8 種飲用菊茶湯的感官風(fēng)味與活性成分比較

宋佳慧，夏熠珣，沈慧娟，董剛強，侯姣靚，李廷釗，鐘 芳,

（1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫 214122；2.安利（中國）研發(fā)中心有限公司，上海 201203；3.安利（中國）植物研發(fā)中心有限公司，江蘇無錫 214145）

菊花是菊科植物菊的干燥頭狀花序，又名甘菊花、白菊花、茶菊等。菊花茶是一種傳統(tǒng)的中國飲品，市場上常見的用于飲用的菊花品種繁多，根據(jù)產(chǎn)地和加工方法，可分為杭菊、貢菊、懷菊、亳菊、滁菊等[1]，按照采摘時花朵的狀態(tài)，可分為朵菊和胎菊[2]。菊花具藥用功效，根據(jù)藥典，具有散風(fēng)清熱，平肝名目的功效，許多研究表明，菊花具有消炎[3]、抗菌[4]、降血壓[5]、降血脂[6]的功效。了解不同品種菊花茶的感官品質(zhì)和活性成分對于菊花茶產(chǎn)品的推廣至關(guān)重要。

目前對于不同品種菊花茶感官品質(zhì)的比較主要集中于對揮發(fā)性成分的儀器檢測與比較，但檢測對象通常不是菊花茶湯，而是干菊花[7]、菊花與水的混合物[8]、揮發(fā)油[9?10]等。并且，缺乏對于不同品種菊花茶湯感官的描述性分析，甚至對于描述菊花茶湯的感官評價詞匯也尚未建立，因此本研究的目的之一是采用專業(yè)評價員對不同品種的菊花茶湯進行描述性分析，并將感官評價結(jié)果與儀器測試結(jié)果進行關(guān)聯(lián)。

黃酮類和有機酸類物質(zhì)是菊花茶重要的藥用活性[11?13]成分，也是不同品種菊花茶檢測與比較的重點[14?16]。但對正常沖泡條件下茶湯活性成分研究較少。與藥用不同，飲用菊花主要通過在較短時間內(nèi)沖泡的茶湯發(fā)揮作用，因此無論是活性成分還是感官品質(zhì)均應(yīng)在符合消費習(xí)慣的沖泡條件下進行檢測，目前直接對于菊花茶茶湯分析尚處空白。本研究涉及了8 種常見飲用菊花茶的分析，包括福白菊、祁白菊、貢菊、亳菊、懷菊、滁菊、無菌菊和兩種種植方式的杭白菊（有機種植、常規(guī)種植）等。比較了8 種不同菊花茶茶湯的感官品質(zhì)和活性成分，并通過描述性感官分析與理化測試的相關(guān)分析，確定影響菊花感官風(fēng)味的關(guān)鍵物質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菊花樣品 由安利（中國）植物研發(fā)中心從產(chǎn)地采購；樣品種類見表1，全部為2018 年新產(chǎn)商品菊花，所有樣品均采用烘干的方式干燥，最終樣品的水分含量均小于10%；沖泡用水 來自安利益之源1001881CH 凈水器的過濾水，采用高密度活性炭過濾0.2 μm 以上微粒，紫外線殺菌，但保留了水中的鈣、鎂離子，電導(dǎo)率為453.4 μs/cm，pH7.48；樹莓甜菜果汁 味全果蔬知；蓮子心 福東海，廣東逢春制藥有限公司；薄荷葉 祁草養(yǎng)生，亳州市廣齊食品有限公司；艾草 艾香隨，天一艾草制品。

表1 菊花樣品信息表Table 1 Information of Chrysanthemum samples

UltraScan Pro1166 高精度分光測色儀 美國Hunterlab 公司；A560 紫外可見分光光度計 翱藝儀器有限公司；7890B GC System-5977B GC/MSD 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS、2 cm 萃取纖維頭 美國Supelco公司；ACQUITY UPLC H-CLASS 超高效液相色譜 美國Waters 公司；DF-101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 干菊花在常溫下密封保存，在密封袋中放入食品用干燥劑以保持樣品干燥，通過前期的消費者測試，以消費者喜好為導(dǎo)向，比較沖泡比例和沖泡時間的影響，最終確定了菊花茶的沖泡方式為按照菊花:水=1:150（質(zhì)量比）沖泡，將100 ℃水稱量后立即倒入茶壺中，5 min 后用不銹鋼茶隔過濾樣品，濾液即為研究用茶湯。

1.2.2 分析方法

1.2.2.1 描述性分析 按國標(biāo)GB/T 16291.1-2012要求，在專業(yè)的感官評定實驗室里對68 名大學(xué)生進行感官能力篩選考核，考核內(nèi)容包括：良好的感官能力（味覺匹配、嗅覺匹配、三角檢驗、排序試驗、顏色辨認），對產(chǎn)品的感受進行描述和交流的基本能力，最終確定了12 名評價員。

采用群體決策法確定感官描述詞，評級員品嘗全部菊花茶后獨立描述樣品，將所有描述語合并，刪除偏愛類和重復(fù)詞語，然后從客觀描述詞中挑選引用頻率高、評價員一致決定保留的術(shù)語，明確術(shù)語定義和確定參照樣。

經(jīng)過階段性的培訓(xùn)后，由評估測試（區(qū)分能力達到5%顯著水平、重復(fù)性MSE<2 和良好的一致性）合格的評價員組成10 人評價小組，進行樣品評估，采用定量描述性分析方法、15 點（0～15）標(biāo)度尺對菊花茶的顏色和風(fēng)味進行定量描述性分析。正式評估時，將30 mL 茶湯倒入50 mL 透明一次性品嘗杯中，用三位數(shù)隨機編碼，每個樣品評價兩次，對顏色的評價在茶湯沖泡后內(nèi)5 min 進行，以避免氧化造成的顏色變化，通過保溫杯墊保證樣品評價溫度保持在55～65 ℃。

1.2.2.2 色度值測定 取一定體積的茶湯置于比色杯中，在透射模式下進行色度值測定。保證每個樣品在沖泡完成后5 min 時測定，每個樣品重復(fù)測定三次，分別記錄其色度值L*、a*、b*。

1.2.2.3 揮發(fā)性香氣成分檢測 參考張鵬云[8]的方法，采用頂空固相微萃?。℉S-SPME）的方法萃取菊花茶的香氣成分，8 mL 茶湯加入到20 mL 頂空瓶中，加入1.0 g NaCl，在70 ℃下水浴并攪拌，同時將萃取頭插入頂空瓶中吸附50 min，解析時間5 min。色譜條件：HP-5MS 色譜柱，在40 ℃保持1 min，以13 ℃/min 的速率升溫至100 ℃，以3 ℃/min 的速率升溫至110 ℃，保持1 min，以5 ℃/min 的速率升溫至150 ℃，保持1 min，以2 ℃/min 的速率升溫至180 ℃，保持1 min，以15 ℃/min 的速率升溫至250 ℃，保持2 min，分流比10:1，進樣口溫度250 ℃，載氣高純氦，流速1.2 mL/min。質(zhì)譜條件：EI 電離源；離子源溫度280 ℃，傳輸線溫度280 ℃，電子轟擊能量70 eV，全掃描模式，質(zhì)量范圍33～350。

1.2.2.4 總黃酮含量檢測 按照SN/T 4592-2016 的方法，利用黃酮類化合物與鋁鹽在堿性條件下生成黃色絡(luò)合物的原理，在420 nm 下比色，測定茶湯中總黃酮含量。

1.2.2.5 綠原酸、木犀草苷、木犀草素-7-O-β-葡萄糖醛酸苷、3,5-O-二咖啡?；鼘幩帷⑶鄄怂?7-O-β-葡萄糖苷的檢測 供試品溶液的制備：將茶湯通過0.45 μm 有機系微孔濾膜濾過后，作為供試品溶液。采用超高效液相色譜（UPLC）進行檢測，液相色譜條件：色譜柱為ACQUITY UPLC BEH C18（100×2.1 mm，1.7 μm），流動相：A 相為純乙腈，B 相為0.1%磷酸溶液，進行梯度洗脫，0 min 時A/B：10/90；4 min 時A/B：84/16；19 min 時A/B：18/82；20 min時A/B：30/70；23 min 時，A/B：30/70；26 min 時，A/B：10/90。流速為 0.2 mL/min，進樣量1 μL，柱溫為25 °C，紫外檢測器檢測波長348 nm。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 進行ANOVA 分析，采用Excel、Origin 繪制圖表，采用XLSTAT2016 進行PCA 和PLS 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 菊花茶的感官風(fēng)味與理化表征

2.1.1 菊花茶感官描述詞的生成 評價員品嘗了所有樣品并對樣品具有的屬性進行了描述，收集所有評價員的描述詞后進行了討論，初步形成了27 個描述詞，通過討論確定了不同感官屬性的參照樣和定義，經(jīng)過持續(xù)訓(xùn)練，加強對定義的理解和標(biāo)度的使用，找出評價有問題的屬性，刪除了一些無法達成一致的屬性。其中對于甜味、回甜、余味持久度屬性，評價員無法達成一致，可能是因為這些屬性在菊花茶中強度較弱，難以評價，因此刪除了這些屬性；薄荷味與清涼感在訓(xùn)練中定義接近，進行了合并，青草味和藥味大部分評價員無法感知，因此刪除。最終形成的感官描述詞及定義、參照樣如表2 所示，包含1 個顏色屬性、3 個味覺屬性和6 個香氣屬性。

表2 菊花茶感官描述詞定義及參照樣Table 2 Definition and reference of Chrysanthemum tea descriptive attributes

2.1.2 菊花茶的感官風(fēng)味差異 根據(jù)感官結(jié)果，進行主成分分析（PCA）。主成分貢獻率越高，解釋整體變異的效果越好，如表3 所示，前三個主成分的貢獻率依次為45.70%、25.79%和14.72%，前三個主成分的累計貢獻率達到86.22%，能夠反映原始變量的大部分信息。

表3 主成分的特征值及貢獻率Table 3 Eigenvalues and variability of principal components

如表4 所示，變量的余弦平方值越大，在兩軸上的和越大，該變量越能用于區(qū)分樣品，如圖1 所示，如果變量位于X 軸或Y 軸的正半軸，則與第一主成分或第二主成分正相關(guān)，反之，則負相關(guān)，結(jié)合表4 和圖1，第一主成分的主要與后苦味、澀味、清涼感（a）、菊花味（a/f）艾草味（a/f）、甜菜味（a/f）正相關(guān)，與菜腥味（a/f）負相關(guān)，第二主成分主要與中藥味（a/f）正相關(guān)，與黃綠色負相關(guān)。與前兩個主成分相比，感官屬性在第三主成分上的余弦平方值均較小，因此后續(xù)分析均基于前兩個主成分。

表4 感官屬性變量的余弦平方值Table 4 Cosine square of each sensory attributes

在PCA 載荷圖中位置越接近的樣品，感官風(fēng)味越接近。根據(jù)樣品在PCA 載荷圖（圖1）中的分布，可將樣品分為四類。樣品與屬性越接近，則樣品的該屬性越強。如圖1 所示，第一類菊花茶（祁白菊）與其他樣品主要在第一主成分區(qū)分，與其他種類相比，它的主要特征為強烈的菜腥味（a/f）。第二類樣品（有機種植杭白菊、常規(guī)種植杭白菊、福白菊）位于第三象限，與其他樣品相比，并未表現(xiàn)突出的香氣。第三類（懷菊）樣品位于第四象限，由第一和第二主成分共同區(qū)分，通過較強的菊花味（a/f）、甜菜味（a/f）、較深的茶湯顏色（黃綠色）與其他樣品區(qū)分。第四類樣品（無菌菊、貢菊、亳菊、滁菊）位于第一象限，它的的主要特征為中藥味（a/f）、艾草味（a/f）、清涼感（a/f）、苦味和后苦味。

圖1 PCA 分析菊花茶樣品屬性載荷圖Fig.1 PCA bi-plot of Chrysanthemum tea sample

圖2 為四類樣品的蛛網(wǎng)圖，蛛網(wǎng)圖可以清晰的展示樣品之間的各感官屬性的差異和強度，如圖2a所示，對于祁白菊樣品，除菜腥味外，在其他屬性上均較弱。對于第二類和第四類樣品，通過蛛網(wǎng)圖，進一步比較類別內(nèi)部的差異。如圖2b所示，第二類樣品均沒有甜菜味、菜腥味和中藥味，在第二類樣品內(nèi)部，常規(guī)種植杭白菊的主要特征為菊花味（a/f）較強，后苦味相對較強（與其他類別相比仍然較弱），福白菊的特點為艾草味（a/f）較強，而有機種植杭白菊的特點為菊花味（a）較強，澀味和苦味相對較強（與其他類別相比仍較弱），顏色較深（黃綠程度）并且沒有艾草味。懷菊樣品的感官特征如圖2c 所示，菊花味（a/f）、甜菜味、艾草味均較強，如圖2d 所示，在第四類樣品內(nèi)部，貢菊的主要特征為較強的中藥味（a/f），亳菊的特征為艾草味（f）、菊花味（a/f）相對較強；滁菊具有較強的后苦味和相對較強的艾草味（a），無菌菊的菊花味（a）和苦味較強。

圖2 不同品種菊花茶的感官評分Fig.2 Sensory score of different Chrysanthemum tea

2.1.3 茶湯色度值差異及與感官評分的相關(guān)性 不同品種菊花茶茶湯的顏色如表5 所示，L*代表明亮度，值越大，越明亮；a*值表示紅色度，值越大，色澤越紅；?a*示綠色度，值越小，綠色度越大；b*值代表黃色度，值越大，色澤越黃[17]。

表5 不同品種菊花茶色度值Table 5 Color value of different varieties of Chrysanthemum tea infusion

不同菊花茶茶湯的亮度存在差異，貢菊、祁白菊和滁菊最明亮，常規(guī)種植杭白菊茶湯較暗，祁白菊樣品黃色和綠色程度均最弱，表明其黃綠色淺，而福白菊樣品黃色和綠色程度均最強，表明其黃綠色較強。

對感官顏色評分和儀器檢測結(jié)果（L*、a*、b*）進行偏最小二乘回歸（PLS）分析，建立的回歸方程為：黃綠色=?32.274+0.324L*?0.564a*+0.084b*，R2=0.788，表明對結(jié)果的預(yù)測性能較好。

2.1.4 茶湯揮發(fā)性成分與感官風(fēng)味的關(guān)系 在菊花中共檢測出120 種揮發(fā)性物質(zhì)，以揮發(fā)性物質(zhì)含量為X 變量，以感官評價中的6 種香氣（聞）屬性為Y 變量，進行PLS 分析，由于X 變量多且復(fù)雜，模型的預(yù)測性較差，難以揭示出對菊花茶香氣影響最大的揮發(fā)性成分，因此采用精簡變量后作二步PLS 對模型進行簡化。在第一次PLS 后，只保留與每個感官屬性相關(guān)性系數(shù)在前5 位的化學(xué)成分，從而篩選了38 種相對重要的化學(xué)物質(zhì)。簡化變量前后，兩次PLS 的各項模型參數(shù)如表6 所示，簡化變量后，前兩個主成分累計Q2從0.018 提高到了0.278，對Y 變量的解釋性雖然略下降，但對X 變量的解釋性從0.307 增加到了0.747。

表6 簡化變量前后的PLS 模型系數(shù)Table 6 PLS model quality indexes before and after simplified variables.

如圖3 所示，中藥味、菜腥味與甜菜味與很多物質(zhì)相關(guān)，在感官評價時，評價小組成員認為這是與菊花茶香味無關(guān)的異味。表7 列出了根據(jù)二步PLS 結(jié)果與這些異味相關(guān)的物質(zhì)。與菜腥味相關(guān)的物質(zhì)種類較多，醇類、酚類、醛類、酮類、烯烴類和酯類，他們除了表現(xiàn)木本味、草藥味等味道外，還表現(xiàn)出甜味、水果味等香甜的味道，推測菜腥味可能是這些味道共同組成的。與甜菜味相關(guān)的味道中，有近一半為酮類，其他類別還有醇類、酚類、烯類和酯類，除了草木相關(guān)的香味外，還與香脂味相關(guān)。與中藥味相關(guān)的物質(zhì)較少，包括醇類、烯烴類和酯類，與木本味和柑橘味相關(guān)。

圖3 38 種揮發(fā)性成分與香氣屬性的PLS 圖Fig.3 PLS plot of 38 volatile components and flavor properties

表7 與菊花茶異味相關(guān)的物質(zhì)及其可能的風(fēng)味Table 7 Volatile components related to odor of Chrysanthemum tea and their possible flavor

雖然已有很多研究對菊花或菊花精油[18?19]的揮發(fā)性成分進行了檢測，但本研究可能是首次將揮發(fā)性成分與感官風(fēng)味聯(lián)系，總體而言，該模型的Q2相對較低，證明該模型還需要進一步改善，本文只是對可能造成菊花茶異味的物質(zhì)進行的初步探索，未來應(yīng)通過GC-O（氣相色譜-嗅覺測量法）[20]和香氣萃取稀釋分析（AEDA）[21]等手段確定各物質(zhì)的風(fēng)味和閾值，并進一步通過風(fēng)味的重組實驗和消除實驗來確定關(guān)鍵的風(fēng)味化合物。

2.2 活性成分含量差異

2.2.1 總黃酮含量差異 總黃酮的檢測結(jié)果如圖4所示，總黃酮含量順序為有機種植杭白菊>懷菊>常規(guī)種植杭白菊>貢菊>福白菊>亳菊>滁菊>無菌菊>祁白菊，表明就總黃酮含量而言，有機種植杭白菊的品質(zhì)最優(yōu)，懷菊次之，而祁白菊較差。本研究中不同菊花品種間的總黃酮含量順序與文獻報道有所不同，如段崇霞等[22]報道總黃酮含量貢菊>滁菊>亳菊>杭菊。與文獻報道的差異一方面與菊花的花期、種源、場地、加工方法等有關(guān)，周麗等[23]報道杭白菊朵菊和胎菊干品中的總黃酮含量分別為7.41%和11.46%，不同文獻中的菊花來源廣泛，因此很難直接比較；另一方面，總黃酮含量順序的差異可能與提取方法有關(guān)，多數(shù)研究用醇提法提取干菊花中的總黃酮，而本文的檢測對象為菊花第一次沖泡的茶湯（與水提法較接近），姜自紅等[24]發(fā)現(xiàn)醇提法和水提取法所獲得的總黃酮含量存在差異，并且不同菊花品種在不同提取方法下總黃酮含量順序存在差異，醇提法下亳菊含量最高，而水提法下懷菊含量最高，此外，水提法中樣品間總黃酮含量差異更大。

圖4 不同品種菊花茶總黃酮含量Fig.4 Total flavonoids in different varieties of Chrysanthemum tea infusion

在本研究中，菊花茶茶湯中總黃酮含量在0.029～0.052 mg/mL 范圍內(nèi)，按照菊花干品計算為0.44%～0.78%，周根等[18]用純水提取菊花30 min，總黃酮含量為0.6%～2.8%，兩研究中總黃酮含量的差異是因為提取時間和具體的方法不同造成的，證明通過一次沖泡只溶出了部分總黃酮，在后續(xù)的沖泡中，可能會藥效成分繼續(xù)溶出。然而，本研究的沖泡程序接近菊花茶真實的沖泡情況，因此能夠更真實的反應(yīng)進入人體的有效成分含量。

2.2.2 綠原酸、木犀草苷、木犀草素-7-O-β-葡萄糖醛酸苷、3,5-O-二咖啡?；鼘幩?、芹菜素-7-O-β-葡萄糖苷含量差異 如圖5 所示，5 個樣品中檢出了綠原酸，按含量由高到低依次為祁白菊、滁菊、福白菊、有機種植杭白菊、亳菊，含量范圍為2.753×10?3～4.477×10?3mg/mL。有7 個樣品檢出木犀草苷，按含量由高到低依次為貢菊、福白菊、有機種植杭白菊、懷菊、常規(guī)杭白菊、滁菊、無菌菊，其含量范圍為2.736×10?3～4.384×10?3mg/mL，祁白菊和亳菊未有檢出。在所有樣品中，木犀草素-7-O-β-葡萄糖醛酸苷均有檢出，其中懷菊含量最高，且遠高于其他樣品，含量由高到低依次為懷菊、福白菊、常規(guī)種植杭白菊、有機種植杭白菊、亳菊、無菌菊、祁白菊、滁菊、貢菊，含量范圍為3.424×10?3～10.488×10?3mg/mL。僅有4 個樣品祁白菊、滁菊、福白菊和貢菊（含量由高到低）和檢出了3,5-O-二咖啡酰基奎寧酸，含量范圍為2.848×10?3～8.109×10?3mg/mL，祁白菊樣品中3,5-O-二咖啡?；鼘幩岷窟h高于其他樣品。有5 個樣品檢出了芹菜素-7-O-β-葡萄糖苷，包括福白菊、有機種植杭白菊、常規(guī)種植杭白菊、貢菊和祁白菊，樣品之間含量差異不大，含量變化范圍為2.726×10?3～3.777×10?3mg/mL?；钚猿煞衷谝恍悠分形礄z出，可能是這些活性成分在干菊花中含量較低或難以溶出，因此難以在茶湯中檢測。

圖5 不同品種菊花茶中活性成分含量Fig.5 Active components content in different varieties of Chrysanthemum tea infusion

張星海[25]用乙醇提取5 種菊花中的活性成分，檢測結(jié)果表明，菊花中綠原酸為含量1.8～4.7 mg/g、木犀草苷含量0.1～8.5 mg/g，在本研究中，每克菊花溶解在茶湯中的活性成分，如綠原酸質(zhì)量約為0.41～0.67 mg/g；木犀草苷約為0.41～0.66 mg/g，含量上的較大差異說明一次沖泡下，溶出的活性成分非常有限，只占總量的一小部分。

3 結(jié)論

本研究以市面上8 種不同的菊花茶茶湯為研究對象，首次通過專業(yè)感官評價小組，嘗試建立了一套菊花茶的感官評價術(shù)語，在此基礎(chǔ)上，研究比較了8 種菊花茶在感官品質(zhì)上的差異，通過PCA，將菊花茶分為了4 類，并總結(jié)了它們的感官品質(zhì)特征。未來可在此基礎(chǔ)上進一步驗證和完善，并逐漸形成菊花茶的感官評價描述體系，從而實現(xiàn)對菊花茶的全面評估與產(chǎn)品質(zhì)量控制，并為菊花茶的市場推廣和消費者的產(chǎn)品選擇提供指導(dǎo)意見。同時，通過將感官評價結(jié)果與儀器檢測結(jié)果進行回歸分析，初步明確了導(dǎo)致菊花茶異味香氣的主要揮發(fā)性物質(zhì)，建立了菊花茶茶湯顏色評價與儀器檢測數(shù)據(jù)的關(guān)系。

總黃酮是菊花中重要的藥效成分，具有抗氧化、降血脂、抗腫瘤的作用，本研究考慮實際沖泡情況，比較了8 種菊花茶茶湯的總黃酮差異，結(jié)果表明有機種植杭白菊茶湯的總黃酮含量最高。此外，對茶湯中5 種具體的黃酮類和有機酸類活性成分的分析結(jié)果表明，綠原酸含量最高為祁白菊，木犀草苷含量最高為貢菊，木犀草素-7-O-β-葡萄糖醛酸苷含量最高為懷菊，3,5-O-二咖啡?；鼘幩岷孔罡邽槠畎拙眨鄄怂?7-O-β-葡萄糖苷含量最高為福白菊。具體成分的表征可進行后續(xù)研究，可能成為區(qū)分不同菊花樣品的特征指標(biāo)。后續(xù)的研究也應(yīng)進一步考慮對多次沖泡的菊花茶茶湯進行分析，以比較不同品種菊花隨沖泡次數(shù)增加感官風(fēng)味和活性成分的變化，為推進我國的菊花茶研究提供有效參考依據(jù)。