，目前關于茶葉品質評價的各種標準和規(guī)范文件的審評術語過于字面，缺乏量化識別的指標，因此難以精確評價茶葉品質[28]。

2.2 理化審評

理化審評指運用現(xiàn)代分析測試儀器，通過容量法、比色法、比粘度等理化分析方法來測定茶葉外形、湯色以及滋味等品質因子對茶葉進行品質評價的方法[29]。理化審評又分為物理檢驗、化學檢驗及其他檢驗技術。

2.2.1 物理檢驗

物理檢驗就是采用物理方法對包括茶葉粉末、茶葉包裝和茶葉夾雜物含量等因子進行檢測。此外，茶湯色澤通過包括分光光度儀、色度再現(xiàn)儀、色差儀等色度儀器進行測定也屬于物理檢驗的范疇[3]。

2.2.2 化學檢驗

化學檢驗就是用化學方法檢測茶葉成分的含量。其中，化學檢驗的指標包括茶多酚、兒茶素、咖啡堿、酚氨比、氨基酸、茶黃素、茶紅素、微量元素、pH值和可溶性固形物含量等[30]。研究表明，茶葉感官品質的高低主要取決于茶葉的主要化學成分含量及成分間的量比[31]。研究人員以統(tǒng)計分析、多元回歸分析等分析技術建立了茶葉品質與其主要成分關系的方程，預測茶樣的品質，為建立一種更加公正客觀的感官評定法提供了依據(jù)[3]。例如：有研究表明，不同等級的永川秀芽茶的氨基酸、咖啡堿含量與感官評分呈顯著正相關關系，而可溶性糖含量、茶多酚、酚氨比與其感官評分呈顯著負相關關系[32]。Roberts 和Smith對紅茶化學成分與品質之間的關系進行分析后認為茶黃素與紅茶品質關系最密切[33]。

2.2.3 其他檢驗技術

近年來色譜技術、質譜技術、氣質聯(lián)用技術等被越來越頻繁的運用于茶葉品質鑒定。其中，氣相色譜法具有靈敏度高、選擇性好、分離效能高、樣品用量少等優(yōu)點，適合檢驗茶葉揮發(fā)性成分[34]；高效液相色譜則具有穩(wěn)定性高、重復性好等優(yōu)點，適合檢測茶多酚、氨基酸和生物堿類等成分[35]；而應用最多的是氣-質聯(lián)用技術，可以解析茶葉主要成分的化學結構信息[36]。劉淑娟和何郁菲[37]采用頂空固相微萃取結合氣質聯(lián)用法測定了6種嫩栗香型茶葉的香氣成分，并對6個茶樣的共有香氣物質進行主成分分析，篩選出了嫩栗香型綠茶的特征香氣成分，建立了嫩栗香茶葉的香氣評價模型。為研究茶葉香氣品質的定向調控技術，Zhu等[38]采用全二維氣相色譜-飛行時間質譜技術分析確定了決定綠茶產(chǎn)生栗香的17種關鍵香氣成分。而氣相色譜-嗅覺-質譜測定法是一種對氣味活性成分進行高效分析的方法，已在鑒定烏龍茶[39]、普洱茶[40]、綠茶[41-42]的特征香氣中取得較好效果。

近年來近紅外光譜(Near infrared spectroscopy，NIRS)技術也逐漸被用來進行茶葉品質分析。這是一種介于可見光與中紅外之間的電磁輻射，能夠記錄樣品化學成分中含氫基團(如：C—H、N—H、O～H、S—H等)的倍頻、合頻以及差頻的疊加吸收等信息[43]。趙峰等[44]，周昌海[45]，吳瑞梅等[46]就通過NIRS技術獲取了茶葉中茶多酚、蛋白質、氨基酸等各種含氫基團的近紅外光譜信息，建立相關數(shù)學模型對該類茶葉化學成分進行定性和定量分析。

此外，茶湯電導率也曾被用來進行茶葉品質評價。研究證明茶葉品質與茶湯的電導率有一定的相關性[47]。楊如興等[48]研究表明，不同烏龍茶品種的電導率差異較大，且電導率與茶葉品質、芽葉色澤、芽期有效積溫呈顯著正相關。

2.2.4 理化審評存在的問題

與感官審評相比，理化審評可以運用儀器設備對茶葉中的化學成分和香氣物質進行客觀、準確的定性和定量分析，避免了感官審評員易受主客觀性因素影響的弊端。但由于分析儀器和設備絕大部分都是精密儀器，樣品前處理需要較長時間，操作較繁瑣，測定時間較長，且檢測結果易受操作失誤、經(jīng)驗缺失等影響。此外，茶葉品質是品質因子、化學成分等的綜合反映，理化審評分析只能對茶葉內(nèi)部成分含量和狀態(tài)進行檢測，無法全面評判茶葉品質狀況。

2.3 現(xiàn)代審評新技術

2.3.1 計算機視覺識別技術

在感官審評中，茶葉的色澤和外形都是通過審評員視覺進行觀察，易受個人經(jīng)驗、習慣、嗜好等主觀因素和外部環(huán)境影響，致使觀察結果主觀性強、一致性差、難以量化。計算機視覺識別技術是用計算機實現(xiàn)部分類視覺的功能，通過圖像輸入設備把所測對象映射成數(shù)字圖像，并模擬人的判別準則去理解圖像和識別圖像，進而對所攝圖像進行分類或分級[49]。計算機視覺可對茶葉色澤和外觀進行復雜的非線性處理，具有分析精度高、處理內(nèi)容豐富等特點，并且可將茶葉品質因子進行量化和標準化，減少主觀因素和外界環(huán)境因素的影響[43]。

劉鵬等[4]采用中值濾波及拉普拉斯算子對碧螺春綠茶樣圖像進行預處理，分析得到的色調均值、色調標準差、綠體均值、平均灰度級、飽和度均值、紅體均值、飽和度標準差、亮度均值、一致性等9個特征屬性與感官審評特征描述相一致。Laddi[50]通過提取茶葉圖像的顏色特征參數(shù)表征茶葉外形色澤、提取紋理特征參數(shù)表征茶葉外形形狀，利用計算機視覺技術快速評價茶葉品質。趙愛鳳等[51]開發(fā)了一種可用于茶葉湯色判別和茶葉細胞損傷率測定的計算機圖形系統(tǒng)。胡瀟等[12]采用引導濾波方法去除茶葉葉底圖像的鏡面反射等噪聲信息，提取圖像的顏色和紋理特征，利用連續(xù)投影算法優(yōu)選特征變量，建立了茶葉葉底感官品質的SVM量化分析模型。計算機圖像分析和處理技術排除了外界的干擾，遠遠優(yōu)于人的視覺精度，色差技法、色卡法、分光光度法等都是以此為基礎發(fā)明的評定方法[52]。

2.3.2 電子鼻

電子鼻是一種由一定選擇性的電化學傳感器陣列和適當?shù)淖R別裝置組成的儀器，能識別簡單和復雜的氣味[53]。電子鼻的構造包括三個部分：氣敏傳感器陣列、信號預處理單元和模式識別單元。其工作原理是不同傳感器對被測氣體有不同的靈敏度，傳感器與氣味物質反應后，經(jīng)過一系列物理化學變化產(chǎn)生電信號，經(jīng)電子線路放大及A/D 轉換成數(shù)字信號輸入電腦 PC 端，進行數(shù)據(jù)處理與模式識別[5, 54]。Nabarun Bhattacharyya[55]利用金屬氧化物狐貍2000型電子鼻分析紅茶香氣，結果表明應用電子鼻探測的香氣可以對無性系茶樹品種進行分類。周穎等[56]采用電子鼻技術對不同加工工藝的工夫紅茶進行香氣歸類，結果顯示選用電子鼻不同傳感器及相應的統(tǒng)計分析方法，可以對工夫紅茶不同加工階段的香氣進行歸類并加以區(qū)分。近年來，電子鼻在茶業(yè)領域的運用越來越廣泛，今后也會有更廣闊的發(fā)展前景。

2.3.3 電子舌

電子舌技術是近年逐漸被應用于茶葉品質鑒定上的一種智能識別滋味的新型分析識別檢測手段。該技術是模仿味覺系統(tǒng)對不同味道進行分析識別，其所得到的是能反映樣本整體信息的“指紋”數(shù)據(jù)，被稱為“滋味指紋分析儀”，也被稱為味覺傳感器技術或人工味覺識別技術[57]。電子舌與電子鼻類似，也主要由傳感器陣列、信號采集和模式識別系統(tǒng)組成。目前較典型的電子舌系統(tǒng)有法國的Alpha MOS系統(tǒng)和日本Kiyoshi Toko電子舌。賀瑋等[58]采用電子舌評價3個等級的云南普洱散茶，取得了較好的識別效果。Ghosh 等[59]利用電子舌測定了印度紅碎茶的茶黃素和茶紅素含量，結果顯示電子舌測定值與分光光度計法測定值的相關性良好。許芳等[60]采用TS-5000Z型味覺分析系統(tǒng)對武夷山金駿眉和云南滇紅進行滋味分析，結果表明電子舌的主成分分析圖可以區(qū)別不同產(chǎn)地和不同沖泡條件下的紅茶滋味，并能直觀地反映其味覺差異。

2.3.4 模糊數(shù)學

模糊理論來源于美國加州大學伯克利分校L.A.zadeh教授1965年創(chuàng)立的模糊集合理論。他認為客觀世界中存在一些清晰的概念和現(xiàn)象，同時也存在一些相對模糊的概念與現(xiàn)象[2]。模糊數(shù)學理論在茶葉品質審評中的應用是將所采集的影響茶葉品質的因素數(shù)據(jù)組織成模糊化單元，然后將模糊化單元輸入到模糊推理機中，推理機通過一系列模糊隸屬度函數(shù)將輸入數(shù)據(jù)映射為分析結果，推理所得結果即為茶葉品質評價結果[61]。

2.3.5 現(xiàn)代審評新技術存在的問題

現(xiàn)代審評高新技術具有快速、便捷、穩(wěn)定、可靠，且對標準樣品的依賴程度低等特點，已經(jīng)成為茶葉品質審評中一個重要的應用和研究方向。但目前該類技術主要集中于基礎研究，實際審評應用較少。同時，電子鼻與電子舌的傳感器的靈敏度和選擇性較低、缺少完整的檢測數(shù)據(jù)庫、缺乏匹配的數(shù)據(jù)分析方法等問題也進一步限制了它們的實際應用[62]。針對這些缺點作出改良與研發(fā)，以提高儀器的使用效率并降低使用門檻是未來的發(fā)展方向。

3 結 語

我國茶葉種類眾多，消費量很大，但市場比較混亂，且茶葉品質不穩(wěn)定、以次充好、級別混亂等現(xiàn)象非常普遍，給消費者權益帶來了不良影響。因此，應用恰當?shù)膶徳u方法對于正確、全面判斷茶葉品質具有重要意義。感官審評和理化審評為我國茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻，而現(xiàn)代興起的高新技術特別是計算機視覺識別技術、電子鼻和電子舌等技術的發(fā)展，為茶葉品質審評提供了更為便捷的途徑。然而，無論哪一種審評技術都存在自身的優(yōu)勢和缺陷，一些關鍵性問題需要進一步解決，綜合利用這些新技術對茶葉品質進行審評是必然的發(fā)展趨勢。同時，目前人工智能技術日新月異的發(fā)展也必將為未來建立更便捷、準確、科學、全面的茶葉品質審評體系提供堅實的基礎和保障。