王 奕,羅紅玉,袁林穎,吳 全,楊 娟,王 杰,張 瑩,鐘應(yīng)富,
(1.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,重慶 402160;2.重慶市茶葉工程技術(shù)研究中心,重慶 402160)
綠茶是我國第一大類茶,品類豐富,產(chǎn)量最大,因具有顯著的抗氧化、清除自由基等功效為廣大消費者所喜愛。綠茶根據(jù)干燥方式不同,又分為烘青、炒青、曬青綠茶。
干燥是茶葉加工的必經(jīng)環(huán)節(jié),影響著茶葉的最終品質(zhì)。干燥目的是為了散失水分,緊縮茶條,便于貯存,同時通過復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng),提升滋味和香氣[1]。而茶葉香氣是反映茶葉品質(zhì)優(yōu)劣的一個重要因素,是茶葉所含芳香物質(zhì)不同比例和閾值的綜合體現(xiàn)[2-3]。目前干燥方式對綠茶品質(zhì)的影響研究多體現(xiàn)在對茶葉感官品質(zhì)和理化成分的影響[4-6],也有研究分析了干燥對茶葉香氣成分的影響[7-9],但僅局限于干燥溫度或是干燥過程。由于曬青綠茶加工容易受到天氣制約、不利于工廠化加工、存在食品安全隱患,故曬青結(jié)合烘干的方式在生產(chǎn)中也得以應(yīng)用。項目組前期已經(jīng)研究分析了曬青結(jié)合烘干對夏茶原料加工的綠茶感官品質(zhì)、理化成分的影響[10],但就如何影響綠茶香氣成分尚不知曉。實驗通過分析比較不同的曬青、烘青組合對重慶綠茶香氣成分的影響,研究不同干燥方式重慶夏秋原料綠茶香氣成分的差異和共同點,以期進一步解釋曬青的重要性和必要性,為尋找更好的重慶沱茶加工用原料的干燥方式提供理論依據(jù)。
茶鮮葉 福鼎大白茶(Camellia sinensiscv.‘Fuding-dabaicha’)鮮葉1芽3、4葉,重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所提供;癸酸乙酯、二氯甲烷 色譜純,重慶永捷實驗儀器有限公司。
6CSF-100熱風(fēng)殺青機 四川省名山縣山峰茶機廠;6CR-65揉捻機 長沙湘豐茶葉機械制造有限公司;6CDH-100動態(tài)烘干機 四川省名山縣山峰茶機廠;6CHBZ-16鏈板烘干機 浙江珠峰機械有限公司;GC/MS-QP 2010 日本Shimadzu公司;頂空進樣瓶 上海安譜科學(xué)儀器有限公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS SPME纖維頭 美國Supelco公司;FA 1004電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。
1.2.1 工藝流程 鮮葉→攤放→殺青→初揉→二青→復(fù)揉→干燥。茶鮮葉于2018年7月19日采自重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所試驗茶園(北緯29°75′,東經(jīng)105°71′,海拔440 m),按照上述工藝流程加工綠茶,其中,攤放厚度5~8 cm、時間4 h,每隔2 h翻一次,采用熱風(fēng)殺青機,投葉量250~300 kg/h,溫度165 ℃,時間3~4 min,初揉60 kg/桶、40 r/min、輕—中—重—輕各揉6 min,采用動態(tài)烘干機烘二青,控制溫度為200~210 ℃,時間4 min,復(fù)揉方法同初揉,再進行不同方式干燥,詳見表1。
表1 干燥工藝參數(shù)Table 1 Parameters of different drying processes
1.2.2 香氣成分萃取方法 取4.67 μL癸酸乙酯于100 mL容量瓶中,用二氯甲烷定容到刻度,得濃度40 μg/mL的內(nèi)標。取2 g磨碎茶樣于15 mL頂空進樣瓶中,加5 mL沸水和10 μL內(nèi)標,平衡5 min,然后保持在65 ℃的環(huán)境下用SPME纖維頭萃取60 min。萃取結(jié)束后立刻插入GC/MS-QP 2010 的進樣口,在230 ℃溫度下解吸5 min后進行分離鑒定[11-12]。
1.2.3 GC-MS檢測方法 GC條件:進樣口溫度230 ℃;柱溫40 ℃,程序:起始溫度40 ℃,保持3 min;以6 ℃/min的速度升到100 ℃,保持2 min;以2 ℃/min的速度升到120 ℃,保持2 min;以6 ℃/min的速度升到180 ℃,保持2 min;最后以10 ℃/min的速度升到230 ℃,保持2 min。MS條件:MS離子源溫度230 ℃;離子源能量70 eV;質(zhì)譜掃描范圍40~400 m/z。
1.2.4 茶葉感官審評方法 采用茶葉感官審評方法(GB/T 23776-2018),由5名具有評茶資格的評茶員進行密碼審評,分別審評香氣和滋味,滿分各為100分。
1.2.5 風(fēng)味化合物的定性定量分析以及OAV測定
采用峰面積歸一化法進行定性定量分析,其計算公式如下:
化合物濃度(μg/L) = 化合物峰面積/內(nèi)標峰面積/茶湯提取體積(L) × 內(nèi)標質(zhì)量(μg);
OAV(odor activity value)為某香氣化合物質(zhì)量濃度與該物質(zhì)在水中的嗅覺閾值的比值,按下列公式計算[13]:
OAV = C/T
式中,C為該組分的質(zhì)量濃度,μg/L;T為該組分在水中的氣味閾值,μg/L。
所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2013、SPASS 17.0軟件進行單因素方差分析,測定結(jié)果以“平均數(shù)±標準差”表示;處理間平均值的比較用最小顯著差異法(LSD)。
由表2可知,6個茶樣共檢測到120種香氣,其中,醇類20種、醛類5種、酮類9種、酯類21種、烯類26種、酸類2種、芳香烴類9種、脂肪烴類22種、其他6種。共有成分20種,其中,主要香氣成分有正二十一烷(33.70~53.44 μg/L)、月桂烯(16.96~23.84 μg/L)、1-十六烯(3.76~8.42 μg/L)、己酸酐(3.80~8.15 μg/L)、羅勒烯異構(gòu)體混合物(2.99~6.08 μg/L)、β-環(huán)檸檬醛(2.27~4.65 μg/L)、β-紫羅酮(2.46~4.17 μg/L)、(E)-β-羅勒烯(1.07~3.72 μg/L)共8種。
表2 茶樣香氣化合物含量(μg/L)Table 2 The aroma compounds content in tea samples (μg/L)
續(xù)表2
在香氣成分差異上,各茶樣均檢測到不同的香氣成分。其中,1號樣檢測到丁位十二內(nèi)酯、硬脂酸乙烯酯、3-甲基-丁酸-1-乙基-1,5-二甲基-4-己烯酯、(Z)-1-(1-乙氧基乙氧基)-3-己烯、10,12-二十三聯(lián)炔酸共5種新的香氣成分。2號樣檢測到3,7-二甲基-6-辛烯-3-醇、3,7,11-三甲基-1,6,10-十二烷三烯-3-醇乙酸酯、十八酸乙酯、(E)-7,11-二甲基-3-亞甲基-1,6,10-十二碳三烯、香樹烯、水芹烯、β-波旁烯、長葉烯共8種新的香氣成分。3號樣檢測到3-芐氧基-1-丙醇、反式氧化芳樟醇、4-萜烯醇、綠花白千層醇、1-十五醇、苯甲醛、β-二氫紫羅蘭酮、威士忌內(nèi)酯、乙酸芳樟酯、鄰二甲苯、對二甲苯、反,反-4,4'-雙(4-正丙基環(huán)己基)-1,1'-聯(lián)苯、甲基磺酸酐共13種新的香氣成分,其中反式氧化芳樟醇含量較豐富為5.62 μg/L。4號樣檢測到2-苯基-2-戊醇、紅沒藥醇、視黃醛、1,3-二乙基-4-甲基苯共4種新的香氣成分。5號樣檢測到2-丙基-1-庚醇、β-大馬酮、4-(2,5,6,6-四甲基-2-環(huán)己烯-1-基)-3-丁烯-2-酮、辛酸辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、檜烯共6種新的香氣成分。6號樣檢測到9-十七酮、α-紫羅酮、D檸檬烯、4-對甲苯基丁酸共4種新的香氣成分。
1~4號樣檢測到豐富的芳樟醇(23.13~43.03 μg/L)以及正己酸乙烯酯(4.35~7.02 μg/L)。除4號茶樣外,其余茶樣還檢測到豐富的3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇甲酸酯(6.34~17.27 μg/L)。3~6號樣檢測到2種新的香氣成分即2-己基-1-癸醇、2-乙基丁酸烯丙酯。4、6號樣檢測到2-癸烯-1-醇。5、6號樣檢測到S-(Z)-3,7,11-三甲基-1,6,10-十二烷三烯-3-醇(橙花叔醇)。1、5號樣檢測到較多的四氫熏衣草醇,含量分別為1.89、6.22 μg/L。
芳樟醇為萜烯醇類,具有鈴蘭香。月桂烯具有清淡的香脂香氣。紫羅酮類化合物具有令人愉快的紫羅蘭香。醛類化合物大多是不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)物,通常具有甜香和花果香味[14]。1~4號樣芳樟醇含量豐富,尤其4號樣含量最高,而5~6號樣卻未檢測到芳樟醇,但檢測到橙花叔醇,這兩類醇類均屬于萜烯醇類,分析可能是由于曬青結(jié)合80 ℃烘干導(dǎo)致芳樟醇被氧化和糖苷類物質(zhì)被水解而生成了芳樟醇的氧化物及萜烯醇類物質(zhì)[15-16],同時萜苷類加熱水解釋放出游離萜類,萜烯類受熱而環(huán)化、脫水和異構(gòu)化,使萜烯醇種類和含量發(fā)生明顯變化[17]。2、3、4號樣月桂烯含量較高。4、6號樣β-紫羅酮含量較高,可能是與胡蘿卜素類物質(zhì)在較長時間的日曬過程中遇氧、熱、光而氧化降解有關(guān)[15]。4、5、6號茶樣的β-環(huán)檸檬醛含量較高,可能是因為在較長的日曬過程中,氨基酸和脂肪酸發(fā)生氧化降解,從而生成了更多的醛類香氣[14]。
由圖1可知,1~6號樣分別檢測到50、55、64、44、48、52種香氣成分。整體上,供試茶樣的烯類及脂肪烴類數(shù)量較多,其次是醇類和酯類,而酸類數(shù)量很少甚至未檢測到。
圖1 茶樣香氣種類數(shù)量Fig.1 The types and corresponding quantities of volatile components in tea samples
其中,3號茶樣含有最多種類的醇類(10種)、醛類(4種)、芳香烴類(8種)及脂肪烴類(12種)揮發(fā)成分。6號樣酮類最多為6種,其次為3號(5種)及5號(4種)。1、3號樣酯類最多均為10種,4號樣最少僅有4種。2號樣烯類最多為19種,其次為4號樣。僅1號及6號樣檢測到1種酸類。
由圖2可知,供試茶樣醇類、酯類、烯類、脂肪烴類香氣含量較高,酸類含量很少。6種供試茶樣揮發(fā)性成分總量由高到低依次為2、4、3、1、6、5號。2號香氣總含量最高達到190.24 μg/L,主要由烯類、脂肪烴及醇類組成,其占比分別為32.43%、23.96%及20.61%。4號供試樣以香氣總量182.57 μg/L排第二,其中含量占比較高的依次為烯類30.95%、醇類26.71%及脂肪烴類20.99%。
圖2 茶樣香氣含量Fig.2 The contents of volatile components in tea samples
6號樣酮類、酯類及脂肪烴類含量在所有茶樣中最高,含量分別為10.14、27.11 及63.99 μg/L。僅1號與6號樣檢測到極少量的酸類香氣,占比為2.18%與0.28%。各茶樣芳香烴類含量很少,且差異不大。5號樣的其他香氣含量最高為18.99 μg/L,占比13.05%。
以上結(jié)果表明,供試茶樣的醇類、烯類、酯類、脂肪烴類種類多,含量豐富,酸類種類少、含量低。曬青結(jié)合烘干可以明顯增加茶樣醇類種類,曬青3 h結(jié)合60 ℃烘干可明顯提高茶樣醇類含量。60 ℃烘干茶樣烯類種類和含量高于80 ℃烘干茶樣,無論60 ℃烘干,還是80 ℃烘干,曬青3 h茶樣烯類種類和含量高于曬青1 h茶樣,烯類屬于不飽和烴類,對茶葉香氣貢獻較大[18-19]??傮w來看60 ℃低溫烘干能保留更多的揮發(fā)性成分,而相同的烘干溫度下,揮發(fā)性成分總含量隨曬青時間延長呈現(xiàn)先降后升的趨勢。
由表3可知,與1、2號烘青茶樣相比,曬烘結(jié)合的3、4、5、6號茶樣香氣具有日曬味、滋味變澀,其中曬青結(jié)合60 ℃烘干茶樣顯清香、滋味更澀,曬青結(jié)合80 ℃烘干茶樣顯甜香、滋味較醇。曬青1 h結(jié)合80 ℃烘干的5號茶樣香氣得分顯著低于80 ℃烘干的1號茶樣(P<0.05),與60℃烘干的2號茶樣差異不顯著(P>0.05),其滋味與1、2號樣茶樣不顯著(P>0.05)。
表3 茶樣感官品質(zhì)Table 3 Sensory quality of tea samples
根據(jù)Guadagni香氣值理論[20]即茶葉香氣成分含量高且閾值低的成分很可能是茶葉的特征香氣或主體香氣成分。采用氣味活度值(OAV)來表征茶葉中香氣化合物對主體香氣成分的貢獻,當(dāng)OAV>1時,說明這種成分對茶葉香氣有貢獻[21],而當(dāng)OAV>10則可能對茶葉香氣類型有顯著影響[22]。
由表4可知,在所有茶樣中共檢測到7種香氣物質(zhì)OAV>1,主要以花香、甜香為主。其中β-紫羅酮、月桂烯是各茶樣共有的香氣物質(zhì),β-紫羅酮的OAV值在351.4~595.7之間,是OAV值最高的香氣物質(zhì),對茶樣香氣貢獻最大,這在其他綠茶香氣研究結(jié)果一致[23],可賦予茶樣甘甜的紫羅蘭香,其中4、6號茶樣OAV值排在前兩位。各茶樣月桂烯的OAV值均>1,對茶葉香氣具有較大的貢獻,可賦予茶樣清淡的香脂香氣。1、2、3、4號樣的芳樟醇OAV值均>1,可賦予茶樣鈴蘭香。1、3號樣的癸醛OAV值均>1,可賦予茶樣甜香。6號試樣的α-紫羅酮OAV值為3.7,同樣表現(xiàn)出甘甜的紫羅蘭香氣。僅3號試樣檢測出威士忌內(nèi)酯及乙酸芳樟酯的OAV值>1,可分別賦予該樣堅果香、甜香或佛手柑等花果香,尤其是威士忌內(nèi)酯OAV值高達110,對茶樣的堅果香貢獻極大。
表4 茶樣香氣化合物閾值及OAV值Table 4 The threshold and OAV of aroma compounds in tea samples
與感官審評結(jié)果比較,由于茶樣中含有豐富的β-紫羅酮,故所有茶樣均具有清甜香或甜香,與感官審評結(jié)果一致,但部分特殊的花果香或是堅果香并未表現(xiàn)出來,可能是被曬青產(chǎn)生的日曬味所掩蓋。
采用GC-MS對不同干燥方式的綠茶香氣進行分析,比較不同香氣的OAV值。結(jié)果表明,1~6號樣分別檢測到50、55、64、44、48、52種香氣成分,6個茶樣共檢測到120種香氣,主要為醇類、酯類、烯類、脂肪烴類。但不同干燥方式對供試茶樣的香氣組分有影響。60 ℃低溫烘干能保留更多的揮發(fā)性成分,而相同的烘干溫度下,揮發(fā)性成分總含量隨曬青時間延長呈現(xiàn)先降后升的趨勢。
與烘干比較,經(jīng)曬青結(jié)合烘干后的茶樣醇類種類增多,其中芳樟醇、反式氧化芳樟醇、4-萜烯醇、2-癸烯-1-醇、橙花叔醇等萜烯醇含量明顯升高,這與Zhu等[22]關(guān)于曬青綠茶的香氣成分研究基本一致。但曬青結(jié)合80 ℃烘干后,主要的萜烯醇類中的芳樟醇未檢測出。經(jīng)曬青結(jié)合烘干后的茶樣含有更多類似云南曬青綠茶的香氣化合物,如月桂烯、β-紫羅酮、β-環(huán)檸檬醛、D檸檬烯等香氣成分等,這與趙苗苗等[27]、金冬雙等[28]的研究結(jié)果相似。其中,經(jīng)3 h曬青結(jié)合60 ℃烘干后,茶樣新增了13種香氣物質(zhì),新增種類最多,其中反式氧化芳樟醇含量較豐富。
結(jié)合OAV值分析發(fā)現(xiàn),β-紫羅酮、月桂烯、壬醛、α-環(huán)檸檬醛、α-紫羅酮、D檸檬烯對茶樣香氣貢獻較大。由于茶樣中含有豐富的β-紫羅酮,故所有茶樣均具有清甜香或甜香,與感官審評結(jié)果一致,但部分特殊的花果香或是堅果香并未表現(xiàn)出來,可能是被曬青產(chǎn)生的日曬味所掩蓋。但檢測出的某些特有香氣成分如呈醚香、油脂和水果似香氣的2-乙基丁酸烯丙酯,呈木香的雪松烯、長葉烯等因缺少相關(guān)香氣閾值,無法判斷其對茶樣香氣的貢獻大小。