贵州湄潭夏秋茶茶醋氨基酸组分及挥发性成分分析

孟洋，陈莉*，卢红梅，安家静，章之柱

(1.贵州大学贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵阳 550025； 2.贵州大学 酿酒与食品工程学院，贵阳 550025)

夏秋茶产量约占全年的60%，由于采收期间气温高，芽叶老化快，其品质低于春茶。其苦涩味较重，利用率低，资源浪费较大，经济价值远低于春茶[1]。夏秋茶碎茶中富含大量的营养及功效成分，具有很好的开发利用潜力[2]。贵州茶类有数十种，茶叶的种植面积居全国前列，避免了资源浪费，增加了夏秋茶的利用，有利于推动茶产业持续发展。茶含有丰富的营养成分和药用成分，如茶蛋白、茶多酚和茶多糖[3]。大量研究表明，茶具有抗氧化、抗炎、抗癌、降血糖、降血压、降血脂和抗菌等生理作用[4-6]。

本试验以贵州湄潭夏秋碎茶为原料制备茶汤，在茶汤酒精发酵过程中加入BV818酵母菌进行酒精发酵，在醋酸发酵过程中加入沪酿1.01醋酸菌进行醋酸发酵，最终得到一款新型茶醋产品。在充分保留茶叶有效成分的基础上，得到一种营养保健的新型调味产品。醋中含有较多的挥发性成分，茶醋挥发性成分复杂且种类丰富，主要包含酯类、醇类、烷类、醛类、酚类等，众多成分的相辅相成，使茶醋别有风味。挥发性成分的组成和含量对产品的营养价值和风味特点有较大影响，因此利用固相微萃取法处理后再利用GC-MS对定性茶醋的氨基酸组分含量及茶汤、茶醋挥发性成分的差异进行检测和对比分析。旨在更好满足消费者需求的同时，为茶醋的药食功效等研究和生产提供指导，从内在科学和品质认识、了解新型茶醋，为改善茶醋挥发性成分的研究提供理论依据，从而增加夏秋茶的经济附加值。

1 材料与方法

1.1 材料

夏秋绿茶碎料：贵州省湄潭县某茶厂；茶汤、茶醋：实验室自制。

1.1.1 主要试剂

氯化钠：国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钾、无水葡萄糖：天津市科密欧化学试剂有限公司；磷酸二氢钾：成都金山化学试剂有限公司；浓硫酸：重庆川东化工(集团)有限公司；重铬酸钾：天津市永大化学试剂有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

LD-3电动离心机 上海上登试验设备有限公司；L8800氨基酸分析仪 日本日立公司；SCION SQ 456-GC 美国Bruker公司；电炉 邦西仪器科技(上海)有限公司；HH-2型恒温水浴锅 常州澳华仪器有限公司；SPX-150B-Z型生化培养箱 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；722S可见分光光度计 上海菁华科技仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 生产工艺流程

图1 生产工艺流程图Fig.1 Production process flow chart

1.2.2 茶醋发酵工艺

酒精发酵：以BV818酵母菌为菌种，料液比4∶100，原料粉碎目数60目，酵母菌接种量0.9%，初始糖量15%。

醋酸发酵：初始酒精度6% vol，发酵时间12 d，醋酸菌接种量9%，发酵温度28 ℃。

1.2.3 茶醋的理化指标测定

茶多酚的测定：参照莫树平等[7]的方法并稍作修改；总酸的测定：参照胡杨等[8]的方法并稍作修改；酒精度的测定：参考AOAC Official Method 969.12 Alcohol in Wines by Dichromate Oxidation的半微量蒸馏法对样品中的酒精度含量进行测定；咖啡碱的测定：参照安家静[9]的方法并稍作修改；氨基酸态氮的测定：参照张晶等[10]的方法并稍作修改。

1.2.4 茶醋氨基酸组分的测定

参照GB 5009.124-2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》。

1.2.5 茶汤和茶醋香气成分的分析

利用GC-MS仪器进行茶汤和茶醋挥发性成分定性分析，对比其香气成分的差异和结果。具体操作参照李慧等[11]的方法并稍作修改。

2 结果与分析

2.1 茶醋成品理化指标测定结果

经过茶汤制备后的酒精发酵及醋酸发酵，对所得的茶醋进行灭菌、澄清等处理，得到茶醋成品。按照1.2.2的方法对茶醋成品进行理化指标测定，结果表明：所得茶醋成品中酸度含量为59.10 g/L，茶多酚含量为2.95 g/L，酒精度含量为0.08% vol，氨基酸态氮含量为0.14 g/dL，咖啡碱含量为0.80%，其理化指标均达到相关标准。

2.2 茶醋氨基酸组分的测定结果

茶醋的氨基酸分析图谱见图2，氨基酸组分的含量测定结果见表1。

图2 茶醋氨基酸分析图谱Fig.2 Amino acid analysis chromatogram of tea vinegar

表1 茶醋成品氨基酸组分的测定结果Table 1 Determination of amino acids in tea vinegar products

氨基酸是茶叶滋味组成的重要成分之一，是主要的滋味贡献者，能够将多酚类和咖啡碱的苦味中和并产生多种香味。其中游离氨基酸是茶中重要的味道成分，高水平的游离氨基酸对茶叶品质有重要影响，是绿茶鲜美甜味的主要化合物，使茶的滋味更加细腻[12]。由表1可知，茶醋中检测出17种氨基酸，总量为2.19 mg/mL。其中必需氨基酸检测出Thr、Val、Met、Ile、Leu、Phe、Lys等，约占茶醋氨基酸组分的38.01%。谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸等非必需氨基酸含量较高，约占茶醋氨基酸组分的40%。其中谷氨酸含量达到0.36 mg/mL，谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，具有鲜味，其用途广泛，它本身作为药品，能够脱羧生成中枢神经系统中有效的抑制性神经递质γ-氨基丁酸[13]，也可用于生产味精、食品添加剂、香料。精氨酸具有鲜甜滋味，含量达到0.18 mg/mL，可在食品研究中作为安全合理的添加剂[14]。

2.3 茶汤的挥发性成分分析结果

本试验利用GC-MS对茶汤进行挥发性物质检测，气相色谱图见图3，分析结果见表2。

图3 茶汤气相色谱图Fig.3 Gas chromatogram of tea soup

表2 茶汤、茶醋挥发性成分分析Table 2 Analysis of volatile components in tea soup and tea vinegar

续 表

注：“N”表示未检出挥发性成分。

由表2可知，茶汤及茶醋中共检测出80种挥发性成分，茶汤包含44种挥发性物质，主要分为醛类、酸类、酮类、醇类及其他类。其中醇类13种，醛类17种，酸类1种，酮类及其他类成分主要包含2-乙酰基吡咯、3-甲基-2-戊酮、1-辛烯-3-酮、2-乙烷基-3,5-二甲基吡嗪、三甲基环己酮、甲基庚烯酮、β-紫罗酮、吲哚等13种。

2.3.1 醇类

醇类化合物通常伴随花香和果香，茶汤中醇类物质主要包括芳樟醇、1-辛烯-3-醇、香叶醇及苯乙醇等13种。其中芳樟醇为主要挥发性物质，占13.48%，有研究发现其具有玫瑰香气，并稍带绿茶、木香及果香等香气[15]。1-辛烯-3-醇占2.58%，具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香气。香叶醇占2.12%，具有玫瑰花气息，味有苦感，可作为食用香精，也可制成酯类香料。苯乙醇占1.13%，具有玫瑰样花香。苄醇又称苯甲醇，占1.34%，可作为茉莉、月下香、伊兰等香精的调配香料。

2.3.2 醛类

茶汤中的醛类物质是主要挥发性成分，共占35.44%，醛类物质可产生愉悦的气味但稳定性较弱。包括壬醛、(E)-(E)-2-庚烯醛、异戊醛、苯甲醛、癸醛、庚醛等17种。其中壬醛所占含量最高，比(E)-(E)-2-庚烯醛含量高出0.8%，经过高度稀释后可产生玫瑰或橘子香味。(E)-(E)-2-庚烯醛占4.73%；异戊醛占4.68%，经稀释后具有苹果气味；苯甲醛占3.08%，具有杏仁气味，可用作香料；庚醛占2.04%，具有水果香味，可用于香料合成；正辛醛占1.46%，稀释后具有类似玫瑰和橙皮的香气，可用于产生甜橙香料；己醛占2.09%，在较低浓度时带有清香味[16]；癸醛占2.65%，具有脂香，经稀释后有花香-橙香香气，可用于调配橙子、柑橘、柠檬等食用香精。

2.3.3 酮类

茶汤中酮类物质包含9种，含量较低。β-紫罗酮占3.27%，具有木香和较强的紫罗兰香气；甲基庚烯酮占1.08%，具有新鲜的青草香和柑橘香气，可用于香精和香料的合成；茉莉酮占0.63%，具有天然茉莉花及西芹籽香气，可用于多种食用香精的配制[17]。

2.3.4 酸类及其他类

茶汤中检测出酸类物质1种，己酸占2.35%。其他类物质4种，二甲基硫占0.5%；2-乙烷基-3,5-二甲基吡嗪占0.14%，具有威士忌酒的香气；2-乙酰基吡咯占0.34%，具有核桃、甘草等香气；吲哚占0.32%，有研究发现其经稀释后具有柑橘花、茉莉香气，可作为香料，具有固香作用[18]。

目前，有相关文献表明，茶叶中含有较多挥发性成分，主要包含芳樟醇、香叶醇、橙花叔醇等[19]。试验所得产品经过检测发现，主要挥发性物质为芳樟醇、香叶醇等，较符合相关的研究结果。

2.4 茶醋的挥发性成分分析结果

试验对茶醋进行挥发性物质检测，气相色谱图见图4，分析结果见表2。

图4 成品茶醋的气相色谱图Fig.4 Gas chromatogram of tea vinegar finished product

表2中数据显示，成品茶醋挥发性成分共49种，主要包含酯类、酸类、酮类、醛类及醇类等。其中酯类7种，醇类13种，醛类13种，烷类3种，烯类4种，酸类6种，酮类3种。

2.4.1 酯类

茶醋中酯类物质主要包括乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸异戊酯等7种，酯类化合物具有花香、果香、酒香或蜜香香气，可以起增强与润和作用[20]。茶醋中乳酸乙酯为主要挥发性成分，占5.44%，具有较强的酒香，可用于香料、食品的制作。乙酸异戊酯占3.57%，具有香蕉气味。乙酸乙酯占3.82%，具有果酒香气，可用于香料、白酒的勾兑和人造香精的制作。苯乙酸乙酯占0.30%，具有蜂蜜香味。

2.4.2 醇类

茶醋中醇类物质是主要挥发性成分，占34.85%，主要包括异戊醇、芳樟醇、苯乙醇等13种。其中异戊醇为主要挥发性成分，占13.51%，具有苹果、白兰地香气以及辛辣味[21]。芳樟醇占8.62%，其香气较为柔和。苯乙醇占7.94%，具有紫罗兰香、丁香、蜂蜜味及青甜玫瑰等多种香气[22]。香叶醇与橙花醇为异构体，分别占1.11%、0.34%，橙花醇具有玫瑰、橙花香气且微带柠檬果香。橙花叔醇占0.15%，具有玫瑰、铃兰和苹果花气息，比橙花醇更加甘甜。香茅醇是一种萜类化合物，占0.88%，具有与新鲜玫瑰相似的特殊香气，稍有苦味。

2.4.3 醛类

茶醋中的醛类物质主要包括反式-2-癸烯醛、苯甲醛、2-庚烯醛等13种。反式-2-癸烯醛为主要香气成分，占2.08%，具有类似橙子香味。苯甲醛占1.77%，具有杏仁味。(E)-2-庚烯醛占0.80%，壬醛占0.75%，具有玫瑰、柑橘等香气。苯乙醛占0.13%，具有风信子香气，稀释后具有水果香气，多用于香精的配制[23]。

2.4.4 酸类

茶醋中的酸类物质主要包括正戊酸、辛酸、癸酸等6种，酸类化合物是醋中主要的呈香呈味成分。其中辛酸为主要香气成分，占4.91%，经稀释后具有水果香气，多用于制备食用香料。癸酸占2.99%，正戊酸占0.60%，均可用于香料及食品添加剂的制备。异戊酸占0.23%，经稀释后具有果香味。

2.4.5 烷类、烯类、酮类

茶醋中含有烷类、烯类、酮类共10种，含量较少。其中烷类占3.32%，烯类占0.49%，酮类占1.50%。其中3-羟基-2-丁酮为主要香气成分，占0.83%，具有奶油、脂肪等香气[24]。柠檬烯占0.10%，具有柠檬香味。月桂烯占0.04%，具有略微的香脂气味。

2.5 成品茶汤、茶醋挥发性成分对比分析结果

在成品茶汤、茶醋挥发性成分对比中发现，茶汤中挥发性成分分为5大类，茶醋中挥发性成分分为7大类，且茶醋中挥发性成分比茶汤多5种，且产生特有的挥发性成分。

2.5.1 醇类

茶汤和茶醋中醇类都为13种，其中茶汤中有8种挥发性成分消失。茶汤中被保留的成分，苯乙醇含量占1.13%，通过醋酸发酵过程增加至7.94%。其他4种醇类，在成品茶醋中都存在不同程度含量降低，其中芳樟醇减少4.86%；1-辛醇减少1.05%；香叶醇减少1.01%；反-α反-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化-2-呋喃甲醇减少0.47%。且茶醋可能在发酵过程中经转化生成异丁醇、异戊醇、1-壬醇、香茅醇、橙花醇、苄醇、橙花叔醇等。

2.5.2 醛类

茶汤中一共有17种醛类成分，比茶醋多4种。其中异戊醛、戊醛、丁烯醛、己醛、庚醛、2-辛烯醛、(Z)-6-壬烯醛及2,4-二甲基苯甲醛等10种醛在发酵过程中消失。被保留的醛类物质含量均下降，正辛醛下降1.12%；(E)-(E)-2-庚烯醛下降3.93%；壬醛下降4.78%；(E,E)-2,4-庚二烯醛下降1.48%；癸醛下降2.5%；十二醛下降0.20%。

2.5.3 酮类

茶汤在发酵过程中仅有1种酮类被保留，有8种成分消失。在发酵过程中，保留了1-辛烯-3-酮，且含量降低至0.49%。发酵过程中转化或新生成了2,3-丁二酮和3-羟基-2-丁酮，其含量都偏低。

2.5.4 酸类

与茶汤相比，茶醋中的酸类成分增加了5种，主要包含正戊酸0.60%、辛酸4.91%(茶醋中酸类主要挥发性物质)、癸酸2.99%。茶汤中的保留成分己酸，比茶醋中己酸含量高2.09%。

2.5.5 烯类、烷类、酯类、酚类、胺类

茶醋中含有但茶汤中没有检测出的化合物。茶醋中有烯类4种、烷类3种、酯类7种。烯类、烷类占总挥发性成分的比例不大，但具有较好的香味调和作用。酯类物质是茶醋中的典型香气成分，乙酸乙酯3.82%、乳酸乙酯5.44%有着较强的香气，能够增加茶醋的风味。

从茶汤到茶醋的发酵过程中，挥发性成分的类型和相对含量发生了显著变化。一些物质减少甚至消失，另一些挥发性成分增加，且形成新的挥发性成分。在发酵过程中醇类主要的挥发性成分发生变化，茶醋主要的醇类挥发性成分为异戊醇，而茶汤则是芳樟醇。茶汤中醛类物质主要香气成分为壬醛5.53%，茶醋中醛类物质主要挥发性成分为反式-2-癸烯醛2.08%，茶醋中新的醛类物质生成含量相对较低。茶醋新生成了双乙酰/2,3-丁二酮和3-羟基-2-丁酮，茶醋中酸类物质主要挥发性成分辛酸含量高达4.91%。

3 结论

茶醋具有抗氧化、抗炎、抗癌症、抗菌等生理功效，可作为药食两用的保健产品。试验对夏秋茶茶醋氨基酸组成成分及茶汤、茶醋挥发性成分进行了检测和比较分析，得出以下结论：

澄清茶醋氨基酸的总量达到2.19 mg/mL，其中谷氨酸组分含量最多，占0.36 mg/mL。茶醋中挥发性成分种类多于茶汤，发酵过程中醇类物质保留了5种，苯乙醇含量增加，异戊醇含量高达13.51%；发酵过程中醛类物质稍有下降；在茶醋的发酵过程中有多种新的挥发性成分生成。茶醋中的香气组分主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸异戊酯、苯乙酸乙酯、异戊醇、芳樟醇、苯乙醇、香叶醇、橙花醇、反式-2-癸烯醛、苯甲醛、2-庚烯醛、正戊酸、辛酸、癸酸、异戊酸、柠檬烯等19种，为茶醋分别提供了果香、花香、酒香及蜂蜜香味等，3-羟基-2-丁酮、月桂烯等提供了奶油、香脂气味。夏秋茶茶醋挥发性成分种类更加丰富，其风味特征融合了食醋、茶汤之精华，更易被消费者接受，有利于提高夏秋茶的经济附加值。