范霞,楊恒明,陳榮順*

(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 210095;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院,江蘇 南京 210095)

綠茶飲料是采用未經(jīng)發(fā)酵的綠茶茶粉、萃取液、濃縮液為主要原料,經(jīng)過加工而制成的多功能飲料,具有天然、健康、營養(yǎng)、保健、消暑解渴等功效[1-2],已經(jīng)成為最受消費(fèi)者歡迎的飲品之一。綠茶飲料清香淡雅,有茶葉的獨(dú)特風(fēng)味,富含種類豐富多樣的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)和人體所需的游離氨基酸[3-4]。香氣是決定綠茶飲料品質(zhì)的重要因素之一[5-6],綠茶飲料的香氣成分種類繁多、組成復(fù)雜,主要包括醇類、酯類、醛酮類、萜類、酸類、酚類、烴類等化合物。游離氨基酸是一類重要的生物活性分子,可為身體和大腦的活動(dòng)提供能量[7]。綠茶飲料中豐富的游離氨基酸是滋味鮮爽、醇和的重要成分之一,是茶湯鮮味的主要來源[8]。茶氨酸作為茶葉中特有的一種非蛋白游離氨基酸,呈鮮爽味,可改善茶飲料的風(fēng)味,而且茶氨酸有多種功能活性,具有保護(hù)神經(jīng)、降血壓、抗腫瘤、調(diào)節(jié)免疫力等多種功效[9-10]。

綠茶飲料在加工殺菌過程中,揮發(fā)性香氣物質(zhì)和非揮發(fā)性成分會(huì)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化,其成分含量和比例發(fā)生較大變化,不僅會(huì)失去綠茶天然的花香、果香味,還會(huì)形成不良口感[11]。近年來,隨著人們健康意識(shí)的不斷增強(qiáng),消費(fèi)者對(duì)綠茶飲料的風(fēng)味、口感、健康屬性表現(xiàn)出更高的要求,如何提高綠茶飲料的品質(zhì)尤為重要。HS-SPME/GC-MS是一種有效分析揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的檢測(cè)技術(shù),廣泛應(yīng)用于茶飲料領(lǐng)域研究[12-13]。劉盼盼等[14]利用GC-MS技術(shù)研究不同產(chǎn)地綠茶飲料香氣特征,結(jié)果表明低糖型綠茶飲料的香氣總量遠(yuǎn)高于無糖型。隨著感官傳感技術(shù)的發(fā)展,電子鼻和電子舌在食品檢測(cè)領(lǐng)域被應(yīng)用于大量研究[15-16]。何陽春等[17]基于自主研發(fā)的電子鼻系統(tǒng)較好地表征了不同茶飲料的香氣特征,并對(duì)8種茶飲料進(jìn)行快速、準(zhǔn)確區(qū)分。吳進(jìn)菊等[18]采用電子舌技術(shù)對(duì)綠茶飲料滋味品質(zhì)進(jìn)行研究,結(jié)果顯示綠茶飲料的味覺指標(biāo)差異顯著,其中,酸味、澀味、鮮味3種味覺的差異最大。

市售綠茶飲料品種多、質(zhì)量參差不齊,茶飲料因其具有原茶特性而有別于一般飲料,多數(shù)生產(chǎn)廠家在進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量控制時(shí)僅注重飲料的特征而忽略了對(duì)其原茶葉特征的控制。目前,關(guān)于綠茶飲料香氣成分和滋味評(píng)價(jià)的綜合研究較少。本文以12種綠茶飲料為研究對(duì)象,首次采用HS-SPME/GC-MS結(jié)合電子鼻技術(shù),對(duì)不同綠茶飲料的揮發(fā)性成分和含量進(jìn)行分析,并利用電子舌和氨基酸分析儀綜合比較12種綠茶飲料間的滋味差異。本研究通過建立綠茶飲料風(fēng)味物質(zhì)的分析方法,為優(yōu)化綠茶飲料加工及其產(chǎn)品研發(fā)提供一定的理論依據(jù),同時(shí)為消費(fèi)者正確認(rèn)識(shí)綠茶飲料品質(zhì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

12種市售綠茶飲料均購于南京當(dāng)?shù)爻?選取5個(gè)具有代表性主要品牌,每個(gè)品牌選取其主流產(chǎn)品作為研究對(duì)象,樣品名稱見表1。綠茶飲料在滅菌、貯藏過程中易發(fā)生氧化、沉淀,為防止茶飲料氧化、變色,需要加入抗氧化劑。不同綠茶飲料中的食品添加劑使用情況差異不大,都添加一定量的抗氧化劑(D-異抗壞血酸鈉、維生素C)、緩沖劑(檸檬酸鈉)、護(hù)色劑(六偏磷酸鈉)、食用香精、pH值調(diào)節(jié)劑(碳酸氫鈉)等。茶飲料均使用500 mL的PET材料包裝,11號(hào)綠茶飲料采用無菌冷罐裝工藝,其余樣品采用高溫消毒密封罐裝,11號(hào)和12號(hào)綠茶飲料保質(zhì)期為9個(gè)月,其余綠茶飲料保質(zhì)期均為12個(gè)月。

17種氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)品(濃度為0.1 μmol·mL-1)、氨基酸分析儀緩沖液B1、B2、B3、B4、B5、茚三酮顯色液均購于上海子起生物科技有限公司,茶氨酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥99%)、內(nèi)標(biāo)2-氯苯甲醛(純度GC≥98%)購于Sigma-Aldrich(上海)貿(mào)易有限公司。

GC-MS所用內(nèi)標(biāo)2-氯苯甲醛(80 μg·mL-1)的配制方法:準(zhǔn)確稱取2-氯苯甲醛200 mg,置于250 mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,得到濃度為800 μg·mL-1的儲(chǔ)備液。準(zhǔn)確移取該溶液5 mL于50 mL容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度線,得到濃度為80 μg·mL-1的溶液作為HS-SPME-GC-MS分析的內(nèi)標(biāo)。

1.2 儀器與設(shè)備

GC 7890A-5975C MSD氣質(zhì)聯(lián)用儀購于美國Agilent公司;手動(dòng)SPME進(jìn)樣器50/30 μm DVB/CAR/PDMS購于美國Supelco公司;便攜式電子鼻PEN3購于德國Airsense公司;L-8900全自動(dòng)氨基酸分析儀購于日本日立公司;電子舌購于日本Insent SA402B;Avanti J-30I高速冷凍離心機(jī)購于美國貝克曼公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 綠茶飲料感官評(píng)價(jià)感官評(píng)價(jià)參考《茶飲料:GB/T 21733—2008》,量取50 mL綠茶飲料于無色透明的容器中,在室溫下由10名(5男5女)經(jīng)過感官訓(xùn)練的評(píng)定員對(duì)綠茶飲料的色澤、香氣、滋味(苦度、澀度和回甘)進(jìn)行評(píng)審。感官評(píng)定人員在評(píng)定1個(gè)樣品后,要以清水漱口并間隔10 min后再評(píng)定下1個(gè)樣品。采用10分制(0～<2分:微強(qiáng);2～<4分:較強(qiáng);4～<6分:強(qiáng);6～<8分:很強(qiáng);8～10分:極強(qiáng))。

1.3.2 HS-SPME/GC-MS法對(duì)綠茶飲料香氣成分分析準(zhǔn)確量取10 mL綠茶飲料,放入20 mL的頂空瓶中,加入2.00 g氯化鈉固體,加入80 μg·mL-12-氯苯甲醛作為內(nèi)標(biāo)。在50 ℃下攪拌20 min,使綠茶飲料香氣充分揮發(fā)。將250 ℃下預(yù)先老化5 min的固相微萃取頭插入頂空瓶內(nèi)樣品上方,固定好SPME手柄,推出纖維頭吸附40 min后取出,立即插入GC-MS儀器進(jìn)樣口,在250 ℃條件下解吸附5 min。

氣相色譜條件:色譜柱HP-5MS石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度250 ℃;程序升溫:初始溫度50 ℃,保持5 min,先以3 ℃·min-1升溫至180 ℃,保持2 min,再以10 ℃·min-1升溫至250 ℃,保持3 min;載氣為99.99%的高純氦氣,流量為1.0 mL·min-1;采用不分流模式進(jìn)樣。

質(zhì)譜檢測(cè)條件:電子轟擊(EI)電離源,電子能量70 eV,離子源溫度250 ℃;四極桿溫度150 ℃;輔助加熱溫度250 ℃。

利用NIST.08質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫并結(jié)合人工解析,選擇匹配度不小于80(最大值是100)的峰對(duì)綠茶飲料的香氣物質(zhì)進(jìn)行定性分析,采用2-氯苯甲醛作為內(nèi)標(biāo)計(jì)算相對(duì)含量,每個(gè)樣品重復(fù)3次,并通過空白試驗(yàn),扣除空白中的香氣物質(zhì)。

根據(jù)氣味活度值(odour activity value,OAV)確定主要風(fēng)味化合物,計(jì)算公式為:OAVi=Ci/Ti。式中:Ci為成分i的質(zhì)量濃度(μg·L-1);Ti為組分i的氣味閾值(μg·L-1)。

1.3.3 電子鼻對(duì)綠茶飲料主成分分析準(zhǔn)確量取40 mL綠茶飲料,置于100 mL燒杯中,用雙層保鮮膜封口,在室溫(25±2)℃下靜置30 min后開始用電子鼻檢測(cè),每個(gè)樣品重復(fù)3次。

電子鼻測(cè)定條件:傳感器清洗時(shí)間為60 s;傳感器歸零時(shí)間為10 s;樣品準(zhǔn)備時(shí)間為5 s;分析采樣時(shí)間為180 s,內(nèi)部流量200 mL·min-1,進(jìn)樣流量200 mL·min-1。采用Origin 2018分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

1.3.4 電子舌對(duì)綠茶飲料滋味分析綠茶飲料樣品不經(jīng)過前處理,量取80 mL綠茶飲料用于電子舌測(cè)試,室溫條件下每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定4次。SA402B電子舌系統(tǒng)由酸、苦、澀、鮮、咸5味傳感器組成。

1.3.5 綠茶飲料游離氨基酸含量比較量取1 mL綠茶飲料樣品,用0.5 mL 100 g·L-1的磺基水楊酸沉淀蛋白,在4 ℃、10 000 r·min-1的條件下離心10 min。最后吸取上清液過0.22 μm濾膜進(jìn)樣。每種綠茶飲料重復(fù)3次,取平均值。L-8900全自動(dòng)氨基酸分析儀測(cè)定條件:日立鈉離子交接樹脂4.6 mm×60 mm;泵1流速0.4 mL·min-1,泵2流速0.35 mL·min-1,進(jìn)樣體積20 μL;柱溫57 ℃,反應(yīng)溫度135 ℃;檢測(cè)波長570和440 nm。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 25.0軟件進(jìn)行Pearson’s相關(guān)性分析。采用SAS v8軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理,顯著性差異采用鄧肯多重比較檢驗(yàn)。采用Origin 2018軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析(principal component analysis,PCA)和線性判別分析(linear discriminant analysis,LDA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠茶飲料感官評(píng)價(jià)結(jié)果

12種綠茶飲料樣品的感官評(píng)價(jià)結(jié)果見圖1,不同綠茶飲料色澤、香氣和滋味均不一樣,但總體感官品質(zhì)良好。色澤的變化是多酚類化合物發(fā)生氧化及其他因素綜合作用的結(jié)果。11號(hào)原味綠茶100%茶葉自然抽出,無香料添加,有濃郁的茶味,滋味得分最高,由于沒添加抗氧化劑,11號(hào)綠茶飲料的色澤欠亮。其余11種綠茶飲料均含食品添加劑,抗氧化能力較強(qiáng),色澤均較明亮。3、4、5、7號(hào)綠茶有明顯的茉莉花香,茶味和花香味協(xié)調(diào)。1、9、12號(hào)樣品2種不同品牌的柚子綠茶飲料,柚子香氣明顯,略帶茶味。2、8號(hào)冰橘綠茶飲料均呈明顯的柑橘香氣,略帶茶味。6、10號(hào)青梅綠茶飲料茶香和果香協(xié)調(diào),茶味和果味較協(xié)調(diào)。3、11號(hào)樣品苦味和澀味較明顯,回甘得分較低。2、6、7、9、10、12號(hào)樣品回甘得分較高。3和11號(hào)綠茶飲料整體滋味最高。

圖1 綠茶飲料感官評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.1 Results of sensory evaluation of green tea beverage1～12為綠茶飲料編號(hào)。下同。1-12 indicate the number of green tea beverage. The same as follows.

2.2 HS-SPME/GC-MS檢測(cè)綠茶飲料中的風(fēng)味物質(zhì)

利用HS-SPME/GC-MS技術(shù),在12種綠茶飲料共檢測(cè)出135種香氣物質(zhì),其中酯類40種,醇類21種,醛酮27種,萜烯類31種,烴類8種,酚類4種,酸類1種,其他物質(zhì)3種。12種綠茶飲料香氣物質(zhì)總量為124.30～1 022.33 μg·L-1,香氣的組成比例有所差異,相對(duì)含量結(jié)果見表2,6號(hào)綠茶飲料的總離子流圖見圖2。其中,11號(hào)綠茶原味茶飲料檢出的香氣物質(zhì)含量最低(124.30 μg·L-1)。酯類物質(zhì)主要呈現(xiàn)出綜合的果香香氣,3、4、5、6號(hào)綠茶飲料酯類比例(33.58%～50.00%)較高。3號(hào)樣品中含量較高的香氣物質(zhì)有2-氨基苯甲酸甲酯、丙酸芐酯。4號(hào)樣品中含量較高的香氣物質(zhì)有乙酸芐酯、乙酸辛酯、安息香酸芐酯。5號(hào)樣品中乙酸芐酯、乙酸薄荷酯是主要的揮發(fā)性物質(zhì)。10號(hào)樣品中丁酸乙酯、異戊酸異戊酯、辛酸乙酯含量較高。1、2、8、9、11、12號(hào)綠茶飲料萜烯類比例(29.18%～52.36%)較高,1、8、11號(hào)樣品中含量較高的香氣物質(zhì)是檸檬烯、β-蒎烯。9號(hào)綠茶飲料中萜品烯、異松油烯含量較高,12號(hào)綠茶飲料中檸檬烯、萜品烯是主要的香氣物質(zhì)。萜烯類物質(zhì)對(duì)綠茶飲料的香氣有較大的貢獻(xiàn),如α-蒎烯具有松木香氣、杜松烯具有木香氣。2號(hào)綠茶飲料醇類比例(40.27%)較高,含量較高的香氣物質(zhì)有4-萜烯醇、芳樟醇、香葉醇、α-松油醇,其中香葉醇含量達(dá)49.70 μg·L-1。香葉醇具有怡人的玫瑰花香氣,對(duì)綠茶香氣的形成有重要作用[19]。6、7號(hào)綠茶飲料醛酮類比例(37.11%～52.36%)較高,醛類與綠茶飲料的清香、花香密切相關(guān)[14],如壬醛具有玫瑰香、柑橘香,苯甲醛有杏仁香氣。6、7號(hào)綠茶飲料含量較高的香氣物質(zhì)有大馬酮、β-紫羅蘭酮。此外,2號(hào)和8號(hào)冰橘綠茶中較高含量的橙花乙酸酯使其具有花香氣味、柑橘香韻。3、4、5號(hào)茉莉茶中較高含量的乙酸芐酯等物質(zhì),賦予其濃郁的茉莉花香氣。

圖2 綠茶飲料總離子流圖Fig.2 Total ion chromatogram of green tea beverage

12種綠茶飲料共有的揮發(fā)性香氣組分是α-松油醇、檸檬烯和芳樟醇。α-松油醇含量較高的是2號(hào)和8號(hào)冰橘綠茶飲料,分別為71.47和68.84 μg·L-1,3號(hào)和5號(hào)綠茶飲料α-松油醇含量較低,分別為8.04和5.56 μg·L-1。12號(hào)柚子綠茶、8號(hào)冰橘綠茶、9號(hào)蜂蜜柚子茶和1號(hào)茉莉柚茶的檸檬烯含量較高,分別為142.99、120.65、96.61和90.95 μg·L-1,檸檬烯呈檸檬、橙味,在感官評(píng)價(jià)中這4種綠茶飲料呈明顯果香氣味。芳樟醇在3號(hào)綠茶飲料含量最高,達(dá)42.73 μg·L-1,9號(hào)樣品芳樟醇含量最低,僅有1.17 μg·L-1。芳樟醇香氣柔和,具有花香、青香,是一種十分常見的香料[20],較高的芳樟醇含量使綠茶飲料具有濃郁的綠茶清香,感官評(píng)價(jià)結(jié)果中3號(hào)茉莉清茶茶味濃郁,香氣得分最高。α-松油醇、檸檬烯和芳樟醇的香氣閾值[14]分別是1 000、10和0.6 μg·L-1,檸檬烯和芳樟醇有較低的閾值,從而對(duì)綠茶飲料的整體香氣貢獻(xiàn)較大。

芳樟醇、香葉醇和橙花醇互為異構(gòu)體,在酶或熱的催化下會(huì)發(fā)生異構(gòu)化作用,芳樟醇在熱催化作用下會(huì)生成橙花醇,繼而異構(gòu)化成香葉醇。1、2、8、9號(hào)綠茶飲料均檢測(cè)出芳樟醇、香葉醇、橙花醇這3種醇類物質(zhì)。醇類具有甜香、花香,是茶飲料的主體香氣成分。與感官評(píng)價(jià)結(jié)果一致,1、2、8、9號(hào)綠茶飲料香氣得分較高。大馬酮是茶葉中的重要致香成分,能賦予茶葉花香和甜香型,4、6號(hào)綠茶飲料中大馬酮含量分別高達(dá)232.09和211.30 μg·L-1。理論認(rèn)為OAV大于1的物質(zhì)才對(duì)整體香氣呈現(xiàn)有貢獻(xiàn)。大馬酮的香氣閾值[14]是1.5 μg·L-1,4號(hào)和6號(hào)綠茶飲料中大馬酮的OAV高于10,因此大馬酮是4號(hào)和6號(hào)綠茶飲料的特征呈香物質(zhì)。α-紫羅蘭酮和β-紫羅蘭酮有類似紫羅蘭的花香、木香并略帶果香[21],β-紫羅蘭酮屬于甜香型香氣成分,9號(hào)綠茶飲料未檢測(cè)出這2種物質(zhì)。僅在2、9和12號(hào)3種綠茶飲料中檢測(cè)到了具有奶香味的癸酸,含量分別為0.93、2.01和6.73 μg·L-1。

特有的香氣物質(zhì)種類賦予不同綠茶飲料獨(dú)特的風(fēng)味。α-古蕓烯、反-α-香柑油烯、二氫茚是2號(hào)綠茶飲料特有的3種揮發(fā)性物質(zhì);苯甲酸己酯、帕克醇是3號(hào)綠茶飲料特有的酯類和醇類物質(zhì),感官評(píng)價(jià)中3號(hào)樣品呈茉莉香氣;4號(hào)綠茶飲料有5種特有物質(zhì),分別是丁位癸內(nèi)酯、丁位十一內(nèi)酯、肉豆蔻酸乙酯、δ-芹子烯、青葉醛,這些酯類化合物使4號(hào)茉莉果茶在感官評(píng)價(jià)中呈現(xiàn)出一種綜合的果香香氣;茉莉酸甲酯、乙酸薄荷酯、五甲基環(huán)戊二烯、丁酸芳樟醇是5號(hào)綠茶飲料特有的4種香氣物質(zhì);呈蜂蜜香氣的苯乙酸乙酯、對(duì)叔丁基苯乙酸甲酯是6號(hào)綠茶飲料特有的酯類物質(zhì),酯類化合物具有水果香氣,6號(hào)青梅綠茶在感官評(píng)價(jià)中具有明顯的果香氣;7號(hào)綠茶飲料特有物質(zhì)有5種,包括香茅醇、橙花醚、6-甲基-5-庚烯-2-酮、水楊醛和P-傘花烴,其中香茅醇有似玫瑰特殊香氣,水楊醛呈杏仁味;2,4-癸二烯醛、β-愈創(chuàng)木烯、香樹烯、癸酸乙酯是8號(hào)綠茶飲料特有香氣物質(zhì);己-2-烯酸乙酯是9號(hào)綠茶飲料特有的酯類物質(zhì);棕櫚酸甲酯、甲位突厥酮、雪松烯是10號(hào)綠茶飲料特有的3類揮發(fā)性組分,甲位突厥酮具有果香、青香、花香、木香等氣味,這與感官評(píng)價(jià)結(jié)果一致,10號(hào)青梅綠茶有濃郁的果香氣;苯乙醛是11號(hào)綠茶飲料特有的醛類物質(zhì),具有風(fēng)信子、紫丁香氣味,在感官評(píng)價(jià)中11號(hào)原味綠茶呈綠茶清香和淡淡的苦味。

12種綠茶飲料所檢測(cè)出的香氣物質(zhì)種類(圖3)也有差異,所有飲料香氣組比較豐富協(xié)調(diào)。其中8號(hào)冰橘綠茶所檢測(cè)出的香氣物質(zhì)種類最多(57種),7號(hào)茉莉綠茶檢測(cè)出33種揮發(fā)性物質(zhì),種類相對(duì)最少。不同組成和不同比例的香氣物質(zhì),賦予了綠茶飲料獨(dú)特的風(fēng)味。綠茶飲料不同的香氣來源途徑一部分可能是來自于不同的原料,另一部分是不同的加工方式。綠茶飲料的香氣成分極不穩(wěn)定,在加工過程中易受溫度的影響發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)變化。綠茶飲料加工過程中也會(huì)產(chǎn)生一些新的香氣成分,提高飲料的品質(zhì)。綠茶飲料揮發(fā)性香氣的差異,體現(xiàn)了不同品牌、不同口味飲料的特點(diǎn)。綠茶飲料的香氣是由不同揮發(fā)性物質(zhì)以不同濃度相互作用而呈現(xiàn)出的結(jié)果,有些揮發(fā)性化合物有較高的香氣閾值或較低的含量使其在感官評(píng)價(jià)中不易被感知。感官評(píng)價(jià)具有一定的主觀性,易受人感覺器官的敏銳度、經(jīng)驗(yàn)豐富與否、健康狀況、精神狀態(tài)等因素的影響。

圖3 綠茶飲料香氣分類Fig.3 Aroma classification of green tea beverages

2.3 電子鼻對(duì)綠茶飲料的氣味分析

利用電子鼻主成分分析法(principal component analysis,PCA)對(duì)12種綠茶飲料的氣味進(jìn)行分析。從圖4可知:12種綠茶飲料香氣在主成分PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別是77.15%和13.93%,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)91.08%,說明大量有效信息存在于第一主成分,這2個(gè)主成分能較好地反映綠茶飲料香氣的整體信息;12種綠茶飲料之間完全沒有重疊,說明電子鼻技術(shù)能將其區(qū)分開。在PCA圖中,1、2、8和12號(hào)綠茶飲料之間距離較近,說明這4種綠茶飲料香氣差異較小,其氣味有一定的相似性。3、4、5和6號(hào)樣品在PCA圖中相互距離較近,這4種綠茶飲料同屬于一個(gè)品牌,共有的揮發(fā)性氣體成分有20種。來自3個(gè)品牌的綠茶飲料9、10、11號(hào)距離其他樣品都較遠(yuǎn),說明電子鼻能夠有效識(shí)別不同品牌的綠茶飲料樣本之間的揮發(fā)性氣體差異。

圖4 不同種類綠茶飲料的電子鼻PCA分析Fig.4 E-nose data for PCA analysis of differentkinds of green tea beverages

線性判別分析法(linear discriminant analysis,LDA)是通過擴(kuò)大差異更直觀地表現(xiàn)樣本類間距離和類內(nèi)距離的方法[22]。圖5是不同種類綠茶飲料的LDA分析結(jié)果,判別式LD1和判別式LD2的貢獻(xiàn)率分別為93.37%和4.58%,總貢獻(xiàn)率達(dá)97.95%。12個(gè)樣品相互間無重疊,LDA總體結(jié)果與PCA分析相似,說明運(yùn)用電子鼻LDA技術(shù)可以對(duì)12種綠茶飲料進(jìn)行區(qū)分。

圖5 不同種類綠茶飲料的電子鼻LDA分析Fig.5 LDA analysis of different kinds ofgreen tea beverages

2.4 電子舌對(duì)綠茶飲料的滋味分析

利用電子舌可以評(píng)價(jià)不同綠茶飲料的滋味差異,雷達(dá)圖能較直觀地反映不同傳感器對(duì)綠茶飲料滋味響應(yīng)信號(hào)的強(qiáng)弱。從圖6可知:3、5、7、11號(hào)綠茶飲料的酸味和鮮味與其他樣品相比差異較大。其中,3號(hào)茉莉清茶酸味最小,2號(hào)冰橘綠茶酸味最大;7號(hào)茉莉綠茶苦味最重,2號(hào)冰橘綠茶苦味最小;3號(hào)茉莉清茶澀味最大、咸味最大,12號(hào)柚子綠茶澀味最小、咸味最小;10號(hào)青梅綠茶味覺豐富度最大,2號(hào)冰橘綠茶豐富度最小。利用電子舌技術(shù)可以很好地區(qū)分不同綠茶飲料的味覺差異。

圖6 綠茶飲料中滋味化合物的雷達(dá)指紋圖譜Fig.6 Radar fingerprint chart of taste compoundsin green tea beverages

利用PCA對(duì)12種綠茶飲料的滋味進(jìn)行分析。從圖7可知:12種綠茶飲料在主成分PC1和PC2的貢獻(xiàn)率分別是80.85%和11.73%,累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)92.58%,能較好地反映綠茶飲料滋味的原始信息。3號(hào)茉莉清茶、5號(hào)茉莉蜜茶、7號(hào)茉莉綠茶距離較近;1號(hào)茉莉柚茶、2號(hào)冰橘綠茶、8號(hào)冰橘綠茶、9號(hào)蜂蜜柚子茶、12號(hào)柚子綠茶距離較近。這說明這些綠茶飲料的味覺分析結(jié)果較相似。4號(hào)茉莉果茶、6號(hào)青梅綠茶、10號(hào)青梅綠茶、11號(hào)綠茶與其他8種綠茶飲料分布距離較遠(yuǎn),說明這4種綠茶的口味差別最明顯。12種綠茶飲料相互之間沒有重疊,說明電子舌技術(shù)能將其區(qū)分開。相比人工感官評(píng)價(jià),電子舌操作簡單、分析快速、數(shù)據(jù)更加客觀可靠。

圖7 不同種類綠茶飲料的電子舌PCA分析Fig.7 PCA analysis of electronic tongue indifferent kinds of green tea beverages

2.5 綠茶飲料的游離氨基酸含量比較

游離氨基酸對(duì)綠茶滋味起著十分重要的作用,可為人體提供一些必需氨基酸[23]。采用全自動(dòng)氨基酸分析儀對(duì)12種綠茶飲料中的18種游離氨基酸含量進(jìn)行測(cè)定,游離氨基酸總含量范圍為19.09～50.01 mg·L-1,各綠茶飲料游離氨基酸含量不同,測(cè)定結(jié)果見表3。12種綠茶飲料中含量最高的氨基酸均為茶氨酸,占氨基酸總量的16.64%～27.85%。茶氨酸含量最高的是5號(hào)綠茶飲料,達(dá)12.16 mg·L-1,12種綠茶飲料均未檢出呈苦味的蛋氨酸。1、3、5、6、11、12號(hào)綠茶飲料的氨基酸種類齊全,5號(hào)茉莉蜜茶所測(cè)必需氨基酸和游離氨基酸總量最高,2號(hào)樣品中必需氨基酸占總氨基酸含量的比例最高,達(dá)22.18%。12號(hào)樣品柚子綠茶的甜味氨基酸(Thr+Ser+Gly+Ala+Pro)含量顯著高于其他樣品(P<0.05)。1、2、3、4、5、6、7、8、11號(hào)這9種綠茶飲料含量較高的氨基酸是呈鮮味的谷氨酸,含量達(dá)4.29～10.50 mg·L-1,占游離氨基酸總量的14.06%～22.79%。9、12號(hào)綠茶飲料含量較高的氨基酸是呈甜味的脯氨酸,含量分別為4.92和5.69 mg·L-1。10號(hào)綠茶飲料含量較高的氨基酸是呈甜味的甘氨酸,含量為4.70 mg·L-1。

表3 綠茶飲料中游離氨基酸含量比較Table 3 Comparison of free amino acids(FAAs)in green tea beverages mg·L-1

對(duì)綠茶飲料中游離氨基酸的含量與感官評(píng)分進(jìn)行Pearson’s相關(guān)性分析。如表4所示:茶氨酸含量與綠茶飲料整體滋味呈顯著正相關(guān);谷氨酸、異亮氨酸含量與綠茶飲料回甘呈顯著負(fù)相關(guān);谷氨酸、異亮氨酸、半胱氨酸含量與綠茶飲料苦度呈顯著正相關(guān)。滋味特征是多種滋味物質(zhì)綜合作用的結(jié)果,它們之間有協(xié)同作用,也有抑制作用,而且與其味感閾值也有直接關(guān)系。通過相關(guān)性分析研究可以進(jìn)一步明確游離氨基酸組分與滋味之間的關(guān)系,由于綠茶飲料氨基酸組成以及含量不同,感官呈味強(qiáng)度也不同。

表4 綠茶飲料游離氨基酸含量與感官評(píng)分相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis between the contents of free amino acids and sensory scores in green tea beverages

3 討論

本研究通過HS-SPME/GC-MS對(duì)綠茶飲料的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行分析,共鑒定出135種香氣物質(zhì)。12種綠茶飲料共有的揮發(fā)性物質(zhì)是α-松油醇、檸檬烯和芳樟醇,根據(jù)OAV分析,綠茶飲料芳樟醇的OAV為1.95～72.22,以3號(hào)茉莉清茶最高,因此可以確定芳樟醇對(duì)12種綠茶飲料的整體香氣輪廓貢獻(xiàn)均較大。劉盼盼等[14]對(duì)不同產(chǎn)地綠茶飲料的香氣成分研究發(fā)現(xiàn)了芳樟醇在5種不同類型的綠茶飲料中的氣味活度值均較高,對(duì)整體香氣貢獻(xiàn)較大,本研究結(jié)果與之相一致。蔡賢坤等[20]研究發(fā)現(xiàn)涼茶中含量最高的香氣成分是芳樟醇。邸太妹等[24]報(bào)道了α-蒎烯、萜品油烯、苯甲酸甲酯、3-蒈烯、1-甲基萘、吲哚為槐花綠茶特征性成分。不同產(chǎn)地或來源的茶飲料種類繁多,且樣品中的揮發(fā)性風(fēng)味成分組成復(fù)雜。

電子鼻可以有效區(qū)分12種綠茶飲料的風(fēng)味特征。本研究中,2和8號(hào)2個(gè)品牌的冰橘綠茶氣味相似,結(jié)合HS-SPME/GC-MS分析結(jié)果可知,2、8號(hào)綠茶飲料共有的揮發(fā)性物質(zhì)有21種。9號(hào)樣品相對(duì)獨(dú)立于其他樣品,己-2-烯酸乙酯是9號(hào)蜂蜜柚子茶特有的香氣成分。使用電子舌對(duì)不同綠茶飲料滋味品質(zhì)進(jìn)行差異性和PCA分析的結(jié)果表明,不同綠茶飲料之間滋味品質(zhì)差異明顯,因此電子舌能區(qū)分不同種類的綠茶飲料。其中,11號(hào)原葉綠茶飲料在PCA圖中距離其他樣品較遠(yuǎn),其滋味與其他綠茶飲料差別最明顯,可能是因?yàn)槠渑淞吓c其他樣品差異顯著,沒有添加食用香精。關(guān)為等[25]利用電子舌對(duì)7種綠茶飲料進(jìn)行滋味檢測(cè),結(jié)果顯示電子舌能夠很好區(qū)分這7種綠茶飲料,主成分分析圖中的區(qū)分指數(shù)高達(dá)96。

12種綠茶飲料中含量最高的氨基酸均為茶氨酸,茶氨酸是茶飲料滋味鮮爽、醇和的重要組成之一,可用于提升綠茶飲料的風(fēng)味。葉青青等[1]研究發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地?zé)o糖綠茶飲料中茶氨酸是最主要的氨基酸組分,本研究結(jié)果與之相一致。3、5、11號(hào)綠茶飲料的鮮味氨基酸(The+Asp+Glu)含量較高,這與電子舌所測(cè)的鮮味結(jié)果一致。茶氨酸含量與綠茶飲料的整體滋味呈顯著正相關(guān)(P<0.05),感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示3、5號(hào)綠茶飲料整體滋味得分最高。

香氣是決定綠茶飲料品質(zhì)的重要因素之一,綠茶飲料中香氣物質(zhì)的分離鑒定,對(duì)于了解其風(fēng)味化學(xué)組成、風(fēng)味保持和增香都具有重大的實(shí)際意義。本試驗(yàn)通過HS-SPME/GC-MS、電子鼻、電子舌和氨基酸分析技術(shù)研究不同綠茶飲料的香氣成分和滋味物質(zhì),確定了綠茶飲料的主要風(fēng)味成分,該研究結(jié)果將為綠茶飲料的開發(fā)提供參考,為綠茶飲料風(fēng)味品質(zhì)辨別提供一定的理論依據(jù)。