白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中香氣的變化

林詩笛，蔣青香,2，林 琦，許勇泉，李利君,4,5,*，翁淑燚，倪 輝,4,5，李清彪,4,5

（1.集美大學海洋食品與生物工程學院，福建 廈門 361021；2.中國中醫(yī)科學院中醫(yī)藥健康產(chǎn)業(yè)研究所，江西 南昌 330115；3.中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所，浙江 杭州 310008；4.福建省食品微生物與酶工程重點實驗室，福建 廈門 361021；5.廈門市食品生物工程技術(shù)研究中心，福建 廈門 361021；6.大閩食品（漳州）有限公司，福建 漳州 363000）

茶葉是中國重要的農(nóng)產(chǎn)品，2021年我國茶園面積為4 896.09萬 畝，產(chǎn)量為306.32萬 t，綜合產(chǎn)值超過5 000億 元，我國茶園面積、生產(chǎn)總量、消費總量、出口額均位居世界第一。速溶茶粉是茶葉經(jīng)過浸提、碟式分離、超濾、濃縮、干燥等一系列工藝得到的茶葉深加工產(chǎn)品[1]，除沖飲外，還可添加到其他食品中起到改良風味、增加營養(yǎng)和延長貯藏時間等作用[2]，具有巨大的應用潛力。

相關(guān)研究表明[3-4]，將茶葉加工成速溶茶粉后，其香氣成分由于受到加工過程中蒸發(fā)、氧化和熱降解等影響，會發(fā)生顯著變化，進而對速溶茶粉的香氣品質(zhì)造成影響。有學者發(fā)現(xiàn)在白茶加工成速溶白茶粉的過程中，真空干燥處理會降低其香氣品質(zhì)[5]；鄭夢霞等[6]研究表明，高溫浸提會導致茶葉揮發(fā)性酯類和酸類物質(zhì)大量減少；吳函殷等[7]研究表明提取和濃縮工藝使綠茶中醛類、酮類和其他類物質(zhì)含量顯著減少，導致青草香強度降低。但是，目前關(guān)于速溶茶粉不同加工階段對其香氣品質(zhì)的影響規(guī)律尚不明確。

茶葉香氣成分的提取方法有同時蒸餾萃取法、水蒸氣蒸餾法、超臨界CO2流體萃取、頂空固相微萃取（headspace-solid phase microextraction，HS-SPME）、液-液萃取、溶劑輔助風味蒸發(fā)法等，其中，HS-SPME具有操作簡單、靈敏、經(jīng)濟、無溶劑、萃取效果好等優(yōu)點。茶葉香氣成分的檢測方法有氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）、氣相色譜-嗅聞聯(lián)用法、電子鼻、氣相色譜高通量飛行時間質(zhì)譜等，GC-MS能同時進行定性、定量檢測，是檢測香氣成分的常用方法。因此，GC-MS等方法為系統(tǒng)對比研究速溶茶粉加工過程中熱提取、過濾、濃縮、干燥等對香氣的影響提供了方法依據(jù)。

白芽奇蘭茶是福建漳州的一種特色烏龍茶，具有獨特的蘭花香，同時含有多種活性物質(zhì)，具有抗病毒、抗凝血、抗輻射、降血脂、降血壓、降血糖和免疫調(diào)節(jié)等作用[8]。目前國內(nèi)外學者已對白芽奇蘭茶葉的香氣成分進行研究。例如，劉芯如等[9]采用GC-MS對白芽奇蘭茶的香氣成分進行鑒定，檢測出1-乙基-1-氫吡咯、壬醇、芳樟醇、檸檬烯等36 種香氣成分；蔣青香等[10]采用GC-MS結(jié)合Pearson線性相關(guān)分析對不同品質(zhì)的白芽奇蘭茶進行香氣等級劃分，表明香氣成分的含量與可接受程度呈線性相關(guān)。本實驗在相關(guān)研究基礎(chǔ)上，采用感官評價、HSSPME-GC-MS、香氣活性值（odor activity value，OAV）等分析手段，以白芽奇蘭速溶茶粉為對象，研究速溶茶粉加工過程中香氣變化規(guī)律，以期為揭示過濾、濃縮、干燥等對香氣品質(zhì)的影響及提高速溶茶粉香氣品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白芽奇蘭茶購于福建平和縣品冠源茶業(yè)有限公司，產(chǎn)地為福建平和，茶葉原料采收于2019年4月，為春茶，沖泡后具有獨特的蘭花香，主體香型為蘭花香；白芽奇蘭茶浸提液、碟式分離液、超濾液、反滲透濃縮液和冷凍干燥速溶茶粉于2019年11月在大閩食品（漳州）有限公司由白芽奇蘭春茶加工而成。

標準品環(huán)己酮、C8～C20正構(gòu)烷烴、2,5-二甲基吡嗪、葫蘆巴內(nèi)酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙醛、1-乙基吡咯、順式-芳樟醇氧化物、反式-芳樟醇氧化物、芳樟醇、苯乙酮、吲哚、β-大馬士酮、脫氫芳樟醇、β-環(huán)檸檬醛、檸檬醛、反式-α-紫羅蘭酮、反式-β-紫羅蘭酮、反式橙花叔醇、鄰苯二甲酸二異丁酯（均為色譜純） 美國Sigma-Aldrich公司；乙醇、順式-3-己烯醇、苯甲醛、水楊酸甲酯、藏花醛、香葉醇、香葉基丙酮（均為色譜純）英國Alfa-Aesar公司；苯乙腈、α-松油醇、α-法尼烯、順式己酸-3-己烯酯（均為色譜純） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；二氫獼猴桃內(nèi)酯（色譜純）上海源葉生物技術(shù)公司；茶多酚標準品（分析純）北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

浸提機由大閩食品（漳州）有限公司自組；SE101HEIV-Q3P1碟式分離機 美國SPX（斯必克）公司；UF040/1-01超濾機 天津新康水處理有限公司；20M3/D反滲透濃縮機 太倉華辰凈化設(shè)備有限公司；FNLY-2冷凍干燥機 上海菲諾醫(yī)藥設(shè)備有限公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；BS223S電子分析天平賽多利斯科學儀器廠；QP-2020 Plus GC-MS聯(lián)用儀日本島津公司；HH-157330-U手動SPME進樣器、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；Rtx-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）美國Restek公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品的制備

采用福建大閩食品（漳州）有限公司通用的速溶茶粉加工工藝流程和工藝參數(shù)對白芽奇蘭茶葉（記為OT）進行加工，主要包括提取、過濾、濃縮、冷凍干燥等工藝過程。詳細如下：

白芽奇蘭茶葉與水比例為1∶15（kg/L）放至浸提機中，采用逆流提?。ㄎ囱b載超聲波），加水點在二級槽末端，水線加水溫度（95±2）℃，提取槽中進行溫度補償，補償后槽內(nèi)溫度為（70±5）℃，一級、二級提取時間各為15 min，得到浸提液（記為EOT）。對EOT采用碟式分離法進行過濾，取冷卻至低于40 ℃的浸提液放入碟式分離機，每小時需自檢一次分離效果，分離后無明顯顆粒，得到碟式分離液（記為SOT）。將SOT進行超濾處理，超濾機采用孔徑0.2 μm中空纖維膜（有機膜），工作壓力不大于1.2 MPa，溫度不大于40 ℃，得到出液濃度為2.0 °Brix的超濾液（記為UOT）。采用反滲透濃縮工藝，將UOT放入反滲透濃縮設(shè)備中，在閉路中循環(huán)導致溫度上升，冷凝裝置將溫度控制在（20±3） ℃之內(nèi)，得到出液濃度為12.0 °Brix的反滲透濃縮液（記為COT）。將COT裝入托盤置入速凍庫內(nèi)冷凍至濃縮液的共晶點以下，托盤中液體厚度控制在10～15 mm范圍內(nèi)，再將速凍好的濃縮液進行真空冷凍干燥，得到冷凍干燥速溶茶粉（記為IOT），得率約為20%。

1.3.2 定量描述分析

在進行定量描述分析之前，12 名感官評價小組成員（7 名女性和5 名男性）討論得出白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中浸提、碟式分離、超濾、反滲透濃縮和冷凍干燥階段水溶液的香氣特征，分別為烘烤香、青草香、焦糖香、花香、木香、甜香，并配制一系列不同濃度的香氣標準品（表1）。小組成員按表1評價標準進行3 周培訓后，對白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中各階段樣品進行定量描述分析，其中1 分表示香氣強度較低，5 分表示香氣強度中等，9 分表示香氣強度較高。根據(jù)ISO 8589：2007《感官分析——試驗室設(shè)計的一般指南》，評價過程始終保持室溫為（25±2） ℃，室內(nèi)無其他氣味干擾。

表1 定量描述分析的香氣特征及標準Table 1 Aroma characteristics and standards for the sensory evaluation

1.3.3 GC-MS定性定量分析

HS-SPME：分別量取30 mL浸提液、30 mL碟式分離液、30 mL超濾液、5 mL反滲透濃縮液，并加入100 μL環(huán)己酮（1 mg/mL）作為內(nèi)標物，分別稱取3.0 g白芽奇蘭春茶和2.0 g冷凍干燥速溶茶粉于60 mL頂空瓶中，加入29.9 mL純水和100 μL環(huán)己酮（1 mg/mL），放入80 ℃水浴鍋中平衡10 min，平衡結(jié)束后將老化過的固相微萃取頭插入頂空瓶中吸附30 min，吸附完成后將其插入GC進樣口解吸附3 min，進行GC-MS分析。

萃取頭老化程序：載氣流量為3 mL/min。升溫程序：進樣口溫度250 ℃；初始溫度75 ℃，保持6 min后以6 ℃/min升溫至120 ℃，保持2 min后以20 ℃/min升溫至240 ℃并保持5 min。在此程序下解吸附3 min，總老化時長為25 min。

GC條件：載氣為純度99.999%的高純氦氣；柱流量為3 mL/min，不分流進樣。升溫程序：進樣口溫度230 ℃；初始溫度50 ℃，保持5 min后以3 ℃/min升溫至200 ℃，并在200 ℃保持1 min。

MS條件：電子電離源；離子源溫度200 ℃；電離能量70 eV；質(zhì)譜接口溫度250 ℃；質(zhì)譜掃描方式為全掃描模式，質(zhì)量掃描范圍m/z35～500；溶劑延遲時間為1.5 min。

定性分析：根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫（NIST08、NIST08s、FFNSC1.3）進行相似度檢索，根據(jù)不同物質(zhì)的基峰、質(zhì)荷比和特征離子相對峰度作串連檢索與人工解析，質(zhì)譜匹配度大于80%作為物質(zhì)鑒定標準；通過正構(gòu)烷烴計算待測組分的保留指數(shù)（retention index，RI），與文獻報道的R I 進行對比定性，其中R I 計算參照Vandendool等[11]的方法，按下式計算：

式中：t為保留時間/min；x為待測組分；n和n＋1分別為待測組分出峰前后相鄰的2 個正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù)。

定量分析：配制一系列不同濃度的香氣成分標準品混合溶液，在選擇離子監(jiān)測模式下采用HS-SPME分析混合標準品溶液，建立不同香氣成分的標準曲線，并采用該標準曲線計算含量。對于沒有標準品的香氣成分，采用已知濃度的環(huán)己酮溶液作為內(nèi)標加入樣品中進行定量分析，得到待測樣品和環(huán)己酮的峰面積計算待測組分含量。

1.3.4 OAV分析

將單位質(zhì)量白芽奇蘭茶葉中所含香氣成分的質(zhì)量（mg/kg）統(tǒng)一換算為單位體積溶液中所含香氣成分的質(zhì)量濃度（μg/L），OAV是指各香氣成分的濃度與其在水溶液中的氣味閾值的比值。

1.3.5 超濾工序促進香氣成分釋放的機制

配制質(zhì)量濃度為150 mg/L的茶多酚溶液（記為TP）、香氣成分（分別含500 μg/L香葉醇、吲哚和β-大馬士酮）混合標準溶液（記為MSS）、以及含150 mg/L茶多酚的香氣成分混合標準品溶液（記為TP-MSS）。分別取30.0 mL TP、MSS和TP-MSS于60 mL頂空瓶中，采用上述的HS-SPME-GC-MS方法分析測定香氣成分的含量差異。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

使用Excel 2019對香氣成分進行統(tǒng)計分析，計算實驗數(shù)據(jù)的均值、誤差，制作雷達圖、柱狀圖；使用SPSS 26.0進行顯著性分析；使用ChemDraw 20.0繪制化合物結(jié)構(gòu)式。

2 結(jié)果與分析

2.1 白芽奇蘭速溶茶粉不同加工工序?qū)ο銡廨喞挠绊懸?guī)律

蔣青香等[10]研究表明白芽奇蘭茶葉溶液的整體香氣輪廓為花香、青草香、甜香、烘烤香、木香和焦糖香；王彩楠等[12]研究表明武夷巖茶在沸水浸提下呈現(xiàn)花果香、甜香、焦糖香、木香。Zhang Liangzhen等[13]研究表明將烏龍茶加工為速溶烏龍茶粉后，其甜香、果香和烘烤香強度增加，而青草香和花香強度降低。如圖1所示，其整體香氣輪廓相似，但不同香氣屬性的香氣強度有所差異，OT主要呈現(xiàn)烘烤香、青草香和花香，EOT主要呈現(xiàn)烘烤香、焦糖香、花香和木香，SOT主要呈現(xiàn)烘烤香、焦糖香和木香，UOT主要呈現(xiàn)青草香、焦糖香、花香和甜香，COT主要呈現(xiàn)烘烤香、焦糖香和甜香，IOT主要呈現(xiàn)青草香、焦糖香、花香和甜香。白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中各階段樣品的整體香氣輪廓主要呈現(xiàn)蘭花香。由圖1可知，OT經(jīng)浸提工藝處理后，其花香和木香的強度顯著增強（P＜0.05）；EOT經(jīng)碟式分離工藝處理后，其花香和木香強度顯著減弱（P＜0.05）；SOT經(jīng)超濾工藝處理后，其烘烤香強度顯著減弱、青草香和甜香強度顯著增強（P＜0.05）；UOT經(jīng)反滲透濃縮工藝處理后，其青草香和強度顯著減弱（P＜0.05）；COT經(jīng)冷凍干燥工藝處理后，其花香強度顯著增強（P＜0.05）。將本研究與國內(nèi)外同類研究進行對比發(fā)現(xiàn)，白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中各階段樣品的整體香氣輪廓與蔣青香[10]和王彩楠[12]等的研究結(jié)果相似。但是，本研究白芽奇蘭茶葉加工成凍干速溶茶粉后，烘烤香和木香強度顯著減弱，甜香強度顯著增強，與Zhang Liangzhen等[13]研究結(jié)果不同，其原因可能是由于樣品速溶茶粉制備過程中的干燥方式及采用HS-SPME進行吸附時的溫度不同（本研究采用真空冷凍干燥、HS-SPME吸附溫度為80 ℃，而Zhang Liangzhen等[13]采用噴霧干燥、吸附溫度為40 ℃）。

圖1 白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中各階段樣品的感官評價雷達圖Fig.1 Sensory evaluation radar map of samples at each stage of processing of Baiyaqilan instant tea

2.2 白芽奇蘭速溶茶粉不同加工工序?qū)]發(fā)性成分的影響規(guī)律

蔣青香[10]和劉芯如[9]等研究表明白芽奇蘭茶葉中的香氣成分主要有酯類、醛類、酮類、醇類、氧化物類、烯烴類等。范遠景等[3]研究表明紅茶加工成速溶紅茶粉后，香氣成分含量損失比較嚴重；靳巧麗[4]表明烏龍茶加工成速溶茶粉后，香氣成分的總含量大量損失，且總香氣強度值減小。于欣洋[14]研究表明烏龍茶經(jīng)反滲透濃縮后醇類、酮類、酯類物質(zhì)含量減少。蔣青香[15]研究表明烏龍茶葉經(jīng)冷凍干燥處理后醛類、烯烴類物質(zhì)含量減少，醇類、酮類、酯類、氧化物類、其他類物質(zhì)含量增加。吳函殷等[7]發(fā)現(xiàn)隨著蒸青綠茶濃縮液加工過程的進行，各加工階段香氣組分的種類無變化，但含量出現(xiàn)較大差異。本研究對白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中各階段樣品的香氣成分進行GC-MS分析，得到其總離子流圖（圖2），依據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫的相似度檢索及基峰、特征離子碎片和RI對比分析，共鑒定出38 種香氣成分（表2），包括酯類11 種、醛類5 種、酮類7 種、烯烴類2 種、醇類4 種、氧化物類3 種、其他類6 種。定量分析結(jié)果（表3）對比（圖3）表明，經(jīng)浸提、碟式分離、超濾、反滲透濃縮和冷凍干燥處理后，其香氣成分總含量分別為2 801.80、3 105.24、2 094.17、2 849.45、1 816.76 mg/kg和1 379.60 mg/kg。除了浸提工藝和超濾工藝外，不同加工階段香氣成分總含量隨著加工過程的進行呈現(xiàn)逐漸降低的規(guī)律，與范遠景等[3]和靳巧麗[4]的研究結(jié)果相似，表明茶葉加工成速溶茶粉后，總香氣成分含量降低，導致香氣品質(zhì)降低。OT經(jīng)浸提工藝處理后（EOT），醛類、酮類、烯烴類、醇類、氧化物類和其他類物質(zhì)含量顯著增加（P＜0.05）；EOT經(jīng)碟式分離工藝處理后（SOT），酯類、酮類、烯烴類、醇類、氧化物類和其他類物質(zhì)含量顯著降低（P＜0.05）；SOT經(jīng)超濾工藝處理后（UOT），酯類、酮類、烯烴類和其他類物質(zhì)含量顯著增加（P＜0.05）；UOT經(jīng)反滲透濃縮工藝處理后（COT），酯類、酮類、烯烴類、醇類、氧化物類和其他類物質(zhì)含量顯著減少（P＜0.05）；COT經(jīng)冷凍干燥工藝處理后，酯類、醛類、酮類和其他類物質(zhì)含量顯著減少（P＜0.05），而醇類物質(zhì)含量顯著增加（P＜0.05）。將定性定量結(jié)果與國內(nèi)外同類研究對比發(fā)現(xiàn)，白芽奇蘭速溶茶粉不同加工階段水溶液中含量都較高的香氣成分主要為1-乙基-2-甲?；量?、水楊酸甲酯、藏花醛、吲哚、順式茉莉酮、順式茉莉內(nèi)酯、茉莉酸甲酯等（表3），與相關(guān)研究[5,9-10,15]結(jié)果類似。速溶茶粉加工各階段不同香氣成分含量變化結(jié)果與于欣洋[14]和吳函殷等[7]研究結(jié)果相似。

圖3 白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中不同香氣成分的含量比較Fig.3 Comparison of volatile component content in Baiyaqilan instant tea during processing process

表2 白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中香氣成分的定性結(jié)果及標準曲線Table 2 Qualitative analysis and standard curves of aroma components in Baiyaqilan instant tea during processing process

表3 白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中香氣成分的定量結(jié)果Table 3 Quantitative results of aroma components in Baiyaqilan instant tea during processing process

2.3 白芽奇蘭速溶茶粉不同加工工序?qū)﹃P(guān)鍵香氣貢獻成分的影響規(guī)律

OAV是評價單個香氣成分對樣品香氣特征貢獻程度的指標，OAV不小于1的香氣成分被認為是具有香氣活性的化合物，對其香氣特征有重要影響[16]。蔣青香[15]研究表明白芽奇蘭茶葉及其速溶茶粉的關(guān)鍵香氣活性化合物為3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、藏花醛、香葉醇、吲哚、反式-β-大馬士酮、順式-香葉基丙酮、反式-β-紫羅蘭酮等。Zhu Jiancai等[17]研究表明烏龍茶水溶液中OAV較大的成分為2-甲基丙醛、3-甲基丁醛、己醛、辛醛、反式-2-庚醛、橙花醇、吲哚等。如表4所示，本研究在OT、EOT、SOT、UOT、COT和IOT中分別檢測出22、25、21、21、20 種和20 種OAV不小于1的關(guān)鍵香氣成分。在白芽奇蘭速溶茶粉加工過程各階段樣品中，3-乙基-2,5-二甲基吡嗪（烘烤香、焦糖香）、脫氫芳樟醇（花香、甜香）、水楊酸甲酯（薄荷、青草香）、藏花醛（木香）、香葉醇（花香）、吲哚（燒焦、樟腦味）、β-大馬士酮（甜香、蜂蜜）、順式茉莉酮（花香、甜香）、香葉基丙酮（花香）、反式橙花叔醇（花香、青草香）和茉莉酸甲酯（茉莉花香）OAV大于10，說明這些成分是白芽奇蘭茶葉及其速溶茶粉的關(guān)鍵香氣活性成分，與蔣青香[15]的研究結(jié)果相似。

表4 白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中香氣成分的OAV分析Table 4 OAV analysis of aroma components in Baiyaqilan instant tea during processing process

將白芽奇蘭速溶茶粉各加工階段的樣品進行對比（表4），發(fā)現(xiàn)相比OT，EOT中除苯乙醛、順式己酸-3-己烯酯、己酸己酯、α-法尼烯和反式橙花叔醇的OAV減少1以上外，有14 種成分的OAV增加1以上，其中脫氫芳樟醇、藏花醛、香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯的OAV增加100以上，這些成分主要呈現(xiàn)花香、甜香和木香，可以較好地解釋感官評價中OT經(jīng)浸提工藝處理后花香、甜香和木香強度增加的現(xiàn)象；與EOT相比，SOT中除苯乙醛的OAV增加1以上外，有17 種成分的OAV降低1以上，其中香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮及茉莉酸甲酯的OAV降低100以上，這些成分主要呈現(xiàn)花香、甜香、青草香，較好地解釋感官評價中EOT經(jīng)碟式分離工藝處理后，花香、青草香、甜香強度降低的現(xiàn)象；與SOT相比，UOT中除脫氫芳樟醇、水楊酸甲酯和藏花醛的OAV降低1以上外，有13 種成分的OAV增加1以上，其中3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、香葉醇和香葉基丙酮的OAV增加50以上，吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯的OAV增加100以上，這些成分主要呈現(xiàn)花香、甜香，可較好地解釋感官評價中SOT經(jīng)超濾處理后，花香和甜香強度增加現(xiàn)象；與UOT相比，COT中除3-乙基-2,5-二甲基吡嗪的OAV增加1以上外，有14 種成分的OAV降低1以上，其中水楊酸甲酯、藏花醛、香葉醇的OAV降低50以上，吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮及茉莉酸甲酯的OAV降低100以上，這些成分主要呈現(xiàn)青草香、花香、木香、甜香，可較好地解釋感官評價中UOT經(jīng)反滲透濃縮處理后，青草香、花香、木香、甜香強度降低的現(xiàn)象；與COT相比，IOT中有13 種成分的OAV降低1以上，其中3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、藏花醛、β-大馬士酮、順式茉莉酮及茉莉酸甲酯的OAV降低100以上，這些成分主要呈現(xiàn)烘烤香、焦糖香、木香、甜香、花香，而脫氫芳樟醇和香葉醇的OAV增加1以上，其主要呈現(xiàn)花香，可較好地解釋感官評價中COT經(jīng)冷凍干燥后，烘烤香和木香強度降低、花香強度增加的現(xiàn)象。

加工過程中關(guān)鍵香氣成分會發(fā)生變化，機理見圖4。速溶茶粉加工過程中，浸提工藝將茶葉內(nèi)物質(zhì)溶出且溶入溶劑中，高溫斷裂香葉醇、水楊酸甲酯等糖苷類香氣物質(zhì)的糖苷鍵使香氣成分釋放[31]，同時在熱物理化學的作用下也會形成一些新的特殊香氣[32]，而高溫處理還會加快香氣成分的揮發(fā)及降解，且水楊酸甲酯會部分水解游離出水楊酸；碟式分離工藝通過離心處理去除了浸提液中的大顆粒雜質(zhì)及沉淀[33]，而香葉醇、β-大馬士酮、吲哚、順式茉莉酮等揮發(fā)性成分的溶解度較大，離心處理后樣品的揮發(fā)性物質(zhì)更容易擴散揮發(fā)[34]；超濾工藝能夠濾去茶葉提取液中蛋白質(zhì)和茶多酚類物質(zhì)[35]；反滲透濃縮工藝利用有機高分子膜的選擇透過性，在濃度差或外力壓差的作用下克服滲透壓差截留不溶解的物質(zhì)導致香氣成分的損耗[36]，吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯具有較高的疏水性，它們對膜的親和性和高揮發(fā)性使其通過膜后由于蒸發(fā)和擴散而揮發(fā)[37]；冷凍干燥工藝利用高真空使化合物的沸點降低至其冰點后瞬間升華，3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯等香氣物質(zhì)隨水蒸氣揮發(fā)[38]，同時類胡蘿卜素含量顯著降低[39]，因此藏花醛和β-大馬士酮等由類胡蘿卜素降解形成的香氣物質(zhì)含量隨之降低，而物料在真空低溫狀態(tài)下放置較長時間，可能會促成物料中香氣前體物質(zhì)的轉(zhuǎn)化導致香氣物質(zhì)的生成[40]。對比各工序關(guān)鍵香氣成分的OAV發(fā)現(xiàn)，浸提、碟式分離、干燥等工序會導致藏花醛、香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯等關(guān)鍵香氣成分總OAV降低，說明速溶茶粉提取過程中加熱、分子截留、干燥等因素會顯著降低藏花醛、香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯等成分的香氣強度，該結(jié)果與范遠景等[3]和靳巧麗[4]的研究結(jié)果相似。此外，本研究發(fā)現(xiàn)超濾工藝會導致香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯等關(guān)鍵香氣成分的OAV增加，根據(jù)Ma Lijuan[41]和Guo Jing[42]等研究表明茶多酚類物質(zhì)能抑制茶葉和蘋果酒中揮發(fā)性化合物釋放，推測其可能的原因是超濾截留了茶葉中茶多酚類物質(zhì)，降低了茶多酚等成分對香氣成分的吸附作用，促進了香氣成分的釋放。為驗證這一設(shè)想，本研究選取經(jīng)超濾處理后OAV變化較大的香葉醇、吲哚和β-大馬士酮作為代表性香氣成分，以茶多酚溶液和3 種代表性成分配制的混合溶液為對照，分別對比這3 種成分經(jīng)茶多酚處理前后峰面積的變化情況。由表5可知，TP中未檢測出香葉醇、吲哚和β-大馬士酮，而TP-MSS中香葉醇、吲哚和β-大馬士酮的峰面積極顯著低于MSS（P＜0.01）；該結(jié)果證實了茶多酚類物質(zhì)對揮發(fā)性香氣成分的吸附作用，間接證明了超濾去除茶多酚復合物，促進了香氣成分的釋放。對于香氣成分與酚類物質(zhì)相互作用力，Ma Lijuan[41]和Guo Jing[42]等研究表明香氣成分與酚類物質(zhì)的苯環(huán)之間形成π-π堆積、氫鍵和疏水效應[43]；Jung等[44]利用核磁共振氫譜光譜研究發(fā)現(xiàn)了香氣化合物與多酚類物質(zhì)通過非共價鍵實現(xiàn)超分子組裝。本研究結(jié)果及相關(guān)報道說明，香葉醇、吲哚和β-大馬士酮等香氣分子與茶多酚復合物之間通過氫鍵和疏水作用相結(jié)合（圖5），從而使香氣成分更穩(wěn)定；該結(jié)果預示著保留茶多酚復合物的形態(tài)，有利于減少茶葉香氣成分的損失，為后續(xù)通過工藝改進提升速溶茶粉香氣質(zhì)量提供了思路參考。

圖4 速溶茶粉加工過程部分關(guān)鍵香氣成分變化機理Fig.4 Change mechanism of some key aroma components in instant tea during the processing process

圖5 茶多酚主要活性成分與香氣成分間的非共價作用Fig.5 Non-covalent interaction between major active components of tea polyphenols and aroma components

表5 茶多酚驗證模型的定性及峰面積對比結(jié)果Table 5 Qualitative and peak area comparison results of validation model of tea polyphenols

3 結(jié) 論

白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中各階段樣品的整體香氣輪廓和成分種類類似，但香氣強度、香氣成分濃度顯著不同。引起白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中香氣變化的關(guān)鍵成分為3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、脫氫芳樟醇、水楊酸甲酯、藏花醛、香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮、香葉基丙酮、反式橙花叔醇和茉莉酸甲酯。浸提工藝使脫氫芳樟醇、藏花醛、香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯等香氣成分的OAV增加；碟式分離工藝使香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮及茉莉酸甲酯等香氣成分的OAV降低；超濾工藝使吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮和茉莉酸甲酯等香氣成分的OAV增加；反滲透濃縮使水楊酸甲酯、藏花醛、香葉醇、吲哚、β-大馬士酮、順式茉莉酮及茉莉酸甲酯等香氣成分的OAV降低；冷凍干燥工藝使3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、藏花醛、β-大馬士酮、順式茉莉酮及茉莉酸甲酯等香氣成分的OAV降低。本研究闡明了白芽奇蘭速溶茶粉加工過程中的香氣成分變化規(guī)律，有助于人們深入了解速溶茶粉香氣品質(zhì)形成機理及提高白芽奇蘭速溶茶粉的香氣品質(zhì)。