影響龍井茶湯品質的主要水質因素分析

尹軍峰，許勇泉，陳根生，汪芳，陳建新

中國農業科學院茶葉研究所，310008

陸地地表水、地下水和大氣降水與人類的生活、生產、生態關系密切。通過與周邊環境的相互作用與影響，加上人類的各種活動，這些水會含有顆粒懸浮物、有機物、無機物、氣體等物質，不僅影響水體的微生物指標、毒理指標和放射性指標等衛生指標，對感官性狀與一般化學指標也會產生明顯的影響。因此，采用不同內含物質的水沖泡的茶湯，其風味品質必定存在不同。明確影響茶湯風味品質的主要水質因子對泡茶用水的選擇，以及實現對茶湯風味品質的有效調控具有重要作用。

一、自然水（自來水）中顆粒物、有機物等對沖泡茶湯品質的影響

1.泥土顆粒物的影響

經與周邊環境的直接交流，自然界中的水中會存在較多的渾濁物和顆粒物，不僅影響水體的澄清度、色度等感官特性，也常會產生土腥味。因此，居民用水一般都是使用城市自來水等經過統一管網處理的水。若直接采用水源水泡茶，常會因水質較差而影響茶湯的風味品質。

2.有機化合物的影響

水中微生物代謝產生或人為排放產生的有機物質會直接影響生活飲用水的質量。其中，嗅感異味（Off-flavor）是最重要的影響因素，一般是由一些含量極低（ng/L）的有機化合物引起的。國內外學者對這些物質在生活飲用水中的含量及其危害、檢測手段與去除方法等都已開展了較為系統的研究。

表1是水中常見的氣味類型以及引起各種氣味的物質與來源[1-3]。除此之外，還存在其他類型的氣味，包括焦油臭、臭雞蛋味、硫磺味、氯苯味等，這些氣味大多是由微生物分泌產生的次生代謝物或消毒劑引起的[4]。有研究表明城市自來水中高含量的余氯或氯化物容易與茶湯中的多酚類作用，從而使茶湯表面產生“銹油”，并引起茶湯苦澀[5]。Basu與Ullah研究指出經氯處理過的水所泡的茶湯具有腐臭味（Tainted flavor）[6]。

表1 水中主要嗅味物質及其嗅感特性

二、飲用水中無機離子對沖泡茶湯品質的綜合影響

通過環境的影響，自然界水源中會溶入大量的無機離子，這些無機離子不僅會影響酸堿度、硬度和礦化度等水質特性，也同時會影響水質的咸味、澀味、酸味和鮮味、甜味等味感。一般飲用水質的基本要求是無色、無嗅、安全，特別是直飲瓶裝水中有機物產生的感官嗅味、毒性都應該杜絕。因此，飲用水水質口感的好壞主要取決于水中的無機離子，這必然影響沖泡茶湯的風味品質。

1.水中無機離子對沖泡茶湯品質存在較大影響

茶湯中存在大量的無機離子，分別來自茶葉自身和水源中。以往有不少研究都表明，無機離子對茶湯的品質及其穩定性有顯著影響[7-9]，Ca2+、Mg2+含量較高的硬水沖泡茶湯往往出現渾濁、沉淀現象和顏色反應，隨著Ca2+濃度增加，茶湯顏色變黃；隨著Fe2+濃度增加，茶湯顏色變深；隨著A l3+濃度增加，茶湯顏色變淺[8-11]。水中Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+、Zn2+等無機離子含量過量時，茶湯風味品質也容易受到影響，茶湯易出現變苦、變澀、變淡等風味變化[8，10-12]。

2.Ca2+、Mg2+是飲用水中影響茶湯品質的主要離子

為了明確飲用水中影響茶湯品質的主要離子，筆者選擇19種典型水樣，對主要影響離子進行了系統研究。我們知道，大自然水中主要由Ca2+、Mg2+、K+、Na+等四大陽離子構成，而茶葉中K+、Mn2+、Al3+等陽離子含量較高。通過系統研究和分析發現，一般茶湯中大量的K+多來自茶葉，高含量的Na+主要來源于水，Ca2+、Mg2+主要來自茶葉或水，兩者都有影響。水質因子與茶湯風味的相關性分析表明，水質總離子量以及Ca2+、Mg2+、K+、Na+等大量陽離子、茶湯pH與龍井茶湯品質相關性較強（表2）。進一步的閾值驗證試驗發現，Ca2+、Mg2+對茶湯的影響閾值明顯小于K+、Na+，影響力顯著較大，因此水質硬度過高對茶湯的影響較大。這說明，Ca2+、Mg2+是飲用水中影響茶湯風味品質的主要離子[13]。

表2 水質因子與龍井茶湯綜合滋味品質相關性分析

3.水中陰離子對茶湯品質具有一定的修飾作用

Cl－、SO42－、NO3－、HCO3－等是水中主要的4種陰離子。已有研究表明，水中不同陰離子不僅能影響陽離子的呈味特性，而且陰離子自身也會對水的口感產生影響[14]。王漢生等[15]研究也發現，SO42-（1～4mg/L）容易使茶湯滋味變淡薄，當SO42-含量達到6mg/L以上時茶湯開始出現明顯澀味[13]。為了系統了解不同陰離子的修飾作用，筆者設計研究了Cl－、HCO3－對Ca2+、Mg2+這2種陽離子的滋味修飾作用。研究表明，不同陰離子的修飾作用存在較大差異，HCO3－為陰離子水沖泡茶湯的品質相對較低（表3）。

表3 不同離子組合水樣對龍井茶茶湯滋味品質的影響

4.水質酸度對茶湯品質有明顯影響

水質酸度主要是由水中陰陽離子的構成決定的。王漢生等[15]研究指出pH＞7.0的水對茶湯品質有顯著影響，堿性水會明顯改變茶湯湯色和口感。通過不同酸度對茶湯品質影響的研究表明，pH在5.5～6.5的中性偏弱酸性水樣沖泡龍井茶的滋味品質較好。pH＜4.5或pH＞7.0的水質對龍井茶湯滋味品質有一定的影響，其中堿性條件影響較大[13]（圖1）。

圖1 水質pH對沖泡龍井茶湯滋味品質的影響

5.無機離子構成不同導致的茶湯品質成分浸出差異、轉化和風味修飾是導致品質形成的可能機制

綜合已有的研究，水質因子影響茶湯風味品質的機制主要有2個方面。

（1）水質引起風味物質釋放與轉化

不少學者研究認為，不同水質對茶湯固形物、品質成分及金屬離子等的浸出有顯著影響[16-19]。筆者研究發現不同陰陽離子構成的水可以影響茶湯中茶多酚、兒茶素、氨基酸、有機酸等部分滋味物質浸出和構成，改變不同香氣組分的釋放能力和構成。特別是熱沖泡過程中Ca2+、Mg2+、Na+等離子可以促使兒茶素等滋味物質的異構和氧化降解，尤其是水體偏堿情況下，會加速這種變化[13]。

（2）水質引起風味物質呈味特性修飾和互作效應

水中離子可以修飾茶湯味感物質的呈味特性。如Ca2+可以導致EGCG苦味降低、澀感增強，降低茶氨酸的鮮爽度和甜度。

三、水中氣體對沖泡茶湯品質的影響

為了了解水中溶入的O2、CO2等氣體對沖泡茶湯的影響，筆者選擇了一組陰陽離子含量基本一致，而氣體含量不同的對比水樣進行比較。該礦泉水富含Ca2+、Mg2+、Na+等金屬離子和HCO3－離子，水質偏堿，與純凈水處理相比，沖泡的龍井茶湯滋味鮮味降低，苦味增加，帶熟味，得分明顯較低（表4）；而含CO2處理的茶湯pH下降為6.51，呈弱酸性，茶湯的鮮爽味明顯提高，綜合品質還略高于純凈水。這說明使用含CO2的水沖泡可以調節水質pH，明顯改變茶湯的滋味品質[13]。

表4 水中CO2對龍井茶湯香氣品質的影響

四、小結

自然界水中含有顆粒懸浮物、有機物、無機物、氣體等各種物質，水質中這些物質的不同構成對水體的微生物指標、毒理指標和放射性指標等衛生指標和感官性狀及一般化學指標都會產生明顯的影響。多數自然水和自來水中由于常帶有顆粒物、有機物等物質，對沖泡茶湯品質存在較明顯的影響，一般應進行適當處理后再使用。

考慮到一般飲用水質的基本要求是無色、無嗅、安全，特別是直飲瓶裝水中有機物產生的感官嗅味、毒性都應該杜絕。因此，飲用水中的無機離子和氣體等無機物是主要的影響因素。水質中無機離子的含量與構成特別是Ca2+、Mg2+等含量以及不同陰離子構成引起的pH差異是影響沖泡茶湯的關鍵因素。另外，水源中的氣體對沖泡茶湯具有一定的促進作用。

水看似簡單，但考慮到內溶物的影響差異較大，水對沖泡茶湯的影響機制是非常復雜的。本文僅從西湖龍井茶的角度對可能的關鍵因素進行了研究和分析，仍有許多問題需要進一步研究和探索。

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