普洱熟茶滋味品質預測模型建立及感官數字化標簽研究

王黎明， 肖 杰， 侯 粲， 郭曉娜， 牛興和，5， 應 劍

(1 中糧營養健康研究院有限公司， 北京 102209；2 營養健康與食品安全北京市重點實驗室， 北京 102209；3老年營養食品研究北京市工程實驗室， 北京 102209；4 中茶科技(北京) 有限公司， 北京 102209；5南京財經大學食品科學與工程學院/江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心， 南京 210023)

普洱熟茶是以云南大葉種曬青茶或普洱茶(生茶)為原料, 在特定環境下經微生物、 酶、 濕熱、 氧化等綜合作用制作而成的茶, 具有外形色澤紅褐, 松緊適度、不起層脫面, 端正勻稱、 內質湯色紅濃明亮, 滋味醇厚回甘, 香氣獨特陳香, 葉底紅褐的獨特品質特征[1], 近年來深受消費者喜愛。 普洱茶除了可以按照加工工藝分為生茶和熟茶以外, 還可以按照茶園形態(野放型、 生態型)、 樹種(喬木型和灌木型)、 產區(西雙版納、臨滄、 普洱)、 山頭(布朗、 帕沙、 南糯、 易武、 勐宋、景邁等)、 產品形態(散茶、 餅茶、 沱茶、 磚茶) 和倉儲地區(昆明、 北京、 廣東、 香港、 馬來西亞) 等進行分類[1], 但是這些分類方法很難解決消費者在選購普洱茶方面因缺乏落地性數字化參考值而導致的普洱茶選擇困難癥。 此外, 當前關于普洱茶品質的判定主要是由專業審評人員依照國家標準方法審評確定[2], 存在一定的主觀性, 缺少客觀的茶葉品質評價方法。

無論茶樹生長方式、 茶樹品種、 產區、 山頭還是加工工藝, 都是通過影響茶葉中內含物質組成最終影響茶葉感官品質和健康作用的[3-6]。 目前, 有關普洱茶的香氣品質[7-15]、 茶湯色澤[16-17]、 茶湯滋味與茶葉主要成分關系[3,18]等研究已取得了一定的進展, 然而有關普洱熟茶典型滋味特征與關鍵理化成分量化關系鮮有研究, 在一定程度上影響了對普洱熟茶滋味品質的科學評價。 本研究以14 個普洱熟茶樣品為定標集, 對其主要理化成分進行檢測, 并對滋味特征進行感官評分, 通過相關性分析確定影響普洱熟茶滋味的關鍵成分, 進一步通過通用全局優化算法建立了普洱熟普“成分-滋味品質得分”預測模型, 并以6 個普洱熟茶樣品作為驗證集對模型的準確性進行驗證； 在預測模型基礎上, 研究制定了相應的物質成分標準和數字化標識標簽, 為消費者提供一種客觀、 數字化、 簡單有效的選茶工具。

1 材料與方法

1.1 材料

綜合考慮普洱熟茶的產地、 倉儲條件、 品質等級因素選取中茶熟普代表性樣品20 個: (1) 中茶茗山-布朗大樹普洱熟茶, 2016年； (2) 中茶樟香餅普洱熟茶,2017年； (3) 中茶苦茗集-老曼峨普洱熟茶, 2017年；(4) 中茶牌七子餅-臻品黃印普洱熟茶, 2017年； (5)中茶茗山-易武熟茶, 2017年； (6) 中茶牌云南普洱茶Y671, 2017年； (7) 中茶棗香磚普洱熟茶, 2017年；(8) 中茶牌云南普洱茶磚-七三厚磚, 2017年； (9) 中茶金琥珀普洱熟茶, 2017年； (10) 中茶紫茗春色普洱熟茶, 2017年； (11) 中茶茗山-帕沙熟茶, 2017年；(12) 中茶茗山-景邁熟茶, 2016年； (13) 中茶牌云南普洱茶磚7581, 2018年； (14) 中茶紅韻春芽普洱熟茶, 2019年； (15) 中茶農歷戊戌狗年生肖餅, 2018年； (16) 中茶如意普洱熟茶, 2018年； (17) 中茶熏學普洱熟茶, 2017年； (18) 中茶鴻運福餅, 2019年；(19) 云南普洱茶梅花餅, 2017年； (20) 中茶起航普洱熟茶, 2019年。

1.2 檢測指標

水分: GB 5009.3—2016； 水浸出物: GB/T 8305—2013； 茶 多 酚: GB/T 8313—2008； 咖 啡 堿: GB/T 8312—2013； 氨基酸: FB/LH 005—2010； 可溶性糖:GB/T 5009.7—2008； 總黃酮: FB/LH 006—2010； 茶黃素: FB/LH 001—2010； 茶紅素: FB/LH 001—2010； 茶褐素: FB/LH 001—2010。

1.3 感官評審方法

由評茶師、 高級評茶員組成的5 人審評小組根據GB/T 23776—2018、 GB/T 14487—2017 中普洱茶審評方法, 稱取茶樣3.0 g, 以150 mL 沸水沖泡5 min, 從厚滑度和甜度2 個維度給每個茶樣進行打分, 審評過程采用集體評分, 推薦其中1 人為主評, 審評后由主評先提出每項因子的評分, 其他人員根據各自的審評結果進行修正與確認, 對觀點差異較大的茶進行討論, 最后共同確定分數。 如有必要, 可重新沖泡1 次, 對有爭議的項目再進行審評。

1.4 數據處理

數據統計分析采用SPSS 17.0 和1stOpt 數據處理軟件。

2 結果與分析

2.1 理化成分檢測和感官審評結果

如圖1 和圖2 所示, 所選樣品中水浸出物含量30.79% ～45.00%、 茶多酚含量8.80% ～14.60%、 咖啡堿含量2.5% ～4.74%、 氨基酸含量1.11% ～4.70%、可溶性糖含量2.50% ～5.20%、 總黃酮含量1.30% ～2.10%、 茶黃素含量0.10% ～0.30%、 茶紅素含量0 ～1.1%、 茶褐素含量9.60% ～15.9%。 厚滑度得分70 ～88 分、 甜度得分75 ～88 分。 所選樣品的理化成分含量和感官審評得分范圍較廣, 說明所選樣品具有代表性。

圖1 理化成分含量

圖2 感官評審得分

2.2 數據分析結果

2.2.1 相關性分析 對1 ～14 號樣品的感官評審得分與理化成分進行相關性分析發現, 茶多酚與甜度呈極顯著性負相關(P<0.01), 相關系數為－0.74； 茶黃素與甜度呈顯著性負相關(P<0.05), 相關系數為－0.58。究其原因可能是苦澀的茶多酚和茶黃素會掩蓋茶湯甜味, 故而茶多酚和茶黃素含量越高, 茶湯甜度越不明顯[19,21](圖3)。

圖3 理化成分含量與甜度得分性關系分析結果

茶多酚與厚滑度呈極顯著性正相關(P<0.01), 相關系數為0.66； 咖啡堿與厚滑度呈顯著性正相關(P<0.05), 相關系數為0.58。 究其原因可能是茶多酚、 咖啡堿收斂性成分可增加茶湯厚度, 含量過少茶湯淡薄[19,22](圖4)。

圖4 理化成分含量與厚滑度得分性關系分析結果

2.2.2 “成分-感官品質得分” 數學模型建立 以1～14號樣品作為定標集, 建立“成分-感官品質得分” 數學模型。 分別以甜度、 厚滑度為因變量, 以茶多酚和茶黃素、 茶多酚和咖啡堿為自變量, 通過全局優化算法建立甜度和厚滑度的感官得分預測模型:

式(1)、 (2) 中, SS 為甜度得分、 P 為茶多酚含量、 T 為茶黃素含量、 ST 為厚滑度得分、 C 為咖啡因含量。

以15～20 號樣品作為驗證集, 對所建立的“成分-感官品質得分” 數學模型的預測效果進行驗證, 甜度和厚滑度的預測偏差分別為0.06% ～10.60% 和0.99% ～6.46%, 表明所建立的模型可以對甜度和厚滑度進行準確的預測(圖5、 圖6)。

圖5 甜度得分預測模型預測效果

圖6 厚滑度得分預測模型預測效果

2.2.3 普洱熟茶分類及物質成分標準確定 根據厚滑度和甜度得分將普洱熟茶分為4 種類型: 普洱熟茶甜厚型、 普洱熟茶醇厚型、 普洱熟茶甘甜型、 普洱熟茶普通型。 其中, 將厚滑度與甜度得分均在85 分以上的普洱熟茶定義為普洱熟茶甜厚型, 根據厚滑度和甜度預測模型計算得到相應的成分標準為P ＋1.4 ×C≥17.4% 且P＋7.1×T≤11.5； 將厚滑度得分在85 分以上, 甜度得分85 分以下的普洱熟茶定義為普洱熟茶醇厚型, 根據厚滑度和甜度預測模型計算得到相應的成分標準為P ＋1.4×C≥17.4%且P ＋7.1 ×T >11.5； 將厚滑度得分在85 分以下, 甜度得分85 分以上的普洱熟茶定義為普洱熟茶甘甜型, 根據厚滑度和甜度預測模型計算得到相應的成分標準為P ＋1.4 ×C <17.4% 且P ＋7.1 ×T≤11.5； 將厚滑度與甜度得分均在85 分以下的普洱熟茶定義為普洱熟茶普通型, 根據厚滑度和甜度預測模型計算得到相應的成分標準為P ＋1.4 × C <17.4% 且P ＋7.1 × T >11.5 (附表)。

附表 普洱熟茶分類及物質成分標準

2.2.4 普洱熟茶感官數字化標簽制定 在4 個分類基礎上, 又細化了感官等級子標簽, 即普洱熟茶甜厚型、普洱熟茶醇厚型、 普洱熟茶甘甜型、 普洱熟茶普通型的厚滑度和甜度等級。 根據甜度和厚滑度的預測模型的預測值, 得分<75 分定義為1 級、 75 ～79 分定義為2 級、80～84 分定義為3 級、 85 ～89 分定義為4 級、 ≥90 分定義為5 級, 并設計數字化標簽標識, 用簡單清晰的數字等級, 告訴消費者普洱熟茶的一些專業品質特征, 指導消費者選茶。例如普洱熟茶PCS34 型, 該產品厚滑度等級3, 甜度等級4, 屬于甘甜型(圖7)。

圖7 普洱熟茶感官數字化標簽示例

3 結論

傳統茶葉審評更注重評審員的評審經驗, 對茶葉的外形(包括條索、 整碎、 色澤、 凈度) 以及內質(包括香氣、 滋味、 湯色、 葉底) 等進行品評分析, 具有一定的主觀局限性。 本研究在充分探究普洱熟茶關鍵感官品質特征與物質成分關系的基礎上, 通過相關性分析確定了影響普洱熟茶甜度和厚滑度的關鍵物質成分組, 結合工藝對成分的影響, 為后期工藝的優化升級, 茶葉品質的提升提供堅實的理論基礎。 通過通用全局優化算法, 建立了熟普“成分-感官品質得分” 預測模型, 從而對普洱熟茶品質的評價更加客觀, 有助于推進行業內普洱熟茶等級標準的制定。 在預測模型的基礎上, 本研究建立了基于感官品質的普洱熟茶分類體系, 并制定了相應的物質成分標準和數字化標識標簽, 為消費者提供一種客觀、 數字化、 簡單有效的選茶工具, 更好地指導消費。