,*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南長(zhǎng)沙 410128; 2.國(guó)家植物功能成分工程技術(shù)研究中心,湖南長(zhǎng)沙 410128; 3.云南省臨滄市發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)辦公室,云南臨滄 677000)

紅茶為世界范圍內(nèi)廣受歡迎的茶飲料之一,全球每年茶葉貿(mào)易中大約75%為紅茶[1]。云南紅茶又稱“滇紅”,其原料為大葉種茶,經(jīng)萎凋、揉捻、發(fā)酵和干燥制得,具有茶多酚含量高、芽葉肥碩和茸毛多等特點(diǎn)[2]。而滇紅又以云南省臨滄市鳳慶縣的工夫紅茶最為著名。本研究所選紅茶樣品都來源于臨滄市的各產(chǎn)茶縣。

茶湯中的主要滋味類型是苦澀味、鮮味、甜味、酸味等,對(duì)滇紅而言,主要滋味類型可分為鮮醇、濃醇、醇厚、其他型[3-5]。目前有研究發(fā)現(xiàn)對(duì)茶湯滋味有影響的水溶性物質(zhì)主要有多酚類物質(zhì)及其氧化物質(zhì)、氨基酸、水浸出物、茶氨酸、生物堿[6-8]等。同時(shí),另有研究證明,紅茶的色差值與滇紅滋味具有較顯著的相關(guān)性[9]。但將這些指標(biāo)作為影響因子來量化滇紅滋味類型的研究比較少見。

本文基于感官審評(píng)和理化分析的結(jié)果,以滇紅內(nèi)含成分及色差值為主要研究因子,通過主成分分析與判別分析,篩選出滇紅滋味評(píng)價(jià)因子,從而建立滇紅滋味類型的評(píng)價(jià)模型,以求改善人工感官審評(píng)結(jié)果不能量化的缺點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

滇紅樣品 本研究中所采用的茶樣均為云南省臨滄市各茶葉龍頭企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)同一工藝處理的大葉種工夫紅茶(滇紅),茶樣均為春茶,共計(jì)55份樣品,實(shí)驗(yàn)樣品均由臨滄市發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)辦公室提供;乙腈、甲醇、蒽酮、茚三酮等 分析純,國(guó)藥集團(tuán);兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品(純度98%)、茶堿標(biāo)準(zhǔn)品(純度99%)、茶黃素標(biāo)準(zhǔn)品(純度98%) 美國(guó)Sigma公司;所有標(biāo)準(zhǔn)品均為混合標(biāo)準(zhǔn)品。

UV-2550型紫外分光光度計(jì) 日本島津公司;LC-2010A HT型HP-LC高效液相色譜 日本島津公司;MS204TS/00型分析天平 美國(guó)Metttler Toledo公司;

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

表1 滇紅色差值及理化指標(biāo)測(cè)定結(jié)果Table 1 Results of contains ingredients and color difference of Yunnan provinceTable tea

續(xù)表

1.2.1 色差值(L*、b*、a*、(ΔE2=ΔL2+Δb2+Δa2))測(cè)量方法 稱取3 g干茶,加沸蒸餾水150 mL沖泡5 min,趁熱用濾紙過濾,冷卻至室溫,以純凈水作為空白參比樣,用測(cè)色儀測(cè)定茶湯色差值ΔL、Δa、Δb、ΔE,每種茶湯測(cè)定3次,取平均值[10-11]。

1.2.2 理化指標(biāo)檢測(cè)方法 所有樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)均重復(fù)三次,取平均值;

1.2.2.1 游離氨基酸的測(cè)定 參照國(guó)標(biāo)(GB/T 8314-2013)[12]進(jìn)行測(cè)定;

1.2.2.2 水浸出物的測(cè)定 參照國(guó)標(biāo)(GB/T 8305-2013)[13]進(jìn)行測(cè)定;

1.2.2.3 兒茶素、生物堿和茶黃素(TF)的測(cè)定 參照國(guó)標(biāo)(GB/T 30483-2013)采用HPLC檢測(cè)法[14]測(cè)定簡(jiǎn)單兒茶素、酯型兒茶素、可可堿、咖啡堿的相對(duì)含量;

1.2.2.4 茶氨酸的測(cè)定 參照國(guó)標(biāo)(GB/T 23193-2017)[15]進(jìn)行測(cè)定;

1.2.3 滇紅感官審評(píng)方法 參照(GB/T 23776-2018)測(cè)定[16]。由高級(jí)評(píng)茶師、評(píng)茶師、高級(jí)評(píng)茶員構(gòu)成的7人審評(píng)小組,男女比例3∶4,參照茶葉審評(píng)標(biāo)準(zhǔn)中工夫紅茶的審評(píng)方法進(jìn)行審評(píng)。稱取3 g茶樣,用150 mL沸水沖泡5 min,從茶樣外形、香氣、湯色、滋味和葉底五項(xiàng)因子進(jìn)行審評(píng)并重點(diǎn)記錄滋味評(píng)語。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 25.0和Orign 8.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用主成分分析、判別分析,以P<0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶湯色差值及理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果與分析

對(duì)55個(gè)紅茶樣品進(jìn)行理化檢測(cè),并對(duì)茶湯進(jìn)行色差值測(cè)定,其結(jié)果如表1。臨滄工夫紅茶品質(zhì)的好壞由于采摘標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)地的影響,其理化成分含量與比例各不相同。臨滄功夫紅茶中簡(jiǎn)單兒茶素含量均高于酯型兒茶素含量。茶氨酸作為特殊氨基酸提供茶湯的鮮味,而茶黃素提高茶湯的亮度,兒茶素和生物堿類提供茶湯的物質(zhì)感以及收斂性。

紅茶中兒茶素、游離氨基酸、茶黃素等物質(zhì)與紅茶滋味類型具有一定的聯(lián)系。有研究表明紅茶中多酚及氨基酸的含量與茶滋味濃度、鮮度和醇度有較顯著正關(guān)性[17]。紅茶湯色的色差值與感官審評(píng)結(jié)果具有較顯著的相關(guān)性[18]。本實(shí)驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上,檢測(cè)55個(gè)滇紅樣品的理化指標(biāo),并測(cè)定其茶湯色差值,為紅茶滋味類型分析建立基礎(chǔ)。

茶葉中呈味物質(zhì)歸納下來主要分為澀味、苦味、鮮味、甜味和酸味這幾類物質(zhì)。其中澀味物質(zhì)主要是多酚類,構(gòu)成茶葉苦味的主要成分為咖啡堿、花青素等,而兒茶素和黃酮類等是既呈澀味又呈苦味的物質(zhì),茶的苦味與澀味總是相伴而生。茶湯中的生物堿和大量?jī)翰杷厝菀仔纬蓺滏I,而該氫鍵所形成的絡(luò)合物既不呈澀味也不呈苦味,而是相對(duì)增強(qiáng)了茶湯的醇度和厚度[18]。鮮味物質(zhì)的主體是游離氨基酸,甜味物質(zhì)和酸味物質(zhì)的主要呈味物質(zhì)分別為可溶性糖、部分氨基酸及有機(jī)酸和部分氨基酸。不同含量的各種呈味物質(zhì)相互組合、相互作用,從而構(gòu)成各式各樣不同滋味的茶湯[20]。相對(duì)于中小葉種,云南大葉種中兒茶素及茶多酚含量均相對(duì)較高,尤其酯型兒茶素的含量特別高[21]。

2.2 滇紅樣品滋味審評(píng)結(jié)果與分組

2.2.1 基于感官評(píng)語的滇紅滋味類型分組 55個(gè)實(shí)驗(yàn)樣品的審評(píng)結(jié)果如下(表2),根據(jù)滋味評(píng)語,將其分為4種類型:鮮醇型、濃醇型、醇厚型、其他型。其中鮮醇型命名為M1組,共有14個(gè)樣本;濃醇型命名為M2組,共有13個(gè)樣本;醇厚型和其他型分別命名為M3、M4組,分別有15和12個(gè)樣本。由此可知該批滇紅樣品的滋味具有一定的區(qū)分度。

不同的茶樹品種、不同栽培條件以及不同采時(shí)間均會(huì)影響茶葉品質(zhì),同時(shí)茶葉加工過程中不同采摘標(biāo)準(zhǔn)以及不同的工藝,同樣會(huì)對(duì)茶葉產(chǎn)生一定的影響[19]。

表2 審評(píng)結(jié)果及樣品分組Table 2 Evaluation results and sample grouping

表3 判別模型樣品分組Table 3 Grouping of discriminant model samples

2.2.2 基于滇紅滋味類型的判別和回判模型樣本分組 在滇紅滋味類型分組的基礎(chǔ)上,將各樣本組的樣本,按3∶1的比例將其分為模型樣本組和回判樣本組(表3)。判別模型樣品用來建立滋味評(píng)價(jià)模型,回判模型樣本則用來對(duì)判別模型進(jìn)行回判檢驗(yàn)。其中模型組樣本共54個(gè),預(yù)測(cè)組樣本共15個(gè)。

2.3 滇紅樣品理化因子的主成分分析

2.3.1 主成分分析可行性檢驗(yàn) 運(yùn)用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)滇紅樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行KMO和Bartlett’s球形檢驗(yàn),其中KMO值為0.797、Bartlett’s檢驗(yàn)P值為0.00,呈極顯著(P<0.05),表現(xiàn)該7樣本滿足建模的基本要求,可以進(jìn)行主成分分析。

2.3.2 主成分分析結(jié)果 由表4可以看出按照主成分大于1的提取原則,占總變量78.221%的特征值大于1的四個(gè)主成分在一定程度上能較全面的概括原始數(shù)據(jù)。變量ΔE在各主成分中因子得分均小于0.4,并且特征值貢獻(xiàn)率均小于0.05[22],表明該變量不能有效的對(duì)滇紅品質(zhì)做出評(píng)價(jià),因此舍去該變量。

綜上所述,滇紅樣品所測(cè)12個(gè)指標(biāo)中,Δa、Δb、ΔL、水浸出物、可可堿、咖啡堿、酯型兒茶素、簡(jiǎn)單兒茶素、游離氨基酸、茶黃素、茶氨酸各項(xiàng)指標(biāo)其特征值貢獻(xiàn)率均大于0.5,均能對(duì)滇紅滋味做出較好的評(píng)價(jià)。所以,選定上述11個(gè)指標(biāo)初步定為滇紅滋味評(píng)價(jià)因子。

PC1(principal components,主成分)主要表達(dá)了色差值Δa、Δb、ΔL在滇紅品質(zhì)中所反映的信息;PC2主要表達(dá)了水浸出物、酯型兒茶素、可可堿、咖啡堿含量在滇紅品質(zhì)中反映的信息;PC3和PC4分別主要表達(dá)了簡(jiǎn)單兒茶素、游離氨基酸含量及茶黃素茶氨酸在滇紅品質(zhì)中反映的信息。這幾種物質(zhì)相互協(xié)調(diào)及其組成比例對(duì)紅茶滋味品質(zhì)的構(gòu)成顯得尤為重要,因此各種物質(zhì)含量適當(dāng),比例適宜,組成協(xié)調(diào),是形成紅茶優(yōu)良滋味的基礎(chǔ)。

表4 前4個(gè)主成分特征值貢獻(xiàn)率及積累貢獻(xiàn)率Table 4 Contribution rate and cumulative contribution rate of the first 4 principal components

表5 各預(yù)測(cè)樣品的判別結(jié)果Table 5 Discriminant results of the predicted samples

2.4 判別函數(shù)的建立

2.4.1 滇紅樣品的Bayes模型建立 該函數(shù)模型主要用于對(duì)未知紅茶樣品進(jìn)行分類,通過對(duì)其內(nèi)含成分進(jìn)行檢測(cè),通過代入函數(shù)模型(Y=aX1+bX2+cX3…zXn),得出其滋味類型。

通過SPSS判別分析,得出基于11個(gè)滇紅滋味評(píng)價(jià)因子的Bayes模型系數(shù)表,見表5。建立各組相應(yīng)的滋味判別模型:(F1為鮮醇型,F2為濃醇型,F3和F4分別為醇厚型及其他型)

F1(X)=-11.104X1-14.270X2+3.368X3+16.283X4+32.035X5+414.706X6+37.103X7-26.274X8+88.124X9-13.147X10-135.709X11-720.268

F2(X)=-11.754X1-13.813X2+3.163X3+14.575X4+31.985X5+346.798X6+41.704X7-10.652X8+72.618X9-10.782X10-135.504X11-744.288

F3(X)=-6.926X1-11.460X2+3.053X3+18.235X4+29.912X5+400.316X6+33.373X7-25.744X8+72.714X9-11.558X10-110.432X11-617.453

F4(X)=-25.522X1-25.694X2+2.761X3+11.873X4+27.342X5+318.231X6+35.415X7-25.361X8+61.361X9-12.624X10-125.590X11-595.166

2.4.2 Bayes模型的回判檢驗(yàn) 為檢驗(yàn)滇紅滋味類型模型的準(zhǔn)確性,將15個(gè)預(yù)測(cè)樣品代入各組相應(yīng)的Bayes函數(shù)中,可得表5,鮮醇型(M1)、醇厚型(M3)和其他型(M4)的正確率均為100%;濃醇型(M2)有1個(gè)判為醇厚型(M3),正確率為75%,總的正確率為93.3%,說明用Bayes函數(shù)對(duì)此判別模型具有較好回判效果。

3 結(jié)論

本文結(jié)合感官審評(píng)和理化檢測(cè)兩方面,對(duì)55個(gè)滇紅樣品進(jìn)行研究,根據(jù)感官審評(píng)結(jié)果,將其滋味類型分為鮮醇型、濃醇型、醇厚型及其他型四種類型。并以理化檢測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ),通過主成分分析及判別分析,分別建立了四種滋味類型的判別模型。并將預(yù)測(cè)樣本代入相應(yīng)的模型進(jìn)行檢驗(yàn),各組模型正確率分別為100%、75%、100%、100%。該模型對(duì)滇紅滋味類型的區(qū)分有著較好的準(zhǔn)確性,同時(shí)對(duì)揭示滇紅茶湯中關(guān)鍵的化學(xué)成分、豐富紅茶滋味的化學(xué)理論、提高紅茶滋味品質(zhì)都具有較好的理論指導(dǎo)意義。

4 展望

本研究所建模型通過回判表現(xiàn)出較高的正確率,為進(jìn)一步判別滇紅滋味類型提供合理的量化方法。同時(shí),該模型對(duì)其它茶類滋味評(píng)價(jià)模型的建立提供了一定條件,同時(shí)對(duì)根據(jù)內(nèi)含成分將六大茶類分類提供借鑒。對(duì)豐富紅茶的呈味的化學(xué)機(jī)理提供了一定參考。雖然該模型判別正確率高,但樣品數(shù)量較少,無法準(zhǔn)確將所有滇紅的滋味進(jìn)行分類,因此還需進(jìn)一步擴(kuò)大樣品數(shù)量,同時(shí)樣品的檢測(cè)指標(biāo)也需更加完善,進(jìn)一步提高模型的準(zhǔn)確度。