重慶針形綠茶滋味特征及主要貢獻(xiàn)物質(zhì)

楊娟,袁林穎*,王杰,王廷華,吳全,徐澤,鐘應(yīng)富

1(重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,重慶,402160)2(重慶市茶葉工程技術(shù)研究中心,重慶,402160) 3(重慶市永川區(qū)經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站,重慶,402160)

滋味是評(píng)價(jià)茶葉品質(zhì)優(yōu)良的重要因子,占綠茶評(píng)審比重的30%。綠茶茶湯滋味由多種滋味物質(zhì)相互作用,共同構(gòu)成,而苦澀味及鮮爽味是綠茶茶湯滋味最重要的特性。如茶湯中含量豐富的多酚類主體成分兒茶素(catechin, D/L-C)主要呈現(xiàn)苦味和澀味[1],是茶湯苦澀味的主要呈味物質(zhì)。氨基酸對(duì)構(gòu)成茶葉品質(zhì)有重要作用,參與茶葉滋味和香氣的形成,茶葉中發(fā)現(xiàn)并鑒定的氨基酸有26種[2],大部分呈現(xiàn)甜、鮮味,部分呈現(xiàn)苦味[3]。咖啡堿是單一的苦味物質(zhì),但咖啡堿能增加表沒(méi)食子酸兒茶素沒(méi)食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)的澀味[4]。YU等[5]建立的即飲綠茶苦味強(qiáng)度與化合物濃度的關(guān)系模型也顯示,咖啡因是主要苦味驅(qū)動(dòng)因子,其次是EGCG。金孝芳[6]研究得出EGCG、表沒(méi)食子兒茶素(epigallocatechin, EGC)、兒茶素沒(méi)食子酸酯(epicatechin gallate, ECG)和蘆丁是綠茶茶湯苦澀味的重要影響因子,咖啡堿是綠茶茶湯苦味的重要影響因子,氨基酸是綠茶茶湯鮮味的重要影響因子。劉爽[7]對(duì)綠茶呈現(xiàn)鮮爽味的關(guān)鍵因子進(jìn)行分析,認(rèn)為關(guān)鍵因子主要包含谷氨酸、茶氨酸、絲氨酸、丙氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸、鮮味氨基酸、甜味氨基酸、氨基酸總量、乳酸、琥珀酸、檸檬酸、有機(jī)酸總量(P<0.05)。張英娜[8]對(duì)綠茶茶湯主要兒茶素呈味特性進(jìn)行了分析,認(rèn)為茶湯苦味強(qiáng)度主要由兒茶素含量決定;而茶湯澀味的呈現(xiàn)較為復(fù)雜,需綜合考慮兒茶素、咖啡堿、沒(méi)食子酸、黃酮醇苷、氨基酸等組分才可對(duì)其澀味有較好的量化。

濃度/閾值(dose-over-threshold,Dot)為滋味物質(zhì)貢獻(xiàn)度的一種表征方式,Dot值>1表示滋味物質(zhì)對(duì)茶湯呈味有顯著貢獻(xiàn)[1]。馬林農(nóng)等[9]通過(guò)Dot值分析得出ECG與EGCG是普洱生茶澀味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì),EGCG、ECG和咖啡堿是苦味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì),高含量ECG可能是形成普洱生茶口感濃厚與強(qiáng)烈的重要因素。毛雅琳等[10]分析不同品種碾茶滋味,Dot值分析表明,EGCG和沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(gallocatechin gallate, GCG)是碾茶茶湯澀味主要貢獻(xiàn)物質(zhì),咖啡堿、EGCG和GCG是苦味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì),且茶湯澀味和苦味都以EGCG為最主要的貢獻(xiàn)因子,單個(gè)氨基酸組分對(duì)茶湯鮮味的貢獻(xiàn)度較低(Dot<1)。CHEN等[11]對(duì)綠茶茶湯中的多酚類物質(zhì)進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,在16種綠茶茶湯中,呈澀味的EGC、ECG、EGCG和6種黃酮醇苷平均Dot值>1,其中蘆丁的平均Dot值最大,達(dá)到4 000。XU等[12]則認(rèn)為綠茶的澀味與ECG和黃酮醇苷(楊梅素-3-O-半乳糖苷和蘆丁)的濃度高度相關(guān)。艾仄宜等[13]認(rèn)為雨花茶的滋味特征多由具有苦澀味的兒茶素類決定;茶湯中鮮味氨基酸僅谷氨酸達(dá)到鮮味閾值,而沒(méi)食子酸(gallic acid, GA)濃度遠(yuǎn)高于其閾值(0.034 mg/mL),故認(rèn)為GA是雨花茶鮮爽滋味的關(guān)鍵因素之一。彭瓊瑤等[14]通過(guò)滋味活性值及主成分分析表明,茶氨酸、谷氨酸和天冬氨酸是湄潭翠芽中最主要的3種游離氨基酸。重慶針形綠茶主要采用福鼎大白茶、四川中小葉群體種、巴渝特早等中小葉品種,經(jīng)優(yōu)良工藝加工而成。其中,袁林穎等[15-16]、張瑩等[17-18]研究了重慶代表性針形綠茶永川秀芽的品質(zhì)特征,發(fā)現(xiàn)云嶺永川秀芽茶氨基酸總量越少其品質(zhì)級(jí)別越低,隨著茶多酚、氨基酸含量的降低,永川秀芽茶的內(nèi)質(zhì)感官品質(zhì)呈下降的趨勢(shì);不同等級(jí)永川秀芽主要滋味成分茶多酚含量、可溶性糖含量和酚氨比與其感官評(píng)分呈顯著負(fù)相關(guān),氨基酸含量和咖啡堿含量與茶葉感官評(píng)分呈顯著正相關(guān),但其滋味特征貢獻(xiàn)成分尚未有所報(bào)道。本研究結(jié)合感官審評(píng)及滋味組分分析,研究主要滋味成分對(duì)重慶針形綠茶品質(zhì)的貢獻(xiàn),以期對(duì)重慶針形綠茶工藝改進(jìn)及品質(zhì)改善提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2020年4月下旬,分別收集重慶市范圍內(nèi)各地區(qū)38家企業(yè)3～4月產(chǎn)針形綠茶產(chǎn)品250 g,原料標(biāo)準(zhǔn)為1芽1～2葉初展。樣品信息見(jiàn)表1。

表1 樣品來(lái)源信息Table 1 Sample source information

1.2 儀器與設(shè)備

電子分析天平,梅特勒托利多科技(中國(guó))有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋,常州滇華儀器有限公司;3-30K離心機(jī),德國(guó)Sigma公司;Aligent 1200液相色譜儀、Aligent 1260液相色譜儀,安捷倫科技(中國(guó))有限公司;Multiskan SkyHigh全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀,賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 主要生化成分分析方法

茶多酚含量、兒茶素總量、GA、EGC、D/L-C、EGCG、EC、ECG測(cè)定依據(jù)GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》;氨基酸含量測(cè)定依據(jù)GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測(cè)定》;咖啡堿含量測(cè)定依據(jù)GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測(cè)定》;水浸出物含量測(cè)定依據(jù)GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測(cè)定》;氨基酸組分測(cè)定依據(jù)GB/T 30987—2020《植物中游離氨基酸的測(cè)定》。

1.3.2 感官審評(píng)

由5位高級(jí)評(píng)茶員按GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》進(jìn)行密碼評(píng)分審評(píng)。

1.4 數(shù)據(jù)分析及軟件

使用Excel 2016對(duì)茶樣理化成分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,SPSS 19.0進(jìn)行主成分分析(principal component analysis, PCA),Tbtools軟件進(jìn)行聚類分析及熱圖繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 重慶針形綠茶滋味感官品質(zhì)分析

樣品來(lái)自于渝西南、渝東南、渝東北等10個(gè)主要產(chǎn)茶區(qū)縣,產(chǎn)地海拔分布范圍較廣(表1)。根據(jù)評(píng)語(yǔ)描述,結(jié)果見(jiàn)表2,重慶針形綠茶大多表現(xiàn)為滋味濃醇鮮爽、醇正爽適、醇和等,部分產(chǎn)品在殺青、做形、干燥環(huán)節(jié)可能掌握程度不夠穩(wěn)定,導(dǎo)致滋味中出現(xiàn)欠醇、高火等問(wèn)題。其中,茶樣9、15滋味鮮醇,品質(zhì)表現(xiàn)最好;茶樣29滋味欠醇,品質(zhì)欠佳。

表2 重慶針形綠茶滋味感官表現(xiàn)Table 2 Sensory evaluation of taste performance in Chongqing needle-shaped green tea

2.2 重慶針形綠茶呈味物質(zhì)分析

2.2.1 主要內(nèi)含成分分析

見(jiàn)電子增強(qiáng)出版附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033560),重慶針形綠茶水浸出物含量范圍在45.2%～49.6%,平均含量48.51%;茶多酚含量在14.7%～21.6%,平均含量19.12%;游離氨基酸含量在2.8%～5.6%,平均含量4.1%;咖啡堿含量在3.4%～4.7%,平均含量4.06%(以上均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)),酚氨比在2.67～7.64,平均值4.83。水浸出物含量是可溶性物質(zhì)的總和,反映了茶湯的滋味濃度,茶多酚占水浸出物中比重較大,也是決定茶湯濃度的主要成分,在一定范圍內(nèi)(22%),滋味與茶多酚含量呈顯著的正相關(guān);而酚氨比是茶多酚與氨基酸的比值,一般認(rèn)為在二者含量高而比值低的情況下味感濃而鮮爽[19]。重慶針形綠茶水浸出物含量豐富,茶多酚含量低于22%,但均值較高,游離氨基酸含量較高,均值達(dá)4.1%,且酚氨比低于8,說(shuō)明重慶針形綠茶總體味感表現(xiàn)濃醇而鮮爽,品質(zhì)較好。

綠茶中GA含量在0.48%～1.36%,平均含量1.0%;總兒茶素含量在9.63%～17.15%,平均含量14.07%。兒茶素組分中EGCG含量最高,在4.56%～8.73%,平均含量6.71%;其次是兒茶素(D/L-C),含量在0.81%～4.85%,平均含量3.05%;ECG排第三,含量在1.74%～3.39%,平均含量2.66%;EGC含量在0～3.1%,平均含量0.93%;EC在0.3%～1.11%,平均含量0.73%。故重慶針形綠茶兒茶素組分中,主要為酯型兒茶素,其含量高于非酯型兒茶素,占總兒茶素的66.58%(以上均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

2.2.2 氨基酸組分分析

氨基酸是綠茶茶湯鮮味來(lái)源的主要成分,約占干物質(zhì)總量的3%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),其中氨基酸組分中帶甜鮮味的茶氨酸占氨基酸總量的70%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))左右[19],與綠茶滋味品質(zhì)呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)0.992 3[7]。經(jīng)檢測(cè)分析,重慶針形綠茶氨基酸組分含量見(jiàn)附表2。天冬氨酸含量在0.065%～0.205%;蘇氨酸含量在0.013%～0.038%;絲氨酸含量在0.025%～0.086%;天冬酰胺含量在0～0.182%;谷氨酸含量在0.115%～0.495%;茶氨酸含量在0.041%～2.116%;甘氨酸含量在0～0.006%;丙氨酸含量在0.008%～0.037%;蛋氨酸含量在0～0.032%;異亮氨酸含量在0～0.047%;亮氨酸含量在0～0.002%;絡(luò)氨酸含量在0～0.088%;γ-氨基丁酸含量在0.001%～0.028%;組氨酸含量在0～0.029%;色氨酸含量在0～0.046%;賴氨酸含量在0.002%～0.056%;精氨酸含量在0.012%～0.461%。從含量來(lái)看,茶氨酸為綠茶中含量最高的氨基酸,均值達(dá)1.293%;谷氨酸次之,均值為0.346%;天冬氨酸排第3位,均值為0.143%;精氨酸含量也較豐富,均值為0.12%。結(jié)合氨基酸呈味特征[6-7],鮮味類氨基酸占總氨基酸組分含量的86.66%,是構(gòu)成重慶針形綠茶茶湯鮮味滋味的重要物質(zhì);其次是苦味類氨基酸占10.72%;甜味類氨基酸所占比例最小,僅2.61%(以上均為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

2.3 基于主成分分析的重慶針形綠茶滋味貢獻(xiàn)成分分析

利用SPSS 19.0對(duì)重慶針形綠茶滋味成分進(jìn)行主成分分析。經(jīng)分析,得到主成分特征值及其累計(jì)貢獻(xiàn)率見(jiàn)表3。可以看出,經(jīng)主成分提取后,可提取出6個(gè)主成分,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了85.171%,能夠解釋原有滋味成分所包含的大部分信息。其中,第1主成分的初始特征值為8.739,方差貢獻(xiàn)率為31.212%;第2主成分的特征值為6.184,方差貢獻(xiàn)率為22.085%;第3主成分的特征值為3.491,方差貢獻(xiàn)率為12.469%。

表3 主成分特征值及其累積變異百分比Table 3 Principal component eigenvalue and its cumulative variation percentage

從表4可以看出,構(gòu)成重慶針形綠茶滋味的第1主成分主要貢獻(xiàn)物質(zhì)為天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、異亮氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸及總游離氨基酸等,主要為呈現(xiàn)鮮甜帶酸、帶苦味的味感物質(zhì);第2主成分為谷氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、酪氨酸、水浸出物、茶多酚等物質(zhì)或指標(biāo),主要為呈現(xiàn)苦、澀味類物質(zhì);第3主成分為GA、EGC、ECG兒茶素組分,主要為呈現(xiàn)酸味、苦澀類物質(zhì)。

表4 各主成分的載荷矩陣Table 4 Load matrix of principal components

續(xù)表4

2.4 基于Dot值的重慶針形綠茶滋味貢獻(xiàn)成分分析

綠茶滋味中最重要的苦澀味、鮮爽味的來(lái)源與其所含的兒茶素、游離氨基酸類味覺(jué)活性物質(zhì)有關(guān)。但單憑其含量并不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)其對(duì)味道的作用。因此還需根據(jù)各物質(zhì)的閾值進(jìn)一步計(jì)算每種物質(zhì)的Dot值,Dot值>1,說(shuō)明該物質(zhì)對(duì)呈味有貢獻(xiàn),且值越大,表明該物質(zhì)對(duì)該味道的貢獻(xiàn)越大;反之,若Dot值<1,則表明該物質(zhì)貢獻(xiàn)較小。由表5可知,Dot值>1的氨基酸組分只有2種,分別是天冬氨酸、谷氨酸,其表現(xiàn)的味覺(jué)特征均為鮮味。說(shuō)明茶湯鮮爽味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)是天冬氨酸、谷氨酸,茶氨酸雖然含量豐富,但閾值也高,對(duì)茶湯鮮爽味的貢獻(xiàn)未達(dá)到明顯的效果。

表5 重慶針形綠茶特征性氨基酸組分味感及Dot值Table 5 Taste and Dot value of characteristic amino acid components of Chongqing needle-shaped green tea

續(xù)表5

沒(méi)食子酸、咖啡堿及兒茶素類味感主要呈現(xiàn)為苦和澀味,由表6可知,重慶針形綠茶中GA、咖啡堿、EGCG、ECG的Dot值最小值>1,EGC、D/L-C在部分樣品中Dot值>1,說(shuō)明GA、咖啡堿、EGCG、ECG、EGC、D/L-C對(duì)綠茶滋味中苦澀味的形成有貢獻(xiàn),其貢獻(xiàn)度大小排序?yàn)榭Х葔A>EGCG>GA>ECG>EGC>D/L-C。

表6 重慶針形綠茶沒(méi)食子酸、咖啡堿及 兒茶素類味感及Dot值Table 6 Taste and Dot value of gallic acid, caffeine and catechin in Chongqing needle-shaped green tea

2.5 基于滋味成分的重慶針形綠茶地域聚類分析

對(duì)38個(gè)廠家的針形綠茶滋味成分進(jìn)行聚類分析并繪制熱圖。如圖1所示,巴南5號(hào)和武隆2號(hào)茶企所制針形綠茶鮮味類氨基酸如茶氨酸、谷氨酸、絲氨

圖1 重慶針形綠茶滋味成分聚類熱圖Fig.1 Cluster heat map of taste components of Chongqing needle-shaped green tea

酸等含量突出,且咖啡堿、總兒茶素、EGC、EGCG含量均較低,與表2茶湯的滋味表現(xiàn)較一致,其原因可能與其高海拔的茶園生態(tài)環(huán)境有關(guān)。而通過(guò)聚類分析可看出,在第4層級(jí)上,永川、巴南兩地的針形綠茶聚類效果較好,其中永川地區(qū)針形綠茶滋味成分總體表現(xiàn)出天冬氨酸、谷氨酸、茶氨酸、甘氨酸、色氨酸含量豐富,總兒茶素、EGC、EGCG含量低的特點(diǎn);巴南地區(qū)針形綠茶滋味成分總體表現(xiàn)出亮氨酸、γ-氨基丁酸、水浸出物、茶多酚、總兒茶素、EGCG、EC等含量豐富的特點(diǎn)。說(shuō)明地域環(huán)境對(duì)茶滋味成分的組成有一定的影響。

3 討論

本文對(duì)重慶針形綠茶滋味感官品質(zhì)及呈味成分進(jìn)行檢測(cè)分析。綠茶滋味多表現(xiàn)為濃醇鮮爽、醇正爽適、醇和等,說(shuō)明滋味品質(zhì)總體質(zhì)量較好。但由于工藝掌握不一,部分出現(xiàn)欠醇、高火等缺陷,有待進(jìn)一步提升。綠茶主要生化成分中水浸出物含量豐富,平均值達(dá)48.51%;茶多酚含量低于22%,但均值較高,達(dá)19.12%;游離氨基酸含量較高,均值達(dá)4.1%;酚氨比低于8,均值4.83,說(shuō)明重慶針形綠茶總體味感表現(xiàn)濃醇而鮮爽,品質(zhì)較好,與滋味感官審評(píng)結(jié)果相符。

采用主成分分析及Dot值對(duì)主要呈味特征成分進(jìn)行分析。主成分提取出天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸12種氨基酸組分和GA、EGC、ECG 3個(gè)組分為重慶針形綠茶主要呈味特征成分。同時(shí)通過(guò)Dot值分析出,天冬氨酸、谷氨酸、GA、EGCG、ECG、EGC、D/L-C對(duì)綠茶滋味的形成有重要貢獻(xiàn)。但許多研究發(fā)現(xiàn),茶湯滋味的形成是呈味物質(zhì)間相互作用的結(jié)果,如EGCG和咖啡堿之間存在苦味協(xié)同作用,茶氨酸可增強(qiáng)EGCG的苦味,對(duì)其澀味有減弱作用[22];EGCG和咖啡堿的混合液的苦味強(qiáng)度比兩者中的任一者高,但卻比兩者相加的苦味值低,而且本身沒(méi)有澀味的咖啡堿可以增強(qiáng)EGCG的澀味,且這種增強(qiáng)作用隨咖啡堿濃度的升高而增大[23]。因此,明確重慶針形綠茶中的重要生化組分種類及其組成比例對(duì)了解其呈味特征有重要意義。

滋味成分熱圖表現(xiàn)及聚類分析結(jié)果表示,在第4層級(jí)上,永川、巴南兩地的針形綠茶聚類效果較好,且兩地綠茶在滋味成分上表現(xiàn)出一定的特點(diǎn),這可能與當(dāng)?shù)氐纳h(huán)境及加工方式有關(guān)。在今后的研究中可通過(guò)研究以上關(guān)鍵呈味物質(zhì)成分在重慶綠茶加工中的變化或在各生產(chǎn)地域的差異,探索重慶綠茶特征滋味品質(zhì)形成機(jī)制,為重慶綠茶品質(zhì)改善提供參考。

4 結(jié)論

重慶針形綠茶味感表現(xiàn)濃醇而鮮爽,總體品質(zhì)較好。天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、組氨酸、賴氨酸、精氨酸12種氨基酸組分和GA、EGC、ECG 3個(gè)組分為重慶針形綠茶主要呈味特征成分;而天冬氨酸、谷氨酸、GA、EGCG、ECG、EGC、D/L-C對(duì)重慶針形綠茶滋味的形成有重要貢獻(xiàn),永川、巴南兩地的針形綠茶滋味特征較一致,聚類效果較好。