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      綠茶苦味研究進(jìn)展

      2023-03-10 00:56:48馬園園曹青青高一舟劉鈺懿鄧鍶涵尹軍峰許勇泉
      茶葉科學(xué) 2023年1期
      關(guān)鍵詞:苦澀味茶湯苦味

      馬園園,曹青青,高一舟,劉鈺懿,鄧鍶涵,尹軍峰,許勇泉*

      1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所/國家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心,浙江 杭州 310008;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院,北京 100081

      苦味作為基本味覺之一,廣泛存在于各種藥品、食品之中。雖然苦味相較于其他味感,偏好度和可接受度稍低,常被視作負(fù)面味覺,但其多為一些食品的特征性風(fēng)味,如苦瓜、陳皮、杏仁、啤酒、咖啡等。同時,苦味也是綠茶風(fēng)味的鮮明特征之一。

      綠茶茶湯中的苦味物質(zhì)主要是多酚類和生物堿類[1]。夏秋茶資源由于氣溫高和日照強(qiáng)等因素,鮮葉中多酚類物質(zhì)合成累積多,尤其是具有苦澀味的酯型兒茶素含量明顯增加,直接加工而成的綠茶苦澀味重、適口性差、經(jīng)濟(jì)效益低,限制了夏秋茶的高值化利用。茶葉作為一種飲品,滋味是其重要的感官屬性,其滋味物質(zhì)的種類、含量及比例均影響茶湯的品質(zhì)呈現(xiàn)[2]。因此,明晰綠茶茶湯苦味貢獻(xiàn)物質(zhì)的味效特征和呈味互作機(jī)制,對于實(shí)現(xiàn)夏秋綠茶的滋味調(diào)控十分必要?;诖耍疚木涂辔陡兄A(chǔ)、苦味相關(guān)評價方法、綠茶苦味化合物、綠茶滋味物質(zhì)間互作效應(yīng)以及綠茶苦味調(diào)控等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié),以期為綠茶苦味機(jī)制的探索、茶飲料滋味的精準(zhǔn)調(diào)控以及夏秋茶資源的高值化利用提供參考。

      1 苦味感知的生物學(xué)基礎(chǔ)

      1.1 苦味感知的生物學(xué)意義

      味覺感知是動物生存的基本生理機(jī)能之一,主要表征為5種基本味覺特性,即甜味、酸味、苦味、咸味和鮮味[3]。這些基本味組合調(diào)節(jié)哺乳動物的生命活動,例如,甜味代表糖攝入,是能量補(bǔ)給信號[4];酸味為酸性物質(zhì)的刺激感知,代表食物酸敗或微生物代謝的信號[5-6];苦味能引起厭惡反應(yīng)[7],是機(jī)體應(yīng)激性趨避信號;咸味反映對礦物質(zhì)或鹽分的感知[8-9];鮮味則主要代表對氨基酸類的識別感知信號[10]。其中,苦味味覺在動物進(jìn)化中扮演著重要角色,不僅影響著動物本能的覓食行為[11],還作為一種潛在的防御機(jī)制使動物規(guī)避某些有毒物質(zhì)[12]。此外,由于動物生存環(huán)境和覓食選擇的不同,其對于苦味物質(zhì)的感知靈敏度也存在差異。即苦味感知關(guān)乎動物的生命活動及生理適應(yīng)性進(jìn)化。

      1.2 苦味感知的生理基礎(chǔ)

      1.2.1 苦味感知受體

      苦味物質(zhì)經(jīng)味覺細(xì)胞上的苦味受體感應(yīng)受激后,細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)使細(xì)胞膜去極化,從而釋放出化學(xué)信號,經(jīng)神經(jīng)細(xì)胞捕獲轉(zhuǎn)換為電信號輸送至大腦神經(jīng)中樞,整合形成對苦味的感知[13-14]。即苦味的產(chǎn)生始于苦味物質(zhì)與苦味受體的特異性結(jié)合??辔陡兄荏w首次在哺乳動物中被發(fā)現(xiàn),并命名為TAS2Rs(T2Rs、TRBs或hTAS2Rs)[15-17],屬于具有七次跨膜結(jié)構(gòu)的G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)家族[18]。

      目前,研究報道已識別鑒定出人類共有25種功能性TAS2Rs受體基因[19-21],主要表達(dá)于口腔味蕾的味覺受體細(xì)胞[22]。這些味覺細(xì)胞細(xì)化為Ⅰ型細(xì)胞、Ⅱ型細(xì)胞、Ⅲ型細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞[23],其中,主要由Ⅱ型細(xì)胞表達(dá)苦味、鮮味和甜味受體蛋白[24-26],但苦味編碼獨(dú)立于甜味和鮮味[27]。此外,Ⅱ型細(xì)胞表達(dá)T2Rs,并不與神經(jīng)纖維直接連接[22],而是經(jīng)苦味物質(zhì)激活引發(fā)細(xì)胞內(nèi)鈣濃度升高及細(xì)胞動作電位釋放神經(jīng)遞質(zhì),如通過ATP等傳輸味覺信號[28]。值得注意的是,每一個Ⅱ型味覺細(xì)胞只表達(dá)幾種苦味受體[29]。T2Rs是最大的味覺受體基因家族,在氨基酸水平上旁系同源基因具17%~90%序列相似性,使得不同家族成員間能對多種苦味化合物產(chǎn)生響應(yīng)[16]。這意味著每種苦味受體可識別對應(yīng)多種苦味化合物,而一種苦味化合物也能活化多種苦味受體[29]。例如,有些苦味受體能感知響應(yīng)某一類特定結(jié)構(gòu)的苦味化合物[30],有些苦味受體可結(jié)合多種苦味物質(zhì),感知響應(yīng)范圍廣[31-32],而有些苦味受體僅可識別一種或少數(shù)幾種苦味物質(zhì)[21]。有研究總結(jié)報道,hTAS2R14對應(yīng)33種苦味化合物,而hTAS2R3和hTAS2R5僅對應(yīng)了1種苦味化合物[22]??辔妒荏w與苦味化合物間的感知效應(yīng)并不僅是一一對應(yīng)或普遍通用的,而是表現(xiàn)出一對多[15,18,33]、多對一[22,34]的多態(tài)選擇性和專一特異性兼?zhèn)涞谋碚麝P(guān)系。這在一定程度上解釋了哺乳動物僅利用為數(shù)不多的TAS2Rs基因,卻具有感知大量苦味化合物的生理功能[29,35-36]。

      關(guān)于苦味受體與茶湯苦味化合物的對應(yīng)關(guān)系,現(xiàn)已鑒定能感知綠茶茶湯中苦味物質(zhì)的苦味受體有hTAS2R1、hTAS2R5、hTAS2R7、hTAS2R10、hTAS2R14、hTAS2R39、hTAS2R43[1]。其中,苦味受體hTAS2R39[37]和hTAS2R14[38]能表征茶湯中兒茶素的苦味強(qiáng)度??辔妒荏w除了在口腔的味蕾中表達(dá)以感知苦味物質(zhì)外,還在鼻腔、胃腸道[39-41]、氣管[42]等組織器官中發(fā)揮化學(xué)感應(yīng)作用,以調(diào)節(jié)機(jī)體防御機(jī)制,如控制腸道功能和食物攝入等[43-44]。

      1.2.2 苦味信號傳導(dǎo)途徑

      苦味受體是生物體感知苦味的生物學(xué)基礎(chǔ)[45],味蛋白(Gustducin)在苦味感知傳導(dǎo)中具有重要的作用[46],其參與介導(dǎo)味覺感知[47],如研究發(fā)現(xiàn)Gustducin與甜味、苦味物質(zhì)的轉(zhuǎn)導(dǎo)都有聯(lián)系[48]。味蛋白由α、β和γ 3個亞基組成,又稱為異三聚體蛋白,對味覺具有特異性識別[19,49-50]。其中,α-Gustducin又稱味導(dǎo)素,是苦味或甜味轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵介質(zhì),α-Gustducin基因靶向缺失會導(dǎo)致小鼠的味覺缺陷[51]。此外,細(xì)胞對苦味的受激反應(yīng)發(fā)生率在α-Gustducin基因敲除的突變小鼠中減少約70%[52]。這可能與表達(dá)苦味受體的(味覺)細(xì)胞數(shù)目減少,引起細(xì)胞第二信使表達(dá)率下降或單個細(xì)胞敏感性降低有關(guān)。缺乏α-Gustducin的突變小鼠對苦味反應(yīng)并未完全喪失[48],推測苦味信號通路除味導(dǎo)素介導(dǎo)外,可能還存在其他亞基單位參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑[14,53]。總之,苦味感知傳導(dǎo)與G蛋白的α-Gustducin亞基密切相關(guān),且T2R表達(dá)于α-Gustducin的陽性味覺受體細(xì)胞中[50,54]。

      如圖1所示,苦味信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的途徑主要有:(1)苦味受體經(jīng)苦味物質(zhì)刺激后,α-Gustducin激活磷酸二脂酶(PDE)[55],進(jìn)而水解降低胞內(nèi)第二信使水平,如cAMP、cNMP、IP3[14],抑或是調(diào)控環(huán)核苷酸門控(CNG)通道信號轉(zhuǎn)導(dǎo)活性[56],打開膜上離子通道使得鈣離子內(nèi)流,細(xì)胞膜去極化釋放神經(jīng)遞質(zhì)[57],輸送苦味信號;(2)細(xì)胞膜上苦味受體受激后,磷脂酶(PLC-β2)被β3/γ13激活分解為肌醇三磷酸(IP3)和二?;视停―AG)[20],進(jìn)而IP3與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上IP3受體(IP3R)激活結(jié)合[58],使得胞內(nèi)鈣離子濃度上升,引發(fā)瞬時受體電位通道(TRPM4、TRPM5)開放[59],進(jìn)而鈉離子內(nèi)流引發(fā)細(xì)胞膜去極化[60],苦味受體發(fā)生動作電位并釋放ATP[61]??梢?,苦味信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路并非僅依賴于α-Gustducin,亦存在依賴于其他亞基單位參與的轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。此外,同一種苦味物質(zhì)的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可能具有多樣性[62],這意味著苦味傳導(dǎo)途徑之間存在一些內(nèi)在聯(lián)系,并非完全分隔或獨(dú)立。

      圖1 苦味信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路Fig.1 Bitter taste signal transduction pathway

      2 苦味評價方法

      2.1 人體感官評價法

      2.1.1 標(biāo)度法

      標(biāo)度即尺度,本質(zhì)上是心理物理學(xué)層面的量化指標(biāo),其在感官分析的應(yīng)用是為了量化感官體驗(yàn),以層次或?qū)傩猿叨葋砻枋龈泄倨焚|(zhì)[63],從而反映或度測人的感官對產(chǎn)品特性的感知,并進(jìn)行相應(yīng)統(tǒng)計分析[64]。在茶湯感官審評中,標(biāo)度法常用作滋味分屬性的強(qiáng)度評價,從而探討滋味屬性與茶葉組分間的相關(guān)性[65]。例如,將苦味劃定等級范圍或線性尺度作為基準(zhǔn)指標(biāo)來評估茶湯苦味強(qiáng)度;或是將相應(yīng)苦味化合物設(shè)置不同濃度梯度,以數(shù)字或文字形式進(jìn)行相應(yīng)的苦味強(qiáng)度描述。

      2.1.2 時間強(qiáng)度法

      時間-強(qiáng)度檢驗(yàn)?zāi)鼙碚髂骋蛔涛兜母兄獜?qiáng)度隨時間推移的趨勢變化,是一種特殊的描述性分析[66]。此方法涉及的參數(shù)主要有最大強(qiáng)度、達(dá)到最大強(qiáng)度的時間、總持續(xù)時間。在滋味描述中,常被用作評價茶湯苦味和澀味在口腔內(nèi)的強(qiáng)度變化[67]。

      2.1.3 定量描述法

      定量描述法能對茶葉樣品的感官特性進(jìn)行全方位的描述和強(qiáng)度評價[68],從而確定茶湯各成分間的相關(guān)性,以及各成分對茶湯滋味的貢獻(xiàn)值[69]。金孝芳等[70]研究表明,綠茶茶湯各滋味間的強(qiáng)度關(guān)系依次為澀味、苦味、鮮味和甜味;而劉爽等[71]研究發(fā)現(xiàn),優(yōu)質(zhì)綠茶茶湯滋味以鮮、甜為主。這可能與綠茶樣品的產(chǎn)地、等級、批次差異有關(guān),使得茶湯呈味各有特點(diǎn)。

      2.1.4 味覺稀釋法

      味覺稀釋法是確定茶湯關(guān)鍵苦味物質(zhì)及其閾值的有效方法[1]。一方面,能通過比例稀釋確定人體感官對受試呈味成分感知的最低濃度,確定呈味物質(zhì)的閾值[69];另一方面,能確定未知組分對苦味或澀味的強(qiáng)度貢獻(xiàn)順序,以及已知組分對苦味或澀味的最大滋味貢獻(xiàn)率[72]。

      2.1.5 味覺缺失-重組法

      味覺缺失-重組法主要用來確定茶湯各滋味屬性的關(guān)鍵貢獻(xiàn)物。例如,通過去除單個味覺化合物來制備相應(yīng)的味覺重組體,從而與完全味覺重組體的呈味進(jìn)行差異性比較,以確定被去除的化合物對苦味屬性的貢獻(xiàn)度[73]。Yu等[74]通過缺失重組試驗(yàn)確定了綠茶茶湯中苦澀味、苦味、鮮味的主要呈味物分別為EGCG、咖啡堿和谷氨酸。

      2.2 動物感官評價法

      2.2.1 簡短攝取法

      簡短攝取法靈敏度高,可信度好,能在短時間內(nèi)對味覺程度進(jìn)行更為具體地評估[75]。簡短攝取法主要是對小鼠進(jìn)行反復(fù)的苦味刺激并輔以特殊的味覺計來記錄小鼠的味覺敏感性,從而通過數(shù)據(jù)分析得到苦味味覺特性[76]。

      2.2.2 雙瓶偏好法

      雙瓶偏好法用來定量分析苦味程度,一種方式是通過測定動物對苦味溶液的舔舐次數(shù)[77],另一種方式是通過計算動物對苦味溶液的攝取量與總量的比值[78]。從而,基于攝取次數(shù)來反映偏好程度,輔以攝取量等進(jìn)行綜合評價,以此映射苦味強(qiáng)度。

      2.2.3 電生理法

      電生理法是基于牛蛙和小鼠的舌咽肌及鼓索神經(jīng)纖維或纖維束對苦味物質(zhì)敏感的原理,評估苦味物質(zhì)的味覺特性。通常是將電極安放在這些敏感部位,用苦味物質(zhì)刺激舌部,產(chǎn)生的電脈沖經(jīng)放大得到苦味刺激性隨劑量變化的曲線圖。

      2.3 智能感官評價法

      電子舌是依據(jù)人和動物的味覺感知系統(tǒng)仿生模擬的一種電化學(xué)分析儀器[79],能對溶液中的各組分物質(zhì)進(jìn)行味覺分類和分析[80]。電子舌應(yīng)用多元化,Chen等[81]利用電子舌結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和主成分分析,預(yù)測了綠茶主要滋味物質(zhì)的含量。此外,電子舌結(jié)合指紋分析還可對茶樣進(jìn)行分類、分級,以及品質(zhì)定性、定量分析,獲得茶樣呈味物質(zhì)構(gòu)成信息[68]。

      2.4 生物細(xì)胞評價法

      2.4.1 鈣成像分析

      在苦味信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中,苦味受體被激活后會將鈣離子從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放到細(xì)胞中,使得細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度上升[22]。鈣成像分析主要利用細(xì)胞轉(zhuǎn)染技術(shù)將T2R基因轉(zhuǎn)染到HEK細(xì)胞株中,使細(xì)胞表達(dá)一種特定的苦味受體,通過加入相應(yīng)苦味化合物,檢測細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度變化以進(jìn)行苦味評價[82]。

      2.4.2 細(xì)胞生物傳感器

      細(xì)胞,特別是味覺細(xì)胞,被普遍視為構(gòu)建味覺生物傳感器的生物功能性元件,用來識別相關(guān)目標(biāo)物,輔以換能器處理表達(dá)信號,從而獲得相關(guān)味覺特性信息,對目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行有效評價[83]。在人類的口腔中約有5 000個味蕾,每個味蕾由60~100個極化的上皮細(xì)胞集群而成,因能檢測食物味道,這些上皮細(xì)胞被稱作味覺細(xì)胞(TRCs)[35,84]?;诖耍梦队X細(xì)胞作為生物敏感元件的傳感器已在食品領(lǐng)域的風(fēng)味評價和安全檢測等層面應(yīng)用。

      綜上所述,苦味評價方法大致可分為體內(nèi)和體外兩個評價體系(表1)。體內(nèi)評價分為人體感官嘗味法和動物感官嘗味法,主要依靠人或動物的味覺器官,通過相關(guān)物質(zhì)感知刺激,得到最直觀的生理反應(yīng)和細(xì)致具化的感官描述;體外評價分為電子舌評價、鈣成像分析和細(xì)胞生物傳感器等方法,依托味覺感知系統(tǒng)仿生模擬、滋味受體通路表達(dá)機(jī)制和以味覺細(xì)胞為代表的生物敏感元件等,借助相關(guān)儀器將物質(zhì)滋味特性轉(zhuǎn)換成客觀可量化的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行間接評價描述。盡管苦味評價方式多樣,但各評價方法均存在不足之處,仍需不斷精進(jìn)優(yōu)化。但就整體發(fā)展態(tài)勢而言,苦味評價方法已漸趨實(shí)現(xiàn)從主觀到客觀、體內(nèi)到體外、低通量到高通量、傳統(tǒng)到現(xiàn)代化的進(jìn)程[46]。

      表1 苦味評價方法Table 1 Bitter taste evaluation methods

      3 綠茶中苦味化合物

      3.1 兒茶素

      多酚類是綠茶茶湯的主要滋味物質(zhì),包含兒茶素類,黃酮類、黃酮醇類,花青素、花白素類,酚酸及縮酚酸等[69]。其中,兒茶素是茶湯多酚類的主體(60%~80%)[66],具有多種結(jié)構(gòu)及同分異構(gòu)體[90],關(guān)乎茶湯的苦味和澀味[91],不同結(jié)構(gòu)兒茶素的苦澀味閾值及呈味特性間存在差異[92]。Narukawa等[93]研究發(fā)現(xiàn),4種表型兒茶素(EC、ECG、EGC、EGCG)皆具苦澀味,EGCG苦感更強(qiáng)、EGC澀感突出、ECG苦澀并重。這可能是因?yàn)榭辔段镔|(zhì)間的化學(xué)結(jié)構(gòu)差異會對滋味受體的激活機(jī)制產(chǎn)生影響,表征為不同的味覺屬性[94]。但由于一些苦味物質(zhì)響應(yīng)閾值低,且當(dāng)前分離純化技術(shù)有限,仍很難對目標(biāo)化合物進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)表征[95]。就綠茶茶湯苦味而言,張英娜等[96]研究發(fā)現(xiàn),EGCG是烘青綠茶茶湯苦味的主要貢獻(xiàn)物;Xu等[91]研究表明,EGCG與ECG含量與綠茶茶湯苦味呈高度正相關(guān)。此外,張英娜[66]測定了8種兒茶素單體(C、EC、GC、EGC、CG、ECG、GCG、EGCG)的苦味和澀味閾值,發(fā)現(xiàn)除EC苦味和澀味閾值相當(dāng)外,其余單體苦味閾值均高于澀味(表2)。Zhang等[97]研究表明,EC和EGC除了兼?zhèn)淇酀?,亦是茶湯回甘滋味的貢獻(xiàn)因子。

      表2 兒茶素單體的滋味閾值[66]Table 2 Taste thresholds of the catechins μmol·L-1

      3.2 原花青素

      原花青素(PAs)又稱縮合單寧,是一類以黃烷-3-醇為基本單元,通過C4-C8或C4-C6鍵連接而成的多酚類化合物[98],其組分鑒定細(xì)化有原花青素單倍體、低聚體和多聚體。其中,單倍體是原花青素的結(jié)構(gòu)單元,如在紫娟茶樹品種中,原花青素以單倍體EGCG和EGC為主要構(gòu)成[99]。原花青素的成分變化,如聚合物大小,沒食子?;潭群脱苌锏男纬桑鶗辔逗蜐懂a(chǎn)生影響[100]。

      3.3 花青素

      花青素屬黃酮類衍生物,是一類廣泛存在于植物中的天然水溶性色素[101],被認(rèn)為是植物葉片、花朵及果實(shí)色澤形成的物質(zhì)基礎(chǔ)之一[102]。茶葉中的花青素不僅是影響干茶色澤、湯色及葉底的呈色物質(zhì),還是茶湯苦澀味的貢獻(xiàn)物質(zhì)[103]。尤其在紫娟茶樹品種中,花青素含量在一芽二葉新梢中高達(dá)2.7%~3.6%[104]。趙先明等[105]研究發(fā)現(xiàn),茶樹群體品種的紫色芽葉中花青素含量是綠色芽葉的57倍,且苦澀味閾值低于兒茶素。這些結(jié)果表明,茶樹紫色芽葉所制綠茶苦澀味強(qiáng)度可能與其自身高花青素含量密切相關(guān)。

      3.4 咖啡堿

      茶葉中的生物堿多為嘌呤堿類,如咖啡堿、可可堿和茶葉堿。與兒茶素苦澀味并存的特性不同,咖啡堿是單一的呈苦物質(zhì),且在綠茶茶湯中的含量高于其呈味閾值[70]。研究表明,咖啡堿是即飲綠茶茶湯的關(guān)鍵苦味因子,其次是EGCG[74]。Scharbert等[106]利用滋味稀釋法確定了咖啡堿是茶湯關(guān)鍵苦味物質(zhì),其味覺閾值為500 μmol·L-1。此外,在尤溪苦茶滋味物質(zhì)檢測中發(fā)現(xiàn),可可堿與茶湯苦味呈正相關(guān)關(guān)系[107]。

      3.5 苦茶堿

      苦茶堿(1,3,7,9-四甲基尿酸)由1,3,7-三甲基尿酸經(jīng)甲基化轉(zhuǎn)化而成,是一類特殊的嘌呤生物堿,多存在于野生茶樹種質(zhì)資源中。由于1,3,7-三甲基尿酸源自咖啡堿的氧化還原,且苦茶堿與咖啡堿在結(jié)構(gòu)上存在相似性,多認(rèn)為咖啡堿是苦茶堿合成的前體物[108]??嗖鑹A多集中于苦茶茶樹嫩葉中,并隨葉片成熟度增加呈遞減趨勢,但至成熟葉期仍能保持較高水平[109]??嗖柚锌嗖鑹A是其芽葉滋味極苦的因素[110]。楊超等[111]以云南勐宋鄉(xiāng)帕熱村曬青茶為研究對象,發(fā)現(xiàn)其特征性成分苦茶堿也是導(dǎo)致該類茶湯滋味極苦的原因。

      3.6 苦味氨基酸

      茶葉中的氨基酸是茶湯鮮味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì),如茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸[112]。然而,并非所有氨基酸都呈現(xiàn)鮮味,依據(jù)呈味特性,氨基酸可分為鮮味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和無味氨基酸[113]。其中,苦味氨基酸多為L-型氨基酸[114]。劉爽等[71]研究發(fā)現(xiàn),綠茶茶湯中的苦味氨基酸有異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、纈氨酸,但由于含量相對較低,對綠茶苦味貢獻(xiàn)相對較小。劉盼盼等[115]研究表明,綠茶茶湯苦味、澀味強(qiáng)度與苯丙氨酸含量顯著正相關(guān)。此外,李艷等[116]應(yīng)用干熱后處理技術(shù)改善夏秋綠茶品質(zhì),發(fā)現(xiàn)改善后的綠茶樣品中苦味氨基酸組分(纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸等)含量顯著降低,且感官審評表現(xiàn)為苦澀味減弱,進(jìn)一步表明了苦味氨基酸對綠茶風(fēng)味品質(zhì)的影響。雖然苦味氨基酸是食品風(fēng)味不可忽視的因素,但值得注意的是,苦味氨基酸的識別閾值相對較高,對食物整體風(fēng)味的貢獻(xiàn)度較小[117]。

      3.7 茶皂素

      茶皂素由親水性的糖體、疏水性的配基及有機(jī)酸組成,是一類從山茶科山茶屬植物中提取出的三萜類皂苷混合物[118]。研究表明,茶皂素呈現(xiàn)苦和辛辣味感[119-120]。岳翠男等[121]在茶湯非揮發(fā)性化合物中篩選到茶皂素,但其滋味貢獻(xiàn)度暫不明確。目前,茶皂素的研究多集中于其單體分離純化、藥理活性研究等方面,對其味感與茶湯品質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系及影響機(jī)理的報道較少,今后可重點(diǎn)研究探討茶皂素與茶湯滋味的感知效應(yīng)。

      4 綠茶茶湯苦味互作效應(yīng)研究

      4.1 呈味互作效應(yīng)

      茶湯是由多種滋味物質(zhì),如多酚類、嘌呤堿類、氨基酸類、糖類等復(fù)合組成的平衡體系[92]。這表明茶湯的呈味不是某一滋味單體的單獨(dú)味效,而是各滋味物質(zhì)間協(xié)同作用的結(jié)果,即茶湯滋味間存在呈味互作效應(yīng)。關(guān)于滋味物質(zhì)間的相互作用分為3個層次,分別是化學(xué)物質(zhì)互作、口腔生理互作和神經(jīng)認(rèn)知互作[122]。此外,滋味物質(zhì)間相互作用的表現(xiàn)細(xì)化為協(xié)同、增益或抑制效應(yīng)[2]。

      4.2 甜味與苦味互作效應(yīng)

      研究表明,茶湯中甜味強(qiáng)度與總糖含量顯著正相關(guān)[115]。在滋味強(qiáng)度較低時,甜味會增強(qiáng)苦味感知,反之則對苦味有抑制作用[13]。這可能是由于高濃度下苦味和甜味產(chǎn)生對稱抑制效應(yīng)所致[123]。Yin等[124]研究發(fā)現(xiàn),蔗糖能削弱茶湯中EGCG的苦澀味;Keast[125]研究表明,250 mmol·L-1蔗糖溶液對咖啡因的苦味具有掩蓋效應(yīng);Ishikawa等[126]研究發(fā)現(xiàn),蔗糖溶液能夠減少多酚類物質(zhì)的澀味持續(xù)時間和感知強(qiáng)度。此外,張燕紅[92]研究發(fā)現(xiàn),無苦味的蘆丁(槲皮素二糖苷)在一定程度上能夠增強(qiáng)EGCG的苦澀味。

      4.3 鮮味與苦味互作效應(yīng)

      茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸是茶湯中鮮味貢獻(xiàn)度較高的氨基酸[127]。研究發(fā)現(xiàn),茶氨酸、谷氨酸能減弱茶葉的苦澀味[128],茶湯苦味強(qiáng)度與谷氨酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)[115]。此外,茶氨酸還可與谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等產(chǎn)生協(xié)同增效作用[74,129],在增強(qiáng)茶湯鮮味的同時,對咖啡堿和兒茶素引起的苦澀味有弱化效應(yīng)[130]。氨基酸與茶多酚、咖啡堿形成的絡(luò)合物也可增益茶湯鮮爽味,一定范圍內(nèi)對茶湯滋味有正向調(diào)控作用[131-132]。盡管氨基酸對苦澀味的影響機(jī)理尚未明晰,但這在一定程度上肯定了鮮味物質(zhì)與苦味物質(zhì)之間的相互作用。

      5 環(huán)境介質(zhì)調(diào)控綠茶茶湯苦味研究

      5.1 pH影響苦味感知

      溶液pH值不僅會影響滋味物質(zhì)感知[123],還會影響飲料風(fēng)味穩(wěn)定性[133]。劉忠英等[112]以氨基酸單體為研究對象,發(fā)現(xiàn)茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸單體的鮮味會隨pH值增加而逐漸增強(qiáng),且當(dāng)pH在6~7時,鮮味增幅趨穩(wěn)。研究表明,兒茶素類物質(zhì)穩(wěn)定性與溶液pH值密切相關(guān)[134]。在低pH值的酸性環(huán)境下,兒茶素穩(wěn)定性好[135],pH值<4時極為穩(wěn)定[134];當(dāng)pH值增大時,穩(wěn)定性會變差,高pH值下兒茶素易發(fā)生異構(gòu)化、降解等反應(yīng)[135-137]。在酸性條件下,兒茶素浸出率較高[138-139],反之兒茶素浸出率較低,這解釋了pH值較高的水質(zhì)沖泡的茶湯苦味有所下降的原因[140]。有研究表明,以pH值為6~7的水沖泡白茶時,其茶湯湯色杏黃明亮、滋味最佳[141],這可能是適宜的pH為茶葉組分溶釋提供了良好的微環(huán)境。溶液pH值是苦味呈現(xiàn)的重要影響因子,因此可考慮充分利用這一介質(zhì)參數(shù),進(jìn)而有效調(diào)控茶飲品風(fēng)味。

      5.2 溫度影響苦味感知

      溫度可調(diào)控苦味感知,其影響方式可大致歸為兩個方面(圖2)。一方面與苦味物質(zhì)的有效溶出相關(guān),如苦味化合物在低溫環(huán)境下的溶釋作用會減弱,從而在感官體驗(yàn)上表現(xiàn)為苦感淡化。有研究表明,用溫度較低的水沖泡茶葉,其茶湯中的咖啡堿和茶多酚等苦味物質(zhì)浸出相對較少,茶湯滋味相較于沸水沖泡苦澀味減弱、鮮爽度增加[142]。另一方面則與口腔中物質(zhì)的分子運(yùn)動有關(guān),如苦味分子運(yùn)動可能會因溫度升高而加快,促進(jìn)其與味蕾間的接觸,味孔中的苦味分子增多,強(qiáng)化了刺激味覺神經(jīng)的感知信號,使味覺神經(jīng)中樞反應(yīng)為苦感更強(qiáng)[13]。唐鳳[143]以低頻電脈沖刺激舌部,發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的苦味感受會隨溫度的升高而增強(qiáng);王瑩[144]以電子舌監(jiān)測樣品苦味變化,發(fā)現(xiàn)其苦味表達(dá)強(qiáng)度與溫度呈正相關(guān)關(guān)系。

      圖2 環(huán)境因子影響苦味感知Fig.2 Environmental factors influencing bitter taste perception

      5.3 離子影響苦味感知

      離子可與滋味物質(zhì)間發(fā)生絡(luò)合或還原絡(luò)合反應(yīng),進(jìn)而影響感官呈味。例如,金屬離子會影響茶湯中兒茶素的浸出含量[145]。鐘小玉等[146]以不同金屬離子及其復(fù)配處理綠茶茶湯,發(fā)現(xiàn)復(fù)配處理會使茶湯中茶多酚、咖啡堿含量下降,同時,兒茶素總量及各組分含量也不同程度下降。研究表明,K+、Ca2+、Mg2+、Al3+是對綠茶茶湯滋味影響較大的金屬陽離子[69],SiO32-能增強(qiáng)谷氨酸鈉溶液的鮮味及蔗糖溶液的甜味,顯著減弱咖啡堿溶液的苦味和EGCG溶液的苦澀味[147]。劉艷艷等[148]發(fā)現(xiàn),Mg2+也可減弱EGCG和咖啡堿溶液的苦味,用含有高質(zhì)量濃度Mg2+的水(≥16 mg·L-1)沖泡茶葉,其茶湯中茶多酚、兒茶素、咖啡堿浸出量呈下降趨勢。這意味著,離子影響滋味味效主要表現(xiàn)在滋味物質(zhì)呈味屬性及浸出量等層面,即味覺強(qiáng)度與呈味物質(zhì)本身的特性和呈味物質(zhì)的濃度有關(guān)[149]。

      此外,食品的粘稠度也會影響苦味呈現(xiàn)[123]。一方面,粘稠度高會減緩食品中苦味分子的釋出速率,在一定程度上抑制部分苦感強(qiáng)度;另一方面,粘稠度高會延長苦味成分在口腔內(nèi)的停留時間,強(qiáng)化苦味感受時間。

      6 總結(jié)與展望

      盡管綠茶中的大部分苦味物質(zhì)已被明確,但關(guān)于各滋味單體的閾值測定、互作機(jī)制及呈味機(jī)理等仍需深入研究。如茶皂素苦味呈味特性的研究極少,僅停留在其味苦而辛辣的普遍認(rèn)知,關(guān)于具體呈味機(jī)理仍知之甚少。同時,苦茶堿作為一種特征性苦味物質(zhì),是后續(xù)研究可切入的關(guān)鍵點(diǎn)。此外,苦味掩蓋技術(shù)也是今后茶飲料風(fēng)味調(diào)控可關(guān)注的研究方向。

      因而,今后研究應(yīng)以綠茶茶湯苦味貢獻(xiàn)物的呈味特性,以及與其他滋味物質(zhì)間的互作機(jī)制作為重點(diǎn),具體研討和完善各苦味物質(zhì)的呈味機(jī)理。同時,關(guān)注各種滋味物質(zhì)的檢測手段,以茶湯為載體,明晰呈味物質(zhì)在茶湯整體滋味中的貢獻(xiàn)度,以期在保證綠茶品質(zhì)屬性和營養(yǎng)價值的同時,調(diào)控茶湯各呈味物質(zhì)形成良好的協(xié)同增效比例,從而達(dá)到降苦或調(diào)控苦味品質(zhì)的目的。此外,重視滋味受體與茶湯苦味化合物的響應(yīng)機(jī)制,將其作為綠茶苦味物質(zhì)呈味機(jī)制研究的關(guān)鍵補(bǔ)充。以期充分完善茶湯滋味化學(xué)基礎(chǔ),切實(shí)有效促進(jìn)中低檔茶(夏秋茶)滋味品質(zhì)的改善與資源的高效化利用。

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