不同浸泡方式下牡丹花茶汤滋味和风味的特征差异

袁琴琴,刘文营

(1.菏泽学院农业与生物工程学院,山东菏泽 274000; 2.北京食品科学研究院,中国肉类食品综合研究中心,北京 100068)

牡丹花是我国传统名花之一,具有较高的观赏价值,同时也具有一定的保健功能[1]。与其它花茶相似,牡丹花茶也含有较高含量的黄酮、茶多酚、黄烷醇生物碱和还原糖等功能物质[2-3],以此开发功能性花茶,亦具有较好的市场机会和发展前景[4]。

茶的分布区域、种类[5-6]、浸泡方式[7-8]、水质特性[9-10]、以及后期的加工手段[11]均会影响到茶汤的化学成分、味觉特征等品质。在茶的浸泡方法上,水温、浸泡时间[12]、茶叶添加比例[13]等均会对茶汤感官品质产生影响。目前对于牡丹花茶的研究,多集中在开展微量元素的溶出特性[14]、加工工艺[4]和不同茶品质差异比较[15]等研究,针对浸泡方式差异对牡丹花茶汤感官品质的影响研究较少。同时,鉴于消费者对茶品质要求的提升,以及消费者需求多样性的增加,迫切需要对牡丹花茶汤品质及不同泡制方式下的品质差异进行分析。

针对食品风味和滋味特征的分析研究,多数会引入质谱方法进行分析,如采用气相色谱质谱联用仪对不同制备工艺[14-16]或不同原料制备产品挥发性成分进行分析[17];而在不同产品之间差异分析时,多数会借助电化学技术,如采用电子鼻和电子舌技术对不同产品的主体风味和滋味特征差异进行分析[15,16-18],分析仪器的应用为产品的生产和研究开发提供了极大便利,同时又降低了进行消费者评价存在的误差。针对牡丹花茶的研究,包括牡丹花茶的制备[19]、矿质元素[20]等,而在对不同茶品质的研究上,也仅限于代谢和味觉差异的分析[21],基于此,本文采用电子舌、电子鼻和气相色谱质谱联用技术,对热浸泡和冷水浸泡茶汤的滋味特征、主体风味特征和挥发性有机物组分等品质差异进行分析,以期为牡丹花茶汤品质分析和不同感官特性茶品的制备提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

牡丹花 于2019年5月采摘自菏泽曹州牡丹园,参考文献方法[16],自然晾干,破碎后过100目筛,备用;电子舌电极内部液、清洗液 日本Insent公司;2-甲基-3-庚酮(99.9%,CAS号13019-20-0) 美国Sigma Aldrich公司;氮气(99.9%) 北京如源如泉科技有限公司。

Cascada BIO纯水机 美国PALL公司;BSA822-CW天平 赛多利斯科学仪器有限公司;0.22 μm微滤膜 美国PALL公司;PEN3电子鼻 德国Airsense公司;TS5000Z味觉分析系统 日本INSENT公司;Gerstel TDS半自动热脱附进样器 德国Gerstel公司;GC-MS 联用仪 美国赛默飞世尔科技(中国)有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 牡丹花茶的浸泡方法 根据参考文献[11]方法,按照茶叶与纯水(由Cascada BIO纯水机制备,导电率<2 μS/cm)的比例1∶100 (g/mL),采用热水浸泡和冷水浸泡两种方法,其中热水浸泡在冲入沸水30 s后过滤取清液测试,冷水方式在浸泡30、60和120 min后过滤取清液测试。样品分别标记为H、C30、C60和C120。

1.2.2 牡丹花茶的滋味分析方法 电子舌探头矩阵由不同材料制成,能够识别出液体的不同味觉特性[22-23]。根据参考文献[18,24]方法,取50 mL茶汤,均质混匀后8 000 r/min离心5 min,取上清液过滤后上机测试。

1.2.3 牡丹花茶的主体风味分析方法 电子鼻内置不同传感器会针对不同的物质产生响应,根据传感器接收信号的强度差异,可以对牡丹花茶的主体风味特征进行差异性分析。

参考文献[15,25-26]方法,取2.0 mL均匀茶汤置于样品瓶内,4 ℃留存备用。

电子鼻工作条件为:加热仓温度为50 ℃,振动2 min,数据采集时长为90 s,选取70 s时收集的数据进行分析。

1.2.4 牡丹花茶挥发性有机物分析方法 参考文献[14,27]方法,略有修改,取2.0 mL茶汤装入测试瓶,同时添加2-甲基-3-庚酮作为标准物质(1.0 μg),于50 ℃温度下正压(0.05 MPa)富集30 min,采用热脱附-气相色谱质谱联用仪分析。

仪器运行参数如下:

TDS程序:初始温度40 ℃,分别延迟和保持1 min,然后升温至210 ℃(40 ℃/min),保持5 min;CIS程序:-100 ℃,保持1 min,然后升温至215 ℃(10 ℃/min),分流比为20∶1;GC-MS程序:40 ℃,保持3 min,然后升温至200 ℃(5 ℃/min),保持1 min,再升温至220 ℃(10 ℃/min),保持3 min;氦气流速1.0 mL/min,质谱传输线温度260 ℃,离子源温度280 ℃,质谱质量扫描范围设定为40～600 u。

1.3 数据处理

在进行茶汤主体风味分析时,进行5个平行;在进行茶汤滋味特性分析时,进行3个平行,数值标记为:平均值±标准差。运用Winmuster软件进行产品风味的主成分分析(principal component analysis,PCA)和线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA);在对挥发性风味物质分析时,取2.0 mL混合样品进行测试,进行3个平行,依据挥发性成分的CAS号进行化学物质检索分析(http://www. chemindex. com/)。

该文数据均由SPSS 9.1进行误差性分析(F=0.05),由Origin 8.0进行作图。

2 结果与分析

2.1 牡丹花茶汤的滋味特征

不同浸泡方法获得牡丹花茶汤的滋味特性如表1所示,各样品在苦味值、涩味回味值、鲜味值、丰富度和咸味值上没有显著差异(P>0.05);C30样品的酸味值最高(P<0.05),其它三种样品之间酸味值差异不显著(P>0.05);C120样品的涩味值最低(P<0.05),其它三种样品之间涩味值差异不显著(P>0.05);C30、C60和C120之间苦味回味值较低,且相互之间差异不显著(P>0.05)。即,热水浸泡和冷水浸泡获得的茶汤具有相似的苦味值、涩味回味值、咸味值、鲜味值和丰富度;冷水浸泡茶汤的酸味值呈现为随着浸泡时间延长而降低的趋势,浸泡60、120 min获得茶汤与热水浸泡茶汤的酸味值较为相似;冷水浸泡120 min获得茶汤具有最低的涩味值,冷水浸泡茶汤的苦味回味值均低于热水浸泡茶汤,尤其是冷水浸泡60 min获得茶汤较为明显。

表1 不同茶汤的滋味特性Table 1 The flavor characteristics of different tea soups

感官特征是食品最重要的属性之一,其直接影响到消费者的消费体验,也是决定产品经济价值的重要特性[28]。浸泡方式不同对茶汤滋味特性的影响,主要体现在水温和浸泡时间会影响到无机元素、单宁酸、咖啡因、茶多酚等化学成分的溶出,这些物质是茶汤滋味特性呈现的基础物质。由表1可知,浸泡方式的不同会产生不同的味觉特性,以此可根据消费的喜好进行不同产品的加工;同时在采用电子舌对茶汤滋味特征进行分析时,容易出现茶汤中单宁酸等物质与电极产生结合,出现数值浮动较大的情况,所以在针对市场的茶汤开发过程中应引入消费者进行评价。

2.2 牡丹花茶汤的主体风味特征

牡丹花茶汤的主体风味特征如图1a所示,PC1和PC2方向上的方差贡献率为92.50%和5.72%,方差总贡献率为98.22%,说明各个产品均有独特的风味特征,且以PC1为主。而由图1b可知,各产品在LD1和LD2方向上的总方差贡献率为76.61%,小于85%的界限值,即仅通过主成分分析,并不能将四组产品进行有效区分。由图1a中H与C60在PC1和PC2方向上具有较大程度重合可知,热水浸泡牡丹花茶汤与冷水浸泡60 min茶汤主体风味特征较为相似。

图1 不同茶汤的主体风味差异Fig.1 Analysis of main flavor oftea prepared by different methods注:a. PCA结果;b. LDA结果。

2.3 牡丹花茶汤的挥发性有机物组分

不同制备方法获得茶汤的挥发性成分及含量如表2、表3所示,茶汤中共检出40种醇类物质、8种酸类物质、15种醛类物质、6种酮类物质、3种芳香族类物质、34种酯类物质、29种烷烃类物质、13种烯烃类物质,以醇类和酯类物质种类和含量普遍较多。不同茶汤在挥发性物质组分上存在明显差异,表现在成分种类不同和含量相差较大。

热水浸泡、冷水浸泡30 min、冷水浸泡60 min和冷水浸泡120 min获得茶汤中挥发性成分分别有67、72、70和77种。四种浸泡方式获得茶汤种均有的成分为1-庚醇、1-辛烯-3-醇、2-丙基-1-戊醇、2-甲基-1-十六烷醇、α,β-二甲基苯乙醇、苯乙醇、橙花醇、反-2-甲基环戊醇、芳樟醇、十一醇、香茅醇、香叶醇、蝶呤-6-羧酸、(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、苯甲醛、苯乙醛、2,5-二甲基-3-己酮、甲基庚烯酮、β-紫罗兰酮、12,15-十八碳二烯酸甲酯、苯乙酸-4-十四烷基酯、辛乙烯二醇单正十二烷基酯、亚硝酸仲丁酯、异戊酸乙酯、十五烷和正十六烷。

表2 不同茶汤中的挥发性有机物组分Table 2 Volatile organic compounds in different tea soups

续表

续表

其中,1-庚醇是区分不同季节绿茶间差异的关键化合物[29];1-辛烯-3-醇是松覃蘑菇的特征性香味物质[30],也是乌龙茶[31]和青砖茶[32]的特征性物质,苯乙醛叶是青砖茶的特征性风味物质[32];芳樟醇是茶汤种普遍存在的风味物质[33],β-紫罗兰酮在除绿茶之外的茶汤中普遍存在[33],2-丙基-1-戊醇是栗菇的主要挥发性成分之一[34],2-甲基-1-十六烷醇是红象牙芒果的特征性成分之一[35],橙花醇、苯乙醇、香叶醇是红茶的特征性成分之一[31,36],甲基庚烯酮在普洱茶中含量变化较大[37]。

表3 不同茶汤中不同类挥发性物质含量Table 3 Different volatile substances in different tea soups

只在热水浸泡茶汤中存在的挥发性物质有(R)-(-)-14-甲基-8-十六烷基-1-醇、2-癸烯-1-醇、α-松油醇、柠檬烯-6-醇、异辛醇、反-2-辛烯醛、(1-丁基庚基)-苯、甘油亚麻酸酯、四乙二醇双异辛酸酯、乙酸苯乙酯、1,2-环氧环辛烷、2-溴(正)壬烷和5-丙基-癸烷,而只在冷水浸泡茶汤中存在的为叔十六硫醇、2-异丙烯基-5-甲基己基-4-烯和Z,Z,Z-1,4,6,9-九癸四烯,说明浸泡温度对茶汤挥发性成分有着明显影响。

热冲牡丹花茶汤中醇类物质含量较多,其次是酯类物质和烷烃类物质;而在冷水浸泡牡丹花茶汤中醇类、酯类和烷烃类物质含量较高。冷水浸泡牡丹花茶汤中醇类物质低于热水浸泡茶汤,且随着浸泡时间的延长,醇类物质的含量逐渐下降;与之相反,冷水浸泡获得茶汤中烷烃类物质含量均高于热水浸泡,且随着浸泡时间的延长,呈现为逐渐增加的态势。冷水浸泡茶汤中酯类物质含量最高,均高于热水浸泡茶汤,且呈现为随浸泡时间延长,含量逐渐下降的趋势。茶汤挥发性物质中,除烯烃类物质有差异外,其他种类物质均没有显著(P>0.05)性差异,其中热水浸泡牡丹花茶汤烯烃类物质含量较低,但与冷水浸泡60 min没有显著差异(P>0.05),冷水浸泡30 min和冷水浸泡120 min茶汤烯烃类物质含量均显著高于热水冲泡茶汤(P<0.05),但与冷水浸泡60 min没有显著差异(P>0.05)。

热水浸泡茶汤中挥发性物质总量较低,冷水浸泡茶汤中挥发性有机物含量随着浸泡时间的延长,呈现为逐渐降低的趋势,且冷水浸泡120 min获得茶汤中挥发性物质含量高于热水浸泡获得样品,但所有样品挥发性物质总量均没有显著差异(P>0.05)。

3 结论

不同浸泡方法制备茶汤均具有明显的风味特征,仅从风味主体特征上来看,热水浸泡与冷水浸泡60 min茶汤主体风味特征较为相似,即两者香味较为相似。热水浸泡和冷水浸泡茶汤在苦味值、苦味回味值、涩味回味值、鲜味值、丰富度和咸味值上均没有明显差异,冷水浸泡30 min茶汤酸味值最高,冷水浸泡60 min茶汤苦味回味值较低,冷水浸泡120 min茶汤涩味值最低。冷水浸泡超过30 min时能够改善茶汤的酸味和涩味,冷水浸泡60 min茶汤与热水浸泡茶汤风味相似,在苦味回味上有所提升。浸泡方式改变会影响到挥发性物质的成分,影响产品的风味呈现,热水浸泡挥发性风味成分含量较低,冷水浸泡茶汤挥发性风味成分含量呈现为逐渐降低的趋势。

从风味相似和滋味提升方面考虑,冷水浸泡60 min茶汤具有与热水浸泡相似的主体风味特征,且在酸味、苦味回味上有所提升,适宜于进行牡丹花茶汤的制备。