摘：茶葉中化學(xué)物質(zhì)與滋味的關(guān)系！

雅俗兮??

本文來自國際期刊《Trends in Food Science & Technology》發(fā)表題為《Association between chemistry and taste of tea: A review》的綜述。該文第一作者為Liang Zhang。 背景:滋味是評(píng)價(jià)茶葉品質(zhì)的一個(gè)重要因素。甜味和鮮味通常為消費(fèi)者所接受，而苦味和澀味通常不受歡迎，但它們對(duì)提供茶湯復(fù)雜的感官感知非常重要。茶葉中苦澀味的化合物通過加工得到改變，產(chǎn)生了不同茶類不同的味道。因此，茶的味道與化學(xué)成分密切相關(guān)，味覺機(jī)制對(duì)提高茶的品質(zhì)至關(guān)重要。 范圍和方法:這篇綜述的目的是回顧和討論茶湯的化學(xué)成分對(duì)苦味、澀味、回甘和鮮味的影響和聯(lián)系。主要發(fā)現(xiàn)和結(jié)論:在茶湯中，黃酮醇- o -糖苷、單寧酸和沒食子兒茶素是主要的收斂性化合物，咖啡堿和非沒食子兒茶素增強(qiáng)了茶的苦味。此外,茶氨酸、琥珀酸、沒食子酸和茶甾醇有助于鮮味。回甘是一種獨(dú)特的感覺，這是由于沒食子兒茶素的水解。T1R2和T1R3被鑒定為甜味和鮮味受體，而T2Rs則是苦味受體。關(guān)鍵詞:茶、苦澀味、兒茶素、黃酮苷 一、加工工藝對(duì)滋味的作用相同原料，加工工藝不同會(huì)產(chǎn)生不同的風(fēng)味。例如未發(fā)酵和半發(fā)酵的茶多酚含量較多，EGCG嘗起來是苦澀的，但當(dāng)這些滋味物質(zhì)水解或者氧化后茶湯滋味就會(huì)變得醇和。苦澀鮮，回甘構(gòu)成了綠茶的特殊風(fēng)味，電子舌測(cè)量建模發(fā)現(xiàn)苦味和茶湯中的總酚含量相關(guān)性達(dá)到0.9667。不同于苦味和鮮味，澀味是由單寧與富含脯氨酸的蛋白質(zhì)非共價(jià)相互作用而引起的收縮、拉伸、拔起、干燥和摩擦的綜合感覺。二、甜味和鮮味?（一）甜味和鮮味受體甜味是人類味覺的五種基本味之一，主要與碳水化合物有關(guān)。從天然糖到人工甜味劑，所有的甜味物質(zhì)都可以被第一味覺受體家族的TIR2-T1R3異質(zhì)二聚體(TAS1Rs)識(shí)別，它是一種G蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs)，只有三個(gè)成員—T1R1, T1R2和T1R3。這三個(gè)受體參與異二聚體中味覺信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，其中T1R1-T1R3負(fù)責(zé)鮮味信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。甜信號(hào)傳導(dǎo)有兩種途徑，由環(huán)磷酸腺苷(cAMP)和肌醇1,4,5-三磷酸(IP3)介導(dǎo)。前者主要負(fù)責(zé)天然甜味物質(zhì)，如蔗糖。后者負(fù)責(zé)處理人工甜味劑，如阿斯巴甜。當(dāng)天然糖與T1R2-T1R3相互作用時(shí)，Gs蛋白的活化會(huì)刺激腺苷酸酯酶(AC)， AC催化ATP產(chǎn)生cAMP。隨后，cAMP可以作用于cnmp門控通道，導(dǎo)致陽離子的涌入。另一方面，cAMP激活蛋白激酶A (PKA)，導(dǎo)致K +通道的磷酸化。這兩種都能引起味覺細(xì)胞膜的去極化，導(dǎo)致Ca2+的內(nèi)流和神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。當(dāng)人工甜味劑與異源二聚體結(jié)合時(shí)，Gq蛋白的激活會(huì)導(dǎo)致Gqα和Gqβγ的分離，從而激活磷脂酶Cβ2 (PLCβ2)將水解磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)轉(zhuǎn)化為二酰基甘油(DAG)和IP3。然后IP3會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)Ca2+的釋放，引起去極化。苦味和鮮味信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑與甜味類似，只是在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)開始時(shí)，受刺激的G蛋白有所不同。大約一個(gè)世紀(jì)前，鮮味作為人類的第五種基本味被發(fā)現(xiàn)，并由日本化學(xué)教授Kikunae Ikeda命名。Kikunae Ikeda從日本海帶中分離出主要的味覺物質(zhì)，得到了單一成分谷氨酸，并將其命名為“umami”?，F(xiàn)在主要指味精的味道(MSG)，但還有許多其他物質(zhì)也嘗起來鮮味，包括組成蛋白質(zhì)的20種天然氨基酸、鳥苷一磷酸(GMP)、肌苷一磷酸(IMP)以及各種鮮味肽。由于代謝型谷氨酸受體、離子型受體和第一味受體家族等多種相關(guān)受體的不一致，鮮味信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究至今還不完全清楚。taste - mglu4首先在大鼠的味蕾中被發(fā)現(xiàn)，并被證明是一種鮮味的味覺受體。mglu4與鮮味配體相互作用，激活磷酸二酯酶(PDE)并降低cAMP水平。然而，科學(xué)家們的觀點(diǎn)并不統(tǒng)一。一些人認(rèn)為，單磷酸環(huán)核苷酸(cNMP)會(huì)抑制Ca2+通道，而camp的下降會(huì)間接削弱這一步驟，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+的釋放。也有一些研究表明cAMP通過調(diào)控camp依賴的PKA的激活，促進(jìn)了細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平的提高。有人鑒定出T1R1-T1R3四聚體是另一種具有功能的鮮味感受器。到目前為止，大量的研究已經(jīng)證實(shí)了這一點(diǎn)，而且這個(gè)受體似乎比上面提到的那個(gè)更廣泛。T1R1-T1R3能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)鮮味化合物產(chǎn)生反應(yīng)，包括氨基酸、肽和核苷酸。信號(hào)通路由T1R1-T1R3配體結(jié)合引起Gβ3γ13的激活啟動(dòng)，后續(xù)步驟與前面提到的IP3介導(dǎo)的sweet信號(hào)通路相同。 （二）甜味和鮮味物質(zhì)關(guān)于茶的甜味的文章不多主要是測(cè)定了碳水化合物的濃度。甜的化合物，包括葡萄糖，蔗糖，果糖，l -絲氨酸，l -丙氨酸，甘氨酸，l -鳥氨酸，l -脯氨酸和紅茶中含有-蘇氨酸。然而，甜味化合物的濃度非常低，它們的劑量超閾值(Dot)因子都低于0.1。這表明這些甜味化合物可能不是影響茶湯典型味道的主要因素。已有研究表明，綠茶中大約70%的鮮味強(qiáng)度與氨基酸有關(guān)，特別是l -谷氨酸。同樣的,茶氨酸、琥珀酸、沒食子酸和茶甾醇被認(rèn)為是抹茶中增鮮的化合物。茶氨酸占綠茶總氨基酸的50%以上，被認(rèn)為是影響茶沖泡鮮味的關(guān)鍵因素。此外，味精還被用來評(píng)價(jià)抹茶樣品的鮮味強(qiáng)度。T1R1和T1R3鮮味受體可與l -茶氨酸結(jié)合，IMP可強(qiáng)烈增強(qiáng)其結(jié)合反應(yīng)（三）茶湯的回甘回甘主要是在苦味或澀味之后感受到的，通常是一個(gè)積極的術(shù)語。兒茶素與烏龍茶的回甘有關(guān)。在之前的研究中，我們發(fā)現(xiàn)用單寧酶水解沒食子兒茶素，或者增加簡單兒茶素，可以改善綠茶沖泡的回甘。沒食子酸鈉和沒食子酸也被發(fā)現(xiàn)是造成綠茶沖泡甜味的原因?；馗实膹?qiáng)度隨著(EGC)和(EC)的摩爾濃度的增加而增加，而非沒食子兒茶素的回甘也受到其他味覺物質(zhì)的影響，如EGCG、咖啡因和茶氨酸。有人研究了“口腔”摩擦學(xué)的唾液-茶混合物，并發(fā)現(xiàn)回甘感知之間的摩擦系數(shù)高度正相關(guān)。雖然我們認(rèn)為本研究中的摩擦系數(shù)可能與兒茶素的澀味更相關(guān)，但它為相關(guān)領(lǐng)域的研究者提供了一個(gè)新的視角。 ?三、苦味和澀味（一）苦味受體苦味是哺乳動(dòng)物為了避免攝入自然界有毒物質(zhì)而進(jìn)化而來的一種重要的防御機(jī)制。人們普遍認(rèn)為，苦味是由第二味覺受體家族調(diào)節(jié)的(TAS2Rs)也屬于G蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs)家族，已在哺乳動(dòng)物和嚙齒動(dòng)物中廣泛發(fā)現(xiàn)。首次報(bào)道的人類和小鼠的T2Rs基因組，其中有7個(gè)跨膜片段作為其他G蛋白偶聯(lián)受體。人類的TAS2Rs有25種亞型，老鼠中有35種?？辔陡惺芷髦饕谖队X感受器細(xì)胞中表達(dá)(TRCs)暴露于味蕾孔，主要聚集在舌表面和上顎上皮周圍的蕈狀、葉狀和環(huán)狀乳頭狀。盡管如此，在口腔以外的組織中也發(fā)現(xiàn)了少量的受體，比如鼻腔，小腸，氣道平滑肌，甚至在中樞神經(jīng)系統(tǒng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，TAS2Rs不僅在味覺方面發(fā)揮著重要作用，在其他生理活動(dòng)方面也發(fā)揮著重要作用。苦味是由苦味激動(dòng)劑與TAS2Rs的特異性相互作用引起的，可以激活TAS2Rs并引起其結(jié)構(gòu)變化，TAS2Rs是一種雜三聚體，由Gαgustducin, β3 and γ13單元組成，Gαgustducin在被激活后會(huì)與其他兩個(gè)亞基分離，然后，β3γ13的二聚體可以激活PLCβ2，催化PIP2水解成2 s信使，IP3and DAG，其中IP3可以特異性結(jié)合細(xì)胞膜上的Ca2+通道，使其釋放儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)的Ca2+到細(xì)胞質(zhì)中，細(xì)胞質(zhì)中Ca2+的升高可導(dǎo)致膜去極化，促進(jìn)神經(jīng)遞質(zhì)釋放，而神經(jīng)遞質(zhì)在向大腦發(fā)送信號(hào)中起作用。苦味感知機(jī)制復(fù)雜(見圖2)，其中一個(gè)苦味受體可以識(shí)別多種苦味物質(zhì)，一個(gè)苦味激動(dòng)劑也可以同時(shí)激活多個(gè)苦味受體。到目前為止，一些常見的TAS2Rs在天然/合成激動(dòng)劑和拮抗劑中得到了較為全面的研究。事實(shí)上，人的苦味感受器hTAS2R39可以被EC， (ECG)， EGC和EGCG所識(shí)別。在小鼠苦味感受器中，ECG可以激活五種TAS2Rs和TAS2R125對(duì)兒茶素的反應(yīng)最強(qiáng). 此外，EGCG和ECG也可以激活hTAS2R14。EC可以與3種不同的受體結(jié)合，包括hTAS2R4/5/39，而只有2 - hTAS2R5和hTAS2R39 -結(jié)合五谷糖(PGG)，一種水解單寧。另外，hTAS2R7/10/14/43和46對(duì)咖啡因敏感，(R)-citronellal能減弱咖啡因與hTAS2R43和htas2r46之間的反應(yīng)。此外，hTAS2R8和hTAS2R39對(duì)不同的苦味肽有響應(yīng)。不難發(fā)現(xiàn)，不同的苦味化合物可以刺激不同的25種hTAS2Rs組合。一個(gè)苦味數(shù)據(jù)庫(BitterBD)總結(jié)出超過1000個(gè)苦味分子，但是只有270個(gè)被報(bào)道與苦味受體(TAS2Rs)有關(guān)?？偟膩碚f，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，苦味的感知可能遠(yuǎn)不止是簡單的配體和受體機(jī)制，但還需要更多的研究來揭示其他機(jī)制。一個(gè)人對(duì)一種苦味物質(zhì)的接受可能與苦味飲料的攝入有因果關(guān)系。例如，咖啡因的感知強(qiáng)度越高，咖啡的消費(fèi)量就會(huì)增加，而茶則恰恰相反。 （二）澀的機(jī)制澀味是一種復(fù)雜的感覺，它可以由摩擦、干燥、拉伸、起皺等物理作用引起，也可以由三叉神經(jīng)的生理反應(yīng)引起。人們普遍認(rèn)為澀味不是一種味覺，而是一種通過觸覺系統(tǒng)感知的結(jié)構(gòu)特征。收斂性可以分為幾個(gè)子品質(zhì)，如粗糙感，干燥感，柔軟感和起皺感。到目前為止，主要通過人的感官對(duì)澀味進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，并具有一定的描述性的味道或感覺和數(shù)值閾值。典型的收斂性化合物，如單寧和生物堿，有許多苯基羥基，通過分子間力，疏水相互作用和氫鍵與唾液富含脯氨酸的蛋白質(zhì)結(jié)合。這些反應(yīng)可能會(huì)引起收斂，但也刺激唾液的分泌，然后彌補(bǔ)由誘導(dǎo)劑造成的潤滑損壞。因此，澀感是一種動(dòng)態(tài)機(jī)制，涉及唾液、味道劑和口感。許多生物化學(xué)、物理、光學(xué)、光譜工具已被應(yīng)用于研究收斂性化合物，但綜合方法尚未建立。以茶為例，一個(gè)獨(dú)特的假設(shè)是，通過SDS-PAGE或Western blotting分析蛋白質(zhì)-茶葉結(jié)合物可以解釋澀化的機(jī)制。一個(gè)有趣的理論是，蛋白質(zhì)-多酚混合物可以誘導(dǎo)收斂性或阻止收斂性化合物與口腔組織(神經(jīng))的相互作用。此外，有報(bào)道稱，來自粘膜薄膜的唾液可能介導(dǎo)單寧酸-唾液蛋白的相互作用，從而抑制澀味。一些不同的結(jié)果表明，茶多酚，特別是EGCG，降低了口腔組織的潤滑，和收斂強(qiáng)度平行，但不加沒食子基的兒茶素嘗起來也澀而不影響潤滑性能感官評(píng)價(jià)依賴于一些方法。時(shí)間-強(qiáng)度分析和定量描述分析是收斂性評(píng)價(jià)的兩種常用工具。基于質(zhì)譜的分析(液相色譜-質(zhì)譜，LC-MS)也用于探索與茶多酚澀味感知相關(guān)的靶向蛋白。雖然有許多方法來獲得收斂劑強(qiáng)度的定量數(shù)據(jù)，但一些收斂劑化合物沒有表現(xiàn)出這些特征。如EC和一些黃酮苷類有澀味，但幾乎不影響口腔表面膜。因此，我們認(rèn)為這種澀味至少可以分為兩種類型，一種是典型的單寧，它能破壞口腔黏膜或與唾液蛋白緊密結(jié)合，另一種可能不是依靠唾液的物理變化來產(chǎn)生澀味。?（三）苦味和澀味化合物羥基肉桂基化合物的味道。羥基肉桂基化合物是咖啡中主要的酚酸，但它們也存在于許多茶中。例如，綠茶中綠原酸的含量約為0.16% (w/w)。羥基肉桂基衍生物是咖啡中主要的酚類物質(zhì)，但焙燒過程可以顯著降低咖啡基奎寧酸的含量，其占綠咖啡干重的3-5%..另一方面，隨著綠原酸的降解，內(nèi)酯的含量增加。然而，內(nèi)酯含量的降解產(chǎn)生的綠原酸(咖啡基奎尼酸)解釋了這個(gè)過程的一小部分.生物反應(yīng)指導(dǎo)分離和純化是研究咖啡和茶的苦味或收斂性化合物的有效工具。在茶的生產(chǎn)過程中，焙烤也是改善或改變茶的風(fēng)味和口感的重要工藝。焙燒促進(jìn)了EGCG的異構(gòu)化和降解.雖然在焙燒過程中奎寧酸的乳糖化有所增強(qiáng)，但5-咖啡基奎寧酸的含量與5-咖啡基奎寧的含量相近. 因此，焙烤咖啡的苦味感可能并不完全是奎尼酸衍生物的含量引起的. 對(duì)咖啡酸進(jìn)行了熱反應(yīng)，研究了反應(yīng)產(chǎn)物的苦味。4-乙烯基鄰苯二酚二聚體和三聚體是與咖啡基奎酸衍生物閾值相近的苦味化合物. 咖啡基奎寧酸干燥也會(huì)產(chǎn)生主要由咖啡酸衍生的兒茶酚和4-乙基兒茶酚等低分子量化合物。在烘烤的可可豆中，n -苯丙基咖啡酸基氨基酸也被鑒定為收斂性化合物。它們的閾值與在烘焙咖啡或模型反應(yīng)介質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的其他咖啡酸衍生物相似，并受共軛氨基酸的影響。但是，這些化合物在可可中含量很高(見圖3)，但在咖啡和茶中含量較低。雖然5-Ocaffeoylquinic酸及其衍生物具有溫和的收斂性，但其感覺效價(jià)和時(shí)間強(qiáng)度與典型的收斂性化合物如葡萄單寧酸和單寧酸不同。綠原酸和其他奎尼酸衍生物也是各種茶中重要的口味化合物。特別是綠原酸等奎尼酸在泡茶過程中容易溶解，從而增強(qiáng)茶葉的酸度，影響其他多酚的品評(píng)過程。 Fig. 3. The transformation of O-caffeoylquinic acid during the roasting.黃酮苷的澀味。考慮到EGCG的主要濃度，它們的含量和綠茶茶湯的收斂強(qiáng)度之間的相關(guān)性被證明是有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的。EGCG和其他兒茶素具有皺縮澀味和苦味，不同于黃酮醇糖苷的口感干燥或天鵝絨般的澀味。研究者用活性引導(dǎo)法鑒別紅茶中的收斂性化合物。黃酮醇糖苷會(huì)給人一種天鵝絨般柔軟的口感，可能類似于咖啡中的咖啡因奎尼酸的溫和澀味。其中黃酮醇苷的收斂閾值遠(yuǎn)低于咖啡基奎寧酸。例如，來自同一研究團(tuán)隊(duì)的小組分析給出了槲皮素-的閾值為 0.65μmol / L, caffeoylquinide的閾值是在9.8-180μmol / L。結(jié)果表明，黃酮醇苷的澀味明顯強(qiáng)于caffeoylquinic酸衍生物。對(duì)葡萄酒的類似研究也表明，黃酮醇糖苷的味覺閾值低于表兒茶素和原花青素。甲氧基取代的黃酮醇糖苷也有澀味，但二羥基b環(huán)可能在收斂類型中起關(guān)鍵作用。（見表2）粗糙和起皺的收斂性在b環(huán)有二羥基的化合物中更為顯著，而在b環(huán)有一羥基或沒有羥基的化合物中，口感干燥的收斂性是最普遍的感覺。兒茶素對(duì)滋味的影響。除了茶湯中黃酮醇苷的澀味外，經(jīng)典觀點(diǎn)還認(rèn)為表兒茶素及其沒食子酸是茶尤其是綠茶中主要的澀味和澀味成分。茶多酚，尤其是不加簡單兒茶素，在感官評(píng)價(jià)中與苦味有關(guān)。通常，為了描述兒茶素的味道酯型兒茶素會(huì)與唾液蛋白結(jié)合，從而降低口液的潤滑。然而，多酚-蛋白復(fù)合物是否能用來表達(dá)多酚的收斂性仍然存在爭(zhēng)議。多酚類化合物產(chǎn)生蛋白質(zhì)濁度的能力與引起澀味的能力有關(guān)，但殘留在上清液中的未結(jié)合的黃酮醇也可能是澀味的原因之一。報(bào)道綠茶的苦味與EGCG和ECG的濃度高度相關(guān)，而澀味則與ECG和楊梅素的濃度有關(guān)3- o -半乳糖苷和槲皮素-3- o -蘆丁(rutin)。三羥化兒茶素和三羥化兒茶素的苦味閾值遠(yuǎn)低于EC，說明苦味可能與分子的結(jié)合力有關(guān)。一項(xiàng)感官研究表明，黃烷-3-醇的苦味強(qiáng)度，而不是澀味的最大強(qiáng)度，與它們的聚合程度相關(guān)，而連接鍵也是澀味強(qiáng)度的關(guān)鍵。該結(jié)構(gòu)還影響兒茶素的收斂強(qiáng)度，如(?)-(2R,3R)-表兒茶素可能比(+)-(2R,3S)-兒茶素更苦。原花青素，也稱為縮合單寧，是黃烷-3-醇的齊聚物或聚合物，包括(-)表兒茶素和(+)-兒茶素，由C4→C8或C4→C6鍵連接。原花青素的濃度、聚合度以及亞基組成都會(huì)影響紅酒的澀味，收斂性隨聚合物鏈的延長而增加，但僅根據(jù)其分子量來確定原花青素的收斂性是不夠的。有人發(fā)現(xiàn)葡萄酒原花青素與澀味的相關(guān)性，利用原花青素含量和單寧鏈中顯性亞基類型構(gòu)建澀味估計(jì)模型為評(píng)估葡萄酒成熟。通過體外激活TAS2Rs對(duì)不同多酚類化合物的苦味進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)hTAS2R5對(duì)原花青素三聚體的響應(yīng)濃度比(?)-表兒茶素劑量低100倍，表明原花青素三聚體的苦味強(qiáng)于EC (Soares, 2013)。 <a href="https://mp.weixin.qq.com/s/sISf7oBqnNEXxNXIHc_u5w" >查看原文</a> 原文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào),著作權(quán)歸作者所有