綠茶加工中主要滋味物質動態變化及其對綠茶品質的影響

許 偉，彭影琦，張 拓，孔瑩瑩，肖文軍,2,*

（1.湖南農業大學 茶學教育部重點實驗室，湖南 長沙 410128；2.國家植物功能成分利用工程技術研究中心，湖南 長沙 410128）

綠茶滋味品質是綠茶茶湯中各種滋味物質對感官器官的綜合效果，主要受鮮葉品質、加工工藝的影響[1]。研究表明，在殺青工藝中由于酯型兒茶素的降解，簡單兒茶素含量增加；在揉捻工藝中兒茶素（catechin，DL-C）含量降低[2]，并隨著揉捻程度的加劇，水浸出物含量升高，茶湯濃度增強[3]；咖啡堿、兒茶素是綠茶苦澀滋味的主要貢獻物質，由兒茶素、咖啡堿等成分所產生的苦澀味是綠茶重要的基本滋味[4]，且綠茶苦澀味程度隨咖啡堿、兒茶素含量的降低而減弱[5]，同時咖啡堿、兒茶素不單純呈現單一的滋味屬性，而是存在互作關系，如咖啡堿可增強表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）的澀味[6]；大分子蛋白質的水解是氨基酸含量增加的主要原因，氨基酸含量的增加有利于茶湯滋味鮮爽度和成品茶品質的提高[7]。這些研究雖對綠茶加工中主要滋味物質動態變化或對滋味品質評價作了一些初步探索，但由于綠茶滋味品質不僅受單一滋味物質的影響，其更受多種滋味物質協同作用的影響[8]，鮮葉未加工時，幾種主要苦澀滋味物質的含量較高，不適于直接沖泡；通過加工后，使得這些成分的含量發生變化，比例適合飲用，茶葉感官品質提高[9]。因此，開展綠茶加工中主要滋味物質含量動態變化及其對滋味品質的影響對提高綠茶加工品質具有重要意義[10]。本研究在分析綠茶加工中水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、兒茶素、可溶性糖等主要滋味物質動態變化的基礎上，探討了由滋味物質變化所導致的品質變化以及兩者之間的相關性，以期為優質綠茶加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘碧香早’一芽二葉春梢采自湖南農業大學長安實踐教學實習基地。

硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、2%茚三酮、氯化亞錫、98%濃硫酸、蒽酮（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；兒茶素標準品上海同田生物技術有限公司；甲醇（色譜純） 美國Tedia公司。

1.2 儀器與設備

LC-20A型高效液相色譜儀 日本島津公司；HH型數顯恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司；40型揉捻機 浙江上洋機械股份有限公司；101A-2型電熱鼓風干燥箱 上海市實驗儀器總廠；722E型可見分光光度計上海光譜儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 綠茶加工

將采摘的茶鮮葉原料，采用“攤放4 h→殺青4 min→揉捻20 min→干燥60 min”的方法加工成綠茶。采摘‘碧香早’一芽二葉春梢，薄攤于20 ℃下萎凋4 h，攤葉厚度約3 cm；萎凋葉入電炒鍋殺青，殺青溫度約220 ℃；殺青葉在40型揉捻機上按“輕揉10 min→重揉5 min→輕揉5 min”的方式揉捻20 min；揉捻葉解塊后置于恒溫干燥箱中，在85 ℃下烘干60 min。

1.3.2 樣品制備

分別在攤放1、2、3、4 h時各取樣1 次，樣品分別編號為W1、W2、W3、W4；分別在殺青1、2、3、4 min時各取樣1 次，樣品分別編號為F1、F2、F3、F4；分別在揉捻5、10、15、20 min時各取樣1 次，樣品分別編號為R1、R2、R3、R4；分別在烘干15、30、45、60 min時各取樣1 次，樣品分別編號為G1、G2、G3、G4。取樣后，各樣品迅速用錫箔紙包裹并標號，置于液氮罐中低溫處理1～2 min，再取出，通過冷凍干燥機脫水成干燥樣品，置于-20 ℃低溫冰箱中，備用。

1.3.3 茶葉主要生化成分的分析

水浸出物、茶多酚、游離氨基酸、可溶性糖質量分數的測定參照文獻[11]進行。

咖啡堿、沒食子酸、兒茶素質量分數測定采用高效液相色譜法，參照文獻[12]進行。色譜條件為C18色譜柱：（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動相A：超純水；流動相B：V（N,N-二甲基甲酰胺）∶V（甲醇）∶V（冰醋酸）=39.5∶2∶1.5，流速：1 mL/min，柱溫：30 ℃，進樣體積：10 μL，檢測波長：278 nm。

1.3.4 茶葉感官審評與滋味分屬性尺度評分法

按照NY/T 787—2004《茶葉感官審評通用方法》，對樣品滋味進行評分，滿分為100 分，并將茶葉中與滋味屬性密切相關的6 種呈味物質（咖啡堿、茶多酚、氨基酸、兒茶素、沒食子酸、可溶性糖）質量分數和兩個重要理化指標比（酚/氨比、簡單兒茶素/酯型兒茶素比）分別與感官審評滋味分屬性進行相關性分析，對其進行量化描述。為了進一步明確滋味物質對品質的影響，把滋味品質進一步劃分為濃度、厚度、甘度、醇度、鮮度、澀度6 種屬性，每個屬性給定5 種評判尺度及其代表分值：強（50 分）、較強（40 分）、中等（30 分）、較弱（20 分）、弱（10 分）。在使用評分法的同時，根據審評感覺為每個屬性選定其中一個強度，對16 個樣品進行分析。

1.4 數據統計與分析

顯著性分析（單因素方差分析）、相關性分析（Pearson法）均使用SPSS軟件進行，使用Origin軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 綠茶加工中主要滋味物質的動態變化

2.1.1 水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、沒食子酸、可溶性糖質量分數的動態變化

圖1 綠茶加工中水浸出物、茶多酚質量分數動態變化Fig. 1 Dynamic changes in water extract and tea polyphenol contents

圖2 綠茶加工中氨基酸、咖啡堿、沒食子酸、可溶性糖質量分數動態變化Fig. 2 Dynamic changes in amino acids, gallic acid,soluble sugar and caffeine contents

圖1 、2表明，綠茶加工過程中，水浸出物、氨基酸、可溶性糖質量分數在攤放和揉捻工藝階段呈上升趨勢，而在殺青、干燥工藝階段呈下降趨勢；茶多酚質量分數在整個工藝過程均呈下降趨勢；咖啡堿質量分數在攤放工藝階段由2.43%增加到2.96%，而在殺青、揉捻及干燥階段逐漸下降；沒食子酸在整個工藝過程中基本穩定，質量分數由0.80%增加到1.17%。這主要是由于在攤放、揉捻過程中，大分子碳水化合物可水解為可溶性糖、蛋白質水解為氨基酸，使得水浸出物、氨基酸、可溶性糖質量分數升高[13-15]；而在殺青、干燥工藝的高溫作用下，氨基酸與還原糖發生美拉德反應形成羰胺化合物，故質量分數降低[16]；在干燥過程中，多酚類的氧化聚合作用雖然因多酚氧化酶的絕大部分失活而變化不明顯[16]，但在濕熱環境和殘留酶的作用下，多酚中兒茶素會因異構、水解和部分氧化聚合等化學變化使其質量分數有所減少[17]。

2.1.2 兒茶素類質量分數動態變化

表1 綠茶加工中兒茶素類質量分數動態變化Table 1 Dynamic changes in catechin content during green tea processing

如表1所示，在綠茶加工過程中，簡單兒茶素、酯型兒茶素以及總兒茶素質量分數整體上隨加工過程的進行呈逐漸降低的趨勢，而降低的幅度有所差異；其中表沒食子酸兒茶素（epigallocatechin，EGC）、兒茶素、表兒茶素（epicatechin，EC）、EGCG、沒食子酸兒茶素沒食子酸酯（gallic acid catechin gallate，GCG）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）的質量分數分別降低了53.4%、67.7%、50.0%、44.9%、47.1%、35.8%，而且這些兒茶素在殺青過程中均有大幅度下降，其降低幅度依次為26.4%、27.3%、43.3%、30.8%、31.3%、13.0%。簡單兒茶素與酯型兒茶素總量也在殺青過程中出現明顯下降，降低幅度分別為28.1%、26.5%；由此可知各簡單兒茶素、酯型兒茶素質量分數出現不同幅度降低主要由殺青工藝引起[18]，其主要原因可能是在攤放和揉捻過程中，酯型兒茶素降解、簡單兒茶素受部分殘留氧化酶的氧化作用，因此酯型兒茶素和簡單兒茶素質量分數均降低[19]；但在殺青過程中，酯型兒茶素不但受降解影響，還由于高溫而發生異構化作用，質量分數下降明顯[20]。整個加工過程中，總兒茶素受異構化、水解和部分殘留氧化酶的氧化聚合作用影響，質量分數逐漸降低[21]。

2.2 綠茶加工中主要滋味物質的動態變化對綠茶滋味品質的影響

2.2.1 綠茶加工中滋味物質的動態變化對酚/氨比、簡單兒茶素/酯型兒茶素比的影響

酚/氨比和簡單兒茶素/酯型兒茶素比是評判滋味品質優劣的兩個重要指標[22]。在綠茶加工過程中，由于這些滋味物質的動態變化，酚/氨比和簡單兒茶素/酯型兒茶素比也發生了相應的變化（圖3、4）。攤放階段，酚/氨比有明顯下降，由11.45下降到6.21；殺青階段酚/氨比由6.77逐漸上升到8.01；揉捻和干燥階段酚/氨比趨于穩定，說明攤放和殺青工藝是影響酚/氨比變化的重要加工工藝[23]，茶多酚質量分數的下降和氨基酸質量分數的上升可能導致酚/氨比逐漸降低，酚/氨比由茶鮮葉的11.45下降到加工結束時為6.10，結合感官審評結果可以發現酚/氨比越低茶湯滋味品質越高[24]。簡單兒茶素/酯型兒茶素比在攤放階段由0.43上升至0.45，殺青階段由0.47下降到0.44，在揉捻和干燥過程中逐漸緩慢降低至0.35，其變化可能是兒茶素總量的不斷下降以及各單體組分的比例變化所致。酚/氨比和簡單兒茶素/酯型兒茶素比的這種動態變化可能是綠茶滋味由粗淡苦澀轉為醇厚鮮爽的重要因素[25]。

圖3 綠茶加工中酚/氨比動態變化Fig. 3 Dynamic changes in phenol/amino ratio

圖4 綠茶加工中簡單兒茶素/酯型兒茶素比動態變化Fig. 4 Dynamic changes in non-esterified/esterified catechins ratio

2.2.2 綠茶加工中滋味物質的動態變化對感官品質的影響

圖5 綠茶感官滋味評分Fig. 5 Trend of taste score from spreading to drying

表2 綠茶滋味物質質量分數與感官滋味評分間的相關性分析Table 2 Correlation between taste components contents and taste score

16 個茶樣的感官滋味評分如圖5所示，對幾種滋味物質質量分數的動態變化與感官滋味評分作相關性分析得到表2。咖啡堿、茶多酚、氨基酸、兒茶素、沒食子酸、可溶性糖質量分數和酚/氨比、簡單兒茶素/酯型兒茶素比均與感官滋味評分呈正相關，但相關程度存在差異，其中茶多酚、兒茶素質量分數與感官滋味評分相關性顯著。茶多酚質量分數對綠茶滋味品質影響比較復雜，其質量分數高、占水浸出物比例大，而兒茶素是多酚類物質的主體，因此茶多酚、兒茶素是決定茶湯滋味的兩種主要物質[26]。

為進一步明確幾種滋味物質對綠茶品質的影響，把滋味品質進一步分解為濃度、厚度、甘度、醇度、鮮度、澀度6 種屬性并在感官審評時使用評分法進行打分[27]，如表3所示。將幾種滋味物質的質量分數變化與滋味分屬性評分作相關性分析，結果如表4所示。由表3、4可知，幾種滋味分屬性評分的變化中除澀度逐漸降低外，濃度、甘度、厚度、醇度、鮮度評分均逐漸提高。幾種滋味物質與滋味分屬性評分呈現一定的相關性，其中咖啡堿質量分數與滋味的澀度分屬性評分呈顯著正相關；氨基酸質量分數與滋味的厚度、鮮度評分呈顯著正相關，醇度、甘度評分與氨基酸質量分數呈正相關[28]；除甘度外，茶多酚質量分數與其他滋味分屬性評分均呈正相關，但相關性不顯著；可溶性糖質量分數與滋味的甘度評分呈顯著正相關，與其他分屬性評分相關性不顯著。除咖啡堿質量分數與濃度、醇度、鮮度評分，茶多酚質量分數與甘度評分，氨基酸質量分數與澀度評分呈負相關外，其余滋味物質質量分數與滋味分屬性評分均呈正相關；其中兒茶素質量分數與濃度評分呈極顯著相關，兒茶素組分是茶湯苦味和澀味的主要貢獻物質[29]。綜上可知，隨著滋味物質質量分數的動態變化，綠茶滋味品質在加工中由粗淡、苦澀逐漸轉化為醇厚、鮮爽[30]。

表3 綠茶樣品滋味分屬性評分Table 3 Sensory scores for taste attributes of green tea

表4 綠茶滋味物質質量分數與滋味分屬性評分的相關性分析Table 4 Correlation between taste components contents and sensory scores for taste attributes of green tea

3 結 論

研究結果表明，綠茶加工中，茶多酚、氨基酸、咖啡堿、兒茶素、可溶性糖等滋味物質對滋味品質均有重要影響，其質量分數的動態變化將綜合反映于茶湯滋味上。特別是酚/氨比與簡單兒茶素/酯型兒茶素比的動態變化，更加鮮明地反映茶湯滋味的變化過程。酚/氨比越低，茶湯的滋味品質越高。已有研究表明，酚/氨比小于8的綠茶為優質綠茶[31]；簡單兒茶素/酯型兒茶素比達到0.5時可達到茶湯滋味去苦味的特性[32]。但考慮到滋味物質間互作關系對茶湯滋味的影響以及感官審評中各種審評條件的變化所帶來的誤差，因此認為綠茶加工中，當酚/氨比達到5.5～6.5，并且簡單兒茶素/酯型兒茶素比達到0.3～0.5時綠茶茶湯滋味可達到醇厚的品質。在實際綠茶生產加工中，想要有意控制達到恰當的酚/氨比、簡單兒茶素/酯型兒茶素比較為困難，因此在實際生產精加工過程中，篩選出酚/氨比、簡單兒茶素/酯型兒茶素比較為恰當的綠茶，按比例進行拼配，以達到更好的滋味品質更加有實際意義[33]。按照本實驗的方法，雖然可以大致了解綠茶加工工藝中滋味物質的變化情況以及對綠茶品質滋味的影響，但在研究滋味物質變化影響因素時，所設置的實驗梯度較大，后續研究中仍可在各加工工藝中設置更為精細的梯度，以準確優化綠茶加工工藝參數。