重慶針形綠茶滋味特征及主要貢獻物質

楊娟,袁林穎*,王杰,王廷華,吳全,徐澤,鐘應富

1(重慶市農業科學院茶葉研究所,重慶,402160)2(重慶市茶葉工程技術研究中心,重慶,402160) 3(重慶市永川區經濟作物技術推廣站,重慶,402160)

滋味是評價茶葉品質優良的重要因子,占綠茶評審比重的30%。綠茶茶湯滋味由多種滋味物質相互作用,共同構成,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)主要呈現苦味和澀味[1],是茶湯苦澀味的主要呈味物質。氨基酸對構成茶葉品質有重要作用,參與茶葉滋味和香氣的形成,茶葉中發現并鑒定的氨基酸有26種[2],大部分呈現甜、鮮味,部分呈現苦味[3]。咖啡堿是單一的苦味物質,但咖啡堿能增加表沒食子酸兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)的澀味[4]。YU等[5]建立的即飲綠茶苦味強度與化合物濃度的關系模型也顯示,咖啡因是主要苦味驅動因子,其次是EGCG。金孝芳[6]研究得出EGCG、表沒食子兒茶素(epigallocatechin, EGC)、兒茶素沒食子酸酯(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]對綠茶呈現鮮爽味的關鍵因子進行分析,認為關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、有機酸總量(P<0.05)。張英娜[8]對綠茶茶湯主要兒茶素呈味特性進行了分析,認為茶湯苦味強度主要由兒茶素含量決定;而茶湯澀味的呈現較為復雜,需綜合考慮兒茶素、咖啡堿、沒食子酸、黃酮醇苷、氨基酸等組分才可對其澀味有較好的量化。

濃度/閾值(dose-over-threshold,Dot)為滋味物質貢獻度的一種表征方式,Dot值>1表示滋味物質對茶湯呈味有顯著貢獻[1]。馬林農等[9]通過Dot值分析得出ECG與EGCG是普洱生茶澀味的主要貢獻物質,EGCG、ECG和咖啡堿是苦味的主要貢獻物質,高含量ECG可能是形成普洱生茶口感濃厚與強烈的重要因素。毛雅琳等[10]分析不同品種碾茶滋味,Dot值分析表明,EGCG和沒食子兒茶素沒食子酸酯(gallocatechin gallate, GCG)是碾茶茶湯澀味主要貢獻物質,咖啡堿、EGCG和GCG是苦味的主要貢獻物質,且茶湯澀味和苦味都以EGCG為最主要的貢獻因子,單個氨基酸組分對茶湯鮮味的貢獻度較低(Dot<1)。CHEN等[11]對綠茶茶湯中的多酚類物質進行分析,結果顯示,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,達到4 000。XU等[12]則認為綠茶的澀味與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。艾仄宜等[13]認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到鮮味閾值,而沒食子酸(gallic acid, GA)濃度遠高于其閾值(0.034 mg/mL),故認為GA是雨花茶鮮爽滋味的關鍵因素之一。彭瓊瑤等[14]通過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,經優良工藝加工而成。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特征,發現云嶺永川秀芽茶氨基酸總量越少其品質級別越低,隨著茶多酚、氨基酸含量的降低,永川秀芽茶的內質感官品質呈下降的趨勢;不同等級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分呈顯著負相關,氨基酸含量和咖啡堿含量與茶葉感官評分呈顯著正相關,但其滋味特征貢獻成分尚未有所報道。本研究結合感官審評及滋味組分分析,研究主要滋味成分對重慶針形綠茶品質的貢獻,以期對重慶針形綠茶工藝改進及品質改善提供參考。

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各地區38家企業3～4月產針形綠茶產品250 g,原料標準為1芽1～2葉初展。樣品信息見表1。

表1 樣品來源信息Table 1 Sample source information

1.2 儀器與設備

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

1.3 實驗方法

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測定依據GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》;氨基酸含量測定依據GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測定》;咖啡堿含量測定依據GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測定》;水浸出物含量測定依據GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測定》;氨基酸組分測定依據GB/T 30987—2020《植物中游離氨基酸的測定》。

1.3.2 感官審評

由5位高級評茶員按GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》進行密碼評分審評。

1.4 數據分析及軟件

使用Excel 2016對茶樣理化成分進行統計分析,SPSS 19.0進行主成分分析(principal component analysis, PCA),Tbtools軟件進行聚類分析及熱圖繪制。

2 結果與分析

2.1 重慶針形綠茶滋味感官品質分析

樣品來自于渝西南、渝東南、渝東北等10個主要產茶區縣,產地海拔分布范圍較廣(表1)。根據評語描述,結果見表2,重慶針形綠茶大多表現為滋味濃醇鮮爽、醇正爽適、醇和等,部分產品在殺青、做形、干燥環節可能掌握程度不夠穩定,導致滋味中出現欠醇、高火等問題。其中,茶樣9、15滋味鮮醇,品質表現最好;茶樣29滋味欠醇,品質欠佳。

表2 重慶針形綠茶滋味感官表現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分析

2.2.1 主要內含成分分析

見電子增強出版附表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%(以上均為質量分數),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(22%),滋味與茶多酚含量呈顯著的正相關;而酚氨比是茶多酚與氨基酸的比值,一般認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4.1%,且酚氨比低于8,說明重慶針形綠茶總體味感表現濃醇而鮮爽,品質較好。

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%(以上均為質量分數)。

2.2.2 氨基酸組分分析

氨基酸是綠茶茶湯鮮味來源的主要成分,約占干物質總量的3%(質量分數),其中氨基酸組分中帶甜鮮味的茶氨酸占氨基酸總量的70%(質量分數)左右[19],與綠茶滋味品質呈顯著正相關,相關系數達0.992 3[7]。經檢測分析,重慶針形綠茶氨基酸組分含量見附表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%。從含量來看,茶氨酸為綠茶中含量最高的氨基酸,均值達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%,是構成重慶針形綠茶茶湯鮮味滋味的重要物質;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%(以上均為質量分數)。

2.3 基于主成分分析的重慶針形綠茶滋味貢獻成分分析

利用SPSS 19.0對重慶針形綠茶滋味成分進行主成分分析。經分析,得到主成分特征值及其累計貢獻率見表3。可以看出,經主成分提取后,可提取出6個主成分,累計方差貢獻率達到了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,方差貢獻率為31.212%;第2主成分的特征值為6.184,方差貢獻率為22.085%;第3主成分的特征值為3.491,方差貢獻率為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,構成重慶針形綠茶滋味的第1主成分主要貢獻物質為天冬氨酸、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,主要為呈現鮮甜帶酸、帶苦味的味感物質;第2主成分為谷氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、酪氨酸、水浸出物、茶多酚等物質或指標,主要為呈現苦、澀味類物質;第3主成分為GA、EGC、ECG兒茶素組分,主要為呈現酸味、苦澀類物質。

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

續表4

2.4 基于Dot值的重慶針形綠茶滋味貢獻成分分析

綠茶滋味中最重要的苦澀味、鮮爽味的來源與其所含的兒茶素、游離氨基酸類味覺活性物質有關。但單憑其含量并不能準確評價其對味道的作用。因此還需根據各物質的閾值進一步計算每種物質的Dot值,Dot值>1,說明該物質對呈味有貢獻,且值越大,表明該物質對該味道的貢獻越大;反之,若Dot值<1,則表明該物質貢獻較小。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,其表現的味覺特征均為鮮味。說明茶湯鮮爽味的主要貢獻物質是天冬氨酸、谷氨酸,茶氨酸雖然含量豐富,但閾值也高,對茶湯鮮爽味的貢獻未達到明顯的效果。

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

續表5

沒食子酸、咖啡堿及兒茶素類味感主要呈現為苦和澀味,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,說明GA、咖啡堿、EGCG、ECG、EGC、D/L-C對綠茶滋味中苦澀味的形成有貢獻,其貢獻度大小排序為咖啡堿>EGCG>GA>ECG>EGC>D/L-C。

表6 重慶針形綠茶沒食子酸、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38個廠家的針形綠茶滋味成分進行聚類分析并繪制熱圖。如圖1所示,巴南5號和武隆2號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茶湯的滋味表現較一致,其原因可能與其高海拔的茶園生態環境有關。而通過聚類分析可看出,在第4層級上,永川、巴南兩地的針形綠茶聚類效果較好,其中永川地區針形綠茶滋味成分總體表現出天冬氨酸、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;巴南地區針形綠茶滋味成分總體表現出亮氨酸、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。說明地域環境對茶滋味成分的組成有一定的影響。

3 討論

本文對重慶針形綠茶滋味感官品質及呈味成分進行檢測分析。綠茶滋味多表現為濃醇鮮爽、醇正爽適、醇和等,說明滋味品質總體質量較好。但由于工藝掌握不一,部分出現欠醇、高火等缺陷,有待進一步提升。綠茶主要生化成分中水浸出物含量豐富,平均值達48.51%;茶多酚含量低于22%,但均值較高,達19.12%;游離氨基酸含量較高,均值達4.1%;酚氨比低于8,均值4.83,說明重慶針形綠茶總體味感表現濃醇而鮮爽,品質較好,與滋味感官審評結果相符。

采用主成分分析及Dot值對主要呈味特征成分進行分析。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個組分為重慶針形綠茶主要呈味特征成分。同時通過Dot值分析出,天冬氨酸、谷氨酸、GA、EGCG、ECG、EGC、D/L-C對綠茶滋味的形成有重要貢獻。但許多研究發現,茶湯滋味的形成是呈味物質間相互作用的結果,如EGCG和咖啡堿之間存在苦味協同作用,茶氨酸可增強EGCG的苦味,對其澀味有減弱作用[22];EGCG和咖啡堿的混合液的苦味強度比兩者中的任一者高,但卻比兩者相加的苦味值低,而且本身沒有澀味的咖啡堿可以增強EGCG的澀味,且這種增強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了解其呈味特征有重要意義。

滋味成分熱圖表現及聚類分析結果表示,在第4層級上,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出一定的特點,這可能與當地的生育環境及加工方式有關。在今后的研究中可通過研究以上關鍵呈味物質成分在重慶綠茶加工中的變化或在各生產地域的差異,探索重慶綠茶特征滋味品質形成機制,為重慶綠茶品質改善提供參考。

4 結論

重慶針形綠茶味感表現濃醇而鮮爽,總體品質較好。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對重慶針形綠茶滋味的形成有重要貢獻,永川、巴南兩地的針形綠茶滋味特征較一致,聚類效果較好。