四種干燥方式云南白茶的香氣組分分析

黃剛驊，李沅達，鄧秀娟，蘇丹，沈遠載，李亞莉，周紅杰

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)院，云南昆明 650000）

白茶是六大茶類中加工工序最少的一個茶類，主要產(chǎn)區(qū)有傳統(tǒng)的福建福鼎、政和、松溪、建陽，以及新興的云南景谷、陜西漢中等地。近幾年白茶憑借清鮮的口感和降血脂、抗氧化、降血糖、抗癌等保健功效，受到消費者一致好評。

干燥是茶葉加工的最后一道工序，有利于降低茶葉含水量、抑制酶催化，在提高茶葉品質(zhì)的同時便于貯藏。同時，干燥也是茶葉香氣形成的關(guān)鍵工序，綠茶干燥溫度變化時，苯乙醛、月桂酸乙酯、吡咯、吡嗪等特征香氣成分隨之發(fā)生改變，形成不同的香氣類型。不同干燥方式對茶葉香氣形成產(chǎn)生重要影響，袁林穎等分析微波與熱風(fēng)干燥對綠茶品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)微波干燥使綠茶形成清香，熱風(fēng)干燥則使綠茶產(chǎn)生栗香。張凌云等研究傳統(tǒng)烘干、微波干燥與復(fù)式干燥（烘干加微波干燥結(jié)合）對烏龍茶品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)烘干的烏龍茶香氣最好，微波干燥的香氣成分種類最少但總含量高于烘干處理，而復(fù)式干燥的香氣成分含量與香氣評分都為最低。陽景陽等對比凍干、曬干、熱風(fēng)干燥、凍干和熱風(fēng)復(fù)合干燥等四種處理制作的紅茶，發(fā)現(xiàn)隨著干燥溫度的提升，芳樟醇、橙花醇等呈花果香化合物含量升高，經(jīng)過熱風(fēng)干燥處理的紅茶香氣評分更好。熱風(fēng)干燥（烘干）對茶葉香氣品質(zhì)形成有促進作用，但云南白茶常采用自然晾干或曬干方式，其加工時間過長且過程與成品品質(zhì)不易控制。目前關(guān)于云南白茶的研究集中在與福建白茶的比較分析，然而關(guān)于干燥工藝的相關(guān)研究報道較少。

頂空固相微萃取氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)（Headspace Solid-Phase Micro Extraction and Gas Chromatography Mass Spectrometry，HS-SPME-GC/MS）采用無溶劑前處理的萃取方法結(jié)合氣相色譜質(zhì)譜的分離鑒別，能較真實地反映樣品的風(fēng)味揮發(fā)性成分組成，具有方便快捷，靈敏度高，選擇性與重現(xiàn)性好等特點，常運用于食品特征香氣物質(zhì)的研究。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，香氣的形成不是各揮發(fā)性有機化合物氣味的簡單疊加，而是由這些化合物相互作用形成。此外，這些化合物的感官不僅受濃度和味道的影響，而且與其閾值（Overflow Threshold，OT）密切相關(guān)，因此香氣活度值（Odor Activity Value，OAV）和相對香氣活度值（Relative Odor Activity Value，ROAV）是篩找形成香氣的特征成分必不可少的方法之一。ROAV 值越大說明該組分對香氣貢獻越大，ROAV>1 的組分可以認為是主要揮發(fā)性組分，0.1

本研究采用感官審評及HS-SPME-GC/MS，結(jié)合ROAV 法，比較室內(nèi)自然干燥（陰干）、室內(nèi)自然—日光復(fù)合式干燥（陰曬結(jié)合干燥）、日光干燥（曬干）、機械熱風(fēng)干燥（烘干）等四種干燥方式所制成云南白茶的揮發(fā)性化合物，探究云南白茶較優(yōu)的干燥方式。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試茶樣 選用云南大葉種南澗群體種一芽二葉鮮葉，于2020 年9 月在大理南澗鑫鳳凰生態(tài)茶廠制作，按照不同的干燥方式制成；氯化鈉 分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；正己烷、正構(gòu)烷烴（C～C）標(biāo)準(zhǔn)品 色譜純，德國Merck 公司；芳樟醇標(biāo)準(zhǔn)品（同位素內(nèi)標(biāo)）色譜純，云南西力生物技術(shù)股份有限公司。

MS105DU 型數(shù)顯電子天平 梅特勒托利多儀器（上海）有限公司；DGG-9620A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；GT10-2 型高速臺式離心機 北京時代北利離心機有限公司；SPME Arrow 型頂空固相微萃取裝置、8890-5977B 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent 公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 云南白茶制備 按照傳統(tǒng)白茶加工方法：萎凋、干燥的工序依次進行，均采用室內(nèi)自然萎凋60 h，在干燥階段分批處理，干燥至含水量<8.5%，符合（GB/T 22291-2017）白茶成品茶含水量標(biāo)準(zhǔn)。具體干燥工藝見表1。

表1 干燥工藝參數(shù)Table 1 Parameters of different drying processes

1.2.2 感官審評 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 23776-2018）茶葉感官審評方法由8 位經(jīng)過專業(yè)茶葉審評訓(xùn)練的小組成員進行審評（3 男5 女，年齡范圍21～58 歲）。

1.2.3 揮發(fā)性成分測定

1.2.3.1 樣品提取方法 采用頂空固相微萃取方法提取揮發(fā)性香氣成分。從?80 ℃冰箱中取出待測樣品進行液氮研磨，每個樣品渦旋混合后各取約1 g 于頂空瓶中，分別加入飽和氯化鈉溶液與10 μL 內(nèi)標(biāo)溶液，全自動頂空固相微萃取HS-SPME 進行樣本萃取。

1.2.3.2 檢測條件 HS-SPME 進樣參數(shù)：老化溫度250 ℃，老化時間5 min，加熱溫度60 ℃，加熱時間10 min，吸附時間20 min，解析時間5 min，進樣后老化時間5 min。

色譜條件：DB-5 MS 色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度：250 ℃；載氣：Helium，載氣流速：1.0 mL/min；柱溫條件：40 ℃（5 min），以6 ℃/min升至280 ℃（5 min）；不分流進樣模式。

質(zhì)譜條件：電離模式為EI，電離能量70 eV；傳輸線溫度280 ℃；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃。

1.2.3.3 定性、定量方法 通過MassHunter 程序?qū)|(zhì)譜峰提取，根據(jù)檢測到揮發(fā)性成分的保留時間（RT）與相同色譜條件下正構(gòu)烷烴（C～C）的保留時間計算保留指數(shù)（RI），通過比對NIST、Wiley、MWCG數(shù)據(jù)庫和已有文獻的RI 數(shù)值進行化合物定性篩選。采用峰面積歸一化法進行定量計算。

式中：RT，RT，RT表示揮發(fā)性成分及碳數(shù)為Z，Z+1 正構(gòu)烷烴的保留時間，且RT

1.2.4 ROAV 計算方法

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016 軟件進行數(shù)據(jù)處理與制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式云南白茶的感官評價結(jié)果

根據(jù)1.2.2 方法進行感官審評，結(jié)果如表2 所示，不同干燥方式白茶的香氣特征和得分存在明顯差異：AD 具有清香帶毫香的品質(zhì)特點，SAD 具有清香帶花香且?guī)в腥諘裎兜钠焚|(zhì)特點，SD 具有清香帶花香且?guī)в腥諘裎兜钠焚|(zhì)特點，BD 具有花香的品質(zhì)特點。香氣得分排序依次為：AD>BD>SAD>SD，其中SAD、SD 白茶經(jīng)過日曬，帶有日曬味，造成感官審評香氣得分比未經(jīng)過日曬的AD、BD 白茶低。

表2 四種干燥方式云南白茶感官審評結(jié)果Table 2 Sensory evaluation results of Yunnan white tea by four drying methods

2.2 四種干燥方式云南白茶揮發(fā)性成分分析

茶葉中已鑒定出700 余種揮發(fā)性成分，其中飽和烴類化合物的香氣閾值較高，對香氣的貢獻程度小，在進行香氣成分分析時常將其忽略。本試驗鑒定出133 種揮發(fā)性成分，最終根據(jù)化合物與數(shù)據(jù)庫的匹配度（≥70）篩選出91 種揮發(fā)性成分用于分析，根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)分為醇類、醛類、酮類、酯類、芳香烴類、烯烴類、雜環(huán)化合物、酸類及酚類等9 類，具體揮發(fā)性成分相對含量（%）情況見表3。

表3 揮發(fā)性成分及相對含量Table 3 Volatile components and their relative contents

續(xù)表3

續(xù)表3

試驗結(jié)果顯示，四種干燥工藝制作出的白茶中醇類化合物數(shù)量最多（17 種），且在樣品中相對含量占比最高（39.71%～41.89%）。其次是烯烴類14 種（24.06%～26.43%）、酯類14 種（12.07%～13.13%）、醛類10 種（8.80%～9.35%）（圖1）。云南大葉種白茶顯花香，揮發(fā)性成分以醇類、烯烴類為主，而福建白茶主要呈現(xiàn)清鮮的香氣特征，揮發(fā)性成分以醇類和醛類為主。Chen 等研究白茶加工過程揮發(fā)物動態(tài)變化，結(jié)果表明白茶的主要揮發(fā)物以烴類、酯類、醇類、醛類為主，其中芳樟醇、芳樟醇氧化物、苯乙醇、苯甲醛、苯乙醛、香葉醇等化合物濃度較高；張曉珊等用HS-SPME-GC/MS 測定云南白茶揮發(fā)性成分的結(jié)果表明，云南白茶揮發(fā)物主要組分是醇類、烴類、酮類，其中芳樟醇及其氧化物、香葉醇、苯乙醇、-蒎烯、水楊酸甲酯等揮發(fā)物成分含量較多，與本研究結(jié)果類似。

圖1 不同干燥方式白茶揮發(fā)性化合物種類百分比Fig.1 Percentage of volatile compound types in white tea by different drying methods

所測出揮發(fā)性化合物中相對含量較高的20 種分別是芳樟醇（17.08%～18.42%）、-蒎烯（10.41%～11.31%）、水楊酸甲酯（8.44%～9.57%）、苯乙醇（8.24%～9.64%）、-石竹烯（4.60%～5.10%）、苯乙醛（4.62%～4.81%）、香葉醇（3.15%～4.05%）、3,6,6-三甲基-雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯（2.83%～3.13%）、苯甲醛（2.71%～3.11%）、2-糠酸己酯（2.43%～2.80%）、（3R，6S）-2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氫-2H-吡喃-3-醇（2.38%～2.78%）、2-庚醇（2.25%～2.56%）、2-甲基異冰片（1.94%～2.45%）、（Z）-芳樟醇氧化物（1.93%～2.38%）、D-檸檬烯（2.08%～2.30%）、2,4-二叔丁基苯酚（1.78%～2.47%）、己醇（1.06%～2.61%）、反式青葉醇（1.33%～2.30%）、間傘花烴（1.26%～1.46%）、-側(cè)柏烯（1.21%～1.35%），占總體的87.28%以上。

相較其他干燥方式，陰干白茶的烯烴類、雜環(huán)化合物類、酸類相對含量較高，醇類、酮類、酯類相對含量最低，揮發(fā)性物質(zhì)中芳樟醇、-蒎烯、-石竹烯、苯乙醛、3,6,6-三甲基-雙環(huán)[3.1.1]庚-2-烯、2-糠酸己酯、（3R，6S）-2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氫-2H-吡喃-3-醇、2-甲基異冰片、D-檸檬烯、間傘花烴、-側(cè)柏烯、4-蒈烯、1,2,3,4,5-五甲基環(huán)戊二烯、-萜品烯、別羅勒烯、橙花醛、橙花醇、乙縮醛、松油醇、N-乙基琥珀酰亞胺、1-異丙烯基-3-甲基苯、茶香螺烷、2,2,6-三甲基-環(huán)己酮、萘、壬酸、藏紅花醛、2,6-辛二酸-3,7-二甲基-甲酯、丁酸丁酯、去氫白菖烯、四氫-3-甲基-5-氧代-2-呋喃羧酸、1-十三烯、-姜烯、對乙酰氨基酚、甲酸冰片等相對含量較高。

陰曬結(jié)合干燥的白茶酯類、酮類、酚類物質(zhì)相對含量較高，醛類相對含量最低，揮發(fā)性物質(zhì)中水楊酸甲酯、2-庚醇、（Z）-芳樟醇氧化物、5-戊基1,3-苯二酚、咖啡因、苯甲醇、-環(huán)檸檬醛、己酸、植酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二異丁酸酯、2,6-二甲基-環(huán)己醇、香葉基丙酮、二苯基-甲酮、癸醛、香草醛、3-乙基-4-甲基-1H-吡咯-2,5-二酮、（E）-2,6-二甲基辛基-3,7-二烯-2,6-二醇、3,3-二甲基-6-亞甲基環(huán)己烯等相對含量高。

曬干白茶的酸類、芳香烴類物質(zhì)相對含量最低，揮發(fā)性物質(zhì)中香葉醇、N-甲基咪唑、1-辛烯-3-醇、2,4-庚二烯醛、3,5-辛二烯-2-酮、（E）-2-辛烯醇、香葉酸甲酯、Z-3-甲基丁酸-3-己烯酯、-紫羅蘭酮、苯甲酸甲酯、2,2,3-三甲基環(huán)丁酮、（?）-4-萜品醇、2-丙基-呋喃、2-乙?；?5-甲基呋喃、乙酸芐酯、（Z）-3-己烯己酸酯、己酸己酯、N-苯基-甲酰胺、2-乙?；?,4,5,6-四氫吡啶、鄰苯二甲酸二乙酯等相對含量最高。

烘干白茶的醇類、醛類、芳香烴類物質(zhì)相對含量高，酚類物質(zhì)總量最低，可能是因為高溫促使茶葉中酚類物質(zhì)發(fā)生氧化降解反應(yīng)，揮發(fā)性物質(zhì)中苯乙醇、2,4-二叔丁基苯酚、苯甲醛、反式青葉醇、己醇、二氫芳樟醇、甲基丁酸、苯乙烯、對二甲苯、對薄荷烯、2-乙基-5-甲基-呋喃、1,3-苯二醇單乙酸酯、棕櫚醇、1,2-二氫-4,5,7-三甲基-萘、2-甲基萘、反-2-庚醛、茶香酮、茉莉酮等相對含量最高。而芳樟醇、-石竹烯、D-檸檬烯、-側(cè)柏烯、-萜品烯、茶香螺烷、壬酸、2,2,6-三甲基-環(huán)己酮、別羅勒烯、2-甲基異冰片等中沸點揮發(fā)性物質(zhì)含量較自然晾干白茶低，其原因可能是這些物質(zhì)在高溫干燥條件下蒸發(fā)或轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，導(dǎo)致這些物質(zhì)含量有所減少。

不同濃度化合物會產(chǎn)生不同嗅覺感官氣味，具有紅茶香的茶香螺烷在AD 中含量比BD 高89%。BD 的反式青葉醇是AD 的1.72 倍，低沸點的青葉醇具有青草氣是茶葉鮮葉中主要香氣成分，經(jīng)過高溫加工后揮發(fā)或熱化學(xué)作用形成反式青葉醇具有清香。己醇呈清香、花香在BD 中含量是AD 的2.46倍。SD 中2,2,3-三甲基-環(huán)丁酮、1-辛烯-3-醇、3,5-辛二烯-2-酮、苯甲酸甲酯、（E）-2-辛烯醇、苯甲醇含量均是AD 的2 倍以上。這些化合物可能是不同干燥方式云南白茶香氣產(chǎn)生感官差異的成分。

比較發(fā)現(xiàn)，低溫干燥的陰干白茶中烯烴類、雜環(huán)類化合物香氣成分含量高，與劉通訊等研究結(jié)果一致。隨著干燥溫度升高或紫外線強度增強，由油酸、亞油酸等多不飽和脂肪酸受光、熱降解產(chǎn)生的醛類物質(zhì)占比逐漸增大。

類胡蘿卜素是茶葉香氣形成的前體物質(zhì)之一，茶葉加工如萎凋、發(fā)酵過程中會發(fā)生酶促或非酶促降解反應(yīng)。云南大葉種中類胡蘿卜素含量較高，白茶在干燥過程中-紫羅蘭酮、-紫羅酮、大馬士酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯、茶香螺酮等類胡蘿卜素產(chǎn)物增加，使白茶增添了花果的香氣。

脂肪酸氧化降解也是茶葉中揮發(fā)性化合物來源之一，有光致氧化、熱致氧化等自由基引發(fā)的氧化反應(yīng)和由脂氧合酶介導(dǎo)的氧化反應(yīng)兩種，其代謝產(chǎn)物有癸醛、（E）-2-辛烯醇、2,4-庚二烯醛、3,5-辛二烯-2-酮等。經(jīng)過日曬處理的白茶SD、SAD 中，水楊酸甲酯、苯甲酸甲酯、-紫羅蘭酮、己酸己酯、二氫獼猴桃內(nèi)酯、苯甲醇、（E）-2-辛烯醇、癸醛、1-辛烯-3-醇、2,4-庚二烯醛、3,5-辛二烯-2-酮等物質(zhì)相對含量要高于未經(jīng)過日曬處理的白茶。其中癸醛（油脂味）、1-辛烯-3-醇（泥腥味）、（E）-2-辛烯醇（油脂味）、2,4-庚二烯醛（油脂味）、3,5-辛二烯-2-酮（劣變氣味）等脂肪酸氧化降解產(chǎn)物可能是白茶帶有日曬味的主要香氣成分。

2.3 四種干燥方式云南白茶特征香氣成分比較

如表4 所示，通過查找閾值計算，發(fā)現(xiàn)四種白茶中ROAV 均大于1 的物質(zhì)有6 種：2-庚醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、香葉醇、苯乙醛、-蒎烯，而SD 和SAD 的癸醛ROAV>1，且SD 的2,4-庚二烯醛、水楊酸甲酯ROAV>1。同時-環(huán)檸檬醛、茉莉酮、-側(cè)柏烯、D-檸檬烯（0.1

表4 四種干燥方式白茶中的揮發(fā)性成分香氣貢獻度Table 4 Aroma contribution of volatile compound types in white tea by four drying methods

續(xù)表4

2-庚醇的ROAV 值為100，其含量不是很高，然而較低的閾值（0.1 μg/kg）使其對香氣形成有巨大貢獻，呈現(xiàn)蘑菇、泥土、草藥的氣味，是建陽貢眉白茶的主要香氣成分。1-辛烯-3-醇有蘑菇、泥土、油脂的氣息，是亞油酸經(jīng)脂肪氧化酶催化的產(chǎn)物，在純?nèi)諘裉幚淼陌撞鑃D（ROAV=5.217）中香氣貢獻度大于其他白茶AD（ROAV=2.165）、SAD（ROAV=3.457）、BD（ROAV=3.426），推測與茶葉日曬味有關(guān)。芳樟醇的ROAV 值均大于10 對白茶香氣貢獻較大，帶有強烈的鈴蘭花、玫瑰花香，又有果香、木香的氣息，是茶葉鮮葉及其制品的主要揮發(fā)性成分。芳樟醇和香葉醇是以糖苷為前體的香氣化合物，在一定條件下芳樟醇可轉(zhuǎn)化成有玫瑰花香的香葉醇或橙花醇，而香葉醇結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較弱，在茶葉中通常以芳樟醇化合物形式存在。苯乙醛有較低的閾值，顯風(fēng)信子、玫瑰花香氣，在低濃度時有杏仁香，是茶葉中重要的醛類揮發(fā)性物質(zhì)，其含量在萎凋過程中顯著上升。有研究表明芳樟醇及其氧化物、香葉醇、苯乙醇、苯乙醛、苯甲醛等是白茶顯清香、毫香的主要成分。蒎烯具有松香、木香，在白茶中均有發(fā)現(xiàn)且在陳年壽眉白茶當(dāng)中含量較高。云南大葉種所制白茶-蒎烯含量較高，此次試驗中-蒎烯含量（10.41%～11.31%）僅次于芳樟醇，且ROAV 值大于1 是此次實驗白茶的主要香氣成分。-蒎烯易被氧化、裂解，進而得到一系列的香料產(chǎn)物，可能是后期存放過程中易產(chǎn)生木香、藥香的原因，有待進一步的研究。癸醛、2,4-庚二烯醛具有油脂味，可能是日曬后產(chǎn)生日曬味的主要揮發(fā)性物質(zhì)。水楊酸甲酯具有冬青的氣味，對茶葉的清香、果香的形成有一定的貢獻。

3 結(jié)論

通過HS-SPME-GC/MS 結(jié)合ROAV 對四種干燥方式制作的云南白茶進行定性定量分析，共鑒定出以醇類、烯烴類為主的91 種香氣成分，芳樟醇、-蒎烯、水楊酸甲酯、苯乙醇、-石竹烯、苯乙醛是含量較高的6 種物質(zhì)，占比超過總揮發(fā)性成分的54%，此外茶香螺烷、反式青葉醇、己醇、2,2,3-三甲基-環(huán)丁酮、1-辛烯-3-醇、3,5-辛二烯-2-酮、苯甲酸甲酯、（E）-2-辛烯醇、苯甲醇含量存在明顯差異。所分析揮發(fā)物中2-庚醇、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、香葉醇、苯乙醛、-蒎烯等6 種對云南白茶香氣具有重要貢獻作用，而癸醛、2,4-庚二烯醛、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、茉莉酮、-側(cè)柏烯、D-檸檬烯、反式青葉醇、-紫羅蘭酮等對香氣有修飾作用。不同干燥方式影響云南白茶香氣類型和品質(zhì)，陰干白茶清香帶毫香，需經(jīng)過較長時間干燥才能達到成品茶含水量標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)日曬的白茶1-辛烯-3-醇、癸醛、2,4-庚二烯醛、3,5-辛二烯-2-酮等相對含量較高，呈現(xiàn)較明顯的日曬味，而在日光干燥過程中將白茶收回置于陰涼處會有效提升茶葉香氣品質(zhì)。采用烘干干燥的云南白茶花香明顯，加工周期較短且不易受環(huán)境影響，可以有效提高生產(chǎn)效率且過程、品質(zhì)可控，后續(xù)可以對云南白茶烘干溫度進行研究，以進一步為云南白茶提質(zhì)增效以及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供參考依據(jù)。