丁鳳嬌 袁雨薇 李元朝 林進龍 閆佳偉 李鵬春 金珊
摘要:為了探究室內(nèi)自然萎凋和室外日光萎凋美人茶酶促加工階段的香氣變化,采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)對美人茶酶促加工階段過程樣中收集的揮發(fā)物進行分析。利用正交偏最小二乘判別分析(Orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)方法篩選差異揮發(fā)物。結(jié)果表明,兩種萎凋方式的美人茶在加工過程不同階段的差異揮發(fā)物具有相似性,其中正己醇、反-2-己烯-1-醇、順-3-己烯-1-醇、香葉醇、異戊酸己酯、順-3-己烯醇丁酸酯、丁酸己酯、N-丁酸(反-2-己烯基)酯、芳樟醇氧化物-呋喃型、芳樟醇等隨著加工的進行,含量呈上升趨勢,是形成美人茶香氣品質(zhì)的前期物質(zhì)基礎;而2-己烯醛、(E)-2-己烯基-2-甲基丁酸酯、(E)-3-己烯基丁酸酯、己酸乙酯和乙酸葉醇酯等物質(zhì)含量隨著加工的進行不斷下降。揮發(fā)物測定結(jié)果表明,兩種萎凋方式美人茶加工階段的揮發(fā)性成分種類差別不大,主要是含量存在差別,多數(shù)揮發(fā)性成分含量在室外日光萎凋美人茶中更豐富。本研究旨在探討美人茶在酶促加工階段的香氣變化規(guī)律,以期為美人茶的加工工藝優(yōu)化提供理論依據(jù),提高美人茶的風味品質(zhì)和經(jīng)濟價值。
關鍵詞:美人茶;酶促加工;氣相色譜-質(zhì)譜法;香氣;萎凋方式
中圖分類號:S571.1?????????????????? 文獻標識碼:A???????????????? 文章編號:1000-369X(2024)03-469-14
The Aroma Change of the Enzymatic Processing Stage of Beauty Tea in Different Withering Methods
DING Fengjiao1, YUAN Yuwei1, LI Yuanchao1, LIN Jinlong1, YAN Jiawei1,
LI Pengchun2, JIN Shan1*
1. College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;
2. Fujian Jiangshan Beauty Tea Industry Co., Ltd., Datian 366100, China
Abstract: To investigate the aroma changes between the natural withering indoors and sunlight withering outdoors during the enzymatic processing stage of beauty tea, the volatiles collected in the process samples of beauty tea during the enzymatic processing stage were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Orthogonal partial least squares-discriminant analysis (OPLS-DA) was used to screen for differential volatiles. The results show that the differential volatiles of beauty teas from the two withering methods were similar at different stages of processing, in which the contents of N-hexanol, trans-2-hexen-1-ol, cis-3-hexen-1-ol, geraniol, hexyl isovalerate, cis-3-hexenyl butyrate, hexyl butyrate, N-butyrate (trans-2-hexenyl) ester, linalool oxy-furan-type, and linalool increased with the processing, which was the material basis for the formation of the aroma quality of Beauty Tea. While the contents of 2-hexenal, (E)-2-hexenyl-2-methylbutyrate, (E)-3-hex-enyl butyrate, ethyl caproate, and ethyl acetate-leaf alcohol ester declined continuously with the processing. The results of volatile determination show that there was no significant difference in the types of volatile components in the processing stage of beauty tea between the two withering methods, but mainly in the content, and most of the volatile components were more abundant in the outdoor sunlight withering beauty tea. This study aimed to explore the aroma changing rule of beauty tea during the enzymatic processing stage, in order to provide a theoretical basis for the optimization of beauty tea processing technology, and to improve the flavor quality and economic value of beauty tea.
Keywords: beauty tea, enzymatic processing, gas chromatography-mass spectrometry, aroma, withering methods
美人茶是一種特色烏龍茶,以其馥郁芬芳的果蜜香、花蜜香和醇厚甘爽的滋味深受大眾喜愛[1]。中國臺灣是美人茶的發(fā)源地,福建大田是美人茶的主產(chǎn)區(qū)。大田美人茶及福建省其他地區(qū)美人茶是借鑒臺灣東方美人茶的加工工藝并根據(jù)當?shù)氐闹撇杞?jīng)驗發(fā)展而來的,已成為福建省的特色重要產(chǎn)業(yè),對于推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展起著重要的作用[2]。美人茶特殊的風味品質(zhì)不僅與鮮葉原料有關[3-4],也與加工工藝密切相關[5-6]。
美人茶的加工工藝包括萎凋、做青、發(fā)酵、殺青、回軟、揉捻和干燥。其中,萎凋、做青和發(fā)酵是酶促加工階段,也是美人茶品質(zhì)形成較為關鍵的3個工序。茶葉中香氣物質(zhì)主要以游離態(tài)和糖苷結(jié)合態(tài)形式存在,經(jīng)過加工過程中失水和機械損傷作用,結(jié)合態(tài)的香氣物質(zhì)轉(zhuǎn)變成游離態(tài),使得成品茶香氣比鮮葉更豐富[7-8]。相較于其他茶類,烏龍茶加工工藝比較復雜,而較長時間的酶促加工和由輕到重的做青方式,使得烏龍茶葉片細胞的完整度能保持更長的時間,同時細胞活性持續(xù)時間長,從而使酶促反應充分進行。相比于傳統(tǒng)烏龍茶,美人茶發(fā)酵時間更長,是發(fā)酵最重的烏龍茶,這也使得美人茶的酶促反應更加充分。做青是形成烏龍茶滋味品質(zhì)最關鍵的工序[9],也是美人茶加工的關鍵工藝,輕做青、重發(fā)酵是美人茶的加工特點[10]。
香氣是影響茶葉感官特征和經(jīng)濟價值的重要品質(zhì)之一,烏龍茶的揮發(fā)性化合物主要是在加工過程中形成,且各個工藝對烏龍茶的香氣特征有不同的影響[11]。前期的酶促加工階段可以為茶葉香氣形成打下良好的基礎。研究表明,具有花香和果香香氣特征的揮發(fā)性成分主要在萎凋和做青過程中產(chǎn)生[12]。做青是最為復雜和繁瑣的工藝,包括搖青和靜置兩個環(huán)節(jié)[13]。美人茶一般要進行4次輕做青,期間包括3次靜置,前3次手工做青在美人茶的加工工藝上也叫浪青,僅用手將茶葉進行翻拌,力度逐次加重,翻拌次數(shù)逐次增多;第四次做青采用滾筒做青。目前美人茶的制作大部分依靠制茶師傅的經(jīng)驗判斷,看青做青,技術要求較強,極大地限制了美人茶的產(chǎn)能。加工階段的香氣物質(zhì),可以作為一個判定依據(jù),為美人茶的加工提供參考。
目前對于美人茶酶促加工階段的香氣研究鮮有報道。本研究以室內(nèi)自然萎凋和室外日光萎凋的金萱茶樹鮮葉為材料,對美人茶萎凋、做青和發(fā)酵3個工序中茶葉揮發(fā)物進行鑒定與分析,以期揭示酶促加工階段美人茶的香氣變化,明確不同階段關鍵的香氣物質(zhì),為解析美人茶品質(zhì)形成以及指導美人茶生產(chǎn)實踐提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與試劑
試驗材料選自福建省大田縣江山美人茶業(yè)有限公司的生態(tài)茶園,于2023年4月采摘金萱品種一芽二葉鮮葉原料進行加工,取室內(nèi)自然萎凋和室外日光萎凋的鮮葉、萎凋葉、第一次做青葉、第一次靜置葉、第二次做青葉、第二次靜置葉、第三次做青葉、第三次靜置葉、第四次做青葉、發(fā)酵葉中的揮發(fā)物,用于后續(xù)GC-MS分析,同時測定酶促過程樣的含水率。以鮮葉作為對照,探究酶促加工過程中香氣物質(zhì)的變化以及香型的改變。具體樣品信息見表1。
二氯甲烷(HPLC級)購自上海麥克林生化科技有限公司,癸酸乙酯、C8~C20正構(gòu)烷烴購自西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司。
1.2 儀器與設備
水分測定儀,揚州艾科瑞德儀器儀表有限公司;GC-MS(GC System 7890B-MSD 5977B)、DB-5MS UI毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),美國Agilent公司;氣體采樣儀(QC-1B),上海嘉寶儀器有限公司;活性炭,滄州化學試劑有限公司。
1.3 試驗方法
1.3.1 美人茶殺青前的加工工藝流程
依據(jù)傳統(tǒng)美人茶的加工方式,選擇金萱品種,采用室內(nèi)自然萎凋和室外日光萎凋兩種萎凋方式。具體的加工工藝:鮮葉→室內(nèi)自然萎凋(20 h)/室外日光萎凋(6 h)→第一次做青(手工浪青15 s)→第一次靜置(1~1.5 h)→第二次做青(手工浪青30 s)→第二次靜置(1~1.5 h)→第三次做青(手工浪青50 s)→第三次靜置(1~1.5 h)→第四次做青(滾筒搖青45 min,轉(zhuǎn)速4 r·s-1)→發(fā)酵(4 h)。
1.3.2 美人茶加工過程樣中揮發(fā)物的收集
收集不同萎凋方式的鮮葉、萎凋葉、第一次做青葉、第一次靜置葉、第二次做青葉、第二次靜置葉、第三次做青葉、第三次靜置葉、第四次做青葉以及發(fā)酵葉等19個過程樣的揮發(fā)物進行香氣成分分析。揮發(fā)物的收集采用僅“拉”式動態(tài)頂空收集法,參考借鑒蔡曉明[14]收集揮發(fā)物的方法,每次稱取15 g茶葉加工過程樣用于揮發(fā)物收集,進行3次重復。收集方法如圖1所示,利用氣體采樣儀(QC-1B),經(jīng)活性炭(使用前120 ℃烘箱老化2 h)凈化后的空氣持續(xù)通入茶葉加工過程樣所處的玻璃管內(nèi),流經(jīng)茶樣的潔凈空氣攜帶其釋放的揮發(fā)物被吸入裝有35 mg Super-Q吸附劑(80~100目)的玻璃吸附管中(氣體流量800 mL·min-1)。揮發(fā)物收集時間持續(xù)30 min,茶葉揮發(fā)物樣品收集
完成后,立即用500 μL色譜級CH2Cl2分3次(200 μL、200 μL、100 μL)淋洗至裝有內(nèi)襯管的1.5 mL進樣瓶(安捷倫)中,并加入癸酸乙酯作為內(nèi)標。
1.3.3 美人茶揮發(fā)物的測定
采用GC System 7890B-MSD 5977B氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀分析揮發(fā)物組分。無分流進樣,進樣量1 μL。色譜柱為HP-5MS UI毛細管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)。起始柱溫為45 ℃,保持2 min,然后5 ℃·min-1升至210 ℃,再以25 ℃·min-1升至240 ℃,保持10 min。載氣為氦氣(99.999%),流速1.2 mL·min-1。質(zhì)譜為EI離子源,轟擊電壓為70 eV,掃描頻率為每秒2.4次,檢測器溫度為230 ℃。
具體定性和定量方法參考Zeng等[15]方法。定性:將檢測到的物質(zhì)與NIST 20譜庫進行對比篩選(匹配度>70),在相同質(zhì)譜條件下結(jié)合C5~C20的正構(gòu)烷烴質(zhì)譜,計算各化合物的保留指數(shù)(RI),然后在NIST Chemistry WebBook上對比相同色譜柱型號和質(zhì)譜條件的化合物保留指數(shù)(誤差<10)。香氣物質(zhì)成分定量:使用內(nèi)標法定量,化合物含量=(加入癸酸乙酯的量×化合物峰面積)/癸酸乙酯峰面積。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
利用Excel對原始數(shù)據(jù)進行初步的整理和分析,剔除譜庫檢索小于70、與保留指數(shù)相差10以上的物質(zhì);選擇SIMCA 14對香氣數(shù)據(jù)進行正交偏最小二乘估計分析(Orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA),計算變量投影重要性(Variable importance in projection,VIP)值,一般認為VIP值大于1的物質(zhì)為該判別模型的差異物質(zhì);并結(jié)合SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析,篩選差異揮發(fā)性物質(zhì);采用TBtools軟件繪制熱圖。
2 結(jié)果與分析
2.1 美人茶酶促加工階段揮發(fā)物的變化
2.1.1 室內(nèi)自然萎凋揮發(fā)物的變化
室內(nèi)自然萎凋美人茶在所有過程樣中初步鑒定出123個揮發(fā)性化合物,包括34個酯類、31個醇類、23個烷烴類、6個烯烴類、11個醛類、6個酮類,以及12個其他類,其中醇類、酯類和醛類是主要的揮發(fā)性物質(zhì)。如圖2所示,醇類、酯類和酮類物質(zhì)的含量隨著美人茶加工進程不斷增加,尤其是在發(fā)酵過后,含量急劇上升;醛類物質(zhì)的含量則呈現(xiàn)出先升后降的趨勢,在第三次做青葉中的含量最高,隨后下降;烷烴類和烯烴類物質(zhì)變化不大,波動較小。IWT-ZQ3和IWT-F是香氣總含量的兩個高峰階段,IWT-F的含量最高,總體香
氣含量呈現(xiàn)做青葉中高,靜置葉中低,符合美人茶酶促加工階段的香氣散發(fā)規(guī)律。
2.1.2 室外日光萎凋揮發(fā)物的變化
室外日光萎凋美人茶在整個酶促加工階段初步鑒定出123個揮發(fā)性物質(zhì),包括31個醇類物質(zhì)、9個醛類物質(zhì)、33個酯類物質(zhì)、8個烯烴類物質(zhì)、25個烷烴類物質(zhì)、6個酮類物質(zhì),以及11個其他類物質(zhì)。如圖2所示,醇類、酯類及酮類物質(zhì)隨著加工的進行呈上升趨勢,而醛類物質(zhì)先升高后降低,在第三次做青葉中達到峰值;在第二次靜置葉之后,酯類和醛類物質(zhì)的含量在靜置葉中降低,在做青葉中升高。這是因為做青持續(xù)的機械損傷造成了更多的傷口,讓更多結(jié)合態(tài)的揮發(fā)性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為游離態(tài),使得香氣物質(zhì)更加豐富,而靜置是一個相對長時間的過程,有利于促進香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和香型的改變。烯烴類物質(zhì)先升后降,在萎凋葉中到達峰值,其后開始下降;烷烴類物質(zhì)含量變化不大。
2.1.3 不同萎凋方式揮發(fā)物對比分析
對比兩種萎凋方式美人茶,結(jié)果發(fā)現(xiàn),室內(nèi)自然萎凋美人茶和室外日光萎凋美人茶都以醇類、酯類和醛類物質(zhì)為主,且在酶促加工階段,尤其是第一次做青以后,這3類物質(zhì)總體是波動上升,在做青葉中上升,靜置葉中下降,最后,醇類和酯類物質(zhì),在發(fā)酵葉中急速上升,而醛類物質(zhì)呈現(xiàn)相反的趨勢。對酶促加工樣品中收集到的揮發(fā)物進行定量分析,篩選各樣品最主要的揮發(fā)性物質(zhì)(圖3),主要包括2-己烯醛、正己醇、反-2-己烯醇、順-3-己烯-1-醇、(E)-2-己烯基-2-甲基丁酸酯、順-3-己烯醇丁酸酯、香葉醇、異戊醇、丁酸己酯、正己醛、N-丁酸(反-2-己烯基)酯、芳樟醇氧化物-呋喃型、芳樟醇。以上物質(zhì)在兩種萎凋方式美人茶酶促加工中的變化趨勢基本一致,其中2-己烯醛、正己醇、反-2-己烯-1-醇、順-3-己烯-1-醇的含量隨著加工進行先升后降,在酶促加工中期含量最高;(E)-2-己烯基-2-甲基丁酸酯含量隨著酶促加工進行逐漸下降,在發(fā)酵葉中最低;順-3-己烯醇丁酸脂、香葉醇、異戊醇、丁酸己酯、正己醛、N-丁酸(反-2-己烯基)酯、芳樟醇氧化物-呋喃型、芳樟醇等物質(zhì)含量隨著酶促加工進行逐漸增加。相比于室外日光萎凋,香葉醇、順-3-己烯-1-醇、異戊醇、芳樟醇氧化物-呋喃型、丁酸己酯、順-3-己烯醇丁酸酯和(E)-2-己烯基-2-甲基丁酸酯等
揮發(fā)性物質(zhì)含量較高,而2-己烯醛、正己醇、芳樟醇、反-2-己烯-1-醇是室外日光萎凋中含量較高的物質(zhì)。
2.2 美人茶酶促加工階段差異揮發(fā)物分析
2.2.1 室內(nèi)自然萎凋差異揮發(fā)物分析
利用OPLS-DA對揮發(fā)性物質(zhì)的含量進行統(tǒng)計分析,如圖4A所示,鮮葉、萎凋葉、做青葉、靜置葉和發(fā)酵葉等過程樣中的揮發(fā)物存在明顯差異,圖中樣品的分布和聚集都十分有規(guī)律,相近的加工過程樣聚在一起,發(fā)酵葉與其他加工茶樣距離最遠,單獨聚集在第3象限,說明其揮發(fā)物與其他樣品相比變化差異大。圖4B結(jié)果顯示,Q2回歸線與縱坐標交點小于0,表明OPLS-DA模型驗證有效,數(shù)據(jù)具有可分析性。VIP值大于1的差異揮發(fā)性物質(zhì)有23個,對其進行聚熱圖分析,結(jié)果顯示(圖4C),大部分果香、花香型和青草香型的差異揮發(fā)性物質(zhì)的含量隨著酶促加工的進行不斷上升,尤其是在發(fā)酵之后,包括正己醇、反-2-己烯-1-醇、順-3-己烯醇丁酸酯、異戊酸己酯、丁酸己酯、香葉醇、芳樟醇、芳樟醇氧化物-呋喃型、順-3-己烯-1-醇、正己醛等;橙花醇、(E)-3-己烯基丁酸酯的含量隨著酶促加工的進程不斷下降;而青氣物質(zhì)2-己烯醛和(E)-2-己烯基-2-甲基丁酸酯呈現(xiàn)先升后降趨勢,尤其是含量最豐富的2-己烯醛在IWT-ZQ3中含量最高,而在發(fā)酵后含量急劇下降,說明隨著酶促反應的進行,香氣的內(nèi)含物質(zhì)在不斷發(fā)生變化,青臭氣等不愉悅香氣物質(zhì)不斷降低和轉(zhuǎn)化,花香果香型的物質(zhì)不斷生成,為成品茶的香氣品質(zhì)奠定了良好的基礎。
2.2.2 室外日光萎凋差異揮發(fā)物分析
對室外日光萎凋制成的美人茶中初步鑒定的123個揮發(fā)性物質(zhì)進行OPLS-DA分析(圖5A),結(jié)果表明,酶促階段的初期加工包括鮮葉、萎凋葉和第一次做青葉,主要聚集在第一和第四象限,而后續(xù)的做青葉以及靜置葉樣品主要聚集在第二象限和第三象限,發(fā)酵葉與其他樣品距離最遠。這個分布情況符合美人茶加工順序且200次排列測試結(jié)果也表明該模型可靠,數(shù)據(jù)具有可分析性(圖5B),說明這123個物質(zhì)是引起酶促反應階段各個加工過程樣品產(chǎn)生差異的主要物質(zhì),也是酶促反應過程中造成香氣變化的主要原因。通過計算VIP值,共篩選出31個差異揮發(fā)物,對其進
行顯著性分析(表2),結(jié)果發(fā)現(xiàn),第三次做青葉和發(fā)酵葉是揮發(fā)性物質(zhì)含量變化最明顯的兩個加工過程。在OWT-ZQ3中的2-己烯醛和3-己烯醛的香氣含量顯著高于其他加工過程樣,這可能是因為OWT-ZQ3是手工做青中機械損傷最重的環(huán)節(jié),更多的青草氣物質(zhì)通過傷口釋放出來,使其含量上升。在OWT-F中,正己醇、異戊酸己酯、芳樟醇氧化物-呋喃型、香葉醇、芳樟醇、2-戊酮、丁酸己酯、異戊醇以及順-芳樟醇氧化物這9個物質(zhì)相對含量顯著高于其他過程樣,這些物質(zhì)大多呈現(xiàn)花果香,說明發(fā)酵使得香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化更加徹底,造成了香型的變化,促進了成品茶香氣的逐步形成。此外,大部分的差異揮發(fā)性物質(zhì)含量都隨著加工進程呈現(xiàn)上升趨勢,尤其是第二次做青后的工序,所產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)與前期加工樣品有顯著差異。
2.2.3 不同萎凋方式差異揮發(fā)物對比分析
為了探究不同萎凋方式酶促加工過程中的關鍵差異揮發(fā)物,闡明不同萎凋方式對酶促加工過程中香氣變化的影響,對室內(nèi)萎凋葉(IWT-W)和室外萎凋葉(OWT-W)室內(nèi)萎凋做青葉(IWT-ZQ)和室外萎凋做青葉(OWT-ZQ)室內(nèi)萎凋靜置葉(IWT-JZ)和室外萎凋靜置葉(OWT-JZ),以及室內(nèi)萎凋發(fā)酵葉(IWT-F)和室外萎凋發(fā)酵葉(OWT-F)中檢測出的揮發(fā)性物質(zhì)分別進行OPLS-DA分析,在各個比較組中分別篩選出14、18、13、18種差異揮發(fā)物(VIP>1),具體含量變化見圖6。
在萎凋樣品的比較組中(圖6A),IWT-W中2-己烯醛、香葉醇、正十一烷等含量較高,而OWT-W中正己醇、反-2-己烯-1-醇、順-3-己烯-1-醇、芳樟醇等醇類物質(zhì),丁酸乙酯、己酸乙酯等酯類物質(zhì)以及1-十二烯等含量較高。
美人茶的做青工序分為搖青和靜置,因此進一步分別對這兩個加工過程樣的揮發(fā)性物質(zhì)進行分析。結(jié)果表明(圖6B),IWT-ZQ1中2-己烯醛、芳樟醇氧化物-呋喃型、香葉醇、正十一烷、順-芳樟醇氧化物、(E)-3-己烯基丁
酸酯等物質(zhì)含量較高,OWT-ZQ1中1-十二烯和己酸乙酯等含量較高,與萎凋葉的比較結(jié)果存在一定的相似性。而從第二次做青開始,除少數(shù)幾個差異物質(zhì)在不同萎凋方式搖青樣品中存在差異,其余大部分的揮發(fā)性物質(zhì)含量相差不大,且大部分的揮發(fā)性物質(zhì)在室外日光萎凋樣品組中含量更高??赡苁且驗槭彝馕虿扇×硕唐诘娜展馕?,茶鮮葉受到更多的脅迫,因此猜測內(nèi)含物質(zhì)變化更劇烈,代謝物質(zhì)積累更多。
在靜置樣品組中(圖6C),大部分揮發(fā)性物質(zhì)含量在兩種萎凋方式美人茶中差異不顯著。發(fā)酵是美人茶酶促加工的最后一步,由圖6D可知,發(fā)酵葉中有12個差異揮發(fā)性物質(zhì),在兩種萎凋方式的發(fā)酵葉中含量都較高,主要是正己醇、順-3-己烯-1-醇、反-2-己烯-1-醇、芳樟醇等醇類物質(zhì),順-3-己烯醇丁酸酯、丁酸己酯、N-丁酸(反-2-己烯基)酯等酯類物質(zhì)以及醛類物質(zhì)2-己烯醛。相比于OWT-F,3-十五烷酮在IWT-F中含量更高。而在OWT-F中,十八烷腈、十七烷-2-醇、1,2-苯二羧酸1-丁基2-(8-甲基壬基)酯、鯨蠟醇等5個差異揮發(fā)性物質(zhì)含量更豐富。綜上所述,大多數(shù)差異揮發(fā)物是花果香型物質(zhì),在室內(nèi)萎凋樣品中總體偏果香型,而室外萎凋樣品中的揮發(fā)物涉及的香型種類更多,有花香、果香、甜香和酒香等。
3 討論
酶促加工階段是香氣變化最復雜的階段,也是香氣物質(zhì)變化最活躍的階段,香氣物質(zhì)種類和含量的變化共同促進了茶葉香氣品質(zhì)的形成。萎凋、做青和發(fā)酵對茶葉香氣品質(zhì)的形成十分關鍵,Lin等[16]研究了紅茶搖青和萎凋工藝對茶葉香氣品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)先搖青后萎凋的茶葉果香更明顯,而先萎凋后搖青的茶葉花香更明顯;鐘興剛等[17]研究了不同萎凋和發(fā)酵處理對紅茶品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)偏重萎凋結(jié)合6~8 h發(fā)酵有助于制成花蜜香濃郁、茶湯紅濃明亮、滋味濃醇的優(yōu)質(zhì)紅茶。闡明美人茶酶促加工階段的香型變化及相關關鍵揮發(fā)性物質(zhì),能夠為美人茶酶促加工階段的優(yōu)化提供理論支撐。
3.1 美人茶酶促反應階段的香型變化
烏龍茶的香氣成分豐富,花果香顯著[18]。酶促加工和非酶促加工階段是形成茶葉香氣的兩個階段[19],本研究主要分析了酶促反應階段美人茶香氣變化。做青是烏龍茶香氣形成的關鍵工序,是形成烏龍茶花果香的基礎,烏龍茶做青初期茶葉呈現(xiàn)的主要是青草氣,而后轉(zhuǎn)變?yōu)榛ㄏ?、果香,說明青草氣氣味屬性是烏龍茶的香氣基礎,而花香和果香是其香氣特征[20-21]。美人茶從鮮葉、萎凋葉、第一次做青葉、第一次靜置葉及第二次做青葉基本是以散發(fā)青草氣為主,第二次做青是美人茶香氣變化的分界點,前后加工樣的變化比較明顯。有可能是因為做青過程中茶葉不斷摩擦和機械損傷,以及不斷失水,使得代謝產(chǎn)物與酶充分接觸和反應,從而形成了豐富的香氣。糖苷結(jié)合揮發(fā)物水解是茶葉加工過程中香氣變化的主要原因[22],但是烏龍茶有一些特殊,研究發(fā)現(xiàn),有些糖苷結(jié)合揮發(fā)物,例如順-3-己烯-1-醇,隨著加工的進行含量不斷升高,這也導致β-糖苷酶含量的上升[23]。在本研究中,美人茶的酶促反應階段,順-3-己烯-1-醇表現(xiàn)出相似的變化趨勢。美人茶加工時間較長,香型變化緩慢,可能是這種獨特的加工方式,讓其內(nèi)含物質(zhì)發(fā)生了緩慢轉(zhuǎn)化,從而成就了美人茶獨特的蜜香。
3.2 關鍵差異揮發(fā)物含量的變化
IWT和OWT的差異揮發(fā)物具有相似性,其中具有青果香的2-己烯醛,以及具有花果香的正己醇和反-2-己烯-1-醇是酶促反應階段主要的揮發(fā)性成分。在本研究中,2-己烯醛在酶促反應階段呈現(xiàn)先升后降趨勢,尤其發(fā)酵之后,其含量急劇下降,這與歐陽明秋等[24]研究結(jié)果相似,隨著加工的深入,2-己烯醛呈波動下降趨勢。這也說明發(fā)酵使得物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化,從而促成香型變化。研究發(fā)現(xiàn),正己醇是烏龍茶呈嫩葉清爽性香氣的主要因素[25]。反-2-己烯-1-醇呈現(xiàn)濃郁的果香,隨著錦橙果實的成熟而增加[26],也是茶葉香氣中的常見揮發(fā)性物質(zhì)[27]。在本研究中,隨著加工的不斷深入,正己醇的含量呈上升趨勢,尤其是在發(fā)酵過程樣中,顯著增加。在室內(nèi)萎凋和室外萎茶樣的共同揮發(fā)物中,第二類主要的差異揮發(fā)性物質(zhì)包括異戊酸己酯、香葉醇、芳樟醇氧化物-呋喃型、芳樟醇、順-3-己烯醇丁酸酯等花果香型物質(zhì),以及正己醛和異戊醇等清香型物質(zhì),這些物質(zhì)含量隨著酶促反應的進行不斷增加。異戊酸己酯呈果香,在紅茶加工過程中含量顯著增加[28]。具有典型玫瑰花香的香葉醇、花果香型的芳樟醇和芳樟醇氧化物-呋喃型等物質(zhì)都隨著加工的不斷深入,含量持續(xù)增加,這3個物質(zhì)在各個茶類的香氣品質(zhì)形成中發(fā)揮著重要作用[29-30],也是茶葉中廣泛報道的有利于茶葉香氣品質(zhì)形成的重要揮發(fā)性物質(zhì)。正己醛是美人茶酶促反應階段中含量先緩慢上升而后下降的物質(zhì),有學者在桑葉綠茶中發(fā)現(xiàn),正己醛與綠茶香氣中的豆腥味有關[31],是正山小種中的主要揮發(fā)性物質(zhì)之一[32]。異戊醇含量在美人茶發(fā)酵過程中上升明顯,這可能與發(fā)酵悶熱的環(huán)境有關,董榮建[33]認為平陽黃湯悶黃中出現(xiàn)水悶氣可能與異戊醇有關。而異戊醇也是栗香型綠茶中的主要活性香氣化合物,對于綠茶香氣形成有積極作用[34]。
2-己烯醛、正己醇、反-2-己烯-1-醇、異戊酸己酯、香葉醇、芳樟醇氧化物-呋喃型、芳樟醇、順-3-己烯醇丁酸酯、正己醛和異戊醇是美人茶酶促加工階段關鍵的揮發(fā)性物質(zhì),其含量的變化為后續(xù)美人茶的成茶品質(zhì)奠定了堅實的香氣物質(zhì)基礎。
3.3 不同萎凋方式美人茶揮發(fā)性物質(zhì)分析
萎凋方式的不同也會影響茶葉中的香氣物質(zhì),室內(nèi)自然萎凋和室外日光萎凋是目前烏龍茶加工中最常見的兩種方式。本研究分析不同萎凋方式下酶促加工階段的揮發(fā)性物質(zhì),發(fā)現(xiàn)兩種萎凋方式美人茶揮發(fā)性成分種類差別不大,主要是含量存在差別,多數(shù)揮發(fā)性成分含量在室外日光萎凋美人茶中更豐富。香氣成分種類及其含量的綜合作用,可能是形成不同萎凋方式美人茶香型差異的重要因素。朱晨等[35]對比分析室內(nèi)萎凋和日光萎凋葉發(fā)現(xiàn),日光萎凋處理對形成烏龍茶高花果香和低苦澀味的品質(zhì)起到了積極作用。Wang等[36]利用紫外線B改善烏龍茶香氣品質(zhì),生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烏龍茶,發(fā)現(xiàn)紫外線B能有效提升芳樟醇氧化物等花果香物質(zhì)含量,其效果與日光萎凋相似。Ding等[37]分析了室內(nèi)自然萎凋和室外日光萎凋美人茶的代謝組和轉(zhuǎn)錄組,發(fā)現(xiàn)苯丙氨酸合成通路是受萎凋工藝影響的關鍵通路,而苯丙氨酸是許多香氣物質(zhì)的前體物質(zhì),對于成品茶香氣具有重要作用;感官審評結(jié)果發(fā)現(xiàn),室內(nèi)萎凋方式制成的美人茶滋味醇爽,較醇厚,果蜜香顯,室外萎凋制成的美人茶滋味濃醇較甘爽,花蜜香顯,這些香氣品質(zhì)與本研究結(jié)果較為一致。
4 結(jié)論
本研究對不同萎凋方式下美人茶酶促加工階段的揮發(fā)性物質(zhì)和香氣變化規(guī)律進行了分析,初步揭示了酶促加工階段的一些關鍵揮發(fā)性物質(zhì),表明酶促加工階段是一個青氣退散,花果香顯露的階段。研究發(fā)現(xiàn),2-己烯醛、(E)-2-己烯基-2-甲基丁酸酯、(E)-己-3-烯基丁酸酯等青氣物質(zhì)的含量在加工過程中呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢,而異戊酸己酯、香葉醇、芳樟醇氧化物-呋喃型、芳樟醇、順-3-己烯醇丁酸酯、正己醛和異戊醇等花果香物質(zhì)呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢;室內(nèi)萎凋美人茶總體偏果香,室外萎凋美人茶香型更豐富,呈現(xiàn)花香、果香和甜香等,研究結(jié)果可為闡明美人茶酶促加工階段的香型變化提供依據(jù)。
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