采摘时期对菊花茶汤感官及理化属性的影响

钱佳仪， 夏熠珣， 侯姣靓， 董刚强， 钟 芳*，

（1. 江南大学食品学院，江苏 无锡 214122；2. 江南大学未来食品科学中心，江苏 无锡 214122；3. 江南大学江苏省食品安全与质量控制协同创新中心，江苏 无锡 214122；4. 安利（中国）研发中心有限公司，上海 201203；5.安利（中国）植物研发中心有限公司，江苏 无锡 214145）

菊花为菊科多年生草本植物， 原产于中国，已有3 000 多年的栽培历史[1]。根据国家卫生健康委员会发布的公告，菊花也是一种药食同源的中药。 按照产地和加工方法，《中华人民共和国药典》将国内的菊花分为亳菊、滁菊、贡菊、杭菊、怀菊[2]；按照电子销售网站的商品目录，除上述分类外，根据不同采摘时期的花冠状态，又可分为胎菊和朵菊，人们冲泡饮用的传统茶菊以朵菊为主。 近年来，胎菊因其采摘时期早，宣称其饮用时更清甜、活性成分含量更高，逐渐在茶菊市场占据价格优势，但该结论鲜有文献资料的支持。 对于不同采摘时期菊花的研究目前主要集中在比较其活性提取物含量方面，王蔚新等发现朵菊粗多糖的总抗氧化能力和自由基清除能力均强于胎菊[3]；李谣发现昆仑雪菊的朵菊游离酚和总酚含量显著较高，胎菊结合酚含量较高[4]；周丽等以桐乡杭白菊为研究对象，发现其胎菊的感官品质及活性成分的含量均显著高于朵菊[5]。目前对于实际饮用条件下不同采摘时期菊花茶汤的感官及理化属性的研究鲜有报道，此外，现有文献的研究对象大多为某一品种不同采摘时期的样品，而针对不同品种对应的不同采摘时期的样品并没有系统分析。

因此， 作者选取8 种不同品种的胎菊和朵菊，分析比较了采摘时期对其茶汤的感官和理化属性的影响，寻找不同品种的菊花在不同采摘时期存在的规律及差异，并通过定性定量以及相关性分析等方法，确定菊花茶汤感官属性的差异以及其物质基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菊花样品：由安利（中国）植物研发中心有限公司从产地采购（信息详见表1），全部为2021 年采收，采收后所有样品均干燥存储；冲泡用水（净化水）：安利益之源1001881CH 净水器的过滤水。

表1 8 种菊花样品信息表Table 1 Information of eight Chrysanthemum samples

感官描述性分析的参照样： 购于当地超市；邻二氯苯：上海百灵威化学技术有限公司产品；福林酚（生物试剂）、碳酸钠、没食子酸、芦丁、硝酸铝、乙酸钾、无水乙醇、三氯乙酸（试剂如无特殊说明，均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司产品；植物可溶性糖含量检测试剂盒：Solarbio 官方代理柯意哲（上海）机电工程有限公司产品。

1.2 仪器与设备

DGG-9053A 电热恒温鼓风干燥机： 上海森信实验仪器有限公司产品；电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；电热恒温水浴锅：上海一恒科技有限公司产品；A560 紫外可见分光光度计： 翱艺仪器有限公司产品；7890B GC System-5977B GC/MSD 气相色谱质谱联用仪、Agilent 1100氨基酸分析仪： 美国安捷伦公司产品；50/30 μm DVB/CAR/PDMS、2 cm 萃取头： 美国Supelco 公司产品。

1.3 实验方法

1.3.1 菊花茶汤的制备 通过预实验，发现样品与水在1 g∶150 mL 的比例冲泡时消费者普遍表示可接受，因此称取3 g 的干菊花放置于600 mL 的茶壶中，加入100 ℃的净化水450 mL，保证样品被充分浸泡5 min 后过滤，取茶汤备用。

1.3.2 感官描述性分析 参考ISO 8586-1-1993 标准， 根据基本感官能力水平和面试结果筛选出12名评价员，每位评价员品尝茶汤，独立生成词汇描述样品，对所有词汇筛选整理，通过讨论，保留客观、有代表性、无歧义的术语，进一步进行定义，确定参照样。

通过培训， 择优（F 值达到5%显著水平，MSE值小于1.5，Tucker-1 图中的点集中则感官小组的结果是准确可靠的[6]）选取9 名评价员（3 名男性和6 名女性）对样品进行评分。样品放在随机3 位数编码的透明带盖塑料杯中，控制在（40±5） ℃时品评。

1.3.3 挥发性化合物测定 采用顶空固相微萃取的方法萃取茶汤中的挥发性成分[7]，在20 mL 顶空进样瓶中加入5 mL 茶汤、1.0 g NaCl、10 μL 邻二氯苯（0.01 mg/mL）和磁力搅拌子。

萃取条件： 在40 ℃保温箱中恒温搅拌的同时将萃取头插入顶空进样瓶中吸附50 min，在250 ℃解析5 min。 色谱条件：HP-5MS 色谱柱，载气为高纯氦气，恒流流量1.4 mL/min，进样口温度250 ℃，不分流进样。程序升温：40 ℃保持3 min，以4 ℃/min升至220 ℃，保持10 min。 质谱条件：电子轰击离子源（EI），离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，质谱接口温度280 ℃，电子能量70 eV，检测器电压901 V，扫描方式为全扫描模式（SCAN），扫描范围m/z 20～650。每个样品测定3 次平行，将各色谱峰的质谱图与NIST 数据库进行相似度比对， 采用内标邻二氯苯定量分析香气成分，各挥发性成分质量浓度按下式计算：

式中：ρs为样品中某一种挥发性化合物的质量浓度，μg/mL；As为该挥发物的峰面积；AI为邻二氯苯的峰面积；VI为邻二氯苯的体积，mL；ρI为邻二氯苯的质量浓度，mg/mL；V 为样品体积，mL。

1.3.4 浸出物质量浓度测定 在文献[2]中浸出物测定熟浸法的操作基础上， 精密量取1.3.1 制备的茶汤100 mL， 置已干燥至质量恒定的蒸发皿中，在水浴上蒸干，再重复加入2 次100 mL 的茶汤蒸干，将蒸发皿放入烘箱中于105 ℃干燥3 h，置干燥器中冷却30 min，迅速精密称定质量，测定5 次平行，浸出物质量浓度为每100 mL 茶汤中物质的质量，单位为mg/dL。

1.3.5 总酚质量浓度测定 采用福林酚法[8]测定1.3.1 制备的茶汤中总酚质量浓度。 移取1 mL 样品与2 mL 去离子水和0.5 mL 福林酚试剂混合，在黑暗中孵育3 min 后， 加入2 mL 10 g/dL 的碳酸钠溶液，去离子水定容至10 mL，摇匀在室温下静置2 h，然后用紫外可见分光光度计在760 nm 处测定吸光度。 以没食子酸为标准溶液，得到标准曲线，样品测定5 次平行，单位为mg/mL。

1.3.6 总黄酮质量浓度测定 根据SN/T 4592—2016 测定1.3.1 制备的茶汤中总黄酮质量浓度[6]，样品测定5 次平行，单位为mg/mL。

1.3.7 可溶性糖质量浓度测定 采用蒽酮硫酸比色法测定1.3.1 制备的茶汤中可溶性糖质量浓度，样品测定5 次平行，单位为mg/mL。

1.3.8 游离氨基酸质量浓度测定 采用OPA 柱前衍生反相高效液相色谱-紫外分光光度法[9]测定1.3.1 制备的茶汤中17 种常见游离氨基酸。 用10 g/dL三氯乙酸等体积稀释茶汤，保证溶液体系中三氯乙酸终质量浓度为5 g/dL， 放置1 h 后用0.22 μm 水膜过滤后上机。 采用外标法定量分析游离氨基酸质量浓度，单位为mg/mL。

1.4 数据分析

使用SPSS 26 进行方差分析， 使用XLSTAT 2019 进行主成分分析（PCA）、聚类分析（AHC）、偏最小二乘回归分析（PLS），采用Excel、Origin 绘制图表。

2 结果与分析

2.1 感官描述词库的建立

在构建描述词库时，重要的是要在构建过程中包含具有广泛感官轮廓的样本[10]，涵盖不同的变化来源，如季节效应和生产区域。 本研究中，8 种样品来自不同地域，分为两种采摘时期（胎菊和朵菊）。描述词库中虽然某些词汇整体来看出现频率较少或分数较低， 但因其为品种独特的属性而保留，例如雪菊无论是胎菊还是朵菊其茶汤能够感受到焦煳味。 对菊花茶汤的风味从滋味、口感、香气3 个维度进行描述性分析，详见表2。

表2 菊花茶汤的感官描述词汇定义及参照表Table 2 Definition and references of Chrysanthemum infusion sensory descriptive attributes

2.2 滋味、口感分析

2.2.1 描述性结果分析 由图1 可知，对于大多数品种来说，胎菊茶汤的苦味相关属性和甜味相关属性普遍强于朵菊，即胎菊茶汤的整体滋味显著强于朵菊（雪菊则相反）；酸味方面，除雪菊外同一品种朵菊茶汤的酸味强于胎菊， 但强度上并无显著差异。 口感方面，对于大多数品种来说，朵菊茶汤的顺滑感和清凉感显著强于胎菊；而涩味更多的受品种差异影响，与采摘时期无关。

图1 菊花茶汤样品属性PCA 载荷图（滋味和口感维度）Fig. 1 PCA biplot of Chrysanthemum infusion (taste and mouthfeel)

2.2.2 菊花茶汤的总酚、总黄酮、可溶性糖和浸出物质量浓度 如图2 所示，朵菊的可溶性糖和浸出物质量浓度普遍高于同一品种的胎菊；采摘时期对总酚和总黄酮质量浓度的影响并无一致的规律，对杭白菊品种来说，除ABRC 外，其胎菊的总酚质量浓度显著高于朵菊；对朵菊来说雪菊总酚质量浓度最高，之后是不同产地杭白菊，苏北菊最低，本研究中发现的规律与前人研究结果一致，Cao 等沸水提取朵菊茶汤中雪菊的总酚含量显著高于杭白菊[11]；Gong 等以不同产地不同采摘时期的杭白菊为研究对象， 得到的6 种朵菊的总酚质量分数为10.709～14.290 mg/g，9 种胎菊的总酚质量分数为10.405～20.847 mg/g，推测杭白菊胎菊的总酚质量分数高于朵菊[12]。 但本研究中所测指标含量与前人研究结果存在显著差异， 一方面与菊花本身的采摘时期、种植品种、生产地域、加工干燥方法等有关，另一方面，与菊花的处理提取方法也极为相关。

2.2.3 菊花茶汤的游离氨基酸质量浓度 菊花茶汤中常见游离氨基酸的质量浓度如图3 所示，脯氨酸、天冬氨酸和谷氨酸在菊花茶汤中的质量浓度相对较高，但每种游离氨基酸的质量浓度均不及文献中的呈味阈值[13]。另一方面，雪菊、祁白菊、苏北菊和山西杭白菊的胎菊游离氨基酸质量浓度显著高于朵菊，这与Sun 等研究信阳毛尖绿茶时发现的大部分氨基酸在谷雨后含量减少[14]的规律一致，其余品种采摘时期对游离氨基酸的影响较小，差异可能更多地源自品种与种植条件。

图3 不同品种菊花茶汤游离氨基酸热图Fig. 3 Heat map of free amino acids in different varieties of Chrysanthemum infusion

2.2.4 茶汤内物质与感官属性的关系 以茶汤内物质为X 变量，以感官滋味、口感为Y 变量，进行PLS，由于Y 变量多且复杂，模型的预测性较差，因此采用精简变量后作二步PLS 对模型进行简化，简化变量后， 前两个主成分累计解释度从0.049 提高到了0.281，对X 变量的解释度虽然略下降，但对Y变量的解释度从0.354 增加到了0.528。

如图4 所示，茶汤中的总酚和总黄酮质量浓度极为相关，推测黄酮类化合物为酚类化合物的主要组成部分。 第一象限中，初始苦味和酸味属性与茶汤内总酚、游离氨基酸质量浓度呈正相关，这与前人在葡萄酒陈酿中发现酚类化合物与酒液苦味呈正相关结果[15]一致，也与Rong 等研究发现当归茶的苦涩感与游离氨基酸含量呈正相关，与可溶性糖含量呈负相关[16]的规律一致；而在第四象限，菊花茶汤内的浸出物与茶汤品尝时的主要滋味苦味相关属性也呈现一定的相关性，这与陈美丽等研究的茶汤滋味与浸出物含量呈显著正相关[17]的规律相符。与此同时，茶汤中的可溶性糖也落在第四象限，可能是因为可溶性糖质量浓度太少，达不到甜味感知阈值， 因此无法直接解释茶汤甜味相关的感官属性。根据相关学者针对苦味和甜味的味觉感知和相互影响过程的机理研究[18]，推测菊花茶汤中的甜味可能是由苦味物质引起，与可溶性糖没有直接关系。

图4 菊花茶汤内物质与感官属性的PLS 图Fig. 4 PLS plot of Chrysanthemum infusion substance and sensory properties

另一方面，代表朵菊的绿点大多落在t2 维度的负半轴，即朵菊相较于同一品种的胎菊，品尝时的苦味强度更大，与之对应的是茶汤中的浸出物质量浓度更高；代表胎菊的绿点大多落在第二象限及附近，与甜味相关的属性相近，即甜味属性更强（雪菊除外）， 与之相对的是总酚和总黄酮质量浓度较低（甜味相关属性与总酚、 总黄酮质量浓度呈负相关）； 相较其他茶用菊花品种， 不考虑感官上的属性，雪菊在同一沸水冲泡的情况下，浸出物更多，同时总酚质量浓度更高，即活性成分功效更强。

2.3 香气分析

2.3.1 菊花茶汤的香气鉴定 共鉴定出183 种化合物，由于品种、产地等因素的差异，8 种菊花间共同的化合物较少，但同一品种共同化合物的数量多于因不同采摘时期产生的差异化合物数量，每对挥发性物质数量用韦恩图呈现（见图5）。 可以直观地看出，菊花品种ABRC、山西杭白菊、祁白菊、雪菊在不同采摘时期的挥发性物质数量差异较大， 其中ABRC 与雪菊朵菊茶汤的挥发性物质数量显著减少，与刘沁对雪菊不同开放程度品质分析[19]结果相同。

图5 挥发性物质的韦恩图Fig. 5 Venn diagram of volatile compounds

2.3.2 挥发性物质与感官香气的关系 通过对感官香气的聚类分析，将8 种样品分为三大类，如图6（a） 所示，3 类样品的感官香气蛛网图如图7 所示，第一类样品为图7（a）中的雪菊胎菊和朵菊，该类的香气具有独特的松针、松脂、枸杞、乌龙茶、焦煳味；第二类为图7（b）中的兰溪胎菊和朵菊、苏北菊胎菊和朵菊、祁白菊胎菊和朵菊以及图7（a）ABRC 胎菊，该类样品菊花香气较强，同时不同品种的朵菊茶汤具有一些独特的香气， 兰溪朵菊具有松子、甜酒的气味，祁白菊朵菊具有大麦茶的气味，苏北菊朵菊具有烘烤以及淡淡的鱼腥草的气味；第三类为图7（c）中的山西胎菊和朵菊、桐乡胎菊和朵菊、福白菊胎菊和朵菊以及图7（a）ABRC 朵菊，该类样品在香气属性强度上与第二类样品比普遍较弱，且不同品种并无明显该品种独特的香气属性。

图6 感官香气属性和挥发性物质定性结果的聚类分析Fig. 6 Cluster results on sensory aroma attributes and qualitative results of volatile substances

图7 不同品种菊花茶汤香气感官评分Fig. 7 Aroma sensory scores of different Chrysanthemum infusion

另一方面， 挥发性物质聚类也可将样品分为3类，如图6（b）所示。二者的RV 系数为0.691，说明感官香气和挥发性物质结果间的相似性较高，存在正相关的联系， 二者结果的主要差异性表现在ABRC胎菊和朵菊的分类，ABRC 品种在不同采摘时期茶汤内的挥发性物质数量差异较大，因此其茶汤的香气在感官属性上也存在较大差异，ABRC 朵菊茶汤内物质较少，整体香气偏淡，因此感官数据分类被归为第三类香气属性强度较弱的分组；而对于挥发性物质的分类来说，各菊花茶汤的品种间差异大于采摘时期差异， 因此以挥发性物质聚类分析时ABRC 胎菊和朵菊仍被归为一类。

2.3.3 菊花茶汤香气的关键挥发性物质 计算气味活度值（OAV）[20]，即化合物的浓度与其鼻前检测气味阈值的比值，OAV 大于1 的化合物被认为是该样品的主要香气成分。 阈值参考文献[21]，如表3 所示，共鉴定出21 种化合物OAV＞1，对于大部分品种来说朵菊时期OAV＞1 的挥发性物质数量略多于胎菊时期。

表3 菊花茶汤挥发性成分的OAVTable 3 OAV of volatile compounds in Chrysanthemum infusion

雪菊OAV 最高的化合物均是β-紫罗兰酮，其也是乌龙茶的主要香气成分[22]，评价员在嗅闻雪菊不同采摘时期茶汤时也均表示存在类似乌龙茶的茶香气，胎菊的OAV 更大，对应于其感官香气属性强度胎菊也高于朵菊。 在水基质中，β-紫罗兰酮的气味阈值非常低， 结合上述分析，β-紫罗兰酮可以被认为是雪菊的主要香气成分之一。 另外，右旋香芹酮被认为是雪菊的另一种主要香气成分[23]，通过文献发现高海拔植物中的主要香气成分大多含有右旋香芹酮，例如藏茴香[24]、高山韭[25]等，因此推测雪菊茶汤香气中右旋香芹酮OAV 远高于其他品种菊花可能与其高海拔的生长环境有关。 其他主要香气成分，例如雪菊胎菊特有的月桂烯，被描述具有“清淡的香脂、泥土、草本”的气味[26]，对应于胎菊茶汤感官中松针、松脂、土腥味香气属性分数更高；雪菊朵菊特有的苯甲醛，被描述具有“苦杏仁味”，对应于朵菊茶汤感官中药、艾草味香气属性分数更高。

结合表3 可以看出，正壬醛为第二类样品所有茶汤均存在的主要香气成分，其他两类样品该成分OAV 较低或不存在，正壬醛被描述具有“强烈的油脂气息，稀释时则呈现出玫瑰和柑橘样的香气”，第三类样品茶汤中均存在桉叶油醇，且第二类的大部分样品中桉叶油醇也作为主要香气成分之一。 比较OAV 和感官菊花味香气，推测正壬醛贡献了人们熟悉的菊花香气，且桉叶油醇对其存在协同效应。

3 结 语

不同采摘时期的菊花茶汤样品由训练有素的感官小组进行评估，前期通过培训，并经讨论得到滋味、口感和香气3 个维度的感官属性，丰富了菊花茶汤的感官描述词库。 描述性分析结果表明，对于大多数茶用菊花品种来说，处于胎菊状态下的茶汤甜味和苦味相关滋味属性更强；朵菊茶汤饮用时大多具有顺滑和清凉的口感；菊花茶汤的香气维度上，不同品种间的差异是大于采摘时期的，但不可否认，个别品种采摘时期对茶汤香气属性的挥发性物质数量和强度存在影响。 本研究提供了初步的感官术语词汇和定量描述性分析评价体系，有望对市面上茶用菊花茶汤的评价和质量控制有所裨益，并为菊花茶的市场推广和消费者的产品选择提供指导。

通过对茶汤的总酚、总黄酮、可溶性糖、浸出物、常见游离氨基酸和挥发性物质的测定，发现黄酮类化合物是茶汤酚类化合物的重要组成部分，酚类化合物以及浸出物的含量在一定程度上影响茶汤的滋味， 而可溶性糖和游离氨基酸因含量过少，并不直接影响茶汤滋味。 RV 系数表明挥发性物质的数量与感官香气存在正相关的关系，即化合物数量越多，评价员能感受到的菊花茶汤的香气就越馥郁；通过比较不同品种间挥发性物质的OAV，推测人们常说的菊花香气来源于正壬醛和桉叶油醇的协同作用，雪菊因其高海拔的生长环境，其传统菊花香气较弱，不同采摘时期茶汤香气均以β-紫罗兰酮和右旋香芹酮为主。 后续的研究将着眼于黄酮类和有机酸类活性物质的表征，寻找影响茶汤滋味的具体物质及特征指标，并将探索香气化合物和香气属性之间的相关性，为进一步推进我国菊花研究提供依据。