影響龍井茶湯品質(zhì)的主要水質(zhì)因素分析

尹軍峰，許勇泉，陳根生，汪芳，陳建新

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，310008

陸地地表水、地下水和大氣降水與人類的生活、生產(chǎn)、生態(tài)關(guān)系密切。通過與周邊環(huán)境的相互作用與影響，加上人類的各種活動(dòng)，這些水會(huì)含有顆粒懸浮物、有機(jī)物、無機(jī)物、氣體等物質(zhì)，不僅影響水體的微生物指標(biāo)、毒理指標(biāo)和放射性指標(biāo)等衛(wèi)生指標(biāo)，對(duì)感官性狀與一般化學(xué)指標(biāo)也會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。因此，采用不同內(nèi)含物質(zhì)的水沖泡的茶湯，其風(fēng)味品質(zhì)必定存在不同。明確影響茶湯風(fēng)味品質(zhì)的主要水質(zhì)因子對(duì)泡茶用水的選擇，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)茶湯風(fēng)味品質(zhì)的有效調(diào)控具有重要作用。

一、自然水（自來水）中顆粒物、有機(jī)物等對(duì)沖泡茶湯品質(zhì)的影響

1.泥土顆粒物的影響

經(jīng)與周邊環(huán)境的直接交流，自然界中的水中會(huì)存在較多的渾濁物和顆粒物，不僅影響水體的澄清度、色度等感官特性，也常會(huì)產(chǎn)生土腥味。因此，居民用水一般都是使用城市自來水等經(jīng)過統(tǒng)一管網(wǎng)處理的水。若直接采用水源水泡茶，常會(huì)因水質(zhì)較差而影響茶湯的風(fēng)味品質(zhì)。

2.有機(jī)化合物的影響

水中微生物代謝產(chǎn)生或人為排放產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)會(huì)直接影響生活飲用水的質(zhì)量。其中，嗅感異味（Off-flavor）是最重要的影響因素，一般是由一些含量極低（ng/L）的有機(jī)化合物引起的。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)這些物質(zhì)在生活飲用水中的含量及其危害、檢測(cè)手段與去除方法等都已開展了較為系統(tǒng)的研究。

表1是水中常見的氣味類型以及引起各種氣味的物質(zhì)與來源[1-3]。除此之外，還存在其他類型的氣味，包括焦油臭、臭雞蛋味、硫磺味、氯苯味等，這些氣味大多是由微生物分泌產(chǎn)生的次生代謝物或消毒劑引起的[4]。有研究表明城市自來水中高含量的余氯或氯化物容易與茶湯中的多酚類作用，從而使茶湯表面產(chǎn)生“銹油”，并引起茶湯苦澀[5]。Basu與Ullah研究指出經(jīng)氯處理過的水所泡的茶湯具有腐臭味（Tainted flavor）[6]。

表1 水中主要嗅味物質(zhì)及其嗅感特性

二、飲用水中無機(jī)離子對(duì)沖泡茶湯品質(zhì)的綜合影響

通過環(huán)境的影響，自然界水源中會(huì)溶入大量的無機(jī)離子，這些無機(jī)離子不僅會(huì)影響酸堿度、硬度和礦化度等水質(zhì)特性，也同時(shí)會(huì)影響水質(zhì)的咸味、澀味、酸味和鮮味、甜味等味感。一般飲用水質(zhì)的基本要求是無色、無嗅、安全，特別是直飲瓶裝水中有機(jī)物產(chǎn)生的感官嗅味、毒性都應(yīng)該杜絕。因此，飲用水水質(zhì)口感的好壞主要取決于水中的無機(jī)離子，這必然影響沖泡茶湯的風(fēng)味品質(zhì)。

1.水中無機(jī)離子對(duì)沖泡茶湯品質(zhì)存在較大影響

茶湯中存在大量的無機(jī)離子，分別來自茶葉自身和水源中。以往有不少研究都表明，無機(jī)離子對(duì)茶湯的品質(zhì)及其穩(wěn)定性有顯著影響[7-9]，Ca2+、Mg2+含量較高的硬水沖泡茶湯往往出現(xiàn)渾濁、沉淀現(xiàn)象和顏色反應(yīng)，隨著Ca2+濃度增加，茶湯顏色變黃；隨著Fe2+濃度增加，茶湯顏色變深；隨著A l3+濃度增加，茶湯顏色變淺[8-11]。水中Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+、Zn2+等無機(jī)離子含量過量時(shí)，茶湯風(fēng)味品質(zhì)也容易受到影響，茶湯易出現(xiàn)變苦、變澀、變淡等風(fēng)味變化[8，10-12]。

2.Ca2+、Mg2+是飲用水中影響茶湯品質(zhì)的主要離子

為了明確飲用水中影響茶湯品質(zhì)的主要離子，筆者選擇19種典型水樣，對(duì)主要影響離子進(jìn)行了系統(tǒng)研究。我們知道，大自然水中主要由Ca2+、Mg2+、K+、Na+等四大陽離子構(gòu)成，而茶葉中K+、Mn2+、Al3+等陽離子含量較高。通過系統(tǒng)研究和分析發(fā)現(xiàn)，一般茶湯中大量的K+多來自茶葉，高含量的Na+主要來源于水，Ca2+、Mg2+主要來自茶葉或水，兩者都有影響。水質(zhì)因子與茶湯風(fēng)味的相關(guān)性分析表明，水質(zhì)總離子量以及Ca2+、Mg2+、K+、Na+等大量陽離子、茶湯pH與龍井茶湯品質(zhì)相關(guān)性較強(qiáng)（表2）。進(jìn)一步的閾值驗(yàn)證試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Ca2+、Mg2+對(duì)茶湯的影響閾值明顯小于K+、Na+，影響力顯著較大，因此水質(zhì)硬度過高對(duì)茶湯的影響較大。這說明，Ca2+、Mg2+是飲用水中影響茶湯風(fēng)味品質(zhì)的主要離子[13]。

表2 水質(zhì)因子與龍井茶湯綜合滋味品質(zhì)相關(guān)性分析

3.水中陰離子對(duì)茶湯品質(zhì)具有一定的修飾作用

Cl－、SO42－、NO3－、HCO3－等是水中主要的4種陰離子。已有研究表明，水中不同陰離子不僅能影響陽離子的呈味特性，而且陰離子自身也會(huì)對(duì)水的口感產(chǎn)生影響[14]。王漢生等[15]研究也發(fā)現(xiàn)，SO42-（1～4mg/L）容易使茶湯滋味變淡薄，當(dāng)SO42-含量達(dá)到6mg/L以上時(shí)茶湯開始出現(xiàn)明顯澀味[13]。為了系統(tǒng)了解不同陰離子的修飾作用，筆者設(shè)計(jì)研究了Cl－、HCO3－對(duì)Ca2+、Mg2+這2種陽離子的滋味修飾作用。研究表明，不同陰離子的修飾作用存在較大差異，HCO3－為陰離子水沖泡茶湯的品質(zhì)相對(duì)較低（表3）。

表3 不同離子組合水樣對(duì)龍井茶茶湯滋味品質(zhì)的影響

4.水質(zhì)酸度對(duì)茶湯品質(zhì)有明顯影響

水質(zhì)酸度主要是由水中陰陽離子的構(gòu)成決定的。王漢生等[15]研究指出pH＞7.0的水對(duì)茶湯品質(zhì)有顯著影響，堿性水會(huì)明顯改變茶湯湯色和口感。通過不同酸度對(duì)茶湯品質(zhì)影響的研究表明，pH在5.5～6.5的中性偏弱酸性水樣沖泡龍井茶的滋味品質(zhì)較好。pH＜4.5或pH＞7.0的水質(zhì)對(duì)龍井茶湯滋味品質(zhì)有一定的影響，其中堿性條件影響較大[13]（圖1）。

圖1 水質(zhì)pH對(duì)沖泡龍井茶湯滋味品質(zhì)的影響

5.無機(jī)離子構(gòu)成不同導(dǎo)致的茶湯品質(zhì)成分浸出差異、轉(zhuǎn)化和風(fēng)味修飾是導(dǎo)致品質(zhì)形成的可能機(jī)制

綜合已有的研究，水質(zhì)因子影響茶湯風(fēng)味品質(zhì)的機(jī)制主要有2個(gè)方面。

（1）水質(zhì)引起風(fēng)味物質(zhì)釋放與轉(zhuǎn)化

不少學(xué)者研究認(rèn)為，不同水質(zhì)對(duì)茶湯固形物、品質(zhì)成分及金屬離子等的浸出有顯著影響[16-19]。筆者研究發(fā)現(xiàn)不同陰陽離子構(gòu)成的水可以影響茶湯中茶多酚、兒茶素、氨基酸、有機(jī)酸等部分滋味物質(zhì)浸出和構(gòu)成，改變不同香氣組分的釋放能力和構(gòu)成。特別是熱沖泡過程中Ca2+、Mg2+、Na+等離子可以促使兒茶素等滋味物質(zhì)的異構(gòu)和氧化降解，尤其是水體偏堿情況下，會(huì)加速這種變化[13]。

（2）水質(zhì)引起風(fēng)味物質(zhì)呈味特性修飾和互作效應(yīng)

水中離子可以修飾茶湯味感物質(zhì)的呈味特性。如Ca2+可以導(dǎo)致EGCG苦味降低、澀感增強(qiáng)，降低茶氨酸的鮮爽度和甜度。

三、水中氣體對(duì)沖泡茶湯品質(zhì)的影響

為了了解水中溶入的O2、CO2等氣體對(duì)沖泡茶湯的影響，筆者選擇了一組陰陽離子含量基本一致，而氣體含量不同的對(duì)比水樣進(jìn)行比較。該礦泉水富含Ca2+、Mg2+、Na+等金屬離子和HCO3－離子，水質(zhì)偏堿，與純凈水處理相比，沖泡的龍井茶湯滋味鮮味降低，苦味增加，帶熟味，得分明顯較低（表4）；而含CO2處理的茶湯pH下降為6.51，呈弱酸性，茶湯的鮮爽味明顯提高，綜合品質(zhì)還略高于純凈水。這說明使用含CO2的水沖泡可以調(diào)節(jié)水質(zhì)pH，明顯改變茶湯的滋味品質(zhì)[13]。

表4 水中CO2對(duì)龍井茶湯香氣品質(zhì)的影響

四、小結(jié)

自然界水中含有顆粒懸浮物、有機(jī)物、無機(jī)物、氣體等各種物質(zhì)，水質(zhì)中這些物質(zhì)的不同構(gòu)成對(duì)水體的微生物指標(biāo)、毒理指標(biāo)和放射性指標(biāo)等衛(wèi)生指標(biāo)和感官性狀及一般化學(xué)指標(biāo)都會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。多數(shù)自然水和自來水中由于常帶有顆粒物、有機(jī)物等物質(zhì)，對(duì)沖泡茶湯品質(zhì)存在較明顯的影響，一般應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)處理后再使用。

考慮到一般飲用水質(zhì)的基本要求是無色、無嗅、安全，特別是直飲瓶裝水中有機(jī)物產(chǎn)生的感官嗅味、毒性都應(yīng)該杜絕。因此，飲用水中的無機(jī)離子和氣體等無機(jī)物是主要的影響因素。水質(zhì)中無機(jī)離子的含量與構(gòu)成特別是Ca2+、Mg2+等含量以及不同陰離子構(gòu)成引起的pH差異是影響沖泡茶湯的關(guān)鍵因素。另外，水源中的氣體對(duì)沖泡茶湯具有一定的促進(jìn)作用。

水看似簡(jiǎn)單，但考慮到內(nèi)溶物的影響差異較大，水對(duì)沖泡茶湯的影響機(jī)制是非常復(fù)雜的。本文僅從西湖龍井茶的角度對(duì)可能的關(guān)鍵因素進(jìn)行了研究和分析，仍有許多問題需要進(jìn)一步研究和探索。

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