艾仄宜,穆 兵,李 松,唐 君,萬(wàn) 青,李榮林,楊亦揚(yáng)
(1江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院休閑農(nóng)業(yè)研究所/江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京 210014;2南京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,南京 210014)
茶樹(shù)品種與茶葉品質(zhì)形成關(guān)系密切,在相同的加工工藝下,品種直接決定著鮮葉內(nèi)含成分的組成,從而影響茶葉的品質(zhì)。滋味是評(píng)價(jià)茶葉品質(zhì)最重要的因素之一,綠茶滋味的典型特征是味苦而澀、鮮爽回甘,其復(fù)雜的滋味特征與茶葉中的呈味化合物密切相關(guān),了解味覺(jué)機(jī)制有利于指導(dǎo)提高茶葉品質(zhì)。南京雨花茶是全國(guó)十大名茶之一,創(chuàng)制于20世紀(jì)50年代末,以其奇特秀麗的外形和優(yōu)良的內(nèi)質(zhì)而聞名中外。2004年12月,南京雨花茶獲得國(guó)家原產(chǎn)地域保護(hù),成為國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品。雨花茶外形猶似松針,條索細(xì)緊圓直,鋒苗挺秀、白毫隱露、色澤綠潤(rùn)。湯色嫩綠明亮、滋味鮮爽甘醇、香氣清香幽雅、葉底嫩綠勻亮。20世紀(jì)90年代,南京陸續(xù)引進(jìn)了‘龍井43’、‘迎霜’、‘浙農(nóng)’系列等無(wú)性系良種并開(kāi)展了適應(yīng)性評(píng)價(jià)[1],但不同品種制作雨花茶的品質(zhì)特征缺少比較研究,關(guān)于雨花茶的呈味特征也還未見(jiàn)報(bào)道。
綠茶含有豐富的茶多酚等次生代謝產(chǎn)物,具有較強(qiáng)的抗氧化活性。1,1-二苯基苦基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl,DPPH)是一種穩(wěn)定的有機(jī)自由基,抗氧化劑對(duì)DPPH自由基的清除能力可以表示其抗氧化性的強(qiáng)弱[2]。本試驗(yàn)擬通過(guò)感官審評(píng)和品質(zhì)成分分析,對(duì)南京雨花茶產(chǎn)區(qū)的6個(gè)主栽茶樹(shù)品種進(jìn)行適制性評(píng)價(jià),同時(shí)對(duì)雨花茶呈味特征和不同品種抗氧化活性進(jìn)行評(píng)價(jià),鑒定篩選優(yōu)良雨花茶適制品種,以期為茶樹(shù)良種選育和品質(zhì)提升提供理論支撐。
選取南京雪松茶業(yè)有限公司基地(北緯31.584°,東經(jīng)119.017°,海拔49 m)施肥水平和栽培管理措施一致的‘浙農(nóng)117’、‘烏牛早’、‘迎霜’、‘蘇茶早’、‘錫茶5號(hào)’和‘龍井43’等6個(gè)茶樹(shù)品種作為試材,樹(shù)齡均為15年。
于春季統(tǒng)一按照一芽一葉采摘標(biāo)準(zhǔn)采集6個(gè)茶樹(shù)品種的鮮葉原料,按照雨花茶機(jī)械制作工藝進(jìn)行茶樣制作,具體流程為鮮葉攤放—?dú)⑶唷嗄怼稹巍獜?fù)火干燥。加工成的雨花茶樣一部分采用常規(guī)審評(píng)方法進(jìn)行感官審評(píng),另一部分粉碎用于品質(zhì)成分等分析。
1.3.1 茶葉感官審評(píng) 參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《茶葉感官審評(píng)方法》(GB/T 23776—2018)對(duì)不同品種機(jī)制雨花茶進(jìn)行感官審評(píng),單項(xiàng)審評(píng)滿分為100分,加權(quán)評(píng)分按照外形25%、香氣25%、湯色10%、滋味30%、葉底10%來(lái)計(jì)算總得分[3]。
1.3.2 茶葉品質(zhì)成分分析 茶葉水浸出物含量、茶多酚總量、游離氨基酸總量分別采用全量法(GB/T 8305—2013)、酒石酸鐵比色法(GB/T 8313—2003)、茚三酮比色法(GB/T 8314—2013)進(jìn)行測(cè)定[4],兒茶素組分、沒(méi)食子酸和咖啡堿含量均通過(guò)高效液相色譜法進(jìn)行分析[5],氨基酸組分通過(guò)液質(zhì)聯(lián)用色譜法進(jìn)行分析[6]。
1.3.3 DPPH自由基清除活性測(cè)定 參照Chan等[7]的方法進(jìn)行試驗(yàn),取1.0 mL不同濃度的茶湯稀釋液加入到2.0 mL的0.15 mmol/L的DPPH甲醇溶液中,在暗處室溫下靜置30 min,于517 nm處測(cè)定吸光度。根據(jù)式(1)計(jì)算不同濃度茶湯對(duì)DPPH的清除率。
式中,A0為未加樣的DPPH(2.0 mL DPPH+1.0 mL甲醇)溶液的吸光度,A1為樣品與DPPH反應(yīng)后的吸光度。
采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和作圖;采用SPSS軟件進(jìn)行LSD顯著性檢驗(yàn);使用SPSS軟件的Probit回歸分析進(jìn)行半抑制濃度IC50的計(jì)算。
由表1可知,不同品種制成的雨花茶總得分均高于 90,分?jǐn)?shù)由高到低依次為‘龍井 43’>‘蘇茶早’>‘迎霜’>‘浙農(nóng) 117’>‘錫茶 5 號(hào)’>‘烏牛早’?!埦?43’總分排名第一,除外形得分略低外,湯色、香氣、滋味和葉底等各單項(xiàng)排名也均為第一;‘蘇茶早’的外形得分略高于‘龍井43’,但湯色、香氣、滋味得分稍低;‘迎霜’的總得分與‘蘇茶早’不相上下,其香氣略優(yōu)于‘蘇茶早’但滋味稍低;而‘浙農(nóng)113’、‘錫茶5號(hào)’和‘烏牛早’制成的雨花茶總得分接近,排名靠后,主要是香氣和滋味明顯差于其他品種。
表1 不同品種雨花茶的感官審評(píng)結(jié)果
由表2可知,不同茶樹(shù)品種制成雨花茶的水浸出物和咖啡堿含量均無(wú)顯著差異,其水浸出物均在44%以上,表明滋味濃度均較好,其中,‘錫茶5號(hào)’略高(46.2%),‘龍井43’略低(44.3%);6個(gè)品種所制雨花茶的咖啡堿含量為2.16%~2.67%,‘錫茶5號(hào)’咖啡堿含量相對(duì)最低。不同品種雨花茶的茶多酚含量和游離氨基酸的含量存在顯著差異,茶多酚含量最高的是‘龍井43’(35.56%),其次是‘蘇茶早’(33.19%),而‘迎霜’所制雨花茶僅含有25.34%的茶多酚;游離氨酸含量最高的是‘烏牛早’和‘錫茶5號(hào)’,顯著高于其他品種;6種茶樹(shù)品種雨花茶的酚氨比均小于8,由高到低依次是‘龍井43’>‘蘇茶早’>‘迎霜’>‘浙農(nóng)117’/‘錫茶5號(hào)’>‘烏牛早’。
表2 不同茶樹(shù)品種雨花茶的主要品質(zhì)成分含量
為進(jìn)一步分析茶葉品質(zhì)的關(guān)鍵組分,對(duì)沒(méi)食子酸(GA)和8種兒茶素單體進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如表3所示。不同品種所制雨花茶在沒(méi)食子酸(GA)和6種兒茶素單體的含量上均存在較大差異,而沒(méi)食子兒茶素(GC)和表沒(méi)食子兒茶素(EGC)未在雨花茶中檢出。其中‘龍井43’含有最高的沒(méi)食子酸(GA)、兒茶素(C)、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)含量,且酯型兒茶素的總量和兒茶素總量也均排在首位;‘迎霜’含有較低的兒茶素總量,但是其酯型兒茶素總量排名第二,且含有較高的沒(méi)食子酸含量(GA);‘錫茶5號(hào)’含有較高的兒茶素總量、沒(méi)食子酸(GA)和兒茶素(C)含量,但是其酯型兒茶素總量含量較低;‘浙農(nóng)117’含有較高的沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(GCG),但是兒茶素(C)和表兒茶素沒(méi)食子酸酯(ECG)含量均最低;‘烏牛早’含有最高的表兒茶素沒(méi)食子酸酯(ECG)和表兒茶素(EC),但是其他組分含量均較低。不同品種雨花茶的酯型兒茶素含量由高到低依次為‘龍井43’>‘迎霜’>‘浙農(nóng)117’/‘錫茶5號(hào)’>‘烏牛早’,與感官審評(píng)的總得分排序一致。
表3 不同茶樹(shù)品種雨花茶的沒(méi)食子酸及兒茶素組分含量 mg/(g·DW)
對(duì)雨花茶中呈味氨基酸含量的分析如表4,雨花茶中含量較高的游離氨基酸依次是茶氨酸(鮮味)、谷氨酸(鮮味)和精氨酸(苦/甜),其他氨基酸的含量均較低。不同品種間,谷氨酸含量最高的是‘烏牛早’、‘浙農(nóng)117’,分別是6.732、6.546 mg/g;而‘龍井43’的谷氨酸含量最低,僅有4.084 mg/g。茶氨酸含量由高到低依次是‘錫茶 5 號(hào)’、‘烏牛早’、‘龍井 43’、‘浙農(nóng)117’、‘蘇茶早’和‘迎霜’。由于人對(duì)味道的感知是由呈味物質(zhì)的量及其味道閾值共同決定的,參考1 g:50 mL的茶水比(GB/T 23776—2018)對(duì)茶湯中氨基酸的濃度進(jìn)行估算,不同品種雨花茶的茶氨酸為0.268~0.367 mg/mL,未達(dá)到其滋味閾值;而谷氨酸含量為0.082~0.135 mg/mL,達(dá)到閾值0.05 mg/mL,使茶湯具有鮮爽滋味。
表4 不同茶樹(shù)品種雨花茶的氨基酸組分含量
從圖1可知,6個(gè)茶樹(shù)品種所制的雨花茶均含有較強(qiáng)的清除DPPH自由基的活性,且雨花茶對(duì)DPPH自由基的清除率隨著濃度升高而增加,在濃度達(dá)到200 μg/mL后清除率基本保持不變。不同品種雨花茶清除DPPH自由基的活性存在一定差異,半抑制濃度IC50最低的是‘龍井43’,達(dá)到26.65 μg/mL,其次由低至高分別為‘蘇茶早’(26.90 μg/mL)、‘錫茶 5 號(hào) ’(29.02 μg/mL)、‘ 浙農(nóng) 117’(30.92 μg/mL)、‘ 烏牛早 ’(34.36 μg/mL)、‘迎霜’(34.61 μg/mL)。
圖1 不同茶樹(shù)品種雨花茶的DPPH自由基清除活性
對(duì)不同品種雨花茶的感官審評(píng)和主要的品質(zhì)成分含量分別進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果如表5。雨花茶的滋味得分與兒茶素(P<0.01)和茶多酚(P<0.05)的總含量均有顯著性正相關(guān),表明兒茶素和茶多酚的含量越高,滋味得分越高;酯型兒茶素含量和滋味也表現(xiàn)出正相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.803,但是相關(guān)性并不顯著(P=0.054)。雨花茶的感官審評(píng)總得分僅與酯型兒茶素含量顯著性正相關(guān)(P<0.05),與兒茶素總量相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.803,但并不顯著(P=0.055)。此外,雨花茶清除自由基DPPH的半抑制濃度與不同茶樹(shù)品種中茶多酚的含量存在極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為-0.976,表明茶多酚含量越高的雨花茶,其IC50就越低,對(duì)DPPH自由基清除效果就越好。
表5 相關(guān)性分析
(1)不同品種茶樹(shù)制成的雨花茶的感官審評(píng)總得分由高到低依次為‘龍井 43’>‘蘇茶早’>‘迎霜’>‘浙農(nóng)117’>‘錫茶5號(hào)’>‘烏牛早’。除外形得分略低外,‘龍井43’湯色、香氣、滋味和葉底等各單項(xiàng)排名也均為第一,制備雨花茶具備一定的優(yōu)勢(shì)。
(2)不同品種原料對(duì)雨花茶的水浸出物含量、咖啡堿含量影響較小,對(duì)茶多酚含量、GA含量、兒茶素組成、氨基酸含量及其組成有較大影響。‘龍井43’的茶多酚總量顯著高于其他5個(gè)茶樹(shù)品種,沒(méi)食子酸(GA)、兒茶素(C)、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(EGCG)、酯型兒茶素含量和兒茶素總量也排在首位,與感官審評(píng)結(jié)果保持一致。
(3)雨花茶的主要滋味特征是苦澀鮮爽,其中苦澀味及其滋味強(qiáng)度主要由兒茶素類(lèi)物質(zhì)的含量決定,兒茶素的含量越高,雨花茶的滋味得分越高;雨花茶茶湯中呈鮮味的氨基酸中僅谷氨酸達(dá)到其鮮味閾值,表明谷氨酸是雨花茶鮮爽滋味的關(guān)鍵呈味物質(zhì)。沒(méi)食子酸能夠增強(qiáng)茶湯的鮮味,且濃度遠(yuǎn)高于其鮮味閾值,因此推測(cè)沒(méi)食子酸也是雨花茶鮮爽滋味的關(guān)鍵呈味物質(zhì)之一。
(4)不同品種制成的雨花茶清除DPPH自由基的活性存在著一定差異,茶多酚含量越高的雨花茶,其半抑制濃度IC50就越低,對(duì)DPPH自由基清除效果就越好,‘龍井43’表現(xiàn)出最強(qiáng)的DPPH自由基清除活性,其IC50僅為26.65 μg/mL,抗氧化活性最強(qiáng)。
茶樹(shù)的品種特性決定其適合制作的茶類(lèi)和品質(zhì)特點(diǎn),茶葉主要品質(zhì)成分含量的高低是其品質(zhì)優(yōu)劣的物質(zhì)基礎(chǔ),因此評(píng)價(jià)各地主栽品種及一些優(yōu)良的無(wú)性系茶樹(shù)良種的適制性變得尤為重要。
茶多酚是一類(lèi)存在于茶樹(shù)中的多元酚混合物,是茶葉品質(zhì)成分中最重要的化學(xué)成分,決定茶葉的色、香和滋味。其中,兒茶素類(lèi)占茶多酚總量的70%~80%,各組分含量與茶葉品質(zhì)存在顯著相關(guān)關(guān)系,其含量高低是茶葉品質(zhì)優(yōu)劣的重要化學(xué)指標(biāo)[8]。為建立綠茶品質(zhì)與兒茶素各組分含量間的相互關(guān)系,阮宇成等[9]提出了兒茶素品質(zhì)指數(shù),認(rèn)為EGCG和ECG含量的總和與茶葉品質(zhì)呈正比,EGC的含量與茶葉品質(zhì)呈反比。由于EGC和它的順?lè)串悩?gòu)體GC在本研究中均未檢出,兒茶素品質(zhì)指數(shù)無(wú)法計(jì)算,因此筆者計(jì)算了酯型兒茶素含總量,即ECG、EGCG及其順?lè)串悩?gòu)體CG和GCG含量的總和。結(jié)果表明‘龍井43’的酯型兒茶素總量高于其他4個(gè)茶樹(shù)品種,且相關(guān)性分析表明酯型兒茶素的含量與感官審評(píng)總得分呈顯著性正相關(guān)(r=0.874),表明酯型兒茶素含量越高,雨花茶的品質(zhì)就越好,這個(gè)結(jié)果與阮宇成的結(jié)論一致。
由于茶葉品質(zhì)是茶葉中眾多化合物,尤其是能溶于茶湯的物質(zhì)對(duì)人體感官刺激的綜合效應(yīng),因此綜合分析茶多酚和氨基酸的構(gòu)成比例變得尤為重要。通常認(rèn)為,酚氨比小于8的茶樹(shù)品種適宜制作綠茶,8~15的紅綠兼制,而大于15的適制紅茶[10]。對(duì)綠茶來(lái)說(shuō),酚氨比過(guò)高或過(guò)低容易造成滋味過(guò)于濃烈或過(guò)于寡淡,只有酚氨比適中的綠茶滋味才會(huì)鮮爽甘醇。本研究中,6個(gè)茶樹(shù)品種雨花茶的酚氨比均小于8,均適合制造加工綠茶。感官審評(píng)結(jié)果表明,‘龍井43’制備雨花茶有一定的優(yōu)勢(shì),特別是在滋味上顯著高于其他品種。品質(zhì)成分分析結(jié)果與感官審評(píng)保持一致,‘龍井43’中酯型兒茶素和GA的含量也是最高的。
綠茶給人的第一口感是澀與苦,其中澀味感知比較復(fù)雜,目前普遍認(rèn)為澀味不是一種味覺(jué)而是由觸覺(jué)感受到的紋理特征[11],可由摩擦、干燥、拉伸、皺縮等物理效應(yīng)引起,也可由三叉神經(jīng)的生理反應(yīng)引起[12]。茶湯中具有苦澀味的成分主要是茶多酚,其中的兒茶素是形成綠茶典型口感最關(guān)鍵的成分,具有苦味和皺縮的澀味[13],其澀味閾值由小到大依次是EGCG(87.09μg/mL)<CG(110.06μg/mL)<ECG(115.02μg/mL)<C(119.01μg/mL)<EGC(159.26 μg/mL)< GC(165.39 μg/mL)< GCG(178.77 μg/mL)< EC(269.95 μg/mL)[14],且滋味強(qiáng)度與其含量顯著相關(guān)[15]。本研究中,EGCG和C在茶湯中的估算濃度分別為673.0~1126.4、610.6~1118.0 μg/mL,遠(yuǎn)高于閾值,且含量最高的品種為‘龍井43’,故‘龍井43’制作的雨花茶滋味濃度好、皺縮收斂感強(qiáng)烈。ECG的估算濃度也達(dá)到澀味閾值,但是其濃度遠(yuǎn)低于EGCG,而EC和CG均未達(dá)到澀味閾值。
兒茶素EC、ECG、EGC、EGCG能識(shí)別人的苦味受體hTAS2R39[16],但其滋味閾值仍未知,目前發(fā)現(xiàn)ECG的苦味強(qiáng)度強(qiáng)于EGCG[17],但關(guān)于兒茶素的苦味機(jī)理還有待進(jìn)一步研究??Х葔A是茶湯中苦味的重要組成部分,但是本研究中各品種之間咖啡堿的含量差異不顯著。此外,茶葉中還含有2%~4%的黃酮及黃酮苷類(lèi)物質(zhì),也呈苦味和澀味,但其呈味特性和機(jī)理尚不明確,因此關(guān)于黃酮及黃酮苷類(lèi)物質(zhì)與茶葉滋味的關(guān)系還有待更深入的研究。
盡管茶湯中均能檢測(cè)到葡萄糖、蔗糖、果糖以及多種甜味氨基酸,但是這些甜味成分的含量均非常低,很難達(dá)到人對(duì)甜味的閾值[14],因此認(rèn)為甜味成分可能不是影響茶湯典型口感的主要因素[17]。在本研究中,不同品種的雨花茶均能檢測(cè)到5種甜味氨基酸,分別是絲氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、丙氨酸和精氨酸,但含量均較低,實(shí)際沖泡后達(dá)不到甜味閾值。綠茶苦澀口感后常常伴有令人愉悅的回甘[18],非酯型兒茶素EC和EGC的含量與其味道強(qiáng)度正相關(guān),GA和沒(méi)食子酸鈉也對(duì)綠茶的回甘有貢獻(xiàn)[19]。本研究中,GA和非酯型兒茶素含量最高的是‘龍井43’,這可能也是其滋味得分最高的原因之一。
優(yōu)質(zhì)的綠茶還需具有強(qiáng)烈的鮮爽口感。研究表明綠茶70%鮮味的強(qiáng)度與氨基酸有關(guān)[20],特別是谷氨酸和谷氨酸鈉[21-22]。茶氨酸是茶葉中特有的一種氨基酸,也是綠茶鮮味的關(guān)鍵因素[21]。本研究中,不同品種的雨花茶均含有較高的谷氨酸和茶氨酸,但受茶水沖泡比(3 g:150 mL)的影響,實(shí)際飲茶茶湯中只有谷氨酸達(dá)到滋味閾值,表明谷氨酸是雨花茶鮮爽滋味的關(guān)鍵呈味物質(zhì)之一。但谷氨酸含量最高的‘烏牛早’在滋味得分上卻是最低的,這可能與茶湯中存在多種呈味物質(zhì)有關(guān)。研究表明,呈味化合物的相互作用可以改變味覺(jué)強(qiáng)度,甚至產(chǎn)生新的味覺(jué)[23]。Kaneko等[21,24]發(fā)現(xiàn)沒(méi)食子酸能增加茶湯的鮮味,且其滋味閾值僅為0.034 mg/mL,小于谷氨酸(0.05 mg/mL)和茶氨酸(4.18 mg/mL)的味覺(jué)閾值。本研究中,不同品種雨花茶均含有較高的沒(méi)食子酸含量,估算后綠茶茶湯中的沒(méi)食子酸含量由高到低依次是‘龍井43’(0.41 mg/mL)、‘錫茶 5 號(hào)’(0.38 mg/mL)、‘迎霜’(0.38 mg/mL)、‘浙農(nóng)117’(0.33 mg/mL)、‘烏牛早’(0.29 mg/mL),均高于其滋味閾值,因此推測(cè)沒(méi)食子酸也是雨花茶鮮爽滋味的關(guān)鍵呈味物質(zhì)之一。因此,沒(méi)食子酸在形成茶湯獨(dú)特滋味中的作用及其呈味機(jī)理還需進(jìn)一步的研究。
茶多酚不僅影響茶葉的湯色、香氣和滋味,同時(shí)也是茶葉保健功能的首要成分,其中茶多酚的抗氧化活性最早被人們發(fā)現(xiàn)。據(jù)報(bào)道茶多酚可以清除活性自由基,包括超氧自由基、單態(tài)氧、羥自由基等[25]。DPPH自由基是一種穩(wěn)定的自由基,在517 nm處有較強(qiáng)吸收峰,與自由基清除劑以單電子配對(duì)后,該吸收峰逐漸消失,可根據(jù)吸光度的變化檢測(cè)抗氧化劑的活性,且不受葡萄糖等物質(zhì)的干擾[2]。本研究中,不同品種的雨花茶均具有較強(qiáng)的清除DPPH自由基的活性,其中茶多酚含量最高的‘龍井43’還表現(xiàn)出最強(qiáng)的DPPH自由基清除活性,其IC50僅為26.65 μg/mL。因此‘龍井43’制成的雨花茶不僅湯色、香氣、滋味較好,還具有較強(qiáng)的抗氧化活性,可為良種選擇提供參考。