許芳　陳軒

摘要：將武夷山金駿眉和云南滇紅在不同水源和溫度條件下進(jìn)行沖泡，采用TS-5000Z型味覺(jué)分析系統(tǒng)對(duì)其滋味進(jìn)行分析。結(jié)果表明，電子舌的主成分分析圖可以區(qū)別不同產(chǎn)地和不同沖泡條件下的紅茶滋味，并能直觀地反映其味覺(jué)差異，為電子舌技術(shù)在紅茶沖泡條件和滋味品質(zhì)的評(píng)判應(yīng)用中提供了參考。關(guān)鍵詞：紅茶；電子舌；主成分分析；滋味識(shí)別

中圖分類號(hào)：TS272.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）09-2373-04

紅茶是一種全發(fā)酵茶，富含的黃酮類化合物能消除自由基，有幫助胃腸消化、促進(jìn)食欲，利尿、消除水腫，并強(qiáng)壯心臟的功能。紅茶是世界上銷量最大的茶類。深受世界各國(guó)消費(fèi)者的喜愛(ài)。目前。紅茶滋味品質(zhì)差異主要為人為評(píng)定，

電子舌技術(shù)是20世紀(jì)80年代中期發(fā)展起來(lái)的一種分析、識(shí)別液體成分的智能儀器技術(shù)。模擬生物產(chǎn)生味感的基本途徑，當(dāng)其與被檢測(cè)的液體接觸時(shí)，味覺(jué)傳感器表面敏感膜兩側(cè)的電勢(shì)將發(fā)生變化，從而對(duì)呈味物質(zhì)產(chǎn)生響應(yīng)獲得儀器“味覺(jué)”。該技術(shù)具有很高的靈敏度、可靠性、重復(fù)性和客觀性。它主要由傳感器陣列、信號(hào)處理和模式識(shí)別系統(tǒng)組成。傳感器陣列對(duì)液體樣品做出響應(yīng)并輸出信號(hào)，信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后得到反映樣品味覺(jué)特征的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了由儀器“味覺(jué)”對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行客觀分析。味覺(jué)傳感器可以對(duì)樣品進(jìn)行定性和定量分析，具有快速、實(shí)時(shí)、簡(jiǎn)便、可靠、高靈敏度等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于食品的味道數(shù)值化以及品質(zhì)評(píng)價(jià)當(dāng)中，比如酒類、水、米、面包、肉類、蔬菜類、水果、底湯精、湯品、茶、咖啡、調(diào)料和乳制品等。

本試驗(yàn)以中國(guó)三大工夫紅茶之一的滇紅和世界紅茶的始祖小種紅茶武夷山金駿眉為研究對(duì)象，采用不同的水源和沖泡溫度，通過(guò)TS-5000Z電子舌（味覺(jué)分析系統(tǒng)）測(cè)試茶湯的酸、甜、苦、咸、鮮、澀、鮮味回味、澀味回味、苦味回味等風(fēng)味指標(biāo)，運(yùn)用系統(tǒng)識(shí)別模型和多變量分析方法，分析紅茶滋味并驗(yàn)證其沖泡條件，可為電子舌技術(shù)在紅茶沖泡條件和滋味品質(zhì)的評(píng)判應(yīng)用中提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用紅茶云南滇紅和武夷山金駿眉均為市購(gòu)。兩種紅茶的沖泡條件見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)采用日本INSENT公司的最新一代電子舌產(chǎn)品TS-5000Z味覺(jué)分析系統(tǒng)（圖1）進(jìn)行紅茶滋味分析。

該系統(tǒng)含有6個(gè)脂膜傳感器，分別是鮮味傳感器、咸味傳感器、酸味傳感器、苦味傳感器、澀味傳感器和甜味傳感器，可以客觀評(píng)價(jià)樣品的鮮味、咸味、酸味、苦味、澀味和甜味等感官指標(biāo)，同時(shí)還可以分析苦味、澀味和鮮味的回味（豐富度）。各傳感器的特點(diǎn)和性能見(jiàn)表2。

1.3 味覺(jué)的測(cè)試方法

每個(gè)樣品準(zhǔn)確稱取3g置于250mL燒杯中，用150mL燒開的水沖泡5min，不銹鋼篩網(wǎng)濾去茶渣，迅速在冰水浴中冷卻至室溫，取茶湯80mL，在室溫下（25℃）用電子舌檢測(cè)，每種樣品檢測(cè)4次。6個(gè)味覺(jué)傳感器測(cè)得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，測(cè)試過(guò)程分以下步驟完成（圖2）。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

測(cè)試數(shù)據(jù)采用TS-5000Z味覺(jué)分析系統(tǒng)自帶的DBMS數(shù)據(jù)庫(kù)和APACHE2網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 主成分分析（principalcomponentanalysis，PCA）

主成分分析（PCA）是一種多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)。該技術(shù)是將數(shù)據(jù)降維，排除互相重疊的化學(xué)信息，提取少數(shù)新變量。這些新變量是原變量的線性組合，并能盡量多地表征原變量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而不丟失信息。新變量互不相關(guān)，即正交。對(duì)原始數(shù)據(jù)的主成分分析結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖3可知，PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別為85.79%和8.29%，累計(jì)貢獻(xiàn)率94.08%，所以這2個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的特征向量能夠充分保存原始數(shù)據(jù)的信息。樣品之間沒(méi)有互相干擾，存在一定的差異，說(shuō)明電子舌可以很好地區(qū)分這8種茶湯樣品的滋味。圖3中每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)樣品，同種茶葉品種落在相同的空間范圍，可直觀地看到，1#、3#、5#、7#金駿眉茶湯樣品落在橫坐標(biāo)上部的空間，2#、4#、6#、8#滇紅茶湯樣品落在橫坐標(biāo)下部的空間，這與實(shí)際情況相吻合。點(diǎn)之間的距離代表樣品之間特征差異的大小。由樣品間的距離可以看出，2#和6#樣品之間的距離大于1#和5#樣品之間的距離，同樣4#和8#樣品之間的距離大于3#和7#樣品之間的距離，說(shuō)明沖泡紅茶的水源對(duì)滇紅的滋味影響較大：1#和3#樣品之間的距離大于2#和4#樣品之間的距離，同樣5#和7#樣品之間的距離大于6#和8#樣品之間的距離，說(shuō)明沖泡溫度對(duì)金駿眉的滋味影響較大。

2.2 樣品的味覺(jué)指標(biāo)的具體分析

2.2.1 樣品的味覺(jué)雷達(dá)圖 樣品的味覺(jué)雷達(dá)圖見(jiàn)圖4。橫縱坐標(biāo)的單位表示味覺(jué)的單位，一個(gè)單位代表樣品之間濃度相差20%，正常人不能感知相差等于或低于一個(gè)單位的樣品差異。由圖4可知，8種茶湯樣品的酸味、鮮味、澀味、苦味都有明顯差異，且3#樣品的酸味最重，4#樣品次之。下面重點(diǎn)分析差異較大的這些味覺(jué)。

2.2.2 樣品味覺(jué)特征的二維散點(diǎn)圖 紅茶茶湯樣品氣泡圖見(jiàn)圖5。圖5的氣泡圖顯示了茶湯樣品酸味、苦味和澀味3個(gè)味覺(jué)指標(biāo)的區(qū)別。圖5中橫坐標(biāo)代表酸味?？v坐標(biāo)代表苦味，球形大小代表澀味的程度。由圖5可見(jiàn)，3#樣品最苦最酸，5#樣品澀味最重。

2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性分析

每個(gè)樣品都做了4次重復(fù)，以1#茶湯樣品為基準(zhǔn)，測(cè)得其他樣品第2、3、4次重復(fù)的味覺(jué)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

按照表3數(shù)據(jù)作圖畫出折線圖圖6。由表3和圖6可以看出，每種樣品的不同味覺(jué)指標(biāo)接近。折線圖起伏幾乎一致，說(shuō)明該電子舌的傳感器性能穩(wěn)定，重復(fù)性好。

2.4 傳感器分辨力統(tǒng)計(jì)分析

6種傳感器味覺(jué)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析如表4。表4中。誤差率m₁指同種樣品不同沖泡條件對(duì)測(cè)定的影響；誤差率m₂指不同樣品對(duì)測(cè)定的影響，平均值s，指均方根，s₂指所有樣品的偏差，g為重復(fù)測(cè)定的誤差平均值。誤差率=測(cè)定誤差平均值/樣品整體偏差×100%。由表4可知，m₁、m₂表示傳感器對(duì)味覺(jué)指標(biāo)的區(qū)分能力。當(dāng)m₂≤50時(shí)，傳感器能有效區(qū)分樣品中的味覺(jué)指標(biāo)，本試驗(yàn)對(duì)紅茶樣品進(jìn)行的味覺(jué)分析顯示，除了甜、苦的回味、澀的回味以外，其他味覺(jué)指標(biāo)的m₂值均小于50，說(shuō)明傳感器能有效區(qū)分樣品的酸、苦、澀、咸、鮮和鮮的回味，而不能有效區(qū)別甜、苦的回味、澀的回味，這與樣品的實(shí)際情況相符。

3 小結(jié)

本研究應(yīng)用電子舌技術(shù)對(duì)不同產(chǎn)地紅茶在不同沖泡條件下的滋味進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，并著重研究茶湯的苦味、澀味和酸味。結(jié)果表明，主成分PC1和PC2對(duì)這8種茶湯樣品能很好地區(qū)分，且保留了94.08%的原始數(shù)據(jù)信息，找出了不同產(chǎn)地紅茶沖泡條件對(duì)品質(zhì)滋味影響的規(guī)律，為電子舌技術(shù)在紅茶沖泡條件和滋味品質(zhì)的評(píng)判應(yīng)用中提供了有益的參考。