茶汤滋味物质滋味表征研究进展

李琴冉乾松刘忠英

(1.贵州省茶叶研究所，贵州 贵阳 550009；2.贵州大学茶学院，贵州 贵阳 550025)

茶作为商品，除具有提神醒脑、抗辐射、抗氧化等保健功能以及文化内涵外，自身还含有多种风味独特的水溶性成分。水溶性成分含量的多寡及各成分间配比比例丰富多变，是形成茶叶品质各具风格的物质基础。多种水溶性化合物共同构成的茶汤滋味是评价茶叶品质风格和优劣的重要参考指标。茶汤滋味属性总体可分为鲜味、苦味、涩味、甜味，虽然消费者不乐于接受苦味、涩味，但是苦味、涩味对构成茶汤滋味有着不可替代的作用。众多水溶性成分中，氨基酸、茶多酚、咖啡碱、糖类以及有机酸等滋味物质是茶汤滋味构成的主要贡献物质。由于茶汤中水溶性成分众多，因此，了解茶汤中主要滋味物质的呈味特性以及主要滋味物质间的交互作用，有利于建立科学准确的茶叶品质鉴定新方法，这对指导茶叶拼配和生产有重要参考价值。故本文就茶汤中主要滋味物质呈味特性、主要滋味物质间交互作用和主要呈味特性形成研究进展进行综述，以期为基于茶汤滋味良好的茶叶商品进行拼配和生产提供理论基础。

1 茶汤中主要滋味物质呈味特性研究进展

茶汤滋味物质有2种来源，茶树鲜叶中自身含有的氨基酸、多酚类、生物碱、可溶性糖、有机酸等物质；在加工中形成的，鲜叶在热化学作用下，酶的催化作用下，发生多种反应，促进了蛋白质等大分子物质向氨基酸等小分子物质的转化，从而形成茶叶风味。茶叶加工中典型的热化学作用有美拉德反应和焦糖化反应，酶促反应以儿茶素氧化反应为主，热化学作用与酶促反应有利于氨基酸、儿茶素等物质转化为呈味物质，贡献于茶汤滋味。众多滋味物质中，茶多酚、氨基酸及咖啡碱最具代表性，因此茶多酚、氨基酸及咖啡碱常作为茶汤中主要研究对象。

1.1 茶汤中氨基酸类呈味特性研究进展

氨基酸是具有氨基和羧基的有机化合物，茶叶中氨基酸占有机化合物1%～4%，已发现26种游离氨基酸，氨基酸不仅是蛋白质组成的基本单位，还是其它活性物质的重要组成成分。在茶叶加工中，氨基酸可通过脱氨脱羧等化学反应生成茶叶挥发性物质，参与茶叶香气的形成，是一类茶叶中参与呈香、呈味的十分重要的化学物质。茶汤中呈鲜味的主体成分是茶氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。茶氨酸是茶树中含量最高的游离氨基酸，是多味觉特性复合体，呈现类似味精的鲜爽味，极易溶于水，浸出率可达80%，在水中阈值0.06%，而谷氨酸和天冬氨酸的味觉阈值分别为0.15%及0.16%，茶氨酸还能缓解茶的苦涩味，增强甜味，因此认为茶氨酸对茶汤滋味鲜爽构成具有重要意义[1]。天冬氨酸与丙氨酸形成的二肽呈现强烈的鲜味，与谷氨酸形成的二肽，同时呈现咸味和鲜味，谷氨酸、丝氨酸、亮氨酸和丙氨酸形成的四肽，则呈现酸味、鲜味和苦味，其中酸味>鲜味>苦味[2]。但刘盼盼等[3]研究表明，苯丙氨酸含量与茶汤苦味、涩味强度呈显著正相关，说明氨基酸并不仅与鲜爽味有关。

1.2 茶汤中酚类物质呈味特性研究进展

茶多酚占茶叶干物质含量的18%～36%，是茶汤滋味组成的主体成分，包含黄烷醇类(儿茶素)、酚酸以及缩酚酸类、花色素类、黄酮醇及黄酮类4类物质。多酚类中最重要的是以儿茶素为主体的黄烷醇类，其不仅是茶树次生物质代谢的重要成分，还是茶叶具有保健功能的首要成分，对茶叶的色、香、味品质的形成有重要作用。儿茶素及其氧化、缩聚形成的产物是茶汤呈苦味、涩味，以及产生收敛性的主要滋味物质，所以儿茶素是茶汤滋味浓淡的决定因素[1]。对于儿茶素(catechin，C)、没食子儿茶素(gallocatechin，GC)、儿茶素没食子酸酯(catechin gallate，CG)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate，GCG)、表儿茶素(epicatechin，EC)、表没食子儿茶素(epigallocatechin，EGC)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate，ECG)以及表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate，EGCG)8种儿茶素单体，在相同浓度下(1.5mmol·L-1)，非表儿茶素的苦味和涩味均低于相应的表儿茶素单体，并且随着浓度的增加非表儿茶素苦涩强度的增加比相应的表儿茶素单体更慢，儿茶素没食子儿茶素的苦味和涩味要强于非没食子儿茶素的苦味和涩味，尤其是ECG[4]。

1.3 茶汤中生物碱类呈味特性研究进展

生物碱是一类在植物界分布广泛的含氮有机化合物，茶叶中生物碱主要有咖啡碱、可可碱、茶叶碱。茶叶生物碱以嘌呤碱为主，而嘌呤碱的主体成分又以咖啡碱为主，咖啡碱含量一般在2%～4%。核酸降解为咖啡碱合成提供嘌呤环，S-腺苷蛋氨酸则为其提供甲基。咖啡碱含量因生长条件、品种及生长季节会有所差异，加之，一般植物中咖啡碱含量并不高，所以咖啡碱也是茶树中特征性物质之一。咖啡碱呈味特性是苦味，随着茶汤温度降低，咖啡碱与茶多酚及其氧化产物可通过羟基和酮基间的H键缔合作用，形成大分子络合物，使红茶茶汤由清澈转为浑浊，出现“冷后浑”现象，其与红茶汤的鲜爽度和滋味浓度密切相关，和“金圈”一样被看成是高品质红茶具备特征[1]。

2 茶汤中滋味物质间的交互作用

味觉化合物间的相互作用可导致味觉强度改变，甚至产生新的味觉，当将2个或多个味觉化合物混合在一起时，一种化合物可能会干扰味觉受体细胞或与另一种化合物相关的味觉传导机制，混合物间抑制、加和及协同是一种认知相互作用，产生的结果是呈味强度小于或大于单个物质味觉强度的总和[5]。

2.1 滋味物质对茶汤鲜爽味的影响

茶汤滋味是由多元混合体系构成，鲜爽味和苦味、涩味物质间存在复杂的相互作用是造成茶汤滋味丰富的原因。人们对“鲜爽”最直观的感受，常被描述为类似鸡精、味精的鲜味物质，至于“爽”，则更倾向于愉悦的情感描述。在茶叶科学研究初期阶段，人们认为氨基酸类物质是茶汤鲜爽的主要原因，随着茶叶科学研究不断深入，人们发现有更多的滋味物质、滋味交互效应均有利于人们对鲜爽味的感知。

刘盼盼等[3]以不同鲜叶原料、不同加工工艺的绿茶为材料，以谷氨酸钠、咖啡碱和儿茶素EGCG等呈味单体作为标准滋味化学物质建立标准曲线，探究滋味量化及其与化学组分相关性，研究表明，茶汤滋味与鲜味强度呈显著正相关，谷氨酸含量与鲜味呈显著正相关，而茶多酚、咖啡碱、EGCG、EGC、ECG及儿茶素总量与鲜味呈显著负相关。研究还发现，氨基酸中主体成分茶氨酸含量并未与茶叶滋味评分和感官总分呈现显著相关性。除苦涩味物质对鲜爽味的感知存在拮抗作用外，还存在鲜爽味物质间的协同作用，如茶黄素是增鲜的化合物，可按比例增加L-谷氨酸钠的鲜味强度，且增强效果与茶黄素自身的阈值无关[6]。

2.2 滋味物质对茶汤苦涩味的影响

“涩味”在人体感官体验和描述中，常以舌面、两颊收紧，口腔出现厚重感，吃到生柿子，化不开，滋味难以消解等进行涩感表述。饮茶时有苦即有涩，只有当某一种感觉较强时才得以较好的区分。茶汤中的苦味、涩味物质的主体成分，分别是咖啡碱和以儿茶素为主体的多酚类物质。

研究表明，咖啡碱在茶汤中呈现单一的苦味，且苦味随着咖啡碱含量的增加而变得显著。同时，咖啡碱能和其他滋味物质发生交互作用，从而改变味觉特性，如咖啡碱能和氨基酸、茶多酚等形成具有鲜爽味的络合物，从而降低茶汤苦涩味。单一的鲜爽味物质，如茶氨酸也可以抑制由咖啡碱和儿茶素引起的苦涩味[7]。为探讨茶汤中主要苦涩味物质间的交互作用，徐文平等[8]分别从芦丁、咖啡碱和EGCG中选取2种物质，作两因素的交互试验，采用感官评定法中的线性标度法和排序法，分别对3种苦味、涩味物质间的交互作用进行探究。研究表明，芦丁自身没有明显的苦涩味，芦丁对EGCG的苦味无明显影响，但芦丁的加入能增强咖啡碱呈现的苦味，说明二者间存在协同作用；EGCG与咖啡碱混合液的苦味强度值高于混合液中单一组分所呈现的苦味强度，低于咖啡碱与EGCG苦味强度之和；咖啡碱本身无涩味，但是咖啡碱能增强EGCG的涩味，且咖啡碱浓度越高对涩味的增强作用也越强。

3 滋味物质感知表征

滋味物质种类繁多并广泛存在于多种食物之中，感知形成味觉的滋味物质，可以和其他味觉物质相互作用，彼此存在抑制、加和及协同效应，使食物滋味更加丰富。当滋味物质进入口腔，就会与味觉受体细胞结合，而后这些细胞感受到的滋味信息将通过味觉传入神经传递至中枢，并诱发多种机体反应，从而使人体感知到味觉。

3.1 鲜味表征

鲜味在大脑皮层中共有三级味觉皮层参与鲜味觉信息的传递，依次为初级味觉皮层岛叶(insular cortex，IC)、次级味觉皮层眶额皮层(orbitofrontal cortex，OFC)和三级味觉皮层前扣带回皮层(anterior cingulatecortex，ACC),其参与鲜味觉识别、编码鲜味觉感觉强弱及鲜味觉的情感调控。ACC的激活不仅引发鲜味觉识别，而且能调节人的行为、情绪和情感，使人产生愉悦、满足等多种感受，因此ACC在鲜味觉刺激的奖励机制中发挥重要作用[9]。研究发现，T1R家族中的T1R1和T1R3也是鲜味受体，其传导通道和甜味传导通道一样，是鲜味刺激物与T1R1/T1R3结合，激活PLC-β2，产生DAG和IP3，再与P3R3结合，使胞内储存的Ca2+被释放出来，进而激活TRPM5通道，Na+流入细胞内，最终导致膜去极化和神经递质释放，即甜味和鲜味受体都包括T1R3受体、T1R3参与了两者的转导[10]。研究发现，谷氨酸都能被mGluR4和T1R1+T1R3受体感知，但目前对mGluR4受体信号传导机制尚未统一，而当T1R1+T1R3同时存在时，能感知多种氨基酸、L-AP4和核苷酸，所以T1R1和T1R3被确定是鲜味受体[11]。

3.2 苦味表征

目前研究表明，苦味受体主要在味蕾毛孔处暴露的味觉细胞中表达，其聚集在舌头和上皮周围的真菌状、叶状和周缘乳头状上[12]。事实上，人体中只有25种TAS2Rs亚型苦味受体[13]。Masataka等[14]利用细胞测定与人类感官评价儿茶素对受体的反应，发现儿茶素可以识别受体，能被TAS2R14或39识别。研究表明，人类苦味受体hTAS2R39可以识别的儿茶素，包括EC、ECG、EGC、EGCG[15]。

3.3 涩味表征

人体口腔中由腮腺、舌下和颌下腺3种唾液腺组成，唾液腺分泌由许多蛋白质组成的唾液到口腔，唾液蛋白与多酚以疏水力和氢键结合，使口腔粘膜产生粗糙、干燥、起皱的感觉，被认为是造成口涩的原因[16]。在茶汤中，能刺激唾液分泌、与唾液蛋白结合，降低口腔组织润滑性的典型化合物，包括单宁、茶多酚(尤其是EGCG)等。

4 发展趋势

当前研究滋味物质呈味特性仍然以感官审评结合仪器定量检测的手段进行研究，感官审评贴合人们对商品的直观感受，但感官审评因人而异，存在主观因素的影响，导致评价不准确。随着电子舌在食品研究中的广泛应用，为了快速方便、高效经济、科学、可靠评价茶叶滋味品质，将感官评价与电子舌等仿生技术评价建立对应关系，用仿生技术评价结果对感官评价结果进行表征，搭建茶叶科学准确的评价模型，能够更快更准确的以消费者喜好为导向开发特色优质产品。

分子感官科学在茶叶呈味物质特性研究，随着科学技术手段的进步得到了广泛的应用。食品化学、分析化学等学科与分子感官科学的融合升级，使得茶叶呈味物质特性研究愈加广泛和深入，如对茶叶呈味物质进行重组构造研究、对茶叶呈味物质特性、物质间相互作用以及对茶汤滋味的贡献等，均得到进一步研究，揭示了不同类型茶叶呈味物质特性、滋味物质交互作用及对贡献茶汤滋味的物质基础。总之，茶汤是一个复杂的多属性混合溶液，在前述基础上，能够分门别类的逐一对茶汤中的多元滋味物质间交互作用进行研究。