基于浙江部分主栽品种的黄茶滋味特征及化学组分贡献研究

2019-09-19范方媛杨晓蕾龚淑英郭昊蔚纵榜正李春霖钱虹胡建平

浙江大学学报（农业与生命科学版） 2019年4期

范方媛，杨晓蕾，龚淑英*，郭昊蔚，纵榜正，李春霖，钱虹，胡建平

（1.浙江大学农业与生物技术学院茶叶研究所，杭州 310058；2.德清农业局，浙江湖州 313200）

随着人们对茶叶产品多元化消费趋势的增长及健康理念的逐渐增强，黄茶作为我国六大茶类中的特色茶类，因其具有独特的感官品质及抗氧化、预防胃损伤、调节糖脂代谢等保健功效[1-3]而逐渐受到越来越多消费者的关注，近几年产销量持续上涨。

“醇和甘甜”是黄茶滋味不同于其他茶类的典型特征，也是在“闷黄”工序独特的湿热作用下鲜叶原料中化学物质转化的结果。茶树品种原料是形成茶叶滋味品质的物质基础，不同品种加工形成的黄茶滋味品质特征也有差异。陈昌辉等[4]研究显示，川茶新品种以新工艺制出的蒙顶黄芽感官滋味醇厚鲜爽；唐春风等[5]研究表明，以福选9号、川农黄芽早品种的夏季原料加工形成的黄茶中茶多酚、氨基酸含量均较高，滋味醇厚鲜爽。以湖南黄茶产区主栽品种湘妃翠、尖波黄等加工而成的黄茶具有较高的氨基酸含量及较低的酚氨比，同时也表现出“浓醇型”的滋味特征[6-7]。现有的研究显示，影响黄茶滋味品质的化学因素主要包括茶多酚、咖啡碱、氨基酸和糖类[8]。相对于绿茶，在黄茶的儿茶素组分中表没食子儿茶素没食子酸酯[(-)-epigallocatechin-3-gallate,EGCG]和表儿茶素没食子酸酯[(-)-epicatechin gallate,ECG]占比相对较低，氨基酸含量较高，在闷黄过程中酯型儿茶素持续降低，儿茶素[(-)-catechin,C]和表儿茶素[(-)-epicatechin,EC]含量显著升高，氨基酸、可溶性糖及蛋白质含量先增加后降低[8]，以此形成醇和甘甜的口感特征。本研究针对浙江部分主栽品种，利用浙江北部黄茶产区传统并经改良的制作工艺加工形成黄茶样品，结合感官审评及滋味组分数据分析，研究黄茶感官滋味品质及滋味化学组分对黄茶品质的贡献作用。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验所用鲜叶及样品加工过程均在浙江省传统黄茶产区德清县莫干山茶区采集和进行。采集3月底—4月上旬的迎霜、白叶一号、浙农113等3个茶树品种的鲜叶，采摘标准均为一芽一叶～一芽二叶初展。

主要试剂：外标法定量所需的标准品（8种儿茶素单体、没食子酸、9种黄酮苷单体、19种氨基酸单体）购自阿拉丁（上海）试剂公司或上海源叶生物科技有限公司，纯度均≥98%；甲醇、乙腈、乙酸、甲酸购自美国Tedia公司，均为色谱纯；邻苯二甲醛（ophthalaldehyde,OPA）、氯甲酸芴甲酯（fluorenylmethoxycarbonyl chloride,FMOC）、磷酸二氢钾（KH2PO4）、磷酸氢二钠（Na2HPO4）购自国药试剂集团，均为分析纯。

样品加工及检测设备：黄茶加工采用滚筒杀青机、8CHFJ-5B型发酵机、6CRM-35型揉捻机、6CH-0.8型茶叶烘干机、JY-6CHY-70型旋转式烘焙提香机。化学组分提取及检测采用DL-WS210型温湿度自动记录仪、BAS124S-CW型电子天平、SIGMA-3K15x型离心机、HWS28型恒温水浴锅、岛津LC-10高效液相色谱仪等。

1.2 实验方法

样品制备：采用该产区传统并经改良的黄茶加工方法，其基本工艺流程为鲜叶→摊放→杀青→摊凉回潮→揉捻→（初烘）→包闷→拆包散热通气→反复包闷和拆包散热→干燥。其中：鲜叶摊放采用自然摊放10 h，同时间接鼓风2～3 h；杀青采用滚筒杀青方式，滚筒实际温度约（200±10）℃，叶温（100±10）℃，叶片过滚筒用时约1.5 min；揉捻用时约30～40 min；闷黄工序采用理条机提供稳定热源，以双层纱布打包揉捻叶/初烘叶，每包1 kg，置于理条机平板上进行包闷，一定时间后拆包散热通气，而后复包，反复进行若干次，间隔时间及进行次数因热源温度的不同而不同；干燥采用烘干机，叶温80℃，烘干时长30 min。相同品种原料的不同样品（用不同编号表示）在加工中所采用的工序（是否采用初烘）及闷黄热源温度（平板温度：40～50、＞50～60、＞60～70℃）均有所差异。

茶叶感官审评：5名具有国家二级评茶员以上资质的茶叶审评专家组成审评小组，依据《茶叶感官审评方法》（GB/T 23776—2018），采用柱形杯审评法进行黄茶样品茶汤制备，并对样品滋味进行术语描述及评分（百分制）。

茶汤制备：采用醇提法[9]制备黄茶样品茶汤，用于化学组分全量测定。具体步骤为：准确称取磨碎茶样0.15 g，置于离心管中，加入25 mL 50%乙醇，置于70℃水浴中萃取30 min，期间每隔10 min摇动一次，随后取出离心管冷却至室温，并于4℃、1.2×104r/min下离心10 min，取上清液，备用。采用杯泡法制备黄茶样品茶汤，用于感官滋味组分浓度测定。具体依据《茶叶感官审评方法》（GB/T 23776—2018），准确称取3.0 g茶样，置于150 mL标准审评杯中，冲入沸水150 mL，室温浸提5 min，茶汤过0.45 μm水膜，备用。

儿茶素及生物碱组分含量测定：采用高效液相色谱法（high performance liquid chromatography,HPLC）进行检测。采用紫外检测器，色谱柱为Agilent TC-C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流动相A为V（乙腈）∶V（乙酸）∶V（水）=6∶1∶193，流动相B为V（乙腈）∶V（乙酸）∶V（水）=60∶1∶139，洗脱梯度为B相初始体积分数20%，在35 min时线性上升至65%，随后立即降至20%，保持5 min，至40 min时结束，流速1 mL/min，柱温25℃，检测波长280 nm，进样量10 μL。

黄酮醇苷类组分测定：采用HPLC进行检测。采用紫外检测器，色谱柱为Agilent TC-C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流动相A为V（甲酸）∶V（水）=1∶999，流动相B为V（甲酸）∶V（乙腈）=1∶999；洗脱梯度为B相初始体积分数20%，在55 min时线性上升至50%，随后立即降至20%，保持5 min，至60 min时结束，流速1 mL/min，柱温35℃，检测波长360 nm，进样量10 μL。

氨基酸组分含量测定：采用衍生法及HPLC-荧光检测器（fluorescence detector,FLD）法进行检测。样品首先进行OPA和FMOC衍生，然后取硼酸缓冲溶液（0.4 mol/L，pH 10.2）500 μL、OPA（10 mg/mL）50 μL、FMOC（1.5 mg/mL）50 μL、去离子水300 μL，加入待测茶汤5 μL，混匀后立即将混合液注入HPLC进样器中。HPLC检测采用荧光检测器（FLD），色谱柱为Zorbax Eclipse-AAA柱（4.6 mm×75 mm，3.5 μm），流动相A为Na2HPO4水溶液（40 mmol/L，pH 7.8），流动相B为V（乙腈）∶V（甲醇）∶V（水）=45∶45∶10，洗脱梯度为B相初始体积分数5%，在18 min时线性上升至60%，18～23 min线性上升至100%，随后立即下降至5%，保持5 min，至28 min时结束，流速1.5 mL/min，柱温40℃，发射波长340 nm，激发波长450 nm，进样量10 μL。

1.3 数据统计分析

各处理均设3次重复，采用Excel 2010进行数据处理，结果表示为平均值±标准差；采用SPSS 21.0对数据进行差异显著性分析；采用SIMCA-P 11.5进行偏最小二乘判别分析（partial least square discriminant analysis,PLS-DA）。

2 结果与分析

2.1 不同品种原料的黄茶感官滋味品质分析

用迎霜、白叶一号、浙农113等3个浙江主栽茶树品种加工形成的黄茶滋味感官审评评语及评分如表1所示：用不同茶树品种鲜叶加工成的黄茶样品间因原料物质基础的差异而表现出不同的感官表现；在相同品种原料条件下，不同样品因“闷黄”工序参数不同也表现出感官差异。分析显示，在感官滋味方面，甘醇感是在本实验条件下13个黄茶样品表现出的共有属性，用不同品种及不同闷黄工艺加工而成的样品均在甘度、醇度、鲜度、生涩感及熟闷感方面有不同程度的表现。在本实验条件下，3个不同品种样品中迎霜与白叶一号的滋味得分普遍较高，均大于90分；在相同品种原料条件下，不同闷黄处理间相对标准偏差（relative standard deviation,RSD）均＜3%，表明在本实验条件下，在相同品种原料基础上，由闷黄工艺引起的滋味品质差异较小。

表1 不同品种黄茶样品感官滋味品质描述及评分Table 1 Description and scoring of taste-sensory characteristic in yellow tea samples from three tea cultivars

2.2 不同品种原料的黄茶感官滋味化学组分分析

用不同品种原料加工形成的黄茶滋味品质化学组分——儿茶素类、黄酮醇苷类、生物碱类及氨基酸类组分平均含量在统计学上的显著性差异分析见表2。在本实验条件下，34种滋味组分中没食子酸、咖啡碱、牡荆素、丝氨酸、组氨酸、γ-氨基丁酸、色氨酸等7种物质在3个品种黄茶中的含量无显著差异，其他组分含量均在不同品种中表现出不同程度的差异。在8种儿茶素组分中，迎霜、白叶一号的没食子儿茶素[(-)-gallocatechin,GC]、表没食子儿茶素[(-)-epigallocatechin,EGC]、表没食子儿茶素没食子酸酯[(-)-epigallocatechin-3-gallate,EGCG]、没食子儿茶素没食子酸酯[(-)-gallocatechin-3-gallate,GCG]等组分含量显著高于浙农113，而浙农113的表儿茶素没食子酸酯[(-)-epicatechin gallate,ECG]含量显著高于其他2个品种。主要黄酮醇苷组分槲皮素-3-O-半乳糖苷在浙农113、白叶一号品种黄茶中的含量显著高于迎霜，其他黄酮醇苷组分含量在迎霜和白叶一号2个品种黄茶中普遍较高。在3个品种中，白叶一号氨基酸含量高的品种特征在黄茶中同样有明显表现，除丝氨酸、组氨酸、γ-氨基丁酸及色氨酸含量在3个品种黄茶中无显著差异外，其他氨基酸组分在白叶一号黄茶中的含量大都显著高于另2个品种黄茶；而在本实验条件下，用浙农113品种制成的黄茶的氨基酸各组分含量普遍较低。

2.3 基于偏最小二乘判别分析（PLS--DA）的黄茶滋味品质成分分析

对黄茶滋味化学组分的偏最小二乘判别分析（PLS-DA）显示，前3个主成分的积累方差贡献率（累积比例）达82.8%，其中：第一主成分的贡献率最高，为46.6%；第二主成分的贡献率为27.7%（前2个主成分的积累方差贡献率为74.3%）；第三主成分的贡献率为8.5%。图1显示，无论是在前3个主成分水平上（图1A）还是在前2个主成分水平上（图1B），13个黄茶样品均明显分为3类，其中：用相同原料品种制成的黄茶样品聚为一类；基于第一、二主成分，浙农113品种黄茶样品聚集在第3象限，迎霜品种黄茶样品聚集在第1象限，白叶一号品种黄茶样品聚集在第4象限。由此可见，品种原料为黄茶加工提供了物质基础，决定了黄茶产品不同的滋味品质风格特征。

mg/g 1133.94ab.03b ong 11 2.77a.06b.53b.00b.96a.22c.14a.18c.06a.06b.12a.30b.07c农 ±0±02.19c Zhen 4.45 0.54 49.73±±1±0±1±0±0±0±0±0±0±0±0±0浙2.27 3.77 1.11 1.28 1.12 0.37 1.45 0.44 0.39 0.34 0.60 0.28 15.99±2b 3a 1.57a白Baiyeyihao 号3a 4a 2a 6a 3a 7a 0a 6a 9a 6a 5a 8a一2.34a叶3.85±0.7 0.63±0.0.96±45 5.51±0.9 6.90±0.8 3.36±0.5 1.28±0.1 4.65±0.9 0.49±0.0 3.42±0.8 0.31±0.0.30±35 0.86±0.0 0.37±0.0 1.28±0.3 0.63±0.0 0a 5.31±0.3 3c 2a 3a 7a 4a 9b 2a 9b 7a 7a 4a 3b 3b霜0.49±0.0.18±0.52a 5.66b迎5.43±0.7 7.19±1.4 2.58±0.5 1.22±0.3 2.50±0.5 0.38±0.1 2.39±0.4 0.39±0.1.07±0.88±0.0 0.46±0.1 0.84±0.1 0.52±0.0 ree tea cultivars Yingshuang 4725分osition BA GA TB FAsp Asn Gln酸Phe th 组CA Comp 酸Glu胺Ser胺His Arg Val Trp酸Leu碱TP 碱氨酸酰酸酰酸酸丁Thea基酸酸酸氨酸学tea samples from 可碱啡冬氨冬氨氨氨氨氨氨丙氨可茶咖氨氨ility level.天谷天丝谷组精γ-茶缬色苯亮量含s probab分别Type生Alkaloids组类碱酸物e 0.05氨基Am ino acid th滋yel low 化味ces at的in 3 ong 11种compositions .36a 113品2.57±0.27c.07c.22a 0.89a 9.41c.17c 1.58a.25a.05b.09b.13b.04a.36b.45a.01b.01b.01b样农0±2±5±t differen茶浙Zhen黄2.03±0 5.16±0 0.87±0 11.2 93.11.26±0 32.71.46±0 0.54±0 1.03±0 1.21±0 0.08±0 1.91±0 3.64±0 0.22±0 0.13±0 0.11±0.18a 品同ical 号ihao 2.35±0.57b.31a.22a.53b.13a.01b.04a.06b.06b.00a.07c.21a.02a.01b.01a不一0.30a taste-chem白Baiyey 1.01c叶0±2±2 3.55±0 8.81±0 0.66±0 2.41±0 0.53±0 0.85±0 1.01±0 1.26±0 0.03±0 1.31±0 3.77±0 0.29±0 0.13±0 0.19±0表11.3 112.28±3 19.3。statistically significan义Content of±0.21a 意学霜0.42b Yingshuang计迎2.33±0.68a±0.45b±0.02b±0.43b±4.38a±0.16b±0.05a±0.05b±0.03a±0.04a±0.02a±0.07a±0.16b±0.01b±0.02a±0.01b统4.49 5.96 0.18 9.30 1.75.43±1.53 0.54 1.31 1.48 0.06 2.49 2.44 0.22 0.35 0.12有Table 2123.62 24异差平wercase letters indicate CG 水EG酯GC G 0.05分osition 酸酯G Myr-gal Myr-glu Que-rut Myr-rha Que-gal Que-glu Kae-rut Kae-glu P＜different lo C 子酸EC 苷苷苷苷苷苷苷苷在by食子酯CG 糖糖糖糖糖糖糖糖示ed GC Comp EG 没食酸酯组表素素没子酸乳萄香李乳萄香萄母食子素茶半葡--鼠半芸葡芸葡GA -茶素-----字写茶儿EC 儿茶没食酸儿子C素子儿素没-3-O-3-O-3-O Vit-3-O-3-O-3-O-3-O-3-O小子子食素茶食子茶素酮素素素苷素素酚酚同a row follow食食没茶儿没食儿茶梅梅皮荆梅皮皮柰柰不没没表儿表表没表儿杨杨槲牡杨槲槲山山的within后es 据别Ty pe酚Polyphenol苷数类素醇行茶酮同The valu多儿Catechins黄Flavonol glycosides

各滋味组分的相关性载荷散点图（图2）显示：在本实验条件下，在主成分1水平上，6种儿茶素组分、3种黄酮醇苷组分、10种主要氨基酸组分得分较高。其中：在儿茶素组分中，EGCG、GC、GCG、EGC得分为正，CG和ECG得分为负；3种黄酮醇苷组分（杨梅酮-3-O-半乳糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-芸香糖苷）及10种氨基酸组分（茶氨酸、精氨酸、谷氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、组氨酸、缬氨酸、亮氨酸）的得分均为正。在主成分2上得分较高的主要为黄酮醇苷类和儿茶素类化合物，其中杨梅素-3-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-芸香糖苷分值为正，C、EC及槲皮素-3-O-半乳糖苷分值为负。此外，谷氨酰胺主要在主成分3上表现出较高得分，分值为负。由此可见，在滋味品质中的儿茶素组分、黄酮醇苷组分及氨基酸组分在不同品种黄茶分类中具有重要贡献作用。同时，在本实验供试品种条件下，儿茶素组分EGCG、GCG、EGC等，黄酮醇苷组分杨梅酮-3-O-半乳糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、山柰酚-3-O-芸香糖苷，部分氨基酸组分谷氨酸、茶氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺等与滋味得分具有较高的相关性。

图1 基于偏最小二乘判别分析（PLS--DA）的不同品种黄茶样品得分图Fig.1 Score plot of yellow tea samples from three tea cultivars based on partial least square discriminant analysis(PLS-DA)

图2 黄茶感官滋味化学因子PLS--DA相关性载荷得分双标图Fig.2 PLS-DAcorrelation-loading biplot of taste-chemical compositions in yellow tea

2.4 主要呈味化学组分在不同品种黄茶滋味品质中的贡献度

国际上常采用剂量比阈因子（dose-overthreshold factors,DoT）进行关键呈味物质分析，DoT值大于1，可认为该成分对滋味具有显著贡献，且贡献度随DoT值增大而增大。本研究针对不同茶树品种原料加工而成的黄茶采用标准冲泡法（GB/T 23776—2018）获得的茶汤中的主要滋味物质进行DoT值分析，结果如表3所示。在8种儿茶素单体组分中，EGCG在迎霜和白叶一号品种黄茶样品滋味中DoT值＞1，而在浙农113品种不同黄茶样品中DoT值均小于1；其他7种儿茶素组分在本实验条件下的黄茶样品茶汤中DoT值均小于1。黄酮醇苷类化合物虽含量相对较低，但7种主要的黄酮醇苷类组分在3个品种黄茶样品中的DoT值均大于1，其中槲皮素-3-O-芸香糖苷在茶汤中的DoT值高达7 000～1.4×104，比其他黄酮醇苷组分DoT值高出3～4个数量级，表明黄酮醇苷在黄茶滋味特征的形成中起到了重要作用，与已有研究结论[10-12]相同。虽然咖啡碱含量在用不同茶树品种加工形成的黄茶样品中无显著差异（表2），且在黄茶加工过程中变化也不大[8]，但在黄茶滋味中DoT值较高，均大于4。氨基酸在传统上被认为是茶汤鲜味的主要来源，尤其是约占茶叶氨基酸总量50%以上的茶氨酸，被认为是绿茶鲜味的重要因子。本研究结果显示：在12种氨基酸中精氨酸及γ-氨基丁酸在部分黄茶样品中DoT值大于1；其他氨基酸在本研究条件下的黄茶茶汤中DoT值均＜1，其中含量最高的茶氨酸的DoT值在0.02～0.20之间。此外，在本研究中不同品种黄茶的冲泡茶汤中没食子酸的DoT值达1.01～1.58。

3 讨论

本研究结果显示，茶树品种原料是黄茶滋味品质特征形成的重要物质基础，迎霜、白叶一号、浙农113等3个品种原料分别采用不同闷黄工艺加工形成的黄茶样品在滋味品质方面均表现出“甘醇感”的共有属性，但在甘、醇、鲜、生涩及熟闷感方面表现出不同程度的差异。滋味组分中大部分化合物含量在3个品种黄茶中差异显著，基于滋味组分的主成分分析显示，3个品种黄茶样品分别各自聚为一类，表明品种原料是黄茶产品滋味品质特征形成的重要物质基础。近30种黄茶滋味化学组分的偏最小二乘判别分析（PLS-DA）结果与滋味组分DoT值研究结果较为一致，其中EGCG是茶汤的主要成分，在茶汤中的含量显著高于其他儿茶素组分，同时，基于味觉细胞的研究显示，儿茶素类单体中以EGCG的苦味最为强烈[13]。黄酮醇苷类化合物在PLS-DA和DoT值分析中均显示出突出的黄茶滋味贡献作用，与已有其他茶类研究结论一致。徐鹏程等[10]研究发现，杨梅素苷和槲皮素苷类化合物与大佛龙井茶汤色泽和滋味苦涩感有重要关联；刘阳等[11]针对西湖龙井茶进行了黄酮苷类滋味物质的贡献分析，认为槲皮素-3-O-芸香糖苷、槲皮素-3-O-半乳糖苷和杨梅素-3-O-半乳糖苷在绿茶滋味中具有重要贡献作用；SCHARBERT等[12]采用滋味稀释法分析了红茶涩感物质，同样发现黄酮醇苷是红茶苦涩味感的重要贡献物质。同时，黄酮醇苷还与茶树品种密切相关[14]，戴伟东等[15]推测，在黄酮醇苷中山柰酚-3-葡萄糖苷含量和山柰酚-3-葡萄糖苷/山柰酚-3-半乳糖苷比值可以作为茶树品种适制性的部分判断依据，在本研究中也同样显示，在不同品种黄茶中黄酮醇苷含量有较大差异。在本研究条件下，生物碱类中的咖啡碱、氨基酸类中的精氨酸及γ-氨基丁酸、没食子酸等组分在黄茶滋味中具有较大贡献，已有研究显示其单体水溶液味觉均呈苦涩感[12,16-18]，而含量较高的茶氨酸在茶汤中的DoT值＜1，在白茶滋味物质中同样发现茶氨酸DoT值小于1[19]，因此，茶氨酸在滋味中的贡献作用及作用机制有待进一步研究。综上，采用DoT值分析法的结果显示，在本研究条件下对黄茶茶汤滋味贡献较大的化合物的单体水溶液味感多呈现苦涩味，但感官分析结果显示，茶汤滋味风格以甘醇鲜爽为主，个别样品表现出微生涩的特征。原因可能在于：一方面单体味感特征及其阈值的测定基于单体化合物的水溶液，测定体系简单，而茶汤是个复杂的混合体系，其滋味特征是若干呈味物质的综合表现，多种呈味物质进入口腔后，会有味觉的消杀、疲劳、对比等相互作用，使得感官味感发生变化[20]。另一方面，滋味化合物的相互作用能够改变滋味组分在单体水溶液中的味感贡献度。已有研究显示，咖啡碱在一定含量范围内（3.8%～4.5%），不仅能够降低茶汤粗涩感，同时还可提高茶汤鲜爽度[18]；此外，咖啡碱还可与多酚类物质络合形成具有鲜爽滋味的化合物[21]。KANEKO等[22]研究抹茶鲜味物质发现，茶氨酸、琥珀酸、没食子酸等化合物能够增加绿茶鲜味感。总之，茶汤滋味化学组分在感官滋味特征表现中的作用不能仅以单体味感为判定标准，要同时考虑茶汤体系及特定体系中的味感特征。推测在茶汤的复杂体系中，味感贡献物质因多种相互作用而改变了其单体水溶液的味感特征贡献度，后续研究将进一步探索滋味物质在不同茶汤体系中的味感贡献表现及其在茶叶滋味品质评价中的作用和机制。