重庆针形绿茶滋味特征及主要贡献物质

杨娟,袁林颖*,王杰,王廷华,吴全,徐泽,钟应富

1(重庆市农业科学院茶叶研究所,重庆,402160)2(重庆市茶叶工程技术研究中心,重庆,402160) 3(重庆市永川区经济作物技术推广站,重庆,402160)

滋味是评价茶叶品质优良的重要因子,占绿茶评审比重的30%。绿茶茶汤滋味由多种滋味物质相互作用,共同构成,而苦涩味及鲜爽味是绿茶茶汤滋味最重要的特性。如茶汤中含量丰富的多酚类主体成分儿茶素(catechin, D/L-C)主要呈现苦味和涩味[1],是茶汤苦涩味的主要呈味物质。氨基酸对构成茶叶品质有重要作用,参与茶叶滋味和香气的形成,茶叶中发现并鉴定的氨基酸有26种[2],大部分呈现甜、鲜味,部分呈现苦味[3]。咖啡碱是单一的苦味物质,但咖啡碱能增加表没食子酸儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)的涩味[4]。YU等[5]建立的即饮绿茶苦味强度与化合物浓度的关系模型也显示,咖啡因是主要苦味驱动因子,其次是EGCG。金孝芳[6]研究得出EGCG、表没食子儿茶素(epigallocatechin, EGC)、儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate, ECG)和芦丁是绿茶茶汤苦涩味的重要影响因子,咖啡碱是绿茶茶汤苦味的重要影响因子,氨基酸是绿茶茶汤鲜味的重要影响因子。刘爽[7]对绿茶呈现鲜爽味的关键因子进行分析,认为关键因子主要包含谷氨酸、茶氨酸、丝氨酸、丙氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸、鲜味氨基酸、甜味氨基酸、氨基酸总量、乳酸、琥珀酸、柠檬酸、有机酸总量(P<0.05)。张英娜[8]对绿茶茶汤主要儿茶素呈味特性进行了分析,认为茶汤苦味强度主要由儿茶素含量决定;而茶汤涩味的呈现较为复杂,需综合考虑儿茶素、咖啡碱、没食子酸、黄酮醇苷、氨基酸等组分才可对其涩味有较好的量化。

浓度/阈值(dose-over-threshold,Dot)为滋味物质贡献度的一种表征方式,Dot值>1表示滋味物质对茶汤呈味有显著贡献[1]。马林农等[9]通过Dot值分析得出ECG与EGCG是普洱生茶涩味的主要贡献物质,EGCG、ECG和咖啡碱是苦味的主要贡献物质,高含量ECG可能是形成普洱生茶口感浓厚与强烈的重要因素。毛雅琳等[10]分析不同品种碾茶滋味,Dot值分析表明,EGCG和没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate, GCG)是碾茶茶汤涩味主要贡献物质,咖啡碱、EGCG和GCG是苦味的主要贡献物质,且茶汤涩味和苦味都以EGCG为最主要的贡献因子,单个氨基酸组分对茶汤鲜味的贡献度较低(Dot<1)。CHEN等[11]对绿茶茶汤中的多酚类物质进行分析,结果显示,在16种绿茶茶汤中,呈涩味的EGC、ECG、EGCG和6种黄酮醇苷平均Dot值>1,其中芦丁的平均Dot值最大,达到4 000。XU等[12]则认为绿茶的涩味与ECG和黄酮醇苷(杨梅素-3-O-半乳糖苷和芦丁)的浓度高度相关。艾仄宜等[13]认为雨花茶的滋味特征多由具有苦涩味的儿茶素类决定;茶汤中鲜味氨基酸仅谷氨酸达到鲜味阈值,而没食子酸(gallic acid, GA)浓度远高于其阈值(0.034 mg/mL),故认为GA是雨花茶鲜爽滋味的关键因素之一。彭琼瑶等[14]通过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种游离氨基酸。重庆针形绿茶主要采用福鼎大白茶、四川中小叶群体种、巴渝特早等中小叶品种,经优良工艺加工而成。其中,袁林颖等[15-16]、张莹等[17-18]研究了重庆代表性针形绿茶永川秀芽的品质特征,发现云岭永川秀芽茶氨基酸总量越少其品质级别越低,随着茶多酚、氨基酸含量的降低,永川秀芽茶的内质感官品质呈下降的趋势;不同等级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与其感官评分呈显著负相关,氨基酸含量和咖啡碱含量与茶叶感官评分呈显著正相关,但其滋味特征贡献成分尚未有所报道。本研究结合感官审评及滋味组分分析,研究主要滋味成分对重庆针形绿茶品质的贡献,以期对重庆针形绿茶工艺改进及品质改善提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2020年4月下旬,分别收集重庆市范围内各地区38家企业3～4月产针形绿茶产品250 g,原料标准为1芽1～2叶初展。样品信息见表1。

表1 样品来源信息Table 1 Sample source information

1.2 仪器与设备

电子分析天平,梅特勒托利多科技(中国)有限公司;电热恒温鼓风干燥箱,上海齐欣科学仪器有限公司;HH-2数显恒温水浴锅,常州滇华仪器有限公司;3-30K离心机,德国Sigma公司;Aligent 1200液相色谱仪、Aligent 1260液相色谱仪,安捷伦科技(中国)有限公司;Multiskan SkyHigh全波长酶标仪,赛默飞世尔科技(中国)有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 主要生化成分分析方法

茶多酚含量、儿茶素总量、GA、EGC、D/L-C、EGCG、EC、ECG测定依据GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》;氨基酸含量测定依据GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》;咖啡碱含量测定依据GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》;水浸出物含量测定依据GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》;氨基酸组分测定依据GB/T 30987—2020《植物中游离氨基酸的测定》。

1.3.2 感官审评

由5位高级评茶员按GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》进行密码评分审评。

1.4 数据分析及软件

使用Excel 2016对茶样理化成分进行统计分析,SPSS 19.0进行主成分分析(principal component analysis, PCA),Tbtools软件进行聚类分析及热图绘制。

2 结果与分析

2.1 重庆针形绿茶滋味感官品质分析

样品来自于渝西南、渝东南、渝东北等10个主要产茶区县,产地海拔分布范围较广(表1)。根据评语描述,结果见表2,重庆针形绿茶大多表现为滋味浓醇鲜爽、醇正爽适、醇和等,部分产品在杀青、做形、干燥环节可能掌握程度不够稳定,导致滋味中出现欠醇、高火等问题。其中,茶样9、15滋味鲜醇,品质表现最好;茶样29滋味欠醇,品质欠佳。

表2 重庆针形绿茶滋味感官表现Table 2 Sensory evaluation of taste performance in Chongqing needle-shaped green tea

2.2 重庆针形绿茶呈味物质分析

2.2.1 主要内含成分分析

见电子增强出版附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.033560),重庆针形绿茶水浸出物含量范围在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%;游离氨基酸含量在2.8%～5.6%,平均含量4.1%;咖啡碱含量在3.4%～4.7%,平均含量4.06%(以上均为质量分数),酚氨比在2.67～7.64,平均值4.83。水浸出物含量是可溶性物质的总和,反映了茶汤的滋味浓度,茶多酚占水浸出物中比重较大,也是决定茶汤浓度的主要成分,在一定范围内(22%),滋味与茶多酚含量呈显著的正相关;而酚氨比是茶多酚与氨基酸的比值,一般认为在二者含量高而比值低的情况下味感浓而鲜爽[19]。重庆针形绿茶水浸出物含量丰富,茶多酚含量低于22%,但均值较高,游离氨基酸含量较高,均值达4.1%,且酚氨比低于8,说明重庆针形绿茶总体味感表现浓醇而鲜爽,品质较好。

绿茶中GA含量在0.48%～1.36%,平均含量1.0%;总儿茶素含量在9.63%～17.15%,平均含量14.07%。儿茶素组分中EGCG含量最高,在4.56%～8.73%,平均含量6.71%;其次是儿茶素(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%。故重庆针形绿茶儿茶素组分中,主要为酯型儿茶素,其含量高于非酯型儿茶素,占总儿茶素的66.58%(以上均为质量分数)。

2.2.2 氨基酸组分分析

氨基酸是绿茶茶汤鲜味来源的主要成分,约占干物质总量的3%(质量分数),其中氨基酸组分中带甜鲜味的茶氨酸占氨基酸总量的70%(质量分数)左右[19],与绿茶滋味品质呈显著正相关,相关系数达0.992 3[7]。经检测分析,重庆针形绿茶氨基酸组分含量见附表2。天冬氨酸含量在0.065%～0.205%;苏氨酸含量在0.013%～0.038%;丝氨酸含量在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%;异亮氨酸含量在0～0.047%;亮氨酸含量在0～0.002%;络氨酸含量在0～0.088%;γ-氨基丁酸含量在0.001%～0.028%;组氨酸含量在0～0.029%;色氨酸含量在0～0.046%;赖氨酸含量在0.002%～0.056%;精氨酸含量在0.012%～0.461%。从含量来看,茶氨酸为绿茶中含量最高的氨基酸,均值达1.293%;谷氨酸次之,均值为0.346%;天冬氨酸排第3位,均值为0.143%;精氨酸含量也较丰富,均值为0.12%。结合氨基酸呈味特征[6-7],鲜味类氨基酸占总氨基酸组分含量的86.66%,是构成重庆针形绿茶茶汤鲜味滋味的重要物质;其次是苦味类氨基酸占10.72%;甜味类氨基酸所占比例最小,仅2.61%(以上均为质量分数)。

2.3 基于主成分分析的重庆针形绿茶滋味贡献成分分析

利用SPSS 19.0对重庆针形绿茶滋味成分进行主成分分析。经分析,得到主成分特征值及其累计贡献率见表3。可以看出,经主成分提取后,可提取出6个主成分,累计方差贡献率达到了85.171%,能够解释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为8.739,方差贡献率为31.212%;第2主成分的特征值为6.184,方差贡献率为22.085%;第3主成分的特征值为3.491,方差贡献率为12.469%。

表3 主成分特征值及其累积变异百分比Table 3 Principal component eigenvalue and its cumulative variation percentage

从表4可以看出,构成重庆针形绿茶滋味的第1主成分主要贡献物质为天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、异亮氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸及总游离氨基酸等,主要为呈现鲜甜带酸、带苦味的味感物质;第2主成分为谷氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、酪氨酸、水浸出物、茶多酚等物质或指标,主要为呈现苦、涩味类物质;第3主成分为GA、EGC、ECG儿茶素组分,主要为呈现酸味、苦涩类物质。

表4 各主成分的载荷矩阵Table 4 Load matrix of principal components

续表4

2.4 基于Dot值的重庆针形绿茶滋味贡献成分分析

绿茶滋味中最重要的苦涩味、鲜爽味的来源与其所含的儿茶素、游离氨基酸类味觉活性物质有关。但单凭其含量并不能准确评价其对味道的作用。因此还需根据各物质的阈值进一步计算每种物质的Dot值,Dot值>1,说明该物质对呈味有贡献,且值越大,表明该物质对该味道的贡献越大;反之,若Dot值<1,则表明该物质贡献较小。由表5可知,Dot值>1的氨基酸组分只有2种,分别是天冬氨酸、谷氨酸,其表现的味觉特征均为鲜味。说明茶汤鲜爽味的主要贡献物质是天冬氨酸、谷氨酸,茶氨酸虽然含量丰富,但阈值也高,对茶汤鲜爽味的贡献未达到明显的效果。

表5 重庆针形绿茶特征性氨基酸组分味感及Dot值Table 5 Taste and Dot value of characteristic amino acid components of Chongqing needle-shaped green tea

续表5

没食子酸、咖啡碱及儿茶素类味感主要呈现为苦和涩味,由表6可知,重庆针形绿茶中GA、咖啡碱、EGCG、ECG的Dot值最小值>1,EGC、D/L-C在部分样品中Dot值>1,说明GA、咖啡碱、EGCG、ECG、EGC、D/L-C对绿茶滋味中苦涩味的形成有贡献,其贡献度大小排序为咖啡碱>EGCG>GA>ECG>EGC>D/L-C。

表6 重庆针形绿茶没食子酸、咖啡碱及 儿茶素类味感及Dot值Table 6 Taste and Dot value of gallic acid, caffeine and catechin in Chongqing needle-shaped green tea

2.5 基于滋味成分的重庆针形绿茶地域聚类分析

对38个厂家的针形绿茶滋味成分进行聚类分析并绘制热图。如图1所示,巴南5号和武隆2号茶企所制针形绿茶鲜味类氨基酸如茶氨酸、谷氨酸、丝氨

图1 重庆针形绿茶滋味成分聚类热图Fig.1 Cluster heat map of taste components of Chongqing needle-shaped green tea

酸等含量突出,且咖啡碱、总儿茶素、EGC、EGCG含量均较低,与表2茶汤的滋味表现较一致,其原因可能与其高海拔的茶园生态环境有关。而通过聚类分析可看出,在第4层级上,永川、巴南两地的针形绿茶聚类效果较好,其中永川地区针形绿茶滋味成分总体表现出天冬氨酸、谷氨酸、茶氨酸、甘氨酸、色氨酸含量丰富,总儿茶素、EGC、EGCG含量低的特点;巴南地区针形绿茶滋味成分总体表现出亮氨酸、γ-氨基丁酸、水浸出物、茶多酚、总儿茶素、EGCG、EC等含量丰富的特点。说明地域环境对茶滋味成分的组成有一定的影响。

3 讨论

本文对重庆针形绿茶滋味感官品质及呈味成分进行检测分析。绿茶滋味多表现为浓醇鲜爽、醇正爽适、醇和等,说明滋味品质总体质量较好。但由于工艺掌握不一,部分出现欠醇、高火等缺陷,有待进一步提升。绿茶主要生化成分中水浸出物含量丰富,平均值达48.51%;茶多酚含量低于22%,但均值较高,达19.12%;游离氨基酸含量较高,均值达4.1%;酚氨比低于8,均值4.83,说明重庆针形绿茶总体味感表现浓醇而鲜爽,品质较好,与滋味感官审评结果相符。

采用主成分分析及Dot值对主要呈味特征成分进行分析。主成分提取出天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸12种氨基酸组分和GA、EGC、ECG 3个组分为重庆针形绿茶主要呈味特征成分。同时通过Dot值分析出,天冬氨酸、谷氨酸、GA、EGCG、ECG、EGC、D/L-C对绿茶滋味的形成有重要贡献。但许多研究发现,茶汤滋味的形成是呈味物质间相互作用的结果,如EGCG和咖啡碱之间存在苦味协同作用,茶氨酸可增强EGCG的苦味,对其涩味有减弱作用[22];EGCG和咖啡碱的混合液的苦味强度比两者中的任一者高,但却比两者相加的苦味值低,而且本身没有涩味的咖啡碱可以增强EGCG的涩味,且这种增强作用随咖啡碱浓度的升高而增大[23]。因此,明确重庆针形绿茶中的重要生化组分种类及其组成比例对了解其呈味特征有重要意义。

滋味成分热图表现及聚类分析结果表示,在第4层级上,永川、巴南两地的针形绿茶聚类效果较好,且两地绿茶在滋味成分上表现出一定的特点,这可能与当地的生育环境及加工方式有关。在今后的研究中可通过研究以上关键呈味物质成分在重庆绿茶加工中的变化或在各生产地域的差异,探索重庆绿茶特征滋味品质形成机制,为重庆绿茶品质改善提供参考。

4 结论

重庆针形绿茶味感表现浓醇而鲜爽,总体品质较好。天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、天冬酰胺、丙氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸12种氨基酸组分和GA、EGC、ECG 3个组分为重庆针形绿茶主要呈味特征成分;而天冬氨酸、谷氨酸、GA、EGCG、ECG、EGC、D/L-C对重庆针形绿茶滋味的形成有重要贡献,永川、巴南两地的针形绿茶滋味特征较一致,聚类效果较好。