綠茶滋味物質的研究進展

銀 霞，黃建安，張曙光，劉仲華*

（1.湖南省農業(yè)科學院 茶葉研究所，湖南 長沙 410125；2. 湖南農業(yè)大學 茶學教育部重點實驗室，國家植物功能成分利用工程技術中心，湖南 長沙 410128）

茶葉滋味是人體感官味覺對茶湯中水溶性物質的綜合感受。茶葉中的水溶性物質含量約為30%～48%，其主要呈味物質包括茶多酚、咖啡堿、氨基酸、可溶性糖、有機酸等，在這些物質的共同作用下，形成了茶葉特有的滋味特點。施兆鵬等根據(jù)前人研究報道將茶葉中的呈味物質歸納為澀味物質、苦味物質、鮮味物質、甜味物質和酸味物質，茶葉中的滋味主要是苦味和澀味，其次是鮮味，甜味較弱；若綠茶的滋味以10分計算，則各種滋味分屬比重分別為：澀味4.17、苦味3.44、鮮味1.42、甜味0.53；酸味和咸味較弱，在0.3以下[1]。

1 澀味物質

茶葉的澀味即“收斂性”，是由多羥基化合物同人唾液中富脯氨酸蛋白絡合而成，形成疏水性網(wǎng)狀結構，刺激粘膜下神經(jīng)產(chǎn)生所致。不同于苦味等由味蕾感覺的基本味，澀味是一種擴散的位置不固定的口感，持續(xù)時間建立通常需要15～20 s，然后逐漸降低[2]。該絡合結構具有彈性固體和黏性流體的雙重特性，可被唾液或外力緩慢清除[3]。

茶葉中的澀味物質主要是多酚類，包括黃烷醇類、黃烷酮類、黃酮醇類、酚酸和縮酚酸類、花色素類，其中黃烷醇類含量最高，約占多酚總量80%，以兒茶素為主要代表。

1.1 兒茶素

兒茶素最初由德國尼斯凡愛·生倍克于18世紀30年代在他的醫(yī)學報告中提出，其基本結構經(jīng)傅洛依登堡確定為2-苯基苯并吡喃環(huán)。茶鮮葉中含量最多的6種兒茶素分別是L-EGCG、L-ECG、L-EGC、DL-C、L-EC和 DL-GC， 占茶葉干重12%～24%。Sanderson[4]測定了兒茶素的閾值和性質，表明酯型兒茶素是澀味的主體，簡單兒茶素無澀味，僅有苦味。Ding[5]等人對兒茶素等研究發(fā)現(xiàn)，除EC外，其他兒茶素如EGCG、ECG、EGC等均與茶葉澀味明顯相關。Scharbert[6]等用吸入-吐出技術測定兒茶素的閾值表明茶葉中澀味主要是酯型兒茶素，主要兒茶素的識別閾值在190 μmol/L(EGCG)～930 μmol/L(EC)之間。

綠茶加工過程中，兒茶素發(fā)生一系列的生化反應，從而有利于綠茶滋味品質形成。一是兒茶素通過水解反應，酯型兒茶素水解成簡單兒茶素，從而降低苦澀味，通常殺青過程能降低多酚15%；二是通過異構反應，順式兒茶素形成反式兒茶素，使茶湯鮮潔爽口，如茶葉加工過程中EGCG濕熱條件下轉變?yōu)镚CG；三是兒茶素氧化產(chǎn)物酮琨與蛋白質中的硫基相結合形成大分子不溶性化合物，減少苦澀味提高濃醇口感[7]。

1.2 黃酮苷和黃酮醇苷

黃酮苷類物質是指黃酮與各種糖結合形成的化合物，占茶葉干重的0.02%左右。大島等1953年從茶葉中分離并鑒定了山奈酚、槲皮甙、槲皮素等9種黃酮醇及其苷，后來的研究者從茶葉中鑒定出更多的黃酮醇苷，主要是山奈酚、槲皮素和楊梅素及其單糖苷、二糖苷和三糖苷[25]。

近年來研究表明，黃酮苷類物質對茶葉滋味有重要貢獻。黃酮苷化合物呈柔和的澀味，并且可增強咖啡堿苦味。Scharbert S[9]等通過滋味稀釋技術測定了黃酮苷化合物識別閾值很低（0.00115～19.80 μmol/L之間），比兒茶素閾值低很多。劉陽等[10]測定了龍井茶中11個黃酮苷類物質含量，茶葉在100℃沸水中浸泡5 min時各組分含量為0.003～1.638 mg/g；槲皮素-3-O-蕓香糖苷（Que-rut）、槲皮素-3-O-半乳糖苷（Que-gala）和楊梅素-3-O-半乳糖苷（Myr-gala）的 Dot 值均高于10，可能是茶湯滋味的重要貢獻物質。

1.3 酚酸

茶葉中酚酸類物質主要包括沒食子酸、單寧酸、綠原酸等。沒食子酸具有酸味，濃度高時有苦澀感；單寧酸、綠原酸具有苦澀味，并隨著濃度增加而加強[11]。

1.4 花青素

花青素在紫色芽葉中含量約為0.5%～1.0%。趙先明[12]通過感官評價閾值測定法測定其閾值是0.4 mg/L，并測定了4月中旬一芽二葉紫色芽葉中花青素含量高達1.14%，是綠色芽葉的57倍，苦澀味指數(shù)（濃度/閾值）為0.57，因此認為花青素是紫色芽葉苦澀味的主要影響物質。

2 苦味物質

苦味是酸、甜、苦、咸四種基本味感中最容易被感知的，閾值僅為0.0016%，且在口腔中持續(xù)時間比甜、咸、酸味長?？辔秾Σ铚涛镀焚|有雙重影響，茶湯中短時可化解的苦味會帶來清爽愉悅的口感，是滋味良好的表現(xiàn)，而口腔中長時間持續(xù)的苦味則會使人產(chǎn)生不快，會影響茶湯口感，茶葉感官審評時后者才評價為苦。

和其他味覺一樣，苦味是化學物質刺激味蕾而產(chǎn)生的?？辔段镔|進入口腔，在味覺細胞上與受體結合后活化，經(jīng)過細胞內信號轉導，引發(fā)神經(jīng)細胞觸突后產(chǎn)生興奮信號，經(jīng)過一系列傳遞抵達味覺中樞，最終通過神經(jīng)中樞整合產(chǎn)生苦味感知[13]?？辔段镔|和受體的結合機理尚未明確，目前主要存在有空間專一性學說、內氫鍵學說和三點接觸學說[14]。

茶葉中的苦味物質主要包括生物堿、兒茶素、氨基酸、茶皂素等，其中兒茶素等多酚類物質同時具有苦味和澀味。對大量苦味物質結構研究發(fā)現(xiàn)，其分子內部有強疏水部位，推測疏水部位和味覺細胞膜之間的疏水性相互作用的強度決定苦味持續(xù)時間的長短。

2.1 咖啡堿

茶葉中生物堿主要是嘌呤堿類，包括咖啡堿、可可堿和茶葉堿三類，其中咖啡堿含量最多，占干物質2%～5%，是單純的苦味物質，閾值低，易被人體感知。Scharbe[9]等通過滋味稀釋技術確定咖啡堿的閾值是500 μmol/L；趙先明[12]等測定表明咖啡堿的閾值是0.3 mg/mL，均低于花青素（0.4 mg/mL）和兒茶素（0.8 mg/mL）；徐文平[15]采用審評法，茶湯中的咖啡堿含量約為4～6.9倍閾值。

目前對茶湯中咖啡堿苦味貢獻存在爭議。一直以來，咖啡堿因其低閾值而被認為是茶湯苦味的主要物質，童華榮等[16]研究表明咖啡堿與茶湯苦味正相關。而施兆鵬[17]等對春茶和夏秋茶進行品質成分分析發(fā)現(xiàn)，夏秋茶苦味明顯增加，但咖啡堿含量并未明顯上升，因此沒有把咖啡堿列為夏秋茶苦味貢獻物質，而是提出夏秋茶中含量明顯上升的茶多酚是形成苦澀味的主要物質；徐文平[15]研究發(fā)現(xiàn)，雖然四川夏季綠茶咖啡堿含量從38.70 mg/g增加到45.15 mg/g，然而由于咖啡堿水溶性好，每克干茶中浸出的咖啡堿大都保持在25 mg左右，茶湯中咖啡堿含量差別不大，因此認為造成茶湯間苦味差異并非是咖啡堿單獨起作用，而是咖啡堿和其他物質綜合作用的結果；劉爽[18]研究也發(fā)現(xiàn)咖啡堿與苦味并未呈現(xiàn)顯著相關。出現(xiàn)這種完全不同的結果，可能主要是分析方法不同所導致。

咖啡堿與其他成分協(xié)作對茶湯苦味是增強還是減弱也有不同看法。一種觀點是咖啡堿與兒茶素形成氫鍵絡合物，阻止兒茶素與唾液的結合，降低茶湯中的苦味[19]；楊亞軍等認為咖啡堿含量在3.8%～4.5%時，可以降低茶湯粗澀感，提高鮮爽度[20]。另一種觀點則認為，咖啡堿增加兒茶素的苦味。徐文平[21]研究表明咖啡堿與EGCG混合液的苦味強度高于單一物質所呈現(xiàn)的苦味，但是低于二者苦味之和。

2.2 兒茶素

兒茶素具有苦味和澀味，其苦味比澀味強，酯型兒茶素苦味比簡單兒茶素強[22]。Sanderson[4]等對兒茶素滋味性質和閾值進行了測定，認為（-）-EC和（+）-C僅有苦味，沒有澀味；（-）-EGCG苦味閾值比（-）-EGC低1.9倍?；楫悩嬻w的兒茶素感官性質也存在差異，順式兒茶素的苦味比反式強，如(-)-EC的苦味強度和持續(xù)時間比C強[18]。此外，通過時間-強度感官分析表明兒茶素的苦味和澀味強度、總持續(xù)時間隨著濃度的增加而增加[11,23]。

2.3 氨基酸

茶葉中游離氨基酸是茶葉品質的重要影響物質，約占干物質量的1%～4%，目前發(fā)現(xiàn)20余種。根據(jù)呈味特性，氨基酸可分為甜味氨基酸、鮮味氨基酸、苦味氨基酸和無味氨基酸四大類，其呈味特性與分子中側鏈R基團的疏水性有關，側鏈疏水性較大時，以苦味為主[24]。部分氨基酸因濃度不同，呈現(xiàn)出不同感官特征，如陳宗道、童華榮研究發(fā)現(xiàn)濃度1%的茶氨酸鮮味、甜味、酸味和苦味的比例為33.1∶34.7∶18.2∶14.0?？辔栋被嶂饕荓-纈氨酸、L-異亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-色氨酸和L-亮氨酸。劉爽在茶湯中檢測到5種苦味氨基酸，占氨基酸總量8.61%[18]。徐文平[25]對四川春夏兩季茶樣氨基酸組分含量分析后發(fā)現(xiàn)，四種苦味氨基酸異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和纈氨酸在夏茶中均高于春茶，認為夏季綠茶苦味的增加不僅在于咖啡堿和EGCG的增加，也在于苦味氨基酸含量的增加。劉爽等[18]利用定量描述法分析21個綠茶樣分屬滋味與成分關系得出，氨基酸總量與鮮甜呈正相關，苦味氨基酸在不同樣品間差異不顯著。

2.4 其他物質

黃酮醇類物質約占茶葉干重3%～4%，多以糖苷形式存在，目前鑒定出來的主要有山奈酚、槲皮素、楊梅素及其單糖苷、二糖苷和三糖苷。Price等[26]研究發(fā)現(xiàn)黃酮醇苷含量（以總糖苷元計）36.5～88.3 mg/L。Hofmann等[6]通過滋味稀釋技術發(fā)現(xiàn)以蘆丁為代表的黃酮苷類物質自身沒有明顯的苦味，但是可增加咖啡堿的苦味。

茶皂素味苦而辛辣，是一類齊墩果烷型五環(huán)三萜類皂甙的混合物，由皂甙元、糖體、有機酸三部分組成，但目前有關茶皂素與茶葉苦味的關系研究甚少。

3 鮮味物質

鮮味是綠茶茶湯區(qū)別其他茶類的特征性滋味，“鮮爽”是優(yōu)質綠茶的重要評價指標。鮮味物質的一般結構規(guī)律是含“-O-(C)n-O-”化學結構分子式，其中n=3～9個碳原子的碳鏈，且碳原子兩端帶負電荷，以4～6個碳鏈物質的鮮味強[27]。鮮味主要是谷氨酸鹽等羧化物陰離子與口腔的特殊感受器細胞結合[28]，引導舌頭唾液分泌帶來的一種難以形容的滋味。

3.1 氨基酸

鮮味強度70%來源于氨基酸。鮮味氨基酸主要包括茶氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。劉爽對全國代表性名優(yōu)綠茶樣進行測定，茶湯中這三種鮮味氨基酸含量占氨基酸總量的67.77%[29]。氨基酸中茶氨酸所占比重最大，約50%以上，一般被認為是綠茶鮮味的重要因子[30]；童華榮[16]也研究表明，茶氨酸與鮮味高度相關，是綠茶品質好壞的重要評價指標。但Helen等[31]研究發(fā)現(xiàn)，茶氨酸本身沒有味感，超過6 mmol/L時，呈現(xiàn)柔和澀味。劉爽等[29]發(fā)現(xiàn)茶氨酸雖然是茶湯中含量最高的氨基酸，但其含量遠低于閾值濃度，而只有谷氨酸含量高于閾值濃度，且其含量在鮮味得分高的樣品組中高于其他樣品得分組，推斷谷氨酸才是茶湯鮮味的直接貢獻物質，這與Kaneko[32]通過滋味稀釋法得到谷氨酸是抹茶中主要鮮味物質結果一致。Shu等[27]研究表明，茶氨酸、甘氨酸、脯氨酸等對谷氨酸鮮味有協(xié)同增效作用。

3.2 有機酸

有機酸約占茶葉干物質總量3%左右，主要起調節(jié)茶湯滋味作用。Kaneko[32]等通過滋味稀釋法對抹茶鮮味成分進行研究，發(fā)現(xiàn)琥珀酸、五倍子酸和沒食子酸等物質能增加綠茶的鮮味，協(xié)同提高谷氨酸鮮味的強度，并首次發(fā)現(xiàn)抹茶中存在3-鄰-沒食子?？崴岬脑鲺r物質。劉爽[29]研究表明沒食子酸、乳酸、琥珀酸、檸檬酸在高鮮組樣品中含量高于其他組樣品，且沒食子酸濃度高于閾值，表明沒食子酸對茶湯鮮度直接起作用，其他有機酸可能通過與谷氨酸等物質協(xié)作提高鮮度。有機酸組分對茶中滋味影響研究較少，Motono等[33-34]研究清酒、醬油等傳統(tǒng)發(fā)酵食品中呈味物質時發(fā)現(xiàn)，琥珀酸普遍存在，與谷氨酸鈉或其他有機酸共同作用提高鮮味[31-32]。翁世兵[35]等研究表明豐富的氨基酸、核苷酸和有機酸是海產(chǎn)品鮮味的共同物質基礎。武彬等發(fā)現(xiàn)乳酸、琥珀酸含量在蝦中含量較高且對鮮味有影響。在食品添加劑中，有機酸也被廣泛用作鮮味劑[36]。Yamaguchi等[37]認為核苷酸可以協(xié)同提高茶葉中茶氨酸的鮮味，但Horie等[38]則認為由于核苷酸濃度太低，其貢獻可以忽略不計。

4 展望

隨著科學的進步以及儀器分析手段的改進，綠茶滋味品質成分將會得到進一步研究，滋味物質對綠茶滋味貢獻及其相互作用將會進一步明確，不同滋味類型綠茶物質基礎將會被揭示，這將為開發(fā)特色優(yōu)質綠茶產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

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