茶湯滋味物質滋味表征研究進展

李琴冉乾松劉忠英

(1.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽 550009；2.貴州大學茶學院，貴州 貴陽 550025)

茶作為商品，除具有提神醒腦、抗輻射、抗氧化等保健功能以及文化內涵外，自身還含有多種風味獨特的水溶性成分。水溶性成分含量的多寡及各成分間配比比例豐富多變，是形成茶葉品質各具風格的物質基礎。多種水溶性化合物共同構成的茶湯滋味是評價茶葉品質風格和優(yōu)劣的重要參考指標。茶湯滋味屬性總體可分為鮮味、苦味、澀味、甜味，雖然消費者不樂于接受苦味、澀味，但是苦味、澀味對構成茶湯滋味有著不可替代的作用。眾多水溶性成分中，氨基酸、茶多酚、咖啡堿、糖類以及有機酸等滋味物質是茶湯滋味構成的主要貢獻物質。由于茶湯中水溶性成分眾多，因此，了解茶湯中主要滋味物質的呈味特性以及主要滋味物質間的交互作用，有利于建立科學準確的茶葉品質鑒定新方法，這對指導茶葉拼配和生產有重要參考價值。故本文就茶湯中主要滋味物質呈味特性、主要滋味物質間交互作用和主要呈味特性形成研究進展進行綜述，以期為基于茶湯滋味良好的茶葉商品進行拼配和生產提供理論基礎。

1 茶湯中主要滋味物質呈味特性研究進展

茶湯滋味物質有2種來源，茶樹鮮葉中自身含有的氨基酸、多酚類、生物堿、可溶性糖、有機酸等物質；在加工中形成的，鮮葉在熱化學作用下，酶的催化作用下，發(fā)生多種反應，促進了蛋白質等大分子物質向氨基酸等小分子物質的轉化，從而形成茶葉風味。茶葉加工中典型的熱化學作用有美拉德反應和焦糖化反應，酶促反應以兒茶素氧化反應為主，熱化學作用與酶促反應有利于氨基酸、兒茶素等物質轉化為呈味物質，貢獻于茶湯滋味。眾多滋味物質中，茶多酚、氨基酸及咖啡堿最具代表性，因此茶多酚、氨基酸及咖啡堿常作為茶湯中主要研究對象。

1.1 茶湯中氨基酸類呈味特性研究進展

氨基酸是具有氨基和羧基的有機化合物，茶葉中氨基酸占有機化合物1%～4%，已發(fā)現(xiàn)26種游離氨基酸，氨基酸不僅是蛋白質組成的基本單位，還是其它活性物質的重要組成成分。在茶葉加工中，氨基酸可通過脫氨脫羧等化學反應生成茶葉揮發(fā)性物質，參與茶葉香氣的形成，是一類茶葉中參與呈香、呈味的十分重要的化學物質。茶湯中呈鮮味的主體成分是茶氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。茶氨酸是茶樹中含量最高的游離氨基酸，是多味覺特性復合體，呈現(xiàn)類似味精的鮮爽味，極易溶于水，浸出率可達80%，在水中閾值0.06%，而谷氨酸和天冬氨酸的味覺閾值分別為0.15%及0.16%，茶氨酸還能緩解茶的苦澀味，增強甜味，因此認為茶氨酸對茶湯滋味鮮爽構成具有重要意義[1]。天冬氨酸與丙氨酸形成的二肽呈現(xiàn)強烈的鮮味，與谷氨酸形成的二肽，同時呈現(xiàn)咸味和鮮味，谷氨酸、絲氨酸、亮氨酸和丙氨酸形成的四肽，則呈現(xiàn)酸味、鮮味和苦味，其中酸味>鮮味>苦味[2]。但劉盼盼等[3]研究表明，苯丙氨酸含量與茶湯苦味、澀味強度呈顯著正相關，說明氨基酸并不僅與鮮爽味有關。

1.2 茶湯中酚類物質呈味特性研究進展

茶多酚占茶葉干物質含量的18%～36%，是茶湯滋味組成的主體成分，包含黃烷醇類(兒茶素)、酚酸以及縮酚酸類、花色素類、黃酮醇及黃酮類4類物質。多酚類中最重要的是以兒茶素為主體的黃烷醇類，其不僅是茶樹次生物質代謝的重要成分，還是茶葉具有保健功能的首要成分，對茶葉的色、香、味品質的形成有重要作用。兒茶素及其氧化、縮聚形成的產物是茶湯呈苦味、澀味，以及產生收斂性的主要滋味物質，所以兒茶素是茶湯滋味濃淡的決定因素[1]。對于兒茶素(catechin，C)、沒食子兒茶素(gallocatechin，GC)、兒茶素沒食子酸酯(catechin gallate，CG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(gallocatechin gallate，GCG)、表兒茶素(epicatechin，EC)、表沒食子兒茶素(epigallocatechin，EGC)、表兒茶素沒食子酸酯(epicatechin gallate，ECG)以及表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate，EGCG)8種兒茶素單體，在相同濃度下(1.5mmol·L-1)，非表兒茶素的苦味和澀味均低于相應的表兒茶素單體，并且隨著濃度的增加非表兒茶素苦澀強度的增加比相應的表兒茶素單體更慢，兒茶素沒食子兒茶素的苦味和澀味要強于非沒食子兒茶素的苦味和澀味，尤其是ECG[4]。

1.3 茶湯中生物堿類呈味特性研究進展

生物堿是一類在植物界分布廣泛的含氮有機化合物，茶葉中生物堿主要有咖啡堿、可可堿、茶葉堿。茶葉生物堿以嘌呤堿為主，而嘌呤堿的主體成分又以咖啡堿為主，咖啡堿含量一般在2%～4%。核酸降解為咖啡堿合成提供嘌呤環(huán)，S-腺苷蛋氨酸則為其提供甲基?？Х葔A含量因生長條件、品種及生長季節(jié)會有所差異，加之，一般植物中咖啡堿含量并不高，所以咖啡堿也是茶樹中特征性物質之一?？Х葔A呈味特性是苦味，隨著茶湯溫度降低，咖啡堿與茶多酚及其氧化產物可通過羥基和酮基間的H鍵締合作用，形成大分子絡合物，使紅茶茶湯由清澈轉為渾濁，出現(xiàn)“冷后渾”現(xiàn)象，其與紅茶湯的鮮爽度和滋味濃度密切相關，和“金圈”一樣被看成是高品質紅茶具備特征[1]。

2 茶湯中滋味物質間的交互作用

味覺化合物間的相互作用可導致味覺強度改變，甚至產生新的味覺，當將2個或多個味覺化合物混合在一起時，一種化合物可能會干擾味覺受體細胞或與另一種化合物相關的味覺傳導機制，混合物間抑制、加和及協(xié)同是一種認知相互作用，產生的結果是呈味強度小于或大于單個物質味覺強度的總和[5]。

2.1 滋味物質對茶湯鮮爽味的影響

茶湯滋味是由多元混合體系構成，鮮爽味和苦味、澀味物質間存在復雜的相互作用是造成茶湯滋味豐富的原因。人們對“鮮爽”最直觀的感受，常被描述為類似雞精、味精的鮮味物質，至于“爽”，則更傾向于愉悅的情感描述。在茶葉科學研究初期階段，人們認為氨基酸類物質是茶湯鮮爽的主要原因，隨著茶葉科學研究不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)有更多的滋味物質、滋味交互效應均有利于人們對鮮爽味的感知。

劉盼盼等[3]以不同鮮葉原料、不同加工工藝的綠茶為材料，以谷氨酸鈉、咖啡堿和兒茶素EGCG等呈味單體作為標準滋味化學物質建立標準曲線，探究滋味量化及其與化學組分相關性，研究表明，茶湯滋味與鮮味強度呈顯著正相關，谷氨酸含量與鮮味呈顯著正相關，而茶多酚、咖啡堿、EGCG、EGC、ECG及兒茶素總量與鮮味呈顯著負相關。研究還發(fā)現(xiàn)，氨基酸中主體成分茶氨酸含量并未與茶葉滋味評分和感官總分呈現(xiàn)顯著相關性。除苦澀味物質對鮮爽味的感知存在拮抗作用外，還存在鮮爽味物質間的協(xié)同作用，如茶黃素是增鮮的化合物，可按比例增加L-谷氨酸鈉的鮮味強度，且增強效果與茶黃素自身的閾值無關[6]。

2.2 滋味物質對茶湯苦澀味的影響

“澀味”在人體感官體驗和描述中，常以舌面、兩頰收緊，口腔出現(xiàn)厚重感，吃到生柿子，化不開，滋味難以消解等進行澀感表述。飲茶時有苦即有澀，只有當某一種感覺較強時才得以較好的區(qū)分。茶湯中的苦味、澀味物質的主體成分，分別是咖啡堿和以兒茶素為主體的多酚類物質。

研究表明，咖啡堿在茶湯中呈現(xiàn)單一的苦味，且苦味隨著咖啡堿含量的增加而變得顯著。同時，咖啡堿能和其他滋味物質發(fā)生交互作用，從而改變味覺特性，如咖啡堿能和氨基酸、茶多酚等形成具有鮮爽味的絡合物，從而降低茶湯苦澀味。單一的鮮爽味物質，如茶氨酸也可以抑制由咖啡堿和兒茶素引起的苦澀味[7]。為探討茶湯中主要苦澀味物質間的交互作用，徐文平等[8]分別從蘆丁、咖啡堿和EGCG中選取2種物質，作兩因素的交互試驗，采用感官評定法中的線性標度法和排序法，分別對3種苦味、澀味物質間的交互作用進行探究。研究表明，蘆丁自身沒有明顯的苦澀味，蘆丁對EGCG的苦味無明顯影響，但蘆丁的加入能增強咖啡堿呈現(xiàn)的苦味，說明二者間存在協(xié)同作用；EGCG與咖啡堿混合液的苦味強度值高于混合液中單一組分所呈現(xiàn)的苦味強度，低于咖啡堿與EGCG苦味強度之和；咖啡堿本身無澀味，但是咖啡堿能增強EGCG的澀味，且咖啡堿濃度越高對澀味的增強作用也越強。

3 滋味物質感知表征

滋味物質種類繁多并廣泛存在于多種食物之中，感知形成味覺的滋味物質，可以和其他味覺物質相互作用，彼此存在抑制、加和及協(xié)同效應，使食物滋味更加豐富。當滋味物質進入口腔，就會與味覺受體細胞結合，而后這些細胞感受到的滋味信息將通過味覺傳入神經傳遞至中樞，并誘發(fā)多種機體反應，從而使人體感知到味覺。

3.1 鮮味表征

鮮味在大腦皮層中共有三級味覺皮層參與鮮味覺信息的傳遞，依次為初級味覺皮層島葉(insular cortex，IC)、次級味覺皮層眶額皮層(orbitofrontal cortex，OFC)和三級味覺皮層前扣帶回皮層(anterior cingulatecortex，ACC),其參與鮮味覺識別、編碼鮮味覺感覺強弱及鮮味覺的情感調控。ACC的激活不僅引發(fā)鮮味覺識別，而且能調節(jié)人的行為、情緒和情感，使人產生愉悅、滿足等多種感受，因此ACC在鮮味覺刺激的獎勵機制中發(fā)揮重要作用[9]。研究發(fā)現(xiàn)，T1R家族中的T1R1和T1R3也是鮮味受體，其傳導通道和甜味傳導通道一樣，是鮮味刺激物與T1R1/T1R3結合，激活PLC-β2，產生DAG和IP3，再與P3R3結合，使胞內儲存的Ca2+被釋放出來，進而激活TRPM5通道，Na+流入細胞內，最終導致膜去極化和神經遞質釋放，即甜味和鮮味受體都包括T1R3受體、T1R3參與了兩者的轉導[10]。研究發(fā)現(xiàn)，谷氨酸都能被mGluR4和T1R1+T1R3受體感知，但目前對mGluR4受體信號傳導機制尚未統(tǒng)一，而當T1R1+T1R3同時存在時，能感知多種氨基酸、L-AP4和核苷酸，所以T1R1和T1R3被確定是鮮味受體[11]。

3.2 苦味表征

目前研究表明，苦味受體主要在味蕾毛孔處暴露的味覺細胞中表達，其聚集在舌頭和上皮周圍的真菌狀、葉狀和周緣乳頭狀上[12]。事實上，人體中只有25種TAS2Rs亞型苦味受體[13]。Masataka等[14]利用細胞測定與人類感官評價兒茶素對受體的反應，發(fā)現(xiàn)兒茶素可以識別受體，能被TAS2R14或39識別。研究表明，人類苦味受體hTAS2R39可以識別的兒茶素，包括EC、ECG、EGC、EGCG[15]。

3.3 澀味表征

人體口腔中由腮腺、舌下和頜下腺3種唾液腺組成，唾液腺分泌由許多蛋白質組成的唾液到口腔，唾液蛋白與多酚以疏水力和氫鍵結合，使口腔粘膜產生粗糙、干燥、起皺的感覺，被認為是造成口澀的原因[16]。在茶湯中，能刺激唾液分泌、與唾液蛋白結合，降低口腔組織潤滑性的典型化合物，包括單寧、茶多酚(尤其是EGCG)等。

4 發(fā)展趨勢

當前研究滋味物質呈味特性仍然以感官審評結合儀器定量檢測的手段進行研究，感官審評貼合人們對商品的直觀感受，但感官審評因人而異，存在主觀因素的影響，導致評價不準確。隨著電子舌在食品研究中的廣泛應用，為了快速方便、高效經濟、科學、可靠評價茶葉滋味品質，將感官評價與電子舌等仿生技術評價建立對應關系，用仿生技術評價結果對感官評價結果進行表征，搭建茶葉科學準確的評價模型，能夠更快更準確的以消費者喜好為導向開發(fā)特色優(yōu)質產品。

分子感官科學在茶葉呈味物質特性研究，隨著科學技術手段的進步得到了廣泛的應用。食品化學、分析化學等學科與分子感官科學的融合升級，使得茶葉呈味物質特性研究愈加廣泛和深入，如對茶葉呈味物質進行重組構造研究、對茶葉呈味物質特性、物質間相互作用以及對茶湯滋味的貢獻等，均得到進一步研究，揭示了不同類型茶葉呈味物質特性、滋味物質交互作用及對貢獻茶湯滋味的物質基礎?？傊铚且粋€復雜的多屬性混合溶液，在前述基礎上，能夠分門別類的逐一對茶湯中的多元滋味物質間交互作用進行研究。