LED光照萎凋對貢眉白茶香氣品質的影響

黃藩 張廳 夏陳 王迎春 唐曉波 徐斌 羅凡

摘要：【目的】明確不同LED光照萎凋對貢眉白茶香氣成分的影響，為白茶加工全天候和標準化光照萎凋生產提供理論支撐。【方法】以無光萎凋作對照，采用感官審評法，頂空固相微萃取法結合氣相色譜—質譜聯用技術（HS-SPME-GC-MS），同時采用氣味活度值（OAV），系統研究LED紅光（630 nm）、黃光（570 nm）、藍光（430 nm）和日光萎凋對貢眉白茶香氣成分的影響。【結果】4種光照萎凋的貢眉白茶感官審評中香氣得分均高于無光萎凋，其中黃光組的香氣得分（89.1分）最高，呈現花香，其他3種光質以清香為主。所測樣品中共檢測出16種醛類、17種醇類、10種酯類、11種酮類、10種碳氫化合物及其他香氣成分等共計68種，其中各處理共有成分58種。4種光質均可提高貢眉白茶樣品的香氣成分總量，其中黃光萎凋下貢眉白茶的香氣成分總量（279.736 μg/L）最高，且醛類（46.787 μg/L）、醇類（173.163 μg/L）、酮類（16.889 μg/L）、雜氧化合物（6.823 μg/L）、碳氫化合物類（12.574 μg/L）、醚類（0.388 μg/L）及含硫化合物（3.608 μg/L）的成分含量均高于其他光質和無光處理。順-氧化芳樟醇、反-氧化芳樟醇、順-芳樟醇氧化物（呋喃型）、反-芳樟醇氧化物（吡喃型）、苯甲醛、苯乙醛、癸醛、β-環檸檬醛、順-檸檬醛、丁醚和二甲硫等有益白茶香氣品質形成的香氣成分均為黃光組的含量最高。共得到5個OAV相對較高的香氣成分，依次為β-紫羅酮、芳樟醇、壬醛、二甲硫和反-2-癸烯醛，對所測樣品的香氣形成貢獻較大。【結論】LED黃光萎凋最有益于提高貢眉白茶的香氣因子得分，可增加香氣成分總含量，形成良好的香氣品質特征，可優先考慮作為白茶全天候加工制作的補償光源。

關鍵詞： 貢眉白茶;發光二極管（LED）;光照萎凋;香氣成分;氣味活度值（OAV）

中圖分類號： S571.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2021）08-2234-09

Effects of different LED lights during withering process on the aroma quality of Gongmei white tea

HUANG Fan1， ZHANG Ting1， XIA Chen2， WANG Ying-chun1，

TANG Xiao-bo1， XU Bin3， LUO Fan1*

（1Tea Research Institute， Sichuan Academy of Agricultural Sciences， Chengdu ?610066， China; 2Institute of Agro-products Processing Science and Technology， Sichuan Academy of Agricultural Sciences ， Chengdu ?610066，China; 3Pingyang Agricultural and Rural Affairs Bureau，Wenzhou， Zhejiang ?325400， China）

Abstract：【Objective】The study aimed to clarify the effects of different LED lights ?withering on the aroma components of Gongmei white tea，which could provide reference for all-weather and standardized light withering production of white tea. 【Method】With no light withering as a control，effects of withering of red light（630 nm），yellow light（570 nm），blue light（430 nm） and sunligh on Gongmei white tea aroma compounds were analyzed by sensory evaluation and headspace solid phase micro-extraction combined with gas chromato graphy-mass spectrometry（HS-SPME-GC-MS） and odor activity value （OAV） in this study. 【Result】The aroma scores of Gongmei white tea in the four kinds of lights withering were all higher than those without light withered. Among them，the yellow light treatment had the highest aroma score（89.1），showing floral fragrance，and the other three light treatments were mainly clear fragrance. A total of 68 aroma components were detected in the tested samples including 16 aldehydes，17 alcohols，10 esters，11 ketones，10 hydrocarbon and others，of which 58 components were in each treatment. The four light qualities could increase the total aroma contents of Gongmei white tea samples. Among them，Gongmei white tea had the highest total aroma components（279.736 μg/L） under yellow light withering，and aldehydes（46.787 μg/L），alcohols（173.163 μg/L），ketones（16.889 μg/L），heterooxy-gen compounds（6.823 μg/L），ethers（12.574 μg/L）， sulfur（0.388 μg/L） and sulphocompound（3.608 μg/L） contents were all higher than other lights and control. Cis-linalool oxide，trans-linalool oxide，cis-linalool oxide（furan type），trans-linalool oxide（pyran type），benzaldehyde，phenylacetaldehyde，decanal，β-cyclocitral，cis-citral，butyl ether，dimethyl sulfide that were beneficial to the aroma quality of white tea，all had the highest contents in the yellow light group. A total of five aroma components with relatively high OAV were obtained，followed by β-ionone，linalool，nonanal，dimethyl sulfide，and dimethyl sulfide，which made a greater contribution to the aroma formation of the tested samples. 【Conclusion】Yellow LED light withering is the most beneficial for improving aroma factor， increasing total content of aroma components and forming good aroma quality characteristics of Gongmei white tea，and can be prioritized as a compensation light source for all-weather processing of white tea.

Key words： Gongmei white teas; light emitting diode（LED）; light withering; aroma components; odor activity value（OAV）

Foundation item： Sichuan Key Research and Development Project （2019YFN0178，2020YFN0154）

0 引言

【研究意義】白茶是我國六大茶類之一，按照其采摘嫩度和茶樹品種，可分為白毫銀針、白牡丹、壽眉和貢眉等4種花色，其中貢眉是群體種嫩梢按照萎凋和干燥工序制作的白茶。茶葉香氣是茶葉揮發性物質對人類嗅覺神經綜合作用的結果，一般僅占干物質質量的0.01%～0.05%，是評價茶葉品質優劣和衡量茶葉市場價值的重要指標（Rawat et al.，2007;張俊等，2015）。白茶的香氣類型主要有嫩香、清香和毫香等，已有大量文獻報道白茶香氣與鮮葉品種（晏祥文等，2019）、采摘嫩度（陳志達等，2019）、加工工藝（陳維等，2017;王飛權等，2019）及存儲時間（劉琳燕等，2015）等多種因素相關。萎凋是白茶加工的首道工序，目前有日光萎凋、室內萎凋和加溫萎凋多種方式（陳濟斌等，2012）。隨著萎凋葉的水分散失，細胞液濃度和酶活性不斷提高，香氣前體物質不斷水解，為干茶香氣品質的形成奠定基礎（Chen et al.，2019）。在長達數十小時的萎凋過程中，光、溫、濕、風等環境因素直接影響鮮葉的萎凋狀態，而光強（滑金杰等，2014）、光質（黃藩等，2015）和光照周期（陳壽松等，2018）等光照參數對干茶品質的影響已成為萎凋工藝研究的熱點。白茶加工的核心工藝僅有萎凋和干燥，且萎凋工序較其他茶類用時更長，因此，研究不同光質萎凋對貢眉白茶香氣品質的影響，對提高白茶萎凋的效果和效率具有一定的現實意義。【前人研究進展】隨著精準農業和智慧農業的快速發展，光照萎凋技術逐步應用在茶葉加工生產中（Zhou et al.，2017），尤其在提升茶葉的香氣方面取得較好效果（黃藩等，2019）。在烏龍茶的光照萎凋中發現，補光萎凋可將鐵觀音毛茶的主要賦香成分α-法呢烯和橙花叔醇的相對質量分數分別提高11.42%和30.65%，其中LED黃、藍光萎凋的香氣質量綜合評價高于其他光質（陳壽松等，2016）;紅光、黃光及橙光處理能促進金觀音毛茶的長葉烯、橙花叔醇及其異構體的生成（孟慧等，2019）;波長大于520 nm、光照強度為13725～16774 nm的光波進行曬青30 min，制得廣東單樅的毛茶品質較佳（張靈枝等，2005）。經黃光萎凋的工夫紅茶，香氣的總量增加21.7%，其中酸及酸酐類增加58.5%，醇類增加41.2%，酯類增加25.4%，芳香族增加18.6%（張貝貝等，2016）。不同LED光質萎凋福建白茶后發現，黃光的香氣因子得分最高，呈現清香帶花香，藍光次之，無光萎凋得分最低（羅玲娜等，2016）;在連續萎凋機上安裝LED燈管，模擬室外日光萎凋效果，可一定程度上代替天然日曬對白茶品質形成的作用，提高規模生產的經濟效益（林振傳等，2016）;LED光照萎凋可改善浙江白茶滋味及感官品質，以紅光效果最優（周小芬等，2020）。【本研究切入點】隨著白茶生產區域和消費市場的快速擴張，各產茶區紛紛利用當地群體種試制貢眉白茶。但不同LED光質萎凋對貢眉白茶品質的影響研究較少，尤其鮮見有關香氣的文獻報道。【擬解決的關鍵問題】采用頂空固相微萃取技術結合氣質聯用儀（HS-SPME-GC-MS）分析白茶香氣成分，同時結合感官評價和關鍵香氣成分的氣味活度值（Odour activity value，OAV），以無光萎凋作對照，系統研究日光萎凋和LED黃光、紅光、藍光對貢眉白茶香氣成分及感官品質的影響，篩選優質萎凋光源，以期為白茶加工全天候和標準化光照萎凋生產提供技術參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

鮮葉原料：采自雅安市名山區太平鎮的四川群體種茶鮮葉，無雨水葉，嫩度為標準一芽二葉。鮮葉于2019年6月15日采摘，當日中午12：00進廠付制。

制茶設備：LED光源材料購自廣州誠匯裝備農業科技有限公司，為燈管式光源;照度計（希瑪AS803）;茶葉提香機（6CHX-70，安溪佳友機械有限公司）。

檢測儀器：手動SPME進樣器和50/30 ?m DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭（美國Supeclo公司）;7890 A氣相色譜儀，5975 C質譜儀（美國安捷倫公司）;HHS型恒溫水浴鍋（上海博迅實業有限公司醫療設備廠）。

1. 2 試驗方法

利用LED光源設置不同波長的單色光質，進行不同光質萎凋的單因素試驗。試驗設5個處理：無光（對照）、LED紅光（630 nm）、LED黃光（570 nm）、LED藍光（430 nm）和日光萎凋。對照組處于完全黑暗的環境中;日光萎凋組在采摘當日下午17：00和次日上午8：00進行日光萎凋30 min，其他時間與對照組在相同環境中進行萎凋。

不同光質萎凋試驗進行24 h，關閉光源，將5個處理的白茶在制品進行并篩（2個單位面積的在制品合并為1個單位面積，攤勻）。5個處理均置于無光條件下，其他環境條件不變，再萎凋12 h后進入烘干工序，在75 ℃下將萎凋葉烘至足干（含水率<5%），即得到貢眉毛茶。每處理設3個重復，每個重復由4個面積為1 m2萎凋盤組成，萎凋盤上葉層厚度為2.0±0.1 cm。光源位于萎凋葉層上方20 cm處，用照度計測定萎凋盤中不同位置的葉片表面光強，光照強度在1000±50 Lux。萎凋間通風條件良好，用空調和加濕器控制環境條件為溫度（28±2）℃和相對濕度（70±5）%。

1. 3 感官審評

根據GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》中名優白茶審評法，由本實驗室具有國家三級評茶員證書的3名專業人員對樣品香氣進行感官審評。

1. 4 香氣測定方法

HS-SPME：準確稱取5 g樣品放入100 mL頂空瓶中，加入50 mL沸水，再加入一定量內標（癸酸乙酯），然后將裝有50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取頭的SPME手持器通過瓶蓋的橡皮墊插入到萃取瓶中，在60 ℃水浴中平衡10 min，推出纖維頭，吸附50 min后插入氣相色譜儀的進樣口中，解吸附3 min。

GC-MS分析的主要參數：GC條件：安捷倫DB-5MS（30 m×0.25mm×0.25 μm）彈性石英毛細管柱;進樣口溫度240 ℃，載氣為高純氦氣;流速1.0 mL/min。柱溫程序：50 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至180 ℃保持2 min，然后以10 ℃/min升至250 ℃保持3 min。

MS條件：電子能量70 eV;質量掃描范圍50～550 m/z;離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃。

利用NIST譜庫對得到的質譜圖進行串聯檢索和人工解析。釆用內標法定量，得到各成分的含量。

1. 5 統計分析

采用Excel 2019和SPSS 19.0對試驗數據進行處理和分析。

2 結果與分析

2. 1 不同光質萎凋對貢眉白茶感官品質的影響

由表1可知，4種光質萎凋均可提高貢眉白茶感官審評的香氣、滋味及總分，其中紅光萎凋組感官審評總分最高（87.2分），黃光組次之，無光組最低。黃光組的香氣得分最高（89.1分），呈現花香，其他3種光質組以清香為主。與無光組相比，4種光質萎凋的貢眉茶湯更濃醇，且紅光組的滋味因子得分最高（90.5分）。黃光、藍光和日光組的貢眉白茶湯色呈現黃亮，略高于紅光和無光組，而4種光質組的葉底得分一致，且略高于無光組。

2. 2 不同光質萎凋對貢眉白茶香氣成分的影響

貢眉白茶樣品中共檢測出68種香氣成分，包括醛類16種，醇類17種，酯類10種，酮類11種，碳氫化合物10種，雜氧化合物2種，醚類1種，含硫化合物1種，其中各處理共有成分58種（表2）。4種光質均可提高貢眉白茶樣品的香氣成分總量，不同光質萎凋的貢眉白茶樣品中各類香氣成分含量見表2，各類香氣成分占香氣成分總量的比例見圖1。其中，醇類物質含量最高（113.337～173.163 μg/L），占各處理中香氣成分總量的60.030%～62.176%。

2. 2. 1 對醇類物質的影響 黃光組、紅光組、日光組和無光組的醇類物質檢出數量為17種，藍光組為16種。對比不同光質組的醇類含量發現，雖然黃光組醇類含量（173.163 μg/L）高于其他處理，但其占香氣成分總量比例（61.902%）與其他處理差別較小。芳樟醇及其氧化物是白茶的重要特征香氣之一，在各處理中均為含量最高的香氣成分，且黃光組最高（78.829 μg/L），日光組最低（52.400 μg/L）。黃光組的順-氧化芳樟醇、反-氧化芳樟醇和橙花醇等含量也高于其他處理，而紅光組的苯甲醇、苯乙醇和香葉醇含量高于其他處理。

2. 2. 2 對醛類物質的影響 紅光組的醛類物質檢出數量為15種，其他處理為16種。黃光組醛類含量（46.787 μg/L）高于其他處理，其占香氣成分總量的比例（16.725%）也高于其他處理的醛類占比。4種光質萎凋的貢眉白茶樣品中2-甲基丁醛、反-2-己烯醛、苯甲醛、反，反-2，4-庚二烯醛、癸醛、β-環檸檬醛、順-檸檬醛、3，7-二甲基-2，6-二辛烯醛、庚醛、3-甲基丁醛和2-丁基-2-辛烯醛等醛類含量均高于無光組，而壬醛含量均低于無光組。苯甲醛、苯乙醛、癸醛、β-環檸檬醛和順-檸檬醛等表現為清香和花香的物質在黃光萎凋處理的白茶中含量最高。

2. 2. 3 對酮類物質的影響 黃光組和日光組的酮類物質檢出數量為9種，其他處理為10種。對比無光組，4種光質萎凋組均可提高酮類香氣成分的含量，且黃光組最高（16.889 μg/L）。除酮類物質總量外，黃光組的3-壬烯-2-酮、（E）-6-甲基-5-乙基-3-庚烯-2-酮、6-甲基-2-庚酮、2-甲基-3-辛酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮等含量也高于其他處理。但酮類化合物占香氣成分總量的比例以日光組最高（8.123%），黃光組最低（6.037%）。

2. 2. 4 對其他物質的影響 醚類香氣成分（丁醚）含量為黃光組最高（0.388 μg/L），紅光組次之（0.209 μg/L），無光組最低（0.171 μg/L），各處理的醚類物質占香氣成分總量百分比均低于0.200%。酯類香氣成分含量由高到低排序為紅光>無光>黃光>藍光>日光，在酯類化合物占香氣成分總量比例上，無光組最高（12.708%），而黃光組最低（6.972%）。其中，水楊酸甲酯是酯類中含量最高的組分，約占酯類總量的80%。日光組的δ-杜松烯、α-古巴烯、1-甲基萘、萘和2-甲基萘等碳氫化合物含量和占香氣成分總量的比例均高于其他光質組和無光組;黃光和紅光組的2-乙基呋喃和2-正戊基呋喃含量和占香氣成分總量的比例均高于其他處理。

2. 3 香氣成分的OAV分析結果

OAV是香氣化合物濃度與閾值之比，能準確評價單一香氣組分對整體香氣的貢獻度。一般認為OAV≥1的化合物為呈香的關鍵化合物（Han et al.，2016），反之則不是關鍵呈香物質。本研究參照相關文獻（Campo et al.，2006;Schuh and Schieberle，2006;鄭鵬程等，2017）中部分化合物在水中的閾值計算出各化合物的OAV，從表3可看出，以OAV≥1為標準從各處理貢眉白茶中篩選出5種關鍵香氣物質，其中β-紫羅酮OAV最大，雖然含量較芳樟醇等物質低，但其閾值極低，有可能是白茶呈香的特征物質。芳樟醇、二甲硫和壬醛的OAV次之，對清香和花香等風味特征的構成有重要作用。

3 討論

本研究采用HS-SPME-GC-MS分析不同光質萎凋貢眉白茶的主要香氣成分，結果表明，相比無光組，4種光質萎凋不同程度增加香氣成分總量，提高貢眉白茶的香氣品質。其中黃光萎凋下貢眉白茶的香氣成分總量最高，且醛類、醇類、酮類、雜氧化合物、碳氫化合物、醚類及含硫化合物的成分含量均高于其他光質和無光處理。多種香氣成分的高含量是黃光萎凋處理貢眉白茶感官品質“香氣高揚持久”形成的物質基礎。感官審評結果中黃光組的貢眉白茶香氣得分最高，與黃光可提高廣東烏龍茶（王登良等，2006）和工夫紅茶（張貝貝，2013）香氣品質的研究結果一致。

光照是植物生長發育過程中的重要環境因子，其不僅是植物進行光合作用的能量來源，還作為環境信號對植物的代謝起調控作用。在葡萄（劉媛等，2009）和香蕉（項蕾蕾等，2020）的研究中發現，黃光對植物體的增殖效果最明顯，推測是黃光促進了相關激素的增加。茶鮮葉在采摘后，黃光照射極有可能通過激素的調節促進葉片內香氣前體物質的釋放，進而提高貢眉白茶的香氣成分總量。除了激素影響，在香氣品質作為主要特征指標的奇楠沉香（Aquilaria crassna Pierre.）上發現，黃光處理的組培苗的過氧化物酶活性最高（李湘陽和曾炳山，2021）。過氧化物酶也是茶葉萎凋的重要酶類，黃光通過對氧化酶的作用進而影響香氣物質的形成。在福建紅茶（項麗慧等，2015）的研究中發現，相比室內萎凋，在LED黃光萎凋過程中，β-葡萄糖苷酶基因（CsBG1、CsBG2）和β-櫻草糖苷酶基因（CsBP）的相對表達量上調表達，在萎凋后期調控β-葡萄糖苷酶活性提高，促進葉片內香氣物質的形成。本研究中，黃光萎凋對貢眉白茶香氣物質含量有提升作用，很可能是黃光作為信號分子對萎凋葉的基因、酶活和次級代謝物綜合作用的結果。

對每種揮發性風味物質的OAV進行計算，5組樣品中對貢眉白茶整體風味貢獻較大，即OAV≥1的化合物分別是二甲硫、壬醛、反-2-癸烯醛、芳樟醇和β-紫羅酮。本研究中OAV最高的β-紫羅酮是胡蘿卜素派生類化合物，具有甜潤馥郁的香氣特點，其氣味感知閾值不高，對白茶、紅茶、綠茶（王夢琪等，2019）和黑茶（馬士成等，2020）等多種茶類的香氣品質貢獻明顯。4種光質組的β-紫羅酮含量均高于無光組，說明光照促進了β-紫羅酮的上游來源物質β-胡蘿卜素的分解，而黃光和日光的促進作用最強烈。感官審評結果中，黃光的香氣得分最高，除了β-紫羅酮，黃光組的香氣成分總量和苯甲醛、苯乙醛、癸醛、β-環檸檬醛、呋喃、二甲硫、芳樟醇及其氧化物等有益香氣改善的化學成分含量均比其他處理高，直接決定了感官品質花香特征的呈現，此結果為高香茶葉產品的精準設計提供了參考，可進一步推動優質白茶產品的開發培育和風味升級。

4 結論

綜合對比分析不同光質萎凋下貢眉白茶的感官品質、香氣成分含量、香氣組成和OAV等指標，篩選出黃光（570 nm）萎凋對貢眉白茶的香氣提升最有益，可優先考慮作為白茶全天候加工制作的補償光源。

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（責任編輯 羅 麗）

收稿日期：2020-10-19

基金項目：四川省重點研發計劃項目（2020YFN0154，2019YFN0178）

通訊作者：羅凡（1970-），https：//orcid.org/0000-0003-1112-4132，研究員，主要研究茶樹栽培與育種研究工作，E-mail：361114727@ qq.com

第一作者：黃藩（1989-），https：//orcid.org/0000-0002-1304-6580，主要研究茶葉加工與審評研究工作，E-mail：474844276@qq.com