陳麗，葉玉龍，王春燕，閆敬娜，童華榮

(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400715)

香氣作為茶葉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，它的形成途徑有4條[1]，(1)糖苷類香氣前體水解釋放出萜烯醇、芳香醇和脂肪醇類揮發(fā)性苷元；(2)氨基酸參與美拉德反應(yīng)生成吡咯、吡嗪、呋喃等香氣物質(zhì)；(3)脂肪酸及其氧化降解生成小分子酮、醛、酸類香氣化合物；(4)類胡蘿卜素發(fā)生一系列酶促氧化形成β-大馬烯酮(β-damascenone)、β-紫羅蘭酮(β-ionone)等或非酶促氧化降解形成橙花叔醇(nerolidol)、α-法呢烯(α-farnesene)等。由類胡蘿卜素降解產(chǎn)生的香氣物質(zhì)占到成品茶香氣總量的4.3%～46.5%[2],是茶葉香氣的重要組成部分，含量因茶類和提取檢測(cè)方法不同而異。

類胡蘿卜素是四萜類化合物，由2分子含20個(gè)碳原子的雙香葉基雙磷酸尾-尾連接化合成40個(gè)碳原子的基本結(jié)構(gòu)骨架，含很多共軛雙鍵，不同的類胡蘿卜素都是在此基礎(chǔ)上衍生而來(lái)。細(xì)菌中也有30個(gè)碳原子的類胡蘿卜素[3]。茶葉中的類胡蘿卜素存在于葉綠體和有色體中[4]。目前已發(fā)現(xiàn)的自然界中的類胡蘿卜素有700余種，茶葉中已發(fā)現(xiàn)38種[5-6]，占茶葉干重的0.032%～0.125%[7]，可分為胡蘿卜素類(carotenes)(不含氧的C、H化合物)和葉黃素類(xanthophylls)(含氧的羥基、羰基、甲氧基及環(huán)氧衍生物)。胡蘿卜素包括α-胡蘿卜素(α-carotene)、β-胡蘿卜素(β-carotene)、番茄紅素(lycopene)、六氫番茄紅素(phytofluene)等，其中β-胡蘿卜素達(dá)到90%以上。葉黃素類包括黃體素(lutein)、隱黃素(cryptoxanthin)、玉米黃素(zeaxanthin)、新黃素(neoxanthin)等,其中黃體素達(dá)到82%以上[8]。類胡蘿卜素不但作為色素影響干茶和葉底的色澤，還可在光合作用中起到光保護(hù)作用[9]，同時(shí)還參與茶葉香氣的形成，對(duì)茶葉品質(zhì)具有重要貢獻(xiàn)。本文將從以下3個(gè)方面對(duì)茶葉中的類胡蘿卜素及其香氣衍生物進(jìn)行綜述，(1)類胡蘿卜素氧化降解為揮發(fā)性香氣物質(zhì)的機(jī)理；(2)類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物定性定量的方法；(3)茶樹(shù)品種、栽培環(huán)境、加工工藝等對(duì)類胡蘿卜素含量及其氧化降解途徑的影響。

1 類胡蘿卜素降解機(jī)理

茶葉中類胡蘿卜素氧化降解成揮發(fā)性香氣物質(zhì)有2條途徑，即生物降解途徑(酶促氧化)和物理降解途徑(光氧化、熱裂解)，主要有直接氧化裂解和先形成羰基化的中間產(chǎn)物后再水解2種方式,降解產(chǎn)物以C9-C13的異戊二烯香氣物質(zhì)為主[9],結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖1。尤其是C13類的降解產(chǎn)物在水溶液中有很低的閾值和特殊的香味，是茶葉必不可少的香氣物質(zhì)，如β-紫羅蘭酮(木香、紫羅蘭香，0.007 μg/L)，β-大馬烯酮(玫瑰花香、熟蘋(píng)果香，0.002 μg/L)[10]。

1.1 酶促氧化

類胡蘿卜素的酶促氧化有3條途徑，羥化酶途徑(β-carotenehydroxylase，BCH)形成脫落酸(abscissic acid，ABA)；動(dòng)物體內(nèi)氧化酶途徑(β-carotene-15,15’-oxygenase，BCO)形成維生素A(avitamin A)；雙加氧酶裂解途徑(carotenoid cleavage dioxygenases，CCD)，其中，CCD途徑對(duì)茶葉香氣起重要作用。該途徑形成脫輔基類胡蘿卜素，部分脫輔(圖1)基類胡蘿卜素參與茶葉香氣的組成。對(duì)酶促氧化起關(guān)鍵作用的CCD酶類是一類高度異構(gòu)的多烯鏈氧化酶家族，它們需要非血紅鐵作為協(xié)助因子[11]。目前在植物中發(fā)現(xiàn)的CCD酶有CCD1、CCD4、CCD7、CCD8等[12]。如CCD1可以催化多種類胡蘿卜素在C9-C10/C9′-C10′雙鍵位置對(duì)稱降解而生成C13衍生物如β-紫羅蘭酮、茶羅烯酮(theaspirone，甜花香、干果香)等，也可催化番茄紅素的C5-C6雙鍵斷裂，形成6-甲基-5-庚烯-3-酮(6-methyl-5-heptene-3-ketone)，或者裂解C7-C8雙鍵形成香葉醛(geranial)[13]。類胡蘿卜素通常是在CCDs的作用下降解為初級(jí)氧化產(chǎn)物，隨后進(jìn)一步酶促轉(zhuǎn)化形成非揮發(fā)的香氣前體，最后酸解釋放出揮發(fā)性的香氣物質(zhì)[14]。除了CCDs外，脂肪氧化酶(lipoxygenase，LOX)也參與了類胡蘿卜素的降解，能高效催化類胡蘿卜素雙鍵斷裂[15]。此外，在植物中存在非特異性的過(guò)氧化物酶能在酸性條件下催化類胡蘿卜素降解形成香氣物質(zhì)[16]，但在茶葉中未見(jiàn)報(bào)道。

圖1 類胡蘿卜素降解產(chǎn)生的主要香氣物質(zhì)Fig.1 Major aroma components produced by degradation of carotenoids

類胡蘿卜素的酶促氧化反應(yīng)主要發(fā)生在茶葉加工的發(fā)酵過(guò)程中，據(jù)SANDERSON等的研究報(bào)道，發(fā)酵的第1小時(shí)，類胡蘿卜素會(huì)減少40%～60%[17]。類胡蘿卜素酶促氧化的順序是β-胡蘿卜素>玉米黃素>黃體素[1]。整個(gè)酶促氧化的過(guò)程依賴黃烷醇的氧化產(chǎn)物黃烷琨(flavanols quinones)作為類胡蘿卜素降解的氧化劑，所以，黃烷醇的氧化與類胡蘿卜素的降解有顯著的相關(guān)性[18]。但無(wú)論是類胡蘿卜素的含量還是多酚的含量，與揮發(fā)性香氣成分的含量之間都沒(méi)有簡(jiǎn)單的線性關(guān)系[6]。

β-大馬烯酮和β-紫羅蘭酮是2個(gè)典型的類胡蘿卜氧化降解產(chǎn)生的香氣物質(zhì)。β-大馬烯酮是紅茶茶湯中重要的香氣物質(zhì)，它由新黃素在雙加氧酶的作用下先斷裂C9與C10之間的雙鍵，生成蚱蜢酮(grasshopper ketone)，然后降解為丙二烯三醇(allenic triol)，最后在酸性條件下水解為β-大馬烯酮[19]。β-大馬烯酮也可以在酸環(huán)境下由新黃素?zé)崃呀庵苯拥玫絒20](圖2)。

圖2 β-大馬烯酮的形成原理Fig.2 Formation mechanism of β-damascenone

β-紫羅蘭酮是綠茶和紅茶重要的香氣物質(zhì)，它由β-胡蘿卜素在綠茶加工過(guò)程中熱裂解或紅茶發(fā)酵過(guò)程中通過(guò)酶促氧化降解得到[21]。此外，β-紫羅蘭酮可以進(jìn)一步氧化成5,6-環(huán)氧紫羅蘭酮(5,6-epoxy-β-ionone)，隨后形成飽和三醇(saturated triol)，再分子內(nèi)環(huán)化后氧化為二氫獼猴桃內(nèi)酯(dihydroactinidiolide)和茶螺烯酮，他們是紅茶的特征香氣物質(zhì)。茶葉中大部分的茶螺烯酮是由黃體素在發(fā)酵過(guò)程中酶促氧化而來(lái)[2]，但在龍井中也發(fā)現(xiàn)了茶螺烯酮[3]這可能是因?yàn)辇埦辞噙^(guò)程中CCDs等與類胡蘿卜素裂解有關(guān)的酶仍然保留有一定的活性(圖3)。

圖3 β-胡蘿卜素的氧化降解機(jī)理[22]Fig.3 Oxidation of β-carotene

1.2 非酶促氧化

類胡蘿卜素性質(zhì)不穩(wěn)定，容易在高溫和光照下發(fā)生熱裂解和光解[10]，茶葉中的類胡蘿卜素?zé)崃呀庵饕l(fā)生在蒸汽殺青、鍋炒殺青和干燥工序，光解主要發(fā)生在加工過(guò)程中的日光萎凋和曬干工序。

1.2.1 熱裂解

對(duì)類胡蘿卜素?zé)崃呀獾难芯恐饕性讦?胡蘿卜素上。KAWAKAMI[23]模仿鍋炒殺青將β-胡蘿卜素在180 ℃下加熱6 min；模仿蒸汽殺青分別在90、120、150 ℃蒸汽加熱90 s來(lái)檢測(cè)β-胡蘿卜素在2種加熱方式下的熱裂解產(chǎn)物，結(jié)果顯示，鍋炒殺青共產(chǎn)生10種類胡蘿卜素降解物，蒸汽殺青共產(chǎn)生40種。其中鍋炒殺青模式下甲苯(toluene)、β-紫羅蘭酮、5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭酮(5,6-epoxy-β-ionone)含量較高,蒸汽殺青下,3,3-二甲基-2,7-辛二酮(3,3-dimethyl-2,7-octanedione)、5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭酮(5,6-epoxy-β-ionone)、2-羥基-2,6,6-三甲基環(huán)己酮(2-hydroxy-2,6,6-trimethylcyclohexanone)所占比例大。蒸汽殺青比鍋炒殺青獲得了更多的β-類胡蘿卜素降解產(chǎn)物，說(shuō)明水分對(duì)于β-胡蘿卜素的氧化降解可能有重要作用。圖4為水相中β-胡蘿卜素?zé)峤到馔緩健?/p>

圖4 β-胡蘿卜素?zé)崃呀鈁24]Fig.4 Thermal decomposition of β-carotene注：虛線代表非單一路徑；實(shí)線代表單一路徑。

1.2.2 光解

由于胡蘿卜素上共軛雙鍵的存在，導(dǎo)致類胡蘿卜素很容易吸收光能發(fā)生氧化降解。如β-胡蘿卜素在紫外光下氧化降解過(guò)程與熱裂解大致相同，首先，β-類胡蘿卜素兩端的三甲基環(huán)己烯上雙鍵有位阻，先環(huán)氧化，然后其他雙鍵環(huán)氧化，最后環(huán)氧化物裂解，產(chǎn)物有β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭酮、2-羥基-2,6,6-三甲基環(huán)己酮、3,3-二甲基-2,7-辛二酮等。純?chǔ)?胡蘿卜素和浸水的β-胡蘿卜素同時(shí)放在光下24 h，同時(shí)把純?chǔ)?胡蘿卜素放在黑暗中做空白對(duì)照，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組的β-胡蘿卜素降解產(chǎn)物在光處理下都大量增多，其中浸水的β-胡蘿卜素的降解產(chǎn)物是無(wú)水處理的2倍[2]，說(shuō)明水在類胡蘿卜素的光氧化中也起著非常重要的作用。

六氫番茄紅素(phytofluene)光氧化可得到橙花叔醇(nerolidol)和香葉基丙酮(geranylacetone)，橙花叔醇進(jìn)一步脫水生成α-法尼醇(α-farnesene)[1]。

圖5 六氫番茄紅素光解Fig.5 Photo-oxidation of phytofluene

類胡蘿卜素自動(dòng)氧化屬于低溫下的熱裂解，自動(dòng)氧化時(shí)類胡蘿卜素的多個(gè)雙鍵位置同時(shí)斷裂[25]，但因在低溫下降解慢、耗時(shí)長(zhǎng)，所以相關(guān)研究較少。

2 類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物的定性定量方法

類胡蘿卜素有重要的醫(yī)用和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，如類胡蘿卜素在人體內(nèi)降解產(chǎn)生的維生素A在視循環(huán)中有重要的作用，β-紫羅蘭酮可抑制癌細(xì)胞、降血脂等功能[9]。近年來(lái)對(duì)植物、細(xì)菌等多個(gè)物種的類胡蘿卜素展開(kāi)了大量研究。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物因?qū)Σ枞~品質(zhì)有巨大的貢獻(xiàn)而受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物的研究方法越來(lái)越成熟。

2.1 類胡蘿卜素定性定量研究方法

類胡蘿卜素是一類極性不同的脂溶性混合物，通常用極性不同的混合有機(jī)溶劑對(duì)茶葉中的類胡蘿卜素進(jìn)行浸提。吉宏武等[26]用已烷∶丙酮∶乙醇∶甲苯(10∶7∶6∶7)作為提取劑，提取效果較好。此外還有酶反應(yīng)法，微波輔助提取、超聲波輔助提取等，它們都會(huì)破壞植物組織或細(xì)胞壁、細(xì)胞膜，從而使類胡蘿卜素與溶劑更容易接觸。翟婷婷等[27]用超聲輔助提取普洱茶中的類胡蘿卜素，研究表明，丙酮-甲醇(7∶2)作為提取溶劑，料液比1∶6，超聲時(shí)間為120 s，靜置提取時(shí)間為32.6 min，提取溫度為51.4 ℃時(shí)普洱茶中類胡蘿卜素提取率最高。楊麗飛等[28]用微波輔助提取茶葉中葉黃素證實(shí)了此法有提取率高、節(jié)省溶劑等特點(diǎn)。

類胡蘿卜素的共軛雙鍵不穩(wěn)定，操作過(guò)程應(yīng)盡量避免熱、光、氧和酸。有研究比較了-20 ℃的冰丙酮和90 ℃的熱水提取類胡蘿卜素，發(fā)現(xiàn)熱水提取的類胡蘿卜素含量極低[5]；李全順[29]在避光下提取龍井中的β-類胡蘿卜素為45.5 mg/g，而見(jiàn)光為36.25 mg/g。堿性條件下類胡蘿卜素較穩(wěn)定,皂化處理是類胡蘿卜素提取工藝中的常用步驟。皂化可以去除葉綠素和油脂[8]，也可以破壞樣品的組織細(xì)胞，提高類胡蘿卜素的提取率。與C18小柱制備比較，皂化制備法的相對(duì)提取率為100%,而C18小柱只有69.89%[26]。

早期類胡蘿卜素的分離檢測(cè)多采用柱色譜-分光光度法及薄層色譜掃描定量法。分光光度法定量欠精確，薄層色譜法用混合溶劑作展開(kāi)劑，經(jīng)單波長(zhǎng)掃描定量，較前者有所改善,但很難在較短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量大量樣品[26]。HPLC法是一種集分離與檢測(cè)于一體的技術(shù)，目前在茶葉中類胡蘿卜素的分析檢測(cè)中最為常用。SUZUKYI等[5]用HPLC共檢測(cè)38種類胡蘿卜素，主要集中在430 nm處，其中14種已被定性。李曉麗等[30]建立了基于拉曼光譜檢測(cè)茶葉中類胡蘿卜素總量的方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉無(wú)損、快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)，在田間有著重要的應(yīng)用前景。

2.2 類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的定性定量方法

茶葉揮發(fā)性化合物用不同的方法提取后一般都采用GC、GC-MS進(jìn)行分離測(cè)定。類胡蘿卜素降解產(chǎn)生的香氣大部分沸點(diǎn)較高，不適用吸附提??；類胡蘿卜素遇熱不穩(wěn)定，在蒸餾法提取的過(guò)程中會(huì)繼續(xù)降解產(chǎn)生香氣，影響試驗(yàn)結(jié)果；所以類胡蘿卜素降解產(chǎn)物的提取一般采用溶劑萃取法。

KAWAKAMI等[31-32]比較了發(fā)酵萃取法(brewed extraction)和同步蒸餾萃取法(simultaneous distillation extraction,SDE)提取茶葉中的類胡蘿卜素降解產(chǎn)生的香氣物質(zhì)，無(wú)論是炒青綠茶、紅茶還是烏龍茶，發(fā)酵萃取法都有很高的二氫獼猴桃內(nèi)酯，茶螺烯酮也較SDE法多，但除這2種之外均表現(xiàn)為SDE法較發(fā)酵萃取法高。其中SDE法檢測(cè)到烏龍茶中高達(dá)46.5%的橙花叔醇和2.6%的α-法尼醇，很明顯，二者是在提取過(guò)程中通過(guò)熱裂解產(chǎn)生。

此外近年來(lái)興起的溶劑輔助蒸餾萃取(solvent assisted flavor evaporation，SAFE)能在真空低溫下將色素、雜質(zhì)等難揮發(fā)性的物質(zhì)進(jìn)一步分離，得到易揮發(fā)的香氣物質(zhì)。整個(gè)操作過(guò)程避免了光、熱、氧的影響，且此法提取的香氣物質(zhì)中香葉基丙酮、藏花醛、β-紫羅蘭酮、橙花叔醇等類胡蘿卜素降解產(chǎn)物均被檢出[33]，表明SAFE法適用于茶葉類胡蘿卜素降解香氣成分的研究，但因國(guó)內(nèi)制造SAFE設(shè)備的技術(shù)還不太成熟、設(shè)備難以清洗等原因?qū)е麓朔椒ㄔ诓枞~香氣分離中的應(yīng)用較少。

3 不同因素對(duì)茶葉中類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物的影響

影響茶葉中類胡蘿卜素及其香氣衍生物含量的因素有很多，其中影響程度較大的有茶樹(shù)品種、葉片成熟度、茶樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境及制茶工藝。

3.1 不同茶樹(shù)品種中類胡蘿卜素的差異

不同茶樹(shù)品種中類胡蘿卜素的總量和組分都有一定的差異，有研究報(bào)道中國(guó)種的類胡蘿卜素總量為阿薩姆種的兩倍[7],中國(guó)西南、江南、華南3個(gè)產(chǎn)區(qū)的31個(gè)茶樹(shù)品種的類胡蘿卜的總量在干重324.8～528.8 μg/g[34]。多數(shù)研究結(jié)果中茶葉的黃體素含量比β-胡蘿卜素高，但有的研究結(jié)果卻相反[35]，這可能與樣品采摘季節(jié)不同有關(guān)。

特定環(huán)境下葉片變白或變黃的白化品種，其類胡蘿卜組分和含量與普通綠色品種的差異極其顯著。DU等[36]比較了大葉種云南大葉、小葉種龍井43、中葉種福鼎大白與白化品種小雪芽類胡蘿卜素的差異，結(jié)果表明，福鼎大白的β-胡蘿卜素，紫黃素和新葉黃素的含量較云南大葉和龍井43都高，黃體素含量都低，小雪芽的胡蘿卜素總量及各組分較三者都低，且未檢測(cè)到β-類胡蘿卜素。

白化品種分為低溫敏感型和光敏型。白色系的低溫敏感型，在春天20 ℃以下就會(huì)發(fā)生白化，有研究認(rèn)為低溫條件下與類胡蘿卜素合成有關(guān)的末端氧化酶(terminal oxidase，TOX)及堇黃素脫環(huán)氧化酶(violaxanthin de-epoxidase，VDE)的基因表達(dá)受到了抑制[4,36]，從而造成類胡蘿卜素含量下降。TOX有核色素基因和質(zhì)體基因2個(gè)來(lái)源，核色素TOX除了在葉綠體發(fā)育早期的作用外，還參與有色體中類胡蘿卜素的去飽和。VDE在葉黃素循環(huán)中催化堇黃素轉(zhuǎn)化為玉米黃素，低溫下該途徑受阻，而玉米黃質(zhì)環(huán)氧化酶(zeaxanthin epoxidase，ZEP)繼續(xù)催化玉米黃素向堇黃素轉(zhuǎn)化，因而玉米黃素含量降低，后續(xù)反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，對(duì)光破壞防御能力減弱，從而葉綠體遭到破壞無(wú)法積累。也有研究發(fā)現(xiàn),小雪芽白化葉片的VDE反而較綠色葉片中的高，這與質(zhì)體信號(hào)的負(fù)向調(diào)節(jié)有關(guān)，白化的質(zhì)體負(fù)向調(diào)節(jié)核基因編碼的VDE增多[6]。

黃色系的光敏型白化品種如黃金芽，在光照下的黃金芽的葉黃素循環(huán)受到抑制，導(dǎo)致類胡蘿卜素含量低于遮蔭樣品[36]。FENG等[37]檢測(cè)到在自然光下黃金芽的總類胡蘿卜素、β-隱黃質(zhì)、β-胡蘿卜素、紫黃素和黃體素含量比福鼎大白低，玉米黃素高。而李娜娜[38]研究表明，自然光照下的黃金芽類胡蘿卜素含量不受影響，甚至有紫黃質(zhì)、葉黃素和總類胡蘿卜素含量的增加。這可能是采樣季節(jié)不同導(dǎo)致的光照強(qiáng)度不同引起的。類胡蘿卜素含量高是因?yàn)榘藲浞鸭t素合成酶(phytoene synthase，PSY)、番茄紅素β-環(huán)化酶(lycopene β-cyclase，LCYB)、VDE和ZEP等的基因表達(dá)都維持較高的水平[6]。

3.2 茶樹(shù)葉片成熟度與生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)茶葉中類胡蘿卜素的影響

成熟度不同的茶鮮葉中類胡蘿卜素的含量有一定的差異，有研究表明[8]，類胡蘿卜素總量隨著茶樹(shù)葉片成熟度的增高而增高，而葉黃素與胡蘿卜素的比值卻有所下降，龍井43的第二葉黃體素的含量為干重92.3 mg/kg,而第三葉達(dá)到398.9 mg/kg[35]。這是因?yàn)殡S著葉片的成熟度增加，胡蘿卜素氧化成葉黃素的速度減慢，且此轉(zhuǎn)換過(guò)程受茶樹(shù)自身調(diào)控。也有研究報(bào)道[39]，茶葉類胡蘿卜素的總量隨著成熟度的增加先升高后降低，這與光合作用的速率有關(guān)，二、三葉光合速率高，類胡蘿卜素合成多，四葉進(jìn)入衰老階段，光合酶表達(dá)能力降低，光合色素含量降低。

此外不同的季節(jié)茶樹(shù)葉片中類胡蘿卜素含量差異較大，表現(xiàn)為夏季最高，春季最低，秋季介于二者之間[36]。夏天光照強(qiáng)烈，茶葉類胡蘿卜素增多以保護(hù)葉綠素不被強(qiáng)光破壞。因類胡蘿卜素可降解為揮發(fā)性香氣，所以含類胡蘿卜素高的夏秋茶具備加工為高香茶的潛能。雨季也因茶樹(shù)生長(zhǎng)代謝可利用的水多，使類胡蘿卜素含量高于旱季[40]。

遮蔭影響光照從而影響茶葉中色素的積累。日本的玉露茶除有遮蔭處理外，其余加工工序與煎茶相同，它的類胡蘿卜素共17種，黃體素和金黃素較煎茶少，但總量卻是成品茶中最高的，這說(shuō)明遮蔭有助于色素的積累[5]。這與劉曉瑞對(duì)白化黃金芽遮蔭處理結(jié)果一致[3]。

3.3 不同加工工藝對(duì)類胡蘿卜素及其降解產(chǎn)物的影響

茶葉加工過(guò)程中類胡蘿卜素的含量減少。一般情況下，烏龍茶因用成熟芽葉為原料，類胡蘿卜素含量最高；紅茶發(fā)酵引起類胡蘿卜素降解95%左右，含量最少；綠茶介于二者之間，較鮮葉減少80%以上[4]。

綠茶的殺青工藝使茶葉中的CCDs等與類胡蘿卜素降解有關(guān)的酶鈍化，但類胡蘿卜素對(duì)熱和光敏感，殺青、干燥工序使類胡蘿卜素?zé)崃呀猓瑫袂嗑G茶中的類胡蘿卜素也會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的光解。β-紫羅蘭酮、橙花叔醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯等類胡蘿卜素?zé)崃呀?、光解產(chǎn)物在綠茶中含量高[2]。紅茶在揉捻過(guò)程中細(xì)胞破壞，類胡蘿卜素與類胡蘿卜素氧化酶接觸，同時(shí)多酚與多酚氧化酶接觸生成黃烷琨催化類胡蘿卜素的氧化，在發(fā)酵中持續(xù)氧化，促進(jìn)類胡蘿卜素降解[18]，因此紅茶中類胡蘿卜素的降解比綠茶快且程度高。斯里蘭卡紅茶中只檢測(cè)到8種類胡蘿卜素且含量很低[5]。紅茶中二氫獼猴桃內(nèi)酯、茶螺烯酮等類胡蘿卜素酶促氧化產(chǎn)物含量高[41]。烏龍茶既有室內(nèi)萎凋、搖青或揉捻過(guò)程中的酶促氧化，也有日光萎凋時(shí)的光解，殺青、干燥時(shí)的熱裂解，所以烏龍茶含有所有綠茶和紅茶中類胡蘿卜素降解的香氣成分[2,42]。但是一些香氣成分因閾值高等原因不一定對(duì)茶葉的香味有貢獻(xiàn)，根據(jù)前人氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量技術(shù)(GC-O)的研究結(jié)果[43-46]，各類茶中活性香氣物質(zhì)如表1。

一些具有特殊加工工藝的茶，其類胡蘿卜素含量較同類茶有一定的差異。如日本煎茶類胡蘿卜素含量比黃山毛峰和龍井高出2倍，這可能跟鮮葉的成熟程度和加工工藝都有關(guān)系，日本煎茶使用的是相對(duì)較老的一芽三、四葉，蒸汽殺青10 s，而黃山毛峰和龍井的殺青時(shí)間在5 min以上[4]。抹茶是鮮葉蒸青后干燥、去葉脈磨粉得到的，未經(jīng)過(guò)揉捻，它的類胡蘿卜素含量和同樣經(jīng)過(guò)遮蔭處理的玉露茶相比，α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素高，其他都低[5]，造成這種差異的原因是揉捻還是磨粉或是其他工藝尚不明確。斯里蘭卡紅茶和祁門(mén)紅茶都是相對(duì)完整的葉片，而阿薩姆紅碎茶的破碎程度高，氧化反應(yīng)更加劇烈，類胡蘿卜素含量較前兩者低[4]，次級(jí)氧化產(chǎn)物如苯乙醛等醛類含 量較傳統(tǒng)紅茶高，使紅碎茶的香氣品質(zhì)下降[47]。日本富山紅茶[2]和中國(guó)普洱茶[5]的加工過(guò)程中有微生物的參與，在真菌、酶雙重發(fā)酵的作用下，類胡蘿卜素保留量較低。富士山紅茶發(fā)酵后又經(jīng)過(guò)2～3 d的曬干，此過(guò)程中類胡蘿卜素光解，產(chǎn)生了2,6,6-三甲基-2-羥基環(huán)己酮、β-檸檬醛、α-紫羅蘭酮等，儲(chǔ)藏1年后6-甲基-5-庚烯-2-酮(6-methyl-5-hepten-2-one)、6-甲基-(e)-5-庚烯-2-酮(6-methyl-(E)-5-hepten-2-one)、等明顯增多[2]。普洱茶的活性物質(zhì)有α-紫羅酮,二氫-β-紫羅酮,香葉基丙酮,β-紫羅酮[48]。武夷巖茶大紅袍因炭火長(zhǎng)時(shí)間烘焙，類胡蘿卜素?zé)崃呀獬潭雀?，僅剩鳳凰單叢的1/10[4]。日本的烘焙茶類胡蘿卜素也很少，僅含有7種[5]，均說(shuō)明了干燥對(duì)類胡蘿卜素有很大的影響。烘焙茶中一半的類胡蘿卜素都是順式，這可能是受加熱的影響，反式結(jié)構(gòu)的類胡蘿卜素轉(zhuǎn)化成了順式。

表1 各類茶中類胡蘿卜素降解產(chǎn)物Table 1 Degradation products of carotenoids in various types of tea

注：a表示這種化合物在茶葉中存在；b表示此化合物是茶葉中的活性香氣物質(zhì)。

類胡蘿卜素不同組分在加工過(guò)程中減少的量也不同，這取決于它們對(duì)溫度和氧環(huán)境的敏感程度。無(wú)論是在綠茶還是在紅茶中新黃素降解的最少，其次是β-胡蘿卜素，它們是干茶中殘留的主要的類胡蘿卜素，而紫黃素98%被降解[4]。

4 展望

類胡蘿卜素作為茶葉香氣前體之一，它在茶葉中的種類、含量及其降解方向和程度都極大的影響著茶葉的香氣品質(zhì)。目前在茶葉中已發(fā)現(xiàn)多種類胡蘿卜素，但部分結(jié)構(gòu)尚未明確，仍需進(jìn)一步運(yùn)用LC-MS結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)物比對(duì)、核磁共振等手段鑒定其結(jié)構(gòu)。參與茶葉中類胡蘿卜素合成、轉(zhuǎn)換、降解的酶的基因表達(dá)調(diào)控、作用機(jī)理尚不明確，如CCDs在擬南芥、番茄、煙草等多種植物中均有深入研究，而在茶葉中鮮見(jiàn)報(bào)道。在此方向的研究有利于實(shí)現(xiàn)操控底物類胡蘿卜素的濃度種類和酶的活性同時(shí)向著香氣生成的方向反應(yīng)。

茶葉中的類胡蘿卜素含量(干重平均375.2 μg/g)高于很多含有類胡蘿卜素的植物,如成熟柑橘(224.6 μg/g)、胡蘿卜(100.6 μg/g)等，因此，提取茶葉中的類胡蘿卜素用于醫(yī)用和食品添加是另一個(gè)重要的研究方向。

不同茶葉加工工藝對(duì)類胡蘿卜素降解的影響尚未明確。已有研究在模擬的加工條件下檢測(cè)類胡蘿卜素純物質(zhì)的降解產(chǎn)物，但茶葉加工過(guò)程中的生化反應(yīng)錯(cuò)綜復(fù)雜，且各反應(yīng)間存在一定的影響，這類的操作并不能真實(shí)反映出類胡蘿卜素的降解情況。切實(shí)可行的方法是在其他工藝條件都一致的情況下，單一改變某一道工藝來(lái)檢測(cè)該道工藝中類胡蘿卜素的降解產(chǎn)物，并進(jìn)一步推理驗(yàn)證引起類胡蘿卜素降解的原因和降解過(guò)程。

茶葉的香氣組成是個(gè)復(fù)雜的體系，對(duì)類胡蘿卜素與其降解產(chǎn)生的揮發(fā)性香氣之間的關(guān)系的探討，有利于系統(tǒng)分析把握香氣前體與香氣之間的關(guān)系，對(duì)于改善茶葉香氣品質(zhì)有著重要的意義。