不同日曬技術對曬青綠茶中揮發性化合物、脂肪酸和感官品質的影響

坤吉瑞，閆敬娜，舒娜，廖雪利，童華榮

(西南大學 食品科學學院，重慶，400715)

綠茶因其獨特的滋味、香氣和保健功效在中國，日本等國家深受廣大消費者喜愛，其生物活性和風味品質已得到廣泛研究[1]。綠茶的制作過程包括3個階段，殺青、揉捻和干燥。揉捻葉經日光干燥后得到的成品茶為曬青綠茶， 可直接飲用，但大部分都用作普洱茶的原料。

干燥是增強茶葉香氣強度和形成茶湯良好口感的重要過程。對于曬青綠茶，傳統的曬青方法是將揉捻葉置于露天場所的日光下進行晾曬干燥，然而，此方法大多受天氣條件的限制。為避免降雨等不確定的環境因素干擾茶葉質量，茶農們將揉捻葉置于曬青棚內曬青。但是這2種干燥方式所制出的茶葉在風味特征方面有著明顯差異，通常認為用日光直接干燥的茶葉比在曬青棚內干燥的茶葉日曬味更加濃郁且滋味更加醇和。通過實驗測定發現，日光干燥的紫外線強度是曬青棚干燥的1 500倍。王登良等[2]在使用不同濾光材料對茶葉進行曬青處理后，發現用高紫外線透射率處理的烏龍茶樣品質量最好。不同紫外線強度可能是這2種干燥方法制成曬青綠茶形成不同風味的原因，為了驗證其可能原因，本研究提出一種新型的方法即在曬青棚內安裝紫外燈以輔助曬青綠茶的干燥。

香氣是評估茶葉品質的重要標準之一，目前已檢測出600多種香氣化合物，根據化學類別可分為11類，加工過程中茶葉香氣的產生途徑主要有4種：美拉德反應，脂肪酸降解，類胡蘿卜素降解以及糖苷水解[3-4]。RA ICHANDRAN等[5]通過探究脂肪酸含量與不同茶葉中風味指數的關系，得出脂肪酸含量與茶葉風味呈負相關。脂肪酸降解是產生茶葉香氣的主要途徑之一，茶葉中類脂含量及其組成的變化反映茶樹組織的代謝水平，而且在食品加工及貯藏過程中，類脂化合物的變化對產品質量的影響很大。α-亞麻酸，亞油酸和棕櫚油酸等是C6～C10等醇、醛類香氣化合物的前體，降解產生的具有代表性的揮發性香氣有己醛，壬醛，順-茉莉酮，庚醛，(E,E)-2,4-己二烯醛等，這些化合物對茶葉香氣起著重要作用[6-7]。

綜上，本實驗以日光干燥、曬青棚干燥及曬青棚加紫外燈干燥處理后的茶樣為研究對象，對比3種干燥方式對曬青綠茶中脂肪酸、揮發性化合物以及感官品質的影響。為人工模擬曬青綠茶日光干燥提供理論基礎，使曬青工序擺脫氣候條件的限制，充分發揮云南大葉種的品種優勢，實現普洱茶的優質生產。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試材料為曬青綠茶，制作于云南春茗茶業有限公司，鮮葉品種為云南大葉種(Camelliasinensisar.assamica(Masters) kitamura c .FengqingDayecha)，采摘標準為一芽二葉。

主要試劑：月桂酸甲酯(99%)、肉豆蔻酸甲酯(98%)、棕櫚油酸甲酯(99%)、棕櫚酸甲酯(99%)、亞油酸甲酯(95%)、亞麻酸甲酯(99%)、硬脂酸甲酯(97%)，梯希愛上海仁成工業發展有限公司；氘代愈創木酚(99%)，美國MTAR化學研究中心；氯仿(色譜級)、正己烷(氣相色譜級)、甲醇(氣相色譜級)、NaCl(分析純)、HCl(分析純),成都科隆化學品有限公司；C8-C25正構烷烴混合物,美國Sigma公司。

1.2 主要儀器與設備

TENMARS型紫外線測試儀，中國臺灣世駿電子股份有限公司；312 nm, EF-180C/FC Tube 15 watt型紫外燈,美國SPECTROLINE公司；JT-K6型水分測定儀，泰州市精泰儀器儀表有限公司；FB224型電子天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；RE-2000B型旋轉蒸發儀，上海亞榮生化儀器廠；HSC-24A型氮吹儀，天津恒奧科技發展有限公司；PDMS/D B，75 μm，固相微萃取纖維，美國色譜科公司；Trace1300型氣相色譜儀,美國賽默飛公司；QP2010Plus型氣相色譜與質譜聯用儀，日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

茶鮮葉經過殺青、揉捻后分為3組，分別對其進行不同的干燥處理?！叭展飧稍铩睘槿嗄砣~直接暴露在陽光下進行干燥的處理；“曬青棚干燥”為將揉捻葉置于曬青棚內進行干燥的處理；“曬青棚+紫外”為在曬青棚內設置紫外燈，對揉捻葉進行干燥的處理。當茶葉水分含量達到7%～8%時，停止干燥，于鋁箔袋中真空密封，保存于-20 ℃冰箱，待測備用。此外取揉捻葉，液氮固樣后真空冷凍干燥，-20 ℃保存，待測備用。

1.3.2 脂肪酸檢測

樣品前處理：準確稱取0.2000 g茶粉于具塞試管中，加入3 mL氯仿-甲醇萃取劑[(氯仿)∶(甲醇)=2∶1]，55 ℃恒溫水浴下提取15 min，冷凍離心后倒出上清液，再加入2 mL萃取劑，重復上述步驟并合并上清液。將上清液旋轉蒸發去除溶劑后，得到脂肪酸，然后加入5 mL體積分數1% 的HCl-甲醇溶液，在60 ℃恒溫水浴中甲酯化70 min，每隔10 min振蕩一次。在甲酯化后的溶液中，分別加入5 mL正己烷萃取2次，合并有機相，用無水NaSO4干燥過夜。將干燥后的脂肪酸甲酯溶液氮吹濃縮至0.5 mL，過0.45 μm微孔濾膜后作為供試溶液進氣相色譜火焰離子化檢測(gas chromatography-flame ionization detector, GC-FID)分析，每個樣品重復3次。

脂肪酸甲酯組分分析：用GC-FID分離脂肪酸甲酯。GC條件：RT-5 毛細管柱 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)，進樣口溫度250 ℃；高純N2用作載氣，線速度為1.0 mL/min；進樣量1 μL，不分流模式。升溫程序：起始溫度150 ℃(保持1 min)，以3 ℃/min上升至190 ℃(保持1 min); 再以3 ℃/min 升到210 ℃ (保持2 min)；最后以7 ℃/min升至 280 ℃。在相同條件下測定一系列脂肪酸甲酯標準品梯度溶液，制作標準曲線。運用外標法和對比保留時間,對茶樣中的脂肪酸甲酯組分進行定量定性分析，每個樣品重復3次。

1.3.3 揮發性化合物檢測

樣品前處理：采用頂空-固相微萃取法(head space-solid phase microextraction,HS-SPME)結合氣相色譜與質譜聯用技術(GC-MS)進行揮發性化合物分析。稱取1.000 0 g茶粉于20 mL萃取瓶中，加入2.0 g NaCl，隨后加入5 mL 100 ℃超純水、20 μL氘代愈創木酚(50 mg/kg)，最后蓋上四氟乙烯蓋子。測定前，將萃取瓶置于磁力攪拌器恒溫水浴鍋(60 ℃，300 r/min)中平衡5 min，插入老化后的SPME纖維吸附萃取40 min后，進行GC-MS分析檢測。

GC-MS條件：DB-5 MS 毛細管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣為He(純度>99.999%)；線速度為1.0 mL/min；不分流進樣模式，進樣口溫度250 ℃。升溫程序：初始溫度40 ℃，以5 ℃/min上升至90 ℃(保持2 min),接著以5 ℃/min升至120 ℃(保持2 min)，最后以10 ℃/min升至280 ℃(保持2 min)。離子源為EI，離子源溫度230 ℃；電子能量70 e ；接口溫度250 ℃；質量掃描范圍30～450m/z，溶劑延遲1 min。

由GC-MS檢測出的揮發性化合物采用NIST08和NIST08 s譜庫以及自建譜庫檢索，同時對比文獻保留指數進行定性。將愈創木酚作為內標加入到樣品中，用于定量分析。

1.3.4 定量描述分析

挑選6名有經驗的審評專家(男女比例為1∶1)組成審評小組，參照肖凌等[8]的茶葉審評方法，但有所修改：茶湯按茶水比1∶50沸水沖泡4 min，過濾茶渣，冰浴冷卻至室溫。將茶湯轉移至具塞錐形瓶中，并對其進行隨機三位數編碼。隨機取樣后，在無異味的審評室內進行感官評定，小組成員根據PIGGOTT等[9]的方法討論并挑選了6個氣味描述符，分別是日曬味、木香、花香、山楂味、甜香以及異味。此外，個人喜好性也將納入審評指標內。審評人員采用0～7分制對茶湯的7個指標強度打分，其中0=覺察不到，1=極微弱，4=中等，7=極強。

1.4 數據分析

使用SPSS 24.0軟件進行單因素方差分析，顯著性水平為P<0.05；Origin 2019繪制圖表。所有試驗重復3次，結果取平均值。

2 結果與分析

2.1 日曬方式對脂肪酸含量的影響

茶葉加工過程中，一部分游離脂肪酸會隨著香氣物質一起產生，但是絕大部分不飽和脂肪酸都會在脂肪氧合酶催化作用下發生氧化降解[10]。特別是在萎凋和干燥過程中，脂肪酸會有相當大的損失，例如亞油酸和亞麻酸通過斷裂C12—C15間的雙鍵形成順-3-己烯醛，隨后還原再形成具有清香氣味的青葉醛和青葉醇，游離脂肪酸作為多種香氣物質的前體引起了人們的關注[11]。馬超龍[12]在研究曬青綠茶加工過程中發現，曬青后其游離脂肪酸的含量明顯下降。

曬青綠茶中脂肪酸的組成及含量如表1所示，共鑒定出7種脂肪酸，分別為亞油酸(C18∶2)、亞麻酸(C18∶3)和棕櫚油酸(C16∶1)、肉豆蔻酸(C14∶0)、月桂酸(C12∶0)、棕櫚酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶2)。各樣品中的脂肪酸以不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)為主，約占脂肪酸總量的60%，富含亞麻酸和亞油酸；最主要的飽和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)為棕櫚酸，含量在1 322～2 014 μg/g。干燥后的茶葉與揉捻葉相比，脂肪酸含量有著明顯變化，日光干燥、曬青棚干燥和曬青棚加紫外干燥的樣品中UFA含量分別下降了37%、26.4%和17%。經測量，3種干燥方式中紫外線的強度分別為：日光干燥3 000 μW/cm2，曬青棚加紫外干燥200 μW/cm2，曬青棚干燥0 μW/cm2。在整個曬青過程中，所有變量基本保持一致，表明紫外線處理可以進一步促進脂肪酸降解。ZHAO等[13]的研究也得出了類似的結果，紫外線強度和脂肪酸氧化降解程度呈正相關。有研究表明,脂肪酸的降解程度不僅取決于干燥時間、溫度和方法，還依靠每種脂肪酸的敏感性[4]。UFA中的不飽和鍵對紫外線具有很強的敏感性，可強烈吸收紫外光，因此紫外線強度越強，脂肪酸的氧化程度就會越高[14-15]。脂肪酸氧化降解產物對改善茶葉風味品質具有重要貢獻作用，可將脂肪酸含量變化情況作為改善曬青綠茶干燥方式的依據之一，因此在排除不良天氣干擾的基礎上，曬青棚內加設紫外燈進行曬青處理，可促進制品中的脂肪酸降解，進一步提高曬青綠茶香氣品質。

表1 不同日曬方式下曬青綠茶的脂肪酸含量 單位：μg/g

2.2 日曬方式對揮發性化合物的影響

使用HS-SPME-GC-MS分析曬青綠茶的揮發性化合物，結果如表2所示，共檢測到84種揮發性化合物，包括醛類22種、醇類23種、酮類11種、酯類7種、碳氫化合物11種及其他類化合物。醛類物質含量所占比例最高，約為23%～42%，其次是醇類。如圖1所示，揉捻葉在3種干燥方法處理后揮發性化合物含量顯著升高，曬青棚干燥、曬青棚加紫外干燥和日光干燥處理后醛類化合物總含量分別上升了50%、112%和205%。QIU等[16]和張錄枝等[17]在對黑茶和烏龍茶的揮發性化合物進行研究時也發現類似趨勢，干燥后含量分別增加了48%和50%。茶葉干燥后揮發性化合物濃度增加的原因可能有香氣前體降解、氧化反應、水分散失以及細胞壁破裂[18-19]。

圖1 不同曬干方式對曬青綠茶揮發性化合物種類含量的影響Fig.1 olatile compounds composition of sun-dried green tea by different drying methods

在本研究中，醛類和醇類物質為曬青綠茶的主要風味化合物，多為脂肪酸的降解產物。其中較高含量的己醛具有新鮮青草氣味，主要來自脂肪酸中的 C18∶0的氧化降解；(Z)-2-庚烯醛由亞油酸降解產生清香氣味；1-辛烯-3-醇則具有非常典型的蘑菇味，主要是亞油酸產物[20-21]。曬青綠茶在干燥后主要的醛醇類物質的含量均高于揉捻葉，且在紫外線較高的2個處理(曬青棚加紫外干燥和日光干燥)中的含量又高于曬青棚干燥處理(圖2)，這與脂肪酸分析中的不飽和脂肪酸降解趨勢相吻合，說明紫外線強度越大可能越有利于脂肪酸氧化分解為對應的香氣化合物。另外，有研究指出這些脂肪酸衍生物含量可作為判斷綠茶感官特性的客觀指標[6]。

a-主要醛類物質; b-主要醇類物質圖2 不同日曬方式對主要醛、醇類物質相對含量變化的影響Fig.2 The relati e content ariations of main olatile aldehydes and alcohols of sun-dried green tea under different drying methods

觀察分析其他類型的化合物在干燥后的變化情況發現，具有蘑菇味的1-辛烯-3-酮在進行日光干燥后，其含量上升了近20倍。而β-紫羅酮未在揉捻葉中檢出，但在干燥后被檢測到。吲哚在曬青棚干燥后的含量最高，而在日光干燥和曬青棚加紫外干燥中無顯著差異。

表2 不同日曬方式下曬青綠茶的揮發性化合物組成Table 2 The olatile compounds in sun-dried green tea by different drying methods

續表2

2.3 定量描述分析結果

定量描述分析小組成員評估了不同的曬干方法對曬干綠茶的感官特性的影響，篩選并定義了6個風味屬性,包括愉快的氣味(日曬味、木香、花香、山楂味以及甜香)和聞起來令人不舒服的青草氣，詳見表3。除曬青棚和曬青棚加紫外干燥處理下的山楂味外，大多數氣味屬性的強度之間存在顯著差異(P<0.05)。3種干燥處理下的曬青綠茶總體氣味分布如圖3所示，在愉悅氣味屬性方面，有較高紫外強度的2組樣品(日光干燥和曬青棚加紫外干燥)所得分數更高。曬青棚干燥處理則有較強異味，較難為人們所接受，可能是由于未接收紫外線的充分照射而導致的。感官評估的第7個指標是個人喜愛度，這取決于不同風味屬性的協調性和總體可接受度。從圖3可知，個人喜好趨勢與愉悅屬性類似，日光干燥和曬青棚加紫外干燥的樣品評分高于曬青棚干燥。說明置于較高強度紫外線干燥處理下的曬青綠茶在感官評估中表現良好，更受消費者的喜愛。

圖3 不同干燥方式下曬青綠茶的風味雷達圖Fig.3 Fla or radar map of sun-dried green tea dried in different ways

表3 曬青綠茶香氣屬性定義及標準Table 3 Definitions and standards of aroma attributes for sun-dried green tea

3 結論

本實驗研究了3種日曬方式對曬青綠茶中脂肪酸、揮發性化合物和感官品質的影響。結果表明，在曬青綠茶干燥過程中，紫外線強度較高的處理，即日光干燥和曬青棚加紫外干燥，能在較大程度上促進脂肪酸降解，且揮發性化合物種類多，醛類、醇類相對含量均高于曬青棚干燥處理，茶葉風味更好，更為消費者所喜愛。其中曬青棚加紫外干燥方式能減少不良天氣對曬青的影響，在未來實際生產中有重要的應用價值。