水质与茶汤内含物溶释及风味的研究进展

郑少燕，刘乾刚*，林秋香（福建农林大学园艺学院，福建福州350002）



水质与茶汤内含物溶释及风味的研究进展

郑少燕，刘乾刚*，林秋香
（福建农林大学园艺学院，福建福州350002）

摘要：古人云：“茶性必发于水”，对于茶叶冲泡及品饮中水质的关注持续至今。目前，泡茶用水的研究和选择已从水的来源（如江水、井水）、水的理化性质（如酸碱度、硬度）拓展到水的处理（如纯净水、专用水），水质对于茶叶冲泡的影响也从茶汤的基本品质拓展到冲泡过程中内含物的溶释规律。本文就水的总硬度、酸碱度、电导率、矿物离子及不同水源、不同水处理方法对茶汤风味及内含物溶释、稳定性（如沉淀、转化、变色）的影响进行了文献分析和总结，认为（1）较之于永久性硬水，软水或暂时性硬水更适宜泡茶；（2）高Ca(2+)、Mg(2+)水会损害茶汤色泽、滋味；（3）水的硬度、酸碱度、电导率、矿物离子是相互关联的因子，其结果还可致水体本身呈现不同的味觉、气味，对茶汤品质产生直接影响；（4）泉水，尤其是经过水源选择且适口的瓶装矿泉水总体上适宜泡茶，纯净水则为相对安全的泡茶用水，但不足以释放和发挥某些类型茶叶的特征风味。

关键词：茶叶冲泡；水质；内含物溶释；茶汤风味

茶作为一种饮料，其色、香、味都需要适宜的冲泡水才能得以体现。唐代陆羽《茶经》指出：“其水，用山水上，江水中，井水下。”对茶叶冲泡用水的优劣进行了分类。宋徽宗赵佶《大观茶论》称：“水以清轻甘洁为美，轻甘乃水之自然，独为难得”。许次纾《茶疏》亦言“精茗蕴香，借水而发，无水不可与论茶也。”可见古人对于茶叶冲泡用水已有诸多关注和研究。流传民间的“龙井茶虎跑水”、“扬子江心水，蒙顶山上茶”等俗语，也充分体现了“茶水不分家”的道理。随着茶类品种花色的日益丰富及人们追求茶叶风味的个性化，茶叶生产在满足市场需求的同时，茶叶品饮中涉及的泡茶用水越来越受到业界和消费者的重视。

1　水质与茶汤感官品质

茶叶冲泡本质就是茶叶在水的作用下，其主要内含物溶解、释放的过程。研究发现，使用不同水质或不同前期处理的水样冲泡茶叶，茶汤的内含物溶解、释放及其感官品质均存在一定程度的差异。

杨延群[1]用不同的水质冲泡闽南乌龙茶，结果发现用自来水冲泡，感官审评时有较明显的消毒水味道；用纯水冲泡，茶汤的色泽较自来水冲泡的好，但其滋味苦涩感较明显；用去离子水冲泡，茶汤滋味甘醇度稍欠；用矿泉水冲泡的茶汤，滋味甘醇，表现较好。蔡烈伟等[2]对三峡茶区的水质进行抽样调查，同时研究其泡茶效果发现，不同水质对茶叶内含物溶释有很大影响，其中氨基酸的浸出率以泉水最高、井水最低，等级越高的茶叶内含物溶释受水质的影响越大，这使得茶汤感官品质有较大差异，并指出该地区泡茶用水的优劣顺序（由优及差）是：泉水、溪水、江水、池塘水、自来水、井水。敬廷桃[3]探讨不同水质（自来水、桶装水、纯净水）对永川秀芽感官品质的影响，结果表明：桶装水冲泡的茶汤汤色最好，桶装水和纯净水冲泡的茶汤香气、滋味均优于自来水冲泡。周丹蓉[4]用6种不同水质浸提茶叶，其在内质浸出率上存在显著差异。曹璐[5]等研究了水质（瓶装饮用纯净水、桶装饮用纯净水、水库深层水、自来水、浅井水）对名优绿茶感官品质和化学成分浸出量的影响，得出的结论是桶装纯净水、自来水冲泡的茶汤品质最好。

从现有研究来看，天然水如溪水、江水、池塘水、井水，包括经过一定处理的自来水，由于其水源及环境不同，理化性质差异较大，泡茶效果未得出明确、统一的结论。泉水，尤其是经过选择且适口的瓶装矿泉水总体上适宜茶叶风味的释放和发挥。纯净水为相对安全的泡茶用水，但对于某些茶叶特征风味的发挥尚有不足。

2　水的理化性质与茶汤内含物及溶释

水的理化性质对茶汤内含物的溶解、释放存在一定的线性相关关系，在各项指标中，影响最大的有酸碱度、硬度、电导率、离子含量等。茶叶品质一般指茶叶的色、香、味、形与叶底，就饮用需要而言，茶汤的香气和滋味是品质的核心[6]。

2.1水的酸碱度

2.1.1 pH值与茶汤主要呈色物质及溶释

一般认为水的pH值对茶汤pH值、茶汤的色泽有较大影响，pH值越低，茶汤的颜色越浅，而茶汤滋味的鲜爽度、收敛性往往就越强，当pH值大于7的时候，茶汤颜色变深，收敛性变弱[7]。王汉生[8]等认为泡茶宜用中性水或弱酸性水，泡茶用水pH值过高或过低都会降低茶汤的品质，多酚类物质在碱性条件下会产生不可逆的氧化，从而影响汤色和口感。但在龚永新[2]等用不同水质冲泡同一等级的茶叶的相关研究中，却发现茶汤pH的区别并没有对汤色产生明显的影响，水的pH对茶汤内含物及溶释的影响也不明显。金恩惠[9]研究了不同pH水质（通过添加柠檬酸、小苏打调制而成）对普洱茶、铁观音化学成分及品质的影响，当水质pH值为8时，最能表现出普洱熟茶“琥珀色”的汤色品质，当水质pH值为7时，最能表现出铁观音“清汤碧水”的汤色品质。

从现有研究来看，水的pH值对不同茶类呈色物质溶释影响显著，具体作用机制还有待进一步研究。

2.1.2 pH值与茶汤主要呈味物质及溶释

水的pH值可从多个方面影响到茶汤呈味物质及溶释。Wang[10]等用自来水和纯净水浸提茶汤，发现儿茶素在自来水浸制茶汤中更易发生异构化并很快降解。孙世利[11]等研究发现水的pH值对儿茶素与金属离子的络合作用影响明显。陈利燕[12]等研究了儿茶素在酸性环境中的稳定性，结果表明儿茶素在pH5.6的缓冲溶液中最稳定。

刘平等[13]研究了不同pH水质（纯净水、天然饮用水、矿物质水、矿泉水）对烘青绿茶感官品质的影响，认为水的pH值对氨基酸和咖啡碱浸出的影响无显著规律。李再兵[14]研究了不同pH水质对绿茶主要品质成分浸出的影响，表明在特定温度、时间条件下，不同水的pH值对氨基酸浸出浓度的作用不显著，而对咖啡碱浸出浓度的影响达极显著水平。金恩惠[9]用不同pH水质冲泡普洱茶和铁观音，结果显示不同pH条件下对供试茶样的氨基酸浸出呈现显著差异。

有关研究中，不同茶类氨基酸浸出与水质pH值的关系尚无获得一致的结果。氨基酸本身有酸性氨基酸、中性氨基酸、碱性氨基酸之分，在水中溶解是一个动态平衡过程。不同茶类的氨基酸组分不同，从而可能带来结果的差异。

2.1.3 pH值与茶汤香味

在品茶时，同样茶叶选择不同的水冲泡，常常发现其香气存在较大的差异。廖勇诚[15]研究表明，茶汤pH值的变化可以改变茶叶香气物质的溶解性、稳定性。刘盼盼[16]的研究认为，水的pH值对清香型和栗香型绿茶的香气释放及组成比例影响较大，pH在3～4时，茶汤出现弱酸味；pH为9时，香气较沉闷。王艳丽[17]等用自来水冲泡信阳毛尖，结果显示，相较于用纯静水冲泡，其茶叶香气受到削弱，且产生了不良气味。

茶叶香气化合物与其基质存在交互作用，是影响香气化合物释放的重要因子，但迄今鲜有研究报道。香气化合物自身的特异性化学基团，如羰基和芳香类化合物与基质中茶多酚、氨基酸、咖啡碱等的交互作用，以及茶汤制备方法（冲泡时间、冲泡温度）、泡茶用水理化性质等，都会影响到茶汤香气及风味。

2.2水的总硬度

对水质好坏的鉴定，总硬度是重要指标之一，生活饮用水的总硬度应小于25.2度[18]。彭乃特（Punnett，P.W.）和费莱特门（Fridman，C.B）的试验表明，水中矿物质对茶叶品质有较大的影响。水的硬度直接影响茶汤的品质，其硬度愈大茶汤中茶红素的中性盐的含量愈多，以致茶红素产生不可逆自动氧化，茶汤色泽趋暗[19]。还有研究指出，暂时性硬水的化学物质总含量低于10mg/kg或永久性硬水的化学物质总含量低于3～4 mg/kg时，适合泡茶[21]。

曹璐等[5]研究了5种不同水质对茶叶品质的影响，其中以浅井水总硬度最大，其冲泡的茶汤色泽、香气、滋味最差；桶装纯净水的总硬度最小，其冲泡的茶汤色泽、滋味均最佳，香气仅次于自来水冲泡茶汤[5]。杜晓等[20]探讨了不同评茶用水（蒸馏水、河水、江水、泉水、自来水）对名优绿茶理化品质的影响，以上5种不同水质的硬度检测结果为：河水>江水>自来水>泉水>蒸馏水，其水质优次评定为：泉水>蒸馏水>自来水>河水>江水，大致符合“硬水不宜茶”的认知。

水的总硬度不但影响到它的pH值，对茶叶内含物质的浸出率也有显著影响，比如：硬水中高含量的钙会与多酚类物质结合，抑制茶多酚的溶解和浸出，影响茶汤的品质风味。有研究指出，茶叶对水中矿物质的吸附和茶叶中矿物质的溶出是一个动态平衡的过程[13]，但水质对茶叶感官品质及其内含物浸出影响的机理仍有待进一步研究。

2.2.1金属离子与茶汤内含物及溶释

一般由微量金属盐引起水的不愉快气味，称为“金属味”。水中的金属离子对茶叶内含物溶释会产生影响，由于有些金属离子本身有味感，加之茶叶在冲泡过程中也会有金属离子浸出，最终影响到茶汤风味。目前，针对Ca2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Mg2+、Zn2+、Al3+等离子开展了较多研究。

郭炳莹[23]在茶汤中分别滴加了23种金属离子溶液，有22种与茶汤发生了络合或者还原络合反应，茶汤色泽也因此产生变化。张正竹等[24]研究发现，电解质的存在对茶汤沉淀物的形成有显著的影响，分散在茶汤中的固体颗粒表面带负电荷，电解质阳离子能明显降低分散系的稳定性。钙离子是茶汤中含量较高的金属离子，与茶汤风味及化学成分含量有密切关系，会导致茶汤滋味变苦涩[5]、内质化学成分变化[25]、形成络合物沉淀[26]、香气品质下降[16]等。刘平[13]发现，钙离子可影响各单体物质的滋味表现强度，使溶液滋味变钝，使EGCG涩味增加。KimY等[27]通过往绿茶茶汤中加入一些浑浊活性物质（茶多酚、牛血清蛋白（BSA）、咖啡碱和CaCl2），发现加入CaCl2的处理组沉淀增加量最大。胡雄飞[28]研究了钙离子浓度对绿茶茶汤沉淀中各化学组分的影响，发现钙离子可能以直接或间接的方式促进绿茶茶汤沉淀的形成。

有报道表明，水中铁离子含量超过5mg/L会与茶中的多酚类作用，会使茶汤呈黑色[29]。奥田拓男等[30]发现，表没食子儿茶素没食子酸酯能使高价的金属离子Cr6+、Fe3+、Cu2+还原，并与之发生络合反应。另外，根据Fe2+、Pb2+与茶叶中多酚类的络合性能，铁和铅早已被广泛用于茶叶中有关组分的分离测定[31]。李小满[22]向茶汤中加入离子鳌合剂，结果在很大程度的避免了矿泉水冲泡茶汤的褐变。Jackso和Lee研究指出，铁、钙易与多酚类物质形成不可溶和可溶的复合物，几乎所有的镁和锌都以可溶态存在于各类茶汤中。潘顺顺[32]指出，对于萃取鲜汁，Ca2+和Zn2+都有护色护绿作用，且Zn2+的效果更为明显。陆松侯[33]等认为，当水中的镁过量时，会导致茶汤滋味变淡。

2.2.2非金属离子与茶汤内含物及溶释

水除含有金属离子外，还有一些阴离子和溶解性的气体物质。氯不是水的天然成分，但水经杀菌氧化等氯化处理后，会出现游离型有效氯（HClO或ClO-），俗称余氯。对于茶叶冲泡来说，水中残留余氯对茶汤品质有不良影响，应当严格控制。江春柳[34]认为，自来水中氯离子含量高，余氯及氯化物与茶汤中的多酚类作用，会使茶汤表面产生“锈油”，使茶汤苦涩，但“锈油”产生的原因还不十分清楚。另有研究指出，自来水中氯离子偏多，也易引起多酚类物质的氧化或产生氯味，严重影响茶汤感官品质风味。其他离子如NH4+、NO3-、HCO3-等，以及偏硅酸及氧气，这些物质在水中的含量也较高，有关研究还待开展。

2.3水的电导率与茶汤内含物及溶释

电导率可在一定程度上衡量水样中离子化量，与电解质浓度呈正相关。林瑞勋（1982）、黄继珍（1997）等相继证明了茶汤电导率与茶叶品质呈高度正相关，刘平[13]研究表明，茶汤电导率与水的电导率间呈极显著相关（R2=0.95），说明主导茶汤电导率高低的因素是水样电导率。水中一般含有一定数量的可溶性矿物质，且主要以矿质离子的形式存在，因此不同水源的水质的电导率往往有较大的差异，对茶汤品质的影响也不容忽视。另有试验研究了不同水质（重蒸水、雪水、自来水、麦饭石萃取水、麦饭石矿泉水）对绿茶茶汤的影响[22]，表明电导率较高的麦饭石矿泉水和自来水冲泡的绿茶茶汤偏暗，茶多酚含量总体偏少且易出现冷后浑现象，而对氨基酸、咖啡碱的含量影响不大。

3　泡茶专用水

早在2006年，不少企业开始对泡茶专用水的研发，迄今市场已初具规模，也得到了部分高档茶楼、茶馆的认可。此外，针对不同的茶类，还推出了不同的专用水。

目前，已有格莱雪雪煎茶泡茶水、多吉泉养生泡茶水、珍茗金龙水、九龙池等多种品牌销售，营销上推广生态、环境、健康、文化等多种理念。

然而，正如陈宗懋院士所说：“好水泡好茶，对于大城市的爱茶人来说不是那么容易，泡茶专用水的出现无疑解决了这个难题，但它作为一个新兴产品，还有待于市场的考核。”

4　总结与展望

有关水质对茶汤内含物溶释及风味的影响，目前已达成初步的共识，如软水或者暂时性硬水，相较于永久性硬水，更适宜于茶叶冲泡、品饮；通常，茶汤偏酸性，故冲泡茶水也宜偏酸；水的硬度主要取决于Ca2+、Mg2+离子浓度，二者与茶叶内含风味物质的溶释呈负相关，硬度较低的水更适合泡茶。

显然，以上有关结论还不能解释或满足茶叶品饮中的各种现象及人们对于茶叶特殊风味的追求，随着识茶、嗜茶消费人群的增加，“泡茶用水”、“泡茶专用水”将不仅是一种概念或市场行为，更多面临的是研究与开发问题。

参考文献

[1]杨延群.矿泉乌龙茶的研制[J].食品科学,1995,16(11)23-25.

[2]龚永新,蔡烈伟,黄启亮.三峡茶区不同水质泡茶效果的研究[J].湖南农学院学报,2002,22(2):131-134.

[3]敬廷桃.冲泡条件对永川秀芽感官品质的影响[J].茶叶科学技术,2009,(2):21-22.

[4]周丹蓉.绿茶提取物浸提工艺研究及分离过程有机溶剂残留分析[D].武汉:华中农业大学,2008:6.

[5]曹璐.不同硬度和pH的水对绿茶冲泡品质的影响研究[J].信阳农业高等专科学校学报,2012,22(3):81-84.

[6]施兆鹏,黄建安.茶叶审评与检验[M].北京:中国农业出版社,2010.

[7]何金柱,杨普,袁自春.温度、时间、pH值对红茶有效成分浸提率的影响[J].安徽农业科学,2005,33(3):467-468.

[8]王汉生,黄文钊,吴定新.试论泡茶的用水选择[J].广东茶业,2008,1:8-11.

[9]金恩惠.冲泡条件对铁观音和普洱茶的浸出规律和感官品质影响[D].杭州:浙江大学,2012:2.

[10]Huafu Wang,Keith HelliWell.Epimerisation of catechins in green tea infusions[J].Food Chemistry 2000(70):337-344.

[11]孙世利,杨军国,张岚翠,等.儿茶素与金属离子相互作用及其生物学意义[J].细胞生物学杂志,2007,29:225-228.

[12]陈利燕,屠幼英,陈暄等.儿茶素在酸性环境中的稳定性研究[J].茶叶,2002,28(2):86-88.

[13]刘平,尹军峰,许勇泉等.典型市售水对烘青绿茶茶汤主要理化成分及品质的影响[J].食品科学,2013,34(23):36-40.

[14]李再兵.绿茶主要品质成分的浸出动态及其与滋味感官评分的相关性研究[D].杭州:浙江大学,2002:5.

[15]廖勇诚.龙井绿茶饮料中香气化合物及其与基质的相互作用[D].武汉:华中农业大学,2008:4.

[16]刘盼盼.主要水质因子对清香型绿茶茶汤呈香特性及其稳定性研究影响[D].北京:中国农业科学学院,2014:4.

[17]王艳丽,张品,刘钟栋.信阳毛尖茶香气成分与水质的关系及对日用香精合理使用的启示[A].第七届中国香料香精研讨会论文集[C].2008.

[18]中华人民共和国卫生部.GB5749-2006生活饮用水卫生标准[S].2006.

[19]林瑞勋.评茶用水水质及其快速检查法[J].茶业通报,1983,29(8):36-39.

[20]杜晓,何春雷,谢应全.评茶用水对名茶感官评价和成分浸出的影响[J].四川农业大学学报,1996,14(4):551-554.

[21]孙慕芳,张洁,郭桂义.冲泡条件对信阳红茶茶汤内含物浸出规律的影响[J].食品研究与开发,2014,35(15):15-18.

[22]李小满.麦饭石溶出特性及其矿泉水绿茶的初步研究[D].天津:天津轻工业学校,2000:12.

[23]郭炳莹,程启坤.茶汤组分与金属离子的络合性能[J].茶叶科学,1991,11(2):139-144.

[24]张正竹,舒爱民,江光辉等.电渗析对红茶提取液稳定性的影响[J].茶叶科学,1997,17(1)53-58.

[25]钟小玉.水中钙离子对绿茶茶汤品质成分及混浊产生的影响[D].北京:中国农业科学院,2012:5.

[26]钟小玉,许勇泉,尹军峰等.Ca2+-Mg2+-Al3+复配对绿茶茶汤感官及理化品质的影响[J].中国农学通报,2012,28(6):227-231.

[27]Yin JF,Xu YQ,Yuan HB,et al.Cream formation and main chemical components of green tea infusions processed from different parts of new shoots[J].Food Chemistry,2009,114(2):665-670.

[28]胡雄飞.钙离子对不同发酵程度茶汤沉淀形成的影响[J].茶叶科学,2014,34(5):458-464.

[29]彭新.茶汁制备的关键技术[J].食品工业科技,1997(6):22-24.

[30]奥田拓男,毛利和子,盆田光世等.单宁与共存物质相互作用的效果(Ⅱ)还原重金属离子以及使用重金属离子沉淀溶解[J].福建茶叶,1984(3):41-47.

[31]茶叶质量理化检验方法国家标准GB 8312-87.

[32]潘顺顺.绿茶鲜汁饮料色素物质组成及其护绿措施研究[D].杭州:浙江大学,2007:5.

[33]江春柳.不同水质对绿茶饮料储藏特性的影响[J].茶叶科学,2010,30(增刊1):561-566.

*通讯作者：刘乾刚（1962-），男，副教授。Email:lqg1395029@sina.com.

作者简介：郑少燕（1990-），女，硕士研究生，研究方向：茶叶加工与综合利用。

基金项目：省级扶贫重点县科技人员专项计划