云南大叶种晒青茶发花前后主要风味成分的变化研究
2021-04-20宁静李健权刘本英郑红发卢凤美陈雷刘振叶升涛黄浩杨培迪伍岗杨阳
宁静,李健权,刘本英,郑红发,卢凤美,陈雷,刘振,叶升涛,黄浩,杨培迪,伍岗,4,杨阳*
云南大叶种晒青茶发花前后主要风味成分的变化研究
宁静1,李健权1,刘本英2*,郑红发1,卢凤美3,陈雷2,刘振1,叶升涛3,黄浩1,杨培迪1,伍岗2,4,杨阳1*
1. 湖南省农业科学院茶叶研究所,湖南 长沙 410125;2. 云南省农业科学院茶叶研究所,云南 勐海 666201; 3. 云南德凤茶业有限公司,云南 芒市 678400;4. 勐海县云茶科技有限责任公司,云南 勐海 666201
以云南大叶种晒青茶为原料,采用散茶轻压、紧压茶手筑和机压的方法进行自然发花,分别制成轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖,通过感官审评和理化检测,对晒青茶发花前后的感官品质和主要风味成分的变化进行研究。结果表明,发话后3种晒青茶的苦涩味和收敛性均明显减弱,滋味向醇和转变,香气由清香变为陈香且具有独特的菌花香,汤色由黄绿明亮变为橙黄明亮,干茶和叶底颜色均明显加深;3种发花晒青茶的茶多酚、儿茶素、游离氨基酸、总黄酮、可溶性糖等含量均不同程度降低,特别是酯型儿茶素下降显著,降幅分别为56.91%(<0.01)、31.80%(<0.05)、64.06%(<0.01),咖啡碱和水浸出物含量略有增加,茶多糖、没食子酸、花青素含量显著上升;3种发花晒青茶中具有花木香的芳樟醇及其氧化物和药香的水杨酸甲酯等香气组分含量显著升高,分别由发花前的33.94%和1.92%上升到56.73%、57.62%、45.98%和8.47%、8.53%、7.56%,而表现为花果香的其他醇类和大部分酮类以及具有清香、青草气的醛类等香气组分含量明显降低,其中具有陈香的1,2,3-三甲氧基苯和1,2,4-三甲氧基苯香气组分含量在机压晒青茯砖中显著增加,分别由发花前的1.51%和0.56%上升到5.87%和3.75%,因此,晒青茶发花后清香减弱,表现出陈香特征,机压晒青茯砖陈香更明显。
云南大叶种晒青茶;发花;感官品质;风味成分
云南大叶种晒青茶是以各种乔木型、小乔木型大叶种茶树品种的鲜叶为原料,经摊放、杀青、揉捻、解块和日光干燥而制成的绿茶,地理标志保护范围内的云南大叶种晒青茶是普洱茶的原料[1]。云南大叶种茶是世界上最原始的茶树品种,茶叶中的有机化合物成分丰富,且含量远高于中小叶种,其中茶多酚、咖啡碱和总儿茶素含量较高,主要儿茶素单体中以酯型儿茶素为主,而ECG含量接近甚至高于EGCG[2-3]。因此,云南大叶种晒青茶外形条索粗壮肥硕,滋味浓厚、收敛性强,香气清香带日晒味,很少作为绿茶直接饮用,一般用来作普洱茶原料。
发花是茯砖茶制造的独特工序,也是形成茯砖茶独特品质风味和药理功效的关键工艺,其目的是通过控制一定的温、湿度条件,促使微生物优势菌—冠突散囊菌()的生长繁殖,并产生形似米兰花的金黄色闭囊壳,色泽金黄艳丽,俗称“金花”[4-5]。冠突散囊菌具有改善茶叶粗老味,以及提高茶叶生物活性等作用,是一种具有开发应用前景的益生菌[6]。已有研究表明,在没有冠突散囊菌接种的情况下绿茶、红茶、青茶、白茶和黑茶五大茶类及几种药用植物材料均可获得良好的“发花”效果[5]。但是以往的发花研究一般都以中小叶种茶叶原料为研究对象,而且采用人工接种冠突散囊菌的方法对散茶进行发花,由于受条件的限制在实际生产中应用较少。而以云南大叶种茶鲜叶制备的晒青茶为研究对象,对散茶进行自然发花,同时比较可应用于生产的散茶和紧压茶自然发花工艺对晒青茶品质的影响鲜有报道。本研究以云南大叶种晒青茶为原料,分别采用散茶轻压、紧压茶手筑和机压的方法对其进行自然发花,并分析晒青茶发花前后感官品质和主要风味成分的变化,探讨发花对晒青茶品质风味的影响,旨在为云南茶叶新产品的开发提供科学依据和实践参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验原料为2018—2020年每年4月上旬在勐海和芒市两地采摘的云南大叶种一芽二三叶鲜叶制作的晒青茶,由勐海县云茶科技有限责任公司和云南德凤茶业有限公司提供。采用散茶轻压、紧压茶手筑和机压的方法对原料进行自然发花,分别制成轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖作为供试材料,以不发花的晒青茶作为对照。
1.2 主要试剂
甲醇、碳酸钠、福林酚、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、茚三酮、氯化镁、氢氧化钠、乙醇、丙酮、三氯化铝、盐酸、浓硫酸、蒽酮、苯酚等试剂均为国产分析纯。乙腈、乙酸均为国产色谱纯。-谷氨酸、儿茶素各组分标样(纯度>99%)、咖啡碱(纯度>99%)均为标准品。
1.3 主要仪器设备
LC-20AT型高效液相色谱仪(日本岛津公司)、C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm,美国旭日公司)、HH-2数显恒温水浴锅(江南仪器厂)、自制改良萃取瓶、手动SPME进样器和65 μm PDMS/DVB固相微萃取头(美国Supelco公司)、6890GC/5973MS型气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司)、ME203E电子天平[梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司]、DGX-9143B-1电热鼓风干燥箱(上海福玛实验设备有限公司)、UV2100紫外可见分光光度计[尤尼柯(上海)仪器有限公司]。
1.4 试验方法
1.4.1 茶样制备
茶样制备委托具有茯砖茶生产规模的湖南益阳黑茶企业加工。试验在茯砖茶加工工艺的基础上对散茶发花进行创新,采取轻压发花后再分散干燥来完成,紧压茶采用茯砖茶制作常用的手筑和机压的方法,并按实际生产的先渥堆再汽蒸压制、发花干燥的加工工序进行,分别制成轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖,具体工艺流程及参数如下:
轻压晒青散茯加工工艺:晒青茶→渥堆(加湿茶叶再搅拌均匀,茶叶含水量达26%~30%,湿度:85%,时间:2~3 h,堆高:1~2 m,渥堆温度50~65℃)→汽蒸(蒸汽压力:0.3~0.5 MPa,蒸汽温度:135~155℃,时间:4~10 s)→装箱(装入容量约1.5 kg的木箱,加盖)→压型(用四柱液压机加压,压至同等质量机压砖3倍左右的高度)→发花(送入烘房,温度:28~33℃,湿度:70%~80%,时间:7~9 d)→分散(发花后将茶叶倒出解块)→干燥(温度:33~45℃,时间:3~5 d)→成品。
手筑晒青茯砖加工工艺:晒青茶→渥堆(加湿茶叶再搅拌均匀,茶叶含水量达26%~30%,湿度:85%,时间:2~3 h,堆高厚度:1~2 m,渥堆温度50~65℃)→汽蒸(蒸汽压力:0.3~0.5 Mpa,蒸汽温度:135~155℃,时间:4~10 s)→装袋(将茶叶迅速装入固定在模具里的纸袋)→手筑(一边灌茶一边用特制压茶棒手工逐渐加压,时间:30~50 s,压后封口捆绑定型)→发花(送入烘房,温度:28~33℃,湿度:70%~80%,时间:7~9 d)→干燥(温度:33~45℃,时间:10~12 d)→成品。
机压晒青茯砖加工工艺:晒青茶→渥堆(加湿茶叶再搅拌均匀,茶叶含水量达26%~30%,湿度:85%,时间:2-3 h,堆高厚度:1~2 m,渥堆温度50~65℃)→汽蒸(蒸汽压力:0.3~0.5 Mpa,蒸汽温度:135~155℃,时间:4~10 s)→装模(将茶叶装入模具,然后装上盖板)→机压(用四柱液压机压至规定高度,再用插销固定模具)→开模退砖(冷却2 h以上,待模具温度降到15~25℃)→发花(送入烘房,温度:28~33℃,湿度:70%~80%,时间:10~12 d)→干燥(温度:33~45℃,时间:12~15 d)→成品。
1.4.2 感官审评方法
按照GB/T 23776—2018茶叶感官审评方法[7],由5名高级评茶员(男女比例为4︰1)组成的审评小组对茶样的外形、汤色、香气、滋味和叶底进行感官品质评价,审评结果采用评语形式,评茶术语参照《茶叶审评与检验》[8]。
1.4.3 生化成分测定
茶多酚含量、儿茶素组分测定参照GB/T 8313—2018[9];游离氨基酸总量测定参照GB/T 8314—2013[10];氨基酸组分测定采用高效液相色谱法[11];咖啡碱含量测定参照GB/T 8312—2013[12];水浸出物测定参照GB/T 8305—2013[13];总黄酮测定采用三氯化铝比色法[14];没食子酸测定参照GB/T 8313—2018[9];粗纤维含量测定参照GB/T 8310—2013[15];花青素含量测定参照分光光度法[16];可溶性总糖测定采用蒽酮硫酸法[17];茶多糖测定采用苯酚硫酸法[18]。
1.4.4 香气成分检测
采用顶空-固相微萃取法(HS-SPME)进行香气物质富集,气相色谱质谱联用(GC-MS)进行香气组分分析。参照文献[19]的方法进行。
香气富集:将所取的茶样粉碎均匀后,分别称取茶粉10.00 g,加入到自制的改良萃取瓶,用100℃的开水冲泡,茶水比为1∶2(g·mL-1),四氟乙烯密闭瓶口后,立即放入60℃水浴锅平衡5 min,然后插入装有65 µm PDMS/DVB萃取头(试验前先将此萃取头老化5 min)的手动进样器在水浴条件下顶空萃取,萃取时间为60 min,取出后立即插入色谱仪进样口中,解吸附3.5 min,同时启动仪器收集数据。
GC-MS条件:采用HP-5MS弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 µm);进样口温度为250℃、ECD检测器温度为250℃;载气为高纯氦气,纯度>99.999%,流速1 mL·min-1;柱温起始为50℃,保持5 min,以3℃·min-1升至125℃,保持3 min,再以2℃·min-1升至180℃,保持3 min,最后以15℃·min-1升至230℃,不分流进样。离子源EI;离子源温度230℃;电子能量70 eV;发射电流34.6 µA;四极杆温度150℃;转接口温度280℃;电子倍增器电压350 V;质量扫描范围为35~400 amu。
GC-MS分析:由GC-MS分析得到的质谱数据经计算机在NIST 98.L标准谱库的检索,查对有关质谱资料,对基峰、质核比和相对丰度等方面进行分析,分别对各峰加以确认,以各香气组分的峰面积占总峰面积之比值表示组分相对含量。
1.4.5 数据分析处理
测定结果取3次重复试验的平均值。采用WPS Office 2019软件进行数据处理和图片制作,并运用SPSS 26.0统计软件对数据进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 晒青茶发花前后感官品质审评结果分析
由表1可知,晒青茶发花后感官品质发生了明显变化。从外形上看,3种发花晒青茶均获得良好的发花效果(图1),根据检测结果,冠突散囊菌的数量均达到茯砖茶的国家标准,其中手筑晒青茶茯砖和机压晒青茯砖“金花”数量相差不大且明显高于轻压晒青散茯,干茶颜色均由深绿变成青褐;从汤色上看,3种发花晒青茶的汤色由黄绿明亮变成橙黄明亮;在香气方面,3种发花晒青茶的香气均由清香变为陈香且具有“金花”独特的菌花香,其中机压晒青茯砖的陈香更加明显;在滋味方面,3种发花晒青茶的苦涩味和收敛性均明显减轻,滋味向醇和转变,其中手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的茶汤中菌花香浓郁;3种发花晒青茶的叶底颜色均明显加深,由黄绿变成黄褐。
2.2 晒青茶发花前后主要滋味成分的变化分析
2.2.1 茶多酚含量及儿茶素组分的变化
茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,其主要成分是儿茶素,占60%~80%,是茶叶苦涩味的主要呈味物质。由图2可知,晒青茶发花后茶多酚含量呈下降趋势,轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的茶多酚含量分别由发花前的21.2%降至18.7%、19.0%、18.4%,相对下降幅度依次为11.79%、10.38%、13.21%。茶多酚含量的降低主要与儿茶素逐步氧化有关。
由表2可知,晒青茶发花后儿茶素组分变化很大,其中酯型儿茶素下降程度显著,轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的EGCG分别下降56.91%(<0.01)、31.80%(<0.05)、64.06%(<0.01),ECG分别下降40.26%(<0.01)、29.10%(<0.05)、45.08%(<0.01);简单儿茶素的变化各有不同,3种发花晒青的EGC分别上升61.18%(<0.01)、42.35%(<0.05)、37.65%(<0.05),DL-C分别下降63.21%(<0.05)、25.00%、27.70%,EC分别上升29.19%、8.07%、11.18%。从以上结果可以看出,虽然晒青茶发花后各儿茶素组分的变化趋势有所不同,但儿茶素总量下降显著。儿茶素的转化途径主要有酶促氧化、自动氧化和水解3种[20]。
发花过程中酯型儿茶素在湿热作用和氧化作用下水解形成简单儿茶素,而简单儿茶素也会通过微生物的酶促氧化和自动氧化而转化成其他物质,但当简单儿茶素生成量大于消耗量时,呈现上升趋势[21]。
在这种双基构型下,发射机运动方向、接收机运动方向均与基线方向存在夹角(但不平行于基线)。该构型在实际情况下更为常见,杂波的空时分布开始出现曲线相交的现象,呈纽线状,仿真中也存在很少数构型下杂波分布曲线不相交的情形。同样,从图4(a)~图4(c)看出,在该构型下杂波二维分布曲线比较复杂,不同距离单元下,杂波谱存在拓宽,但相比于构型二,杂波谱拓宽较弱。
酯型儿茶素是儿茶素中呈苦涩味和收敛性的主要物质。3种发花晒青的EGCG和ECG下降幅度表现为机压晒青茯砖>轻压晒青散茯>手筑晒青茯砖,由于机压晒青茯砖“金花”茂盛,而且机压砖很紧实,水分散失较慢,发花周期比轻压晒青散茯和手筑晒青茯砖更长,微生物酶促氧化和湿热作用下水解氧化及自动氧化程度更强导致酯型儿茶素降幅最大;轻压晒青散茯的“金花”数量虽然没有手筑晒青茯砖多,但采取大份量轻压发花,湿热作用下的水解和自动氧化程度可能比小份量的手筑晒青茯砖更强,因此酯型儿茶素下降得更多。酯型儿茶素含量的显著降低有利于减轻晒青茶的苦涩味和刺激性,增强茶叶醇和滋味。
表1 晒青茶发花前后感官品质审评结果
注:A:轻压晒青散茯;B:手筑晒青茯砖;C:机压晒青茯砖;下同
注:与CK比较,*表示差异显著(P<0.05);**表示差异极显著(P<0.01);下同
表2 晒青茶发花前后儿茶素组分含量的变化
2.2.2 游离氨基酸总量及组分的变化
游离氨基酸是构成茶叶品质尤其是绿茶茶汤鲜爽味的重要成分。由图3可知,晒青茶发花后游离氨基酸总量明显下降,轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的游离氨基酸总量分别由发花前的3.30%降至2.60%、2.95%、2.85%,下降幅度分别达21.21%、10.61%和13.64%,其中轻压晒青散茯的降幅最大。游离氨基酸的降低是由多种因素综合作用的结果:发花过程中通过微生物分泌的蛋白水解酶分解蛋白质,使游离氨基酸含量增高,然后又以游离氨基酸作为氮源或碳源满足自身生长繁殖的需要,导致其含量的降低[4];同时在酶的催化下产生脱氨作用和脱羧作用,将氨基酸转化为挥发性或非挥发性芳香物质[22];随着茶叶中水分、温度的变化,氨基酸与其他多酚类物质发生反应生成褐色色素,或与糖类物质发生美拉德反应[21];另外,在高温高压条件下,氨基酸还会与含羧基的化合物发生席夫碱缩合,生成生物碱[4]。轻压晒青散茯的游离氨基酸总量降幅最大,可能是因为其生成量较小而消耗量相对较大导致的。游离氨基酸的降低对晒青茶发花后品质的形成具有重要影响。
HPLC从样茶中共检测出20种氨基酸组分,包括6种人体必需氨基酸和13种非必需氨基酸,如表3所示。晒青茶发花后各氨基酸组分均出现不同程度的降低,虽然3种发花晒青茶的氨基酸组分下降幅度各有不同,但是发花后它们的必需氨基酸占非必需氨基酸的比例分别由发花前的25.74%上升到29.17%、30.02%、29.58%,必需氨基酸占两种氨基酸总量的比例分别从发花前的20.47%上升到22.58%、23.09%、22.83%。必需氨基酸比例的升高有利于人体的吸收和利用,说明发花可能具有提高茶叶营养价值的作用,这与刘菲等[23]的研究结果相一致。茶氨酸是茶叶中特有的游离氨基酸,也是茶汤鲜爽味的主要来源,发花后晒青茶的茶氨酸含量明显降低,3种发花晒青的下降幅度分别为38.92%、30.83%、33.61%。
图3 晒青茶发花前后游离氨基酸总量的变化
2.2.3 咖啡碱含量的变化
咖啡碱呈苦味,是茶汤滋味的重要组成部分,在茶叶中的含量约2%~5%。由图4可知,晒青茶发花后咖啡碱含量变化不大,轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的咖啡碱含量分别由发花前的3.25%上升至3.45%、3.4%、3.5%,上升幅度为6.15%、4.62%和7.69%。这可能是由于咖啡碱的生物合成位于茶树幼嫩叶片,试验原料以一芽二三叶为主,具有较多的前体物质,在微生物的作用下咖啡碱含量升高较多[23]。也有研究表明,霉菌类可以通过不同于茶树咖啡碱代谢途径的通路而提高后发酵茶中咖啡碱的含量[24]。
表3 晒青茶发花前后氨基酸组分含量的变化
注:◎表示必需氨基酸,#表示非必需氨基酸
Note: ◎indicates essential amino acid, #indicates non-essential amino acid
茶叶中的总黄酮(即黄酮类物质)由黄酮醇类和黄酮苷类组成,是多酚类物质的一部分。由图5可知,轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的总黄酮含量分别由发花前的1.95%降至1.62%、1.69%、1.54%,下降幅度为16.92%、13.33%、21.03%。黄酮类化合物在微生物生长繁殖分泌的胞外酶和湿热作用下易发生水解而导致含量下降,机压晒青茯砖的总黄酮含量下降幅度最大,一方面可能与“金花”数量有关,即冠突散囊菌越茂盛则酶促氧化作用越强,另一方面机压砖比手筑砖和轻压散茶紧实,导致湿热作用下的水解与非酶促氧化时间更长。黄酮类物质的减少有助于成品茶滋味向醇和转化,更重要的是改善成品茶的汤色[25],3种发花晒青的茶汤色泽均达到茯茶标志性的“橙黄明亮”。
2.2.5 可溶性糖含量的变化
茶叶中的糖类物质包括单糖、寡糖、多糖以及其他糖类,其中可溶性糖的主要成分是单糖和双糖,其能溶于茶汤的仅占4%~5%[22]。由图6可知,晒青茶发花后可溶性糖变化较小,但总体趋势是降低的,轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的可溶性糖含量分别由发花前的4.58%降至4.32%、4.08%、3.90%,下降幅度为5.68%、10.92%、14.85%。可溶性糖含量减少主要是由于发花过程中有大量微生物的参与,利用可溶性糖作为其碳源以满足自身生长代谢,而茶叶自身所含的内源水解酶和冠突散囊菌分泌的水解酶共同作用,将不溶性多糖转化为可溶性糖,导致可溶性糖含量有所增加,但总体消耗大于生成,导致可溶性糖含量下降[21]。轻压晒青散茯的可溶性糖含量下降幅度最小可能与“金花”数量有关。
2.2.6 茶多糖含量的变化
茶多糖是以单糖为基本单位的茶叶复合多糖。由图7可知,晒青茶发花后茶多糖的含量呈明显上升趋势,轻压晒青散茯、手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的增加幅度分别达54.78%、66.09%、32.17%。研究表明,发花前期由于冠突散囊菌在生长繁殖过程中分泌的胞外酶将木质纤维素分解为水溶性多糖类物质,使得茶多糖含量升高;发花后期冠突散囊菌利用茶叶中的多糖类物质作为碳源进行生长繁殖,使得多糖类物质含量下降,但总体而言,发花过程中茶多糖含量要比发花前多[26]。机压晒青茯砖的茶多糖含量上升幅度最小,可能与它发花的周期最长、冠突散囊菌消耗多有关。大量研究表明,茶多糖在降血糖、调节脂质代谢、抗氧化、抗癌等方面效果显著[27]。因此,茶多糖含量升高对提升茶汤的营养价值具有积极作用。
图4 晒青茶发花前后咖啡碱含量的变化
图5 晒青茶发花前后总黄酮含量的变化
图6 晒青茶发花前后可溶性糖含量的变化
图7 晒青茶发花前后茶多糖含量的变化
2.2.7 其他滋味成分的变化
由表4可知,发花后晒青茶的水浸出物和粗纤维含量变化较小,3种发花晒青茶的水浸出物仅分别增加了0.2%、0.35%和0.5%,可见各种水溶性物质转化后总含量略有增加,这有利于增加茶汤的浓度;3种发花晒青茶的粗纤维含量相比原料分别减少2.59%、1.11%、2.22%,这与加工过程中微生物生长繁殖分泌纤维素酶使纤维素含量下降有关。但是,发花后晒青茶的没食子酸和花青素含量显著上升,3种发花晒青茶的没食子酸含量上升幅度分别为44.05%、59.52%、77.38%,这可能与酯型儿茶素降解产生的没食子酸有关。轻压晒青散茯的花青素含量上升幅度高达201.14%,手筑晒青茯砖和机压晒青茯砖的花青素含量分别上升25.71%、42.86%。研究证明,花青素是目前最有效的抗氧化剂,也是最强效的自由基清除剂,其抗氧化性能比VE高50倍,比VC高20倍[28],有助于预防多种与自由基相关的疾病。因此,花青素含量的升高对提高茶叶的保健功效和功能成分利用都具有积极意义,其含量升高的原因有待于进一步研究。
2.3 晒青茶发花前后主要香气组分及相对含量的变化分析
采用HS-SPME法收集茶样挥发物,并通过GC-MS技术分离鉴定出主要挥发物成分42种,其中醇类15种、酮类8种、醛类5种、酯类3种、甲氧基苯类4种、碳氢化合物2种、酸类2种和其他化合物3种(表5、图8)。42种香气组分中具有相同变化趋势的成分32种,其中10种在发花后相对含量升高,分别为-芳樟醇、氧化芳樟醇Ⅱ(呋喃型)、氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)、反-3,7-芳樟醇氧化物Ⅱ、反-3,7-芳樟醇氧化物Ⅰ、3-己烯-2-酮、苯乙酮、异叉基丙酮、壬醛、水杨酸甲酯;22种在发花后相对含量降低,分别为-萜品醇、香叶醇、反-2-辛烯-1-醇、橄榄醇、4-萜烯醇、壬醇、1-辛烯-3-醇、辛醇、-紫罗酮、5,6-环氧--紫罗酮、2,6,6-三甲基环己烷酮、脱氢--紫罗酮、6-甲基-3,5-庚二烯-2-酮、藏红花醛、-环柠檬醛、正己醛、苯甲醛、丙烯酸丁酯、1,2-二甲氧基-4-甲基苯、柠檬烯、癸酸和茶香螺烷。从以上香气组分的变化可以看出,发花后呈花木香的芳樟醇及其氧化物和具有冬青油草药香的水杨酸甲酯等化合物的相对含量显著上升,而表现为花果香的其他醇类和大部分酮类以及呈清香、青草气的醛类等化合物的相对含量均明显降低。3种发花晒青的芳樟醇及其氧化物的相对含量分别由发花前的33.94%上升到56.73%、57.62%、45.98%,水杨酸甲酯分别由发花前的1.92%上升到8.47%、8.53%、7.56%,壬醛分别由发花前的0.80%上升到1.38%、1.20%、1.16%。研究表明,这些伴有木香的醇类化合物(如芳樟醇及其氧化物)对普洱生茶陈香有较好的协调作用,能使普洱茶香味更加陈醇[29];吕海鹏等[30]发现,壬醛在陈香普洱茶中含量比普通普洱茶中提高了44.13%,陈香普洱茶中水杨酸甲酯的含量比普通普洱茶样品提高了103.85%,推测酯类化合物的形成与茶叶制作工艺明显相关。因此,晒青茶发花后清香减弱,呈现陈香特征。
表4 晒青茶发花前后其他滋味成分含量的变化
表5 晒青茶发花前后主要香气组分及相对含量变化
具有不同变化趋势的香气组分10种,其中-雪松醇、二氢猕猴桃内酯、1,2,3-三甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯、1,2,4-三甲氧基苯、壬酸、萘等化合物相对含量变化为轻压晒青散茯和手筑晒青茯砖发花后下降,机压晒青茯砖发花后升高,特别是具有陈香的1,2,3-三甲氧基苯和1,2,4-三甲氧基苯的相对含量上升显著,分别由发花前的1.51%和0.56%上升到5.87%和3.75%;脱氢芳樟醇、顺--罗勒烯和2,2,6-三甲基-3-酮-6-乙烯基四氢吡喃的相对含量变化为轻压晒青散茯和手筑晒青茯砖发花后上升,机压晒青茯砖发花后略有下降。很多研究发现,甲氧基苯类化合物是普洱茶具有典型陈香味最主要的原因,其中尤以1,2,3-三甲氧基苯含量最高[29]。田小军等[31]在贮藏7年及更长时间的普洱生茶中才能检测到甲氧基苯类香气,认为甲氧基苯类化合物是导致普洱生茶呈现陈香的原因。刘通讯等[32]认为,甲氧基苯类及其衍生物能够有效改善茶叶的粗老味,使普洱茶香味陈醇,是普洱茶陈香的重要特征香气之一。川上美智子等[33]认为甲氧基苯类化合物的生成是由于普洱茶中表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)在氧化过程中先脱没食子酰基形成没食子酸,而后没食子酸的羟基(–OH)的氢被甲基(–CH3)取代实现甲基化而形成的。机压晒青茯砖的EGCG下降幅度最大且形成的没食子酸含量最高,这可能与甲氧基苯类化合物的升高有关。所以,机压晒青茯砖发花后陈香更加明显,这与感官审评结果相一致。
图8 晒青茶发花前后香气化合物种类及相对含量变化
3 讨论
发花是茯砖茶品质风味形成的关键工序。在发花过程中,冠突散囊菌等为主的微生物产生的胞外酶的物化动力,及其代谢的生物热和茶坯水分相结合的湿热作用,以及微生物代谢的综合作用,推动一系列复杂的生理生化变化[34]。本试验以云南大叶种晒青茶为原料,分别采用散茶轻压、紧压茶手筑和机压的方法进行自然发花,均获得良好的发花效果,感官审评结果表明,晒青茶发花后,无论是散茶还是紧压茶,苦涩味和收敛性均明显缓解,滋味向醇和转变,香气由清香变为陈香和独特的菌花香,汤色由黄绿明亮变成橙黄明亮,干茶和叶底颜色均明显加深。发花后的晒青茶具有典型的陈年特征,与储存5年的普洱生茶相比[35],发花晒青茶的茶多酚含量更低、滋味更醇和,陈香更明显,并且独特的菌花香使它有别于陈年生普,说明发花可以促进晒青茶陈化,同时赋予它新的风味品质。
晒青茶发花后主要滋味成分发生了变化,茶多酚、儿茶素、游离氨基酸、总黄酮、可溶性糖、粗纤维含量不同程度下降,咖啡碱、水浸出物含量变化不大,茶多糖、没食子酸和花青素含量显著上升。3种发花晒青茶的生化成分总体变化趋势是一致的,但某些成分的变化程度不同,由于采用同批原料在相同条件下进行渥堆和汽蒸,说明压制方法的不同使茶砖的松紧度和水分散失速度不同,可能影响发花过程中的微生物种群组成、数量和优势菌的生长情况以及湿热作用,导致茶叶内含成分降解、聚合等转化幅度不同。同时说明发花是真正促进晒青茶品质发生质的升华的关键工序,微生物的大量繁殖和演变,分泌各种胞外酶,催化茶叶中的各种相关物质,产生新的氧化、聚合、降解和转化,引起发花体系中一系列物质的变化[36]。
晒青茶发花后的香气,一部分来自原料本身,一部分来自发花和干燥期间通过微生物酶促作用、湿热作用引起的非酶促作用的共同影响。3种发花晒青茶由同批原料制作,发花和干燥的温度相同,因为压制的松紧度不同使机压晒青茯砖的发花周期和干燥时间比轻压晒青散茯和手筑晒青茯砖要长,这可能是导致其香气物质有所不同的原因。轻压晒青散茯和手筑晒青茯砖的发花温度、周期以及干燥温度都相同,因为轻压晒青散茯发花后先分散再进行干燥,水分容易散失,干燥时间比手筑晒青茯砖要短,但是两者的香气物质变化基本一致,说明干燥时间对香气物质的形成影响不大,进一步说明发花是晒青茶发花后香气物质形成的关键因素。值得一提的是,本研究创新制作的轻压晒青散茯虽然“金花”数量比传统手筑和机压方法制作的晒青茯砖少,但基本符合散茶发花的要求,其优势是不需要接种且干燥时间短,从而大大缩短整个生产周期,而且散茶具有冲泡和携带方便等优点,其发花工艺参数可以在生产过程中进一步优化。
发花晒青和普洱熟茶都是以云南大叶种晒青茶为原料经微生物发酵加工而成,但是普洱熟茶的关键工序是渥堆,优势菌是黑曲霉、酵母菌等,由于长达40多天的渥堆使各种生化成分发生剧烈变化,茶多酚、儿茶素、游离氨基酸以及可溶性糖等滋味物质的下降程度比本研究中的发花晒青茶更加显著,特别是酯型儿茶素损失殆尽,茶褐素大量生成,同时形成了许多陈香的物质,如1,2-二甲氧基-4-甲基苯等,从而形成普洱熟茶汤色红褐、滋味醇厚、香气陈醇的品质特征[4]。发花晒青茶和茯砖茶的关键工序都是发花,优势菌是冠突散囊菌,但茯砖茶的原料是中小叶种黑毛茶,属于渥堆发酵黑茶,而发花晒青茶的原料是未发酵的大叶种绿茶,原料本身品质差别较大;茯砖茶中的香气成分以碳氢化合物、醇类和酯类为主[37],本研究中晒青茶发花后虽然也以醇类和酯类物质为主,但碳氢化合物总体呈下降趋势,茯砖茶在发花过程中-2-戊烯醛、-2-己烯醛、1-戊烯-3-醇、(,)-2,4-庚二醛、(,)-2,4-庚二醛的含量显著增加[38],而本研究中晒青茶发花前后均未检测到上述芳香物质。因此,晒青茶发花后品质与普洱熟茶和茯砖茶都不相同,说明茶叶品质风味的形成与原料和加工工艺有关,且后者的影响更大。
综上所述,云南大叶种晒青茶发花后从外形到内质均发生了明显变化,而且滋味和香气向陈年特征转变,但不同于陈年生普、普洱熟茶和茯砖茶,而是形成具有自身品质风味的大叶种茯茶,值得进一步研究与开发。
[1] 国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 地理标志产品普洱茶: GB/T 22111—2008[S]. 北京: 中国标准出版社, 2008. State Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, China National Standardization Administration Committee. Product of geographical indication—Puer tea: GB/T 22111—2008 [S]. Beijing: China Standards Press, 2008.
[2] 杨方慧, 杨毅坚, 张艳梅, 等. 大叶种茶功能成分研究及提取开发现状[J]. 安徽农业科学, 2018, 46(11): 10-13, 34. Yang F H, Yang Y J, Zhang Y M, et al. Study on the functional components of large-leaf tea and its extraction and development status [J]. Journal of Anhui Agricultural. Science, 2018, 46(11): 10-13, 34.
[3] 谢志英, 黄立文, 王秀华, 等. 云南大叶种茶不同品种儿茶素组分含量分析[J]. 中国农学通报, 2014, 30(19): 146-150. Xie Z Y, Huang L W, Wang X H, et al. The catechins constituent content analysis of different cultivars ofvar. ain Yunnan [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2014, 30(19): 146-150.
[4] 宛晓春, 茶叶生物化学[M]. 北京: 中国农业出版社, 2016. Wan X C. Tea biochemistry [M]. Beijing: China Agricultural Press, 2016.
[5] 蔡正安, 刘素纯, 刘杏益, 等. 冠突散囊菌在不同茶类及几种植物材料上“发花”的研究[J]. 茶叶科学, 2010, 30(4): 263-268. Cai Z A, Liu S C, Liu X Y, et al. Study of the growth offungi on some kinds of tea and plant materials [J]. Journal of Tea Science, 2010, 30(4): 263-268.
[6] 欧阳梅, 熊昌云, 屠幼英, 等. 冠突散囊菌对茶叶品质成分及其抗氧化活性影响[J]. 菌物学报, 2011, 30(2): 343-348. Ouyang Y M, Xiong C Y, Tu Y Y, et al. Effects ofon tea quality and antioxidant activity [J]. Mycosystema, 2011, 30(2): 343-348.
[7] 国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 茶叶感官审评方法: GB/T 23776—2018[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018. State Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, China National Standardization Administration Committee. Methodology for sensory evaluation of tea: GB/T 23776—2018 [S]. Beijing: China Standards Press, 2018.
[8] 施兆鹏. 茶叶审评与检验[M]. 北京: 中国农业出版社, 2010. Shi Z P. Tea evaluation and inspection [M]. Beijing: China Agricultural Press, 2010.
[9] 国家市场监督管理总局, 中国国家标准化管理委员会. 茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法: GB/T 8313—2018[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018. State Administration for Market Regulation, China National Standardization Administration Committee. Determination of total polyphenols and catechins content in tea: GB/T 8313—2018 [S]. Beijing: China Standards Press, 2018.
[10] 国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 茶游离氨基酸总量的测定. GB/T 8314—2013[S]. 北京: 中国标准出版社, 2014. State Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, China National Standardization Administration Committee. Tea—Determination of free amino acids content: GB/T 8314—2013 [S]. Beijing: China Standards Press, 2014.
[11] 肖秀丹, 黄友谊, 钟家成, 等. HPLC对酸茶中儿茶素及游离氨基酸组分含量的测定[J]. 湖北农业科学, 2018, 57(9): 92-96. Xiao X D, Huang Y Y, Zhong J C, et al. HPLC determination of catechins and free amino acids components in acid tea [J]. Hubei Agricultural Sciences, 2018, 57(9): 92-96.
[12] 国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 茶咖啡碱测定. GB/T 8312—2013[S]. 北京: 中国标准出版社, 2014. State Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, China National Standardization Administration Committee. Tea—Determination of caffeine content: GB/T 8312—2013 [S]. Beijing: China Standards Press, 2014.
[13] 国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 茶水浸出物测定. GB/T 8305—2013 [S]. 北京: 中国标准出版社, 2014. State Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, China National Standardization Administration Committee. Tea—Determination of water extracts content: GB/T 8305—2013 [S]. Beijing: China Standards Press, 2014.
[14] 黄意欢. 茶学实验技术[M]. 北京: 中国农业出版社, 1997. Huang Y H. Experimental technology of tea science [M]. Beijing: China Agricultural Press, 1997.
[15] 国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 茶粗纤维测定. GB/T 8310—2013[S]. 北京: 中国标准出版社, 2014. State Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, China National Standardization Administration Committee. Tea—Determination of crude fibre content: GB/T 8310—2013 [S]. Beijing: China Standards Press, 2014.
[16] 钟萝. 茶叶品质理化分析[M]. 上海: 上海科技出版社, 1989. Zhong L. Physicochemical analysis of tea quality [M]. Shanghai: Shanghai Science and Technology Press, 1989.
[17] 张志良, 瞿伟菁. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 2004. Zhang Z L, Qu W J. Experimental guidance of plant physiology [M]. Beijing: Higher Education Press, 2004.
[18] 陈建国, 胡欣, 梅松. 茶叶中茶多糖的提取和测定方法[J]. 中国卫生检验杂志, 2004, 14(4): 432 -433. Chen J G, Hu X, Mei S. A new method for extraction and determination of tea-polysaccharide in tea [J]. Chinese Journal of Health Laboratory Technology, 2004, 14(4): 432-433.
[19] 吕海鹏, 钟秋生, 王力, 等. 普洱茶加工过程中香气成分的变化规律研究[J]. 茶叶科学, 2009, 29(2): 95-101. Lv H P, Zhong Q S, Wang L, et al. Study on the change of aroma constituents during Pu-erh tea process [J]. Journal of Tea Science, 2009, 29(2): 95-101.
[20] 王增盛, 谭湖伟, 张莹, 等. 茯砖茶制造中主要含氮、含碳化合物的变化[J]. 茶叶科学, 1991, 11(增1): 69-75.Wang Z S, Tan H W, Zhang Y, et al. Changes of main nitrogen and carbon compounds in the production of Fu brick tea [J]. Journal of Tea Science, 1991, 11(s1): 69-75.
[21] 陈琳琳, 邱树毅, 罗小叶, 等. 夏秋茶发花工艺及发花过程中主要物质成分变化[J]. 食品工业, 2017, 38(9): 71-75. Chen L L, Qiu S Y, Luo X Y, et al. The fungus grow processing of summer-autumn tea and the changes of main components during the fungus growing [J]. Food Industry, 2017, 38(9): 71-75.
[22] 张锐. 散茶发花工艺研究及其主要功效成分分析[D]. 西安: 陕西科技大学, 2016. Zhang R. Study on process and major function components analysis of fungi growing on loos tea [D]. Xi’an: Shaanxi University of Science and Technology, 2016.
[23] 刘菲, 薛志慧, 叶倩林, 等. “发花”对白茶风味品质的影响研究[J]. 茶叶科学, 2016, 36(3): 301-311. Liu F, Xue Z H, Ye Q L, et al. Study on effect of fungal-fermentation process on flavor quality in white tea [J]. Journal of Tea Science, 2016, 36(3): 301-311.
[24] Wang X G, Wan X C, Hu S X, et al, Study on the increase mechanism of the caffeine content during the fermentation of tea with microorganisms [J]. Food Chemistry, 2008, 107(3): 1086-1091.
[25] 黄浩, 黄建安, 李适, 等. 茯茶“散茶发花”加工过程中茶多酚和碳水化合物及冠突散囊菌数量的变化研究[J]. 中国农学通报, 2012, 28(15):227-232. Huang H, Huang J A, Li S, et al. Studies on the variation of polyphenol, carbohydrate and the number ofduring the processing of Fu tea with “fungus growing on the loose tea” [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2012, 28(15): 227-232.
[26] 王亚丽, 秦俊哲, 黄亚亚, 等. 冠突散囊菌对茯砖茶品质形成的影响[J]. 食品与发酵工业, 2018, 44(4): 194-197. Wang Y L, Qin J Z, Huang Y Y, et al. Effect of the quality of Fuzhuan brick tea fermented in[J]. Food and Fermentation Industries, 2018, 44(4): 194-197.
[27] 周宝才, 丁然, 魏新林, 等.茶多糖的健康功效研究进展[J]. 中国茶叶加工,2019(4): 72-76, 84. Zhou B C, Ding R, Wei X L, et al. Advances in research on the health effects of tea polysaccharides [J]. China Tea Processing, 2019(4): 72-76, 84.
[28] 唐忠厚, 周丽. 花青素对人类健康影响的研究进展及其前景[J]. 食品研究与开发, 2009, 30(7): 159-162. Tang Z H, Zhou L. Study on anthocyanins influencing on human health and its prospect [J]. Food Research and Development, 2009, 30(7): 159-162.
[29] 吕世懂, 孟庆雄, 徐咏全, 等. 普洱茶香气分析方法及香气活性物质研究进展[J]. 食品科学, 2014, 35(11): 292-298. Lv S D, Meng Q X, Xu Y Q, et al. Recent progress in aroma analysis methods and aroma active compounds in Pu-erh tea [J]. Food Science, 2014, 35(11): 292-298.
[30] 吕海鹏, 钟秋生, 林智. 陈香普洱茶的香气成分研究[J]. 茶叶科学, 2009, 29(3): 219-224. Lv H P, Zhong Q S, Lin Z. Study on the aroma components in Pu-erh tea with stale flavor [J]. Journal of Tea Science, 2009, 29(3): 219-224.
[31] 田小军, 王杰, 邓宇杰, 等. 不同贮藏时间普洱生茶的特征性香气成分分析[J]. 食品与发酵工业, 2016, 42(12): 194-202.Tian X J, Wang J, Deng Y J, et al. Characteristic aroma components analysis of raw Pu’er tea at different storage time [J]. Food and Fermentation Industries, 2016, 42(12): 194-202.
[32] 刘通讯, 王婧, 曹艳妮. 臭氧处理对普洱茶香气成分的影响研究[J]. 现代食品科技, 2009, 25(8): 944-948.Liu T X, Wang J, Cao Y N. Effects of ozone treatments on the aromatic characteristic of Puer tea [J]. Modern Food Science and Technology, 2009, 25(8): 944-948.
[33] 川上美智子, 小林彰夫, 山西貞, 等. 堆積茶, 中国産磚茶と黒茶の香気特性[J]. 日本农農化学会誌, 1987, 61(4): 457-465. Michiko K, Akio K, Tei Y, et al. Flavor constituents of microbial-fermented teas Chinese-Zhuan-cha and Koku-cha [J]. Journal of the Agricultural Chemical Society of Japan, 1987, 61(4): 457-465.
[34] 蒋陈凯. 普洱生茶“发花”前后的生化成分及降脂活性研究[D]. 广州: 华南农业大学, 2017. Jiang C K. Biochemical components of Pu’er raw tea before and after flowering and their effects on lipid-lowering [D]. Guangzhou: South China Agricultural University, 2017.
[35] 戚康标, 陈晓珊, 林盈. 普洱茶不同储存时间的生化成分变化和抗氧化活性研究[J]. 广东茶业, 2013(5): 16-21. Qi K B, Chen X S, Lin Y. Changes of biochemical components and antioxidant activity of Pu'er tea at different storage times [J]. Guangdong Tea Industry, 2013(5): 16-21.
[36] 赵仁亮, 胥伟, 吴丹, 等. 黑毛茶不同产区发花对茯砖茶品质的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(21): 8-14.Zhao R L, Xu W, Wu D, et al. Quality evaluation of Fu brick tea fermented in different regions from the same raw tea materials [J]. Food Science, 2017, 38(21): 8-14.
[37] 黄亚辉, 王娟, 曾贞, 等. 不同年代茯砖茶香气物质测定与分析[J]. 食品科学, 2011, 32(24): 261-266. Huang Y H, Wang J, Zeng Z, et al. Analysis of aroma constituents of Fuzhuan tea produced in different years [J]. Food Science, 2011, 32(24): 261-266.
[38] Xu X Q, Mo H Z, Yan M C, et al. Analysis of characteristic aroma of fungal fermented Fuzhuan brick-tea by gas chromatography/mass spectrophotometry [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2007, 87(8): 1502-1504.
Study on the Changes of Main Flavor Components of Yunnan Large Leaf Sun-dried Green Tea Before and After Fungal Fermentation
NING Jing1, LI Jianquan1, LIU Benying2*, ZHENG Hongfa1, LU Fengmei3, CHEN Lei2, LIU Zhen1, YE Shengtao3, HUANG Hao1, YANG Peidi1, WU Gang2,4, YANG Yang1*
1.Tea Research Institute, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, China; 2. Tea Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Menghai 666201, China; 3. Yunnan Defeng Tea Industry Co., Ltd., Mangshi 678400, China; 4. Menghai Yuncha Technology Co., Ltd., Menghai 666201, China
Yunnan large leaf sun-dried green tea was used as raw material to make light pressed sun-dried green loose Fu tea, hand pressed and machine pressed sun-dried green Fu brick teas by natural fungal fermentation method. Through sensory evaluation and physical and chemical detection, the changes of sensory quality and main flavor components of sun-dried green tea before and after fungal fermentation were studied. The results show that: the bitter and astringent taste of the three fungal fermented sun-dried green teas was obviously weakened, and changed to mellow. The aroma changed from refreshing to aging and had a unique fungus fragrance. The liquor color changed from bright yellow green to bright orange, and the color of dry tea and infused leaves were obviously deepened. The contents of tea polyphenols, catechins, free amino acids, total flavonoids, soluble sugar etc. of the three fungal fermented sun-dried green teas decreased to varying degrees, especially the ester catechin decreased significantly with the decreasing rates of 56.91% (<0.01), 31.80% (<0.05) and 64.06% (<0.01) respectively. The contents of caffeine and water extract increased slightly, while the contents of tea polysaccharide, gallic acid and anthocyanin increased significantly. The relative contents of linalool and its oxides with flower and wood aroma and methyl salicylate with medicinal aroma in the fungal fermented sun-dried green teas increased from 33.94% and 1.92% before fungal fermentation to 56.73%, 57.62%, 45.98% and 8.47%, 8.53% and 7.56% respectively. While the relative contents of other alcohols and most ketones with flower and fruit aroma and aldehydes with refreshing and green grass aroma decreased significantly. Among them, the relative contents of 1,2,3-trimethoxybenzene and 1,2,4-trimethoxybenzene with aging aroma increased significantly from 1.51% and 0.56% before fungal fermentation to 5.87% and 3.75% respectively in machine pressed sun-dried green Fu brick tea. Therefore, the refreshing aroma of sun-dried green tea decreased after fungal fermentation, showing the characteristics of aging aroma, and more obvious aging aroma was identified in the machine pressed sun-dried green Fu brick tea.
Yunnan large leaf sun-dried green tea, fungal fermentation, sensory quality, flavor components
S571.1;TS272.5+9
A
1000-369X(2021)02-213-15
2020-11-24
2020-12-18
云南省杨阳专家工作站(2018IC112)、云南省重点研发计划—科技入滇专项(2018IB033)、现代农业产业技术体系(CARS-19)
宁静,女,副研究员,主要从事茶树育种与茶叶加工研究。*通信作者:liusuntao@126.com;yangyangsir@126.com
(责任编辑:赵锋)