不同烘焙条件下成品滇红茶香气及化学成分的变化

杨彩霞，王瑶，2，汪艳蛟，殷建忠，王松梅，潘红梅，吴志霜，冯月梅，吴少雄*

（1.昆明医科大学公共卫生学院，云南昆明 650500）（2.曲靖市第二人民医院临床营养科，云南曲靖 655000）

滇红茶又称为云南红茶，是1938 年以云南大叶种鲜叶为原料，经过萎凋、揉捻、发酵、干燥四大工艺而制成的高香类红茶，因其具有“形美、色艳、香高、味浓”的特点[1]而受到消费者的亲睐。香气是决定茶叶性状和品质的关键影响因素。香气成分及其影响因素的研究，伴随着酶学[2-4]、代谢组学[5]、分子化学[6]及分子生物学[7]等相关学科[8,9]的发展及分析检测技术的不断升级而取得了较大进展。影响茶叶香气的因素较多，如茶树品种、种植环境、农艺措施、加工工艺、贮藏方式等[10,11]。加工过程是茶叶香气物质形成的关键步骤。随着生产工艺的优化，红茶的香气品质及其功能成分也发生了相应的变化。

烘焙（俗称“火候”）作为茶叶重要后期处理工艺之一，烘焙处理使茶叶内产生理化学变化，茶叶的内含物质发生熟化、异构化、氧化、后熟作用等[12]，使茶叶的品质发生变化，影响着茶叶的外形色泽、叶底汤色、茶叶冲泡长短等品质。最佳的烘焙工艺是将温度、时间、烘焙次数及热空气供量等多个影响因素协调统一。目前研究主要以感官为主要评价指标，参数设计略有缺乏[13]，综合探讨烘焙温度和时间对红茶香气和功能成分影响的系统研究不足。烘焙提香技术在绿茶、乌龙茶、武夷红茶和祁门红茶中研究比较多，大多数是针对鲜茶进行研究，而对于成品茶相关研究比较少。近年来，红茶产销量一直处于行业领先地位，但每年库存量很大，因此运用烘焙提香技术改善成品茶叶品质及香气成分具有重要意义。故本研究主要通过不同的烘焙温度和时间相组合，探讨其对成品滇红茶的香气和功能成分的影响，以期为改善成品滇红茶品质，进一步为厂家解决了库存成品茶在后期如何处理这一问题提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

成品滇红茶，产自云南龙马江茶叶有限公司，购自云南昆明鑫源超市。

二氯甲烷、萘、无水硫酸钠、无水乙醇、乙腈、甲醇、乙酸、碳酸钠、福林酚、乙二胺四乙酸（均为分析纯试剂），购自南京建成公司。

1.2 主要仪器设备

LE203E/02 电子天平，梅特勒-托利多仪器公司；CT410 旋风式样品磨，瑞典福斯；烘箱，天津泰斯特仪器公司；恒温恒湿箱，科正仪器公司；气相色谱/质谱联用仪，美国Agilent 公司；同时蒸馏萃取装置、LC-20A 高效液相色谱仪，日本岛津公司；分光光度计，日本岛津。

1.3 试验方法

1.3.1 成品滇红茶烘焙处理

将成品滇红茶叶进行烘焙加工处理，分别称取100 g 茶叶盛装于干燥盒中均匀铺放，设置70℃、90℃、110℃、130℃四个温度，分别烘焙1.0 h、2.5 h、4.0 h，烘焙完成，冷却后，将样品保存于密封袋中待测。

1.3.2 成品茶叶样品前处理

称取烘焙处理茶叶样品各30 g，使用旋风磨粉碎过60 目筛，取粉碎过筛后的样品26 g，放入事先折好的纸盒内，在恒温恒湿箱中（平衡条件温度22℃、湿度60%）平衡12～24 h 后待检。

1.3.3 香气组分样品萃取

采用同时蒸馏萃取法（SDE）萃取样品，将26 g样品加入350 mL 蒸馏水，取30 mL 二氯甲烷萃取溶剂，萃取时间2 h，水浴温度60℃。

1.3.4 香气组分样品浓缩

萃取液干燥过夜后，从冷冻柜取出，平衡至室温后样品导入浓缩瓶。每个样品准确定量1 mL 后，装入样品瓶中，进行GC/MS 仪器分析检测。

1.3.5 香气组分检测分析

GC 测定条件：弹性熔融石英毛细管柱（30 mm×0.25 mm×0.25 μm），固定相（5%苯基）－甲基聚硅氧烷升；温程序：初始温度50℃，保持1 min，以8℃/min 速率升温到160℃，保持2 min，再以8℃/min 速率升温至260℃保持15 min；进样口温度：250℃；进样量：1 μL；载气：He，1.0 mL/min；分流比：20:1；溶剂延迟时间：2 min。

MS 分析条件：EI，电离能量：70 eV；离子源温度：230℃；传输线温度：280℃；四级杆温度：160℃；质量范围35～455 u；使用选择离子和全扫描同时扫描模式；选择的离子：萘128。

定性定量方法：采用质谱法定性分析，通过测定的质谱图与计算机谱库（05 版Wiley 和NIST 库）进行比对后定性，选择萘为内标，通过内标法进行定量分析。

1.3.6 功能成分测定 运用高效液相色谱法测定烘焙处理滇红茶样品中儿茶素类成分，分光光度计测定茶多酚，参照国标茶叶中茶多酚、儿茶素类含量的检测方法“GB/T 8313-2008”[14]。

1.3.7 实验数据处理及分析

数据采用EXCEL 2010、SPSS 22.0 进行分析处理。

2 结果与讨论

2.1 不同处理对成品茶样的香气成分的影响

运用同时蒸馏萃取法提取茶叶挥发性成分，并用气相色谱－质谱联用法（GC/MS）对其挥发性成分进行分析鉴定。从表1 可看出，茶叶挥发性成分共65种，其中醛类11 种、醇类20 种、酮类9 种、酯类9种、酸类4 种、烯类2 种、酚类2 种和杂环类化合物8 种，检测出含量较高的香气物质有3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、苯乙醛、糠醇、苯甲醇、α-甲基-α-[4-甲基-3-戊烯基]环氧乙烷甲醇、顺-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇、芳樟醇、苯乙醇、2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢-2H-呋喃-3-醇A、2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢-2H-呋喃-3-醇B、香叶醇、橙花叔醇、植醇、水杨酸甲酯、棕榈酸乙酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯、亚油酸乙酯等成分。随着烘焙处理温度和时间的变化主要呈香挥发性物质含量也随之改变。吕世懂等[15]研究鉴定出滇红茶香气成分76 种，主要以醇类、酮类和酯类化合物为主，醇类化合物的占比最高，主要包括芳樟醇、芳樟醇氧化物、香叶醇和橙花叔醇等萜烯醇类物质。任洪涛等[16]研究中，共检测出97 类挥发性物质，包括醇、醛、酸、酮、酯、内酯、含氮和烃类物质，醇类含量最高，其次为醛类物质。从这些结果可分析出新鲜茶叶烘焙可能较成品茶叶产生的挥发性成分多。

2.2 不同烘焙条件滇红茶香气成分分析

香气测定分析选取样品中主要呈香挥发性物质进行香气分析。孙庆娜[17]研究表明，山东红茶在70℃左右处理1.0～1.5 h 的感官品质较好；此外，烘焙时间对工夫红茶各生化成分的影响不同，但对品质有利的生化成分以烘焙1.0 h 的茶样含量最高；随着烘焙时间延长，工夫红茶香气的种类、含量以及组分比值发生显著变化。张成[18]研究表明，烘焙能改善浙江红茶的感官品质，各样品感官品质随着烘焙时间的延长，呈现出先增加再降低的趋势，且随着烘焙提香温度的升高，烘焙提香达到最好效果时所需要的时间缩短：70℃烘焙下，处理6 h 时达到最佳效果；80℃烘焙下，处理6 h 达到最佳效果；90℃烘焙下，处理5 h达到最佳效果；100℃烘焙下，处理4 h 达到最佳效果；110℃烘焙下，处理1 h 达到最佳效果。朱永兴研究认为处理温度在110℃上将有损红茶品质。张伟等[19]研究发现，铁观音依次在100℃下烘焙90 min、在120℃下烘焙60 min、在140℃下烘焙30 min 左右待茶叶冷却至室温，此处理条件下所得茶叶感官评价最好。郑月梅等[20]研究发现，烘焙温度与生化品质成负相关，高温烘焙使茶叶中氨基酸含量显著减少，低温有助于茶氨酸积累。沈强等[21]研究发现，提香温度控制在100℃～120℃时，有利于形成贵州珠形绿茶滋味醇正、栗香较显和香气持久的独特品质风味。倪德江等[22]研究发现在处理温度小于130℃范围内，随着处理时间延长，绿茶由清香变栗香且香气浓度较高。实验借鉴了其它茶类的烘焙提香处理经验，研究成品滇红茶在70、90、110、130℃下分别烘焙1.0、2.5、4.0 h 样品，研究烘焙温度和烘焙时间对茶叶香气的影响，希望提出红茶烘焙提香处理新的工艺参数，为红茶加工提供一定技术理论支持。主要成分分析见表2。从表2 可以看出，在70℃、90℃烘焙下，呈玫瑰香和花香的苯甲醇、苯乙醇和香叶醇，具有栗香和木香的芳樟醇及芳樟醇氧化物，呈现烤香和焦香味的吡嗪、吡啶和吲哚，呈现甜香的β-紫罗兰酮和橙花叔醇，松香的α-松油醇，奶香的水杨酸甲酯随着烘焙时间的延长含量随之增加；110℃烘焙下，苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、吡嗪、吡啶、吲哚、橙花叔醇、水杨酸甲酯随烘焙时间增加含量升高，芳樟醇及芳樟醇氧化物、β-紫罗兰酮和α-松油醇，随时间延长含量降低；130℃烘焙下，苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇及芳樟醇氧化物、吡啶、吲哚、橙花叔醇、β-紫罗兰酮和α-松油醇随烘焙时间增加含量降低，水杨酸甲酯和吡嗪类物质随时间延长含量升高。在相同烘焙时间下，烘焙1 h 时苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇、水杨酸甲酯在70℃时含量最高，吲哚、吡啶、橙花叔醇和α-松油醇在110℃以上温度下含量较高；烘焙2.5 h 时，苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇、橙花叔醇、β-紫罗兰酮和水杨酸甲酯在70℃、90℃时含量较高，吲哚、吡啶、吡嗪在130℃含量高；烘焙4 h时，苯甲醇、苯乙醇、橙花叔醇在70℃含量最高，香叶醇、芳樟醇及其氧化物在90℃含量最高，和水杨酸甲酯在110℃含量最高，吡嗪在130℃含量最高。

本研究中苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇及其氧化物、β-紫罗兰酮、橙花叔醇和水杨酸甲酯、α-松油醇、吡嗪、吡啶和吲哚等构成滇红茶主要呈香成分，在挥发性物质主要构成与吕世懂[15]和任洪涛等[16]研究结果相似。庞月兰等[23]用电焙笼在100～110℃烘6 h 或120℃烘3 h，有利于提升乌龙成茶香气品种，这可能由于烘焙方式及茶叶品种引起的差异。总体看，提高烘焙温度，延长烘焙时间，成品茶叶香气成分种类并没有随之增多，主要呈香物质含量呈现出不同的变化趋势，70℃、90℃烘焙1～4 h 时茶叶香气成分含量最多，该条件为提升成品滇红茶香气最佳烘焙条件。

2.3 不同烘焙条件成品滇红茶的功能成分分析

成品滇红茶经过烘焙处理，用高效液相色谱仪测定茶多酚（TP）、没食子酸（GA）、表没食子儿茶素（EGC）、儿茶素（C）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表儿茶素（EC）、表没食子酸儿茶素没食子酸酯（EGCG）含量。从表3 看出，茶多酚含量经过烘焙处理后含量明显降低（p<0.01），且在相同处理时间下温度越高，茶多酚降低越明显；王杰等[24]研究发现红陈茶经过100、110、120℃烘焙15 min 后茶多酚显著减低，与本研究结论类似；从整体实验情况看，在110℃处理下，茶多酚含量是增加趋势，与其他温度试验结果相反，可能由实验误差造成；也可能是茶多酚的分子结构存在氢键[25]，温度在110℃、4 h 烘焙条件下，使分子氢键缔合作用加强，使茶多酚稳定性增加，导致含量呈现增加趋势。茶多酚在高温烘焙条件下，酶促氧化作用停止，非酶促氧化作用增加，茶多酚以游离状态与蛋白质、氨基酸等其他物质形成络合物以大分子物质沉淀下来，使茶多酚的含量减少[26]。另一方面：茶多酚的稳定性主要是由其结构所决定的。茶多酚基本为2-连（或邻）基酚基苯并吡喃衍生物结构，其酚羟基除间位外，多为邻位和连位，而不是单羟基酚。邻、连位羟基的存在，易使分子内产生氢键，连同苯环上的碳原子形成稳定的五元环结构，在一定程度上对易被氧化的-OH 起保护作用[27]。

表3 不同烘焙处理条件下茶多酚（TP）含量变化（%）Table 3 The tea polyphenol contents at different baking conditions

从表4 看出，在烘焙温度相同时，没食子酸含量随烘焙时间延长含量增多（p<0.01），在烘焙1～2.5 h时增加最明显。在烘焙时间一定时，含量随温度升高而增多，130℃烘焙2.5 h 含量最多；从表5 发现，儿茶素在经过70℃、90℃、110℃烘焙处理后总体含量降低，温度达130℃含量增多（p<0.01），烘焙1～2.5 h 时含量随温度升高而增加；从表6 发现，在温度相同并延长烘焙时间时，表没食子儿茶素含量变化没有差异（p>0.05）。在烘焙1～2.5 h 时，烘焙70℃和90℃能增加表没食子儿茶素含量，且含量最高温度升高至110℃其含量减少低于未处理样品含量；从表7 发现，在70℃、90℃时延长烘焙时间时，表没食子儿茶素含量在1～2.5 h 时含量增加，在2.5 h 含量最多，时间继续延长含量降低（p<0.01）。在时间一定，烘焙70℃和90℃含量增加，温度升高至110℃其含量减少低于未处理样品含量；从表8 发现，70℃、90℃烘焙1 h 表儿茶素含量增多，温度继续升高时含量降低（p<0.01）；从表9 发现，在1～2.5 h 烘焙时间下，温度在70℃、90℃时含量逐渐增多，温度继续升高时含量降低（p<0.01）。没食子酸（GA）和儿茶素类单体物质具有抗氧化、降血脂、降血糖和消炎等功能[28]，刘盼盼等[29]研究发现青砖茶抗氧化性与表没食子酸儿茶素没食子酸酯含量呈正相关。本研究发现，滇红茶在70℃、90℃温度下烘焙1～2.5 h 能增加没食子酸（GA）和儿茶素类单体物质含量，可推测滇红茶后烘焙处理能提高滇红茶的抗氧化功效，但需进行进一步验证。从总体上看茶多酚随烘焙时间和温度延长含量降低，在烘焙温度在70-90℃之间烘焙1～2.5 h 时没食子酸和儿茶素类单体物质生成量增多。

表4 不同烘焙处理条件下没食子酸（GA）含量变化（%）Table 4 The gallic acid contents at different baking conditions

表5 不同烘焙处理条件下儿茶素（C）含量变化（%）Table 5 The catechin contents at different baking conditions

表6 不同烘焙处理条件表没食子儿茶素(EGC)含量变化(%) Table 6 The epigallocatechin contents at different baking conditions

表7 不同烘焙处理条件下表儿茶素没食子酸酯（ECG）含量变化（%）Table 7 The epigallocatechin gallate contents at different baking conditions

表8 不同烘焙处理条件下表儿茶素（EC）含量变化（%）Table 8 The epicatechin contents at different baking conditions

表9 不同烘焙处理条件下表没食子酸儿茶素没食子酸酯（EGCG）含量变化（%）Table 9 The epigallocatechin gallate contents at different baking conditions

3 结论

3.1 烘焙提升成品滇红茶的香味

滇红茶经过烘焙处理，检测出茶叶香气成分共65种，包含醛类11 种、醇类20 种、酮类9 种、酯类9种、酸类4 种、烯类2 种、酚类2 种和杂环类化合物8 种。具有玫瑰香、花香、栗香、木香、甜香、奶香的苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇及其氧化物、β-紫罗兰酮、橙花叔醇和水杨酸甲酯等挥发性成分在70℃、90℃温度下，烘焙1～4 h 是含量较高，呈现的香味愈浓烈。呈现松香、烤香和焦香味的α-松油醇、吡嗪、吡啶和吲哚等挥发性成分，需在90～110℃烘焙温度下含量明显增加，温度达130℃吡嗪物质含量较多。成品滇红茶在加热烘焙时，能够促进芳香族衍生物苯甲醇、苯乙醇和水杨酸甲酯以及萜烯类衍生物香叶醇、橙花叔醇和芳樟醇及其氧化物含量的生成，提高茶叶香气。同时加热茶叶发生美拉德反应生成杂环类化合物吡嗪、吡咯、吲哚和呋喃等物质从而促进芳香物质的改变和形成，进一步提升茶叶香气[30]。本研究滇红茶在70℃、90℃温度下烘焙1～4 h 增加其主要呈香挥发性物质芳樟醇及其氧化物、杂环氮氧化合物含量，提升滇红茶香气。

3.2 烘焙改善成品滇红茶的生化功能

没食子酸（GA）和儿茶素类单体物质是由茶多酚发生酶促和非酶促氧化反应生成，成品滇红茶在烘焙处理过程中主要发生非酶促氧化反应，因此在烘焙过程中茶多酚（TP）发生非酶促反应，转化成茶色素、没食子酸和儿茶素单体等物质，其含量减少，没食子酸（GA）随温度和烘焙时间延长含量增多。表没食子儿茶素（EGC）、儿茶素（C）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表儿茶素（EC）、表没食子酸儿茶素没食子酸酯（EGCG）具有抗氧化、抗肿瘤功能[31]。在70℃、90℃烘焙1～2.5 h 含量逐渐增多，当温度继续升高时含量降低。儿茶素单体在高温下会发生异构化和降解[32]，在本研究发现，烘焙温度高于110℃时儿茶素单体物质含量减少。多酚类、儿茶素类影响茶叶苦涩味，茶叶中多酚类和儿茶素类物质越多苦涩味越重，本研究发现，温度在90℃烘焙4 h 时儿茶素物质含量增多，说明在此温度下茶叶品质可能受到影响。滇红茶在70℃、90℃温度下烘焙1～2.5 h 能增加没食子酸（GA）和儿茶素类单体物质含量，可推测滇红茶后烘焙处理能提高滇红茶的抗氧化功效。本研究通过不同的温度和时间对成品滇红茶进行后烘焙处理，根据各阶段茶叶香气和功能成分的变化，筛选出70℃、90℃温度下烘焙成品滇红茶1～2.5 h 既能提升香气又能较好维持其抗氧化功能，可在实际生产操作中提供一定的指导意义。