黃 藩,羅 凡,胥亞瓊,張 翔,堯 渝,李蘭英,馮德建

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,成都 610011;2.茶葉標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)四川省重點(diǎn)實驗室,成都 610044; 3.中國測試技術(shù)研究院,成都 610044)

【研究意義】綠茶是我國傳統(tǒng)茶類,2021年全國產(chǎn)量1.85×106t,居六大茶類之首。四川是我國產(chǎn)茶大省,茶園面積、干茶產(chǎn)量及產(chǎn)值均在各產(chǎn)茶省份排名前列[1]。因其獨(dú)特的地理位置、環(huán)境氣候、歷史文化及經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展現(xiàn)狀,形成了四川綠茶春季開采早、芽茶產(chǎn)品多、花色等級豐富以及性價比高等特點(diǎn)。滋味是綠茶品質(zhì)及市場定價的關(guān)鍵決定因素,目前對四川綠茶滋味品質(zhì)的評價多采用感官審評的方式,存在主觀性強(qiáng)、不能量化等缺點(diǎn),所以開展茶葉滋味深入量化評價及風(fēng)味學(xué)研究均具有理論價值及實踐意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】滋味品質(zhì)受產(chǎn)地環(huán)境、茶樹品種、原料等級、加工工藝及貯藏環(huán)境等多種因素影響,形成了苦澀、鮮爽、甘甜、醇和等多種綠茶滋味特征。為了更科學(xué)地評價滋味品質(zhì),分析化學(xué)、食品學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)等學(xué)科與傳統(tǒng)感官評價多維度密切結(jié)合[2],電子舌分析技術(shù)[3]以及液相色譜、質(zhì)譜、核磁共振、近紅外光譜等儀器廣泛應(yīng)用于茶葉呈味物質(zhì)研究。劉盼盼等[4]采用分屬性量化分析對綠茶滋味開展研究;岳翠男等[5]采用定量描述分析(QDA)對贛北工夫紅茶滋味特征進(jìn)行研究;張翔等[6]用四川名茶蒙頂甘露的茶湯滋味因子感官評分作聚類分析和相關(guān)分析,繪制呈味特征模式圖,并結(jié)合物質(zhì)的呈味閾值,評估各生化成分的呈味貢獻(xiàn)率;王婷婷[7]對四川不同地區(qū)的20個綠茶進(jìn)行主成分分析,認(rèn)為ECG和EGCG的滋味貢獻(xiàn)率最大?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】雖然已有學(xué)者對四川綠茶開展滋味研究,但樣本量較小,且尚無不同等級的四川綠茶滋味研究,缺乏有關(guān)滋味感官品質(zhì)和滋味特征成分的系統(tǒng)報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究選用四川省具有代表性的68個綠茶為研究對象,基于充足的樣本數(shù)和各等級綠茶的全覆蓋,系統(tǒng)分析其主要生化成分(水浸出物、茶多酚、可溶性糖、沒食子酸、咖啡堿、兒茶素組分、氨基酸組分)的含量及其 Dot 值,旨在探究不同等級(原料嫩度)對四川綠茶滋味品質(zhì)的影響,同時利用正交偏最小二乘法(OPLS-DA)研究四川綠茶之間的滋味差異,并結(jié)合感官審評結(jié)果,繪制滋味風(fēng)味輪,以期為四川綠茶的品質(zhì)調(diào)控和標(biāo)準(zhǔn)化加工提供技術(shù)參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

樣品在2021年5月中旬采購于成都大西南茶城和雅安名山區(qū)茶葉交易市場。具體信息見表1。

表1 四川綠茶樣品信息

1.2 試驗設(shè)備

DGH-9008型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實驗設(shè)備有限公司),Master S15型純水儀(上海和泰儀器有限公司),Milli-RO PLUS 30純水機(jī)(法國 Millipore 公司),分析天平[賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司],紫外分光光度計為 UV-3600(Shimadzu,日本),GUINTIX224-1C 電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司],氨基酸分析儀(S-433D,Sykam,Munich, Germany),高效液相色譜儀(Agilent 1200LC),C18 液相色譜柱(粒徑5 μm,250.0 mm × 4.6 mm) 。

1.3 檢測方法

水浸出物含量測定參照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測定》恒溫干燥法;茶多酚含量測定參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》;氨基酸含量測定參照 GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測定》茚三酮比色法;可溶性總糖測定采用蒽酮-硫酸法[11]。

兒茶素、沒食子酸及咖啡堿含量測定采用高效液相色譜法,流動相為0.2%乙酸和乙腈,色譜條件:檢測波長為278 nm,流速1 mL/min,柱溫25 ℃,進(jìn)樣量10 μL,流動相梯度洗脫[12]。

氨基酸組分用氨基酸分析儀進(jìn)樣分析,提取方法為:0.1 g茶粉加入10 mL沸水,浸泡5 min,室溫離心10 min,取上清液過0.22 μm水膜。氨基酸分析儀主要參數(shù)為:柱溫保持在40 ℃;波長設(shè)置為570和440 nm; 流速0.25 mL/min;進(jìn)樣量50 μL[17]。

感官審評方法參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》,由3位高級評茶員組成品質(zhì)評定小組。

1.4 數(shù)據(jù)處理

Dot值指某一滋味成分濃度與該滋味成分的呈味閾值的比值,以該比值評價該滋味成分對呈味的貢獻(xiàn)率[8]:

Dot=C/T

式中,C為某滋味成分的濃度值,T為該滋味成分的呈味閾值。

采用Microsoft Office 系列軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析;采用SIMCA-P 13軟件進(jìn)行OPLS-DA分析;采用AI作圖軟件構(gòu)建風(fēng)味輪。

2 結(jié)果與分析

2.1 四川綠茶主要生化成分含量分析

不同等級綠茶的生化成分含量存在差異,由表2可知,A系列(特級茶)的GCG、兒茶素沒食子酸(Catechin gallate,CG)、氨基酸總量、咖啡堿、可溶性糖含量均最高;B系列(一級茶)的表兒茶素(Epicatechin,EC)含量最高;C系列(二級茶)的GA、沒食子兒茶素(Gallocatechin,GC)、兒茶素(Catechin,C)、ECG含量均最高;D系列(三級茶)的水浸出物含量最高;E系列(四級茶)的EGC、EGCG、兒茶素總量及茶多酚含量最高。

表2 不同等級四川綠茶的主要生化成分含量

由表3可知,A系列(特級茶)的蘇氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、組氨酸含量高于其它等級綠茶;B系列(一級茶)的天冬氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、脯氨酸含量高于其它等級綠茶;C系列(二級茶)的絲氨酸、茶氨酸、γ-氨基丁酸、精氨酸含量高于其它等級綠茶;E系列(四級茶)的半胱氨酸、酪氨酸含量高于其它等級綠茶。

表3 不同等級四川綠茶的氨基酸組分含量

2.2 四川綠茶生化成分的Dot值分析

Dot值是綜合考慮滋味成分的含量和呈味閾值,避免了僅以滋味成分含量反映其對滋味貢獻(xiàn)大小的誤區(qū),是評價各化合物對樣品滋味貢獻(xiàn)重要性的方法,一般認(rèn)為Dot>1的滋味物質(zhì)對茶湯呈味有顯著貢獻(xiàn),Dot值越大,則說明該物質(zhì)對滋味呈現(xiàn)的貢獻(xiàn)度越大[8]。由表4可知,各成分在不同等級綠茶中的Dot值大小不同,篩選Dot值大于1的成分,發(fā)現(xiàn)EGC、EGCG、GCG、ECG對澀味的貢獻(xiàn)較大;γ-氨基丁酸、咖啡堿、EGC、EGCG、GCG、ECG對苦味的貢獻(xiàn)較大;谷氨酸對鮮味的貢獻(xiàn)較大,但在E系列(四級茶)中Dot值小于1。其它氨基酸的Dot值在各等級綠茶中均未超過1。雖然茶氨酸的絕對含量高于其它氨基酸組分,但是其呈味閾值極高,使得Dot值很低,所以茶氨酸不能在茶湯中獨(dú)立呈現(xiàn)鮮爽帶甜的滋味。綜上,EGCG、EGC、ECG和GCG對各等級綠茶的苦味和澀味均有明顯影響,咖啡堿對苦味影響較大。

表4 不同等級四川綠茶滋味成分的Dot值分析

2.3 四川綠茶主要生化成分的OPLS分析

OPLS-DA已廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析中,通過對樣品數(shù)據(jù)的歸納、整理和統(tǒng)計分析,較為客觀地反映樣品的微小變化、分類以及變化趨勢等[12-13]。基于不同等級四川綠茶的滋味相關(guān)生化成分的含量,利用SIMCA-P 13軟件進(jìn)OPLS-DA分析。采用交叉驗證法對模型進(jìn)行驗證,共篩選出4個主成分,模型對自變量擬合指數(shù)R2X(cum)=0.770,說明4個主成分解釋77.0%的X變量;對因變量的擬合指數(shù)R2Y(cum)=0.895,說明4個主成分解釋89.5%的Y變量;模型預(yù)測指數(shù)Q2(cum)=0.821,說明模型對不同方式所獲成品滋味的預(yù)測能力為82.1%。由圖1-A可知,不同等級的四川綠茶得到了有效區(qū)分,即不同等級綠茶的生化成分存在一定差異,且該OPLS-DA模型具有較好的概括解釋率。

圖1 綠茶生化成分OPLS-DA得分圖(A)、載荷圖(B)和VIP值條形圖(C)

利用OPLS-DA形成的關(guān)鍵變量(Variable infl-uence on projection,VIP)值的大小對不同等級四川綠茶的生化成分進(jìn)行關(guān)鍵變量分析,一般認(rèn)為VIP大于1為關(guān)鍵差異化合物[11]。由不同等級綠茶滋味OPLS-DA模型獲得的VIP預(yù)測值見圖1-C,以VIP值大于1為界限進(jìn)行篩選,沒食子酸(GA)、半胱氨酸(Cys)、兒茶素總量(Catechin)、可溶性糖(Sugar)、水浸出物(Water extract)、兒茶素(C)、兒茶素沒食子酸酯(CG)、茶多酚(Polyphenols)、天冬氨酸(Asp)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、甲硫氨酸(Met)、脯氨酸(Pro)、沒食子兒茶素沒食子酸(EGCG)、亮氨酸(Leu)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)等生化成分的VIP值大于1,說明其對四川綠茶分類具有較大的貢獻(xiàn),即這15種成分為四川綠茶滋味相關(guān)的差異成分。

2.4 四川綠茶滋味風(fēng)味輪構(gòu)建

在感官審評中認(rèn)為,“鮮”味類似于氨基酸的味道,“爽”則是爽口;“厚”是茶湯物質(zhì)感豐富、有一定的稠度,濃度可歸為濃和醇兩類,滋味濃的茶湯收斂性強(qiáng),醇的茶湯收斂性不強(qiáng)、口感柔和[14]。針對68個四川綠茶樣品感官審評的滋味品質(zhì)結(jié)果見表5,A系列(扁形單芽綠茶)的滋味以鮮爽、順滑、醇和為主,存在生青、陳味等缺陷。B系列以鮮爽較濃為主;C系列以鮮爽、濃醇為主;D系列以濃醇、較厚、略苦澀為主,存在酸味和煙味的缺陷;E系列以平和、平淡、苦澀為主,存在酸臭味、焦苦味和煙味等缺陷。風(fēng)味輪是一種可用于描述產(chǎn)品不同風(fēng)味特征的可視化實用工具,通過對具體感官屬性描述詞的收集、分類、歸納和整理,形成產(chǎn)品的風(fēng)味特征[15]。參考其它茶類風(fēng)味輪的構(gòu)建方法[16-17],將以上茶葉滋味分為特征味型、缺陷味型、濃度味型和感受味型,由此繪制四川綠茶的滋味風(fēng)味輪(圖2)。

圖2 四川綠茶滋味綠茶風(fēng)味輪

表5 四川綠茶滋味感官審評結(jié)果

3 討 論

通過Dot值篩選,本研究發(fā)現(xiàn)EGC、EGCG、GCG、ECG對四川綠茶的苦味和澀味有重要貢獻(xiàn)。其中,咖啡堿對苦味、谷氨酸對鮮味的貢獻(xiàn)較大,與劉爽等[18]研究發(fā)現(xiàn)咖啡堿對綠茶滋味的影響作用一致。結(jié)合感官審評,發(fā)現(xiàn)四川綠茶滋味以“苦澀”居多,從生化成分含量可知,四川綠茶的EGC、EGCG、GCG、ECG及咖啡堿的含量均較高。本研究收集的樣品中,特級綠茶出現(xiàn)了“生青味”的滋味缺陷,這是為刻意追求單芽綠茶的外形翠綠,而在殺青中使用低溫短時工藝而造成的不良后果,從而導(dǎo)致茶湯滋味的苦澀度較高,失去了高檔綠茶應(yīng)有的鮮爽、清香特質(zhì)。四級綠茶會出現(xiàn)苦澀味,除了采摘原料嫩度較差,也受原料采摘季節(jié)的影響,春末夏初是采摘三四葉原料制做大宗毛峰綠茶的時節(jié),天氣較熱導(dǎo)致原料的茶多酚、兒茶素、花青素、咖啡堿等含量較高,氨基酸含量較低,形成了滋味苦澀的物質(zhì)基礎(chǔ)。根據(jù)Dot值分析可知,茶葉中含量較高的氨基酸組分,因其呈味閾值較高,看似無法獨(dú)立影響茶湯的滋味,但是很多學(xué)者認(rèn)為不同氨基酸組分間存在交互作用,進(jìn)而以一種整體性的累積方式,對茶葉滋味,特別是鮮味的形成有貢獻(xiàn)作用[19]。有文獻(xiàn)報道茶湯中可溶性糖含量與甜味強(qiáng)度呈顯著正相關(guān)[4],雖然甜味不是綠茶滋味的主體,但是可溶性糖以及一些甜味氨基酸等成分在一定程度上削弱茶湯的苦澀味,所以本研究中特級綠茶的可溶性糖、氨基酸總量、蘇氨酸、甘氨酸、丙氨酸含量最高,而感官審評滋味的苦澀度較低。綜上認(rèn)為:改善滋味的苦澀度,需要從茶樹品種、栽培條件、加工工藝等多方面進(jìn)行研究,從而降低EGC、EGCG、GCG、ECG及咖啡堿等成分含量,增加谷氨酸、可溶性糖等成分含量。

通過OPLS-DA模型,可以對不同等級的四川綠茶進(jìn)行明顯的區(qū)分。本研究收集的樣品主要區(qū)別是等級(原料嫩度)不同,結(jié)合模型中的VIP預(yù)測值,認(rèn)為樣品的15種主要生化成分,可以作為不同等級四川綠茶滋味品質(zhì)區(qū)分的特征性標(biāo)志物。尤其是沒食子酸、半胱氨酸、兒茶素總量、可溶性糖的含量,其VIP預(yù)測值最大,且在不同樣品中含量相差顯著,可以作為不同等級花色的標(biāo)記物,繼續(xù)利用統(tǒng)計學(xué)手段建立預(yù)測模型,進(jìn)一步量化差異,更加科學(xué)地評價四川綠茶的滋味品質(zhì)。而茶葉中生化成分的含量高低與鮮葉品種、采摘季節(jié)、加工方式都有直接關(guān)系,已有學(xué)者通過PLS、OPLS等方法,對不同干燥方式的工夫紅茶[20-21]、不同等級的紅茶[22]、不同品種的綠茶[23]、不同海拔的綠茶[24]、不同風(fēng)格的鐵觀音茶[25]進(jìn)行滋味建模分析。本研究接下來可以嘗試對更廣泛的四川綠茶樣品進(jìn)行滋味成分的OPLS-DA模型分析,為產(chǎn)品精準(zhǔn)化研發(fā)提供理論支撐。

風(fēng)味輪的構(gòu)建屬于對四川綠茶滋味品質(zhì)的定性描述,相對于Dot值和OPLS-DA預(yù)測模型,風(fēng)味輪可以使感官評價通俗易懂。根據(jù)感官審評結(jié)果,本研究將四川綠茶滋味分為了特征、感受、濃度、缺陷等4種味型?？?、澀、鮮、甜、酸等特征味型呈現(xiàn),與茶葉主要生化成分的種類、含量、閾值及協(xié)調(diào)作用相關(guān)。本研究中鮮爽度較高的特級綠茶樣品,其氨基酸、可溶性糖含量較高;苦澀度較高的四級綠茶樣品,其茶多酚、兒茶素含量、EGCG含量較高。感受味型和濃度味型的分類,主要和水浸出物含量及各生化成分含量高低相關(guān)。而本研究中四川綠茶的滋味缺陷味型出現(xiàn)了生青、焦苦、煙熏、酸臭以及陳味等,以上均是由于加工工藝不足而引起的。嫩度高的綠茶因為殺青不足,易產(chǎn)生生青味,而嫩度低的綠茶因為殺青過度,易產(chǎn)生焦苦味。酸臭味是由于鮮葉進(jìn)廠后攤放時間過久引起,此現(xiàn)象多出現(xiàn)在春末時茶樹生長旺盛,鮮葉大量進(jìn)廠,生產(chǎn)條件不能保證殺青及時進(jìn)行的情況下。而陳化味出現(xiàn)的原因除了茶葉貯藏時間過久,也可能是茶葉的干燥程度不夠,導(dǎo)致含水量不符合國家標(biāo)準(zhǔn),茶葉在短時間內(nèi)迅速陳化。煙熏味可能是綠茶殺青火溫過高或加工時木柴燃燒所帶來的,隨著生產(chǎn)加工條件的改善,這種缺陷在四川綠茶中出現(xiàn)的比例逐步降低。本研究主要對鮮、甜、苦、澀等滋味特征進(jìn)行生化成分含量層面的分析,對以上缺陷的判斷標(biāo)志物,本研究尚并未涉及,需要結(jié)合香氣、滋味、湯色等多種品質(zhì)特征,尋找缺陷味型的關(guān)鍵差異物質(zhì)。

4 結(jié) 論

本研究對四川不同等級的68個綠茶樣品滋味品質(zhì)進(jìn)行感官審評和生化成分分析,結(jié)果表明:四川綠茶呈現(xiàn)苦澀、甘甜、酸甜、鮮爽、爽口、醇和、濃強(qiáng)、平和、平淡、濃厚、淡薄、順滑等多種味型,還出現(xiàn)了生青、焦苦、煙熏、酸臭以及陳味等缺陷味型。各成分在不同等級綠茶中的含量不同,結(jié)合各成分的呈味閾值,篩選Dot值大于1的成分,發(fā)現(xiàn)EGC、EGCG、GCG、ECG對澀味的貢獻(xiàn)較大;γ-氨基丁酸、咖啡堿、EGC、EGCG、GCG、ECG對苦味的貢獻(xiàn)較大;谷氨酸對鮮味的貢獻(xiàn)較大。OPLS-DA模型可將不同等級的四川綠茶從滋味角度明顯區(qū)分,以VIP值大于1為界限進(jìn)行篩選,找到關(guān)鍵滋味差異化合物:沒食子酸、半胱氨酸、兒茶素總量、可溶性糖等15種成分,說明以上成分對四川綠茶分類具有較大的貢獻(xiàn)。