烘焙工藝對(duì)烏龍茶糖氨Maillard反應(yīng)及風(fēng)味的影響

陳泉賓，陳 鍵，王麗麗，鄔齡盛，王振康

(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建 福安 355015)

美拉德反應(yīng)是氨基化合物(如蛋白質(zhì)、肽、胺、氨和氨基酸)和羰基化合物(如還原糖、脂質(zhì)、醛、酮、多酚、抗壞血酸以及類固醇等)之間的一類復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，其最終生成類黑精、還原酮及揮發(fā)性雜環(huán)化合物。這些物質(zhì)是食品色澤和風(fēng)味的主要來源，并起到抗氧化的作用[1-2]。茶葉中已分離鑒定的氨基酸有25種以上；可溶性游離單糖有阿拉伯糖、鼠李糖、果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖，雙糖有蔗糖等[3]。烘焙是烏龍茶制茶工藝的一道重要工序，掌握適當(dāng)?shù)暮姹杭夹g(shù)可彌補(bǔ)茶葉品質(zhì)的某些不足，掌握不當(dāng)則會(huì)降低品質(zhì)，甚至成為焦味過火茶。烘焙過程中茶葉內(nèi)部發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，美拉德反應(yīng)是其中發(fā)生的多種反應(yīng)之一[4-7]。

烘焙工藝對(duì)烏龍茶美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響研究表明，110℃、120℃、140℃隨時(shí)間延長(zhǎng)，美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物下降，130℃則上升。不同處理以130℃、5 h、2.5 cm(500 g)處理的茶樣美拉德反應(yīng)中間產(chǎn)物最多，140℃、5 h、2.5 cm(500 g)處理褐變程度最高[8]。本文主要分析烘焙工藝對(duì)烏龍茶中糖氨美拉德反應(yīng)及風(fēng)味的影響，從而更全面了解烘焙工藝對(duì)烏龍茶風(fēng)味的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用‘茗科1號(hào)’(金觀音)品種，按閩北烏龍茶加工工藝制成的毛凈茶為原料。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 烘焙設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用L8(4×24)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取溫度(110℃、120℃、130℃、140℃)、時(shí)間(3 h、5 h)和厚度(2.5 cm、5.0 cm)3個(gè)因素，隨機(jī)處理各組合見表1，重復(fù)3次。以不進(jìn)行烘焙處理的毛凈茶為對(duì)照。

1.2.2 主要反應(yīng)物質(zhì)檢測(cè) 游離氨基酸總量：參照GB/T 8314-2013；可溶性總糖：蒽酮比色法；茶多酚：參照GB/T 8313-2008；兒茶素類總量：HPLC法，其色譜條件為：采用TSKgel ODS-100Z色譜柱，流動(dòng)相由0.2%(v/v)甲酸水溶液(A相)和甲醇(B相)組成，梯度洗脫程序：83%A(0 min)→55%A(16 min)→83%A(18 min)→83%A(21 min)，進(jìn)樣量10 μL，柱溫40℃，流速1 mL·min-1，檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm；

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 應(yīng)用DPS軟件進(jìn)行相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘焙工藝對(duì)茗科1號(hào)烏龍茶中糖氨美拉德反應(yīng)的影響

美拉德反應(yīng)是氨基化合物和羰基化合物之間的一類復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，氨基酸和總糖是美拉德反應(yīng)的主要基礎(chǔ)物質(zhì)。從表2可知，不同處理氨基酸總量1.51%～1.90%，均低于對(duì)照，處理1降幅最小，下降9.95%；處理8降幅最大，下降達(dá)28.44%；表明隨著溫度升高、時(shí)間延長(zhǎng)，氨基酸總量降低?？扇苄钥偺莿t相反，不同處理在1.91%～2.29%，均高于對(duì)照。110℃～130℃溫時(shí)，在5 h以內(nèi)，相同溫度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，可溶性總糖含量升高；140℃高溫時(shí)，5 h小時(shí)含量低于3 h，高溫長(zhǎng)時(shí)可溶性總糖含量下降。

各因素對(duì)氨基酸含量影響，從表3、4可知，溫度是影響氨基酸含量的主要因素，其次是時(shí)間，攤?cè)~厚度最??；進(jìn)一步方差分析表明，溫度、時(shí)間水平間差異達(dá)極顯著水平，厚度水平間差異達(dá)顯著水平。對(duì)溫度各水平進(jìn)行LSD法多重比較，結(jié)果表明各水平間差異極顯著。

表 3 烘焙工藝試驗(yàn)

表4 方差分析表

從表5可知，不同處理氨基酸方差分析表明，各處理極顯著低于對(duì)照，處理1、處理2、處理3、處理4、處理5差異極顯著，處理5、處理6差異顯著，與處理7、8差異極顯著，處理7、處理8差異顯著。

表5 不同處理氨基酸含量方差分析多重比較

同理，對(duì)可溶性總糖的分析表明，溫度對(duì)總糖的含量影響最大，其次是厚度；進(jìn)一步方差分析表明，溫度、厚度水平間差異達(dá)極顯著水平。對(duì)溫度各水平進(jìn)行LSD法多重比較，結(jié)果表明110～130℃各水平間差異極顯著，130℃、140℃差異不顯著。

不同處理可溶性總糖方差分析及LSD法比較表明，對(duì)照與處理1差異顯著，與其它處理差異極顯著；處理1與處理2差異顯著，與處理3差異不顯著，處理2、處理3差異不顯著，與其它處理差異極顯著；處理3、處理4差異極顯著，處理4與處理5、處理8差異不顯著，與處理6、處理7差異極顯著；處理5、6差異不顯著，與處理7差異極顯著；處理6、7差異不顯著；處理7、8差異極顯著。

2.2 烘焙工藝對(duì)茗科1號(hào)烏龍茶風(fēng)味的影響

2.2.1 烘焙工藝對(duì)茗科1號(hào)烏龍茶酚類物質(zhì)的影響 茶葉中酚類成分含量較高，如綠茶中可高達(dá)30%以上，是主要呈味物質(zhì)之一，對(duì)茶葉滋味品質(zhì)產(chǎn)生較大影響。在高溫和潮濕條件下，酚類容易自動(dòng)氧化成各種有色物質(zhì)，也是造成食品褐變的原因之一[10]，故一并分析烘焙工藝對(duì)酚類的影響。不同處理多酚含量見表2。

從表2可知，各處理多酚含量在12.84%～14.19%，均低于對(duì)照，處理5含量下降最多，達(dá)11.69%。低溫110℃、高溫140℃隨時(shí)間延長(zhǎng)，多酚含量下降；低溫120℃、中溫130℃隨時(shí)間延長(zhǎng)，多酚含量反而上升。

同理，各因素對(duì)多酚含量影響方差分析和LSD法表明，溫度是影響多酚含量的主要因素，溫度水平間差異達(dá)極顯著水平，各水平間110℃與120℃差異顯著，與130℃、140℃差異極顯著；120℃、130℃、140℃差異不顯著；時(shí)間、厚度水平間差異不顯著。

不同處理方差分析表明，對(duì)照與處理1差異不顯著，與其它處理差異極顯著，處理1與處理2差異顯著，與其它處理差異極顯著；處理2與處理6差異極顯著，與基它處理差異不顯著；其它各處理差異不顯著。

茶葉中的兒茶素屬于黃烷醇類化合物，是茶葉中多酚類物質(zhì)的主體成分，約占多酚類總量的70%，對(duì)茶葉色、香、味品質(zhì)的形成有重要作用。從表6可知，各處理兒茶素含量在76.22～104.32 mg·g-1，均低于對(duì)照，除120℃處理，各處理隨著溫度提高、時(shí)間延長(zhǎng)，兒茶素總量下降。

不同處理兒茶素總量低于對(duì)照，但不同兒茶素變化不同，酯型兒茶素EGCG、ECG及非酯型兒茶素EGC、EC溫高越高，含量下降越大；GCG則相反，溫度越高，含量越大；GC、C 低溫下降，中、高溫上升。120℃、130℃處理，隨時(shí)間延長(zhǎng)，酯型兒茶素EGCG、ECG含量上升。

表6 不同處理酚類兒茶素含量

2.2.2 烘焙工藝對(duì)茗科1號(hào)烏龍茶風(fēng)味的影響 茶葉烘焙過程包含著復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，美拉德反應(yīng)是其中的主要化學(xué)反應(yīng)之一，最終生成類黑精、還原酮及揮發(fā)性雜環(huán)化合物，這些物質(zhì)是形成茶葉色澤和風(fēng)味的主要來源。從表7可知，不同處理隨溫度的提高，時(shí)間延長(zhǎng)，干茶外形色澤從烏間黃綠到烏褐，葉底色澤從黃綠到黑色，逐漸加深；茶葉“火候”從輕火到老火，火功逐漸升高。

姚江等對(duì)復(fù)火對(duì)眉茶“火功”香影響研究表明，在100℃處理時(shí)，已有明顯的吡嗪類物質(zhì)形成[10]。本試驗(yàn)在120℃下形成“火功”香，隨著溫度的提高，“火功”香越明顯，可能與反應(yīng)底物氨基酸含量有關(guān)，烏龍茶鮮葉采摘標(biāo)準(zhǔn)為中開面二三葉，氨基酸含量相對(duì)低，需在更高的溫度下，提高美拉德反應(yīng)速度，形成“火功”香風(fēng)味。

表7 不同處理茗科1號(hào)色澤、風(fēng)味的影響

3 討論

本試驗(yàn)以茗科1號(hào)品種加工的閩北烏龍茶為原料，研究烘焙工藝對(duì)美拉德反應(yīng)基礎(chǔ)物質(zhì)及酚類的影響，不同處理氨基酸總量在1.51%～1.90%，茶多酚在12.84%～14.19%，兒茶素總量在76.22～104.32 mg·g-1，均低于對(duì)照，可溶性總糖在1.91%～2.29%，均高于對(duì)照。進(jìn)一步對(duì)不同因素進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明，溫度是影響美拉德反應(yīng)基礎(chǔ)物質(zhì)及酚類的主要因素，水平間差異達(dá)極顯著水平；時(shí)間、厚度對(duì)基礎(chǔ)物質(zhì)及酚類影響不同。不同處理感官審評(píng)結(jié)果表明，隨著溫度的升高，時(shí)間延長(zhǎng)，茶葉色澤逐漸加深，火功香越明顯。

烘焙對(duì)烏龍茶品質(zhì)影響的技術(shù)因子主要有烘焙溫度、烘焙時(shí)間、攤?cè)~厚度、茶葉含水量及烘焙次數(shù)等，研究者對(duì)茶葉烘焙的試驗(yàn)探索也主要圍繞這些影響因子展開。本研究結(jié)果表明，氨基酸、多酚含量隨著烘焙溫度的升高而下降，與前人研究結(jié)果一致[11-12]；不同水平差異達(dá)極顯著水平，與江山[12]的結(jié)果一致。溫度越高，含量越低，可能與Maillard反應(yīng)速度有關(guān)，溫度相差10℃，褐變速度相差3～5倍，氨基酸的消耗速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氨基酸的生成速率，導(dǎo)致氨基酸的含量顯著下降。

對(duì)可溶性總糖的分析表明，對(duì)照顯著低于110℃、3 h、500 g處理，極顯著低于其它處理，可能是糖類物質(zhì)在熱化學(xué)作用下發(fā)生自行轉(zhuǎn)化，形成可溶性糖類物質(zhì)的量高于參與如香氣物質(zhì)等形成而消耗的多糖的量；在140℃烘焙下，5 h低于3 h，其它處理則高于3 h，因此，為提高茶湯的厚度，高溫處理應(yīng)短于3 h，其它處理可延長(zhǎng)烘焙時(shí)間，但其臨界點(diǎn)有待進(jìn)一步研究。

不同攤?cè)~量水平對(duì)氨基酸和總糖影響相反，越厚氨基酸含量顯著降低，總糖卻極顯著升高。烘焙“輕火”茶葉，釆用短時(shí)、薄攤處理，保留更多氨基酸，保持茶湯鮮爽度；烘焙“高火”茶葉，采用長(zhǎng)時(shí)、厚攤處理，提高總糖含量，從而提高茶湯厚度。

[1]孔保華,李菁,劉騫.美拉德反應(yīng)產(chǎn)物抗氧化機(jī)理及影響因素的研究進(jìn)展[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)報(bào),2011,42(11):9-13.

[2]李亞麗,劉曉徐,鄭培華,等.美拉德反應(yīng)研究進(jìn)展[J].食品科技,2012,37(9):82-87.

[3]蕭偉祥,昊雪原,吳麗舞.制茶中羰氨反應(yīng)與焦糖化作用[J].福建茶葉,1988(3):5-10.

[4]曾國(guó)淵.精制烏龍茶烘焙作用的原理與要求[J].福建茶葉,2004(1):33-34.

[5]蘇興茂.烘焙技木在閩南烏龍茶中的應(yīng)用與探索[J].福建茶葉,2012(3):27-29.

[6]張燕忠,張凌云,王登良.烘焙技術(shù)在烏龍茶精制中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀與探討[J].茶葉,2008,34(2):75-77.

[7]陳泉賓,王秀萍,鄔齡盛,等.干燥技術(shù)對(duì)茶葉品質(zhì)影響研究進(jìn)展[J].茶葉科學(xué)技術(shù),2014(3):1-5.

[8]陳泉賓,鄔齡盛,王振康.烘焙工藝對(duì)烏龍茶美拉德反應(yīng)產(chǎn)物的影響[J].茶葉科學(xué)技術(shù),2014(4):29-31.

[9]鐘秋生,林鄭和,陳常頌,等.烘焙溫度對(duì)九龍袍品種烏龍茶生化品質(zhì)的影響[J].茶葉科學(xué),2014,34(1):9-20.

[10]姚江,謝豐鎬,胡建程.復(fù)火對(duì)眉茶“火功”香影響及形成機(jī)理研究[J].福建茶葉,1990(3):19-24.

[11]王登良,郭勤,張大春.傳統(tǒng)焙火工序?qū)X頭單樅烏龍茶品質(zhì)影響的研究[J].茶葉科學(xué),2004,24(3):197-200.

[12]江山,寧井銘,方世輝,等.焙火溫度對(duì)條形烏龍茶品質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,39(2):221-224.