貴州湄潭夏秋茶茶醋氨基酸組分及揮發性成分分析

孟洋，陳莉*，盧紅梅，安家靜，章之柱

(1.貴州大學貴州省發酵工程與生物制藥重點實驗室，貴陽 550025； 2.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴陽 550025)

夏秋茶產量約占全年的60%，由于采收期間氣溫高，芽葉老化快，其品質低于春茶。其苦澀味較重，利用率低，資源浪費較大，經濟價值遠低于春茶[1]。夏秋茶碎茶中富含大量的營養及功效成分，具有很好的開發利用潛力[2]。貴州茶類有數十種，茶葉的種植面積居全國前列，避免了資源浪費，增加了夏秋茶的利用，有利于推動茶產業持續發展。茶含有豐富的營養成分和藥用成分，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、降血壓、降血脂和抗菌等生理作用[4-6]。

本試驗以貴州湄潭夏秋碎茶為原料制備茶湯，在茶湯酒精發酵過程中加入BV818酵母菌進行酒精發酵，在醋酸發酵過程中加入滬釀1.01醋酸菌進行醋酸發酵，最終得到一款新型茶醋產品。在充分保留茶葉有效成分的基礎上，得到一種營養保健的新型調味產品。醋中含有較多的揮發性成分，茶醋揮發性成分復雜且種類豐富，主要包含酯類、醇類、烷類、醛類、酚類等，眾多成分的相輔相成，使茶醋別有風味。揮發性成分的組成和含量對產品的營養價值和風味特點有較大影響，因此利用固相微萃取法處理后再利用GC-MS對定性茶醋的氨基酸組分含量及茶湯、茶醋揮發性成分的差異進行檢測和對比分析。旨在更好滿足消費者需求的同時，為茶醋的藥食功效等研究和生產提供指導，從內在科學和品質認識、了解新型茶醋，為改善茶醋揮發性成分的研究提供理論依據，從而增加夏秋茶的經濟附加值。

1 材料與方法

1.1 材料

夏秋綠茶碎料：貴州省湄潭縣某茶廠；茶湯、茶醋：實驗室自制。

1.1.1 主要試劑

氯化鈉：國藥集團化學試劑有限公司；氫氧化鉀、無水葡萄糖：天津市科密歐化學試劑有限公司；磷酸二氫鉀：成都金山化學試劑有限公司；濃硫酸：重慶川東化工(集團)有限公司；重鉻酸鉀：天津市永大化學試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

LD-3電動離心機 上海上登試驗設備有限公司；L8800氨基酸分析儀 日本日立公司；SCION SQ 456-GC 美國Bruker公司；電爐 邦西儀器科技(上海)有限公司；HH-2型恒溫水浴鍋 常州澳華儀器有限公司；SPX-150B-Z型生化培養箱 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；722S可見分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 生產工藝流程

圖1 生產工藝流程圖Fig.1 Production process flow chart

1.2.2 茶醋發酵工藝

酒精發酵：以BV818酵母菌為菌種，料液比4∶100，原料粉碎目數60目，酵母菌接種量0.9%，初始糖量15%。

醋酸發酵：初始酒精度6% vol，發酵時間12 d，醋酸菌接種量9%，發酵溫度28 ℃。

1.2.3 茶醋的理化指標測定

茶多酚的測定：參照莫樹平等[7]的方法并稍作修改；總酸的測定：參照胡楊等[8]的方法并稍作修改；酒精度的測定：參考AOAC Official Method 969.12 Alcohol in Wines by Dichromate Oxidation的半微量蒸餾法對樣品中的酒精度含量進行測定；咖啡堿的測定：參照安家靜[9]的方法并稍作修改；氨基酸態氮的測定：參照張晶等[10]的方法并稍作修改。

1.2.4 茶醋氨基酸組分的測定

參照GB 5009.124-2016《食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》。

1.2.5 茶湯和茶醋香氣成分的分析

利用GC-MS儀器進行茶湯和茶醋揮發性成分定性分析，對比其香氣成分的差異和結果。具體操作參照李慧等[11]的方法并稍作修改。

2 結果與分析

2.1 茶醋成品理化指標測定結果

經過茶湯制備后的酒精發酵及醋酸發酵，對所得的茶醋進行滅菌、澄清等處理，得到茶醋成品。按照1.2.2的方法對茶醋成品進行理化指標測定，結果表明：所得茶醋成品中酸度含量為59.10 g/L，茶多酚含量為2.95 g/L，酒精度含量為0.08% vol，氨基酸態氮含量為0.14 g/dL，咖啡堿含量為0.80%，其理化指標均達到相關標準。

2.2 茶醋氨基酸組分的測定結果

茶醋的氨基酸分析圖譜見圖2，氨基酸組分的含量測定結果見表1。

圖2 茶醋氨基酸分析圖譜Fig.2 Amino acid analysis chromatogram of tea vinegar

表1 茶醋成品氨基酸組分的測定結果Table 1 Determination of amino acids in tea vinegar products

氨基酸是茶葉滋味組成的重要成分之一，是主要的滋味貢獻者，能夠將多酚類和咖啡堿的苦味中和并產生多種香味。其中游離氨基酸是茶中重要的味道成分，高水平的游離氨基酸對茶葉品質有重要影響，是綠茶鮮美甜味的主要化合物，使茶的滋味更加細膩[12]。由表1可知，茶醋中檢測出17種氨基酸，總量為2.19 mg/mL。其中必需氨基酸檢測出Thr、Val、Met、Ile、Leu、Phe、Lys等，約占茶醋氨基酸組分的38.01%。谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸等非必需氨基酸含量較高，約占茶醋氨基酸組分的40%。其中谷氨酸含量達到0.36 mg/mL，谷氨酸是生物機體內氮代謝的基本氨基酸之一，具有鮮味，其用途廣泛，它本身作為藥品，能夠脫羧生成中樞神經系統中有效的抑制性神經遞質γ-氨基丁酸[13]，也可用于生產味精、食品添加劑、香料。精氨酸具有鮮甜滋味，含量達到0.18 mg/mL，可在食品研究中作為安全合理的添加劑[14]。

2.3 茶湯的揮發性成分分析結果

本試驗利用GC-MS對茶湯進行揮發性物質檢測，氣相色譜圖見圖3，分析結果見表2。

圖3 茶湯氣相色譜圖Fig.3 Gas chromatogram of tea soup

表2 茶湯、茶醋揮發性成分分析Table 2 Analysis of volatile components in tea soup and tea vinegar

續 表

注：“N”表示未檢出揮發性成分。

由表2可知，茶湯及茶醋中共檢測出80種揮發性成分，茶湯包含44種揮發性物質，主要分為醛類、酸類、酮類、醇類及其他類。其中醇類13種，醛類17種，酸類1種，酮類及其他類成分主要包含2-乙?；量?、3-甲基-2-戊酮、1-辛烯-3-酮、2-乙烷基-3,5-二甲基吡嗪、三甲基環己酮、甲基庚烯酮、β-紫羅酮、吲哚等13種。

2.3.1 醇類

醇類化合物通常伴隨花香和果香，茶湯中醇類物質主要包括芳樟醇、1-辛烯-3-醇、香葉醇及苯乙醇等13種。其中芳樟醇為主要揮發性物質，占13.48%，有研究發現其具有玫瑰香氣，并稍帶綠茶、木香及果香等香氣[15]。1-辛烯-3-醇占2.58%，具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香氣。香葉醇占2.12%，具有玫瑰花氣息，味有苦感，可作為食用香精，也可制成酯類香料。苯乙醇占1.13%，具有玫瑰樣花香。芐醇又稱苯甲醇，占1.34%，可作為茉莉、月下香、伊蘭等香精的調配香料。

2.3.2 醛類

茶湯中的醛類物質是主要揮發性成分，共占35.44%，醛類物質可產生愉悅的氣味但穩定性較弱。包括壬醛、(E)-(E)-2-庚烯醛、異戊醛、苯甲醛、癸醛、庚醛等17種。其中壬醛所占含量最高，比(E)-(E)-2-庚烯醛含量高出0.8%，經過高度稀釋后可產生玫瑰或橘子香味。(E)-(E)-2-庚烯醛占4.73%；異戊醛占4.68%，經稀釋后具有蘋果氣味；苯甲醛占3.08%，具有杏仁氣味，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%，稀釋后具有類似玫瑰和橙皮的香氣，可用于產生甜橙香料；己醛占2.09%，在較低濃度時帶有清香味[16]；癸醛占2.65%，具有脂香，經稀釋后有花香-橙香香氣，可用于調配橙子、柑橘、檸檬等食用香精。

2.3.3 酮類

茶湯中酮類物質包含9種，含量較低。β-紫羅酮占3.27%，具有木香和較強的紫羅蘭香氣；甲基庚烯酮占1.08%，具有新鮮的青草香和柑橘香氣，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氣，可用于多種食用香精的配制[17]。

2.3.4 酸類及其他類

茶湯中檢測出酸類物質1種，己酸占2.35%。其他類物質4種，二甲基硫占0.5%；2-乙烷基-3,5-二甲基吡嗪占0.14%，具有威士忌酒的香氣；2-乙?；量┱?.34%，具有核桃、甘草等香氣；吲哚占0.32%，有研究發現其經稀釋后具有柑橘花、茉莉香氣，可作為香料，具有固香作用[18]。

目前，有相關文獻表明，茶葉中含有較多揮發性成分，主要包含芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇等[19]。試驗所得產品經過檢測發現，主要揮發性物質為芳樟醇、香葉醇等，較符合相關的研究結果。

2.4 茶醋的揮發性成分分析結果

試驗對茶醋進行揮發性物質檢測，氣相色譜圖見圖4，分析結果見表2。

圖4 成品茶醋的氣相色譜圖Fig.4 Gas chromatogram of tea vinegar finished product

表2中數據顯示，成品茶醋揮發性成分共49種，主要包含酯類、酸類、酮類、醛類及醇類等。其中酯類7種，醇類13種，醛類13種，烷類3種，烯類4種，酸類6種，酮類3種。

2.4.1 酯類

茶醋中酯類物質主要包括乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸異戊酯等7種，酯類化合物具有花香、果香、酒香或蜜香香氣，可以起增強與潤和作用[20]。茶醋中乳酸乙酯為主要揮發性成分，占5.44%，具有較強的酒香，可用于香料、食品的制作。乙酸異戊酯占3.57%，具有香蕉氣味。乙酸乙酯占3.82%，具有果酒香氣，可用于香料、白酒的勾兌和人造香精的制作。苯乙酸乙酯占0.30%，具有蜂蜜香味。

2.4.2 醇類

茶醋中醇類物質是主要揮發性成分，占34.85%，主要包括異戊醇、芳樟醇、苯乙醇等13種。其中異戊醇為主要揮發性成分，占13.51%，具有蘋果、白蘭地香氣以及辛辣味[21]。芳樟醇占8.62%，其香氣較為柔和。苯乙醇占7.94%，具有紫羅蘭香、丁香、蜂蜜味及青甜玫瑰等多種香氣[22]。香葉醇與橙花醇為異構體，分別占1.11%、0.34%，橙花醇具有玫瑰、橙花香氣且微帶檸檬果香。橙花叔醇占0.15%，具有玫瑰、鈴蘭和蘋果花氣息，比橙花醇更加甘甜。香茅醇是一種萜類化合物，占0.88%，具有與新鮮玫瑰相似的特殊香氣，稍有苦味。

2.4.3 醛類

茶醋中的醛類物質主要包括反式-2-癸烯醛、苯甲醛、2-庚烯醛等13種。反式-2-癸烯醛為主要香氣成分，占2.08%，具有類似橙子香味。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、柑橘等香氣。苯乙醛占0.13%，具有風信子香氣，稀釋后具有水果香氣，多用于香精的配制[23]。

2.4.4 酸類

茶醋中的酸類物質主要包括正戊酸、辛酸、癸酸等6種，酸類化合物是醋中主要的呈香呈味成分。其中辛酸為主要香氣成分，占4.91%，經稀釋后具有水果香氣，多用于制備食用香料。癸酸占2.99%，正戊酸占0.60%，均可用于香料及食品添加劑的制備。異戊酸占0.23%，經稀釋后具有果香味。

2.4.5 烷類、烯類、酮類

茶醋中含有烷類、烯類、酮類共10種，含量較少。其中烷類占3.32%，烯類占0.49%，酮類占1.50%。其中3-羥基-2-丁酮為主要香氣成分，占0.83%，具有奶油、脂肪等香氣[24]。檸檬烯占0.10%，具有檸檬香味。月桂烯占0.04%，具有略微的香脂氣味。

2.5 成品茶湯、茶醋揮發性成分對比分析結果

在成品茶湯、茶醋揮發性成分對比中發現，茶湯中揮發性成分分為5大類，茶醋中揮發性成分分為7大類，且茶醋中揮發性成分比茶湯多5種，且產生特有的揮發性成分。

2.5.1 醇類

茶湯和茶醋中醇類都為13種，其中茶湯中有8種揮發性成分消失。茶湯中被保留的成分，苯乙醇含量占1.13%，通過醋酸發酵過程增加至7.94%。其他4種醇類，在成品茶醋中都存在不同程度含量降低，其中芳樟醇減少4.86%；1-辛醇減少1.05%；香葉醇減少1.01%；反-α反-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇減少0.47%。且茶醋可能在發酵過程中經轉化生成異丁醇、異戊醇、1-壬醇、香茅醇、橙花醇、芐醇、橙花叔醇等。

2.5.2 醛類

茶湯中一共有17種醛類成分，比茶醋多4種。其中異戊醛、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種醛在發酵過程中消失。被保留的醛類物質含量均下降，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 酮類

茶湯在發酵過程中僅有1種酮類被保留，有8種成分消失。在發酵過程中，保留了1-辛烯-3-酮，且含量降低至0.49%。發酵過程中轉化或新生成了2,3-丁二酮和3-羥基-2-丁酮，其含量都偏低。

2.5.4 酸類

與茶湯相比，茶醋中的酸類成分增加了5種，主要包含正戊酸0.60%、辛酸4.91%(茶醋中酸類主要揮發性物質)、癸酸2.99%。茶湯中的保留成分己酸，比茶醋中己酸含量高2.09%。

2.5.5 烯類、烷類、酯類、酚類、胺類

茶醋中含有但茶湯中沒有檢測出的化合物。茶醋中有烯類4種、烷類3種、酯類7種。烯類、烷類占總揮發性成分的比例不大，但具有較好的香味調和作用。酯類物質是茶醋中的典型香氣成分，乙酸乙酯3.82%、乳酸乙酯5.44%有著較強的香氣，能夠增加茶醋的風味。

從茶湯到茶醋的發酵過程中，揮發性成分的類型和相對含量發生了顯著變化。一些物質減少甚至消失，另一些揮發性成分增加，且形成新的揮發性成分。在發酵過程中醇類主要的揮發性成分發生變化，茶醋主要的醇類揮發性成分為異戊醇，而茶湯則是芳樟醇。茶湯中醛類物質主要香氣成分為壬醛5.53%，茶醋中醛類物質主要揮發性成分為反式-2-癸烯醛2.08%，茶醋中新的醛類物質生成含量相對較低。茶醋新生成了雙乙酰/2,3-丁二酮和3-羥基-2-丁酮，茶醋中酸類物質主要揮發性成分辛酸含量高達4.91%。

3 結論

茶醋具有抗氧化、抗炎、抗癌癥、抗菌等生理功效，可作為藥食兩用的保健產品。試驗對夏秋茶茶醋氨基酸組成成分及茶湯、茶醋揮發性成分進行了檢測和比較分析，得出以下結論：

澄清茶醋氨基酸的總量達到2.19 mg/mL，其中谷氨酸組分含量最多，占0.36 mg/mL。茶醋中揮發性成分種類多于茶湯，發酵過程中醇類物質保留了5種，苯乙醇含量增加，異戊醇含量高達13.51%；發酵過程中醛類物質稍有下降；在茶醋的發酵過程中有多種新的揮發性成分生成。茶醋中的香氣組分主要有乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙酸異戊酯、苯乙酸乙酯、異戊醇、芳樟醇、苯乙醇、香葉醇、橙花醇、反式-2-癸烯醛、苯甲醛、2-庚烯醛、正戊酸、辛酸、癸酸、異戊酸、檸檬烯等19種，為茶醋分別提供了果香、花香、酒香及蜂蜜香味等，3-羥基-2-丁酮、月桂烯等提供了奶油、香脂氣味。夏秋茶茶醋揮發性成分種類更加豐富，其風味特征融合了食醋、茶湯之精華，更易被消費者接受，有利于提高夏秋茶的經濟附加值。