鄭 琳,劉盼盼,金孝芳,寧井銘,馮 琳,高士偉,滕 靖,王雪萍,韓艷娜,鄭鵬程,,
(1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所/湖北省茶葉工程技術(shù)研究中心,湖北武漢 430064;
2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹生物學(xué)及資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽合肥 230036;3.湖北省茶業(yè)集團(tuán)股份有限公司,湖北武漢 430000)
黃茶是我國特產(chǎn),按鮮葉老嫩分黃小茶和黃大茶。四川蒙頂黃芽、湖北遠(yuǎn)安鹿苑茶等屬黃小茶,安徽霍山、金寨和湖北英山所產(chǎn)的黃茶屬黃大茶。黃大茶采用殺青、揉捻、初烘、堆積(悶黃)和烘焙等加工工藝制成,悶黃是黃茶加工方法中的特色步驟,有濕坯悶黃和干坯悶黃之分,通過營造濕熱條件,使多酚類化合物自動(dòng)氧化,葉綠素及其他類物質(zhì)也發(fā)生緩慢轉(zhuǎn)化,促進(jìn)黃葉黃湯的形成。同時(shí)糖與氨基酸等成分的化學(xué)變化進(jìn)一步形成了黃茶特有的焦香味。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)黃大茶具有良好的降血糖、降血脂、抗氧化、調(diào)節(jié)腸道菌群等保健作用,因此備受消費(fèi)者關(guān)注。
目前有關(guān)黃大茶風(fēng)味品質(zhì)、加工工藝與其化學(xué)成分之間關(guān)系的研究已有很多報(bào)道。傳統(tǒng)黃大茶的品質(zhì)特征被描述為滋味醇厚、香氣高爽,呈鍋巴香,戴前穎等通過定量分析描述繪制了黃大茶的風(fēng)味輪,確定了8種香氣、12種風(fēng)味、4種基本味道和3種口感的屬性描述詞。傳統(tǒng)加工工藝中,“拉老火”對(duì)黃大茶成熟及完整風(fēng)味的形成必不可少,郭向陽等研究了黃大茶加工過程中香氣成分的變化規(guī)律并明確了老火烘焙(145~155 ℃)能夠成就揮發(fā)性品質(zhì)優(yōu)異的黃大茶。Zhou等分析了黃大茶加工過程中多酚類物質(zhì)的變化,發(fā)現(xiàn)多酚類在烘焙階段變化最大,尤其是兒茶素的熱降解和表異構(gòu)化,由L-茶氨酸生成的n-乙基-2-吡咯烷酮取代的黃烷-3-醇。
品種是茶葉品質(zhì)的基礎(chǔ),選擇合適的品種是加工高品質(zhì)黃大茶的關(guān)鍵,然而目前,對(duì)不同茶樹品種(系)加工的黃大茶品質(zhì)差異及其內(nèi)在原因的研究少有報(bào)道。基于此,本研究選擇湖北省茶樹種質(zhì)資源圃中的9種主要茶樹品種(系)為原料加工成黃大茶,分析其在感官品質(zhì)、滋味和香氣成分方面的差異,結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)分析手段揭示品質(zhì)特征與化學(xué)成分間的相關(guān)關(guān)系,以期為湖北產(chǎn)區(qū)的黃大茶適制品種選育、加工及其綜合利用提供理論依據(jù),推進(jìn)湖北省黃茶產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)、高效發(fā)展。
鮮葉原料 采自湖北省茶樹種質(zhì)資源圃,采摘時(shí)間為2021年9月,晴天,2個(gè)主栽品種(鄂茶1號(hào)、中茶 108)和 7個(gè)新品系(E7、07-7-6、F6、07-7-44、B6-1、D12、B3)均按一芽五葉的標(biāo)準(zhǔn)采摘。癸酸乙酯、咖啡堿、沒食子酸(GA)、沒食子兒茶素(GC)、表沒食子兒茶素(EGC)、兒茶素(C)、表兒茶素(EC)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)和兒茶素沒食子酸酯(CG) 標(biāo)準(zhǔn)品,純度≥98%,Sigma公司;茶氨酸標(biāo)準(zhǔn)品 純度≥99%,Sigma公司;乙酸、乙腈、甲醇、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉 色譜純,美國Thermo Fisher公司;乙二胺四乙酸二鈉、抗壞血酸、碳酸鈉、氯化亞錫、茚三酮、蒽酮、濃硫酸 分析純,國藥集團(tuán)。
手動(dòng) SPME進(jìn)樣器和 50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭 美國Supeclo公司;7890 A氣相色譜儀、5975 C質(zhì)譜儀 美國Agilent公司;HHS型恒溫水浴鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;島津UV-2550紫外-可見光分光光度計(jì) 日本島津公司;Milli-RO PLUS 30純水機(jī) 法國Millipore公司;Waters 2695高效液相色譜、2998 PDA檢測器、Waters Symmetry C(150 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱、Atlantis T3 C(150 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱美國Waters公司。
1.2.1 樣品制備 9個(gè)品種(系)鮮葉按照同等標(biāo)準(zhǔn)采摘,經(jīng)相同的加工工藝(殺青(280 ℃,3~5 min)、揉捻(15 min)、初烘(110 ℃,20~30 min)、初悶(悶黃(常溫,5~7 d))、復(fù)烘(100 ℃,20~30 min)、復(fù)悶(常溫,1~2 d)及拉老火(140 ℃,1 h))加工至成品茶,粉碎,過篩(60 目),備用。
1.2.2 感官審評(píng)評(píng)分 根據(jù)GB/T 23776-2018(茶葉感官審評(píng)方法)中的黃茶審評(píng)法,由3名專業(yè)人員對(duì)樣品的外形、湯色、香氣、滋味和葉底進(jìn)行感官審評(píng),總分=外形×0.25+湯色×0.10+香氣×0.25+滋味×0.30+葉底×0.10。
1.2.3 滋味成分測定方法 水浸出物參照GB/T 8305-2013《茶:水浸出物測定》中的恒溫干燥法測定。
茶多酚含量測定參照GB/T 8313-2018《茶葉中茶多酚和兒茶素含量的檢驗(yàn)方法》福林酚法測定;氨基酸含量測定參照GB/T 8314-2013《茶:游離氨基酸總量的測定》茚三酮比色法測定;可溶性總糖的測定采用蒽酮-硫酸法;黃酮化合物含量的測定采用三氯化鋁法。
兒茶素、沒食子酸及咖啡堿含量的測定采用高效液相色譜法,流動(dòng)相為0.2%乙酸(A 相)和乙腈(B 相),色譜條件:檢測波長為 280 nm,流速:1 mL/min,柱溫:40 ℃,進(jìn)樣量:10 μL,流動(dòng)相梯度洗脫(0~4 min,A 相 93.5%,B 相 6.5%;4~16 min,A 相85%,B 相 15%;16~28 min,A 相 75%,B 相 25%;28~35 min,A 相 93.5%,B 相 6.5%)。根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算兒茶素、沒食子酸及咖啡堿含量。
1.2.4 香氣成分分析 采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定,首先稱取1 g磨碎樣品放入頂空瓶中,加入30 mL沸水,加入5 μL癸酸乙酯(濃度為71000 μg/L),然后將裝有 50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取頭(實(shí)驗(yàn)前須在250 ℃老化15 min)的SPME手持器通過瓶蓋的橡皮墊插入到頂空瓶中,在60 ℃水浴中平衡10 min,推出纖維頭,吸附50 min后,取出并立即插入氣相色譜儀的進(jìn)樣口中,解吸附3 min,同時(shí)啟動(dòng)儀器收集數(shù)據(jù)。
GC-MS儀器條件如下:
GC條件:安捷倫 HB-5MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱。進(jìn)樣口溫度為240 ℃、MS檢測器溫度為250 ℃;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;然后通過質(zhì)譜進(jìn)行定性分析。
MS條件:EI電離能量為70 eV;質(zhì)量掃描范圍為50~600 amu;離子源溫度為230 ℃;四極桿溫度為150 ℃;質(zhì)譜傳輸線溫度為280 ℃。
式中:Ci:某個(gè)組分的質(zhì)量濃度,μg/L;Cis:內(nèi)標(biāo)的質(zhì)量濃度,μg/L;Ai:為某個(gè)組分的色譜峰面積;Ais:內(nèi)標(biāo)的色譜峰面積。
每組試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)測定三次,數(shù)據(jù)經(jīng)Excel和SPSS 23.0處理,采用單因素方差分析(ANOVA)法進(jìn)行差異顯著性分析、Pearson法進(jìn)行相關(guān)性分析。
一款優(yōu)質(zhì)的黃大茶應(yīng)具備梗壯葉肥、湯色黃亮、滋味濃醇和焦香高爽等品質(zhì),而茶樹品種原料是黃茶香氣和滋味品質(zhì)特征形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。本研究為探究湖北省主栽品種(系)所制黃大茶間風(fēng)味特征的差異性,首先對(duì)9個(gè)不同茶樹品種(系)加工制成的黃大茶進(jìn)行了感官審評(píng)(表1),結(jié)果顯示:9個(gè)品種(系)加工制成的黃大茶基本都具備了黃大茶的品質(zhì)特征,梗壯葉肥,湯色黃亮,香氣均有明顯烘焙香,但香氣強(qiáng)度、持久性有差異,滋味從尚醇正到醇正回甘,具有差異性;感官總分以B6-1品系所制黃大茶最高,其次為07-7-44,烘焙香持久、有甜花香,其次為D12和B3品系,具有持久的烘焙香。范方媛等對(duì)浙江部分主栽品種的黃茶滋味特征研究表明,品種對(duì)滋味品質(zhì)的影響大于加工工藝,白葉一號(hào)和迎爽兩個(gè)品種加工的黃茶滋味甘醇度較高。宋玉欣等研究了湖南茶樹品種加工黃茶的適制性,發(fā)現(xiàn)尖波黃茶為加工黃茶的優(yōu)異種質(zhì)資源,成品茶香氣清香帶甜、滋味醇和較爽。
表1 不同品種(系)黃大茶的感官評(píng)審結(jié)果Table 1 Sensory evaluation of large-leaf yellow teas made from different cultivars (strains)
茶多酚是決定茶湯滋味濃度、強(qiáng)度及色澤的主體成分,氨基酸是構(gòu)成茶湯鮮爽味的關(guān)鍵物質(zhì),咖啡堿、黃酮對(duì)茶湯的苦味及茶湯濃度有直接影響,而黃酮類物質(zhì)與茶湯的色澤及苦味也密切相關(guān)。茶葉中酯型兒茶素的苦澀味和收斂性較強(qiáng),是茶湯苦澀味的主體物質(zhì),而非酯型兒茶素的苦澀味和收斂性較弱,回味爽口。
本研究中不同品種(系)黃大茶的常規(guī)滋味化學(xué)成分含量如表2所示:D12品系所制黃大茶的水浸出物、茶多酚和氨基酸含量最高,其次為07-7-44、B6-1;B3品系所制黃大茶的可溶性糖含量最高,其次為D12和F6;中茶108品種所制黃大茶的黃酮含量最高,其次為鄂茶1號(hào);咖啡堿含量在鄂茶1號(hào)和B3種所制黃大茶中較低,而在其他品種(系)黃大茶中含量均較高;D12品系所制黃大茶的酚氨比最低,其次較低的是B6-1、B3、07-7-44。不同品種(系)黃大茶的兒茶素組分及含量如表3所示:多種兒茶素中,EGCG含量最高,其次為EGC、ECG;D12品系所制黃大茶的總兒茶素含量最高,其次為07-7-6,且無顯著性差異(>0.05);07-7-6品系所制黃大茶中酯型兒茶素總含量最高,EGCG含量也最高,其次為中茶 108,且無顯著性差異(>0.05);D12 品系所制黃大茶中非酯型兒茶素總含量最高,其次為B6-1,且無顯著性差異(>0.05)。
表2 不同品種(系)黃大茶的常規(guī)化學(xué)成分Table 2 Chemical components in large-leaf yellow tea of different cultivars (strains)
表3 不同品種(系)黃大茶的兒茶素組分及含量(%)Table 3 Components and contents of catechins in large-leaf yellow tea of different cultivars (strains) (%)
由此可見,滋味成分分析結(jié)果與感官評(píng)審結(jié)果較為一致,D12和B6-1品系所制黃大茶中非酯型兒茶素總含量和氨基酸含量較高,呈現(xiàn)出醇正、回甘的滋味特征;D12、B6-1和07-7-44品系所制黃大茶的酚氨比較低,茶湯醇正、回甘,滋味整體協(xié)調(diào)性更強(qiáng)。
相關(guān)性分析結(jié)果(表4)表明,9種黃大茶的水浸出物、氨基酸、可溶性糖含量與滋味評(píng)分(相關(guān)系數(shù)依次為 0.656、0.912、0.548,<0.01)及感官總分(相關(guān)系數(shù)依次為 0.608、0.810、0.580,<0.01)都具有極顯著正相關(guān)性,說明浸出物、氨基酸、可溶性糖對(duì)黃大茶的感官品質(zhì)具有顯著貢獻(xiàn)。黃酮與滋味評(píng)分(=-0.522,<0.01)及感官總分(=-0.558,<0.01)都具有極顯著負(fù)相關(guān)性。研究表明,酚氨比值常作為衡量茶湯滋味協(xié)調(diào)性的指標(biāo),比值低時(shí)品質(zhì)較優(yōu)。07-7-6、F6的酚氨比最高,中茶108次之,B6-1、D12最低,且2個(gè)品系間無顯著性差異(>0.05),與滋味得分、感官總分均呈相反趨勢(shì)。9種黃大茶的酚氨比數(shù)值與感官審評(píng)的滋味得分(=-0.855,<0.01)及總分(=-0.800,<0.01)均呈極顯著負(fù)相關(guān)。
表4 黃大茶滋味成分與感官評(píng)分相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of taste components and sensory scores of large-leaf yellow tea
GC、C與滋味評(píng)分(相關(guān)系數(shù)依次為0.705、0.575,<0.01)及感官總分(相關(guān)系數(shù)依次為 0.588、0.481,<0.05)都具有顯著正相關(guān)性,酯型兒茶素與非酯型兒茶素比值分別與滋味評(píng)分(=-0.930,<0.01)及感官總分(=-0.811,<0.01)呈極顯著負(fù)相關(guān)。說明非酯型兒茶素對(duì)茶湯滋味及綜合品質(zhì)都有重要貢獻(xiàn),其在總兒茶素中占比高低影響著滋味苦澀度,這與現(xiàn)有研究結(jié)果認(rèn)為酯型兒茶素是茶湯苦澀味的主體相一致。
釆用HS-SPME-/GC-MS對(duì)不同品種(系)黃大茶的香氣成分進(jìn)行分析鑒定,共得到76個(gè)主要的揮發(fā)物成分,總量為 404.59~675.98 μg/L(表5),包括醇類、醛類、酮類、烯類、酯類、芳香烴、雜環(huán)類和其他化合物(圖1)。其中含量較高的香氣成分為水楊酸甲酯(60.75~199.21 μg/L)、芳樟醇(21.95~92.45 μg/L)、脫氫芳樟醇(15.82~84.55 μg/L)和 1-糠基吡咯(14.38~57.49 μg/L)。醇類、酯類和雜環(huán)類是主導(dǎo)香氣化合物,醇類物質(zhì)含量占總香氣含量的比例最高(19.87%~37.46%),主要是萜烯醇(芳樟醇及其氧化物、香葉醇)等;其次為酯類物質(zhì),占總香氣含量的比例為15.32%~32.79%,主要包括水楊酸甲酯、十四酸異丙酯。
圖1 不同品種(系)黃大茶香氣化合物種類及比例Fig.1 Types and proportions of aromas among different cultivars (strains) of large-leaf yellow tea
表5 不同品種(系)黃大茶的主要香氣成分含量(μg/L)Table 5 Major aroma components of different cultivars (strains) of large-leaf yellow tea (μg/L)
續(xù)表5
以往對(duì)黃茶的研究表明,酯類、醇類和雜環(huán)類化合物等是其關(guān)鍵呈香成分,對(duì)烘焙香特征有很大貢獻(xiàn)。本研究中,不同品種(系)所制黃大茶的醇類、醛類、酯類和雜環(huán)類化合物具有明顯的差異(圖1):醇類化合物在 07-7-44、B6-1、鄂茶 1號(hào)和07-7-6品種(系)所制黃大茶中含量較高且相近,而在D12和中茶108品種(系)所制黃大茶中含量較低;醛類化合物在D12、B3、07-7-44和F6品種(系)所制黃大茶中含量較高且相近,而在B6-1、鄂茶1號(hào)、E7品種(系)所制黃大茶中含量較低;酯類化合物在B6-1、D12和B3品系所制黃大茶中含量較高,而在鄂茶1號(hào)品種所制黃大茶中含量最低;雜環(huán)類化合物在鄂茶1號(hào)和中茶108品種所制黃大茶中含量最高,而在07-7-6和B3品系所制黃大茶中較低。
對(duì)B6-1、07-7-44品系所制黃大茶的香氣化合物進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)芳樟醇、1-乙基-2-甲酰吡咯、芳樟醇氧化物、脫氫芳樟醇、水楊酸甲酯、糠醛、苯乙腈、吲哚、大馬酮、紫羅酮等物質(zhì)含量較高(圖2),芳樟醇及其氧化物等具有花香、甜香、木香香氣,糠醛、1-乙基-2-甲酰吡咯等具有烘焙、堅(jiān)果或焦糖香氣,脫氫芳樟醇具有花果香,水楊酸甲酯具有冬青油味,苯乙腈、吲哚在低濃度下呈現(xiàn)花香,大馬酮具有甜香,-紫羅酮表現(xiàn)為花香、木香風(fēng)味,這些成分共同構(gòu)成了黃大茶特有的烘焙香、甜香及花香的物質(zhì)基礎(chǔ)。該結(jié)果與感官審評(píng)結(jié)果較為一致,07-7-44品系所制黃大茶香氣品質(zhì)最為突出,其次為B6-1,二者均呈現(xiàn)出明顯的烘焙香,且有甜花香。
圖2 不同品種(系)黃大茶關(guān)鍵香氣化合物比較Fig.2 Comparison of key aroma compounds in different cultivars (strains) of large-leaf yellow tea
不同茶樹品種(系)化學(xué)成分的差異導(dǎo)致所加工的黃大茶呈現(xiàn)不同的感官品質(zhì)特征。其中,B6-1和07-7-44品系所制黃大茶整體感官品質(zhì)最優(yōu),烘焙香持久、有甜花香,其次為D12和B3品系,滋味醇正、回甘??梢?,B6-1和07-7-44品系具有加工高品質(zhì)黃大茶的潛力。
滋味化學(xué)組分含量及其比例的不同與黃大茶的滋味品質(zhì)密切相關(guān),水浸出物、氨基酸、酚氨比和酯型兒茶素與非酯型兒茶素比值的高低直接影響著黃大茶滋味的醇度、回甘等特征。滋味化學(xué)組分含量分析顯示:D12、B6-1品系所制黃大茶中非酯型兒茶素總含量和氨基酸含量較高,D12、B6-1和07-7-44品系所制黃大茶的酚氨比較低,茶湯滋味呈現(xiàn)出協(xié)調(diào)性,醇正、回甘,該結(jié)果與感官審評(píng)結(jié)果較為一致。
對(duì)B6-1、07-7-44品系所制黃大茶的香氣化合物進(jìn)行進(jìn)一步分析,可見酯類、醇類和雜環(huán)類化合物含量均較高,其中芳樟醇及其氧化物、1-乙基-2-甲酰吡咯、水楊酸甲酯、糠醛等物質(zhì)含量高,芳樟醇及其氧化物具有花香、甜香、木香等特征,糠醛、1-乙基-2-甲酰吡咯等具有烘焙、堅(jiān)果或焦糖香氣,共同構(gòu)成了黃大茶特有的烘焙香、甜香及花香的物質(zhì)基礎(chǔ)。該結(jié)果與感官審評(píng)結(jié)果較為一致。
該研究分析了不同品種(系)黃大茶在感官品質(zhì)和品質(zhì)化學(xué)成分等方面的物質(zhì)基礎(chǔ)差異,明確了B6-1和07-7-44品系更具有制備高品質(zhì)黃大茶的優(yōu)勢(shì),為黃大茶適制品種的選育提供了參考依據(jù),后續(xù)可圍繞適制品種優(yōu)化關(guān)鍵悶黃和干燥工藝參數(shù),進(jìn)一步明晰品種特性,完善配套的加工工藝。