ZHANG Minxing,FU Xun,FENG Tingting, et al.Sensory characteristics of San Xia Tian Cong green tea by quantitative description analysis and construction of sensory wheel[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(14):290-297.
绿茶是中国六大茶类之一,广受消费者喜爱[1]。三峡天丛绿茶产于中国西南茶区重庆万州,地处长江三峡库区腹心,属于北纬30°的世界黄金茶叶产区,具备高山云雾得天独厚的茶树生长环境条件,被誉为中国高峡云间茶的代表[2]。三峡天丛是重庆市万州区的首个茶叶区域公共品牌,于2018年正式注册,2019年在第三届中国国际茶业博览会上举行品牌发布会后在全国亮相。三峡天丛在成立之初被赋予了“高峡、古种、云雾、泉水”的品牌内涵[3],其名称中“天”代表了高海拔,“丛”表示茶树品种为群体种,彰显了其独特的生长环境和品质优势。三峡天丛具有鲜明的品牌个性,三峡茶文化历史悠久,但其正处于区域公用品牌初创阶段,其品牌建设和打造面临诸多挑战。茶叶的质量是消费者非常关注的因素[3],感官特征是衡量茶叶质量的重要指标[4]。然而,目前尚未有关于三峡天丛绿茶感官特征和风味品质研究的报道。
定量描述分析(quantitative descriptive analysis,QDA)是一种有效的描述性分析食品感官属性的方法[5]。该方法采用定性和定量相结合,基于评价小组对食品各方面感官属性的评价,通过方差分析[6]、主成分分析[5]、聚类分析[7]等统计分析来揭示样品的感官属性和不同样品之间的感官差异。近年来,QDA法在茶叶研究中的应用已有一系列报道。戴前颖等[8]采用QDA研究黄大茶,得到27个感官特征描述词并绘制了风味轮;在祁门红茶香气研究中利用QDA方法,可以得到区分样品种类及优次的香气属性词[9];YUE等[10]对6种工夫红茶进行QDA评价,结果显示各类红茶滋味特征差异显著,但总体表现为高甜低苦;LI[11]等采用QDA建立了湖南茯砖茶感官评价词库;曾亮等[12]采用QDA得出南川大树茶红茶的风味特征;舒娜[13]对六堡茶的QDA评价得出六堡茶的主要风味属性。梳理相关研究可知,采用QDA法可以客观、有效的评价茶叶感官特征,基于感官特征,可有助于建立风味轮。风味轮是一种用于描述食品不同风味特征的可视化工具,实用性强,有助于促进生产和消费[14]。通过风味轮,可以直观展示食品在嗅觉、味觉和质地等方面的感官特征[15],应用范围广,许多不同类型茶产品也逐渐建立了风味轮[8,16-17]。
本研究以三峡天丛绿茶(San Xia Tian Cong, SXTC)为对象,组建了一支经培训并评估合格的感官评价小组,采用感官定量描述分析建立三峡天丛绿茶的定量描述词汇表并构建风味轮。同时,结合方差分析、主成分分析和聚类分析进一步探究三峡天丛绿茶的感官特征和风味品质,为准确描述和区分不同感官特征的三峡天丛绿茶提供参考,以期助力三峡天丛区域品牌的发展。
本实验所用29个样品采购自重庆市万州区的八家代表性茶叶企业,产地涵盖了万州区茶叶生产的主要乡镇,采集时间为2021年3月～6月。茶样编号按照三峡天丛区域品牌注册商标对应英文“San Xia Tian Cong”,编号为SXTC1～SXTC29。所有茶样均用铝箔袋独立密封包装,并存放于4 ℃冰箱直至感官实验。29个样品基本信息,见表1。
表1 三峡天丛绿茶样品信息表
Table 1 The basic information of SXTC green tea samples
编号产地厂家SXTC1SXTC2SXTC3万州区孙家镇重庆市渝云峡川生态农业开发有限公司SXTC4SXTC5SXTC6万州区分水镇重庆悦君茶业有限公司SXTC7SXTC8SXTC9万州区龙驹镇重庆市渝鸟林业有限公司SXTC10SXTC11SXTC12SXTC13万州区新乡镇重庆涌湖茶叶有限公司SXTC14SXTC15SXTC16SXTC17万州区熊家镇万州区熊家霆森茶叶加工厂SXTC18SXTC19SXTC20万州区新乡镇重庆聚缘川秀茶叶有限公司SXTC21SXTC22SXTC23SXTC24万州区太安镇重庆玖凤旅游开发有限公司SXTC25SXTC26SXTC27万州区长岭镇重庆市万州区江南茶厂SXTC28SXTC29
注:SXTC为三峡天丛拼音“San Xia Tian Cong”首字母缩写;SXTC后面的数字代表样品编号(下同)。
1.2.1 感官评定小组
1.2.1.1 评价员的筛选与培训
依据GB/T 16291.1—2012《感官分析 选拔、培训与管理评价员一般导则 第1部分:优选评价员》的要求,首先从本校食品专业学生中根据兴趣、动机、态度和健康状况等因素,选出了21名候选评价员。然后,对21名候选人员进行味觉测试、嗅觉测试、三点检验和描述能力测试,进一步筛选出14名感官灵敏度好、描述能力强的评价员。随后,这14名评价员接受了超过60 h的茶叶感官专项培训,具体培训包括茶叶感官审评基础知识、属性识别、术语开发、灵敏度训练和标度使用等。最后,从这14名评价员中选出10名表现良好、培训时间超过90%的评价员,组成正式的感官评定小组。
1.2.1.2 评价员量值能力的评估
采用15点标度对确定的描述词进行量值评价,利用感官分析软件PanelCheck 1.4.2对评价员的区分力、重复性和一致性进行评估。
1.2.2 描述词的建立
随机抽取9个茶样,采用三位数字随机编码,按3个样品为一组制备茶汤进行感官描述,记录描述词。根据GB/T 16861—1997《感官分析 通用多元分析方法鉴定和选择用于建立感官剖面的描述词》进行描述词初筛和整理。最后采用五点标度评价(0表示无,1表示弱,5表示强)计算几何平均值M和相关性分析进一步筛选出使用频率高的主要描述词,计算如公式(1)所示。
(1)
式中:F表示描述词实际被述及的次数占该描述词所有可能被述及总次数的百分率,I代表评价小组实际给出的一个描述词的强度占该描述词最大可能所得强度的百分率。
基于以上过程产生的描述词,结合GB/T 14487—2017《茶叶感官审评术语》和张颖彬等[17]参考资料,评价小组对每个描述词进行定义并确定不同强度的参比样,最终建立三峡天丛绿茶的定量描述词汇表。
1.2.3 风味轮的构建
基于1.2.2节的描述词汇表,构建三峡天丛绿茶的感官风味轮。风味轮以嗅觉和味觉为一级术语,以香气、基本味、口感、风味、缺陷为二级术语,以最后建立的描述词为三级术语。
1.2.4 样品评价
依据GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》制备茶汤,按茶水比1∶50(g∶mL)称取茶样3.0 g放入审评杯中,倒入150 mL沸水,加盖冲泡4 min后过滤出茶汤。所有茶样以三位数字随机编码,按3～4个样品为一组进行评价。每个样品评价前,用纯净水或提供的无糖饼干清洁口腔,每两组样品间有10 min休息时间。每个评价员根据建立的感官描述词汇表对样品进行独立评价。采用以0.5为增量的0～15的评分尺度,其中0～5表示弱,5～10表示中,10～15表示强。
采用感官分析软件PanelCheck 1.4.2进行评价小组感官定量能力的评估;IBM SPSS Statistics 26.0进行方差分析、主成分分析和聚类分析,Origin 2024进行绘图。
评价小组从香气、基本味、口感、风味和缺陷5个感官属性方面对29个样品进行评价,一共产生119个描述词。整合使用频率高、共识一致的描述词,删减快感术语、定量术语及不适用该类茶的词,比如描述词中出现的愉悦、淡淡的板栗味、香高、香弱、豆腐糊味、豆花的锅巴和劣变味等,还有一些同义词,比如嫩草香、嫩叶香、雨后青草味、青草气和青气等。最后得到50个描述词,结果见表2。
表2 三峡天丛绿茶感官描述词的几何平均值M
Table 2 The geometric mean M of sensory attributes of SXTC green tea
序号属性描述词 FIM序号属性描述词 FIM12345678910111213141516171819202122232425香气 基本味清香0.7140.3650.511栗香0.5750.2600.386嫩栗香0.4940.2360.341嫩香0.4610.2180.317花香0.4360.2130.305清甜香0.3890.1880.271甜香0.2690.1400.194豆香0.1860.0760.119烟气0.1250.0610.088足火香0.1250.0530.082闷气0.1080.0510.074清鲜0.0920.0450.064异气0.0780.0350.052酸气0.0690.0260.042高火香0.0580.0230.037纯正0.0470.0230.033低沉0.0440.0190.029焦气0.0330.0140.022粗气0.0330.0130.020平正0.0170.0080.012青气0.0190.0070.011苦0.8690.3780.573鲜0.5560.2840.397甜0.3470.1340.215酸0.0890.0310.05326272829303132333435363738394041424344454647484950口感风味缺陷涩0.8360.3390.533回甘0.6190.2680.408爽口0.5060.2590.362鲜爽0.3390.1840.250醇0.3390.1630.235浓0.3140.1280.200鲜醇0.2330.1230.169醇厚0.2170.1120.156甜醇0.1750.0840.121清醇0.1080.0500.074清甜0.0970.0480.069醇和0.0890.0460.064平和0.0610.0270.041醇正0.0530.0240.035清香味0.4440.2110.306栗香味0.2170.0950.144嫩香味0.1580.0690.104花香味0.1420.0650.096烟焦味0.0890.0400.060火香味0.0220.0090.014杂异味0.0610.0270.041焦糊味0.0530.0230.034青涩味0.0500.0230.034青味0.0250.0100.016淡薄0.0080.0040.005
注:F表示描述词实际被述及的次数占该描述词所有可能被述及总次数的百分率,I表示评价小组实际给出的一个描述词的强度占该描述词最大可能所得强度的百分率。
为进一步筛选使用频率高的主要描述词,采用五点标度对样品的50个描述词进行评价,计算出几何平均值M,并进行排序。参考GB/T 16861—1997和前人研究[8],从香气(M值≥0.2)、基本味(M值≥0.2)、口感(M值≥0.1)、风味(M值≥0.095)和缺陷(M值≥0.04)中分别筛选出M值较大的描述词,共得到23个词(见表2)。基于23个描述词的M值结果进行相关性分析,结果表明:香气属性方面(图1-a),栗香与嫩栗香(P<0.001),嫩栗香与嫩香(P<0.001)存在显著正相关,评价小组认为嫩栗香与其他两个词描述上有重叠的部分,可以合并,而嫩香和栗香描述的是不同的内容,需要保留;味觉属性方面(图1-b),鲜与鲜爽(P<0.001)、鲜与爽口(P<0.001)、鲜爽与爽口(P<0.001)存在显著正相关(P<0.001),评价小组认为鲜属于基本味觉属性,需要保留,但鲜爽与爽口同为口感属性,在描述上有共通之处,合并为爽口。
a-香气描述词的相关性分析;b-滋味描述词的相关性分析
图1 三峡天丛绿茶香气和滋味描述词的相关性分析
Fig.1 Correlation analysis of aroma and taste attributes of SXTC green tea
注:*P≤0.05,**P≤0.05,***P≤0.01(下同)。
通过以上步骤,最终从119个描述词中建立了21个主要描述词。其中,香气5个(栗香、清香、嫩香、清甜香和花香),基本味3个(苦、鲜和甜),口感8个(涩、回甘、爽口、浓、醇、鲜醇、醇厚和甜醇),风味4个(栗香味、清香味、嫩香味和花香味),缺陷1个(杂味)。基于21个描述词,评价小组进一步建立了对应参比样品和参比强度的定量描述词汇表(见表3)。
表3 三峡天丛绿茶感官特征定量描述词汇表
Table 3 Glossary of quantitative descriptions of sensory characteristics of SXTC green tea
感官属性描述词定义参比样香气 栗香类似板栗的香气,包括嫩栗香、板栗香SXTC 4号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min后的茶汤香气(温嗅=10,冷嗅=6)清香清新纯净SXTC 21号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min后的茶汤香气(温嗅=10,冷嗅=6)嫩香细嫩芽叶所特有的香SXTC 2号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min 后的茶汤香气(温嗅=10,冷嗅=6)清甜香清香有甜感SXTC 23号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min后的茶汤香气(温嗅=10,冷嗅=6)花香类似鲜花的香气SXTC 22号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min后的茶汤香气(温嗅=8,冷嗅=5)基本味苦茶汤入口带苦,由苦味物质产生硫酸奎宁水溶液(0.001%=1.5,0.003%=8,0.005%=14)鲜与谷氨酸等鲜味物质有关的味道谷氨酸水溶液(0.01%=1,0.04%=7.5,0.07%=15)甜有甜味物质带来的感官上甜的感觉蔗糖水溶液(1.0%=1.5,4.0%=9,8.0%=15)口感 涩茶汤入口后产生的厚舌阻滞感明矾水溶液(0.01%=1.5,0.1%=7,0.4%=15)回甘茶汤入口后在舌根和喉部有甜感—爽口茶汤入口后产生鲜爽舒适之感—浓内含物丰富,收敛性强—醇浓淡适中—鲜醇鲜洁醇爽—醇厚浓淡适中,回味有黏稠感—甜醇入口即有甜感,浓淡适中—风味 栗香味类似板栗的味道SXTC 4号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min后的茶汤风味(温嗅=8,冷嗅=5)清香味茶叶自身带有的清新纯净之感SXTC 21号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min后的茶汤风味(温嗅=8,冷嗅=5)嫩香味嫩芽嫩叶所特有的味道SXTC 2号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min后的茶汤风味(温嗅=8,冷嗅=5)花香味类似鲜花的味道SXTC 22号茶3 g+150 mL沸水,冲泡4 min后的茶汤风味(温嗅=7,冷嗅=5)缺陷 杂异味滋味杂,不纯正—
注:—代表无数据;括号内数值表示参比样的参比强度,参比强度采用0～15的评分尺度,其中0～5表示弱,5～10表示中,10～15表示强。
基于2.1节建立的描述词,构建三峡天丛绿茶的感官风味轮。以嗅觉和味觉为内层,以香气、基本味、口感、风味和缺陷为中层,以21个描述词为外层,绘制风味轮图(图2),通过风味轮可以直观看出三峡天丛绿茶的感官特征。
图2 三峡天丛绿茶风味轮
Fig.2 Sensory wheel of SXTC green tea
不同评价员之间存在一定的感官灵敏性差异,评价员的量值评估结果是否具有良好的效度和信度,需要进行检验和评估。利用感官分析软件PanelCheck 1.4.2对本组10位评价员的感官量值能力进行了评估(见图3),评估指标包括一致性、区分能力和重复性。
a-Tucker-1 plots,反映评价小组一致性;b-F plots,反映评价小组的区分能力;c-MSE plots,反映评价员的重复性
图3 评价员量值能力的评估
Fig.3 Evaluation of the measurement ability of assessors
采用Tucker-1 plots评估一致性[18]。图3-a中每个小图代表一个描述词,小图内的点代表评价员。从图3-a看出,评价小组对21个描述词在一致性评价上都具有显著性差异,差异水平分别是浓P<0.05,花香、醇厚和杂异味P<0.01,其余17个词P<0.001,表明评价小组对21个描述词的评价具有良好的一致性。
采用F plot评估区分能力[18]。F值越大说明评价员对不同描述词的区分能力越好。F plots的横坐标代表评价员,纵坐标代表F值,每一条竖线代表一个描述词。由图3-b看出,除评价员G外,其余9位评价员对21个描述词的区分能力大部分都高于5%显著水平,说明9位评价员的区分能力很好,尤其是评价员B和H的区分能力整体高于其他评价员。评价员G的区分能力稍弱,后期需加强对各描述词区分能力的训练。
采用均方误差(mean squared error,MSE)图评估重复性[18]。在评价员判别能力也较好的前提下,MSE值越小,表明评估的重复性越好。结合图3-b和图3-c的结果,10位评价员对21个描述词的评价具有较低的MSE值和较高的F值,表明10位评价员具有很好的样品区分能力和重复性。
对QDA数据计算各描述词的总平均强度,绘制雷达图(图4),反映三峡天丛绿茶的感官特征。由图4看出,基于15点评分标度,平均感官强度值大于8的描述词有6个,分别是栗香、清香、鲜、回甘、爽口和栗香风味。栗香和清香,是绿茶香气的典型代表[19],属于优质绿茶的香气类型[20],也是很多消费者选择绿茶的重要依据[21];鲜味,爽口和回甘,通常是优质绿茶的典型特征[22],这6个描述词反映了三峡天丛绿茶具有优质绿茶的表现,并且总体上看,三峡天丛绿茶的感官特征香气以栗香和清香为主,基本味以鲜为主,口感以爽口和回甘为主,风味特征突出表现为栗香风味。
图4 三峡天丛绿茶雷达图
Fig.4 Radar chart of SXTC green tea
对QDA数据进行方差分析(表4),结果表明21个感官特征描述词中,除浓外,其余20个均存在显著性差异(P<0.001),这20个描述词可以很好的评价三峡天丛绿茶的感官特征。
表4 三峡天丛绿茶感官特征描述词的方差分析
Table 4 Variance analysis of sensory characteristics descriptive attributes of SXTC green tea
感官属性描述词平方和自由度均方F显著性香气 栗香*545.4112819.47910.1330.000清香*200.365287.1563.8170.000嫩香*560.4172820.0159.6880.000清甜香*332.2662811.8673.0140.000花香*525.5072818.7684.6060.000基本味苦*127.983284.5713.0180.000鲜*321.3722811.47810.4780.000甜*240.467288.5883.9730.000涩*99.516283.5542.4070.000口感 回甘*272.025289.7156.1530.000爽口*224.594288.0216.1560.000浓29.960281.0700.4050.997醇*134.467284.8022.1430.001鲜醇*645.3462823.0487.7340.000醇厚*225.149288.0412.2590.000甜醇*525.2402818.7594.7500.000风味 栗香味*283.2952810.1182.8840.000清香味*225.085288.0393.2960.000嫩香味*520.5182818.5906.7100.000花香味*408.6772814.5963.6360.000缺陷 杂异味*177.163286.32711.3980.000
注:*表示差异显著(P<0.05)。
对QDA数据进行主成分分析(图5)。前4个主成分的初始特征值大于1,累计贡献率在85%以上,表明前4个主成分包含了原始变量的大部分信息。图5为主成分分析结果双标图,反映了样品与感官特征之间的相关性,位置越近,相关性越强。图5中,PC1正半轴聚集了17个描述词,且位置比较接近,说明这17个描述词相关性高;PC1负半轴和PC2正半轴聚集了苦和涩,表明苦味和涩味相关性较高;PC1负半轴和PC2负半轴聚集的是杂异味和浓,两者也具有一定的相关性,但描述词浓位置较靠近原点。双标图还反映了29个茶样分布于4个象限,它们的感官特征各有不同;靠近17个描述词的样品主要有SXTC26、SXTC17、SXTC27、SXTC9、SXTC4、SXTC28、SXTC10、SXTC2、SXTC21,这些样品的感官特征与17个描述词相关性高;靠近苦和涩的样品主要有SXTC7、SXTC24、SXTC25等,这几个样品感官特征与苦味和涩味相关性高;靠近杂异味的样品主要有SXTC6,其感官特征与杂异味相关性高。由此可见,21个描述词可以较全面的描述和区分三峡天丛绿茶的感官特征。
图5 三峡天丛绿茶主成分分析双标图
Fig.5 Biplot of principal component analysis of SXTC green tea
注:SXTC为三峡天丛拼音“San Xia Tian Cong”首字母缩写;SXTC后面的数字代表样品编号(下同)。
为进一步揭示不同样品与各描述词之间的区别和联系,对QDA结果进行了层次聚类分析(图6)。图6中,21个描述词的聚类,从上到下,除了杂异味和浓各自聚类外,描述词苦和涩聚为一类,其余17个描述词聚为一类,这个结果与主成分分析结果高度一致。
图6 三峡天丛绿茶聚类热图
Fig.6 Heat map with dendrogram of SXTC green tea
29个茶样主要聚类为三大类,从右往左,第一大类包括茶样SXTC7、SXTC24、SXTC13、SXTC25、SXTC12、SXTC16、SXTC22和SXTC29共8个,这8个产品滋味浓,涩味和苦味较突出,属于苦涩浓类型的品质;第二大类包括SXTC2、SXTC21、SXTC4、SXTC28、SXTC9、SXTC10、SXTC27、SXTC17和SXTC26共9个,这9个茶在鲜、醇、爽口、回甘、甜、鲜醇、清香等17个描述词上表现突出,尤其是SXTC10、SXTC27、SXTC17,这一类属于鲜醇爽类型的品质;第三大类为其余10个茶样,整体感官没有特别突出的表现,属于醇正类型品质。聚类结果表明,苦味、涩味、鲜、醇、爽口和回甘等是区分不同品质类型的主要感官特征。
经过筛选和培训的评价小组,通过对其感官量值能力的一致性、区分能力和重复性评估,表明该评价小组评价结果具有良好的信度和效度。评价小组经过描述词的产生、讨论、M值筛选和相关性分析,从119个描述词中确定了21个主要的描述词,建立了感官定量描述词汇表,并绘制了风味轮和雷达图。对定量描述结果的方差分析显示,除浓外,20个属性均具有显著性差异(P<0.05),可以很好地用于评价三峡天丛绿茶的感官特征,其中栗香、清香、鲜味、爽口、回甘、栗香风味是最突出的感官特征。主成分分析结果显示,苦味和涩味相关性高,杂异味和浓有相关性,其余17个描述词相关性高,21个描述词可以较全面的描述和区分三峡天丛绿茶的感官特征。聚类分析结果显示,苦、涩、鲜、爽口、回甘、甜和鲜醇等是区分不同品质类型的主要感官特征,29个样品涵盖了多种不同品质类型的茶产品,代表性好。
本研究为科学评价三峡天丛绿茶的感官特征提供参考,后续可进一步开展感官特征及其物质基础研究,为其感官特征和风味品质提供理论依据。同时,随着茶叶加工技术的发展和消费者喜好的变化,未来可以不断补充新产品的感官评价,以使三峡天丛绿茶感官特征更加丰富、风味轮更加完善。
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