冉乾松，刘忠英，方仕茂，尹 杰，戴宇樵，李 琴，杨 婷，潘 科，*

(1.贵州大学 茶学院，贵州 贵阳 550025； 2.贵州省茶叶研究所，贵州 贵阳 550006)

贵州是全国绿茶主产区之一，独特的气候条件孕育贵州绿茶优异品质，使得“贵州绿茶”成为首个获得省级茶叶区域农产品地理标志保护的产品。郭建军等[1]对贵州绿茶化学成分进行研究，结果表明，不同茶区绿茶化学成分含量存在显著差异，滋味主要体现“浓、醇、鲜、嫩”特征。李俊等[2]对不同类型、不同地区的贵州绿茶生化成分含量进行分析，结果表明，高水浸出物、高氨基酸、高咖啡碱、低儿茶素、低茶多酚形成了贵州绿茶爽适、甘厚、鲜爽滋味特征。赵华富等[3]利用主成分及层次聚类分析贵州绿茶滋味特征，结果表明，贵州绿茶主要分为丰富和较丰富型绿茶。但目前对贵州绿茶的科学评价仍缺乏数据支撑，尤其是在茶汤滋味属性与主要呈味化合物的相关性方面的研究仍较少。因此，本研究以2020年春季斗茶大赛参赛的5个代表性贵州绿茶样品为材料，利用感官评价、生化成分检测及电子舌对贵州不同代表性绿茶样品进行分析，结合化学计量分析、主成分分析、多因子分析等数理分析方法，探究贵州绿茶滋味特征及滋味成分与滋味属性间的关系。以期为贵州绿茶滋味特征的科学评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

从2020年贵州春季斗茶大赛133只参赛茶样，按照DB52/T1495—2020省级地方标准《贵州冲泡品饮指南》“高水温、多投茶、快出汤、茶水分离、不洗茶”的贵州冲泡细则进行现场冲泡，通过大众审评、专家评委评茶，选择大众和专家在滋味特征上高度认可具有代表性的茶样5个作为本研究样品。

1.2 试剂与仪器

1.2.1 试剂

乙腈、甲醇、乙酸、乙二胺四乙酸二钠、抗坏血酸、咖啡碱标准品、儿茶素类标准品、没食子酸标准品、岛津游离氨基酸检测试剂包：17种游离氨基酸混合标准品、茶氨酸标准品、OPA衍生试剂、FMOC衍生试剂、硼酸盐缓冲试剂、磷酸、盐酸、十二水合磷酸氢二钠、十水合四硼酸钠。

1.2.2 仪器

PL203型电子分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；KL-UP-III-20型超纯水仪，成都唐氏康宁科技发展有限公司；FBS-750A型快速水分测干仪，厦门弗布斯检测设备有限公司；TG16A型高速离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；SHZ-III型真空抽滤装置，天津市恒奥公司；IT-07A-3型恒温磁力搅拌器，上海一恒科技有限公司；LC-2030C型高效液相色谱仪，日本岛津；WGL-230B型电热鼓风干燥箱、DK-98-Ⅱ型电热恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；U-5100型紫外-可见分光光度计，购自日本日立公司；SA-402B型电子舌，日本Insent。

1.3 方法

1.3.1 感官审评

审评根据国家标准GB/T23776—2018《茶叶感官审评方法》进行。由审评专家、高级评茶员构成的 8人审评小组，男女比例 4∶4，参照茶叶审评标准中绿茶的审评方法进行审评。准确称取有代表性茶样3.0 g置于150 mL标准审评杯中，注入沸水150 mL，室温冲泡4 min，滤出茶汤，留叶底于杯中，并对样品滋味进行术语描述及评分，评分采用百分制。

1.3.2 儿茶素及咖啡碱检测

检测方法：采用国标GB/T8313—2018中的方法检测。样品制备：称取0.2 g茶样于10 mL离心管中，加入5 mL预热的70%甲醇水溶液，在70 ℃水浴条件下，浸提10 min，每隔5 min搅拌一次，浸提后冷却至室温，转入离心机3 500 r·min-1转速下离心10 min，将上清液转移至10 mL容量瓶。残渣用5 mL预热的70%甲醇水溶液重复上述操作，合并两次提取液定容至10 mL，摇匀，备用。取2 mL备用液至10 mL容量瓶中，用稳定溶液定容至刻度，摇匀，用0.45 um滤头过滤，制成待测样。

1.3.3 氨基酸组分检测

氨基酸组分采用OPA、FMOC衍生。分析色谱柱采用Durashell-AA专用柱(4.6 mm×150 mm，3 mm)；分析条件：流动相A为十二水和磷酸氢二钠4.5 g+十水合四硼酸钠4.75 g+36%盐酸1.5 mL+1 000 mL水，流动相B为乙腈∶甲醇∶水=45∶45∶10(体积比)；洗脱梯度：0 min，100% A；17 min，91% A，5% B，4% C；24 min，80% A，17% B，3% C；32 min，68% A，20% B，12% C；34 min，68% A，20% B，12% C；35 min，60% B，40% C；38 min，100% A；45 min，100% A。

1.3.4 茶多酚总量及游离氨基酸总量

茶多酚检测：方法同1.3.2节儿茶素检测方法，测定按照国标GB/T8313—2018进行。

氨基酸检测：称取3.0 g茶样于500 mL锥形瓶加沸蒸馏水450 mL，在沸水浴中浸提45 min，每隔10 min摇动一次，浸提完毕减压抽滤，定容500 mL，待用。测定方法按照国标GB/T8314—2013进行。

1.3.5 电子舌检测

数据采集前，对电子舌进行传感器活化、校准、诊断等操作，以确保检测数据的可靠性与稳定性。将茶汤置于容量约为50 mL的电子舌专用烧杯中，采集与清洗交替进行。茶汤采集时间为120 s，清洗时间为10 s，每秒采集1个数据。每个茶汤样品重复测定4次，选取后3次稳定的测量数据进行后续分析，每次选定120 s时间段内稳定响应信号的平均值作为输出值。每个茶样保留电子舌的4次测量数据，检测的环境温度为(25±2)℃[4]。

1.4 数据处理

采用Excel 2016进行统计分析；采用SPSS 20软件进行单因素方差分析；采用XLSTAT 2019进行多因子分析(MFA)以及主成分分析；采用Origin 2019软件进行雷达图、点线图的制作。

2 结果与分析

2.1 贵州绿茶感官审评分析

对5个不同绿茶感官审评结果见表1。由表1可知，5个茶样感官审评结果表明，外形上，以GZ4茶样直条型、色泽翠绿显毫，得分较高为93分，其他茶样外形均为卷曲、色泽黄绿，得分稍低，GZ1略有爆点、GZ2茶样粗条较多、GZ3茶样断碎较多，得分分别为88分、86分、89分。香气上，以GZ4茶样清香带花香较优于其他茶样，GZ5茶样清香次之，其他3个茶样带有水闷味，得分较低。滋味方面，以GZ1茶样鲜爽、尚浓醇较优，得分最高94分。汤色上，以GZ4茶样嫩绿、较亮，得分最高为94分，其他4个茶样均以黄绿次之。叶底方面，以GZ4茶样嫩绿、较柔软，GZ5茶样黄绿、较完整、较高于其他茶样。综合评分GZ4茶样最高，GZ5茶样次之。

表1 不同绿茶样品感官审评品质描述

贵州5个代表性绿茶滋味特征略有差异，总体上，滋味特征均以醇、爽为主，以GZ1茶样鲜醇较优于其他茶样，而GZ3、GZ4、GZ5茶样略有不足，GZ2茶样滋味特征为浓醇、较鲜，其他茶样也较醇爽。

2.2 主要生化成分色谱检测分析

2.2.1 主要苦涩味成分分析

对5个茶样的呈味化学组分进行定量分析，其茶多酚类及咖啡碱含量详见表2。水浸出液是反映茶叶特征成分含量和茶汤浓稠度的重要指标，与茶汤的苦涩味呈显著正相关[5]。由表2可知：所测茶样水浸出物质量分数为44.10%～46.57%，其中GZ2茶样最高为46.57%，GZ1茶样最低为44.10%。5个茶样咖啡碱含量在37.43～42.66 mg·g-1，其中GZ4茶样含量高于其他茶样，其次是GZ1茶样，GZ2茶样最低。茶多酚在茶叶中含量高，浸出率高，是形成茶汤苦涩味的主要物质[5]。所测茶样茶多酚含量在193.47～219.63 mg·g-1，以GZ2茶样最高，其次是GZ3茶样，GZ1茶样最低。

表2 绿茶样品儿茶素组分及咖啡碱含量

5个茶样均检测出了7种主要儿茶素组分；儿茶素总量范围在162.33～185.26 mg·g-1，儿茶素总量以GZ2茶样最高，其中以EGCG为主，EGCG含量GZ2茶样最高，其次是GZ3茶样，GZ1茶样最低。EGC含量中，GZ2茶样最高，GZ5茶样最低；GZ4茶样中ECG含量最高，其次是GZ3茶样仅次于GZ4茶样，GZ2茶样最低；5个茶样中GCG含量有显著差异，GZ5茶样最高，GZ3茶样最低。儿茶素大致可分为两类：一类是酯型儿茶素(EGCG+ECG+GCG)为150.00～164.99 mg·g-1，另一类非酯型儿茶素(GC+C+EC+EGC)为5.38～35.26 mg·g-1。由此可见，不同绿茶样品中咖啡碱和儿茶素等滋味物质含量差异较大，表现出滋味特征呈现差异。

2.2.2 主要鲜爽味成分分析

不同绿茶样品氨基酸总量及氨基酸组分含量见表3。氨基酸是绿茶清新爽口的主要成分[6-7]。茶叶中氨基酸的含量相对较少，但可以补充和调节绿茶的整体口感，是形成绿茶口感的重要因素[8]。由表3可知：5个茶样中均检出18种氨基酸组分，游离氨基酸总量在38.80～70.64 mg·g-1，其中GZ1茶样的游离氨基酸含量最高，GZ2茶样次之，GZ5茶样最低，GZ3茶样与GZ4茶样相差不大。茶氨酸是茶叶中特征性氨基酸，5个茶样中，其含量在12.95～25.15 mg·g-1，明显高于其他17种游离氨基酸含量，以GZ1茶样茶氨酸含量最高，其次为GZ5茶样和GZ4茶样，GZ3茶样茶氨酸含量最低。

游离氨基酸组分中，呈味氨基酸可分为：鲜味氨基酸(茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸)、甜味氨基酸(丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸)[9]、苦味氨基酸(组氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、精氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸)，和味氨基酸(半胱氨酸)[10]。由表3可知，鲜味氨基酸天冬氨酸、谷氨酸含量较高于其他氨基酸组分，除GZ5茶样中天冬氨酸含量略低，其他4个茶样天冬氨酸含量差异不大，均在2.52～2.77 mg·g-1；5个茶样谷氨酸含量在3.19～4.49 mg·g-1。甜味氨基酸包括丝氨酸、脯氨酸等，脯氨酸在GZ1和GZ2两茶样中的含量分别高达6.50 mg·g-1和7.18 mg·g-1，显著高于其他3个茶样；丝氨酸在GZ4茶样中最高。苦味氨基酸在5个茶样中含量均较低，亮氨酸在1.02～1.54 mg·g-1，以GZ5茶样最高，GZ3茶样最低；精氨酸在0.40～2.37 mg·g-1，GZ4茶样最高，GZ1茶样最低。结果表明：不同茶样氨基酸含量、茶氨酸含量及鲜味氨基酸总量上差异显著，其中GZ1茶样氨基酸总量、茶氨酸含量及鲜味氨基酸总量最高。

表3 绿茶样品氨基酸含量

5个茶样中氨基酸总量、鲜味氨基酸含量均较高，与感官评价结果“醇、爽”相一致，说明高含量的氨基酸是形成绿茶滋味特征差异的重要因素。

2.2.3 绿茶不同滋味特征主要贡献物质分析

对贵州5个代表茶样中主要滋味物质的含量进行主成分分析，用5个绿茶茶样在前两个主成分上的得分绘制散点图和载荷图(图1)，前两个主成分的总方差解释度达到72.63%。由图1主成分分析所示，GZ5、GZ3、GZ2茶样和GZ4、GZ1茶样在主成分1上得到明显分离聚类。由图1-B发现，氨基酸总量、谷氨酸、茶氨酸和咖啡碱等物质在第一主成分中贡献最大，水浸出物、茶多酚、ECG、EC和EGCG是贡献主成分2的主要变量，解释了主成分2方差的28.21%，结合表2和表3，GZ4茶样在第1主成分上得分较高，鲜爽度较高；而其他茶样得分较低，鲜爽度较低。GZ4茶样在第2主成分上得分较高，苦涩味较低；而GZ3茶样在第2主成分上得分较高，苦涩较重。

图1 不同滋味特征绿茶主成分得分图、载荷图Fig.1 Principal component score graph and load graph of green tea with different taste characteristics

2.3 电子舌技术评估不同代表性绿茶滋味特征

2.3.1 电子舌味觉值方差分析

对电子舌4根传感器的响应信号值作单因素方差分析，结果见表4。从表4可看出，各传感器间的组间误差比组内误差大得多，说明误差主要来源于各传感器。各传感器的方差分析显著性水平均小于0.01，说明不同代表性茶样的茶汤对各传感器响应信号值有极显著影响，即根据各传感器对茶汤的响应值能够将5种茶样明显区分开。

表4 各传感器味觉值相关性

2.3.2 电子舌传感器味觉值强度分析

茶叶感官评价主要是传统的感官评价方法，但该方法易受评茶人员主观因素和环境因素的影响，在一定程度上限制了其评价的客观性；不同的味觉成分有各自的味觉特征，在不同的浓度下表现出不同的强度，并且由于其各自的阈值和呈味特征不同对茶味有不同程度的贡献。电子舌是综合表征味觉成分的共同味道特性，避免评茶人员主观因素及仅以味觉成分含量反映茶叶质量优劣的误区，可为绿茶滋味品质的科学评价提供了新的思路和方法。基于上述感官评价结果，采用电子舌评价贵州5个代表茶样滋味特征，得到不同茶样的味觉指标雷达图和点线图，如图2所示。5个绿茶样品的图形轮廓极为相似，都具有较高的鲜味值和丰富度，与感官审评结果“醇、鲜爽”较一致，结合图2-B可知，GZ4茶样在丰富度和鲜味强度上略低，GZ1茶样在鲜味强度上最高，GZ3茶样在丰富度强度上最高。各绿茶样品涩味值较高且没有显著性差异。苦味感受器上的响应值都表现较低，苦味强度很弱与感官审评结果及主成分分析结果相对应(图2-A)，可能是由于茶样中含有高含量氨基酸或者甜味物质降低了苦味[11]。由此，本研究发现，5个绿茶样品在鲜味强度和丰富度响应值均有较高的特征，整体上看，涩味、鲜味和丰富性是贵州绿茶主要的味觉特征。

结合表1和图2发现，电子舌的检测结果与感官审评结果部分结果较吻合。在感官评价中，5个茶样感官审评结果均表现出“醇、鲜爽”的滋味特征(表1)，电子舌检测结果也表明5个茶样有较高的丰富度和鲜味值(图2)。

图2 电子舌味觉值雷达图和点线图Fig.2 Electronic tongue taste value radar chart and dotted line chart

2.3.3 电子舌滋味属性与特征滋味成分关联性分析

绿茶的滋味特征反映了它们的化学特征。为了理解滋味品质与主要活性化合物之间的关系，建立了基于5个茶样滋味属性差异和滋味化学组分及其比例的多因素分析，以探索滋味-味觉化合物的关联。涩味、苦味、丰富度3种绿茶电子舌感官滋味属性中(图3-A)，化学组分儿茶素总量、咖啡碱、茶多酚、儿茶素组分及化学组分比值变量分布于第一、三、四象限中。苦度与咖啡碱、咖啡碱/儿茶素总量有较高的相关性。涩度与ECG、水浸出物、EGCG/儿茶素总量相关性较高。丰富度与EGCG、茶多酚、儿茶素总量相关性较高。对氨基酸组分与鲜味的关联性作进一步相关分析，变量关联图(图3-B)显示，谷氨酸、天冬氨酸、茶氨酸、鲜味氨基酸总量、氨基酸总量、氨基酸/咖啡碱、甜味氨基酸总量、氨基酸总量/儿茶素总量、甜味氨基酸总量/氨基酸总量与鲜味朝向一致，表明变量间具有较高的相关性。鲜味与谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、氨基酸总量有较强相关性。结合样品主成分分析(图1)显示，谷氨酸、天冬氨酸、茶氨酸、氨基酸总量是第一主成分上区分不同样品的重要因子，经感官评价鲜味较高的GZ4茶样，谷氨酸、茶氨酸、氨基酸总量均高于感官评价鲜味较低的茶样。综上表明，茶氨酸、谷氨酸、氨基酸总量与鲜味有较强相关性，推测在绿茶呈味方面有较大贡献，是影响绿茶感官评分高低重要因素。

图3 电子舌感官属性与滋味特征成分间相关性Fig.3 Correlation between sensory attributes of electronic tongue and taste characteristics

3 讨论与结论

滋味是评价茶叶品质的关键因素[12]。多酚类、氨基酸、咖啡碱等滋味化合物是茶汤滋味主要贡献物质[13-15]，但因性质、组成以及含量不同，感官呈味强度也不同[12]。水浸出物是茶汤浓度的主要因素[2]，多酚类是形成茶汤苦涩味强弱的关键因素[16]，陈美丽等[19]认为，高水浸出物、高茶多酚是茶汤形成涩而浓的主要因素。本研究分析5个代表性绿茶中水浸出物、儿茶素、茶多酚含量，表明：5个茶样水浸出物质量分数均较高，儿茶素组分总量和茶多酚含量均较低，感官结果也表明，部分茶样茶汤具有浓的特点，本研究结果高水浸出物、低茶多酚、低儿茶素组分说明了贵州绿茶浓而不涩的特点[2，18]。绿茶滋味醇度是茶汤浓度与鲜度协调形成的结果，氨基酸与茶多酚的比值反映了茶汤滋味的醇度[19]。多酚类含量的降低和氨基酸含量的增加，使茶叶呈现出更醇厚的口感[20]。虽然氨基酸在茶中所占的比例很小，但氨基酸是绿茶鲜味的主要贡献物质[21]。陈美丽等[19]研究表明，氨基酸含量与水浸出物质量分数的比值高时茶汤滋味具有鲜爽回甘的特征，氨基酸含量与鲜爽度具有相关性，且高含量的咖啡碱能增强茶汤滋味爽口。本研究所测茶样咖啡碱含量和游离氨基酸总量均较高，感官结果也表明，5个茶样滋味均表现醇爽特征。茶汤中的滋味物质并不仅仅呈现单一的滋味属性。茶叶的滋味特征是多种滋味物质综合反应的结果。它们之间有协同作用和抑制作用。一种物质的增加或减少会引起其他物质味道特征强度的变化，是互作关系[22]，研究表明，茶汤中部分低含量的苦味氨基酸(精氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸等)能增强茶汤及其他氨基酸鲜味感[23-24]，咖啡碱能和其他物质产生互作作用：能与氨基酸、茶多酚形成具有鲜爽味的络合物降低茶汤苦涩味[25]。氨基酸抑制咖啡碱和儿茶素引起的苦涩味[11，26]，从而相对增强了茶汤的醇度和鲜爽度。

滋味是人体感官味觉对溶于茶汤中滋味物质的综合感知，是各种滋味物质的综合作用的结果[13]。电子舌系统的味觉传感器阵列相当于人体的“味觉器官”，输出的响应信号是待测液的整体信息[27]，茶叶品质成分组成、含量差异导致电子舌输出值的差异，薛长风等[28]研究电子舌测定茶叶滋味与特征成分相关性研究中表明：茶多酚与涩味呈高度相关，咖啡碱与苦味呈高度相关。范培珍等[29]研究不同等级霍山黄芽茶滋味的电子舌评价及呈味氨基酸组成，结果表明：游离氨基酸总量和茶氨酸含量的差异是不同等级黄茶差异的主要因素，电子舌测定鲜度值与氨基酸含量呈正相关。在滋味成分与感官评分之间的相关性上，沈强等[30]研究认为，茶多酚、酚氨比、儿茶素是正安白茶滋味浓度、厚度和涩度的主要贡献物质。范方媛等[20]研究表明，氨基酸与茶汤的鲜度之间关联较大，谷氨酸、茶氨酸/氨基酸值及鲜味/氨基酸值三者与黄茶感官滋味鲜感有较强相关性。本研究利用电子舌对茶汤滋味特征检测，表明所测茶样涩味属性电子舌响应值较高，涩味与ECG、EC、GC、EGCG/儿茶素总量相关性较高。苦味与咖啡碱、咖啡碱/儿茶素总量有较高的相关性。丰富度与EGCG、EGC、茶多酚、儿茶素总量、苦味氨基酸相关性较高，鲜味与谷氨酸、天冬氨酸、脯氨酸、氨基酸总量有较强相关性。吴瑞梅等[31]在化学仪器与电子舌表征绿茶滋味感官品质的比较研究中，利用电子舌与感官评分建立反向传播人工神经网络(BP-ANN)模型相关系数达0.932，电子舌方法能更好地预测绿茶的滋味感官品质。本研究5个茶样用电子舌检测的结果表明，GZ1茶样具有较高的鲜度，较低的苦涩度，感官评分最高，GZ4茶样具有较高的涩度较低的鲜度，感官评分最低，与前人研究结果较一致。

综上所述：高水浸出物、高氨基酸、高咖啡碱、低茶多酚、低儿茶素组分形成了贵州绿茶醇、爽的滋味特征。电子舌评价结果与感官审评结果具有一致性，电子舌测定鲜味等级在一定程度上可以反映茶叶品质特征。