摇青工艺对“崇庆枇杷茶”加工红茶的香气品质的影响

李慧，聂枞宁，熊丙全，唐茜，黄丽，杜晓，杨铱，彭玲莉，李谦

1(成都农业科技职业学院 休闲旅游学院，四川 成都，611130)2(四川农业大学 园艺学院，四川 成都，611130)3(崇州市映象生态农业开发有限公司，四川 成都，611230)

崇庆枇杷茶[1]起源于四川省崇州市[2]，因其叶宽大酷似枇杷叶而得名，属四川本地最重要的野生茶树资源之一。现崇州市境内的茶树鲜叶年产量约1 000 kg，采收鲜叶多用于加工红茶，这与其鲜叶中含有特殊香气物质，经“发酵”后易形成特殊品种香有关[3]。

目前“崇庆枇杷茶”红茶主要采用四川传统工夫红茶的加工工序进行生产，然而由于其与四川中小叶种有较大品种差异，因此所制红茶普遍香型混杂，未能充分发掘其品种香优势，且鲜有对其红茶制作工艺和香气品质的相关研究报道。而近年来茶叶加工工艺改进的相关研究表明，将乌龙茶“摇青”工艺与红茶[4-7]的工艺结合，能优化所制红茶的香气品质，这主要是由于“摇青”可提高红茶“发酵”过程中鲜叶的糖苷类香气前体物质的水解酶[8](如β-葡萄糖苷酶)活性，丰富成品红茶香气组分组成[9]，增加香精油含量[10]，从而提升红茶香气品质。

因此，本研究尝试将“摇青”工艺引入到“崇庆枇杷茶”红茶的加工工艺中，首先对不同摇青时长的成品“崇庆枇杷茶”红茶进行香气感官品质评价，以整体判断摇青工艺对香气的改进效果；其次通过顶空固相微萃取联用气相色谱质谱仪(headspace-solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS)检测不同工艺处理的红茶产品的香气组分变化，并结合嗅阈值(odor threshold, OT)[11]与相对香气活性值(relative odor activity value, ROAV)[12]评价各香气组分的呈香特征及相对贡献值大小，从而从食品风味学角度阐释其香气品质特征。以上研究有助于阐明摇青工艺对崇庆枇杷茶红茶的香气物质变化的影响，同时也可优化当地“崇庆枇杷茶”红茶的加工工艺，这对提升其制茶品质具有实践意义；同时本研究可进一步阐释“崇庆枇杷茶”红茶的香气组分特征，这对充分挖掘崇庆枇杷茶的品种特征，丰富品种红茶香气理论具有理论价值。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 茶叶鲜叶原料

采摘时间为2019年5月；采摘地点为崇州市映象生态农业开发有限公司野生乔木型茶园基地；采摘标准为当地适龄投产崇庆枇杷茶品种(树龄古树50～80龄，乔木型)，正常生长的一芽一叶的鲜叶；同一天内采摘试验所需鲜叶原料40 kg，采后以10 kg/组分别编号为CK、CP1、CP2、CP3，及时置于萎凋槽，以备下一步加工处理。

1.1.2 仪器与设备

60型摇青机、AYX-6CRT-45B揉捻机，福建泉州；6CH-3链板式烘干机，浙江上洋；6CP-70型瓶炒机，四川名山；6890-5973气相色谱质谱联用仪，美国 Agilent；7694E顶空进样器，HS-SPME用于提取芳香化合物，SPME纤维为50/30 μm DVB/CAR/PDMS，长度为1 cm(Sigma-Aldrich)，中国上海。

1.1.3 试验试剂

用于相对保留指数定性分析的C5-C30正链烷烃标样(混标)，上述标准品纯度为色谱纯，Sigma公司。

1.2 实验方法

1.2.1 茶叶鲜叶加工方法

以崇州市当地茶厂传统的崇庆枇杷茶红茶初制工艺为对照(CK)，在此基础上，在萎凋工序后引入青茶的摇青工序，共设计了3个不同摇青时间的梯度处理进行“崇庆枇杷茶”红茶加工试验，将其依次编号为CP1、CP2、CP3。结合前人的研究，高香型红茶的加工摇青时间一般为20～60 min，因此设置摇青时间梯度为20、40、60 min，具体的工艺流程如表1表示。按照工艺流程进行红茶加工，并将加工好的茶叶样品用复合铝袋封装，贮藏于-5 ℃冷冻备用。

表1 “崇庆枇杷茶”加工红茶的不同摇青工艺处理

1.2.2 茶叶香气组分提取及检测方法

采用HS-SPME-GC-MS技术，样品的前处理及仪器的分析条件参照谭和平等[13]的方法。所得离子流质谱图经NIST数据库比对定性(匹配度>80)及相对保留指数(relative retention index, RI)定性，并采用峰面积归一法计算各可挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)相对百分含量。

1.2.3 香气轮廓的定量感官评价法

评价小组的构建：评价小组由7名具有“高级评茶员”资质的人员构成(年龄：25～37，3男4女)，测试前先经3个月香气单体嗅闻训练直至可准确(正确率达80%以上)判别各香气标准物的呈香特征及浓度，评分标准及标准物见表2。

香气因子的筛选：结合感官审评结果、茶样的香气组分组成及食品风味学的相关研究[14-15]，由上述评价小组讨论确定为：花香、果香、腥香、甜香-焦糖香、清香、烘烤香和木香7个香气因子。

表2 红茶香气因子定义及评分标准

评分的标准：称取待评定的红茶样品3.00 g投放入150 mL的审评杯中，用100 ℃的沸水冲泡5 min，出汤。审评人员采用定量描述性分析法(quantitative descriptive analysis，QDA)[16]中的七点评分法对各香气因子进行评分，以0～3分(以0.5分为一梯度)表证各香气因子呈香强度，0分表示无嗅，1分表示恰能觉察，3分表示非常强烈。

1.2.4 数据的处理

(1)香气因子得分的计算方法

先取每位评价人员的平均值，评价员间的结果去掉最低分和最高分后取平均值，作为香气因子评分。

(2)相对保留指数计算方法

在本试验中，使用RI定性方法辅助NIST数据库进行香气成分的定性检测，RI值的计算如公式(1)所示：

(1)

式中： RI，待分析化合物的相对保留指数；n，待分析化合物之前的正构烷烃的碳原子数；RTx，待分析化合物的保留时间；RTn，待分析化合物之前的正构烷烃的保留时间；RTn+1，待分析化合物之后的正构烷烃的保留时间。

(3)相对标准偏差计算方法

相对标准偏差(relative standard deviation, RSD)的计算如公式(2)所示：

(2)

式中：RSD，相对标准偏差；SD，标准偏差；AVG，平均值。

(4)ROAV的计算方法

香气贡献度(odor activity value, OAV)是食品风味评价中常用的评价指标，其可在定量检测香气成分含量的基础上进一步评价各香气成分单体对食品整体呈香特征的重要性。基于此，也有研究者[17]以ROAV为指标，在非定量检测条件下评价各香气成分单体间的相对重要性。ROAV计算如公式(3)所示：

(3)

式中：C，某香气成分的相对百分含量；T，该香气成分的呈香阈值[18-19]。一般认为，ROAV越大，该香气成分相对其他香气成分的贡献度越高[20]。

(5)其他数据统计

以Excel 2010软件进行基础数据统计分析户绘图，以在线绘图软件Plotly进行韦恩图绘制。

2 结果与分析

2.1 四种不同加工工艺红茶香气成分分析

2.1.1 四种不同加工工艺红茶的主要香气成分检测

对各处理的崇庆枇杷茶的香气成分进行SPME-GC-MS 分析，4种红茶样品中分离鉴定出的主要香气成分及其相对含量见表3。

表3 四种不同加工工艺的红茶主要香气成分组成

续表3

由表3可知，在4种不同摇青工艺处理的红茶中共检测出33种不同的香气成分，其中CP1有29种，占提取物总量的84.60%，其主要成分(相对含量>1%)有17种；CP2的香气成分主要有28种，占提取物总量的86.91%，其主要成分(相对含量>1%)有18种；CP3的香气成分主要有29种，占提取物总量的84.72%，其主要成分(相对含量>1%)有19种；对照样(CK)的香气成分主要有18种，占提取物总量的74.32%，其主要成分(相对含量>1%)有15种。新增摇青工艺处理的“崇庆枇杷茶”红茶香气组分数量(28～29种)，较无摇青茶样(18种)增加55.56%～61.11%，这表明摇青工艺可显著提升与优化“崇庆枇杷茶”红茶的香气品质。值得注意的是，4种红茶中均未检测出芳樟醇、香叶醇等茶叶中重要的香气物质，具体原因不明确，推测为“崇庆枇杷茶”品种特异性和加工方式所致。

2.1.2 四种不同加工工艺红茶的香气成分数量比较

进一步比较这些香气成分在摇青样(CP1、CP2、CP3)和对照样(CK)中的组分差异，根据总体香气成分在不同处理中的组成绘制韦恩图。由图1可知，在33种香气成分中，对照样仅存在1种与摇青样不同的香气成分，然而，摇青样相较于对照样新增了15种不同的香气成分，占总体香气成分数量的45.45%，这表明摇青处理可明显增加“崇庆枇杷茶”红茶的香气成分数量，从而改进其香气品质。

此外，对不同摇青工艺处理的样品进行比较如图2所示，不同摇青时间处理的红茶，其香气成分存在一定差异，但差异较小，其中仅CP1存在2种(2-己烯-1-醇及4-蒈烯)、CP3存在1种(呋喃甲醛)不同的香气成分，而这是不同摇青工艺所制成品茶样的细微香气特征差异的物质基础。

以上分析表明摇青工艺可明显增加“崇庆枇杷茶”加工红茶的香气成分数量，为其香气品质的改善提供化学物质基础。然而，不同摇青时间处理所造成的香气感官品质尚不能阐明，因此还需结合茶叶感官评价方法[21]研究，以进一步探明不同摇青时间处理的“崇庆枇杷茶”红茶的香气感官品质的差异。

图1 CP1、CP2、CP3与CK的香气成分成分对比韦恩图

图2 三种红茶的香气成分对比韦恩图

2.2 四种不同红茶香气特征的差异分析

2.2.1 四种不同红茶的香气感官定量分析

感官定量描述分析法[22]，是国内外常用的一种分析法，在我国目前主要被应用于茶[23]、酒、乳制品[24]等食品领域。本试验对4种不同红茶的香气感官品质进行了定量描述分析，并对腥香、花香、果香、鲜香、甜香-焦糖香、清香、烘烤香和木香7个香气因子进行量化感官评分，得到如图3所示的香气轮廓图，可直观的分辨4种不同工艺红茶的香气特征。首先对CK与CP进行整体比较，可见CP除“腥香”、“清香”及“烘烤香”外，其余香型因子得分均显著高于CK。其次，就3个不同摇青时间处理样而言(CP1、CP2及CP3)，腥香均较微弱，其余各项香气因子在CP1中的评分由高到低依次为：果香(2.33)、烘烤香(2.17)、甜香(2.17)、木香(1.83)、花香(1.17)、清香(0.67)；CP2的评分各因子由高到低依次为：甜香(2.33)、花香(2.17)、木香(2.17)、果香(1.83)、烘烤香(1.50)、清香(1.33)；CP3的的评分各因子由高到低依次为：果香(2.67)、花香(2.00)、烘烤香(2.00)、甜香(1.83)、清香(1.83)；因此可以看出，CP1呈现出果香、烘烤香、甜香突出，木香、花香较低，清香微弱的特点；CP2呈现出甜香、花香、木香浓郁，果香较浓郁，烘烤香、清香较淡的特征；CP3呈现出果香丰富，花香、烘烤香、甜香、清香不突出的特点。这表明，不同的摇青时间可以引起“崇庆枇杷茶”红茶的香气构成和香气特征发生变化，提升“花香”、“果香”、“木香”及“甜香-焦糖香”的香气强度，从而可明显改善“崇庆枇杷茶”红茶对香气感官品质。

图3 四种不同红茶的香气轮廓图

2.2.2 四种不同红茶香气物质的ROAV分析及差异比较

为了明确4种不同红茶中单个香气物质对其整体香气的相对贡献值，结合香气成分的阈值、香气描述以及香气类型，对33种香气物质进一步分析，得到4种红茶香气成分的ROAV如表4所示，在CP1、CP2、CP3、CK中分别检测出17、18、18、12种香气成分，根据不同香气成分的描述词将其分为：果香(8个)、甜香-焦糖香(1个)、烘烤香(5个)、花香(1个)、木香(1个)、清香(3个)、腥香(1个)，由此可知4种红茶的香气成分中果香、烘烤香成分的种类较多。此外，在21种香气成分中，2-己烯-1-醇仅存在于CP1中，其香气描述为“嫩树叶、青果香”，香气类型是清香；呋喃甲醛是仅存在于CP3中的香气成分，其香气描述为“烤土豆、面包”，香气类型是烘烤香；但它们的ROAV都极低，仅为1.49和0.07，故推测这2种香气成分可能对CP1、CP3整体的香气特征影响不大。值得注意的是，这些香气成分中ROAV最高的是异戊醛，在4种红茶中分别为52 064.00、52 184.00、46 824.00和59 132.00其香气描述为“水果香”，是1种果香型的香气成分，这很有可能是4种红茶果香突出的关键物质；此外，异丁醛、2-甲基丁醛在4种红茶中的ROAV也非常高，分别为20 171.43、20 595.71、19 285.71、20 195.71和15 862.50、15 570.00、14 418.75、15 492.50；它们二者的香气描述分别为“焦糖、可可”和“杏仁、可可、发酵、榛子、麦芽”，是甜香-焦糖香和烘烤香型的香气成分，因此，异戊醛、异丁醛、2-甲基丁醛这3种香气成分也许就是构成“崇庆枇杷茶”红茶香气中果香、甜香-焦糖香和烘烤香的主体香气物质。这表明1-戊稀-3-醇、正戊醛、顺-3-乙烯醇、2-乙烯-1-醇、氧化芳樟醇、苯乙醇、正戊醇、呋喃甲醛8个香气成分对“崇庆枇杷茶”红茶的香气品质有较大贡献。此外，结合香气轮廓图也可以看出，4种不同红茶的果香、甜香-焦糖香和烘烤香突出，表明ROAV对于“崇庆枇杷茶”红茶的主体香气成分的分析结果与香气感官定量的结果是一致的。

表4 四种不同红茶香气成分的ROAV分析

3 讨论与结论

3.1 新增摇青与传统工艺加工的“崇庆枇杷茶”红茶的香气成分差异及其成因分析

如前所述，本试验中4种不同加工工艺处理的红茶中共检测出33种不同的香气成分，其中CP1有29种，CP2有28种，CP3有29种，而CK仅有18种。这说明新增摇青工艺处理的“崇庆枇杷茶”红茶较传统工艺所制红茶的香气成分差异较大，香气物质更多(新增10～11个)、类型更丰富，这一结果与罗学平等[26]的研究结果一致。而3个新增摇青工艺处理的红茶的香气成分虽也存在一定差异，但差异较小，具体表现为：CP1、CP2、CP3共存在25种相同的香气成分，推测这些物质就是导致3个不同摇青工艺处理的红茶香气感官品质存在的原因；而CP1中存在特有的2种香气成分(2-己烯-1-醇、4-蒈烯)，及CP3中特有的1种香气成分(呋喃甲醛)则是不同摇青处理茶样间香气特征细微差异的原因之一。

同时，已有研究表明，摇青工艺所制红茶新增的香气成分多来源于脂肪酸降解转化[27-28]、糖苷水解及美拉德反应等3种途径。如本试验中CP较CK新增的1-戊烯-3-醇、正戊醛、顺3-己烯醇、2-己烯-1-醇及正戊醇等5个香气成分，即可能是由于摇青工艺使茶树鲜叶的叶肉细胞发生机械损伤，从而应激性提高脂氧合酶的活性，从而使上述几种香气物质的生成的速度加快[30]；其次，CP较CK新增的氧化芳樟醇则可能是由于摇青工艺活化β-葡萄糖苷酶[31]，从而使其对应苷元水解释放而增加；最后，CP较CK新增的苯乙醇、呋喃甲醛[32]则可能是由于随着摇青次数和时间的增加，鲜叶的细胞破碎率上升，增加叶片内蛋白酶、果胶酶、纤维素酶等酶类的活性[33]，从而使游离氨基酸、可溶性糖不断积累，为后期高温加热作用下美拉德反应的发生提供充足的底物，这也与本试验中2种香气化合物的含量均表现为CP3>CP2≥CP1的结果一致。

3.2 四种不同摇青工艺加工的“崇庆枇杷茶”红茶的香气品质差异

通过感官定量分析和ROAV分析4种不同红茶的香气品质，研究发现，CK除“腥香”、“清香”及“烘烤香”外，其余香型因子得分均显著低于不同摇青时间处理的CP成品茶，结合4种红茶的香气成分的ROAV分析可知，CK较3个新增摇青工艺的红茶的香气成分少8个香气成分，故CK香气类型较少、香气总量较低，整体香气品质低于新增摇青工艺加工的红茶。与此同时，已有研究表明，不同的摇青时间对茶叶香气品质的形成有重要的影响[34]。本试验发现3个不同摇青时间处理的红茶，CP1的香气品质呈现出以果香、烘烤香、甜香突出的特点；CP2呈现出甜香、花香、木香浓郁，果香较浓郁的特征；CP3呈现出果香丰富的特点，可以看出经摇青处理的CP成品茶整体均表现出果香十分突出的品质特征，且CP1、CP2呈现出香气类型较CP3丰富，香气协调度更高的特点。结合ROAV分析进一步对比CP1与CP2的香气品质，2-己烯-1-醇是CP1较CP2单独存在的，其香气描述是“类似绿叶的清香”，2-己烯醛、正戊醇2种化合物是CP2较CP1单独存在的，其香气描述是“类似苹果的香气”，尽管上述3种化合物的ROAV不高，可能对茶叶整体香气轮廓的直接贡献较小，但可通过与其他化合物之间的相互掩蔽或协同作用[25]，最终导致CP1与CP2的香气类型差异。由此可知，较短摇青时间使“崇庆枇杷茶”红茶呈现较突出果香、烘烤香及甜香，这与其独有清香成分2-己烯-1-醇有关；而中等长度摇青时间则使其呈现较突出的甜香、花香及木木香、这与其独有果香成分2-己烯醛及正戊醇有关。