馮紅鈺，羅蓮鳳，劉漢焱，吳玲玲

（廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學研究所，廣西崇左 532415）

紅碎茶是世界茶葉貿(mào)易的主體，其品質(zhì)香氣高銳持久，滋味濃強鮮爽，由于其較強的抗氧化活性，對人體有益[1]，深受世界各地消費者的喜愛。金萱是我國臺灣省茶葉改良雜交育成的烏龍茶品種[2]，其特性優(yōu)良，抗性強，產(chǎn)量高，有獨特的花果香和韻味，因品種適制性廣，金萱可被制作成綠茶[3]、烏龍茶[4]及紅茶[5]。2020 年，課題組采用LTP 機與三聯(lián)CTC 機相配套紅碎茶新生產(chǎn)線加工研制桂香紅碎茶，并總結(jié)出桂香紅碎茶的加工工藝及技術參數(shù)[6]。

除外形、湯色、滋味外，香氣也是評估茶葉風味和品質(zhì)的一個重要因子[7]，其實質(zhì)是不同種類及比例的揮發(fā)性成分共同作用的結(jié)果[8-9]。這些揮發(fā)性成分在茶葉中的絕對含量很少，一般不到0.03%[7]。當前，隨著酶學[10]、分子化學[11]及分子生物學[12]等相關學科的發(fā)展與分析檢測技術的提升，香氣成分及其影響因素的研究取得了較大的進展[13]。研究表明，茶葉中香氣物質(zhì)的生成受茶樹品種、栽培管理、鮮葉采摘時間以及加工工藝等因素的影響[14]。茶鮮葉中香氣物質(zhì)種類較少，有80 余種，紅茶則有400多種。在茶葉加工過程中，由于一系列化學反應的發(fā)生，其香氣組成及含量往往也不同[15]，加工過程是茶葉香氣物質(zhì)形成的關鍵因子[16]。2015 年，賴幸菲等[4]采用GC-MS 法對不同季節(jié)金萱鮮葉加工而成的綠茶、紅茶和烏龍茶的香氣成分進行分析。結(jié)果表明，綠茶春茶和夏茶的香氣組成以醇類物質(zhì)的相對含量較高，秋茶是吡咯類及其衍生物的相對含量較高。2018 年，陽景陽等[17]以金萱品種的鮮葉為原料，制成紅碎茶，利用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用（SPME-GC-MS）技術檢測了紅碎茶揮發(fā)性成分，結(jié)果表明，苯甲醇、苯甲醛、芳樟醇、香葉醇等為金萱紅碎茶主要香氣物質(zhì)。目前，關于紅碎茶加工過程中香氣成分的動態(tài)變化研究鮮見報道。

本研究采用金萱一芽一葉鮮葉為原料，按照紅碎茶揉捻機+轉(zhuǎn)子揉切機的工藝，采用固相微萃取—氣質(zhì)聯(lián)用技術分析鮮葉、萎凋、揉捻、揉切、發(fā)酵等主要加工工序中制得的茶樣的香氣成分，探究金萱紅碎茶加工過程中香氣成分的變化規(guī)律，以期為花香型紅碎茶產(chǎn)品加工技術的提升及其香氣品質(zhì)調(diào)控提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮葉原料均采自廣西南亞熱帶農(nóng)業(yè)科學研究所無公害茶葉種植基地，品種為金萱，原料為鮮葉一芽一葉，采摘時間為2021 年8 月9 日。

1.2 主要儀器與設備

6CWD-6 型茶葉萎凋槽（南寧市創(chuàng)宇茶葉機械有限公司）、20 型轉(zhuǎn)子揉切機（海南南海機械廠）、6CTH 型烘干機（浙江上洋機械有限公司）、DW-86L388J 超低溫冰箱（青島海爾特種電器有限公司）、數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州朗越儀器制造有限公司）、舜宇恒平FA-1004 電子天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）、BR4I 離心機（Thermo 公司）、100 μL PDMS 萃取纖維頭（美國SUPELCO公司）、6890N-5975B 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（Agilent 公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品制備

茶樣加工工藝流程:參照陳亮等[18]的制作方法。鮮葉（金萱一芽一葉）→萎凋（萎凋槽內(nèi)攤?cè)~厚度2～3 cm，萎凋時間8～10 h，萎凋葉含水量70%～72%）→揉捻（30～50 min）→揉切（20 型轉(zhuǎn)子揉切機）→發(fā)酵（處理：1 h、3 h、5 h）→解塊→干燥（毛火為90～100℃，含水量18%～20%；足火為70～80℃，含水量4%～6%）。

取樣：于鮮葉、萎凋、揉捻、揉切、發(fā)酵（1 h、2 h、3 h）等工序結(jié)束后取樣，并將樣品迅速用液氮固定、置于-80℃儲存，待進一步分析。

1.3.2 揮發(fā)性成分的測定

前處理：稱取2.0000 g 樣品置于頂空瓶中，加3 mL 飽和NaCl 溶液密封，于80℃下平衡30 min，用固相微萃取針萃取30 min，待萃取結(jié)束后，萃取針在進樣口解吸5 min。

氣相條件：氦氣（純度＞99.99%）為載氣，流速為1.0 mL/min，進樣模式為無分流進樣，進樣口溫度為240℃，解析時間為5.0 min。程序升溫條件：起始溫度45 ℃，保持4 min，以6℃/min 的速率升至130℃，再以10℃/min 的速率升至240 ℃，保持8 min。

質(zhì)譜條件：掃描方式為Full Scan；離子源為EI源，離子源溫度為230℃；四級桿溫度為180℃，電離電壓70 eV，氣相色譜—質(zhì)譜傳輸線溫度為280℃。

揮發(fā)性成分分析：掃描圖譜與NIST08.L 質(zhì)譜庫對照進行定性鑒定，采用峰面積歸一法算出各揮發(fā)性風味成分的相對含量（單組份香氣成分的峰面積占總峰面積）進行定量，試驗結(jié)果用百分數(shù)（%）表示。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016 進行數(shù)據(jù)歸類、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工過程中金萱紅碎茶香氣成分及含量變化

采用頂空固相微萃取/ 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對各加工工序結(jié)束后的制品揮發(fā)性物質(zhì)進行檢測，根據(jù)總離子流圖檢索定性，采用峰面積歸一化法計算各成分的相對百分含量。本試驗共檢測到156 種香氣成分，主要包括42 種醇類、8 種醛類、16 種酮類、16 種酯類、10 種酸類、22 種碳氫類及22 種含氮類。其中，鮮葉、萎凋葉、揉切葉、發(fā)酵葉（1 h）、發(fā)酵葉（3 h）及發(fā)酵葉（5 h）分別檢測出45、46、45、38、45、45、47 種香氣成分。如圖1 所示，整個加工過程中香氣成分以醇類為主，揉捻葉樣品中醇類物質(zhì)所占比例最高，達到74.82%，鮮葉樣品中醇類物質(zhì)所占比例最低，為27.93%。醛類物質(zhì)含量從鮮葉開始至整個加工過程中有逐漸上升的趨勢。酮類物質(zhì)從鮮葉到揉捻期間含量較低，揉切后含量開始上升，發(fā)酵1 h 達到最高，隨著發(fā)酵時間增加，含量降低。酸類物質(zhì)含量普遍偏低，揉捻葉樣品中含量最高（5.44%）。鮮葉狀態(tài)到萎凋期間，酯類含量升高，達到12.30%。碳氫類物質(zhì)在鮮葉樣品中含量最高，為21.94%；隨后含量均呈波動性下降。含氮類物質(zhì)在鮮葉樣品中含量最高，為33.34%，其次為31.13%（發(fā)酵5 h）。

圖1 紅碎茶加工過程中香氣種類及含量變化

2.2 金萱紅碎茶加工過程中主要香氣成分及相對含量變化分析

茶葉加工過程中，香氣成分及含量有所差異。本研究通過GC-MS 技術分離鑒定到主要香氣成分有67 種，鮮葉經(jīng)一系列工藝加工后，香氣成分及相對含量均發(fā)生了變化，詳見表1。從鮮葉、萎凋、揉捻、揉切、發(fā)酵（1 h）、發(fā)酵（3 h）、發(fā)酵（5 h）等工序中檢測出的主要揮發(fā)性化合物累計分別占總峰面積的90.47%、87.33%、97.43%、97.81%、94.12%、92.46%及93.01%。其中，正己醇、芳樟醇、苯乙醇、2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫-2H-呋喃-3-醇、水楊酸甲酯、咖啡因及二甲基硫在加工過程中均被檢測出。如表2 所示，相對含量較高的香氣成分主要有芳樟醇（3.79%～13.59%）、苯乙醇（3.30%～10.66%）、2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫-2H-呋喃-3-醇（0.82%～3.34%）、水楊酸甲酯（0.50%～6.57%）、咖啡因（2.22%～33.34%）等。不同加工工序過程中，香氣成分及其相對含量大多呈不規(guī)則的變化趨勢。

表1 紅碎茶加工過程中主要香氣成分種類及含量（%）

表2 紅碎茶加工過程中醇類、共有香氣成分及含量（%）

續(xù)表2

2.3 金萱紅碎茶加工過程中醇類及其相對含量變化分析

鮮葉中，芳樟醇的相對含量為11.22%，萎凋葉中含量最高，隨后含量有所下降，與楊娟等[20]研究不同，原因可能是工夫紅茶和紅碎茶的加工工藝不同，采用的茶樹品種也不同所致。反式-芳樟醇氧化物從鮮葉到萎凋時含量有所上升，在揉捻及發(fā)酵過程中，所占比例太低，未被檢測到；順式-芳樟醇氧化物與二氫芳樟醇在鮮葉及萎凋時并未被檢測到，從揉捻開始，順式-芳樟醇氧化物含量開始上升，含量成呈波動性變化，二氫芳樟醇含量在揉捻至發(fā)酵1 h 期間比較穩(wěn)定，隨著發(fā)酵時間的延長，所占比例降低。在前期加工階段，并未檢測到香葉醇，芳樟醇的相對含量顯著高于香葉醇，發(fā)酵3 h開始，香葉醇含量上升，可達到11.68%，隨著發(fā)酵時間增長，含量降低，可見發(fā)酵對香葉醇的形成影響較大。苯乙醇具有玫瑰香，其香氣閾值較高（1000 g/kg），是茶葉特征性香氣成分[25]。苯乙醇含量在加工過程中呈上升趨勢，在鮮葉中僅為3.30%，在發(fā)酵3 h 后升至10.66%，這與前人研究結(jié)果[20]不同，可能是加工工藝和茶樹品種不同所致。在加工過程中，正己醇含量先升（從鮮葉到揉捻）后降（從揉捻到發(fā)酵）。2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫-2H-呋喃-3-醇含量呈上升趨勢（從鮮葉到揉捻），隨后呈波動性變化。

2.4 金萱紅碎茶加工過程中醛類、酮類、酸類、酯類及其相對含量變化分析

苯甲醛具有甜香、杏仁香，香氣閾值較高（350 g/kg）[21]。從鮮葉到發(fā)酵3 h 階段，苯甲醛含量逐漸升高。除了苯甲醛外，其他主要醛類在鮮葉及萎凋期間均未被檢測到，揉捻至發(fā)酵期間，異戊醛含量變化不明顯，苯乙醛含量逐漸升高，其他物質(zhì)含量呈波動性變化。其中，2-己烯醛在發(fā)酵5 h后，才被檢測到。紅碎茶加工過程中，酮類物質(zhì)含量普遍較低。6-甲基-5-庚烯-2-酮具有果香、清香、甜香，香氣閾值為50 g/kg[21]，其含量先升（鮮葉-發(fā)酵3 h）后降（發(fā)酵3～5 h）。鮮葉到揉捻期間，2-戊酮、β-紫羅蘭酮、大馬酮及β-紫羅酮均未被檢測到，β-紫羅蘭酮與大馬酮含量從揉切到發(fā)酵期間，含量變化不大。紅碎茶加工過程中，酸類物質(zhì)的種類較少，含量變化不規(guī)律。其中含量較高的成分為醋酸，其在揉捻葉中的含量為2.33%，香氣閾值較高（1050 g/kg）[26]，具有強烈刺激性氣味。酯類在加工過程中總體呈波動性變化。水楊酸甲酯在鮮葉中相對含量達1.21%，萎凋期間增至6.57%，發(fā)酵后稍有降低。同一種香氣成分，在不同的加工工序中，含量不同。比如：DL-扁桃酸僅在鮮葉樣品中檢測到，而醋酸與己酸僅僅在揉捻葉中檢測到。

2.5 金萱紅碎茶加工過程中碳氫類、含氮類、其他類及其相對含量變化分析

烯烴屬不飽和烴類物質(zhì)，廣泛存在于植物體內(nèi)，具有一定的香氣，對茶葉香型形成有較大影響[28]。加工過程中，鮮葉樣品中苯乙烯的相對含量較高（16.06%），其他碳氫類物質(zhì)呈現(xiàn)不規(guī)則變化?？Х纫蛟邗r葉樣中相對含量最高，達33.34%，其次為31.13%（發(fā)酵5 h），在萎凋至發(fā)酵5 h 期間，咖啡因呈波動性變化，有可能是在加工期間，其他類香氣物質(zhì)逐漸被釋放，導致其所占比例不同。二甲基硫在加工過程中均被檢測到，含量呈波動性變化。

3 討論

茶葉加工過程中，由于糖苷水解、類胡蘿卜素、氨基酸或脂質(zhì)降解等作用程度不同，使得釋放的香氣成分種類及含量存在差異[19]。萎凋時，茶葉細胞逐漸失水，鮮葉內(nèi)糖苷酶的活性增強，大量香氣前體物質(zhì)被水解釋放出來。揉捻、發(fā)酵過程中，部分化學成分在氧化和降解作用下也產(chǎn)生了香氣物質(zhì)[20]。整個加工過程中，香氣成分以醇類為主，其中相對含量較高的醇類有芳樟醇類、苯乙醇及2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫-2H-呋喃-3-醇。具有花香的芳樟醇是紅茶中含量較高的香氣成分之一，其香氣閾值為6 g/kg[21]，對紅茶香型的形成具有重要作用[22]。在加工過程中，四種芳樟醇類物質(zhì)含量的變化較大，可能是由于它們之間的相互轉(zhuǎn)化造成的。香葉醇具有玫瑰香和薔薇香氣，其閾值為40 g/kg[23]。香葉醇與芳樟醇是紅茶的特征性香氣成分，兩者的占比會對香型的形成有一定的影響[24]。在前期加工階段，并未檢測到香葉醇，芳樟醇的相對含量顯著高于香葉醇，發(fā)酵3 h 開始，香葉醇含量上升，可達到11.68%，隨著發(fā)酵時間增長，含量降低，可見發(fā)酵對香葉醇的形成影響較大。由此推測金萱紅碎茶的香型在加工過程中發(fā)生了轉(zhuǎn)變，由原來的芳樟醇及其氧化物主導型逐漸轉(zhuǎn)化為香葉醇和芳樟醇綜合的中間型。醛類與紅茶香型的形成密切相關，主要包括脂肪族醛、芳香族醛和萜烯醛[7]。醛類物質(zhì)在鮮葉中含量較低，伴隨著萎凋、揉切、發(fā)酵的進行，其相對含量升高，此變化趨勢可能與醇類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有關[7]。水楊酸甲酯具有濃烈的冬青油香，香氣閾值為60 g/kg，對茶葉的清香具有一定貢獻[27]。同一種香氣成分，在不同的加工工序中，含量不同。

4 結(jié)論

本研究采用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術檢測金萱紅碎茶加工過程中香氣成分，醇類（具有花香、清甜香氣）是主要的香氣種類，加工過程中，大多數(shù)香氣成分均呈不規(guī)則的變化趨勢。相對含量較高的香氣成分有芳樟醇、苯乙醇、2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫-2H-呋喃-3-醇、水楊酸甲酯及咖啡因等。在接下來的工作中，我們將進一步深入探究花香型紅碎茶香氣成分與相關酶活性的相關性。