何加興,歐伊伶,宋加艷,肖力爭,*

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝院,國家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心,茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南省植物功能成分利用協(xié)同創(chuàng)新中心,湖南長沙 410128;2.廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東廣州 510440)

黃金茶原產(chǎn)于湖南省湘西自治州保靖縣葫蘆鎮(zhèn)黃金村,是湖南省優(yōu)良的地方群體品種,同時(shí)也是我國古老特異、珍稀的地方茶樹品種資源[1]。黃金茶1號(hào)品種是從保靖黃金茶群體種中篩選出的優(yōu)良單株,于2009年審定為湖南省茶樹良種。黃金茶1號(hào)發(fā)芽早、產(chǎn)量高、抗性強(qiáng),制茶品質(zhì)好,素有“一兩黃金一兩茶”的美譽(yù)[2]。制綠茶“香、綠、爽、濃”,具有高水浸出物、高茶多酚、高氨基酸含量等優(yōu)勢,其氨基酸含量是其他綠茶的2倍以上,被譽(yù)為“中國最好的綠茶”[3-4];制紅茶具有高檔紅茶的特色:干茶烏黑油潤顯金毫,香氣高長,湯色紅艷明亮,滋味“濃、強(qiáng)、鮮爽”,富有收斂性[5]。近年來針對黃金茶1號(hào)的研究主要集中在品種和遺傳資源特性[6-7],制紅、綠茶及研究品質(zhì)成分變化,揮發(fā)性成分變化等[8-9],但在制烏龍茶及分析其品質(zhì)形成方面未見報(bào)道。

本試驗(yàn)采用黃金茶1號(hào)品種,根據(jù)優(yōu)化工藝加工成烏龍茶,對其化學(xué)成分及揮發(fā)性成分進(jìn)行測定,分析其品質(zhì)形成和化學(xué)成分變化,以期為湖南地區(qū)黃金茶1號(hào)品種加工烏龍茶,利用夏秋茶資源提高產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益及多茶類發(fā)展提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃金茶1號(hào)一芽三、四葉鮮葉原料 于2018年8月采自湖南湘西古丈縣古陽河茶業(yè)有限公司茶葉基地;茚三酮、蒽酮、三氯化鋁、濃硫酸、福林酚、甲醇(均為分析純)、癸酸乙酯(純度98%) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;水 超純水。

60型茶葉炒干機(jī)、40型茶葉揉捻機(jī) 浙江SUNYOUNG公司;綜合做青機(jī) 福建武巖茶葉機(jī)械有限公司;MettlerAE240型電子分析天平 瑞士Mettler儀器有限公司;DK-S24型恒溫水浴鍋 上海精宏有限公司;101-3AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津TAISETE儀器有限公司;1260LC高效液相色譜儀 安捷倫科技有限公司;UV-1750型紫外可見分光光度計(jì)、GC/MS-QP 2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 日本島津有限公司;固相微萃取裝置、DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶工藝流程及參數(shù) 基本工藝流程:鮮葉→萎凋→做青→殺青→揉捻→干燥→毛茶

工藝參數(shù):參照歐伊伶[10]的方法。

1.2.2 感官審評方法 按照GB/T 23776-2018《茶葉感官審評方法》和GB/T 14487-2017《茶葉感官審評術(shù)語》進(jìn)行感官審評,由四位茶葉審評專家組成專業(yè)評審組,綜合審評毛茶的外形、香氣、湯色、滋味、葉底,最后加權(quán)得出總分。

1.2.3 取樣方法 理化檢測取樣:取鮮葉、萎凋葉、五次搖青葉、殺青葉和毛茶各500 g用微波干燥法固樣,放入85 ℃烘箱烘干并冷卻、密封保存待測。

揮發(fā)性成分檢測取樣:取鮮葉、萎凋葉、五次搖青葉、殺青葉和毛茶,毛茶用茶葉粉碎機(jī)粉碎,在制品進(jìn)行液氮固樣,經(jīng)真空冷凍干燥后,放入超低溫冰箱備用。

1.2.4 理化檢測方法 每個(gè)在制品取3份粉碎試樣,每份粉碎樣重復(fù)測定3次,取平均值。茶多酚測定:參照GB/T8313-2018;游離氨基酸測定:參照GB/T 8314-2013;可溶性糖總量測定:蒽酮比色法;黃酮類總量測定:三氯化鋁比色法;水浸出物測定:參照GB/T 8305-2013。

1.2.5 兒茶素及咖啡堿測定 兒茶素和咖啡堿測定中,每個(gè)在制品取3份粉碎試樣,每份試樣測定1次,取平均值。

C18色譜柱(150 mm×4.6 mm),流動(dòng)相A為水,流動(dòng)相B為N,N-二甲基甲酰胺∶甲醇∶冰醋酸(40∶2∶1.5,V/V),柱溫35 ℃,檢測波長278 nm,梯度洗脫。茶湯經(jīng)過0.45 μm微孔濾膜過濾,取濾液于高效液相色譜分析。

1.2.6 揮發(fā)性成分檢測方法 采用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)(SPME/GC-MS)進(jìn)行分析,每個(gè)樣品重復(fù)測定2次,取平均值。

前處理:固相微萃取頭經(jīng)240 ℃老化45 min后備用。稱取1 g粉碎后的茶樣,裝入15 mL萃取瓶中,加入3 mL超純水及30 ppm癸酸乙酯作為內(nèi)標(biāo),以四氟乙烯封口,于80 ℃恒溫水浴中平衡10 min,吸附60 min后,在240 ℃下脫附5 min。

GC條件:石英色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm),不分流進(jìn)樣,進(jìn)樣量1 μL,進(jìn)樣溫度240 ℃,樣品流速0.98 mL/min。升溫程序60 ℃保留2 min,5 ℃/min升至180 ℃保留10 min,10 ℃/min升至220 ℃保留5 min。載氣為高純度He。

MS條件:溫度200 ℃,色譜接口溫度220 ℃,EI離子源,質(zhì)核比范圍:45～500 m/z。

1.2.7 香氣組分的定性定量分析 采用NIST-17標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫進(jìn)行比對,取相似度80以上的揮發(fā)性成分進(jìn)行定性分析。定量分析采用癸酸乙酯為內(nèi)標(biāo),計(jì)算方法參照喬陽等[11]方法進(jìn)行。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析處理采用Excel軟件、SPSS 24軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶加工過程主要化學(xué)成分變化

黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶感官審評結(jié)果、加工過程化學(xué)成分含量及兒茶素組分含量如表1～表3所示。

表1 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶感官審評結(jié)果(分)Table 1 Result of the sensory quality in Huangjincha 1 summer oolong tea(scores)

表2 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶加工過程化學(xué)成分含量Table 2 Main component contents in Huangjincha 1 summer oolong tea during processing

表3 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶加工過程兒茶素組分含量Table 3 Catechin composition contents in Huangjincha 1 summer oolong tea during processing

2.1.1 感官審評結(jié)果及茶多酚、兒茶素含量變化 如表1所示,黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶干茶色澤青褐,湯色杏黃明亮,帶有較高長的清花香,滋味醇和,葉底黃綠顯紅邊。從表2可以看出,茶多酚含量從鮮葉到毛茶,除萎凋階段增加0.43%外,整體呈逐漸減少的趨勢,由16.82%降至11.61%,降幅為30.98%;五搖階段降幅最大,為23.3%。

在兒茶素方面(表3),酯型兒茶素、非酯型兒茶素及兒茶素總量均呈先上升后下降趨勢,兒茶素總量從鮮葉到毛茶下降了4.39%。其中,酯型兒茶素比非酯型兒茶素減少幅度大,分別減少了3.23%和1.16%。兒茶素組分含量總體均呈下降趨勢,從鮮葉到毛茶,EGC、DL-C、EC、EGCG、GCG、ECG分別下降了0.81%、0.28%、0.07%、1.75%、1.06%和0.43%,可見ECG、EGCG和GCG的降幅最大。

2.1.2 游離氨基酸和可溶性糖含量變化 高氨基酸含量是黃金茶品種的一大優(yōu)勢。游離氨基酸總量在加工過程中呈波浪型變化趨勢。鮮葉中游離氨基酸含量(表2)高達(dá)3.91%,逐漸遞減直至三搖時(shí)有較明顯回升,然后呈波浪式遞減趨勢,毛茶對比鮮葉下降0.28%,下降幅度不大?？扇苄蕴强偭砍尸F(xiàn)波浪型變化趨勢,三個(gè)明顯的峰值出現(xiàn)在萎凋、二搖和五搖時(shí),較鮮葉分別增加0.42%、0.34%和0.34%;加工全過程中下降0.08%,含量有浮動(dòng)但總體變化不明顯。

2.1.3 黃酮類化合物及咖啡堿含量變化 黃酮含量總體呈下降趨勢(表2),從鮮葉到毛茶,總降幅為18.46%;萎凋葉較鮮葉降幅為16.34%;做青階段呈波動(dòng)性變化?？Х葔A含量總體來看呈“M”型變化趨勢,在搖青過程中含量有所波動(dòng),變動(dòng)幅度不大,鮮葉咖啡堿含量為3.43%,毛茶咖啡堿含量為3.05%。

2.1.4 水浸出物含量及(氨基酸+可溶性糖)/茶多酚比值變化 水浸出物含量的高低與茶葉的耐泡程度和茶湯滋味的濃強(qiáng)有關(guān),黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶水浸出物含量呈先升后降再上升趨勢,萎凋后含量達(dá)到最大值。做青結(jié)束時(shí),水浸出物含量較鮮葉下降1.4%;從鮮葉到毛茶下降1.28%。(氨基酸+可溶性糖)/茶多酚比值總體呈現(xiàn)上升趨勢,并隨著做青工序逐漸增大;毛茶的(氨基酸+可溶性糖)/茶多酚比值最高,為0.97。

2.2 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶加工過程主要香氣成分變化

加工過程共檢出157種香氣成分,其中醇類成分48種,碳?xì)漕惓煞?7種,酯類成分52種,醛類成分4種,酮類成分9種,其他類成分7種。主要香氣成分含量變化見表4,香氣物質(zhì)GC/MS色譜圖見圖1。

表4 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶加工過程香氣成分含量變化(μg/kg)Table 4 The dynamic change of the aroma content in Huangjincha 1 summer oolong tea during processing(μg/kg)

續(xù)表

續(xù)表

圖1 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶加工過程香氣物質(zhì)GC/MS色譜圖Fig.1 Aroma components GC/MS chromatogram in Huangjincha 1 summer oolong tea during processing

3 結(jié)論與討論

3.1 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶化學(xué)成分變化與品質(zhì)形成

多酚類物質(zhì)經(jīng)過一系列的酶促氧化、非酶促氧化、熱解、聚合與轉(zhuǎn)化等反應(yīng),一部分氧化分解形成茶三素等氧化產(chǎn)物,一部分多酚類及其氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生沉淀[12],因此含量整體呈下降趨勢。影響咖啡堿含量的主要因素是咖啡堿與茶多酚之間的相互締合作用,咖啡堿在做青過程中既存在分解也存在合成,但在殺青階段部分咖啡堿在高溫下直接升華[13]。兒茶素含量在搖青前期有所升高,一方面是因?yàn)橐恍┚哂蟹恿u基的大分子不溶性物質(zhì)的分解作用,一方面糖類的代謝能為多酚類的合成提供必要底物[14],GCG、ECG和EGCG等酯型兒茶素的降解則有利于降低茶湯苦澀味和增強(qiáng)收斂性[15]。

氨基酸是增進(jìn)茶湯鮮爽味的主要滋味物質(zhì),在協(xié)調(diào)咖啡堿優(yōu)化茶湯滋味方面具有顯著效果[16],同時(shí)氨基酸能參與茶葉揮發(fā)性醛類等香氣的形成,有些氨基酸本身也具有一定香味[17],如丙氨酸具有類似花香的香氣、茶氨酸具有類似味精的鮮爽味等。做青工序既是可溶性蛋白分解為游離氨基酸的過程,又是游離氨基酸大量消耗參與轉(zhuǎn)化的過程,因此在這一過程中既存在使氨基酸含量上升的因素也存在使其含量下降的因素[18]。

在做青過程中可溶性糖適度的消耗和做青后的適度保留被認(rèn)為是烏龍茶品質(zhì)形成的必要條件之一[19]。做青中期和干燥階段黃酮含量下降明顯,這是由于在酶和熱的作用下黃酮苷分解成的黃酮類化合物并不穩(wěn)定,容易被氧化而導(dǎo)致黃酮類含量下降,有利于減輕茶湯苦澀味[20]。在萎凋過程中,細(xì)胞失水使得水解酶活性增強(qiáng),一些不溶性物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì),使水浸出物含量上升;隨著做青的進(jìn)行,呼吸作用和酶促氧化作用加強(qiáng),細(xì)胞內(nèi)可溶性物質(zhì)水解反應(yīng)加劇,導(dǎo)致水浸出物含量逐步降低[21]。保留黃金茶品種自身高水浸出物的品種優(yōu)勢,能使茶湯口感留有一定厚度,也能保證金茶1號(hào)夏秋烏龍茶的耐泡性。

(氨基酸+可溶性糖)/茶多酚比值越高,則烏龍茶品質(zhì)更優(yōu)[22]。在黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶加工過程中,各類化學(xué)成分的形成與消耗處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。在做青過程中,在制品生化成分大體呈減少趨勢,這是因?yàn)樵诿负蜔岬淖饔孟赂鞣N成分發(fā)生復(fù)雜多變的化學(xué)反應(yīng),有利于茶湯苦澀味的降低和甜醇度的提高[23]。

3.2 黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶香氣成分變化與品質(zhì)形成

烏龍茶的香氣主要來源于加工過程中萜烯類和芳香醇類配糖體的水解,脂肪酸的氧化裂解和胡蘿卜素類的氧化降解產(chǎn)物,特有香氣形成的關(guān)鍵是萎凋和做青[24-25]。楊意成等[26]、Ershad等[27]、張冬桃等[28]、施莉婷等[29]認(rèn)為,烏龍茶的花果香型特征組分一方面由酸類和醇類發(fā)生酯化反應(yīng)產(chǎn)生,一方面通過β-糖苷酶催化水解萜烯醇等糖苷類物質(zhì)而產(chǎn)生。從最終香氣形成的動(dòng)態(tài)變化來看,從鮮葉到毛茶含量增加的成分主要有具有清香、花香的α-法呢烯、反式橙花叔醇、植醇、香葉基丙酮、吲哚、二氫芳樟醇、二甲基硫醚等;具有果香的己酸葉醇酯、苯甲酸己酯和具有嫩莢青刀豆香和生水果香己酸己酯。含量減少的成分主要有:具有新鮮青草香的羅勒烯;具有強(qiáng)烈青葉氣的Z,Z-3-己烯酸-3-己烯酯等,可見在加工過程中,低沸點(diǎn)草木香成分逐漸逸散,高沸點(diǎn)花果香的香氣成分累積并顯露。Xu等[30]、陳壽松等[31]、Hu等[32]研究認(rèn)為,α-法呢烯、橙花叔醇、芳樟醇等揮發(fā)性萜類物質(zhì)香味閾值較低,是烏龍茶特征性香氣的關(guān)鍵化學(xué)基礎(chǔ),可作為篩選適宜生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)烏龍茶的優(yōu)良指標(biāo),對烏龍茶香氣形成具有較大貢獻(xiàn)。

在黃金茶1號(hào)夏秋烏龍茶香氣的構(gòu)成中,除了這些高含量的主要賦香成分外,還檢測出了一些起協(xié)調(diào)和修飾作用或起固香作用的化合物,如低濃度下具有橘子和茉莉花香的吲哚、具有茉莉香的茉莉酸甲酯、具有類似丁香花香氣的α-石竹烯等,有些成分含量雖然微小,但由于閾值較低,對香型的構(gòu)成能起到巨大作用,因此多種香氣組分的綜合協(xié)調(diào)作用形成了茶葉最終的香氣特征[33]。黃金茶1號(hào)品種制成的夏秋烏龍茶不僅可以改善傳統(tǒng)夏秋茶苦澀味較重、鮮爽度低、香氣不明顯等問題,與傳統(tǒng)紅、綠茶相比在滋味、香氣方面也有其獨(dú)特的風(fēng)味,對于促進(jìn)湖南地區(qū)多元茶類發(fā)展,充分利用茶樹品種資源,提升夏秋茶經(jīng)濟(jì)效益具有理論參考意義。