李歡歡，王超，傅冬和，羅理勇,3，曾亮,3*

1(西南大學 食品科學學院，重慶，400715)2(湖南農(nóng)業(yè)大學 園藝園林學院， 湖南 長沙，410128) 3(西南大學 茶葉研究所，重慶，400715)

茯磚茶屬黑茶的一種，是以三、四級的黑毛茶為原料，經(jīng)過篩分、汽蒸、渥堆、壓制、發(fā)花和干燥等工序加工而成的，并因其獨特的“發(fā)花”工序形成了湯色橙黃，香氣純正，并且?guī)в歇毺氐木ㄏ愕钠焚|(zhì)風格，已經(jīng)逐漸成為茶葉市場上的新亮點[1]。茶葉感官審評是通過人的感覺器官鑒定茶葉品質(zhì)的一種實用性技術，是判斷茶葉品質(zhì)優(yōu)劣和品質(zhì)特征的重要手段與方法，香氣和滋味則是衡量各類茶葉品質(zhì)的主要指標[2]。定量描述分析(quantitative descriptive analysis, QDA)是一種非常有效的描述型感官分析方法，在茶葉感官審評中已應用于綠茶、烏龍茶、紅茶等其他茶類的感官審評及品質(zhì)分析[3-5]。QDA法是一種具備剖析與描述功能的綜合性感官分析方法，但目前對茯磚茶的定量描述分析研究尚缺乏，將QDA法應用于茯磚茶品質(zhì)評價將是茯磚茶感官評定的一種有益方式。

QDA偏向于人的主觀感受，由于個體之間感覺的差異、環(huán)境和身體條件的不同，人們可能做出不同的判斷，因此必須使評估結(jié)果數(shù)量化，并對評價員進行培訓、校正、能力評估，然后再進行統(tǒng)計分析，才能客觀地比較樣品之間的差異[6]。同一款茶葉，不同的沖泡條件會影響其品質(zhì)表達[7-9]，而不同的品質(zhì)表現(xiàn)則可能會影響評價員重復評價結(jié)果的穩(wěn)定性。由于評價小組良好的穩(wěn)定性是樣品感官分析結(jié)果可靠、有效的前提[6]，因此本文開展不同評價條件對評價小組穩(wěn)定性影響的研究，從而為茯磚茶的感官評價提供一種更優(yōu)的樣品評價方式。

1材料與方法

1.1 材料與試劑

茯磚茶樣品：市售湘益茯茶，2016年金花茯磚茶葉清心系列；鹽酸二水奎寧(分析純)，上海泰坦科技股份有限公司；明礬、檸檬酸(分析純)，重慶滴水實驗有限公司；蔗糖、味精、桂圓(食品級)，購于當?shù)赜垒x超市；苦丁，購于當?shù)厮幍?；曬干桑葚及干稻草，購于當?shù)剞r(nóng)家；桶裝水(食品級)，重慶中梁山礦泉水有限公司。

1.2 儀器與設備

MY-35E恒溫加熱器，佛山市順德區(qū)名友電器有限公司；電熱燒水壺，廣東天際電器股份有限公司；FA2004A電子天平，上海精天電子儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品準備

依據(jù)茯磚茶的沖泡習慣，本試驗不考慮沖泡溫度對品質(zhì)的影響而直接采用沸水沖泡茯磚茶。

依據(jù)2.3.1中響應面法優(yōu)化茯磚茶評價條件的實施方案(表3)，樣品準備方式為：按照設定的茶水比加沸水沖泡1.00 min后瀝出茶湯，二次注入沸水浸泡至設定的時間后出湯，將第二次瀝出的茶湯盛入恒溫加熱器中并設定恒定的溫度待用。審評時以隨機順序?qū)⒉铚秩肫奋凶鳛闃悠匪统?，先評定香氣，為保證滋味評定時溫度一致且保持在設定溫度，在品茗杯中重新注入茶湯樣品評定滋味。每個樣品評價完后休息5 min再對下一樣品進行評價。

1.3.2 篩選評價員

按照食品感官分析評價員的選拔、訓練標準[10-13]對招募的26名西南大學學生進行感官能力考核，最終12人(4男，8女)通過評價員初步篩選考核。初步篩選考核內(nèi)容包括味覺識別測試、差異測試、香氣識別測試，對樣品的感受進行交流和描述的基本能力測試，根據(jù)考核結(jié)果以及面試交流篩選出合格評價員。

上述12個合格評價員經(jīng)評估測試，篩選出優(yōu)秀評價員10人，組成茯磚茶感官評價小組，參與評價工作。

1.3.3 茯磚茶風味及香氣感官描述語的建立

評價員對提供的茯磚茶樣品的香氣及滋味特征進行描述。采用群體決策法[14]，建立茯磚茶品質(zhì)感官屬性描述語，并確定其定義和參照物。

1.3.4 茯磚茶感官評價小組培訓及其表現(xiàn)評估

培訓過程在標準的感官評定實驗室進行[15]，采用蛛網(wǎng)定量描述分析方法、5點(0～5)標度法對茯磚茶的香氣和滋味特征進行描述性分析。由12個合格評價員組成的評價小組經(jīng)過階段性的培訓和評估測試后(如表1所示)，給出較為客觀、準確的茯磚茶品質(zhì)特征的定量描述性分析數(shù)據(jù)。

表1 評價小組培訓及其表現(xiàn)評估的流程Table 1 Workflow of panel training and performance analysis

1.3.5 響應面法優(yōu)化茯磚茶評價條件

影響茶湯品質(zhì)表達的感官評價條件主要包括茶水比，沖泡溫度，沖泡時間[16]，除此之外入口溫度也會對味覺(如澀感)產(chǎn)生影響[17]，因不考慮沖泡溫度對茶湯品質(zhì)的影響，故僅從茶水比、沖泡時間以及入口溫度3個因素上優(yōu)化茯磚茶評價條件。根據(jù)GB/T 23776—2009《茶葉感官審評方法》[18]及相關文獻[19]，各因素的水平設定如下：茶水比1∶100～1∶20，沖泡時間2.00～8.00 min，入口溫度25～75 ℃。采用響應面中心組合設計法(central composite design, CCD)設計試驗，根據(jù)試驗設計的實施方案準備樣品并送呈給感官評價人員進行定量描述分析，每個樣品重復審評3次，將3次評價結(jié)果的標準差作為評判評價人員穩(wěn)定性的相應指標。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Panel Check 1.4.0軟件，分析評價小組表現(xiàn)、對評價結(jié)果進行主成分分析。使用Design-Expert軟件進行響應面分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茯磚茶品質(zhì)屬性、定義、評價方法的確定

12人組成的茯磚茶感官評定小組經(jīng)討論后一致決定保留如下的11個茯磚茶茶湯品質(zhì)感官描述語：滋味整體、酸、甜、苦、鮮、澀、香氣整體、稻草香、苦丁香、桑葚香以及桂圓香。除滋味及香氣整體外，其他描述語的定義及參照樣如表2所示。

2.2 評價小組及評價員表現(xiàn)評估

在定量描述性感官分析中，經(jīng)過培訓的評價小組比未經(jīng)培訓的評價小組獲得的評價結(jié)果更為準確，培訓是得到一個產(chǎn)品可靠感官數(shù)據(jù)的關鍵步驟[20]。評價小組經(jīng)過培訓后，對小組表現(xiàn)作進一步評估是進行樣品差異分析的首要和必經(jīng)步驟，而評價小組的一致性、評價員良好的樣品區(qū)分能力和重復性是保證樣品測試數(shù)據(jù)準確可靠的3個關鍵要素[21]。

本試驗在上述確定的樣品品質(zhì)屬性基礎上，采用Panel Check 1.4.0軟件從一致性、區(qū)分能力和重復性3個方面對評價小組的表現(xiàn)作進一步評估。

表2 茯磚茶茶湯品質(zhì)感官描述語、定義及參照樣Table 2 Sensory description terms of Fuzhuan brick-tea′s quality properties with definition and reference

2.2.1 一致性評估

Panel Check軟件中Tucker-1的方法能反映出評價小組整體在評價某個屬性時的表現(xiàn)是否一致，如Tomic等人便以此法來評估過評價小組整體的一致性[22]。在Tucker-1屬性圖中，每張圖代表一個屬性，每個點代表一個評價員，圖上的點越靠近外橢圓，則表示該點所代表的評價員對樣品該屬性的區(qū)分能力越強，所有的點越聚攏則表示評價小組在該屬性的評價上一致性越高。

此評估依據(jù)第四階段的實驗數(shù)據(jù)，并采用Tucker-1的方法來評估經(jīng)過階段培訓后評價小組的一致性，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，滋味整體、酸、甜、苦、澀及香氣整體所對應的方框中點的聚攏效果最好，其次是桂圓香、苦丁香、桑葚味，而鮮味、稻草香所對應的方框中各點的位置相對較分散，尤其是稻草香，表明評價小組在評價這兩個屬性時一致性相對較差。總體來說，經(jīng)過階段性培訓后的評價小組在絕大部分屬性的評價上都具有較好的一致性，尤其是在對滋味整體、酸、甜、苦、澀味以及香氣整體的評價上一致性非常高，只有對稻草香這一屬性的評價表現(xiàn)出很差的一致性。這表明，經(jīng)過培訓后的評價小組在評價茯磚茶品質(zhì)時整個評價小組的一致性較好，評價小組中不同評價員個體之間的差異被縮小，能夠保證評價小組所給出的評價結(jié)果具有一定的可靠性。

圖1 評價小組一致性Tucker-1分析Fig.1 Tucker-1 analysis of panel consistency注：方框中的每個紫紅色點代表一位評價員，共12位。

2.2.2 區(qū)分樣品能力和重復性評估

Panel Check軟件中的F值和MSE值常用來評估評價員對樣品的區(qū)分能力和重復性。F值為組間差異與組內(nèi)差異的比值，其值越大說明評價員對相關屬性的區(qū)分能力越好；MSE值代表組內(nèi)方差，其值越小說明評價員重復評價同一樣品的差異越小，穩(wěn)定性和重復性越好。MSE值很小的另一原因也可能是評價員并沒有將樣品區(qū)分開來，所以采用MSE值方法評估評價員重復性時應結(jié)合F值，在評價員能夠?qū)悠穮^(qū)分開來的基礎上再討論評價員的重復性[23]。

該評估依據(jù)第四階段所得到的感官分析數(shù)據(jù)，結(jié)合F值和MSE值來評估培訓后評價員對樣品的區(qū)分能力以及重復性，分析結(jié)果如圖2所示。圖2-a中每條線代表一個屬性，除了評價員HTB和CC的區(qū)分能力較弱，F(xiàn)值都處在5%顯著水平以下外，其他評價員的大部分屬性的F值都高于或接近5%顯著水平，這說明培訓后絕大多數(shù)評價員的區(qū)分能力都達到了較好的水平。圖2-b中每條線代表一個屬性，在評價員能夠較好地區(qū)分樣品的基礎上，圖中僅評價員TY的鮮味以及評價員NXY的稻草香的MSE值相對較大，這表明培訓后每個評價員的重復性都較好。

綜上所訴，當評價員具有較高的F值及較低的MSE值時，表明該評價員具備良好的評估樣品的能力。圖2表明培訓后絕大部分評價員都具備較好的評估樣品的能力，尤其是評價員TJC，不僅區(qū)分樣品的能力最強，重復性及穩(wěn)定性也較好。而在此次評估測試中，評價員HTB、CC區(qū)分樣品的能力稍差，重復性也較差，表明該評價員還不具備良好的評估樣品的能力。經(jīng)過評價小組及評價員表現(xiàn)評估測試后，篩選出優(yōu)秀評價員10人組成茯磚茶感官評價小組(排除HTB和CC)，參與后續(xù)響應面法優(yōu)化茯磚茶評價條件的試驗以探究感官評定條件對審評小組穩(wěn)定性的影響。

圖2 評價員區(qū)分樣品的能力(a)和重復性(b)Fig.2 Panelists’ discrimination ability (a) and repeatability (b)

2.3 響應面法優(yōu)化茯磚茶審評評價條件

2.3.1 茯磚茶樣品制備和定量描述分析

利用Design Export軟件優(yōu)化茯磚茶審評評價條件，其具體的實施方案如表3所示。根據(jù)實施方案準備樣品，并呈給感官評價人員進行定量描述分析，評價小組3次評價結(jié)果的標準差見表4。

表3 響應面法優(yōu)化茯磚茶評價條件的實施方案及結(jié)果Table 3 The implementation and results of response surface method used to optimize the evaluation conditions of Fuzhuan brick-tea

注：編號a：樣品按照茯磚茶漢語拼音首字母大寫“F”加上阿拉伯數(shù)字進行編號；Yb標準差：作為相應面分析的響應指標，其值為評價小組3次評價結(jié)果的標準差；例如方案中編號F1的茶水比為1∶100、沖泡時間為5.00 mim、入口溫度為50 ℃，即表示稱取5.00 g茯磚茶，加入500 mL沸水沖泡1.00 min后棄去濾出的茶湯，再加入500 mL沸水繼續(xù)沖泡4.00 min后濾出茶湯備用，恒定茶湯溫度在50℃時，將樣品送呈給評價員評價。

表4 評價小組3次評價結(jié)果的標準差Table 4 The standard deviation of the results of three evaluations

2.3.2 響應指標Y值的計算

標準差是反映一組數(shù)據(jù)離散程度最常用的一種量化形式，標準差越小，代表該組數(shù)據(jù)的離散程度越小，穩(wěn)定性越高。通過對定量描述分析的結(jié)果進行主成分分析及對評價小組的屬性區(qū)分能力進行評估，從而進一步確定出能夠區(qū)分樣品差異的重要屬性，以減少因評價指標過多難以衡量以及無效打分結(jié)果影響穩(wěn)定性評判所造成的困擾。因此，本試驗將重要屬性的3次定量描述分析結(jié)果的標準差作為響應面分析的相應指標。

圖3 主成分分析結(jié)果Fig.3 The results of principal component analysis

主成分分析結(jié)果，如圖3。PC1和PC2兩個主成分解釋了94.6%的總變異，說明前兩個主成分能解釋原變量的絕大部分信息[24]。第一主成分(79.7%)主要描述了樣品間滋味整體、甜、酸、苦、澀的差異，第二主成分則主要描述了香氣整體以及苦丁香的差異。參考文獻得到當屬性與主成分相關系數(shù)在0.6以上時可將該屬性視為是該主成分的特征屬性，能夠作為區(qū)分樣品差異的重要屬性[6,25]，而本文中以上提到的屬性與主成分相關系數(shù)均在0.6以上，其高度相關性表明該7個屬性是區(qū)分不同評價條件下茯磚茶品質(zhì)差異的重要屬性。評價小組的屬性區(qū)分能力的評估結(jié)果，如圖4所示。小組中80%的評價員能夠顯著區(qū)分滋味整體、酸、甜、苦、澀等5個屬性，而60%的評價員能夠區(qū)分的屬性除上述5個屬性外，還包括香氣整體和苦丁香。

圖4 評價小組區(qū)分屬性的能力Fig.4 The ability of the evaluation group to distinguish attributes

小組中80%的評價員能夠顯著區(qū)分的5個屬性(滋味整體、甜、酸、苦、澀)，也是主成分分析中第一主成分的代表屬性，是區(qū)分茶樣品質(zhì)差異最重要的屬性。小組中60%的評價員能夠顯著區(qū)分的另外2個屬性(香氣整體和苦丁香)，是主成分分析中第二主成分的代表屬性，也屬于區(qū)分茶樣品質(zhì)差異的重要屬性。根據(jù)主成分分析及評價小組屬性區(qū)分能力的評估結(jié)果，滋味整體、酸、甜、苦、澀、香氣整體以及苦丁香等7個屬性被認為是能夠被評價小組絕大部分評價員顯著區(qū)分，同時也是能夠區(qū)分不同評價條件下茶樣差異的重要屬性。因此，評價小組對該7種屬性3次評價結(jié)果的標準差即可作為評估審評條件對評價小組穩(wěn)定性影響的重要指標。根據(jù)能夠區(qū)分茶樣差異的屬性的重要程度確定各屬性的權重，如第一主成分的代表屬性的權重為第一主成分的變異程度與第一、第二主成分的總變異程度的比值，由圖3主成分分析結(jié)果圖可知，第一主成分即PC1的變異程度為79.7%，第二主成分即PC2的變異程度為14.9%，因此第一主成分的代表屬性的權重即為79.7%/(79.7%+14.9%)=84.3%，第二主成分的代表屬性的權重即為14.9%/(79.7%+14.9%)=15.8%。

響應面法分析不同評價條件對評價小組穩(wěn)定性影響的相應指標Y值的計算，即為評價小組對樣品各重要屬性3次評價結(jié)果的標準差與其相應權重乘積之和。相應指標Y的計算結(jié)果，見表2，其具體計算公式如下：

Y=84.3%×(滋味整體+酸+甜+苦+澀的3次評價結(jié)果的標準差)+15.8%×(香氣整體+苦丁香的3次評價結(jié)果的標準差)

(1)

2.3.3 響應面法優(yōu)化評價條件

利用響應面法優(yōu)化茯磚茶評價條件時，通常在0.05水平上不顯著的項應從回歸方程中剔除，但在響應面分析檢驗中，方差分析可能會因為誤差(剩余)自由度偏小而影響了檢驗的精確度，因此顯著水平可放寬到0.25[24]，方差分析結(jié)果，如表5所示。根據(jù)實驗結(jié)果所建立的數(shù)學模型為：

表5 方差分析結(jié)果Table 5 The result of variance analysis

注：A-茶水比，(g∶mL)；B-沖泡溫度，℃。

R=0.101 1+46.962 8A+0.044 6B-700.826 7A2

(2)

式中：R，響應指標，值為評價小組3次評價結(jié)果的標準差；A，茶水比(g∶mL)；B，沖泡時間，min。

由方差分析結(jié)果以及所建立的數(shù)學模型可知，在所選取的各因素中，茶水比和沖泡時間對評價小組穩(wěn)定性的影響顯著，而入口溫度的影響不顯著，影響效果如圖5所示。由圖5可知，在茶水比較小、沖泡時間較短的條件下，響應指標R值較低，即此條件下評價小組評價樣品的穩(wěn)定性相對較好。

圖5 作用因素對評價小組穩(wěn)定性的影響(入口溫度：50℃)Fig.5 The influences of influencing factors on the stability of evaluation group

2.3.4 評價條件的確定

通過軟件Design Expert求解方程，給出了茯磚茶最優(yōu)評價條件為：茶水比1∶100(g∶mL)，沖泡時間為2.05 min，入口溫度為50 ℃，此時響應指標為0.60。此結(jié)果與上述分析的結(jié)果一致，即在茶水比較低、沖泡時間較短的條件下評價小組重復評價樣品的穩(wěn)定性較好。對比優(yōu)化后的評價條件，具體實施方案中編號為F1(1∶100、5.00 min、50 ℃)的響應指標為0.66，與軟件給出的最優(yōu)組合(1∶100, 2.05 min, 50 ℃)的響應指標0.60最接近。雖然軟件給出的最優(yōu)組合的響應指標值更低，意味著評價小組重復評價樣品的穩(wěn)定性越好，但考慮到樣品被感知的綜合強度不宜太弱，因此，仍選用試驗組中的條件組合，即茶水比1∶100，沖泡時間5.00 min，入口溫度為50 ℃作為后續(xù)進一步開展茯磚茶感官實驗的樣品評價條件。

3 結(jié)論

通過對評價小組進行培訓和評估測試，建立的茯磚茶感官評價小組一致性較好、評價員區(qū)分樣品的能力和重復性較好，能夠客觀、準確地對不同品質(zhì)的茯磚茶樣品進行感官評價。對茯磚茶樣品進行定量描述分析，由描述結(jié)果的主成分分析及方差分析結(jié)果可知，第一主成分主要包括滋味屬性中的滋味整體、酸、甜、苦、澀，第二主成分主要包括香氣屬性中的香氣整體、苦丁香，這些屬性是有效區(qū)分茯磚茶樣品感觀差異的主要描述詞，共同構成了茯磚茶樣品的品質(zhì)特性。

根據(jù)響應面法優(yōu)化茯磚茶評價條件，結(jié)果表明茶水比、沖泡時間是影響評價小組穩(wěn)定性的主要因素，而入口溫度的影響不顯著。并且，在茶水比較低、沖泡時間較短的條件下響應指標值較小，即此條件下評價小組評價該樣品時穩(wěn)定性較好。但綜合對樣品被感知強度的考量，仍將試驗組中的評價條件即茶水比1∶100，沖泡時間5.00 min，入口溫度為50 ℃確定為后續(xù)進一步開展感官實驗的樣品評價條件。