搖青工藝對“崇慶枇杷茶”加工紅茶的香氣品質(zhì)的影響

李慧，聶樅寧，熊丙全，唐茜，黃麗，杜曉，楊銥，彭玲莉，李謙

1(成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學院 休閑旅游學院，四川 成都，611130)2(四川農(nóng)業(yè)大學 園藝學院，四川 成都，611130)3(崇州市映象生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，四川 成都，611230)

崇慶枇杷茶[1]起源于四川省崇州市[2]，因其葉寬大酷似枇杷葉而得名，屬四川本地最重要的野生茶樹資源之一?，F(xiàn)崇州市境內(nèi)的茶樹鮮葉年產(chǎn)量約1 000 kg，采收鮮葉多用于加工紅茶，這與其鮮葉中含有特殊香氣物質(zhì)，經(jīng)“發(fā)酵”后易形成特殊品種香有關[3]。

目前“崇慶枇杷茶”紅茶主要采用四川傳統(tǒng)工夫紅茶的加工工序進行生產(chǎn)，然而由于其與四川中小葉種有較大品種差異，因此所制紅茶普遍香型混雜，未能充分發(fā)掘其品種香優(yōu)勢，且鮮有對其紅茶制作工藝和香氣品質(zhì)的相關研究報道。而近年來茶葉加工工藝改進的相關研究表明，將烏龍茶“搖青”工藝與紅茶[4-7]的工藝結合，能優(yōu)化所制紅茶的香氣品質(zhì)，這主要是由于“搖青”可提高紅茶“發(fā)酵”過程中鮮葉的糖苷類香氣前體物質(zhì)的水解酶[8](如β-葡萄糖苷酶)活性，豐富成品紅茶香氣組分組成[9]，增加香精油含量[10]，從而提升紅茶香氣品質(zhì)。

因此，本研究嘗試將“搖青”工藝引入到“崇慶枇杷茶”紅茶的加工工藝中，首先對不同搖青時長的成品“崇慶枇杷茶”紅茶進行香氣感官品質(zhì)評價，以整體判斷搖青工藝對香氣的改進效果；其次通過頂空固相微萃取聯(lián)用氣相色譜質(zhì)譜儀(headspace-solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS)檢測不同工藝處理的紅茶產(chǎn)品的香氣組分變化，并結合嗅閾值(odor threshold, OT)[11]與相對香氣活性值(relative odor activity value, ROAV)[12]評價各香氣組分的呈香特征及相對貢獻值大小，從而從食品風味學角度闡釋其香氣品質(zhì)特征。以上研究有助于闡明搖青工藝對崇慶枇杷茶紅茶的香氣物質(zhì)變化的影響，同時也可優(yōu)化當?shù)亍俺鐟c枇杷茶”紅茶的加工工藝，這對提升其制茶品質(zhì)具有實踐意義；同時本研究可進一步闡釋“崇慶枇杷茶”紅茶的香氣組分特征，這對充分挖掘崇慶枇杷茶的品種特征，豐富品種紅茶香氣理論具有理論價值。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 茶葉鮮葉原料

采摘時間為2019年5月；采摘地點為崇州市映象生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司野生喬木型茶園基地；采摘標準為當?shù)剡m齡投產(chǎn)崇慶枇杷茶品種(樹齡古樹50～80齡，喬木型)，正常生長的一芽一葉的鮮葉；同一天內(nèi)采摘試驗所需鮮葉原料40 kg，采后以10 kg/組分別編號為CK、CP1、CP2、CP3，及時置于萎凋槽，以備下一步加工處理。

1.1.2 儀器與設備

60型搖青機、AYX-6CRT-45B揉捻機，福建泉州；6CH-3鏈板式烘干機，浙江上洋；6CP-70型瓶炒機，四川名山；6890-5973氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國 Agilent；7694E頂空進樣器，HS-SPME用于提取芳香化合物，SPME纖維為50/30 μm DVB/CAR/PDMS，長度為1 cm(Sigma-Aldrich)，中國上海。

1.1.3 試驗試劑

用于相對保留指數(shù)定性分析的C5-C30正鏈烷烴標樣(混標)，上述標準品純度為色譜純，Sigma公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 茶葉鮮葉加工方法

以崇州市當?shù)夭鑿S傳統(tǒng)的崇慶枇杷茶紅茶初制工藝為對照(CK)，在此基礎上，在萎凋工序后引入青茶的搖青工序，共設計了3個不同搖青時間的梯度處理進行“崇慶枇杷茶”紅茶加工試驗，將其依次編號為CP1、CP2、CP3。結合前人的研究，高香型紅茶的加工搖青時間一般為20～60 min，因此設置搖青時間梯度為20、40、60 min，具體的工藝流程如表1表示。按照工藝流程進行紅茶加工，并將加工好的茶葉樣品用復合鋁袋封裝，貯藏于-5 ℃冷凍備用。

表1 “崇慶枇杷茶”加工紅茶的不同搖青工藝處理

1.2.2 茶葉香氣組分提取及檢測方法

采用HS-SPME-GC-MS技術，樣品的前處理及儀器的分析條件參照譚和平等[13]的方法。所得離子流質(zhì)譜圖經(jīng)NIST數(shù)據(jù)庫比對定性(匹配度>80)及相對保留指數(shù)(relative retention index, RI)定性，并采用峰面積歸一法計算各可揮發(fā)性有機物(volatile organic compounds,VOCs)相對百分含量。

1.2.3 香氣輪廓的定量感官評價法

評價小組的構建：評價小組由7名具有“高級評茶員”資質(zhì)的人員構成(年齡：25～37，3男4女)，測試前先經(jīng)3個月香氣單體嗅聞訓練直至可準確(正確率達80%以上)判別各香氣標準物的呈香特征及濃度，評分標準及標準物見表2。

香氣因子的篩選：結合感官審評結果、茶樣的香氣組分組成及食品風味學的相關研究[14-15]，由上述評價小組討論確定為：花香、果香、腥香、甜香-焦糖香、清香、烘烤香和木香7個香氣因子。

表2 紅茶香氣因子定義及評分標準

評分的標準：稱取待評定的紅茶樣品3.00 g投放入150 mL的審評杯中，用100 ℃的沸水沖泡5 min，出湯。審評人員采用定量描述性分析法(quantitative descriptive analysis，QDA)[16]中的七點評分法對各香氣因子進行評分，以0～3分(以0.5分為一梯度)表證各香氣因子呈香強度，0分表示無嗅，1分表示恰能覺察，3分表示非常強烈。

1.2.4 數(shù)據(jù)的處理

(1)香氣因子得分的計算方法

先取每位評價人員的平均值，評價員間的結果去掉最低分和最高分后取平均值，作為香氣因子評分。

(2)相對保留指數(shù)計算方法

在本試驗中，使用RI定性方法輔助NIST數(shù)據(jù)庫進行香氣成分的定性檢測，RI值的計算如公式(1)所示：

(1)

式中： RI，待分析化合物的相對保留指數(shù)；n，待分析化合物之前的正構烷烴的碳原子數(shù)；RTx，待分析化合物的保留時間；RTn，待分析化合物之前的正構烷烴的保留時間；RTn+1，待分析化合物之后的正構烷烴的保留時間。

(3)相對標準偏差計算方法

相對標準偏差(relative standard deviation, RSD)的計算如公式(2)所示：

(2)

式中：RSD，相對標準偏差；SD，標準偏差；AVG，平均值。

(4)ROAV的計算方法

香氣貢獻度(odor activity value, OAV)是食品風味評價中常用的評價指標，其可在定量檢測香氣成分含量的基礎上進一步評價各香氣成分單體對食品整體呈香特征的重要性。基于此，也有研究者[17]以ROAV為指標，在非定量檢測條件下評價各香氣成分單體間的相對重要性。ROAV計算如公式(3)所示：

(3)

式中：C，某香氣成分的相對百分含量；T，該香氣成分的呈香閾值[18-19]。一般認為，ROAV越大，該香氣成分相對其他香氣成分的貢獻度越高[20]。

(5)其他數(shù)據(jù)統(tǒng)計

以Excel 2010軟件進行基礎數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析戶繪圖，以在線繪圖軟件Plotly進行韋恩圖繪制。

2 結果與分析

2.1 四種不同加工工藝紅茶香氣成分分析

2.1.1 四種不同加工工藝紅茶的主要香氣成分檢測

對各處理的崇慶枇杷茶的香氣成分進行SPME-GC-MS 分析，4種紅茶樣品中分離鑒定出的主要香氣成分及其相對含量見表3。

表3 四種不同加工工藝的紅茶主要香氣成分組成

續(xù)表3

由表3可知，在4種不同搖青工藝處理的紅茶中共檢測出33種不同的香氣成分，其中CP1有29種，占提取物總量的84.60%，其主要成分(相對含量>1%)有17種；CP2的香氣成分主要有28種，占提取物總量的86.91%，其主要成分(相對含量>1%)有18種；CP3的香氣成分主要有29種，占提取物總量的84.72%，其主要成分(相對含量>1%)有19種；對照樣(CK)的香氣成分主要有18種，占提取物總量的74.32%，其主要成分(相對含量>1%)有15種。新增搖青工藝處理的“崇慶枇杷茶”紅茶香氣組分數(shù)量(28～29種)，較無搖青茶樣(18種)增加55.56%～61.11%，這表明搖青工藝可顯著提升與優(yōu)化“崇慶枇杷茶”紅茶的香氣品質(zhì)。值得注意的是，4種紅茶中均未檢測出芳樟醇、香葉醇等茶葉中重要的香氣物質(zhì)，具體原因不明確，推測為“崇慶枇杷茶”品種特異性和加工方式所致。

2.1.2 四種不同加工工藝紅茶的香氣成分數(shù)量比較

進一步比較這些香氣成分在搖青樣(CP1、CP2、CP3)和對照樣(CK)中的組分差異，根據(jù)總體香氣成分在不同處理中的組成繪制韋恩圖。由圖1可知，在33種香氣成分中，對照樣僅存在1種與搖青樣不同的香氣成分，然而，搖青樣相較于對照樣新增了15種不同的香氣成分，占總體香氣成分數(shù)量的45.45%，這表明搖青處理可明顯增加“崇慶枇杷茶”紅茶的香氣成分數(shù)量，從而改進其香氣品質(zhì)。

此外，對不同搖青工藝處理的樣品進行比較如圖2所示，不同搖青時間處理的紅茶，其香氣成分存在一定差異，但差異較小，其中僅CP1存在2種(2-己烯-1-醇及4-蒈烯)、CP3存在1種(呋喃甲醛)不同的香氣成分，而這是不同搖青工藝所制成品茶樣的細微香氣特征差異的物質(zhì)基礎。

以上分析表明搖青工藝可明顯增加“崇慶枇杷茶”加工紅茶的香氣成分數(shù)量，為其香氣品質(zhì)的改善提供化學物質(zhì)基礎。然而，不同搖青時間處理所造成的香氣感官品質(zhì)尚不能闡明，因此還需結合茶葉感官評價方法[21]研究，以進一步探明不同搖青時間處理的“崇慶枇杷茶”紅茶的香氣感官品質(zhì)的差異。

圖1 CP1、CP2、CP3與CK的香氣成分成分對比韋恩圖

圖2 三種紅茶的香氣成分對比韋恩圖

2.2 四種不同紅茶香氣特征的差異分析

2.2.1 四種不同紅茶的香氣感官定量分析

感官定量描述分析法[22]，是國內(nèi)外常用的一種分析法，在我國目前主要被應用于茶[23]、酒、乳制品[24]等食品領域。本試驗對4種不同紅茶的香氣感官品質(zhì)進行了定量描述分析，并對腥香、花香、果香、鮮香、甜香-焦糖香、清香、烘烤香和木香7個香氣因子進行量化感官評分，得到如圖3所示的香氣輪廓圖，可直觀的分辨4種不同工藝紅茶的香氣特征。首先對CK與CP進行整體比較，可見CP除“腥香”、“清香”及“烘烤香”外，其余香型因子得分均顯著高于CK。其次，就3個不同搖青時間處理樣而言(CP1、CP2及CP3)，腥香均較微弱，其余各項香氣因子在CP1中的評分由高到低依次為：果香(2.33)、烘烤香(2.17)、甜香(2.17)、木香(1.83)、花香(1.17)、清香(0.67)；CP2的評分各因子由高到低依次為：甜香(2.33)、花香(2.17)、木香(2.17)、果香(1.83)、烘烤香(1.50)、清香(1.33)；CP3的的評分各因子由高到低依次為：果香(2.67)、花香(2.00)、烘烤香(2.00)、甜香(1.83)、清香(1.83)；因此可以看出，CP1呈現(xiàn)出果香、烘烤香、甜香突出，木香、花香較低，清香微弱的特點；CP2呈現(xiàn)出甜香、花香、木香濃郁，果香較濃郁，烘烤香、清香較淡的特征；CP3呈現(xiàn)出果香豐富，花香、烘烤香、甜香、清香不突出的特點。這表明，不同的搖青時間可以引起“崇慶枇杷茶”紅茶的香氣構成和香氣特征發(fā)生變化，提升“花香”、“果香”、“木香”及“甜香-焦糖香”的香氣強度，從而可明顯改善“崇慶枇杷茶”紅茶對香氣感官品質(zhì)。

圖3 四種不同紅茶的香氣輪廓圖

2.2.2 四種不同紅茶香氣物質(zhì)的ROAV分析及差異比較

為了明確4種不同紅茶中單個香氣物質(zhì)對其整體香氣的相對貢獻值，結合香氣成分的閾值、香氣描述以及香氣類型，對33種香氣物質(zhì)進一步分析，得到4種紅茶香氣成分的ROAV如表4所示，在CP1、CP2、CP3、CK中分別檢測出17、18、18、12種香氣成分，根據(jù)不同香氣成分的描述詞將其分為：果香(8個)、甜香-焦糖香(1個)、烘烤香(5個)、花香(1個)、木香(1個)、清香(3個)、腥香(1個)，由此可知4種紅茶的香氣成分中果香、烘烤香成分的種類較多。此外，在21種香氣成分中，2-己烯-1-醇僅存在于CP1中，其香氣描述為“嫩樹葉、青果香”，香氣類型是清香；呋喃甲醛是僅存在于CP3中的香氣成分，其香氣描述為“烤土豆、面包”，香氣類型是烘烤香；但它們的ROAV都極低，僅為1.49和0.07，故推測這2種香氣成分可能對CP1、CP3整體的香氣特征影響不大。值得注意的是，這些香氣成分中ROAV最高的是異戊醛，在4種紅茶中分別為52 064.00、52 184.00、46 824.00和59 132.00其香氣描述為“水果香”，是1種果香型的香氣成分，這很有可能是4種紅茶果香突出的關鍵物質(zhì)；此外，異丁醛、2-甲基丁醛在4種紅茶中的ROAV也非常高，分別為20 171.43、20 595.71、19 285.71、20 195.71和15 862.50、15 570.00、14 418.75、15 492.50；它們二者的香氣描述分別為“焦糖、可可”和“杏仁、可可、發(fā)酵、榛子、麥芽”，是甜香-焦糖香和烘烤香型的香氣成分，因此，異戊醛、異丁醛、2-甲基丁醛這3種香氣成分也許就是構成“崇慶枇杷茶”紅茶香氣中果香、甜香-焦糖香和烘烤香的主體香氣物質(zhì)。這表明1-戊稀-3-醇、正戊醛、順-3-乙烯醇、2-乙烯-1-醇、氧化芳樟醇、苯乙醇、正戊醇、呋喃甲醛8個香氣成分對“崇慶枇杷茶”紅茶的香氣品質(zhì)有較大貢獻。此外，結合香氣輪廓圖也可以看出，4種不同紅茶的果香、甜香-焦糖香和烘烤香突出，表明ROAV對于“崇慶枇杷茶”紅茶的主體香氣成分的分析結果與香氣感官定量的結果是一致的。

表4 四種不同紅茶香氣成分的ROAV分析

3 討論與結論

3.1 新增搖青與傳統(tǒng)工藝加工的“崇慶枇杷茶”紅茶的香氣成分差異及其成因分析

如前所述，本試驗中4種不同加工工藝處理的紅茶中共檢測出33種不同的香氣成分，其中CP1有29種，CP2有28種，CP3有29種，而CK僅有18種。這說明新增搖青工藝處理的“崇慶枇杷茶”紅茶較傳統(tǒng)工藝所制紅茶的香氣成分差異較大，香氣物質(zhì)更多(新增10～11個)、類型更豐富，這一結果與羅學平等[26]的研究結果一致。而3個新增搖青工藝處理的紅茶的香氣成分雖也存在一定差異，但差異較小，具體表現(xiàn)為：CP1、CP2、CP3共存在25種相同的香氣成分，推測這些物質(zhì)就是導致3個不同搖青工藝處理的紅茶香氣感官品質(zhì)存在的原因；而CP1中存在特有的2種香氣成分(2-己烯-1-醇、4-蒈烯)，及CP3中特有的1種香氣成分(呋喃甲醛)則是不同搖青處理茶樣間香氣特征細微差異的原因之一。

同時，已有研究表明，搖青工藝所制紅茶新增的香氣成分多來源于脂肪酸降解轉化[27-28]、糖苷水解及美拉德反應等3種途徑。如本試驗中CP較CK新增的1-戊烯-3-醇、正戊醛、順3-己烯醇、2-己烯-1-醇及正戊醇等5個香氣成分，即可能是由于搖青工藝使茶樹鮮葉的葉肉細胞發(fā)生機械損傷，從而應激性提高脂氧合酶的活性，從而使上述幾種香氣物質(zhì)的生成的速度加快[30]；其次，CP較CK新增的氧化芳樟醇則可能是由于搖青工藝活化β-葡萄糖苷酶[31]，從而使其對應苷元水解釋放而增加；最后，CP較CK新增的苯乙醇、呋喃甲醛[32]則可能是由于隨著搖青次數(shù)和時間的增加，鮮葉的細胞破碎率上升，增加葉片內(nèi)蛋白酶、果膠酶、纖維素酶等酶類的活性[33]，從而使游離氨基酸、可溶性糖不斷積累，為后期高溫加熱作用下美拉德反應的發(fā)生提供充足的底物，這也與本試驗中2種香氣化合物的含量均表現(xiàn)為CP3>CP2≥CP1的結果一致。

3.2 四種不同搖青工藝加工的“崇慶枇杷茶”紅茶的香氣品質(zhì)差異

通過感官定量分析和ROAV分析4種不同紅茶的香氣品質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，CK除“腥香”、“清香”及“烘烤香”外，其余香型因子得分均顯著低于不同搖青時間處理的CP成品茶，結合4種紅茶的香氣成分的ROAV分析可知，CK較3個新增搖青工藝的紅茶的香氣成分少8個香氣成分，故CK香氣類型較少、香氣總量較低，整體香氣品質(zhì)低于新增搖青工藝加工的紅茶。與此同時，已有研究表明，不同的搖青時間對茶葉香氣品質(zhì)的形成有重要的影響[34]。本試驗發(fā)現(xiàn)3個不同搖青時間處理的紅茶，CP1的香氣品質(zhì)呈現(xiàn)出以果香、烘烤香、甜香突出的特點；CP2呈現(xiàn)出甜香、花香、木香濃郁，果香較濃郁的特征；CP3呈現(xiàn)出果香豐富的特點，可以看出經(jīng)搖青處理的CP成品茶整體均表現(xiàn)出果香十分突出的品質(zhì)特征，且CP1、CP2呈現(xiàn)出香氣類型較CP3豐富，香氣協(xié)調(diào)度更高的特點。結合ROAV分析進一步對比CP1與CP2的香氣品質(zhì)，2-己烯-1-醇是CP1較CP2單獨存在的，其香氣描述是“類似綠葉的清香”，2-己烯醛、正戊醇2種化合物是CP2較CP1單獨存在的，其香氣描述是“類似蘋果的香氣”，盡管上述3種化合物的ROAV不高，可能對茶葉整體香氣輪廓的直接貢獻較小，但可通過與其他化合物之間的相互掩蔽或協(xié)同作用[25]，最終導致CP1與CP2的香氣類型差異。由此可知，較短搖青時間使“崇慶枇杷茶”紅茶呈現(xiàn)較突出果香、烘烤香及甜香，這與其獨有清香成分2-己烯-1-醇有關；而中等長度搖青時間則使其呈現(xiàn)較突出的甜香、花香及木木香、這與其獨有果香成分2-己烯醛及正戊醇有關。