烘焙工艺对乌龙茶糖氨Maillard反应及风味的影响

陈泉宾，陈 键，王丽丽，邬龄盛，王振康

(福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015)

美拉德反应是氨基化合物(如蛋白质、肽、胺、氨和氨基酸)和羰基化合物(如还原糖、脂质、醛、酮、多酚、抗坏血酸以及类固醇等)之间的一类复杂化学反应，其最终生成类黑精、还原酮及挥发性杂环化合物。这些物质是食品色泽和风味的主要来源，并起到抗氧化的作用[1-2]。茶叶中已分离鉴定的氨基酸有25种以上；可溶性游离单糖有阿拉伯糖、鼠李糖、果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖，双糖有蔗糖等[3]。烘焙是乌龙茶制茶工艺的一道重要工序，掌握适当的烘焙技术可弥补茶叶品质的某些不足，掌握不当则会降低品质，甚至成为焦味过火茶。烘焙过程中茶叶内部发生复杂的化学反应，美拉德反应是其中发生的多种反应之一[4-7]。

烘焙工艺对乌龙茶美拉德反应产物的影响研究表明，110℃、120℃、140℃随时间延长，美拉德反应中间产物下降，130℃则上升。不同处理以130℃、5 h、2.5 cm(500 g)处理的茶样美拉德反应中间产物最多，140℃、5 h、2.5 cm(500 g)处理褐变程度最高[8]。本文主要分析烘焙工艺对乌龙茶中糖氨美拉德反应及风味的影响，从而更全面了解烘焙工艺对乌龙茶风味的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用‘茗科1号’(金观音)品种，按闽北乌龙茶加工工艺制成的毛净茶为原料。

1.2 试验方法

1.2.1 烘焙设计 试验采用L8(4×24)正交试验设计，选取温度(110℃、120℃、130℃、140℃)、时间(3 h、5 h)和厚度(2.5 cm、5.0 cm)3个因素，随机处理各组合见表1，重复3次。以不进行烘焙处理的毛净茶为对照。

1.2.2 主要反应物质检测 游离氨基酸总量：参照GB/T 8314-2013；可溶性总糖：蒽酮比色法；茶多酚：参照GB/T 8313-2008；儿茶素类总量：HPLC法，其色谱条件为：采用TSKgel ODS-100Z色谱柱，流动相由0.2%(v/v)甲酸水溶液(A相)和甲醇(B相)组成，梯度洗脱程序：83%A(0 min)→55%A(16 min)→83%A(18 min)→83%A(21 min)，进样量10 μL，柱温40℃，流速1 mL·min-1，检测波长280 nm；

1.2.3 数据处理 应用DPS软件进行相关分析。

2 结果与分析

2.1 烘焙工艺对茗科1号乌龙茶中糖氨美拉德反应的影响

美拉德反应是氨基化合物和羰基化合物之间的一类复杂化学反应，氨基酸和总糖是美拉德反应的主要基础物质。从表2可知，不同处理氨基酸总量1.51%～1.90%，均低于对照，处理1降幅最小，下降9.95%；处理8降幅最大，下降达28.44%；表明随着温度升高、时间延长，氨基酸总量降低。可溶性总糖则相反，不同处理在1.91%～2.29%，均高于对照。110℃～130℃温时，在5 h以内，相同温度随着时间的延长，可溶性总糖含量升高；140℃高温时，5 h小时含量低于3 h，高温长时可溶性总糖含量下降。

各因素对氨基酸含量影响，从表3、4可知，温度是影响氨基酸含量的主要因素，其次是时间，摊叶厚度最小；进一步方差分析表明，温度、时间水平间差异达极显著水平，厚度水平间差异达显著水平。对温度各水平进行LSD法多重比较，结果表明各水平间差异极显著。

表 3 烘焙工艺试验

表4 方差分析表

从表5可知，不同处理氨基酸方差分析表明，各处理极显著低于对照，处理1、处理2、处理3、处理4、处理5差异极显著，处理5、处理6差异显著，与处理7、8差异极显著，处理7、处理8差异显著。

表5 不同处理氨基酸含量方差分析多重比较

同理，对可溶性总糖的分析表明，温度对总糖的含量影响最大，其次是厚度；进一步方差分析表明，温度、厚度水平间差异达极显著水平。对温度各水平进行LSD法多重比较，结果表明110～130℃各水平间差异极显著，130℃、140℃差异不显著。

不同处理可溶性总糖方差分析及LSD法比较表明，对照与处理1差异显著，与其它处理差异极显著；处理1与处理2差异显著，与处理3差异不显著，处理2、处理3差异不显著，与其它处理差异极显著；处理3、处理4差异极显著，处理4与处理5、处理8差异不显著，与处理6、处理7差异极显著；处理5、6差异不显著，与处理7差异极显著；处理6、7差异不显著；处理7、8差异极显著。

2.2 烘焙工艺对茗科1号乌龙茶风味的影响

2.2.1 烘焙工艺对茗科1号乌龙茶酚类物质的影响 茶叶中酚类成分含量较高，如绿茶中可高达30%以上，是主要呈味物质之一，对茶叶滋味品质产生较大影响。在高温和潮湿条件下，酚类容易自动氧化成各种有色物质，也是造成食品褐变的原因之一[10]，故一并分析烘焙工艺对酚类的影响。不同处理多酚含量见表2。

从表2可知，各处理多酚含量在12.84%～14.19%，均低于对照，处理5含量下降最多，达11.69%。低温110℃、高温140℃随时间延长，多酚含量下降；低温120℃、中温130℃随时间延长，多酚含量反而上升。

同理，各因素对多酚含量影响方差分析和LSD法表明，温度是影响多酚含量的主要因素，温度水平间差异达极显著水平，各水平间110℃与120℃差异显著，与130℃、140℃差异极显著；120℃、130℃、140℃差异不显著；时间、厚度水平间差异不显著。

不同处理方差分析表明，对照与处理1差异不显著，与其它处理差异极显著，处理1与处理2差异显著，与其它处理差异极显著；处理2与处理6差异极显著，与基它处理差异不显著；其它各处理差异不显著。

茶叶中的儿茶素属于黄烷醇类化合物，是茶叶中多酚类物质的主体成分，约占多酚类总量的70%，对茶叶色、香、味品质的形成有重要作用。从表6可知，各处理儿茶素含量在76.22～104.32 mg·g-1，均低于对照，除120℃处理，各处理随着温度提高、时间延长，儿茶素总量下降。

不同处理儿茶素总量低于对照，但不同儿茶素变化不同，酯型儿茶素EGCG、ECG及非酯型儿茶素EGC、EC温高越高，含量下降越大；GCG则相反，温度越高，含量越大；GC、C 低温下降，中、高温上升。120℃、130℃处理，随时间延长，酯型儿茶素EGCG、ECG含量上升。

表6 不同处理酚类儿茶素含量

2.2.2 烘焙工艺对茗科1号乌龙茶风味的影响 茶叶烘焙过程包含着复杂的化学反应，美拉德反应是其中的主要化学反应之一，最终生成类黑精、还原酮及挥发性杂环化合物，这些物质是形成茶叶色泽和风味的主要来源。从表7可知，不同处理随温度的提高，时间延长，干茶外形色泽从乌间黄绿到乌褐，叶底色泽从黄绿到黑色，逐渐加深；茶叶“火候”从轻火到老火，火功逐渐升高。

姚江等对复火对眉茶“火功”香影响研究表明，在100℃处理时，已有明显的吡嗪类物质形成[10]。本试验在120℃下形成“火功”香，随着温度的提高，“火功”香越明显，可能与反应底物氨基酸含量有关，乌龙茶鲜叶采摘标准为中开面二三叶，氨基酸含量相对低，需在更高的温度下，提高美拉德反应速度，形成“火功”香风味。

表7 不同处理茗科1号色泽、风味的影响

3 讨论

本试验以茗科1号品种加工的闽北乌龙茶为原料，研究烘焙工艺对美拉德反应基础物质及酚类的影响，不同处理氨基酸总量在1.51%～1.90%，茶多酚在12.84%～14.19%，儿茶素总量在76.22～104.32 mg·g-1，均低于对照，可溶性总糖在1.91%～2.29%，均高于对照。进一步对不同因素进行方差分析，结果表明，温度是影响美拉德反应基础物质及酚类的主要因素，水平间差异达极显著水平；时间、厚度对基础物质及酚类影响不同。不同处理感官审评结果表明，随着温度的升高，时间延长，茶叶色泽逐渐加深，火功香越明显。

烘焙对乌龙茶品质影响的技术因子主要有烘焙温度、烘焙时间、摊叶厚度、茶叶含水量及烘焙次数等，研究者对茶叶烘焙的试验探索也主要围绕这些影响因子展开。本研究结果表明，氨基酸、多酚含量随着烘焙温度的升高而下降，与前人研究结果一致[11-12]；不同水平差异达极显著水平，与江山[12]的结果一致。温度越高，含量越低，可能与Maillard反应速度有关，温度相差10℃，褐变速度相差3～5倍，氨基酸的消耗速率远远大于氨基酸的生成速率，导致氨基酸的含量显著下降。

对可溶性总糖的分析表明，对照显著低于110℃、3 h、500 g处理，极显著低于其它处理，可能是糖类物质在热化学作用下发生自行转化，形成可溶性糖类物质的量高于参与如香气物质等形成而消耗的多糖的量；在140℃烘焙下，5 h低于3 h，其它处理则高于3 h，因此，为提高茶汤的厚度，高温处理应短于3 h，其它处理可延长烘焙时间，但其临界点有待进一步研究。

不同摊叶量水平对氨基酸和总糖影响相反，越厚氨基酸含量显著降低，总糖却极显著升高。烘焙“轻火”茶叶，釆用短时、薄摊处理，保留更多氨基酸，保持茶汤鲜爽度；烘焙“高火”茶叶，采用长时、厚摊处理，提高总糖含量，从而提高茶汤厚度。

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