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黑茶香气品质化学研究取得新进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-12-29 来源:中国茶叶 作者:马婉君 朱荫 浏览次数:163
 黑茶香气品质化学研究取得新进展

近日,中国农业科学院茶叶研究所茶叶品质化学与营养健康团队在黑茶香气品质化学研究中取得了新进展。

黑茶是一类特殊的微生物发酵茶,一般是黑毛茶原料经过后发酵工艺加工而成,具有独特的风味品质。在微生物参与的后发酵过程中,黑毛茶原料中的化学成分发生了剧烈变化,从而奠定了黑茶风味品质的重要化学物质基础。一般按照产地和加工工艺的差异,我国的黑茶产品主要包括普洱茶、茯砖茶、六堡茶、青砖茶、康砖茶等。以往研究表明,不同类型黑茶的挥发性成分差异很大,这些差异很可能主要源于黑毛茶原料的不同和后发酵加工工艺的不同。

为了揭示不同后发酵工艺对黑茶重要香气成分形成变化的影响,中国农业科学院茶叶研究所茶叶品质化学与营养健康团队科研人员将相同的黑毛茶原料,在云南、广西、湖南和湖北等4个黑茶主产区,按照传统加工工艺,分别制备了普洱茶、六堡茶、茯砖茶和青砖茶等4种黑茶产品(图1);继而采用搅拌棒吸附萃取-气相色谱-质谱联用技术(SBSE-GC-MS)和气相色谱嗅闻法(GC-O)分析了不同类型黑茶的挥发性成分组成及其关键呈香化合物等;此外,鉴于后发酵过程中的微生物活动可能对黑毛茶中的一些手性挥发性成分产生重要影响,该研究还采用手性GC-MS(Es-GC-MS)技术分析了这些黑茶样品中一些关键手性挥发性成分。

图1  4种不同类型黑茶样品的制备

研究从黑毛茶原料及其制备的4种不同类型黑茶中共计鉴定出了159种挥发性成分,其中黑毛茶136种、茯砖茶123种、六堡茶116种、普洱茶113种、青砖茶124种。研究发现,二氢猕猴桃内酯、反式-β-紫罗酮、芳樟醇和香叶醇等香气成分是4种黑茶中含量最丰富的共性香气成分;此外,黑毛茶经过不同的后发酵工艺形成黑茶后,挥发性成分在数量和含量上都发生了剧烈变化;总体上分析,挥发性成分的变化程度依次为:普洱茶(73.45%)> 茯砖茶(65.04%)> 六堡茶(56.03%)> 青砖茶(39.52%);后发酵加工结束后,含量上升最显著的共性香气化合物为二氢-α-紫罗酮和异佛尔酮;而含量下降最显著的共性化合物有茶螺烷、1-辛烯-3-醇、柠檬烯、3-壬烯-2-酮、3,5-辛二烯-2-酮和2,2,6-三甲基环己酮等。

科研人员还鉴定出了黑茶中的49种关键呈香成分,并查明了它们在不同类型黑茶中的含量水平差异(图2)。例如,具有新鲜黄瓜香味的(E,E)-2,4-庚二烯醛(1 922.66 ±195.01 μg/kg)在茯砖茶中含量大约是其他黑茶中的5倍;具有木质、泥土香气的1,2,3-三甲氧基苯(3 706.60 ±117.10 μg/kg)在普洱茶中含量大约是其他黑茶中的6倍;而具有温和的雪松木香型的雪松醇在六堡茶(435.32 ±20.54 μg/kg)和青砖茶(411.55 ±29.02 μg/kg)的含量要显著高于其他2种类型的黑茶。

 

图2  黑毛茶原料及其黑茶产品的挥发性成分在数量和含量上的差异

研究还进一步分析了黑茶中的基本香气化合物以及特征性香气化合物的可能形成途径(图3)。例如,基本香气成分的形成途径可能主要包括类胡萝卜素降解、脂肪酸水解和糖苷类香气前体物质水解途径等,以此生成了具有青香、甜香、木质香型的环酮、脂肪醇、醛类和萜烯醇类等基本香气物质;另外,在后发酵过程中生成的一些特征性香气物质可能来源于微生物活动促成的生物转化反应,比如儿茶素类物质的甲基化和糖苷类水解转化等,从而生成了一些具有泥土香和木质香型的甲氧基苯类成分及紫罗酮的系列衍生物成分等。

 

图3  黑茶中重要挥发性成分可能的主要形成途径

科研人员还在这些黑茶样品中检测分析了6对手性挥发性成分,主要包括芳樟醇、芳樟醇氧化物A、芳樟醇氧化物B、柠檬烯、α-松油醇、二氢猕猴桃内酯等,揭示了它们在不同类型黑茶中的分布比例等情况,并与黑毛茶原料进行了比较,发现后发酵加工前后,以上化合物对映异构体分布变化显著,初步揭示了微生物发酵对茶叶中挥发性手性成分的影响(图4)。

 

 

图4  手性挥发性成分及其在不同类型黑茶中的分布比例

研究系统分析了不同后发酵工艺对黑茶挥发性成分的影响,有助于揭示黑茶后发酵过程中风味品质形成的重要化学物质基础,可为黑茶的加工工艺提升和质量控制等提供科学依据。相关研究成果近期发表于 Food Chemistry 杂志(图5)。

 

图5  论文总体研究情况

研究得到了中国农业科学院创新工程和现代农业产业技术体系项目资助。 

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308814620327813?via%3Dihub

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