沖泡條件對靈芝茯茶茶湯品質(zhì)的影響

鄭涵予，高穎，汪芳，陳建新，陳根生，金詩藝，杜琪珍，尹軍峰*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江杭州 310008；2.浙江農(nóng)林大學(xué)食品與健康學(xué)院，浙江臨安 311300；3.浙江金福茶業(yè)有限公司，浙江龍泉 323799）

茯磚茶隸屬于黑茶，其表面和內(nèi)部含有大量冠突散囊菌（Eurotiumcristatum），俗稱“金花菌”[1-2]。它是茯磚茶發(fā)酵過程中的優(yōu)勢菌種，被認(rèn)為是賦予茯磚茶獨(dú)特風(fēng)味和健康益處的重要因素[3]。茯磚茶性溫，入腎、脾、胃、肺、心經(jīng)[4]，有增強(qiáng)人體體質(zhì)[5]、調(diào)節(jié)腸道微生物菌群[6]、降血脂[7]、抗氧化[8]等功效。靈芝是一種名貴的中藥材，多為赤芝或者紫芝的干燥子實(shí)體，其藥性甘、平，歸心、肺、腎經(jīng)，具有調(diào)節(jié)免疫[9]、降血糖[10]、抗腫瘤[11]等作用。近年來，隨著人們生活壓力增加，處于亞健康狀態(tài)的人群比例上升，具有體質(zhì)調(diào)節(jié)作用的功能食品市場需求旺盛。作為常用的功能性食/藥材，茶與靈芝結(jié)合的產(chǎn)品涌現(xiàn)[12-14]。該類產(chǎn)品部分是茶葉與靈芝的簡單拼配，部分則是利用靈芝菌在茶葉基質(zhì)中培養(yǎng)而成[15]。靈芝茯茶屬于后者，在茯磚茶渥堆過程中加入靈芝，使靈芝菌利用茶葉進(jìn)行生長代謝，在改變茶葉中內(nèi)含物質(zhì)的同時(shí)，豐富了靈芝菌的活性代謝產(chǎn)物，從而實(shí)現(xiàn)滋味品質(zhì)的改善和生物活性的提升[16]。此外，研究表明，靈芝菌的加入有利于冠突散囊菌的生長，大大增加“金花”數(shù)量，有助于進(jìn)一步提升成品茶的口感與功能[17]。

作為一款功能性茶飲，其感官品質(zhì)和保健功效是吸引消費(fèi)者的重要因素。茶湯中浸出物質(zhì)的種類及其濃度決定了茶湯的感官品質(zhì)和保健功效。大量研究證明沖泡條件對茶湯風(fēng)味以及茶葉內(nèi)含物質(zhì)的浸出具有極大的影響。Zhang 等[18]研究發(fā)現(xiàn)在100 ℃的沖泡溫度下，當(dāng)浸泡時(shí)間從3 min 延長到10 min 時(shí)，大紅袍茶湯的甜度、香氣和總體感官質(zhì)量會(huì)下降。Lin 等[19]比較茶水比對不同綠茶的感官和生化成分的影響后，建議嘗試?yán)渑莺娓傻木G茶。Saklar 等[20]根據(jù)茶湯的兒茶素含量和感官評(píng)分，確定沖泡溫度85 ℃、沖泡時(shí)間3 min 為土耳其綠茶的最佳沖泡條件。李脈泉等[21]研究表明祁門紅茶在100 ℃純凈水沖泡10 min 時(shí)感官品質(zhì)最佳，且能最大程度發(fā)揮抗氧化作用。辛樂等[22]通過極差分析確定沖泡溫度85 ℃、沖泡時(shí)長15 min、茶水比1∶30（g/mL）為茯磚茶的最佳沖泡條件。由此可見，不同茶類的最佳沖泡參數(shù)不同。因“茶”制宜，選擇合適的沖泡參數(shù)，才能獲得風(fēng)味好、活性強(qiáng)的茶湯[23]。

靈芝茯茶作為茶與靈芝的有機(jī)結(jié)合體，兼具茶和靈芝的特征。研究表明，茶、靈芝中成分的浸出規(guī)律不同[16]。如何通過調(diào)節(jié)沖泡條件，使茶葉和靈芝中的風(fēng)味和生物活性成分有效浸出，獲得感官品質(zhì)佳、活性成分含量高的靈芝茯茶茶湯，是一個(gè)值得研究的課題。但目前關(guān)于靈芝茯茶的研究鮮見，對沖泡條件的研究多數(shù)以茶湯風(fēng)味或者理化成分為指標(biāo)，較少將兩類指標(biāo)結(jié)合進(jìn)行綜合研究。本研究以靈芝茯茶為材料，利用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)探究靈芝茯茶的最佳沖泡條件，旨在保證茶湯風(fēng)味的同時(shí)最大程度保留茶湯的生理活性，為消費(fèi)者科學(xué)飲茶提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

靈芝茯茶：浙江金福茶業(yè)有限公司（等級(jí)：一芽三葉、一芽四葉；靈芝添加量5%）。

谷氨酸、磷酸氫二鈉、沒食子酸、碳酸鈉、蒽酮、正丁醇（均為分析純）：上海麥克林生化科技有限公司；磷酸二氫鉀、茚三酮（均為分析純）：上海源葉生物科技有限公司；福林酚（分析純）、兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma公司；濃硫酸（分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；葡萄糖（分析純）：上海易匯生物科技有限公司；純凈水：杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DK-S26 型電熱恒溫水浴鍋：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；UV3600 紫外-可見光分光光度計(jì)、LC-20A 高效液相色譜儀：日本島津公司；JW-B 分液漏斗振蕩器：常州市頂新實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；酷貝i2000 家庭用電子秤：浙江永康市艾瑞貿(mào)易有限公司。

1.3 茶樣制備

使用茶刀將靈芝茯茶磚進(jìn)行拆分，將拆分完成的茶樣拌勻成堆，然后隨機(jī)從茶堆的各個(gè)部分扦取樣茶，作為待測試樣，并貯存于干燥、避光、低溫的環(huán)境下備用。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)泡茶器具及用水參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》中的緊壓茶（柱形杯審評(píng)法），使用150 mL 柱形杯泡茶，采用單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)探討靈芝茯茶的最佳沖泡條件，每組重復(fù)3 次，最終結(jié)果取平均值。

1.4.1 單因素試驗(yàn)

固定沖泡溫度為100 ℃，沖泡時(shí)間為5 min，考察茶水比1∶150、2∶150、3∶150、4∶150（g/mL）對茶湯感官評(píng)分的影響。固定沖泡時(shí)間為5 min，茶水比為3∶150（g/mL），考察沖泡溫度70、80、90、100 ℃對茶湯感官評(píng)分的影響。固定沖泡溫度為100 ℃，茶水比為3∶150（g/mL），考察沖泡時(shí)間2、3、4、5 min 對茶湯感官評(píng)分的影響。

1.4.2 正交試驗(yàn)

采用L9（34）正交表進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn)，具體設(shè)計(jì)因素及水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素及水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.5 檢測方法

感官評(píng)價(jià)：由國家級(jí)評(píng)茶師組成評(píng)價(jià)小組進(jìn)行評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)指標(biāo)由湯色、香氣、滋味3 個(gè)部分組成，每部分均為百分制，評(píng)價(jià)結(jié)果以評(píng)分的方式表示，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory scoring scale

理化指標(biāo)：采用GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》中的福林酚比色法測定多酚含量；采用GB/T 8314—2013《茶游離氨基酸總量的測定》測定游離氨基酸含量；采用《食品分析與檢驗(yàn)》中的蒽酮比色法[24]測定可溶性糖含量；采用分光光度法[25]測定茶褐素含量；采用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）法[26]測定兒茶素、咖啡堿與沒食子酸（gallic acid，GA）含量。各試驗(yàn)重復(fù)3 次，最終結(jié)果取平均值。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用Microsoft Excel 2019 進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理；采用SPSS statistics 26.0 進(jìn)行方差分析；各組間的多重比較采用Duncun法；采用GraphPad Prism 8.0.2 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果及分析

單因素試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 沖泡條件單因素試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of brewing conditions by single factor experiment

由表3 可知，隨茶葉添加量的增加，茶湯的湯色、香氣與滋味分值均出現(xiàn)先上升后下降的趨勢，茶水比3∶150（g/mL）的3 項(xiàng)評(píng)分均為最高。茶水比1∶150（g/mL）時(shí)，由于茶葉量少，茶湯內(nèi)含物濃度低，因此湯色淺、香氣與滋味寡淡。茶水比4∶150（g/mL）時(shí)，易產(chǎn)生水悶氣，導(dǎo)致香氣不爽，此外，過少的用水量也會(huì)使茶湯內(nèi)含物濃度偏高，苦澀味加重，導(dǎo)致滋味評(píng)分下降，故以3∶150（g/mL）為最佳茶水比進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

隨著沖泡溫度上升，湯色從橙黃轉(zhuǎn)為紅亮，100 ℃時(shí)湯色評(píng)分最高；香氣評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，80 ℃組香氣最佳；80、90 ℃和100 ℃滋味評(píng)分相同且高于沖泡溫度70 ℃；綜合評(píng)判，以80 ℃為最佳沖泡溫度進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

隨著沖泡時(shí)間延長，湯色逐漸加深、亮度減弱，在2 min 和4 min 時(shí)評(píng)分較高；香氣方面，沖泡2、3 min 時(shí)有茯茶特征性的菌香，但隨著沖泡時(shí)間繼續(xù)延長，菌香減弱、茶香凸顯；滋味方面，酸味、靈芝味隨著沖泡時(shí)間延長而增強(qiáng)，在沖泡時(shí)間為4 min 時(shí)達(dá)到最高分，繼續(xù)沖泡則出現(xiàn)苦味。沖泡時(shí)間為4 min 時(shí)，茶湯紅亮，有靈芝香與菌香，因此以4 min 作為最佳沖泡時(shí)間進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行三因素三水平的正交試驗(yàn)，對不同沖泡條件下制得的茶湯進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和主要理化成分含量分析。

2.2.1 感官評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

正交試驗(yàn)感官評(píng)審結(jié)果見表4。

表4 正交試驗(yàn)感官評(píng)審結(jié)果Table 4 Sensory evaluation by orthogonal experiment

由表4 可知，各處理組的茶湯風(fēng)味不同。茶湯的湯色評(píng)分為79～95，其中第3、7、9 組湯色紅亮，評(píng)分均在90 以上；而第1 組湯色橙黃且暗，評(píng)分低于80。9 組茶湯均能嗅到菌香和茶香，第7 組靈芝香濃郁醇正，評(píng)分最高，為95；而第3 組香氣弱且微悶，評(píng)分最低，為79。茶湯的滋味評(píng)分在79～95，第7 組茶湯滋味醇正，靈芝味濃，評(píng)分最高；而第1 組滋味寡淡，基本無靈芝味，評(píng)分最低。

2.2.2 理化成分測定結(jié)果及分析

不同沖泡方式對茶湯成分的影響見表5。

茶湯呈現(xiàn)不同風(fēng)味的根本原因是不同沖泡條件下茶葉內(nèi)含物質(zhì)釋放的種類與比例不同[27]。茶多酚及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物、游離氨基酸、咖啡堿和可溶性糖是茶湯中較為重要的幾類風(fēng)味物質(zhì)。茶多酚是茶葉中酚類物質(zhì)的總稱，包括黃烷醇類（兒茶素類）、黃酮及黃酮醇、花白素及花青素、酚酸與縮酚酸類，占茶葉干重的18%～36%。其中兒茶素類是茶葉中主要的多酚類物質(zhì)。兒茶素?zé)o色，滋味偏苦澀，有收斂性[28]，一些兒茶素有回甘，是茶湯中最重要的呈味物質(zhì)之一。兒茶素在茶葉加工和貯藏過程中易發(fā)生轉(zhuǎn)變。研究表明，在黑茶渥堆過程中，在濕熱環(huán)境下，兒茶素在微生物的作用下部分會(huì)發(fā)生降解，生成沒食子酸[29]；部分歷經(jīng)復(fù)雜的氧化聚合反應(yīng)，形成了茶褐素等色素。與兒茶素相比，沒食子酸的酸味更強(qiáng)、澀味偏弱[30-31]。茶褐素呈棕褐色或褐紅色，對黑茶茶湯的顏色、滋味有重要貢獻(xiàn)，被認(rèn)為是衡量黑茶品質(zhì)的關(guān)鍵因子。茶湯中的游離氨基酸以茶氨酸為主。茶氨酸僅存在于茶葉和少數(shù)菌類中，是茶湯鮮味的主要來源?？Х葔A作為一種典型的苦味物質(zhì)，對茶湯的苦味程度有直接影響。可溶性糖能給茶湯帶來甜醇的味道、掩蓋不良的苦澀味。茶湯中的可溶性多糖，是一類由醛糖或酮糖通過苷鍵連接在一起的天然高分子多聚物，被認(rèn)為與黑茶茶湯的醇厚黏稠有關(guān)。在靈芝茯茶湯中，可溶性多糖也可能來源于靈芝。靈芝多糖是靈芝水浸出物中的主要活性成分之一，具有免疫增強(qiáng)作用，約占靈芝干重的1.93%～3.99%[32]。

由表5 可知，9 組茶湯中各成分的含量差異明顯。多酚、兒茶素、茶褐素、游離氨基酸、可溶性糖、可溶性多糖含量最高的均為第5 組，最低的均為第1 組，前者多酚、兒茶素、茶褐素、游離氨基酸、可溶性糖含量依次約為后者的5.2 倍、7.7 倍、15.4 倍、4.0 倍、11.5 倍；沒食子酸濃度最高的為第5 組，最低的為第6 組，前者濃度約為后者的6.0 倍；咖啡堿濃度最高的為第7 組、最低的為第1 組，前者濃度約為后者的6.2 倍；可溶性多糖濃度名列前二的依次為第5、7 組，而在第1 組中，可溶性多糖濃度非常低。

2.2.3 主成分分析

鑒于各因素及水平對多個(gè)茶湯品質(zhì)指標(biāo)均有不同程度的影響，因此采用SPSS 26.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理，利用主成分分析獲取代表原始結(jié)果的主成分及貢獻(xiàn)率，結(jié)果見表6。

表6 成分的特征值、方差貢獻(xiàn)率與累積貢獻(xiàn)率Table 6 Eigenvalue，variance contribution，and cumulative contribution

由表6 可知，以特征值大于1 為提取標(biāo)準(zhǔn)，選取前2 個(gè)成分為主成分，其方差貢獻(xiàn)率分別為69.625%、17.314%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)86.939%，表明所提取的2 個(gè)主成分包含了原始變量的大部分信息。按照公式（1）計(jì)算2 個(gè)主成分的得分和計(jì)算綜合得分，并按照綜合得分排序，結(jié)果見表7。

表7 不同沖泡條件茶湯的綜合評(píng)價(jià)Table 7 Comprehensive evaluation of Ganoderma lucidum fu brick tea under different brewing conditions

由表7 可知，不同組別的綜合排名為第7 組＞第5組＞第9 組＞第3 組＞第8 組＞第4 組＞第2 組＞第6 組＞第1 組，即第7 組和第5 組的綜合品質(zhì)較好、第1 組最差。

以綜合得分為指標(biāo)，進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表8。

表8 綜合評(píng)價(jià)方差分析Table 8 Variance analysis of comprehensive evaluation

由表8 可知，茶水比、沖泡溫度、沖泡時(shí)間均對茶湯綜合品質(zhì)有顯著影響。茶水比的影響最大，沖泡溫度其次，沖泡時(shí)間的影響最小。三因素的直觀分析輪廓圖見圖1。

圖1 直觀分析輪廓Fig.1 Direct analysis outline

由圖1 可知，靈芝茯茶的最佳沖泡條件為茶水比3∶150（g/mL）、100 ℃水沖泡3 min。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

稱取靈芝茯茶3 份，每份3.00 g，按照主成分分析法得到的最優(yōu)條件（A3B3C2）進(jìn)行沖泡，對茶湯進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，湯色、香氣、滋味的評(píng)分分別為93、93、96；測定茶湯的理化成分，3 個(gè)樣品中，多酚、兒茶素、沒食子酸、茶褐素、游離氨基酸、咖啡堿、可溶性糖與可溶性多糖的含量為587.26、91.39、60.32、383.05、51.05、185.41、310.39、19.74 mg/L，綜合得分為3.53，高于第7 組的綜合得分，表明該條件為靈芝茯茶的最優(yōu)沖泡條件。

2.4 討論

茶水比對茶湯的濃度有直接影響。茶水比過低，茶湯中風(fēng)味物質(zhì)的濃度太低，部分風(fēng)味物質(zhì)可能未達(dá)到其呈色/呈味閾值、無法發(fā)揮作用，部分風(fēng)味物質(zhì)雖達(dá)到閾值、但其強(qiáng)度不夠，從而導(dǎo)致湯色淺而不亮、滋味寡淡、香氣不夠濃郁。在本研究的單因素試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)3∶150（g/mL）是最為合適的茶水比；而在正交試驗(yàn)中，也篩選出3∶150（g/mL）為最佳茶水比。在GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》中，多種茶湯的制備也選用了3∶150（g/mL）的茶水比。在此茶水比下，干茶能在水中充分舒展、釋放內(nèi)含物質(zhì)，從而獲得濃度適宜的茶湯。

沖泡溫度對風(fēng)味物質(zhì)的溶解度和溶出速率有影響?？Х葔A、兒茶素、沒食子酸，在高溫下的溶解度均顯著大于室溫[33]；而揮發(fā)性成分的溶解度一般隨著溫度上升而下降。即溫度升高有利于滋味物質(zhì)的溶解[33]和香氣成分的揮發(fā)[34]。Kumamoto 等[28]發(fā)現(xiàn)，沖泡溫度低會(huì)使茶湯香氣不易散發(fā)且不持久。余浩等[35]發(fā)現(xiàn)，在沖泡時(shí)間相同的情況下，沖泡溫度（80、90、100 ℃）越高，茶葉水浸出物溶出速率越快、含量越高。金恩惠[36]比較了不同沖泡溫度下普洱茶、鐵觀音的成分及感官品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)沖泡水溫越高，茶湯中可溶性物質(zhì)濃度上升曲線的斜率越大，100 ℃水沖泡的茶湯滋味、香氣和湯色最佳。綜上可知，沖泡溫度較高時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，茶葉內(nèi)含成分以較快的速率溶出。其中的滋味成分和色素由于基本無揮發(fā)性、滯留在茶湯中，使得茶湯滋味豐富、顏色明艷；而香氣成分則在高溫作用下不斷揮發(fā)，使得茶湯香氣四溢。

沖泡時(shí)間對茶湯中風(fēng)味物質(zhì)的濃度及比例有影響。多位學(xué)者的研究表明，在其他沖泡條件相同時(shí)，茶葉中風(fēng)味物質(zhì)的溶出量一開始隨著沖泡時(shí)間的延長而增加、達(dá)到一定值后不再隨著時(shí)間延長而增加（有時(shí)會(huì)略有下降），溶出速率隨著沖泡時(shí)間延長而逐漸降低[37]。不同成分的溶出速率有差異。束魯燕等[38]發(fā)現(xiàn)，在相同浸提條件下，表型兒茶素的浸出速率顯著高于非表型兒茶素；表型兒茶素中的非酯型兒茶素浸出速率高于酯型兒茶素，非表型兒茶素中亦存在相同情況。不同兒茶素的滋味特征有所差異，Zhang 等[30]研究表明酯型兒茶素的苦澀味普遍高于非酯型兒茶素，非酯型兒茶素具有回甘滋味效應(yīng)。因此，沖泡時(shí)間過長，可能會(huì)引起茶湯苦澀味過重、回甘減弱。值得注意的是，許多茶湯風(fēng)味物質(zhì)的穩(wěn)定性一般。沖泡時(shí)間過長，特別是在高溫的條件下，可能會(huì)導(dǎo)致部分風(fēng)味物質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而引起風(fēng)味改變。如兒茶素在水溶液中可轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂蓄伾难趸a(chǎn)物（如醌類），使得茶湯顏色加深變暗。基于上述原因，沖泡時(shí)間不宜過長，3 min 為最優(yōu)沖泡時(shí)間。

3 結(jié)論

恰當(dāng)?shù)臎_泡條件可以改善靈芝茯茶茶湯的品質(zhì)，本研究先采用單因素試驗(yàn)探究沖泡溫度、沖泡時(shí)間、茶水比對茶湯風(fēng)味的影響，確定各影響因素合適的參數(shù)范圍；再設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，對不同沖泡條件下制得的茶湯進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，并測定茶多酚及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物、游離氨基酸、咖啡堿、可溶性糖及可溶性多糖等主要理化成分，利用主成分分析將11 個(gè)指標(biāo)簡化為2 個(gè)主成分，綜合評(píng)判靈芝茯茶的最佳沖泡條件。

結(jié)合感官評(píng)價(jià)與理化成分測定數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)3 個(gè)因素對茶湯綜合得分影響的大小為茶水比＞沖泡溫度＞沖泡時(shí)間。在茶水比3∶150（g/mL）時(shí)，獲得的茶湯濃度適宜；升高沖泡溫度有利于茶葉內(nèi)物質(zhì)的快速溶出；茶葉內(nèi)含物質(zhì)能短時(shí)間溶解至茶湯中，故沖泡時(shí)間無需過長。綜上所述，靈芝茯茶最優(yōu)沖泡條件是茶水比3∶150（g/mL）、沖泡溫度100 ℃、沖泡時(shí)間3 min。此條件下沖泡獲得的茶湯感官佳且內(nèi)含物較為豐盛。