不同類型包裝飲用水對綠茶茶湯品質的影響

劉巧靈,牛麗,衛藝煒,李國萍,朱海燕

(湖南農業大學 茶學教育部重點實驗室,國家植物功能成分利用工程技術研究中心,湖南省植物功能成分利用協同創新中心,園藝學院,湖南 長沙，410128)

綠茶是中國產量和消費量最大的茶類,2019年綠茶產量占中國茶葉總產量的63.5%[1]。綠茶中主要活性物質有茶多酚、咖啡堿、茶氨酸、茶多糖等。研究表明,綠茶具有抗癌[2-3]、抗氧化[4]、減肥[5-7]、改善認知[8-9]等功效,深受廣大消費者的喜愛。

水是茶性發揮的介質,是導致綠茶茶湯褐變[10]、變味和產生沉淀的重要因素,對茶湯品質的形成具有顯著影響[11-12]。近年來,使用包裝飲用水泡茶已成為普遍的消費行為,不同水質對茶湯品質的影響成為熱點研究課題[13-14]。本文選用4款典型包裝飲用水對碣灘綠茶進行沖泡實驗,對水樣以及茶湯的電導率、pH值、礦質元素含量進行綜合分析,探究不同類型的包裝飲用水對綠茶理化成分和感官品質的影響,為茶葉風味化學研究提供理論依據,為茶飲料制造用水、廣大飲茶者日常泡茶用水的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用綠茶為湖南碣灘綠茶,購買于湖南官莊干發茶業有限公司。茶樹品種為褚葉齊2號,采摘標準為一芽二、三葉,等級為2級。4 ℃低溫冷藏待用。

純凈水、礦泉水、礦物質水水樣購于湖南農業大學東之源超市；天然飲用水由湖南省天然飲用水產業協會提供。

1.2 儀器與設備

MS204TS/00型電子分析天平,美國Mettler Toledo公司；LC-2010AHT型高效液相色譜儀、UV-2250型紫外分光光度計,日本島津公司；7900型電感耦合等離子體質譜儀,美國安捷倫公司；SMY-2000型色差儀,北京盛名揚科技公司；F2-standard型pH計、FE32-Standard型電導率儀,德國梅特勒公司；DSY-2-8型水浴鍋,常州國華有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 茶湯感官審評

參照國家標準(GB/T 23776—2018),由3名具備高級評茶員以上資格的專家評審團對茶湯進行密碼審評,依據《茶葉感官審評術語》分別對茶湯的湯色、香氣、滋味進行評價與評分[15],綜合評分按公式(1)計算:

綜合評分=湯色×30%+滋味×40%+香氣×30%

(1)

1.3.2 茶湯滋味成分檢測

水浸出物的測定參照GB/T 8305—2013(恒溫干燥法)、茶多酚含量測定參照GB/T 8313—2008(福林酚法)、可溶性總糖的測定采用蒽酮-硫酸法、游離氨基酸含量測定參照GB/T 8314—2013(茚三酮比色法)、兒茶素組分以及咖啡堿含量的測定采用HPLC-MS法[16]。

1.3.3 水及茶湯的pH值、礦化度及金屬元素含量測定

pH值的測定：pH計用pH緩沖劑校準后對茶湯進行pH測定。電導率測定：采用電導率儀,經緩沖劑校準后測定。礦質元素測定：運用電感耦合等離子體-質譜法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)測定水樣及茶湯中的Ca、Mg、K、Al、Mn、Fe、Cu、Zn、Se的含量。

1.3.4 茶湯色差的測定

茶湯冷卻至室溫后,采用CIELAB色差系統對茶湯進行色差數值的測定[17]。記錄L*值、a*值、b*值,L*值代表明暗度,a*值、b*值代表色度,其中a*值由紅色(+a*)到綠色(-a*)變化,b*值由黃色(+b*)到藍色(-b*)變化,每個處理重復3次。

1.4 數據分析

試驗均進行3次重復。SPSS 25.0進行數據相關性及顯著性分析,數據以平均值±標準差表示,GraphPad Prism 7.0作圖。

2 結果與分析

2.1 水樣及茶湯理化指標分析

電導率能夠反映溶液中離子化合物的含量,一般而言,茶湯電導率越高,茶湯內含物浸出越多。由圖1可知,純凈水電導率最小,接近于0,電導率最大的是礦泉水。電導率從大到小依次是礦泉水(99.6 μs/cm)>礦物質水(47.1 μs/cm)>天然飲用水(23.32 μs/cm)>純凈水(1.43 μs/cm),不同水樣電導率存在顯著差異(P<0.05)。沖泡后的茶湯電導率較水樣明顯增大,說明茶葉沖泡過程中離子浸出,離子總量增加。礦泉水沖泡的茶湯電導率最大,且不同水樣沖泡的茶湯電導率有顯著差異(P<0.05)?；貧w分析表明,茶湯電導率(Y1)與水樣電導率(X1)之間呈線性關系(R2=0.923 2),表明在一定范圍內,茶湯電導率隨著水樣電導率增大而增大。

圖1 水樣及茶湯電導率Fig.1 Conductivity of packed drinking water and tea infusions注:小寫字母表示組間存在顯著差異(P<0.05) (下同)

礦泉水(pH 7.81)和天然飲用水(pH 7.12)呈弱堿性,純凈水(pH 6.29)和礦物質水(pH 6.05)呈弱酸性(圖2)。茶葉經浸提后,茶湯pH值下降,這與茶湯中溶解的酸性物質如茶多酚、氨基酸等游離出H+有關[18],這些物質能夠中和水質,使pH值下降。

圖2 水樣及茶湯pH值Fig.2 pH of packed drinking water and tea infusions

運用ICP-MS法檢測水樣及茶湯中的9種礦質元素含量,檢測結果見表1。純凈水中礦質元素均未檢出,天然飲用水中含有少量的Ca、Mg、K;礦物質水中Mg、K含量較高,不含Ca;礦泉水中含有豐富的Ca、Mg、K,其濃度遠高于其他3種水樣。水樣中礦質元素總量從高到低依次是：礦泉水>礦物質水>天然飲用水>純凈水。茶葉經過沖泡后,礦質元素的含量均增加,尤其是K含量明顯增加,表明茶葉中含有豐富的K,茶葉沖泡過程主體表現為礦質元素析出。水中不含Al、Mn、Fe、Cu、Zn、Se這6種元素,它們是茶葉經沖泡后浸出的微量元素,人們通過飲茶能夠直接從茶湯中獲取微量元素,且茶葉中的礦質元素多以有機態存在,有利于人體的吸收[19]。

表1 水樣及茶湯中礦質元素含量 單位：mg/mL

2.2 不同水質對茶湯感官品質的影響

感官審評結果表明(表2),純凈水沖泡茶湯湯色淺黃綠亮,滋味鮮醇,綜合評分最高；天然飲用水沖泡茶湯香氣最高,但湯色和滋味較純凈水差;礦物質水沖泡的茶湯湯色與天然飲用水得分相同,但香氣滋味均不及天然飲用水;礦泉水沖泡茶湯顏色最深且較暗,香氣略悶,滋味鮮爽度較差,評分最低。純凈水和天然飲用水所沖泡茶湯評分較高,因而可初步判斷,純凈水沖泡綠茶效果最好。

表2 不同飲用水對茶湯感官品質的影響Table 2 Effects of different packed drinking water on sensory quality of tea infusions

2.3 不同水質對茶湯湯色的影響

色差分析法是對茶葉湯色量化評價的一種技術,能比較客觀和準確地評判茶湯的色澤,克服感官審評過程中主觀和環境的干擾,是評判茶湯品質重要的客觀指標[20-21]。L*值與茶湯亮度呈極顯著正相關,L*越大,茶湯越亮；綠茶湯a*值和b*值越小,其綠色程度越深,黃色程度越淺[17]。采用色差計測定不同水質對碣灘綠茶湯色的影響,結果如圖3所示,礦物質水沖泡的碣灘綠茶茶湯L*值最大,純凈水和天然飲用水次之,礦泉水沖泡的茶湯L*值最小,礦物質水沖泡的茶湯亮度是最高的,礦泉水沖泡茶湯亮度最低。礦泉水沖泡的綠茶茶湯a*值、b*值最小,表明其茶湯黃綠程度最高,礦物質水沖泡的綠茶茶湯a*值、b*值相對較大。因此,用礦物質水沖泡碣灘綠茶,其茶湯亮度較好,但茶湯偏黃；用礦泉水沖泡的茶湯黃綠色度較好,但湯色亮度較差。

圖3 不同茶湯色差變化Fig.3 Color difference of tea infusions

2.4 不同水質對茶湯滋味成分的影響

不同包裝飲用水沖泡的茶湯滋味成分浸出量見圖4,茶湯水浸出物含量從大到小依次是純凈水>天然飲用水>礦物質水>礦泉水。水浸出物含量對茶湯濃度的影響較大,含量越高,滋味越濃厚[22],礦泉水沖泡的茶湯水浸出物含量最低(15.16%),且與其他3個水樣沖泡的茶湯存在顯著差異(P<0.05)。茶多酚含量高時,會使多酚類及其氧化產物與咖啡堿形成絡合物,使茶湯呈現“爽”這種特征類型[23],純凈水、天然飲用水以及礦物質水沖泡茶湯水浸出物、茶多酚相對較高,滋味感官評分也高。礦泉水沖泡的碣灘綠茶茶多酚含量相對較低,這與前人研究結果一致[24-25],主要原因是茶多酚容易與礦泉水中的離子發生絡合反應,使茶湯中多酚含量降低。氨基酸是綠茶茶湯“鮮爽”的物質基礎,純凈水和天然飲用水沖泡茶湯氨基酸含量較高。不同水質對可溶性糖和咖啡堿的影響差異不顯著。

圖4 不同水質對茶湯生化成分的影響Fig.4 Effect of different types of drinking water on the biochemical compositions in tea infusions

兒茶素影響茶湯的苦味、澀味及鮮爽味,兒茶素浸出量少時茶湯滋味淡薄[20]。從表3可見,不同包裝飲用水對兒茶素的含量有一定影響,純凈水沖泡的茶湯兒茶素總量相對較高(3.87%),其次是天然飲用水和礦物質水,礦泉水沖泡茶湯兒茶素總量(0.17%)相對較低。非酯型兒茶素和酯型兒茶素含量方面同樣表現為純凈水沖泡茶湯含量高,礦泉水沖泡茶湯含量低。研究顯示,水樣中含有較多Ca或pH較高,兒茶素都會發生反應或者聚合導致茶湯中兒茶素含量下降[26]。

3 結論與討論

通過研究純凈水、天然飲用水、礦物質水、礦泉水的性質以及進行碣灘綠茶沖泡試驗,發現不同水質理化指標方面存在一定的差異,礦泉水和天然飲用水水質的pH呈中性偏堿,純凈水和礦物質水呈弱酸性；水樣中礦質元素總量依次是：礦泉水>礦物質水>天然飲用水>純凈水。對4款包裝飲用水沖泡茶湯的感官品質以及色差分析發現,礦泉水沖泡茶湯香氣帶悶味,評分最低,湯色較暗;純凈水感官審評結果較好;礦物質水利于呈現綠茶茶湯的亮度,但其沖泡茶湯偏黃。進一步進行滋味成分分析,純凈水和天然飲用水沖泡的綠茶茶湯水浸出物、茶多酚、氨基酸相對較高,純凈水沖泡的綠茶兒茶素含量相對較高。結合感官審評,純凈水沖泡的綠茶湯色淺黃綠亮,呈現“鮮、醇”的滋味品質,具有更好的感官特征。綜上分析,pH呈弱酸性且礦質元素含量少的純凈水適合沖泡綠茶。本研究可為人們選擇泡茶用水、茶飲制造、茶葉風味研究等方面提供試驗支撐。