食品界

农业农村部茶树生物学与资源利用重点实验室林智研究员等：加工工艺对绿茶关键呈香成分的影响

绿茶是我国生产量和消费量最大的茶类，根据加工工艺的差异，绿茶一般可以分为炒青绿茶、烘青绿茶、蒸青绿茶和晒青绿茶4 类，而不同类型的绿茶往往呈现出不同的香气品质特征。所谓“茶香”，本质上就是众多香气化合物成分按照不同浓度组合从而产生对嗅觉神经的综合作用。茶叶的香气成分少部分来源于鲜叶本身，大部分主要在茶叶加工过程中形成。

农业农村部茶树生物学与资源利用重点实验室尤秋爽、林智*、吕海鹏*等人采用搅拌棒吸附萃取（SBSE）结合气相色谱-嗅闻-质谱技术（GC-OMS），分析同一批次龙井43茶树品种鲜叶经不同加工工艺制成的4 类绿茶样品，鉴定其关键呈香成分及香气强度，并对不同种类绿茶关键呈香成分进行分析比较，以期丰富绿茶香气品质化学的基础理论，为研发绿茶香气品质提升工艺提供理论依据。

1.不同工艺绿茶的感官审评结果分析

如表1所示，本批次由相同龙井43鲜叶经加工制成的4 类传统绿茶样品的香气感官得分介于88～92 分，样品整体香气品质较好，表现出较好的香气品质特征，基本符合本次实验对样品的研究要求。茶树品种是决定茶叶香气的重要因素之一，从本次加工实验来看，龙井43茶树品种的鲜叶加工成不同类型绿茶后，都具有较好香气品质，例如样品中呈现出“清香”、“花香”以及“栗香”等香气品质。

2.绿茶样品的GC-O-MS分析

SBSE法是近年来兴起的样品前处理技术，利用聚合物涂层吸附挥发性化合物和半挥发性化合物从而实现痕量物质富集，具有操作简单、香气回收率高、重现性好等特点。GC-O是感官组学中一项重要的分析检测技术，能将人类嗅觉与高分辨能力的化学仪器相结合，从而实现更好地评价单个挥发性成分对食品整体风味的贡献。本研究采用SBSE-GC-O-MS技术，分析鉴定了4 种不同工艺绿茶的关键呈香成分，分析样品的代表性GC-MS总离子流图和GC-O图，如图1、2所示。

3.不同工艺绿茶关键呈香成分分析

炒青绿茶关键呈香成分分析

如表2所示，通过GC-O-MS分析从龙井43茶树品种鲜叶制备的炒青绿茶中共鉴定了31 种关键呈香成分，香气强度范围为1.40～3.40。分析表明，鉴定出的31 种关键呈香成分中，包括醇类化合物7 种、酮类化合物6 种、醛类化合物6 种、酯类化合物5 种、烯烃化合物3 种、芳香族化合物2 种、内酯类化合物1 种、氧杂环化合物1 种。其中，β-紫罗酮（3.40）、萘（3.33）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（3.20）、芳樟醇（3.00）、芳樟醇氧化物I（3.00）、香叶醇（2.83）、1-辛烯-3-醇（2.75）、水杨酸甲酯（2.60）等化合物的香气强度较高。可见，这些化合物以醇类、酮类为主，大多表现出花香、果香或泥土气味等，与感官审评结果基本一致。β-紫罗酮的感知阈值较低，其与芳樟醇（花香、清香）、香叶醇（甜香、花香）、水杨酸甲酯（甜花香）等成分可能共同贡献了炒青绿茶的花香。一般认为，萘来源于茶叶中纤维素受热环化后芳化或源于茶叶表面对环境污染物的吸附。萘通常表现为刺激性气味，在本研究中也嗅闻呈现辛辣、焦味特征。研究表明，萘对黑茶的香气品质形成有重要影响。此外，负氧离子仓储后普洱生茶中表现出“焦灼味”，萘等物质含量下降，茶叶香气品质提升。先前研究中，萘也被鉴定为“清香”绿茶的关键呈香成分，而萘在本实验4 类绿茶样品中均表现出较高的香气强度，因此，该成分对绿茶的致香贡献和形成机理等亟待进一步研究。

烘青绿茶关键呈香成分分析

如表2所示，通过GC-O-MS分析从龙井43茶树品种鲜叶制备的烘青绿茶中共鉴定了27 种关键呈香成分，香气强度范围为1.33～3.25。鉴定出的27 种关键呈香成分中，包括醇类化合物7 种、酮类化合物6 种、醛类化合物5 种、氧杂环化合物3 种、芳香族化合物2 种、酯类化合物2 种、烯烃化合物1 种、内酯类化合物1 种。其中，2-戊基呋喃（3.25）、芳樟醇（3.17）、萘（3.17）、(Z)-茉莉酮（3.17）、苯乙醛（3.00）、β-紫罗酮（3.00）、(Z)-3-壬烯醇（2.80）等化合物的香气强度较高。芳樟醇、(Z)-茉莉酮、β-紫罗酮等都是典型的花香物质，在茶叶加工过程中芳樟醇直接来源于香叶醇焦磷酸前体，反式-β-紫罗酮可通过类胡萝卜素的氧化降解得到，(Z)-茉莉酮作为不饱和脂肪酸衍生物，可由α-亚麻酸降解产生；而苯丙氨酸的Strecker降解反应可产生苯乙醛，(Z)-3-壬烯醇是青草香型甜瓜品种果实的特征香气成分，两者可能为烘青绿茶中青气的主要来源。芳樟醇氧化物I、2-庚酮在烘青绿茶中主要表现出烘烤香、板栗香，推测绿茶以烘干的方式干燥，促进杂环化合物的生成，贡献了烘青绿茶的栗香，而2-庚酮也被认为与名优绿茶甜香形成有关。此前有研究认为2-戊基呋喃多产生于美拉德反应，具有豆香、果香，其单体与多种化合物复合也有助于形成绿茶的板栗香。

蒸青绿茶关键呈香成分分析

如表2所示，通过GC-O-MS分析，从龙井43茶树品种鲜叶制备的蒸青绿茶中共鉴定了25 种关键呈香成分，香气强度范围为1.50～3.67。鉴定出的25 种关键呈香成分中，包括酮类化合物7 种、醇类化合物5 种、醛类化合物4 种、酯类化合物3 种、芳香族化合物2 种、烯烃化合物2 种、氧杂环化合物2 种。分析表明，β-紫罗酮（3.67）、萘（3.50）、(Z)-茉莉酮（3.40）、芳樟醇（3.20）、β-荜澄茄油烯（3.00）、水杨酸甲酯（2.80）等在蒸青绿茶中具有较高的香气强度，这些化合物普遍表现出果香和甜花香的特征。研究发现，不饱和萜烯类化合物含量在蒸青绿茶芳香物质中占比高，对蒸青绿茶香气形成具有重要影响，可能为β-荜澄茄油烯在茶样中呈现出较高香气强度的原因。而α-甜旗烯、(E,E)-2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇、己醛等化合物的香气强度虽低于花香、甜香型化合物，这些物质协同作用可能构成了蒸青绿茶的清香和青气。

晒青绿茶关键呈香成分分析

由表2可知，通过GC-O-MS分析从龙井43茶树品种鲜叶制备的晒青绿茶中共鉴定了30 种关键呈香成分，香气强度范围为1.50～3.20，包括醛类化合物8 种、酮类化合物7 种、醇类化合物6 种、酯类化合物2 种、内酯类化合物2 种、烯烃化合物2 种、氧杂环化合物2 种、芳香族化合物1 种。芳樟醇氧化物III（3.20）、芳樟醇（3.17）、β-荜澄茄油烯（3.00）、β-紫罗酮（3.00）、二氢猕猴桃内酯（3.00）、乙酸叶醇酯（2.75）等化合物的香气强度较高；其中，芳樟醇氧化物III、二氢猕猴桃内酯、乙酸叶醇酯为晒青绿茶中青气、木香的主要贡献成分。二氢猕猴桃内酯被认为是红茶中的独特香气物质，表现出果香，有助于红茶香气品质提升；在揉捻过程中能通过β-胡萝卜素的次级氧化降解或热降解生成。此外，鉴定出的芳樟醇、β-荜澄茄油烯、β-紫罗酮等物质多表现出花香、果香，或与其他成分通过相互作用形成晒青毛茶特有的香气品质；而化学结构差异大的化合物之间有拮抗作用，酯类物质对其他化合物的掩蔽效应也可能导致花香、果香的气味特征被部分掩盖。

4.不同工艺绿茶关键呈香成分的差异比较分析

通过GC-O-MS分析技术，本研究从炒青、烘青、蒸青、晒青4 类绿茶中共鉴定出43 种关键呈香成分（表2），其中有13 种化合物同时存在于4 类绿茶中，包括β-紫罗酮、萘、芳樟醇、芳樟醇氧化物I、香叶醇、1-辛烯-3-醇、2-庚酮、庚醛、己醛、乙酸叶醇酯、(E,E)-2,4-癸二烯醛、α-紫罗酮、苯乙醇，结构式如图3所示。这些化合物以醇类、酮类、醛类为主，可推测为绿茶香气形成的重要化学物质基础；其中β-紫罗酮、芳樟醇、香叶醇、苯乙醇等花香型化合物在4 类绿茶中都表现出较高的香气强度，贡献了绿茶的花香、甜香。1-辛烯-3-醇、庚醛、己醛、乙酸叶醇酯等主要来源于脂肪酸降解的化合物，在浓度较低时表现出清香，而在浓度高时则散发出近似草味或青气，表现出气味特征的双重性，其在绿茶香气中呈现的清香或青气受其浓度影响。

炒青绿茶中鉴定出的关键呈香成分的种类多于蒸青绿茶，二者有21 种共有香气物质，β-罗勒烯、(Z)-3-己烯基-α-甲基丁酸酯、(Z,Z)-3-己烯酸-3-己烯酯、(Z)-3-壬烯醇、壬醛等10 种化合物可能是炒青绿茶区别于蒸青绿茶的特有物质，而δ-杜松醇、2,2,6-三甲基环己酮、十二醛、芳樟醇氧化物III仅在蒸青绿茶中检测出（表2）。此前有研究认为，炒青绿茶中高沸点物质含量较高而蒸青绿茶中低沸点香气成分含量高，使炒青绿茶样品更多表现出花香、果香，这与本研究结果一致，推测杀青方式和温度不同是形成炒青、蒸青绿茶不同香气类型的主要原因。

干燥环节对茶叶香气塑造具有重要作用，炒青、烘青、晒青3 类绿茶在加工工艺上的差别在于分别采用炒干、烘干、晒干的干燥方式。从炒青绿茶和晒青绿茶中鉴定出23 种共有关键呈香成分，炒青绿茶和烘青绿茶中共有18 种关键呈香成分，烘青绿茶和晒青绿茶中共有17 种关键呈香成分（表2）；李拥军等认为干燥方式对产生新的香气组分影响较小，这与本研究结果趋于一致。3 类绿茶中关键呈香成分的组成大部分相同，但一些化合物的香气强度表现出差异，如6-甲基-5-庚烯-2-酮（3.20）在炒青绿茶中香气强度较高；(Z)-茉莉酮（3.17）、(Z)-3-壬烯醇（2.80）、α-甜旗烯（2.67）在烘青绿茶中的香气强度明显高于炒青绿茶；芳樟醇氧化物III（3.20）、二氢猕猴桃内酯（3.00）在晒青绿茶中呈现出较高的香气强度，而在烘青绿茶中较低；壬醛（2.60）、β-环柠檬醛（2.50）、苯乙醇（2.5）在晒青绿茶中的香气强度高于其他类绿茶，而香豆素、3-十一酮在晒青、炒青绿茶中香气强度均不高。马超龙研究发现晒青绿茶中游离脂肪酸含量在晒青后显著降低。茶叶加工过程中，揉捻叶中的不饱和脂肪酸在晒青后挥发并大量氧化降解，区别于其他类型绿茶，这可能是晒青绿茶中表现出“青气”特征的化合物更多的原因。

此外，β-罗勒烯、(Z)-3-己烯基-α-甲基丁酸酯可能是炒青绿茶中一些重要的特征性物质，2-戊基呋喃、苯乙醛、α-松油醇可能是烘青绿茶中一些重要的特征性物质，香叶基丙酮、γ-松油烯、α-柠檬醛可能是晒青绿茶中一些重要的特征性物质。上述结果表明，绿茶香气形成受加工工艺影响较大，不同工艺和参数下香气前体物质参与的转化途径和过程中相关酶的活性可能存在差异。采用相同原料加工的4 类绿茶的关键呈香成分的组分比较相近，但化合物的香气强度仍存在差异。因此，不同加工方式影响茶叶中香气前体物质的转化和形成途径，可能是4 种绿茶存在不同香气特征的原因。

结论

采用SBSE-GC-O-MS分析技术，从相同鲜叶原料制备的炒青绿茶、烘青绿茶、蒸青绿茶、晒青绿茶中共鉴定出43 种关键呈香成分，包括醇类、酮类、醛类、酯类、烯烃类、芳香族化合物、氧杂环化合物、内酯类等化合物。其中4 类绿茶共有的关键呈香成分有13 种，主要是醇类、酮类、醛类物质，构成了绿茶香气品质形成的重要化学物质基础。研究发现，4 类传统绿茶的关键呈香成分的组成差异较小，但化合物在不同类绿茶中被嗅闻到的香气强度存在较大差异，说明加工工艺对香气物质的转化及茶叶特征香型塑造有重要意义。今后研究需关注不同加工工艺绿茶关键呈香成分的形成机制以及其在加工过程中化合物种类和含量的动态变化等。

本文《加工工艺对绿茶关键呈香成分的影响》来源于《食品科学》2023年44卷第8期194-200页，作者：尤秋爽，石亚丽，朱荫，杨高中，严寒，林智，吕海鹏。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220718-204。