袁琴琴,劉文營

(1.菏澤學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院,山東菏澤 274000; 2.北京食品科學(xué)研究院,中國肉類食品綜合研究中心,北京 100068)

牡丹花是我國傳統(tǒng)名花之一,具有較高的觀賞價值,同時也具有一定的保健功能[1]。與其它花茶相似,牡丹花茶也含有較高含量的黃酮、茶多酚、黃烷醇生物堿和還原糖等功能物質(zhì)[2-3],以此開發(fā)功能性花茶,亦具有較好的市場機會和發(fā)展前景[4]。

茶的分布區(qū)域、種類[5-6]、浸泡方式[7-8]、水質(zhì)特性[9-10]、以及后期的加工手段[11]均會影響到茶湯的化學(xué)成分、味覺特征等品質(zhì)。在茶的浸泡方法上,水溫、浸泡時間[12]、茶葉添加比例[13]等均會對茶湯感官品質(zhì)產(chǎn)生影響。目前對于牡丹花茶的研究,多集中在開展微量元素的溶出特性[14]、加工工藝[4]和不同茶品質(zhì)差異比較[15]等研究,針對浸泡方式差異對牡丹花茶湯感官品質(zhì)的影響研究較少。同時,鑒于消費者對茶品質(zhì)要求的提升,以及消費者需求多樣性的增加,迫切需要對牡丹花茶湯品質(zhì)及不同泡制方式下的品質(zhì)差異進行分析。

針對食品風(fēng)味和滋味特征的分析研究,多數(shù)會引入質(zhì)譜方法進行分析,如采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對不同制備工藝[14-16]或不同原料制備產(chǎn)品揮發(fā)性成分進行分析[17];而在不同產(chǎn)品之間差異分析時,多數(shù)會借助電化學(xué)技術(shù),如采用電子鼻和電子舌技術(shù)對不同產(chǎn)品的主體風(fēng)味和滋味特征差異進行分析[15,16-18],分析儀器的應(yīng)用為產(chǎn)品的生產(chǎn)和研究開發(fā)提供了極大便利,同時又降低了進行消費者評價存在的誤差。針對牡丹花茶的研究,包括牡丹花茶的制備[19]、礦質(zhì)元素[20]等,而在對不同茶品質(zhì)的研究上,也僅限于代謝和味覺差異的分析[21],基于此,本文采用電子舌、電子鼻和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),對熱浸泡和冷水浸泡茶湯的滋味特征、主體風(fēng)味特征和揮發(fā)性有機物組分等品質(zhì)差異進行分析,以期為牡丹花茶湯品質(zhì)分析和不同感官特性茶品的制備提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

牡丹花 于2019年5月采摘自菏澤曹州牡丹園,參考文獻方法[16],自然晾干,破碎后過100目篩,備用;電子舌電極內(nèi)部液、清洗液 日本Insent公司;2-甲基-3-庚酮(99.9%,CAS號13019-20-0) 美國Sigma Aldrich公司;氮氣(99.9%) 北京如源如泉科技有限公司。

Cascada BIO純水機 美國PALL公司;BSA822-CW天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司;0.22 μm微濾膜 美國PALL公司;PEN3電子鼻 德國Airsense公司;TS5000Z味覺分析系統(tǒng) 日本INSENT公司;Gerstel TDS半自動熱脫附進樣器 德國Gerstel公司;GC-MS 聯(lián)用儀 美國賽默飛世爾科技(中國)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 牡丹花茶的浸泡方法 根據(jù)參考文獻[11]方法,按照茶葉與純水(由Cascada BIO純水機制備,導(dǎo)電率<2 μS/cm)的比例1∶100 (g/mL),采用熱水浸泡和冷水浸泡兩種方法,其中熱水浸泡在沖入沸水30 s后過濾取清液測試,冷水方式在浸泡30、60和120 min后過濾取清液測試。樣品分別標(biāo)記為H、C30、C60和C120。

1.2.2 牡丹花茶的滋味分析方法 電子舌探頭矩陣由不同材料制成,能夠識別出液體的不同味覺特性[22-23]。根據(jù)參考文獻[18,24]方法,取50 mL茶湯,均質(zhì)混勻后8 000 r/min離心5 min,取上清液過濾后上機測試。

1.2.3 牡丹花茶的主體風(fēng)味分析方法 電子鼻內(nèi)置不同傳感器會針對不同的物質(zhì)產(chǎn)生響應(yīng),根據(jù)傳感器接收信號的強度差異,可以對牡丹花茶的主體風(fēng)味特征進行差異性分析。

參考文獻[15,25-26]方法,取2.0 mL均勻茶湯置于樣品瓶內(nèi),4 ℃留存?zhèn)溆谩?/p>

電子鼻工作條件為:加熱倉溫度為50 ℃,振動2 min,數(shù)據(jù)采集時長為90 s,選取70 s時收集的數(shù)據(jù)進行分析。

1.2.4 牡丹花茶揮發(fā)性有機物分析方法 參考文獻[14,27]方法,略有修改,取2.0 mL茶湯裝入測試瓶,同時添加2-甲基-3-庚酮作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(1.0 μg),于50 ℃溫度下正壓(0.05 MPa)富集30 min,采用熱脫附-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。

儀器運行參數(shù)如下:

TDS程序:初始溫度40 ℃,分別延遲和保持1 min,然后升溫至210 ℃(40 ℃/min),保持5 min;CIS程序:-100 ℃,保持1 min,然后升溫至215 ℃(10 ℃/min),分流比為20∶1;GC-MS程序:40 ℃,保持3 min,然后升溫至200 ℃(5 ℃/min),保持1 min,再升溫至220 ℃(10 ℃/min),保持3 min;氦氣流速1.0 mL/min,質(zhì)譜傳輸線溫度260 ℃,離子源溫度280 ℃,質(zhì)譜質(zhì)量掃描范圍設(shè)定為40～600 u。

1.3 數(shù)據(jù)處理

在進行茶湯主體風(fēng)味分析時,進行5個平行;在進行茶湯滋味特性分析時,進行3個平行,數(shù)值標(biāo)記為:平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。運用Winmuster軟件進行產(chǎn)品風(fēng)味的主成分分析(principal component analysis,PCA)和線性判別分析(linear discriminant analysis,LDA);在對揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析時,取2.0 mL混合樣品進行測試,進行3個平行,依據(jù)揮發(fā)性成分的CAS號進行化學(xué)物質(zhì)檢索分析(http://www. chemindex. com/)。

該文數(shù)據(jù)均由SPSS 9.1進行誤差性分析(F=0.05),由Origin 8.0進行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 牡丹花茶湯的滋味特征

不同浸泡方法獲得牡丹花茶湯的滋味特性如表1所示,各樣品在苦味值、澀味回味值、鮮味值、豐富度和咸味值上沒有顯著差異(P>0.05);C30樣品的酸味值最高(P<0.05),其它三種樣品之間酸味值差異不顯著(P>0.05);C120樣品的澀味值最低(P<0.05),其它三種樣品之間澀味值差異不顯著(P>0.05);C30、C60和C120之間苦味回味值較低,且相互之間差異不顯著(P>0.05)。即,熱水浸泡和冷水浸泡獲得的茶湯具有相似的苦味值、澀味回味值、咸味值、鮮味值和豐富度;冷水浸泡茶湯的酸味值呈現(xiàn)為隨著浸泡時間延長而降低的趨勢,浸泡60、120 min獲得茶湯與熱水浸泡茶湯的酸味值較為相似;冷水浸泡120 min獲得茶湯具有最低的澀味值,冷水浸泡茶湯的苦味回味值均低于熱水浸泡茶湯,尤其是冷水浸泡60 min獲得茶湯較為明顯。

表1 不同茶湯的滋味特性Table 1 The flavor characteristics of different tea soups

感官特征是食品最重要的屬性之一,其直接影響到消費者的消費體驗,也是決定產(chǎn)品經(jīng)濟價值的重要特性[28]。浸泡方式不同對茶湯滋味特性的影響,主要體現(xiàn)在水溫和浸泡時間會影響到無機元素、單寧酸、咖啡因、茶多酚等化學(xué)成分的溶出,這些物質(zhì)是茶湯滋味特性呈現(xiàn)的基礎(chǔ)物質(zhì)。由表1可知,浸泡方式的不同會產(chǎn)生不同的味覺特性,以此可根據(jù)消費的喜好進行不同產(chǎn)品的加工;同時在采用電子舌對茶湯滋味特征進行分析時,容易出現(xiàn)茶湯中單寧酸等物質(zhì)與電極產(chǎn)生結(jié)合,出現(xiàn)數(shù)值浮動較大的情況,所以在針對市場的茶湯開發(fā)過程中應(yīng)引入消費者進行評價。

2.2 牡丹花茶湯的主體風(fēng)味特征

牡丹花茶湯的主體風(fēng)味特征如圖1a所示,PC1和PC2方向上的方差貢獻率為92.50%和5.72%,方差總貢獻率為98.22%,說明各個產(chǎn)品均有獨特的風(fēng)味特征,且以PC1為主。而由圖1b可知,各產(chǎn)品在LD1和LD2方向上的總方差貢獻率為76.61%,小于85%的界限值,即僅通過主成分分析,并不能將四組產(chǎn)品進行有效區(qū)分。由圖1a中H與C60在PC1和PC2方向上具有較大程度重合可知,熱水浸泡牡丹花茶湯與冷水浸泡60 min茶湯主體風(fēng)味特征較為相似。

圖1 不同茶湯的主體風(fēng)味差異Fig.1 Analysis of main flavor oftea prepared by different methods注:a. PCA結(jié)果;b. LDA結(jié)果。

2.3 牡丹花茶湯的揮發(fā)性有機物組分

不同制備方法獲得茶湯的揮發(fā)性成分及含量如表2、表3所示,茶湯中共檢出40種醇類物質(zhì)、8種酸類物質(zhì)、15種醛類物質(zhì)、6種酮類物質(zhì)、3種芳香族類物質(zhì)、34種酯類物質(zhì)、29種烷烴類物質(zhì)、13種烯烴類物質(zhì),以醇類和酯類物質(zhì)種類和含量普遍較多。不同茶湯在揮發(fā)性物質(zhì)組分上存在明顯差異,表現(xiàn)在成分種類不同和含量相差較大。

熱水浸泡、冷水浸泡30 min、冷水浸泡60 min和冷水浸泡120 min獲得茶湯中揮發(fā)性成分分別有67、72、70和77種。四種浸泡方式獲得茶湯種均有的成分為1-庚醇、1-辛烯-3-醇、2-丙基-1-戊醇、2-甲基-1-十六烷醇、α,β-二甲基苯乙醇、苯乙醇、橙花醇、反-2-甲基環(huán)戊醇、芳樟醇、十一醇、香茅醇、香葉醇、蝶呤-6-羧酸、(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、苯甲醛、苯乙醛、2,5-二甲基-3-己酮、甲基庚烯酮、β-紫羅蘭酮、12,15-十八碳二烯酸甲酯、苯乙酸-4-十四烷基酯、辛乙烯二醇單正十二烷基酯、亞硝酸仲丁酯、異戊酸乙酯、十五烷和正十六烷。

表2 不同茶湯中的揮發(fā)性有機物組分Table 2 Volatile organic compounds in different tea soups

續(xù)表

續(xù)表

其中,1-庚醇是區(qū)分不同季節(jié)綠茶間差異的關(guān)鍵化合物[29];1-辛烯-3-醇是松覃蘑菇的特征性香味物質(zhì)[30],也是烏龍茶[31]和青磚茶[32]的特征性物質(zhì),苯乙醛葉是青磚茶的特征性風(fēng)味物質(zhì)[32];芳樟醇是茶湯種普遍存在的風(fēng)味物質(zhì)[33],β-紫羅蘭酮在除綠茶之外的茶湯中普遍存在[33],2-丙基-1-戊醇是栗菇的主要揮發(fā)性成分之一[34],2-甲基-1-十六烷醇是紅象牙芒果的特征性成分之一[35],橙花醇、苯乙醇、香葉醇是紅茶的特征性成分之一[31,36],甲基庚烯酮在普洱茶中含量變化較大[37]。

表3 不同茶湯中不同類揮發(fā)性物質(zhì)含量Table 3 Different volatile substances in different tea soups

只在熱水浸泡茶湯中存在的揮發(fā)性物質(zhì)有(R)-(-)-14-甲基-8-十六烷基-1-醇、2-癸烯-1-醇、α-松油醇、檸檬烯-6-醇、異辛醇、反-2-辛烯醛、(1-丁基庚基)-苯、甘油亞麻酸酯、四乙二醇雙異辛酸酯、乙酸苯乙酯、1,2-環(huán)氧環(huán)辛烷、2-溴(正)壬烷和5-丙基-癸烷,而只在冷水浸泡茶湯中存在的為叔十六硫醇、2-異丙烯基-5-甲基己基-4-烯和Z,Z,Z-1,4,6,9-九癸四烯,說明浸泡溫度對茶湯揮發(fā)性成分有著明顯影響。

熱沖牡丹花茶湯中醇類物質(zhì)含量較多,其次是酯類物質(zhì)和烷烴類物質(zhì);而在冷水浸泡牡丹花茶湯中醇類、酯類和烷烴類物質(zhì)含量較高。冷水浸泡牡丹花茶湯中醇類物質(zhì)低于熱水浸泡茶湯,且隨著浸泡時間的延長,醇類物質(zhì)的含量逐漸下降;與之相反,冷水浸泡獲得茶湯中烷烴類物質(zhì)含量均高于熱水浸泡,且隨著浸泡時間的延長,呈現(xiàn)為逐漸增加的態(tài)勢。冷水浸泡茶湯中酯類物質(zhì)含量最高,均高于熱水浸泡茶湯,且呈現(xiàn)為隨浸泡時間延長,含量逐漸下降的趨勢。茶湯揮發(fā)性物質(zhì)中,除烯烴類物質(zhì)有差異外,其他種類物質(zhì)均沒有顯著(P>0.05)性差異,其中熱水浸泡牡丹花茶湯烯烴類物質(zhì)含量較低,但與冷水浸泡60 min沒有顯著差異(P>0.05),冷水浸泡30 min和冷水浸泡120 min茶湯烯烴類物質(zhì)含量均顯著高于熱水沖泡茶湯(P<0.05),但與冷水浸泡60 min沒有顯著差異(P>0.05)。

熱水浸泡茶湯中揮發(fā)性物質(zhì)總量較低,冷水浸泡茶湯中揮發(fā)性有機物含量隨著浸泡時間的延長,呈現(xiàn)為逐漸降低的趨勢,且冷水浸泡120 min獲得茶湯中揮發(fā)性物質(zhì)含量高于熱水浸泡獲得樣品,但所有樣品揮發(fā)性物質(zhì)總量均沒有顯著差異(P>0.05)。

3 結(jié)論

不同浸泡方法制備茶湯均具有明顯的風(fēng)味特征,僅從風(fēng)味主體特征上來看,熱水浸泡與冷水浸泡60 min茶湯主體風(fēng)味特征較為相似,即兩者香味較為相似。熱水浸泡和冷水浸泡茶湯在苦味值、苦味回味值、澀味回味值、鮮味值、豐富度和咸味值上均沒有明顯差異,冷水浸泡30 min茶湯酸味值最高,冷水浸泡60 min茶湯苦味回味值較低,冷水浸泡120 min茶湯澀味值最低。冷水浸泡超過30 min時能夠改善茶湯的酸味和澀味,冷水浸泡60 min茶湯與熱水浸泡茶湯風(fēng)味相似,在苦味回味上有所提升。浸泡方式改變會影響到揮發(fā)性物質(zhì)的成分,影響產(chǎn)品的風(fēng)味呈現(xiàn),熱水浸泡揮發(fā)性風(fēng)味成分含量較低,冷水浸泡茶湯揮發(fā)性風(fēng)味成分含量呈現(xiàn)為逐漸降低的趨勢。

從風(fēng)味相似和滋味提升方面考慮,冷水浸泡60 min茶湯具有與熱水浸泡相似的主體風(fēng)味特征,且在酸味、苦味回味上有所提升,適宜于進行牡丹花茶湯的制備。