王 蓉 王 彬 李 敏 覃 麗 肖文軍

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)教育部重點實驗室，湖南 長沙 410128；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，湖南 長沙 410128；3. 湖南省茶葉學(xué)會，湖南 長沙 410128)

隨著茶藝表演、茶館文化等茶葉品飲沖泡活動的興起，茶葉耐泡性成為了重要賣點[1]。耐泡性是指茶葉經(jīng)多次沖泡后仍有上佳滋味的性質(zhì)，是評價茶葉品飲品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[2]。李燕等[3]研究發(fā)現(xiàn)，不同泡次下的水浸出物總量與滋味總體評分呈正相關(guān)。紅茶是近年國內(nèi)茶葉市場的消費熱點，紅茶中的茶黃素、茶紅素等關(guān)鍵滋味成分的浸出率影響茶湯濃度，進(jìn)而影響其品飲品質(zhì)[4-6]。紅茶滋味成分的浸出率主要取決于料液比、沖泡次數(shù)、沖泡時間、沖泡溫度等[7]。目前已有根據(jù)GB/T 23776—2018，探討大紅袍[8]、福鼎大白[9]、白茶[10-11]、滇紅[12]等的沖泡技術(shù)對茶湯品質(zhì)影響的研究，但茶葉感官審評是通過將茶葉內(nèi)含物質(zhì)充分溶出，從而全面、科學(xué)地反映茶葉的品質(zhì)狀況，故其茶葉感官審評的標(biāo)準(zhǔn)適用于評定茶葉品質(zhì)的好壞，而不適用于茶葉日常品飲沖泡技術(shù)的評判。研究擬在通過感官審評方法制備的茶湯梯度稀釋并由50名志愿者品飲確定適宜口感濃度的基礎(chǔ)上，采用單因素和響應(yīng)面法[13-14]，分析茶水比、沖泡溫度、沖泡時間、沖泡次數(shù)等品飲沖泡因素的變化而引起的茶葉水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度的動態(tài)變化，探明適宜口感下的紅茶特征性內(nèi)含物質(zhì)的進(jìn)出規(guī)律，優(yōu)化篩選紅茶日常品飲的適泡次數(shù)及其沖泡技術(shù)參數(shù)，為科學(xué)品飲紅茶提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅茶：茶祖·三湘紅一級紅茶，石門縣茶祖印象太平茶廠；

乙酸乙酯、正丁醇、95%乙醇、碳酸氫鈉、二水合草酸：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

試驗用水為一次性蒸餾水。

1.2 儀器與設(shè)備

紫外可見分光光度計：UV-9100 D型，北京萊伯泰科儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗方法

(1) 品飲試驗：根據(jù)GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》獲得茶湯原液。將原液分別稀釋1.00，1.25，1.50，1.75，2.00倍(即審評V茶湯∶V純水分別為50∶50，50∶62.5，50∶75，50∶87.5，50∶100)。經(jīng)感官正常、無明顯味覺感知缺陷的50名志愿者對不同濃度梯度的茶湯按醇厚、醇(尚厚)、尚醇厚、醇和進(jìn)行品飲評分，最終選出得分最高、滋味口感最佳的茶湯濃度，此茶湯濃度即為適宜口感下的標(biāo)準(zhǔn)茶湯濃度。將標(biāo)準(zhǔn)茶湯分別進(jìn)行水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度檢測，作為茶湯品質(zhì)最優(yōu)的理化物質(zhì)含量依據(jù)。

(2) 優(yōu)化試驗：模擬生活品飲泡茶，分3次沖泡，每次分別進(jìn)行不同茶水比、沖泡溫度和沖泡時間3個參數(shù)對茶湯水浸出物質(zhì)量濃度的單因素試驗，以最接近標(biāo)準(zhǔn)液茶湯的水浸出物質(zhì)量濃度為指標(biāo)，初步選出各次較優(yōu)的茶湯沖泡技術(shù)參數(shù)，選取沖泡時間、沖泡溫度、茶水比3個因素下的最優(yōu)值水平范圍，以水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度為響應(yīng)值，根據(jù)響應(yīng)面Box-Behnken設(shè)計原理[15]，應(yīng)用Design-Expert 11軟件設(shè)計三因素三水平響應(yīng)面試驗，并通過建立回歸方程進(jìn)一步對沖泡參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；同時，第2、3次沖泡分別在前一次沖泡的最優(yōu)沖泡參數(shù)下進(jìn)行，直至茶湯中水浸出物質(zhì)量濃度無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水浸出物質(zhì)量濃度。

1.3.2 檢測方法

(1) 茶葉干物質(zhì)含量：參照GB/T 8303—2013。

(2) 水浸出物質(zhì)量濃度：參照GB/T 8305—2013。

(3) 茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度：采用Roberts法[16]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 采用Design-Expert 11軟件構(gòu)建二階回歸方程并進(jìn)行方差分析，應(yīng)用SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 適宜口感下的紅茶茶湯濃度的確定與分析

由表1可知，當(dāng)茶湯原液稀釋1.25倍(即50 mL茶湯原液+62.5 mL純水)時，茶湯滋味最佳，為適宜口感下的標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯。經(jīng)檢測，適宜口感下的標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯水浸出物質(zhì)量濃度(標(biāo)準(zhǔn)水浸出物質(zhì)量濃度)為1.40 mg/mL，茶黃素質(zhì)量濃度為0.04 mg/mL，茶紅素質(zhì)量濃度為0.60 mg/mL。

2.2 第1次沖泡試驗

2.2.1 單因素試驗 試驗表明，當(dāng)沖泡溫度為100 ℃、沖泡時間為5 min時，茶湯水浸出物質(zhì)量濃度隨茶水比的減小而遞減。當(dāng)茶水比(m茶∶V水)為1∶125 (g/mL)時，水浸出物質(zhì)量濃度為1.30 mg/mL；當(dāng)茶水比(m茶∶V水)為1∶75 (g/mL)時，水浸出物質(zhì)量濃度為1.68 mg/mL；故選擇m茶∶V水為1∶75，1∶100，1∶125 (g/mL)進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

當(dāng)茶水比(m茶∶V水)為1∶100 (g/mL)、沖泡時間為5 min時，隨著沖泡溫度的增加，水浸出物質(zhì)量濃度增加，與馬靜鈺等[17]的結(jié)果一致，即沖泡溫度越高，茶葉中內(nèi)含物質(zhì)的浸出速度越快，浸出量越多。當(dāng)沖泡溫度為80 ℃時，茶湯水浸出物質(zhì)量濃度為1.32 mg/mL；當(dāng)沖泡溫度為100 ℃時，水浸出物質(zhì)量濃度為1.46 mg/mL；故選擇沖泡溫度為80，90，100 ℃進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

表1 茶湯水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度及品飲結(jié)果?

當(dāng)沖泡茶水比(m茶∶V水)為1∶100 (g/mL)、沖泡溫度為90 ℃時，隨著沖泡時間的延長，紅茶茶湯中水浸出物含量越高。當(dāng)沖泡時間為3 min時，水浸出物質(zhì)量濃度為1.24 mg/mL；當(dāng)沖泡時間為4 min時，水浸出物質(zhì)量濃度為1.42 mg/mL；故選擇沖泡時間為3.0，3.5，4.0 min進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

2.2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗 選取沖泡時間、沖泡溫度、茶水比為試驗因素，以水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Behnken設(shè)計原理進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化第1次沖泡試驗，各因素水平見表2，試驗設(shè)計及結(jié)果見表3。

表2 第1次沖泡試驗因素水平表

對表3的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得回歸擬合方程：

Y1=1.31+0.145 3A+0.165 0B-0.358 2C-0.060 2AB-0.026 7AC-0.043 2BC+0.040 3A2+0.068 3B2+0.135 6C2，

(1)

Y2=0.026 5-0.004 0A+0.018 7B+0.002 4C-0.034 0AB-0.016 7AC+0.046 6BC+0.010 1A2+0.031 2B2+0.006 7C2，

(2)

Y3=0.423 6+0.045 0A+0.021 8B-0.052 5C-0.101 2AB+0.037 6AC-0.060 9BC+0.119 0A2+0.008 8B2-0.035 4C2。

(3)

由表4可知，各因素對水浸出物質(zhì)量濃度影響依次為C>B>A；模型P=0.000 1<0.01，極顯著，具有統(tǒng)計學(xué)意義；失擬項P=0.125 1>0.05，不顯著，說明未知因素對試驗的干擾較小。各因素對茶黃素質(zhì)量濃度的影響依次為B>A>C；模型P<0.01，極顯著；失擬項P>0.05，擬合程度高，具有較好的統(tǒng)計學(xué)意義。各因素對茶紅素質(zhì)量濃度的影響依次為C>A>B；模型P<0.05，具有統(tǒng)計學(xué)意義；失擬項不顯著，即模型受未知因素干擾較小，可用于分析以茶紅素質(zhì)量濃度為響應(yīng)值的紅茶沖泡技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化。

以適宜口感下的標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度為依據(jù)，獲得紅茶第1次沖泡的最佳條件為沖泡時間4.451 min、沖泡溫度82.289 ℃、茶水比(m茶∶V水)1∶99.512 (g/mL)，考慮實際操作的方便性，將最佳沖泡條件修正為茶水比(m茶∶V水)1∶100 (g/mL)、沖泡水溫82 ℃、沖泡時間4.5 min，進(jìn)行3次驗證實驗，測得茶湯中水浸出物、茶黃素、茶紅素的平均質(zhì)量濃度分別為1.39，0.04，0.60 mg/mL，與預(yù)測值相一致，說明回歸方程預(yù)測值的擬合度較高。

表3 第1次沖泡Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果

表4 第1次沖泡響應(yīng)面優(yōu)化模型方差分析?

2.3 第2次沖泡試驗

2.3.1 單因素試驗 試驗表明，當(dāng)茶水比(m茶∶V水)為1∶75 (g/mL)時，水浸出物質(zhì)量濃度為1.38 mg/mL，最接近標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯水浸出物質(zhì)量濃度；當(dāng)茶水比(m茶∶V水)為1∶50 (g/mL)時，水浸出物質(zhì)量濃度為2.10 mg/mL，與標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯水浸出物濃度相差較大，因此選擇茶水比(m茶∶V水)為1∶50，1∶62.5，1∶75 (g/mL)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

當(dāng)沖泡溫度為80～90 ℃時，茶湯中水浸出物質(zhì)量濃度隨沖泡溫度的升高而增大，當(dāng)沖泡溫度>90 ℃時，水浸出物質(zhì)量濃度保持相對恒定，可能是由于茶湯與紅茶葉細(xì)胞內(nèi)的水溶性物質(zhì)達(dá)到平衡，所以選擇沖泡溫度為85，90，95 ℃進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

茶湯水浸出物質(zhì)量濃度隨沖泡時間的延長逐漸增大，在4.5 min時達(dá)最大值之后保持穩(wěn)定，說明第2次沖泡條件為茶水比(m茶∶V水)1∶75 (g/mL)、沖泡溫度90 ℃、沖泡時間4.5 min時，紅茶中水浸出物的浸出量已達(dá)到較優(yōu)值，綜合考慮，選擇沖泡時間為3.5，4.0，4.5 min進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

2.3.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗 選取沖泡時間、沖泡溫度、茶水比為試驗因素，以水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Behnken設(shè)計原理進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面試驗優(yōu)化第2次沖泡試驗，各因素水平見表5，試驗設(shè)計及結(jié)果見表6。

表5 第2次沖泡試驗因素水平表

表6 第2次沖泡Box-Behnken試驗設(shè)計方案及結(jié)果

對表6的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得回歸擬合方程：

Y4=1.44-0.005 0A+0.055 0B-0.165 0C-0.015 0AB+0.005 0AC-0.025 0BC-0.064 5A2-0.084 5B2-0.044 5C2，

(4)

Y5=0.044 0+0.000 4A+0.002 5B-0.008 5C-0.000 6AB-0.000 8AC-0.005 7BC-0.000 6A2-0.005 2B2+0.003 6C2，

(5)

Y6=0.752 6+0.062 7A+0.046 0B-0.194 2C+0.020 2AB-0.111 6AC-0.092 1BC+0.006 5A2-0.074 3B2-0.012 1C2。

(6)

由表7可知，各因素對紅茶第2次沖泡的茶湯水浸出物質(zhì)量濃度影響依次為C>B>A，與第1次沖泡的影響趨勢一致，說明紅茶沖泡過程中茶水比對茶湯水浸出物質(zhì)量濃度影響最大；沖泡溫度影響紅茶水溶性物質(zhì)的溶出速率及其溶解度進(jìn)而影響水浸出物質(zhì)量濃度[18]，影響程度稍次于茶水比；而沖泡時間主要通過影響紅茶中水溶性物質(zhì)的溶出時間而影響水浸出物濃度；模型P<0.01，極顯著；失擬項P>0.05，不顯著，說明擬合程度較高。各因素對茶黃素質(zhì)量濃度影響程度依次為C>B>A，其中茶水比的影響極顯著(P<0.01)； 模型P=0.025 2<0.05，顯著；失擬項P>0.05，不顯著，說明該模型可用。各因素對茶紅素質(zhì)量濃度影響依次為C>A>B，其中茶水比的影響極顯著(P<0.01)；模型P=0.004 1<0.01，極顯著；失擬項P>0.05，不顯著，說明模型具有統(tǒng)計學(xué)意義。

表7 第2次沖泡響應(yīng)面優(yōu)化模型方差分析?

以適宜口感下的標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度為參考，使用回歸模型進(jìn)行優(yōu)化，獲得紅茶第2次沖泡的最佳工藝參數(shù)為沖泡時間3.5 min、沖泡溫度86 ℃、茶水比(m茶∶V水)1∶50 (g/mL)。對最佳沖泡技術(shù)參數(shù)進(jìn)行3次驗證實驗，測得茶湯中水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度分別為1.41，0.04，0.62 mg/mL，與回歸方程預(yù)測值擬合度較高。

2.4 第3次沖泡試驗

2.4.1 單因素試驗 試驗表明，隨著茶水比的減小，茶湯水浸出物質(zhì)量濃度不斷降低，其中茶水比(m茶∶V水)為1∶50 (g/mL)時的水浸出物質(zhì)量濃度為0.88 mg/mL，僅占標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯水浸出物質(zhì)量濃度的62.86%；同時，即使在最優(yōu)沖泡溫度(90 ℃)、沖泡時間(6 min)下，茶湯中水浸出物質(zhì)量濃度最高為1.02 mg/mL(占標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯水浸出物質(zhì)量濃度的72.86%)，已無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯水浸出物質(zhì)量濃度。因此，分別選擇水浸出物質(zhì)量濃度較優(yōu)的茶水比[m茶∶V水分別為1∶50，1∶62.5，1∶75 (g/mL)]、沖泡溫度(90，95，100 ℃)、沖泡時間(5.5，6.0，6.5 min)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗。

2.4.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗 選取沖泡時間、沖泡溫度、茶水比為試驗因素，以水浸出物、茶黃素、茶紅素質(zhì)量濃度為響應(yīng)值，根據(jù)Box-Behnken設(shè)計原理進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面試驗優(yōu)化第3次沖泡試驗，各因素水平見表8，試驗設(shè)計及結(jié)果見表9。

表8 第3次沖泡試驗因數(shù)水平表

表9 第3次沖泡Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果

對表9的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得多元回歸擬合方程：

Y7=0.864 0+0.000 0A+0.035 0B-0.160 0C+0.035 0AB-0.035 0AC+0.085 0BC+0.045 5A2-0.014 5B2+0.055 5C2，

(7)

Y8=0.033 2-0.001 2A+0.002 6B-0.006 3C+0.001 3AB+0.005 0AC-0.025 0BC-0.064 5A2-0.084 5B2-0.044 5C2，

(8)

Y9=1.44-0.005 0A+0.055 0B-0.165 0C-0.015 0AB-0.001 7AC+0.003 6BC+0.004 1A2+0.000 8B2+0.001 4C2。

(9)

由表10可知，各因素對紅茶第3次沖泡的水浸出物質(zhì)量濃度影響依次為C>B>A；模型P<0.01，極顯著；失擬項P>0.05，不顯著，說明此模型可用。各因素對紅茶第3次沖泡的茶黃素質(zhì)量濃度影響依次為C>B>A；模型P=0.047 2<0.05，顯著；失擬項P>0.05，不顯著，說明該模型可用。各因素對紅茶第3次沖泡的茶紅素質(zhì)量濃度影響依次為C>A>B，其中茶水比的影響顯著(P<0.05)；模型P=0.049 0<0.05，顯著；失擬項P>0.05，不顯著，說明模型具有統(tǒng)計學(xué)意義。

由表9可知，水浸出物、茶黃素質(zhì)量濃度已無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯中相應(yīng)的質(zhì)量濃度，所以第3次沖泡以茶紅素質(zhì)量濃度為響應(yīng)值進(jìn)行沖泡條件優(yōu)化，獲得紅茶第3次沖泡的最佳工藝條件為沖泡時間6.4 min，沖泡溫度97.3 ℃，茶水比(m茶∶V水)1∶50 (g/mL)。經(jīng)3次驗證實驗，測得茶紅素質(zhì)量濃度為0.62 mg/mL，與回歸模型預(yù)測值擬合良好，說明第3次沖泡時茶葉中的可溶性物質(zhì)已基本溶出，茶湯水浸出物質(zhì)量濃度已達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)品飲茶湯的要求，進(jìn)而導(dǎo)致茶湯滋味較為淡薄、適口性較差。因此，為確保品飲紅茶中能獲得最舒服的滋味和口感，不建議進(jìn)行第3次沖泡。

表10 第3次沖泡響應(yīng)面優(yōu)化模型方差分析?

3 結(jié)論

試驗表明，茶湯水浸出物質(zhì)量濃度分別隨沖泡茶水比、沖泡溫度和沖泡時間的增加而增加，茶黃素、茶紅素在茶湯中的質(zhì)量濃度均隨沖泡溫度的升高、沖泡時間的延長而增加。其中，沖泡條件對茶湯水浸濃度的影響程度從大到小依次為：茶水比、沖泡溫度、沖泡時間。在紅茶日常泡飲時，選擇合適的茶水比是獲得茶湯上佳滋味感受的首要因素，其次是沖泡溫度和沖泡時間。由此適宜口感下的紅茶品飲沖泡以沖泡2次為宜。試驗主要探究沖泡條件對茶湯滋味的影響，而沖泡條件對茶湯香氣、湯色等其他感官品質(zhì)方面仍需進(jìn)一步研究。