滚筒和蒸汽杀青针形名优绿茶机制过程中主要化学成分及香气组成的对比研究

赵瑶，倪德江

（1.华中农业大学园艺林学学院，园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北武汉 430070；2.湖北三峡职业技术学院生物化工学院，湖北宜昌 443000）

滚筒和蒸汽杀青针形名优绿茶机制过程中主要化学成分及香气组成的对比研究

赵瑶1,2，倪德江1*

（1.华中农业大学园艺林学学院，园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北武汉 430070；2.湖北三峡职业技术学院生物化工学院，湖北宜昌 443000）

文章采用高效液相色谱、气相色谱/质谱等方法，分析比较了炒青型和蒸青型机制针形名优绿茶加工过程主要品质成分的变化。结果表明，茶多酚和儿茶素含量在两种工艺加工过程中均呈下降趋势，下降幅度蒸青型针形茶大于炒青型针形茶；叶绿素含量在两种工艺加工过程中也呈下降趋势，但蒸青型针形茶的含量显著高于炒青型针形茶；两种工艺过程可溶性糖和氨基酸含量变化差异不显著。GC/MS分析表明，两类针形名茶香气物质的组成十分接近，但香气含量炒青型针形名茶略高于蒸青型针形名茶；二者的香型相似率为0.98，香气类型相近。通过改善热风脱水和提香工艺，蒸青型针形名优绿茶可以达到炒青型针形名优绿茶的品质要求，并且色泽比炒青型针形名优绿茶更绿。

针形名优绿茶，机械化加工，化学成分

针形茶是我国名优绿茶生产的主要茶类，生产水平的高低对茶叶产业会产生较大影响。机制针形茶基本的加工工艺为：鲜叶→杀青（杀青机）→揉捻（揉捻机）→初干（烘干机）→做形（理条机）→干燥（烘干机）。传统的杀青方式采用锅炒（如滚筒）杀青（炒青型针形茶），所制茶叶具有香气高的特点，但锅炒杀青容易产生烟焦味，影响名优茶品质。近年来，不少厂家采用蒸汽杀青替代锅炒杀青（蒸青型针形茶），以避免烟焦味的产生，取得了一定效果，但所制名茶香气低闷、品质风格发生变化。如何提高蒸青型针形茶的品质已成为名优茶生产迫切解决的问题。倪德江等[1]曾就锅炒杀青和蒸汽杀青两种杀青方式对名优绿茶品质化学成分的影响进行研究，表明蒸汽杀青叶绿素保留量较多，色泽绿；锅炒杀青茶叶香气高。袁林颖等[2]的研究也得出相似的结论。然而，有关加工过程品质的变化研究较少。本文采用相同的鲜叶原料，将杀青分为锅炒（滚筒）和蒸汽杀青两种处理，按照相同的揉捻、初干、做形和干燥工艺进行加工，比较两类针形茶机械化加工过程主要品质成分的动态变化，为提高机制针形茶的品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜叶，2008年4月4日至10日采自湖北省恩施州伍家台富硒贡茶有限公司茶园本地群体种一芽一叶。茚三酮、蒽酮、浓硫酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、氯化亚锡、酒石酸钾钠、乙醇（无水乙醇）、甲醇、甲酸，中国医药（集团）上海化学试剂公司；硫酸亚铁，北京益利精细化学品有限公司；乙醚（色谱纯），天津化学试剂二厂；丙酮、无水硫酸钠，购于国药集团上海化学试剂公司；儿茶素、葵酸乙酯标样，购于Sigma公司。

1.2 仪器与设备

6CSZ-40型滚筒连续杀青机、6CR-40型揉捻机、6CHW-4型网带式烘干机、6CLZ-60型往复式理条机，浙江省衢州市绿峰茶机有限公司；6CZS-150型汽热杀青机，浙江省衢州上洋机械有限公司；722S型分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；HH-系列恒温水浴锅，江苏金坛中大仪器厂；FZ102型巨轮牌植物粉碎机，河北省黄骅市齐家务科学仪器厂；AW220型电子分析天平，日本京都岛津有限公司；高效液相色谱仪，美国Varian科技有限公司；Trace GC-PolarisQ MS，美国Thero finnigan；SDE装置。

1.3 方法

1.3.1 材料处理

鲜叶均匀混合后，分别制成炒青型针形茶和蒸青型针形茶。炒青型针形茶采用滚筒杀青，然后按照揉捻、解块、初干、做形、干燥、提香的工艺流程进行操作，蒸青型针形茶采用蒸汽杀青，然后进行脱水，再按照上述相同的揉捻、解块、初干、做形、干燥、提香的工艺流程进行加工。具体工艺如下：

锅炒（滚筒）杀青：在6CSZ-40型滚筒连续杀青机中进行，温度120～140℃。

蒸汽杀青（含脱水）：在6CZS-150型汽热杀青机中进行。杀青蒸汽温度160℃，时间40s；脱水热风温度160℃，时间1.8min。

揉捻：在6CR-40型揉捻机中进行，时间30min。

解块：在6CJK-45型茶叶解块机中进行。初干：在6CHW-4型网带式烘干机中进行，温度90℃左右，时间2.9min。

做形：在6CLZ-60型往复式理条机中进行，温度90～110℃，每锅投叶1.5kg。

干燥：在6CHW-4型网带式烘干机中进行，温度85℃。

提香：在6CHW-4型网带式烘干机中进行，温度120℃，时间3min。

1.3.2 茶叶内含成分分析

水分：120℃，1h法[3]；茶多酚：酒石酸铁比色法[3]；氨基酸：茚三酮比色法[3]；可溶性糖：蒽酮比色法[4]；

叶绿素：混合液法[4-5]。按丙酮∶无水乙醇∶水＝4.5∶4.5∶1的比例配制提取液，将粉碎茶样过40目筛后取0.2g左右放于150mL三角瓶中，加入30mL提取液，放于暗处提取24h后过滤，滤液在663nm和645nm波长下比色，根据Arnon公式计算叶绿素含量。

儿茶素组分：高效液相色谱法[6]。色谱柱：Agilent，TC-C18柱 （4.6mm×150mm，5μm）；流动相：A水（含0.1%的甲酸）和B甲醇（含0.1%的甲酸），梯度洗脱条件：0→5min，初始相（A相：80%，B相：20%）；5→10min，A相：75%，B相：25%，至17min；17→20min，A相：65%，B相：35%，至25min；25→27min，回到初始相，至 30min，流速1.0mL/min；紫外检测波长：280nm，柱温30℃，进样量30μL。样品处理：称取茶样2.0g，50%的乙醇浸提两次，每次加100mL乙醇，温度75℃，将两次提取液合并，定容至250mL，用0.45μm微孔滤膜过滤。

1.3.3 茶叶香气成分分析

香精油的制备：称取样品50g于圆底烧瓶中，加癸酸乙酯 （1μL/100mL溶于乙醚溶液）1mL，静置10min，再加入1000mL沸水，采用水蒸汽蒸馏同时萃取法（SDE法）[7-8]，用50mL色谱纯的乙醚溶剂提取1h。提取液经无水硫酸钠脱水干燥，过滤后浓缩至0.2mL左右放入带塞的磨口玻璃试管中。

气相色谱/质谱（GC/MS）分析条件：DB-5MS毛细柱（30m×0.25mm×0.22μm）；以He作载气，流速0.8mL/min，程序升温，40℃（保持 10min）→220℃（保持5min）→250℃，升温速度2℃/min，进样量2μL，电离方式EI，电子能量70eV，扫描45～550amu。

香气成分定性和定量分析：根据质谱的鉴定数据进行色谱定性，用各组分峰面积与内标峰面积相比较进行定量[9-10]。

1.4 计算

单位为百分数的数据在进行方差分析时作反正弦转换[11]；数据处理分析采用Excel2003和SAS软件包[12]。方差分析显著的进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 机制针形名优绿茶加工过程主要成分的变化

表1 机制针形名优绿茶加工过程主要品质成分的变化（%）Table 1 The changes of main tea chemical components of needle-shaped green tea during processing(Unit:%)

茶多酚含量在两种工艺加工过程中都呈下降趋势见表1。从杀青到工艺完成，滚筒杀青、蒸汽杀青针形茶茶多酚含量降幅分别为 0.23%和1.29%，说明蒸汽型针形茶加工过程茶多酚下降幅度较炒青型更大。杀青结束后，蒸汽杀青茶多酚含量多于滚筒杀青，含量分别为30.43%、30.57%，但方差分析结果表明它们的差异不显著，脱水后茶多酚含量降低较多，揉捻工序两种杀青方式茶多酚含量差异不显著，初干、做形、提香各工序蒸汽杀青茶多酚保留量少于滚筒杀青，且差异显著，见表2。

从表1可知，两种加工工艺结束后氨基酸含量都有所增加，增加量蒸汽杀青多于滚筒杀青，分别为0.01%和0.19%。但只有杀青这个工序测得的氨基酸含量差异极显著，滚筒杀青处理氨基酸含量为4.75%高于蒸汽杀青处理的4.54%，其他工序含量差异不显著，见表2。

可溶性糖含量的测定结果表明，滚筒杀青的可溶性糖含量在加工过程中逐渐降低，蒸汽杀青的可溶性糖含量在脱水工艺后有所升高，后续工序逐渐降低，提香工序使二者可溶性糖含量都有所升高。从杀青到提香，滚筒杀青针形茶可溶性糖含量从3.72%降低到3.68%，蒸汽杀青针形茶可溶性糖含量从3.43%升高到3.52%。而从方差分析结果看，只有在杀青和揉捻两个工序结束后可溶性糖含量分别有极显著或显著的差异，其他工序含量差异不显著，见表2。

表2 主要品质成分方差分析表Table 2 Variance analysis on the contents of main tea chemical components

叶绿素含量在蒸汽杀青针形名茶加工的整个过程中都高于滚筒杀青的针形名茶见表1，显著性分析见表2，杀青、揉捻、做形、提香各工序二者的叶绿素含量都分别有显著或极显著的差异，蒸汽杀青针形名茶色泽优于滚筒杀青针形名茶。

从两种工艺中主要品质成分含量动态变化的研究分析看出，经杀青工序后蒸汽杀青处理的茶多酚和叶绿素保留量多于滚筒杀青处理，而氨基酸和可溶性糖含量少于滚筒杀青处理。这是因为滚筒杀青时间相对较长，叶温升高较慢，杀青前期各种酶类还没有被钝化反而活性增强，由于酶的催化和湿热环境的作用，茶多酚和叶绿素破坏较多，同时蛋白质和多糖水解较充分，因此氨基酸和可溶性糖含量较高。氨基酸和可溶性糖含量的积累对茶叶香气品质形成有好处，为香气成分形成提供先质[14-15]，滚筒杀青较长的杀青时间也有利于低沸点的青草气物质的挥发散失。单从杀青工艺来看，蒸汽杀青时间短、升温快的特点，使茶叶品质成分的变化较小，叶绿素保留量多有利于形成针形茶更优的色泽品质，但多酚保留量高，苦涩味重，对茶汤的滋味不利，特别是不利于香气的发展。但是值得注意的是，经脱水工序的湿热作用后，茶叶中茶多酚含量明显降低，氨基酸、可溶性糖含量升高，叶绿素含量虽有所减少但与滚筒杀青处理后的含量相近。这说明热风脱水不仅去除了蒸汽杀青带来的多余水分,实现与揉捻工序的相接，而且有利于蒸青针形名优绿茶品质的形成，是提升蒸青针形名优绿茶品质的关键工序。从最终的分析结果看，蒸青针形名优绿茶叶绿素保留量较多，茶叶绿色度好，色泽优于滚筒杀青。

2.2 机制针形名茶加工过程儿茶素含量的动态变化

从表3可以看出，两种针形名茶加工过程儿茶素总量及各组分的变化规律相似。杀青后，蒸汽杀青叶儿茶素含量高于滚筒杀青叶，脱水工艺后蒸汽杀青叶儿茶素含量明显降低，在之后的工序中蒸汽杀青针形茶儿茶素含量都低于滚筒杀青。滚筒杀青针形茶儿茶素保留量高于蒸汽杀青，这同测得的茶多酚含量结果相同。从儿茶素各组分的含量变化来看，每一组分儿茶素的减少量蒸汽杀青针形茶都大于滚筒杀青。

表3 机制针形名优绿茶加工过程儿茶素含量的动态变化（mg/g）Table 3 The changes of catechin of needle-shaped green tea during processing(Unit:mg/g)

表4 两种针形名优绿茶主要香气成分分析（%）Table 4 The aroma compounds of tow needle-shaped famous green teas（Unit:%）

2.3 两种针形名优绿茶香气成分的对比分析

由表4可知，两种工艺制作的针形名茶香气物质组成相近，它们的香气成分主要包括烷烃和烯烃类、芳香族化合物、醇类、醛酮类、酸和酯类以及含氮化合物。其中，烯烃类香气物质以萜烯类为主，主要有石竹烯、异喇叭烯、长叶松萜烯、古巴烯、α-白菖考烯、(+)-4-蒈烯等。芳香族类香气物质主要是萘及其衍生物。醇类香气物质中主要包括大量的萜烯醇类，主要有芳樟醇、橙花叔醇、雪松醇、α-杜松醇、荜澄茄油醇、植醇等；另外，醇类香气物质中还含有苯甲醇等芳香族醇类。醛酮类香气物质主要是一些脂肪族醛类、苯甲醛、苯乙醛等芳香族醛类和β-紫罗酮、顺-茉莉酮等化合物。酯类香气物质主要有水杨酸甲酯等芳香族酯类，还含有棕榈酸甲酯、棕榈酸异丙酯、十八酸乙酯等。含氮类香气物质主要有苯乙腈等。

图1 炒青型针形名优绿茶香气总离子流图Fig.1 Aroma's MS chart of total ion current of roasted needle-shaped green tea

图2 蒸汽型针形名优绿茶香气总离子流图Fig.2 Aroma's MS chart of total ion current of steaming needle-shaped green tea

从香气组成含量来看，低沸点的顺-3-己烯醇、己醛、庚醛等含量蒸青针形名优绿茶高于滚筒杀青，而高沸点的具花果香及烘炒香的芳樟醇、橙花叔醇、橙花醇、β-紫罗酮、顺-茉莉酮、苯乙腈、苯甲醇、苯甲醛等含量均是滚筒杀青高于蒸汽杀青。从香气总量来看，滚筒杀青针形名茶香气含量高于蒸青杀青针形名茶，滚筒杀青更有利于茶叶香气的形成。但经计算二者的香型相似率为0.98，说明两种工艺制得的针形名茶香型相差不大。有研究表明，蒸汽杀青和锅炒青制得的茶叶香型差异较大[1-2]，而本试验采用这两种杀青方式制得的针形茶香型差异较小，是因为本工艺加入了热风脱水及高温短时提香两工序，较好的脱水工艺，尤其是提香工艺[16]缩小了其中的差异。

3 结论

针形名优绿茶可以采用蒸汽杀青。提香工艺是弥补蒸汽杀青绿茶香气低淡的关键。经蒸汽杀青、热风脱水、揉捻、初干、做形、干燥、提香工艺制得的蒸青针形名优绿茶完全可以达到利用滚筒杀青制作而成的产品品质，并且具有比滚筒杀青针形名优绿茶更优的干茶色泽。

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Comparative Study on the Chemical Component and Frangrance of Roller and Steaming De-enzyming Needle-shaped Famous Green Tea in the Machine-processing

ZHAO Yao1,2,NI De-jiang1*
(1.College of Horticulture and Forestry Science,Huazhong Agricultural University,Key Laboratory of Horticultural Plant Biology,Ministry of Education,Wuhan 430070,China; 2.Faculty of Biological and Chemical Engineering Science,Hubei Three Gorges Polytechnic,Yichang 443000,China)

By using of HPLC,GC-MS and other methods,the changing trends of main chemical components of roasted and steaming needle-shaped green tea during processing were studied in this paper.The results showed that tea polyphenol and catechin decreased in both two different processinges,with higher decreasing rate of steaming tea than roasted tea.The chlorophyll showed the same tendency as polyphenol.However,the chlorophyll content of steaming tea is more than roasted tea.It also showed that there was no significant difference in amino acid and soluble sugar contents between the two processes.The results of GC-MS showed that the aroma composition of those two needle-shaped green teas was extremely close.But the aroma content of roasted green tea was slightly above steaming green tea.The aroma pattern of the two green teas was similar,and the similarity rate is 0.98.By improving the process with dewatering and improving aroma,steaming needle-shaped famous green tea could achieve the same quality as roasted one with better color.

Needle-shaped famous green tea,Mechanical process,Chemical components

S571.1

：A

2095-0306（2014）01-0019-06

中国茶叶加工 2014，（1）:19～24

2013-05-20，修改日期：2013-11-08

国家科技支撑计划项目（2011BAD01B03-1），科技部成果转化资金项目（2009GB23600524），湖北省基金重点项目（2009CDA112）

赵瑶（1982-），女，山西阳泉人，讲师，主要从事茶叶加工方面的研究。

*通讯作者：nidj@mail.hzau.edu.cn