多次間歇LED光照射對(duì)鐵觀音風(fēng)味組分的影響

陳壽松，金心怡,2，游芳寧，周子維，李鑫磊，郝志龍,2，孫 云,2

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多次間歇LED光照射對(duì)鐵觀音風(fēng)味組分的影響

陳壽松1，金心怡1,2，游芳寧1，周子維1，李鑫磊1，郝志龍1,2，孫 云1,2※

（1. 福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福州 350002； 2. 茶學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350002）

光照是決定烏龍茶高香醇厚品質(zhì)的重要因子。為了探究多次間歇LED光照射對(duì)鐵觀音品質(zhì)的影響，該文以鐵觀音為研究對(duì)象，采用LED白光進(jìn)行多次光照射處理試驗(yàn)，以全程無光照為對(duì)照(CK)，通過設(shè)計(jì)3個(gè)不同次數(shù)LED光照射試驗(yàn)組，第1次搖青前進(jìn)行第1次光照射為（S-1），第2次搖青前進(jìn)行第2次光照射為（S-2），第3次搖青前進(jìn)行第3次光照射為（S-3），分別進(jìn)行不同處理的鐵觀音毛茶的兒茶素、氨基酸、香氣組分測(cè)定以及感官品質(zhì)審評(píng)。試驗(yàn)結(jié)果表明：與CK相比，S-2和S-3處理鐵觀音毛茶中的呈苦澀味兒茶素組分總量分別降低了29.6 %、24.4 %，游離氨基酸組分總量分別提高了20.5 %、15.4 %，毛茶酚氨比減??；適度增加LED光照射次數(shù)有利于鐵觀音毛茶呈花果香氣味的-法呢烯和橙花叔醇相對(duì)含量的積累，其中S-2處理效果最佳，相對(duì)于CK 分別提高了56.28%、62.51%；基于香氣主成分分析得出S-2處理的香氣綜合評(píng)價(jià)得分最高（9.88），CK得分最低（-3.48），與4個(gè)不同處理的鐵觀音毛茶感官審評(píng)結(jié)果排序相同。研究結(jié)果可為將來開展建設(shè)烏龍茶全天候工廠化連續(xù)化加工生產(chǎn)提供理論和科學(xué)參考。

照射；主成分分析；試驗(yàn)；鐵觀音；LED；多次間歇；香氣組分；品質(zhì)

0 引 言

鐵觀音是中國(guó)十大品牌茶之一，以馥郁花果香、鮮爽醇厚的優(yōu)良品質(zhì)廣受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者青睞，其加工流程以日光萎凋?yàn)槭椎拦ば颍⒁来伟殡S著多次搖晾青、高溫殺青、包揉、干燥等工序[1-2]。日光或者人工光源萎凋?qū)τ诖龠M(jìn)鮮葉的物理反應(yīng)、生物代謝和化學(xué)變化等方面提供了必要的環(huán)境要求和能量需求[3-6]。春季是鐵觀音生產(chǎn)主要季節(jié)，時(shí)常遭遇陰雨天氣，以致于無法正常進(jìn)行日光萎凋，這也成為茶葉產(chǎn)區(qū)加工生產(chǎn)的瓶頸；所制成的毛茶香氣低悶、無花果香、滋味青苦澀，產(chǎn)品附加值極低，導(dǎo)致茶農(nóng)棄采現(xiàn)象日趨嚴(yán)重；因此近年來以研究應(yīng)用LED光源替代日光萎凋?yàn)榍腥朦c(diǎn)的加工技術(shù)方法成為了研究熱點(diǎn)問題[7-10]。

關(guān)于LED光萎凋?qū)Σ枞~品質(zhì)形成的影響已取得了一些相關(guān)研究成果，陳壽松等[11]開展了不同LED光質(zhì)對(duì)烏龍茶品質(zhì)特性影響研究，通過與無光萎凋處理相比，1次補(bǔ)光萎凋顯著提高了鐵觀音毛茶的主要賦香成分-法呢烯和橙花叔醇的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，增長(zhǎng)率分別為11.42%、30.65%，同時(shí)促進(jìn)了茶多酚的部分轉(zhuǎn)化；羅玲娜等[12-14]分別開展了LED光照萎凋?qū)Π撞?、紅茶、綠茶品質(zhì)影響研究，認(rèn)為不同光質(zhì)LED萎凋可降低毛茶的茶多酚或兒茶素組分含量，促進(jìn)毛茶主要香氣組分的積累，所制成毛茶感官品質(zhì)均高于無光組。Fu等[15]研究指出光照可調(diào)控和促進(jìn)烏龍茶香氣的形成，同時(shí)香氣合成相關(guān)基因可受光調(diào)控。陳林等[16]分析指出“晾青失水”和“多次搖青”產(chǎn)生的累積效應(yīng)是誘發(fā)在制品代謝生成的必要條件，并可明顯改變?yōu)觚埐琛包S觀音”品種做青葉香氣組成的化學(xué)模式。

以上研究已證實(shí)了日光或LED光源對(duì)茶葉品質(zhì)形成起決定性作用。傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中鐵觀音采摘和萎凋的最適時(shí)段為15:00—17：00，自然環(huán)境條件僅僅滿足1次的日光萎凋。針對(duì)不同次數(shù)LED光照處理對(duì)鐵觀音風(fēng)味品質(zhì)的影響，尚未見相關(guān)報(bào)道。因此，本文以鐵觀音作為研究對(duì)象，采用LED白光進(jìn)行多次光照射試驗(yàn)研究，通過測(cè)定不同處理的鐵觀音毛茶的兒茶素、氨基酸、香氣組分的含量和感官品質(zhì)，以期為將來開展建設(shè)一種適合中小型烏龍茶全天候工廠化連續(xù)化生產(chǎn)模式提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)所選用的供試材料統(tǒng)一采摘無性系標(biāo)準(zhǔn)開面三葉鐵觀音品種鮮葉，鮮葉含水率為75.2%±1.0%；取自于福建省云霧香茶葉發(fā)展有限公司，地處海拔1 100 m的梅花山自然保護(hù)區(qū)。

1.2 試驗(yàn)裝置

1.2.1 裝置

1）總體結(jié)構(gòu)

烏龍茶多次間歇LED光調(diào)控裝置主要由LED光處理模塊、熱泵供熱系統(tǒng)、長(zhǎng)筒搖青機(jī)、傳送臺(tái)、通風(fēng)槽、上葉裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等7個(gè)部分組成（圖1）。傳送臺(tái)繞設(shè)一條呈網(wǎng)孔狀的傳送帶，位于儲(chǔ)茶斗和搖青設(shè)備之間；通風(fēng)槽呈盒狀且頂部開口貼設(shè)于傳送帶的正下方，通風(fēng)槽中間還縱向設(shè)有一滑動(dòng)擋板，擋板可沿滑槽滑動(dòng)；LED光譜調(diào)節(jié)模塊布設(shè)于傳送帶的后段正上方；熱泵供熱系統(tǒng)設(shè)置于傳送帶的前段正中央下方，經(jīng)數(shù)個(gè)通風(fēng)管道引導(dǎo)干熱風(fēng)透過網(wǎng)孔，達(dá)到半封閉式循環(huán)；長(zhǎng)筒型搖青機(jī)通過設(shè)定傾斜角度，可以保證搖青工序結(jié)束時(shí)鮮葉自動(dòng)出葉作業(yè)。

1.傳送臺(tái) 2.傳送帶 3.LED燈板 4.鮮葉 5.軸流風(fēng)機(jī) 6.熱泵 7.通風(fēng)管道 8.儲(chǔ)茶斗 9.上葉輸送帶 10.勻葉輪 11.通風(fēng)槽 12.滑動(dòng)擋板 13.主動(dòng)輪 14.從動(dòng)輪 15.下葉輸送帶 16.長(zhǎng)筒搖青機(jī)

2）工作原理

該裝置所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方法主要是依靠熱泵供熱鮮葉脫水預(yù)處理和LED光照射替代晴天彌補(bǔ)光照。具體實(shí)施方式如下：將采收后的鮮葉放置儲(chǔ)茶斗中，經(jīng)勻葉輪平鋪靜置于傳送帶上，軸流風(fēng)機(jī)吸入空氣，通過熱泵加熱器后經(jīng)若干通風(fēng)管道將熱風(fēng)導(dǎo)入通風(fēng)槽，半封閉式循環(huán)促使熱風(fēng)壓力增大，透過網(wǎng)孔直接作用于鮮葉進(jìn)行脫水預(yù)處理，根據(jù)生產(chǎn)需要也可通過滑動(dòng)擋板調(diào)節(jié)部分熱風(fēng)進(jìn)入后半段進(jìn)行光照射環(huán)節(jié)供熱；開啟LED電源模塊，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，預(yù)處理后的鮮葉經(jīng)傳送帶輸送到LED光處理裝置正下方，光照結(jié)束后輸送至下一道搖青工序，通過引進(jìn)多套組合裝置，可進(jìn)行多次光照射與多次搖晾青循環(huán)作業(yè)。

其他試驗(yàn)裝置為烏龍茶初加工成套設(shè)備，包括6CST-30型小型搖青機(jī)、6CST-90型茶葉殺青機(jī)、6CSBG-22型茶葉速包球茶機(jī)、6CBRP-75型茶葉平板包揉機(jī)、6CSST-80型茶葉松包篩末機(jī)、6CH-54型茶葉烘干機(jī)。

1.2.2 主要試劑

色譜級(jí)甲醇、98%甲酸、質(zhì)譜級(jí)乙腈、香氣內(nèi)標(biāo)癸酸乙酯購買于美國(guó)Sigma公司。

標(biāo)樣：表沒食子酸兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、表沒食子酸兒茶素（epigallocatechin，EGC）、兒茶素（catechin，C）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、表兒茶素（epicatechin，EC）、沒食子酸兒茶素（gallocatechin，GC）、沒食子酸兒茶素沒食子酸酯（gallocatechin gallate，GCG）、茶氨酸（theanine）以及18種氨基酸標(biāo)準(zhǔn)品購買于美國(guó)Sigma公司。

1.2.3 試驗(yàn)儀器設(shè)備

XEVO-TQS超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜儀，Waters有限公司；Agilent 6890N-5975B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，安捷倫科技有限公司；MPS型多功能進(jìn)樣器，德國(guó)Gerstel公司；5430R型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，德國(guó)Eppendorf公司；GLZ-B托普儀，浙江托普儀器有限公司；BAS124S型電子天平（精度：0.000 1 g），梅特勒-托利多儀器有限公司；LED白光燈源，深圳拓邦股份有限公司；其他常規(guī)檢測(cè)儀器等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

以鐵觀音為研究對(duì)象，采用LED白光(400±10)mol/(m2·s)替代日光彌補(bǔ)光照進(jìn)行多次光照射萎凋做青創(chuàng)新工藝試驗(yàn)。按照清香型鐵觀音加工工藝流程：鮮葉→光萎凋→做青（搖青?晾青，反復(fù)3次）→殺青→包揉→初烘→復(fù)烘→毛茶。通過設(shè)計(jì)3個(gè)不同次數(shù)LED光照射試驗(yàn)處理，第1次搖青前進(jìn)行第1次LED光照射，即光照射1次（S-1），第1次搖青時(shí)間為4 min；第2次搖青前進(jìn)行第2次LED光照射，即光照射2次（S-2），第2次搖青時(shí)間為10 min；第3次搖青前進(jìn)行第3次LED光照射，即光照射3次（S-3），第3次搖青時(shí)間為16 min。每次LED光照時(shí)間為0.5 h，環(huán)境溫度為25 ℃，相對(duì)濕度為60%，攤?cè)~厚度為10mm，同時(shí)以全程無光照為對(duì)照組CK，最后分別制成鐵觀音毛茶，同時(shí)將4個(gè)不同試驗(yàn)組的毛茶樣品進(jìn)行真空冷凍干燥并貯存在-20 ℃低溫冰箱中，用于測(cè)定鐵觀音毛茶的兒茶素、氨基酸、香氣組分及其感官品質(zhì)審評(píng)。

1.3.2 試驗(yàn)測(cè)定方法

1）靶向UPLC-QqQ-MS兒茶素組分測(cè)定

稱取磨碎茶樣0.05 g于1.5 mL離心管中，加入70%甲醇1 mL，渦旋1 min，25 ℃超聲浸提20 min，然后12 000 r/min離心10 min，提取上清液并稀釋400倍，采用UPLC-QqQ-MS進(jìn)行定量分析。

UPLC檢測(cè)的色譜條件：色譜柱為Waters BEH C18 (100 mm×2.1 mm，1.7m)；溶劑A為去離子水和體積分?jǐn)?shù)為0.1%的甲酸水溶液；溶劑B為乙腈和體積分?jǐn)?shù)為0.1%的甲酸水溶液；流速0.3 mL/min；柱溫40 ℃；樣品室溫度10 ℃；進(jìn)樣體積1L。按表1進(jìn)行兒茶素組分梯度洗脫，重復(fù)3次。

通過質(zhì)譜條件優(yōu)化最終確定了本批次樣品的QqQ-MS質(zhì)譜分析條件：ESI離子源選擇正、負(fù)離子模式（正離子模式錐孔電壓為10 V，毛細(xì)管電壓為3 kV；負(fù)離子模式錐孔電壓為30 V，毛細(xì)管電壓為2 kV），除溶劑溫度為400 ℃，離子源溫度設(shè)定為150 ℃，氣體流速設(shè)為150 L/h，除溶劑氣體流量設(shè)定為800 L/h。MRM參數(shù)優(yōu)化：將配置好的茶氨酸、兒茶素組分等標(biāo)準(zhǔn)品溶液分別于正、負(fù)離子模式下進(jìn)行全掃描來確定母離子，然后進(jìn)行子離子掃描，確定子離子，優(yōu)化碰撞能量。選擇MRM 模式，填入母子離子對(duì)，分別優(yōu)化去簇電壓（DP）、碰撞能（CE）和碰撞通道輸出加壓值（CXP）參數(shù)的檢測(cè)值，最后分別獲得樣品各兒茶素組分含量。

2）靶向UPLC-QqQ-MS游離氨基酸組分測(cè)定

樣品前處理與兒茶素組分測(cè)定方法相同，然后將上清液稀釋10倍，采用UPLC-QqQ-MS進(jìn)行定量分析。UPLC檢測(cè)的色譜條件：色譜柱：MerCKZIC-pHILIC（100 mm×2.1 mm，5m）；溶劑C為5 mM乙酸銨水溶液；流速：0.4 mL/min；柱溫：40 ℃；樣品室溫度：10 ℃；進(jìn)樣量：2L。按表1進(jìn)行氨基酸組分梯度洗脫，重復(fù)3次。QqQ-MS質(zhì)譜分析條件和MRM參數(shù)與兒茶素組分測(cè)定條件相同。

表1 兒茶素和氨基酸UPLC梯度洗脫溶液體積比

注：溶劑A：去離子水和體積分?jǐn)?shù)為0.1%的甲酸；溶劑B：乙腈和體積分?jǐn)?shù)為0.1%的甲酸；溶劑C：乙酸銨。

Note: Solvent A represents deionized water and formic acid with a volume fraction of 0.1%; Solvent B represents acetonitrile and 0.1% (v/v) formic acid; Solvent C represents ammonium acetate.

3）HS-SPME-GC-MS香氣組分測(cè)定

采用HS-SPME提取香氣：稱取10.0 g磨碎茶樣加入2 mg/mL癸酸乙酯（內(nèi)標(biāo)）25L，100 mL沸騰蒸餾水，放于磁力攪拌器上（攪拌速度：450 r/min），在50 ℃烘箱中平衡5 min后再吸附40 min，最后在GC-MS進(jìn)樣口于230 ℃下解吸5 min，重復(fù)3次。

GC-MS條件：色譜柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm ID×0.25m膜厚）；載氣為高純氦氣，99.999%；進(jìn)樣口溫度：230 ℃；脈沖不分流，進(jìn)樣1L，柱流速：1 mL/min；色譜-質(zhì)譜接口溫度：250 ℃。離子源溫度：230 ℃；離子化方式：EI；電子能量：70 eV；程序升溫參數(shù)：50 ℃保持2 min，以5 ℃/min升至180 ℃，保持2 min，再以10 ℃/min升到230 ℃，保持5 min，最后進(jìn)行定性和定量分析。

4）毛茶感官審評(píng)

按照GB/T 23776-2009[17]烏龍茶審評(píng)方法聘請(qǐng)5個(gè)專家進(jìn)行密碼審評(píng)。采用5.0 g茶樣，110 mL沸水沖泡3次，以百分制為總分，并按照權(quán)重（香氣50%+滋味50%）綜合評(píng)定感官品質(zhì)。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用Microsoft Office Excel 以及SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件（SPSS Inc., Chicago, IL, USA）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和單因素方差（One-way ANOVA）和Duncan’s test、LSD顯著性分析以及主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的毛茶兒茶素和氨基酸組分含量

兒茶素和氨基酸是茶葉中主要呈味物質(zhì)。兒茶素是類黃酮化合物之一，其組分占茶多酚含量的70%～80%，占鮮葉干物質(zhì)量的12%～25%，能夠直接反映茶葉苦澀味及醇厚感的重要指標(biāo)之一[18-19]。茶葉加工過程中兒茶素物質(zhì)受光照、溫度、氧氣等因素影響，極易發(fā)生一系列氧化、裂解、水解、異構(gòu)化等復(fù)雜的化學(xué)變化[20-21]。

通過超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜UPLC-QqQ-MS檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)，不同處理的毛茶兒茶素總量存在極顯著差異（表2），按序由低到高依次為：S-2< S-3< S-1< CK。4個(gè)不同樣品中被檢測(cè)到的主要兒茶素組分以酯型EC、EGC以及非酯型EGCG、ECG為主，特別是EGCG含量高達(dá)49～72 mg/g，占樣品中的總兒茶素含量的50%左右。與CK相比，3個(gè)處理的鐵觀音毛茶的酯型兒茶素EGC、GCG、EGCG與非酯型兒茶素C、EC、EGC、GC含量極顯著降低；S-2、S-3處理極顯著低于S-1處理，并且呈苦澀味的兒茶素組分含量較CK分別降低了29.6 %、24.4%，直接減少鐵觀音毛茶的苦澀感。

表2 不同處理的毛茶兒茶素組分含量

注：不同小寫字母代表組間< 0.05水平顯著差異，不同大寫字母代表組間< 0.01水平極顯著差異，S-1，S-2，S-3分別代表LED光照射1，2，3次，下同。

Note: Different lowercase letter represent statistical significance (<0.05) in different groups; Different capital letter represent statistical significance (<0.01) in different groups. The codes of S-1, S-2, S-3 represents one, two and three times of radiation by LED, the same as follows.

不同處理的毛茶氨基酸組分含量見表3。由表3可知，與CK相比，3個(gè)處理組被檢測(cè)到的19種游離氨基酸組分總量顯著提高，并且與S-2和S-3處理呈極顯著差異，分別提高了20.5 %、15.4%。S-2處理氨基酸總量最高，達(dá)到1 273.47g/g，S-1和S-3處理的氨基酸總量差異不顯著。通過比較分析發(fā)現(xiàn)4個(gè)樣品均檢測(cè)到高含量的茶氨酸Theanine，保持于500g/g以上，占游離氨基酸總量近50%；芳香族氨基酸中的色氨酸Trp以及谷氨酸Glu、天冬氨酸Asp等與鮮甜度相關(guān)的重要氨基酸組分在S-2和S-3處理的毛茶中顯著提高。鐵觀音毛茶中的游離氨基酸組分含量的提高與采后葉片在茶葉加工過程中，特別是光照條件下其葉內(nèi)蛋白質(zhì)水解速率加快有關(guān)，在一定程度上可以促進(jìn)鐵觀音毛茶香氣的積累并提高滋味鮮甜感。多次LED光照處理毛茶的兒茶素含量減少和氨基酸含量增加，導(dǎo)致酚/氨比減小，有利于鐵觀音醇厚甘甜品質(zhì)的提高。

表3 不同處理的毛茶氨基酸組分含量

2.2 不同處理的毛茶香氣組分含量

茶葉芳香物質(zhì)是由含量微少、性質(zhì)不同的眾多揮發(fā)性物質(zhì)以不同濃度和比例組合而成[22-25]。同時(shí)，以花果香為特征氣味的橙花叔醇、-法呢烯等倍半萜類化合物是鐵觀音中檢測(cè)到的主要香氣組分，并且香味閾值低，易于辨別[26-29]。不同處理的鐵觀音毛茶主要香氣組分的相對(duì)含量見表4。

表4 不同處理的毛茶主要香氣組分相對(duì)含量

注：相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）代表樣品中各個(gè)香氣組分峰面積除以內(nèi)標(biāo)癸酸乙酯的峰面積。

Note: Relative mass fraction (%) represents peak area ratio of volatile compounds to internal standard of ethyl decanoate.

由表4可知，3個(gè)處理組的鐵觀音毛茶呈花果香氣味的-法呢烯和橙花叔醇的相對(duì)含量與CK相比存在顯著差異。不同處理的毛茶-法呢烯相對(duì)含量按序依次為：CK< S-3< S-1< S-2；不同處理的毛茶橙花叔醇相對(duì)含量按序依次為：CK< S-3< S-1< S-2。與CK相比，S-2處理的-法呢烯和橙花叔醇的相對(duì)含量分別提高了56.28%、62.51%。S-3處理-法呢烯和橙花叔醇的相對(duì)含量低于S-1處理，說明伴隨著搖青帶來的葉片機(jī)械損傷，過度的LED光照射處理，葉片容易產(chǎn)生紅變干枯，導(dǎo)致香氣合成的作用機(jī)制受到阻礙，并且隨著葉片持續(xù)失水，可以引起部分香氣化合物被氧化釋放。

主成分分析法是利用部分代表性綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)樣品全部指標(biāo)的一種統(tǒng)計(jì)方法，在農(nóng)業(yè)、食品等[30-33]領(lǐng)域的科學(xué)研究分析中被廣泛采用。本文為了綜合評(píng)價(jià)不同處理鐵觀音毛茶的香氣風(fēng)味品質(zhì)，將99種香氣成分所構(gòu)成的4×99的矩陣進(jìn)行香氣主成分分析。按照剔除最小特征值對(duì)應(yīng)最大特征向量的變量原則，獲得15種主要香氣組分。通過標(biāo)準(zhǔn)化處理獲得了香氣各主成分的特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率（表5）。

表5 香氣主成分特征值與累計(jì)貢獻(xiàn)率

由表5可知，前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到99.999%，香氣主成分123的方差貢獻(xiàn)率分別為57.708%，32.816%，9.475%，并且3個(gè)主成分的特征值>1.000，3個(gè)主成分分量包含了毛茶香氣的絕大部分信息，因此選擇前3個(gè)因子123進(jìn)行香氣主成分分析（123分別代表第一、二、三主成分），可以綜合代表和評(píng)價(jià)4個(gè)不同處理的鐵觀音毛茶香氣品質(zhì)特點(diǎn)。將15個(gè)指標(biāo)變量進(jìn)行分析處理后轉(zhuǎn)化為3個(gè)香氣主成分123，各香氣組分X對(duì)應(yīng)的載荷矩陣見表6。通過計(jì)算各主成分方程載荷系數(shù)與對(duì)應(yīng)香氣組分X的相對(duì)含量相乘求和得出3個(gè)香氣主成分123線性方程的數(shù)量值。最后以不同特征值的方差貢獻(xiàn)率作123的加權(quán)系數(shù)，由各香氣主成分F和對(duì)應(yīng)的不同特征值的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重相乘再求和建立綜合評(píng)價(jià)模型：= 0.5771+ 0.3282+ 0.0943。根據(jù)鐵觀音毛茶中呈花果香氣味的-法呢烯和橙花叔醇的載荷系數(shù)與122個(gè)主成分呈高度正相關(guān)，并且12累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到90.525%，所以綜合評(píng)價(jià)模型的值越大，鐵觀音毛茶的香氣綜合質(zhì)量越好。因此，由綜合評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算得到不同處理的鐵觀音毛茶香氣評(píng)價(jià)結(jié)果見表7。

表6 香氣主成分對(duì)應(yīng)的載荷矩陣

表7 香氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

通過香氣主成分綜合分析得出不同處理的鐵觀音毛茶香氣質(zhì)量綜合得分值由低到高依次為：CK

2.3 不同處理的毛茶感官品質(zhì)評(píng)價(jià)

以香氣50%、滋味50%為感官品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)（表8），S-2處理的毛茶感官審評(píng)得分最高，達(dá)到88.25，S-1處理和S-3處理次之，CK的毛茶香氣平和夾帶青悶味、滋味苦澀略帶青味，感官審評(píng)得分最低。

表8 毛茶感官品質(zhì)審評(píng)結(jié)果

由此可知，適當(dāng)增加光照次數(shù)可以促進(jìn)鐵觀音滋味和香氣物質(zhì)代謝，提高茶葉品質(zhì)。

3 結(jié) 論

本文以鐵觀音為研究對(duì)象，采用LED白光進(jìn)行多次光照射處理創(chuàng)新工藝試驗(yàn)，以全程無光照為對(duì)照(CK)，通過設(shè)計(jì)3個(gè)不同次數(shù)LED光照射試驗(yàn)組，第1次搖青前進(jìn)行1次光照射，即光照射1次（S-1），第2次搖青前進(jìn)行第2次光照射，即光照射2次（S-2），第3次搖青前進(jìn)行第3次光照射，即光照射3次（S-3），分別制作鐵觀音毛茶。通過超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜UPLC-QqQ-MS以及頂空固相微萃取HS-SPME-GC-MS分別進(jìn)行鐵觀音毛茶的兒茶素、氨基酸、香氣組分的定性和定量分析。

1）與CK相比，3個(gè)不同處理的鐵觀音毛茶的酯型兒茶素EGC、GCG、EGCG與非酯型兒茶素C、EC、EGC、GC含量極顯著降低（<0.01），游離氨基酸組分總量顯著提高（<0.05）；S-2和S-3處理鐵觀音毛茶中的呈苦澀味兒茶素組分總量分別降低了29.6%、24.4%；游離氨基酸組分總量分別提高了20.5%、15.4%，芳香族Trp以及與鮮甜味相關(guān)的Glu、Asp含量顯著提高，毛茶的酚氨比減小，降低了鐵觀音毛茶的苦澀味并增強(qiáng)鮮甜口感。

2）適度增加LED光照射次數(shù)可以顯著促進(jìn)鐵觀音毛茶的-法呢烯和橙花叔醇的相對(duì)含量，與CK相比，S-2處理的-法呢烯和橙花叔醇的相對(duì)含量分別提高了56.28%、62.51%；基于香氣主成分分析得出S-2處理的香氣綜合評(píng)價(jià)得分最高（9.88），CK得分最低（-3.48），與4個(gè)不同處理的鐵觀音毛茶感官審評(píng)結(jié)果排序相同。因此，多次間歇LED光照射技術(shù)可以顯著提高鐵觀音毛茶的附加值，對(duì)于將來實(shí)現(xiàn)烏龍茶全天候工廠化連續(xù)化加工生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支撐。

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Influence of multi intermittence radiation by LED on flavor components in Tieguanyin tea

Chen Shousong1, Jin Xinyi1,2, You Fangning1, Zhou Ziwei1, Li Xinlei1, Hao Zhilong1,2, Sun Yun1,2※

(1.,350002,; 2.,350002,)

Light is an important factor, which decides joyful aroma and mellow taste in Oolong tea. Solar withering is the first and essential process, and a large number of primary and secondary metabolites are induced and regulated under several minutes of radiation during Oolong tea manufacturing. However, rainy days usually take place in fastigium production period, and thus quality of Oolong tea has no fruit floral odor and taste is niffy. In recent years, many scholars selected LED (light emitting diode) as an artificial light source to improve quality of special tea. In order to explore the influence of multi intermittence radiation radiation with different times by LED on quality in Oolong tea, in this study, Tieguanyin was taken as research material, and dark treatment (CK) was used as control. Meanwhile, 3 treatments were performed by white LED, one time radiation (S-1), which was conducted before the first assignment in turning over process, the other two treatments (S-2, S-3) were designed by adding radiation for 1 time and 2 times before the second and third assignment in turning over process, respectively. The parameters of environment were set as follows: Photosynthetically active radiation (PAR) was set as (400±10)mol/(m2·s), duration of illumination was set as 30 min for each time, temperature was set as 25 ℃, relative humidity was set as 60%, and thickness of leaves was set as 10 mm. Then, 4 samples of primary tea were made following technological process of fen-flavor Tieguanyin, and were frozen in refrigerator at -20 ℃. Catechins, amino acids, aroma and sensory evaluation in Tieguanyin primary tea were performed for all samples by UPLC-QqQ-MS and HS-SPME-GC-MS. Firstly, the multi intermittence radiation device by LED in Oolong tea was developed by ourselves. The device mainly included LED panel, heat pump, rocking device, transfer platform, ventilating slot, superior lobe device, and transmission mechanism. Several set devices would perform cycle operation of different times in light radiation and turning over process. Secondly, compared to control treatment, contents of all nongallated and gallated catechins including C (catechin), EC (epicatechin), GC (gallocatechin), EGC (epigallocatechin), GCG (gallocatechin gallate), ECG (epicatechin gallate), EGCG (epigallocatechin gallate) were significantly reduced in different times of radiation. The contents of total catechins in 4 samples with ascending order were showed as follows: S-2, S-3, S-1, CK. The contents of catechins were very dramatically decreased in S-2 and S-3 by LED, and it showed a reduction of 29.6 % and 24.4 %, respectively, and had a lower bitterness in primary tea. However, the total content of amino acids was enhanced, especially in S-2 and S-3 treatment, and it showed a rise of 20.5 % and 15.4 %, respectively. The content of total amino acids in 4 samples with ascending order was showed as follows: CK, S-1, S-3, S-2. Several aromatic and fresh-sweet amino acids including Trp, Glu, Asp showed an obvious increasing trend, which resulted in more brisk and sweet taste in primary tea. Accordingly, the ratio of phenols to amino acids showed a decrease variation, and can improve taste sensory in primary tea. Thirdly, volatile components of different treatments were assayed by gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). Principal component analysis method was also used to evaluate the results. Relative content of alpha-farnesene and nerolidol in 4 samples with ascending order was showed as follows: CK, S-3, S-1, S-2. In contrast to the CK, the relative contents of alpha-farnesene and nerolidol in S-2 treatment were increased by 56.28% and 62.51%, respectively. The comprehensive evaluation score of volatile quality in S-2 treatment was the highest, approached to 9.88, S-3 treatment ranked the second and the CK ranked the last. The sensory evaluation results of quality in primary tea showed a similar sort to principal component analysis of volatiles. In conclusion, the taste and volatile of Oolong tea can be regulated and improved by adding the appropriate times of light radiation, especially in S-2 treatment. It can be a promising technology, especially for the factorization and standardization on rainy days during Oolong tea manufacturing.

radiation; principal component analysis; test; Tieguanyin; light emmiting diode; multi intermittence; volatile components; quality

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.042

S571.1

A

1002-6819(2018)-02-0308-07

2017-07-07

2018-01-07

“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2014BAD06B06-06）、國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（茶葉）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（CARS-19）、國(guó)家重大農(nóng)技推廣服務(wù)試點(diǎn)項(xiàng)目（KNJ-151063）和福建省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)茶產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)項(xiàng)目（NYT2017001）

陳壽松，男（漢族），福建仙游人，博士生，主要從事茶葉加工與加工工程研究。Email：css7788531@163.com

孫 云，女（漢族），福建寧德人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事茶葉加工與品質(zhì)研究。Email：sunyun1125@126.com

陳壽松，金心怡，游芳寧，周子維，李鑫磊，郝志龍，孫 云. 多次間歇LED光照射對(duì)鐵觀音風(fēng)味組分的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(2)：308－314. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.042 http://www.tcsae.org

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