不同日晒技术对晒青绿茶中挥发性化合物、脂肪酸和感官品质的影响

坤吉瑞，闫敬娜，舒娜，廖雪利，童华荣

(西南大学 食品科学学院，重庆，400715)

绿茶因其独特的滋味、香气和保健功效在中国，日本等国家深受广大消费者喜爱，其生物活性和风味品质已得到广泛研究[1]。绿茶的制作过程包括3个阶段，杀青、揉捻和干燥。揉捻叶经日光干燥后得到的成品茶为晒青绿茶， 可直接饮用，但大部分都用作普洱茶的原料。

干燥是增强茶叶香气强度和形成茶汤良好口感的重要过程。对于晒青绿茶，传统的晒青方法是将揉捻叶置于露天场所的日光下进行晾晒干燥，然而，此方法大多受天气条件的限制。为避免降雨等不确定的环境因素干扰茶叶质量，茶农们将揉捻叶置于晒青棚内晒青。但是这2种干燥方式所制出的茶叶在风味特征方面有着明显差异，通常认为用日光直接干燥的茶叶比在晒青棚内干燥的茶叶日晒味更加浓郁且滋味更加醇和。通过实验测定发现，日光干燥的紫外线强度是晒青棚干燥的1 500倍。王登良等[2]在使用不同滤光材料对茶叶进行晒青处理后，发现用高紫外线透射率处理的乌龙茶样品质量最好。不同紫外线强度可能是这2种干燥方法制成晒青绿茶形成不同风味的原因，为了验证其可能原因，本研究提出一种新型的方法即在晒青棚内安装紫外灯以辅助晒青绿茶的干燥。

香气是评估茶叶品质的重要标准之一，目前已检测出600多种香气化合物，根据化学类别可分为11类，加工过程中茶叶香气的产生途径主要有4种：美拉德反应，脂肪酸降解，类胡萝卜素降解以及糖苷水解[3-4]。RA ICHANDRAN等[5]通过探究脂肪酸含量与不同茶叶中风味指数的关系，得出脂肪酸含量与茶叶风味呈负相关。脂肪酸降解是产生茶叶香气的主要途径之一，茶叶中类脂含量及其组成的变化反映茶树组织的代谢水平，而且在食品加工及贮藏过程中，类脂化合物的变化对产品质量的影响很大。α-亚麻酸，亚油酸和棕榈油酸等是C6～C10等醇、醛类香气化合物的前体，降解产生的具有代表性的挥发性香气有己醛，壬醛，顺-茉莉酮，庚醛，(E,E)-2,4-己二烯醛等，这些化合物对茶叶香气起着重要作用[6-7]。

综上，本实验以日光干燥、晒青棚干燥及晒青棚加紫外灯干燥处理后的茶样为研究对象，对比3种干燥方式对晒青绿茶中脂肪酸、挥发性化合物以及感官品质的影响。为人工模拟晒青绿茶日光干燥提供理论基础，使晒青工序摆脱气候条件的限制，充分发挥云南大叶种的品种优势，实现普洱茶的优质生产。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试材料为晒青绿茶，制作于云南春茗茶业有限公司，鲜叶品种为云南大叶种(Camelliasinensisar.assamica(Masters) kitamura c .FengqingDayecha)，采摘标准为一芽二叶。

主要试剂：月桂酸甲酯(99%)、肉豆蔻酸甲酯(98%)、棕榈油酸甲酯(99%)、棕榈酸甲酯(99%)、亚油酸甲酯(95%)、亚麻酸甲酯(99%)、硬脂酸甲酯(97%)，梯希爱上海仁成工业发展有限公司；氘代愈创木酚(99%)，美国MTAR化学研究中心；氯仿(色谱级)、正己烷(气相色谱级)、甲醇(气相色谱级)、NaCl(分析纯)、HCl(分析纯),成都科隆化学品有限公司；C8-C25正构烷烃混合物,美国Sigma公司。

1.2 主要仪器与设备

TENMARS型紫外线测试仪，中国台湾世骏电子股份有限公司；312 nm, EF-180C/FC Tube 15 watt型紫外灯,美国SPECTROLINE公司；JT-K6型水分测定仪，泰州市精泰仪器仪表有限公司；FB224型电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；RE-2000B型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂；HSC-24A型氮吹仪，天津恒奥科技发展有限公司；PDMS/D B，75 μm，固相微萃取纤维，美国色谱科公司；Trace1300型气相色谱仪,美国赛默飞公司；QP2010Plus型气相色谱与质谱联用仪，日本岛津公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

茶鲜叶经过杀青、揉捻后分为3组，分别对其进行不同的干燥处理。“日光干燥”为揉捻叶直接暴露在阳光下进行干燥的处理；“晒青棚干燥”为将揉捻叶置于晒青棚内进行干燥的处理；“晒青棚+紫外”为在晒青棚内设置紫外灯，对揉捻叶进行干燥的处理。当茶叶水分含量达到7%～8%时，停止干燥，于铝箔袋中真空密封，保存于-20 ℃冰箱，待测备用。此外取揉捻叶，液氮固样后真空冷冻干燥，-20 ℃保存，待测备用。

1.3.2 脂肪酸检测

样品前处理：准确称取0.2000 g茶粉于具塞试管中，加入3 mL氯仿-甲醇萃取剂[(氯仿)∶(甲醇)=2∶1]，55 ℃恒温水浴下提取15 min，冷冻离心后倒出上清液，再加入2 mL萃取剂，重复上述步骤并合并上清液。将上清液旋转蒸发去除溶剂后，得到脂肪酸，然后加入5 mL体积分数1% 的HCl-甲醇溶液，在60 ℃恒温水浴中甲酯化70 min，每隔10 min振荡一次。在甲酯化后的溶液中，分别加入5 mL正己烷萃取2次，合并有机相，用无水NaSO4干燥过夜。将干燥后的脂肪酸甲酯溶液氮吹浓缩至0.5 mL，过0.45 μm微孔滤膜后作为供试溶液进气相色谱火焰离子化检测(gas chromatography-flame ionization detector, GC-FID)分析，每个样品重复3次。

脂肪酸甲酯组分分析：用GC-FID分离脂肪酸甲酯。GC条件：RT-5 毛细管柱 (30 m×0.25 mm×0.25 μm)，进样口温度250 ℃；高纯N2用作载气，线速度为1.0 mL/min；进样量1 μL，不分流模式。升温程序：起始温度150 ℃(保持1 min)，以3 ℃/min上升至190 ℃(保持1 min); 再以3 ℃/min 升到210 ℃ (保持2 min)；最后以7 ℃/min升至 280 ℃。在相同条件下测定一系列脂肪酸甲酯标准品梯度溶液，制作标准曲线。运用外标法和对比保留时间,对茶样中的脂肪酸甲酯组分进行定量定性分析，每个样品重复3次。

1.3.3 挥发性化合物检测

样品前处理：采用顶空-固相微萃取法(head space-solid phase microextraction,HS-SPME)结合气相色谱与质谱联用技术(GC-MS)进行挥发性化合物分析。称取1.000 0 g茶粉于20 mL萃取瓶中，加入2.0 g NaCl，随后加入5 mL 100 ℃超纯水、20 μL氘代愈创木酚(50 mg/kg)，最后盖上四氟乙烯盖子。测定前，将萃取瓶置于磁力搅拌器恒温水浴锅(60 ℃，300 r/min)中平衡5 min，插入老化后的SPME纤维吸附萃取40 min后，进行GC-MS分析检测。

GC-MS条件：DB-5 MS 毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，载气为He(纯度>99.999%)；线速度为1.0 mL/min；不分流进样模式，进样口温度250 ℃。升温程序：初始温度40 ℃，以5 ℃/min上升至90 ℃(保持2 min),接着以5 ℃/min升至120 ℃(保持2 min)，最后以10 ℃/min升至280 ℃(保持2 min)。离子源为EI，离子源温度230 ℃；电子能量70 e ；接口温度250 ℃；质量扫描范围30～450m/z，溶剂延迟1 min。

由GC-MS检测出的挥发性化合物采用NIST08和NIST08 s谱库以及自建谱库检索，同时对比文献保留指数进行定性。将愈创木酚作为内标加入到样品中，用于定量分析。

1.3.4 定量描述分析

挑选6名有经验的审评专家(男女比例为1∶1)组成审评小组，参照肖凌等[8]的茶叶审评方法，但有所修改：茶汤按茶水比1∶50沸水冲泡4 min，过滤茶渣，冰浴冷却至室温。将茶汤转移至具塞锥形瓶中，并对其进行随机三位数编码。随机取样后，在无异味的审评室内进行感官评定，小组成员根据PIGGOTT等[9]的方法讨论并挑选了6个气味描述符，分别是日晒味、木香、花香、山楂味、甜香以及异味。此外，个人喜好性也将纳入审评指标内。审评人员采用0～7分制对茶汤的7个指标强度打分，其中0=觉察不到，1=极微弱，4=中等，7=极强。

1.4 数据分析

使用SPSS 24.0软件进行单因素方差分析，显著性水平为P<0.05；Origin 2019绘制图表。所有试验重复3次，结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 日晒方式对脂肪酸含量的影响

茶叶加工过程中，一部分游离脂肪酸会随着香气物质一起产生，但是绝大部分不饱和脂肪酸都会在脂肪氧合酶催化作用下发生氧化降解[10]。特别是在萎凋和干燥过程中，脂肪酸会有相当大的损失，例如亚油酸和亚麻酸通过断裂C12—C15间的双键形成顺-3-己烯醛，随后还原再形成具有清香气味的青叶醛和青叶醇，游离脂肪酸作为多种香气物质的前体引起了人们的关注[11]。马超龙[12]在研究晒青绿茶加工过程中发现，晒青后其游离脂肪酸的含量明显下降。

晒青绿茶中脂肪酸的组成及含量如表1所示，共鉴定出7种脂肪酸，分别为亚油酸(C18∶2)、亚麻酸(C18∶3)和棕榈油酸(C16∶1)、肉豆蔻酸(C14∶0)、月桂酸(C12∶0)、棕榈酸(C16∶0)和硬脂酸(C18∶2)。各样品中的脂肪酸以不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)为主，约占脂肪酸总量的60%，富含亚麻酸和亚油酸；最主要的饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)为棕榈酸，含量在1 322～2 014 μg/g。干燥后的茶叶与揉捻叶相比，脂肪酸含量有着明显变化，日光干燥、晒青棚干燥和晒青棚加紫外干燥的样品中UFA含量分别下降了37%、26.4%和17%。经测量，3种干燥方式中紫外线的强度分别为：日光干燥3 000 μW/cm2，晒青棚加紫外干燥200 μW/cm2，晒青棚干燥0 μW/cm2。在整个晒青过程中，所有变量基本保持一致，表明紫外线处理可以进一步促进脂肪酸降解。ZHAO等[13]的研究也得出了类似的结果，紫外线强度和脂肪酸氧化降解程度呈正相关。有研究表明,脂肪酸的降解程度不仅取决于干燥时间、温度和方法，还依靠每种脂肪酸的敏感性[4]。UFA中的不饱和键对紫外线具有很强的敏感性，可强烈吸收紫外光，因此紫外线强度越强，脂肪酸的氧化程度就会越高[14-15]。脂肪酸氧化降解产物对改善茶叶风味品质具有重要贡献作用，可将脂肪酸含量变化情况作为改善晒青绿茶干燥方式的依据之一，因此在排除不良天气干扰的基础上，晒青棚内加设紫外灯进行晒青处理，可促进制品中的脂肪酸降解，进一步提高晒青绿茶香气品质。

表1 不同日晒方式下晒青绿茶的脂肪酸含量 单位：μg/g

2.2 日晒方式对挥发性化合物的影响

使用HS-SPME-GC-MS分析晒青绿茶的挥发性化合物，结果如表2所示，共检测到84种挥发性化合物，包括醛类22种、醇类23种、酮类11种、酯类7种、碳氢化合物11种及其他类化合物。醛类物质含量所占比例最高，约为23%～42%，其次是醇类。如图1所示，揉捻叶在3种干燥方法处理后挥发性化合物含量显著升高，晒青棚干燥、晒青棚加紫外干燥和日光干燥处理后醛类化合物总含量分别上升了50%、112%和205%。QIU等[16]和张录枝等[17]在对黑茶和乌龙茶的挥发性化合物进行研究时也发现类似趋势，干燥后含量分别增加了48%和50%。茶叶干燥后挥发性化合物浓度增加的原因可能有香气前体降解、氧化反应、水分散失以及细胞壁破裂[18-19]。

图1 不同晒干方式对晒青绿茶挥发性化合物种类含量的影响Fig.1 olatile compounds composition of sun-dried green tea by different drying methods

在本研究中，醛类和醇类物质为晒青绿茶的主要风味化合物，多为脂肪酸的降解产物。其中较高含量的己醛具有新鲜青草气味，主要来自脂肪酸中的 C18∶0的氧化降解；(Z)-2-庚烯醛由亚油酸降解产生清香气味；1-辛烯-3-醇则具有非常典型的蘑菇味，主要是亚油酸产物[20-21]。晒青绿茶在干燥后主要的醛醇类物质的含量均高于揉捻叶，且在紫外线较高的2个处理(晒青棚加紫外干燥和日光干燥)中的含量又高于晒青棚干燥处理(图2)，这与脂肪酸分析中的不饱和脂肪酸降解趋势相吻合，说明紫外线强度越大可能越有利于脂肪酸氧化分解为对应的香气化合物。另外，有研究指出这些脂肪酸衍生物含量可作为判断绿茶感官特性的客观指标[6]。

a-主要醛类物质; b-主要醇类物质图2 不同日晒方式对主要醛、醇类物质相对含量变化的影响Fig.2 The relati e content ariations of main olatile aldehydes and alcohols of sun-dried green tea under different drying methods

观察分析其他类型的化合物在干燥后的变化情况发现，具有蘑菇味的1-辛烯-3-酮在进行日光干燥后，其含量上升了近20倍。而β-紫罗酮未在揉捻叶中检出，但在干燥后被检测到。吲哚在晒青棚干燥后的含量最高，而在日光干燥和晒青棚加紫外干燥中无显著差异。

表2 不同日晒方式下晒青绿茶的挥发性化合物组成Table 2 The olatile compounds in sun-dried green tea by different drying methods

续表2

2.3 定量描述分析结果

定量描述分析小组成员评估了不同的晒干方法对晒干绿茶的感官特性的影响，筛选并定义了6个风味属性,包括愉快的气味(日晒味、木香、花香、山楂味以及甜香)和闻起来令人不舒服的青草气，详见表3。除晒青棚和晒青棚加紫外干燥处理下的山楂味外，大多数气味属性的强度之间存在显著差异(P<0.05)。3种干燥处理下的晒青绿茶总体气味分布如图3所示，在愉悦气味属性方面，有较高紫外强度的2组样品(日光干燥和晒青棚加紫外干燥)所得分数更高。晒青棚干燥处理则有较强异味，较难为人们所接受，可能是由于未接收紫外线的充分照射而导致的。感官评估的第7个指标是个人喜爱度，这取决于不同风味属性的协调性和总体可接受度。从图3可知，个人喜好趋势与愉悦属性类似，日光干燥和晒青棚加紫外干燥的样品评分高于晒青棚干燥。说明置于较高强度紫外线干燥处理下的晒青绿茶在感官评估中表现良好，更受消费者的喜爱。

图3 不同干燥方式下晒青绿茶的风味雷达图Fig.3 Fla or radar map of sun-dried green tea dried in different ways

表3 晒青绿茶香气属性定义及标准Table 3 Definitions and standards of aroma attributes for sun-dried green tea

3 结论

本实验研究了3种日晒方式对晒青绿茶中脂肪酸、挥发性化合物和感官品质的影响。结果表明，在晒青绿茶干燥过程中，紫外线强度较高的处理，即日光干燥和晒青棚加紫外干燥，能在较大程度上促进脂肪酸降解，且挥发性化合物种类多，醛类、醇类相对含量均高于晒青棚干燥处理，茶叶风味更好，更为消费者所喜爱。其中晒青棚加紫外干燥方式能减少不良天气对晒青的影响，在未来实际生产中有重要的应用价值。