品質(zhì)化學(xué)：茶葉滋味成分研究進展

綠茶的加工包括攤青、殺青、揉捻和干燥工序。其中，殺青是綠茶加工的關(guān)鍵工序，殺青過程中的高溫使多酚氧化酶和過氧化物酶失活，終止兒茶素類物質(zhì)發(fā)生酶促氧化反應(yīng)而得以保留，最終形成綠茶濃厚鮮醇的滋味特點。品質(zhì)較好的綠茶因其原料嫩度高，具有苦澀味的多酚類物質(zhì)含量低，同時具有鮮爽味的氨基酸（茶氨酸）含量高，茶湯苦澀味較輕且鮮爽回甘；紅茶與綠茶不同，紅茶的關(guān)鍵工序為發(fā)酵且紅茶無殺青工序，發(fā)酵過程中適宜的溫濕度為多酚氧化酶提供了良好的反應(yīng)條件，兒茶素類物質(zhì)經(jīng)多酚氧化酶的催化作用，發(fā)生氧化聚合形成以茶黃素、茶紅素為代表的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì)；黃茶制作過程包括殺青、揉捻、悶黃和干燥等工序，茶葉在悶黃階段由于濕熱作用發(fā)生非酶促氧化，兒茶素、糖苷類、蛋白質(zhì)、多糖等發(fā)生降解，茶湯苦澀味降低，滋味醇厚甘甜。可見，加工工藝對茶葉的滋味品質(zhì)的形成有重要影響。此外，茶樹的品種、生長環(huán)境和原料嫩度等也是影響茶葉滋味品質(zhì)形成的重要因素。

茶葉中的多種非揮發(fā)性化合物是構(gòu)成茶湯豐富滋味的物質(zhì)基礎(chǔ)。其中，最主要的滋味貢獻物包括多酚類、生物堿、黃酮醇苷、氨基酸、有機酸、可溶性糖等。通常而言，這些化合物具有苦、鮮、甜、酸、澀等不同的滋味特點，在不同的搭配和比例下形成了不同茶葉滋味的差異。綠茶中多酚類物質(zhì)和氨基酸含量較高，因此其茶湯滋味一般呈鮮醇、濃醇、醇和等；紅茶中茶黃素、茶紅素、氨基酸和多糖等含量較高，其成分比例得當(dāng)?shù)那闆r下滋味甜醇；黑茶中可溶性糖等含量較高，其滋味醇和。

近年來，隨著色譜和質(zhì)譜檢測分析技術(shù)的快速發(fā)展，為茶葉中滋味物質(zhì)的鑒定和定量分析提供了重要工具，結(jié)合多種分析方法及技術(shù)逐步推進了茶葉滋味物質(zhì)的研究，如滋味稀釋、比較滋味稀釋、滋味缺失、滋味重組等分子感官方法與液相色譜、質(zhì)譜、濁度儀、電子舌等檢測技術(shù)相結(jié)合，不僅可以探究化合物的滋味貢獻大小，還可篩選混合體系中主要的滋味活性物質(zhì)。

文章以茶葉典型的滋味屬性為導(dǎo)向，綜述了茶葉中主要呈味物質(zhì)的滋味特點和貢獻度，進一步探討了化合物間的互作機制效應(yīng)，旨在為茶葉中滋味物質(zhì)的研究提供參考。

01茶葉呈味物質(zhì)

1、茶葉中苦澀味化合物

相比于甜味和鮮爽味，苦澀味通常不受大多數(shù)消費者的喜愛。然而，在茶葉中，苦澀味卻是茶湯滋味的重要因子，尤其是對于綠茶而言，適當(dāng)?shù)目酀队兄谛纬删G茶的濃厚感。茶葉的苦味是多種苦味貢獻物質(zhì)共同作用的結(jié)果。

嘌呤生物堿是茶葉中主要的呈單一苦味的物質(zhì)，主要包括咖啡堿和可可堿。嘌呤生物堿占茶葉干物質(zhì)含量的2%~5%，而咖啡堿為2%~4%。雖然茶鮮葉中咖啡堿的含量高于咖啡豆（1%），但茶湯的苦味卻并沒有咖啡明顯，這可能與茶湯中多種呈味物質(zhì)間的相互作用有關(guān)。此外，相比于茶葉中的多酚類物質(zhì)，這些嘌呤生物堿相對穩(wěn)定。

LAI等對紅茶加工過程中咖啡堿的含量進行了測定，結(jié)果表明茶葉經(jīng)過發(fā)酵、干燥等工序后，咖啡堿的含量并無顯著變化。

兒茶素類物質(zhì)是茶葉中一類具有雙重滋味屬性（苦味及澀味）的化合物，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異，可分為酯型兒茶素（EGCG、ECG、GCG、CG）和非酯型兒茶素（EC、EGC、C、GC）。其中，表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）含量最高，約占茶鮮葉干重的6.7%~21.9%，其次是表沒食子兒茶素（EGC）占0.9%~5.2%。酯型兒茶素的澀味和苦味閾值均低于非酯型兒茶素，對茶湯苦澀味的貢獻更大，并且單體兒茶素具有一定的滋味傾向性，例如EGCG的苦味強度高于其澀味強度，而EGC、ECG則傾向澀味。除這些單體兒茶素外，聚合態(tài)的兒茶素類物質(zhì)對茶湯的苦澀味也有一定的貢獻。

ZHANG等通過感官審評發(fā)現(xiàn)聚酯型兒茶素A（TheasinensinA）是茶葉中潛在的苦味物質(zhì)，并且其苦味閾值為65μmol/L顯著低于咖啡堿（500μmol/L）。TheasinensinA的滋味屬性與其獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，其結(jié)構(gòu)中包含多個疏水苯環(huán)，可能是通過與苦味受體蛋白（如TAS2R16）的N端空腔相結(jié)合而激發(fā)人體的苦味感知。

原花青素是一種以兒茶素或表兒茶素作為前體物質(zhì)的二聚體或多聚體化合物，其通過黃烷-3-醇的C4-C8或C4-C6鍵相連，也是一種具有苦澀味的物質(zhì)。原花青素多以二聚體形式（如ECdimer）存在于綠茶和烏龍茶中，其多聚體形式在高溫和濕熱環(huán)境中不穩(wěn)定。

紅茶加工過程中兒茶素類（EC、ECG、EGC和EGCG）在多酚氧化酶的作用下能氧化形成具有苯駢卓酚酮環(huán)結(jié)構(gòu)的茶黃素，并且茶黃素與兒茶素其他氧化產(chǎn)物能夠進一步氧化聚合形成茶紅素。茶黃素（TF1）、茶黃素-3-沒食子酸酯（TF2a）、茶黃素-3′-沒食子酸酯（TF2b）及茶黃素-3-3′-雙沒食子酸（TF3）是茶葉中四種主要的茶黃素類物質(zhì)。茶黃素不僅對紅茶湯色的亮度有貢獻，也是澀味物質(zhì)的組成之一，但其澀味閾值遠低于兒茶素。

澀味是一種由澀味物質(zhì)引起口腔表面發(fā)生干燥、緊縮等一系列具有收斂性質(zhì)的感覺，可以通過口腔摩擦力學(xué)量化。茶葉中除上述的兒茶素類具有澀味特點，黃酮醇苷類物質(zhì)也能引發(fā)舌面收緊，但黃酮醇苷的澀味感知較兒茶素柔和。

表1總結(jié)了茶葉中主要呈味物質(zhì)及閾值，其中兒茶素類物質(zhì)的澀味閾值為190~930μmol/L。黃酮醇苷的澀味閾值遠低于兒茶素，如槲皮素-3-O-半乳糖苷的澀味閾值為0.43μmol/L、槲皮素-3-O-葡萄糖苷為0.65μmol/L。SCHARBERT等研究發(fā)現(xiàn)黃酮醇苷化學(xué)結(jié)構(gòu)中的苷元會影響黃酮醇苷的澀味感知。雖然黃酮醇苷本身沒有苦味，但滋味缺失實驗發(fā)現(xiàn)，含有黃酮醇苷的茶湯苦味是缺少黃酮醇苷的茶湯苦味強度的2~3倍。

酚酸類物質(zhì)是茶葉中另一類具有澀味的物質(zhì)，主要包括苯甲酸和羥基肉桂酰類化合物及其衍生物，例如沒食子酸、奎寧酸、綠原酸、咖啡?；鼘幩犷愇镔|(zhì)以及對香豆?；鼘幩犷愇镔|(zhì)。

WEN等以祁門紅茶茶湯為研究對象，基于澀味形成-蛋白沉淀假說追蹤茶湯中的澀味物質(zhì)，將柱色譜中分離得到的紅茶茶湯中的各種組分進行濁度分析。結(jié)果表明除已知的黃酮醇苷、茶黃素等澀味物質(zhì)外，還發(fā)現(xiàn)一種潛在的澀味物質(zhì)——4-O-對香豆酰基奎寧酸，并通過半舌法判斷其具有澀味屬性，澀味閾值為38μmol/L。該研究建立了一種結(jié)合濁度分析追蹤茶湯中潛在澀味物質(zhì)的方法，為探究茶葉中其他具有滋味特點的關(guān)鍵物質(zhì)提供了參考。

2、鮮爽味和甜味化合物

茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸是綠茶茶湯中主要的鮮味游離氨基酸，且具有協(xié)同增鮮的效果，其中，茶氨酸是茶湯中呈鮮爽味的關(guān)鍵物質(zhì)，占游離氨基酸總量的50%以上。隨著茶氨酸濃度增加，茶湯的鮮爽味也會增強，而谷氨酸、天冬氨酸則與之相反，當(dāng)濃度大于0.4mg/mL時，茶湯的酸味會隨著兩者濃度增加而增強。此外，茶湯中其他呈味物質(zhì)與鮮爽味物質(zhì)的搭配也能增強鮮爽味。KANEKO等研究日本抹茶鮮味的物質(zhì)基礎(chǔ)時，發(fā)現(xiàn)琥珀酸、沒食子酸、3-沒食子兒茶素均能夠增強綠茶飲料的鮮味。

茶湯中具有甜味的物質(zhì)有可溶性糖（葡萄糖、阿拉伯糖等）和甜味氨基酸（絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸）。茶葉中可溶性糖的含量不僅取決于茶樹鮮葉，還與加工工藝有關(guān)。在茶葉加工過程中，在熱的作用下，可溶性糖可與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，其產(chǎn)物對茶葉的香氣、色澤和滋味均有貢獻。烏龍茶的做青和黑茶渥堆階段則可以促進多糖的水解，增加可溶性糖的含量。ZHANG等通過探究紅茶發(fā)酵時不同濕度對紅茶滋味的影響，發(fā)現(xiàn)濕度大于85%時，可溶性糖、茶紅素和茶褐素的含量均上升，提升了茶湯的甜醇感。

3、回甘相關(guān)的茶葉內(nèi)含物質(zhì)

茶湯的回甘是指茶湯進入口腔時，苦中帶甜，隨后苦味漸消，甜味漸長，且甜的余味較苦味長。回甘通常與茶葉的品質(zhì)呈正相關(guān)。有研究表明，兒茶素與烏龍茶的回甘有關(guān)，沒食子酸和沒食子酸鈉對綠茶的回甘有貢獻。ZHANG等研究單寧酶水解綠茶茶湯中兒茶素時，發(fā)現(xiàn)酶處理后能夠提升茶湯滋味的整體口感，回甘強度隨單寧酶水解時間的延長而增強。在此基礎(chǔ)進一步探究了單體兒茶素的回甘效果，EGC∶EC=2.5∶1、總濃度為3.5mmol/L時的回甘效果最好。夏秋茶鮮葉中EGCG和ECG含量高于春季鮮葉，為了探究丹寧酶處理對夏秋季綠茶茶湯的滋味的影響，CAO等研究表明酯型兒茶素比例下降，茶湯苦澀味改善，沒食子酸能夠促進茶湯的回甘。

4、茶葉中的酸味成分

茶湯的酸味物質(zhì)主要包括有機酸、氨基酸和游離型酚酸等。ZHANG等采用高效液相色譜技術(shù)測定了紅茶和綠茶中檸檬酸、富馬酸、乳酸等有機酸的含量，其中紅茶中檸檬酸的含量（8.28±0.06mg/g）顯著高于綠茶（4.84±0.01mg/g），并且酸味感官審評結(jié)果也表明紅茶高于綠茶。

02呈味物質(zhì)之間相互作用

雖然這些滋味物質(zhì)自身具有特定的滋味屬性，但它們之間也存在協(xié)同、拮抗等相互作用，從而引起味覺的相乘、消殺等情況。

鮮味氨基酸如茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等單獨溶于溶液中具有鮮爽味，同時存在時能夠協(xié)同增強溶液的鮮爽味。蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、富馬酸等有機酸是呈酸味的物質(zhì)，但都對白茶茶湯的鮮味、甜味具有一定的貢獻。滋味物質(zhì)之間的拮抗作用也廣泛存在于茶湯中，綠茶茶湯中具有澀味的多酚類物質(zhì)能夠減弱或抑制人體對檸檬酸、乳酸、馬來酸等有機酸的酸味感知。茶氨酸、天冬氨酸和谷氨酸能夠降低酯型兒茶素（EGCG、ECG、GCG）的苦味強度。呈味物質(zhì)之間的相互作用是復(fù)雜的，其受到物質(zhì)濃度、滋味強度以及滋味物質(zhì)閾值高低等多方面因素的影響。

03滋味與化學(xué)物質(zhì)關(guān)聯(lián)分析

數(shù)學(xué)模型應(yīng)用于茶湯滋味和茶葉內(nèi)含物質(zhì)的關(guān)聯(lián)分析可以較好地分析茶葉內(nèi)含物對苦澀、鮮、甜及回甘等滋味的貢獻程度。

圖2列舉了幾種數(shù)學(xué)模型在茶葉滋味與化學(xué)物質(zhì)關(guān)聯(lián)分析中的應(yīng)用，包括主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法分析（OPLS）所得的茶葉標(biāo)志化合物，與茶湯滋味得分進行皮爾遜（Pearson）相關(guān)性分析；偏最小二乘法回歸分析（PLS）茶葉活性物質(zhì)和滋味得分，用回歸系數(shù)表征二者之間的關(guān)聯(lián)性；以及加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA）。基于PCA、OPLS算法分析和Pearson系數(shù)，HAN等發(fā)現(xiàn)不同等級黃山毛峰茶中的可水解單寧化合物（沒食子酰基-葡萄糖、沒食子?；?六羥基聯(lián)苯二甲酰基-葡萄糖）的含量與茶湯的回甘強度呈正相關(guān)。高溫焙火后的茶葉（黃大茶、巖茶等）的苦澀味與原花青素B2、香豆?；鼘幩?、沒食子單寧的含量呈正相關(guān)，與N-乙基-吡咯烷酮取代的黃烷-3-醇呈負相關(guān)。基于PLS模型，黑茶茶湯的苦味與茶多酚、黃酮、茶多糖呈負相關(guān)，而與茶褐素呈正相關(guān)；茶多酚、黃酮和茶湯的澀味正相關(guān)，與茶褐素負相關(guān)。基于WGCNA算法，隨著白牡丹白茶儲存年限的增加，黃酮類、單寧、氨基酸含量減少，其茶湯的澀味和鮮爽味也會相應(yīng)減弱。

04結(jié)論

文章綜述了呈味物質(zhì)本身的滋味特點、加工工藝對呈味物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，呈味物質(zhì)間的相互作用關(guān)系以及數(shù)學(xué)模型在茶湯滋味研究中的應(yīng)用。

茶湯是混合體系，除含量高的多酚類、酚酸類等物質(zhì)對茶湯滋味起主要作用，游離氨基酸、有機酸、可溶性糖等含量較低的物質(zhì)能夠改善茶湯的整體口感，提升茶葉品質(zhì)。

目前，隨著多種研究技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，茶湯的滋味剖析逐步走向成熟。如何從多角度深入探究茶湯滋味的物質(zhì)基礎(chǔ)，更加準(zhǔn)確地挖掘茶葉典型滋味特點的關(guān)鍵呈味物質(zhì)，實現(xiàn)茶湯滋味呈現(xiàn)的主觀與客觀有效結(jié)合，使茶湯滋味研究更傾向于系統(tǒng)化與專業(yè)化，仍是未來研究的重要方向。

作者簡介：周峰

安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院茶學(xué)專業(yè)2021級在讀碩士研究生，研究方向為茶葉風(fēng)味化學(xué)研究。碩士期間以第一作者及共同第一作者發(fā)表論文4篇，參與發(fā)表論文5篇。

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