不同光质摊青对夏秋茶树鲜叶挥发性物质及其绿茶品质影响研究

刘建军，张金玉，彭叶，刘晓博，杨云，黄涛，温贝贝，李美凤

不同光质摊青对夏秋茶树鲜叶挥发性物质及其绿茶品质影响研究

刘建军，张金玉，彭叶，刘晓博，杨云，黄涛，温贝贝*，李美凤*

贵州大学茶学院，贵州 贵阳 550025

香气粗老是影响夏秋绿茶品质的重要因素。为提高夏秋绿茶品质，以福鼎大白茶为研究对象，以自然摊青为对照，采用红光、黄光、蓝光和紫光对离体鲜叶进行辐照，通过顶空固相微萃取-气质联用技术（HS-SPME-GC-MS）检测摊青叶挥发性成分，使用层次聚类（HCA）、主成分分析（PCA）和偏最小二乘判别分析（PLS-DA）等分析方法，探究促进茶叶花果香形成的最适光质及关键物质。结果显示，不同光质对挥发性物质种类、含量具有显著影响；从5个样品中共鉴定出36种挥发性物质，其中醇类与萜烯类物质种类最多，酯类和醇类化合物平均含量较高；红光是促进茶叶花香物质形成的最佳光质，3-蒈烯、月桂烯、苯乙醇等物质是茶叶花香形成的关键物质；4种光质均能显著降低茶多酚含量，显著增加游离氨基酸和咖啡碱含量，降低酚氨比。感官审评结果显示，与对照组相比，4种光质辐照后的茶叶香气清爽、滋味鲜爽，其中红光辐照的茶叶感官评分最高。研究表明，红光辐照夏秋茶离体鲜叶能够增加茶叶香气物质的种类和含量，显著提高花果香形成的关键物质，增加茶汤鲜爽味。

茶树鲜叶；光照摊青；挥发性香气组分；品质成分

绿茶是我国产量最大的茶类，春茶香高味醇，品质优良，而夏秋茶香气粗老淡薄、滋味苦涩，造成夏秋茶资源利用率低[1]。摊青是绿茶品质形成的重要工序，茶鲜叶适度摊青有利于芳香类物质的形成[2]。为提高夏秋绿茶品质，摊青方式的改进一直是研究热点，如引进乌龙茶做青工艺[3]、优化鲜叶摊青过程的温度、湿度等条件[4]。尽管这些工艺的改进在一定程度上改善了夏秋茶品质，但未能从根本上改变其粗老苦涩的感官风味。茶梢离体后，在酶钝化之前仍具有生理活性，叶片中进行着一系列的生理生化反应[5]，短期暴露在强光下的光合生物会诱导代谢变化，如萜类和苯丙素类，用以修复、屏蔽、猝灭活性氧或产生储存物质[6]。因此，在摊青过程补充光源，已成为改变茶鲜叶生化成分的重要手段[7]。

近几年，在摊青阶段补充光源，已证实可以有效改善茶叶品质[8]。黄藩等[9]研究发现，在鲜叶萎凋过程中使用红光和蓝光辐照能显著降低红茶中酯型儿茶素的含量，且红光增强了红茶香气，蓝光提升了滋味强度。张贝贝[10]研究发现，经黄、蓝、红和橙光辐照萎凋所制成的红茶，香气成分含量较高，其中黄光和红光能显著提升甜香味和鲜醇度，而黄光和紫光显著增加游离氨基酸总量。林家正等[7]研究发现，红光萎凋的鲜叶中，挥发性香气物质总量显著高于自然萎调，增强了红茶中的花香味和浓爽度。罗玲娜等[11]对比了不同光质萎凋工艺对白茶品质的影响，结果表明白茶香气含量大小依次为蓝光组>白光组>黄光组>红光组>绿光组>暗处理组（对照）；所有光照组感官品质均优于对照组，黄光组最佳。前人研究表明，在萎凋过程利用光辐照能显著改善红茶和白茶品质，且茶叶香气、滋味等品质成分的变化与光质紧密相关。

茶树鲜叶品质成分含量与茶叶品质密切相关。目前尚未有光质对夏秋绿茶品质形成影响的相关报道。因此，本研究选用夏秋茶鲜叶为原料，在摊青过程使用红、黄、蓝和紫光辐照，系统研究不同光质对夏秋茶鲜叶挥发性香气物质、非挥发性物质品质成分和绿茶感官品质的影响，为高品质的夏秋绿茶制作工艺及光照摊青技术在茶叶生产上的应用提供一定的理论依据和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以夏秋季福鼎大白茶一芽二叶为原料。2021年6月7日上午9:00—11:00采于贵州省贵阳市花溪区久安乡贵州贵茶有限公司茶园，采摘当日为阴天，温度为22～23℃。

1.2 试剂与仪器

1.2.1 主要试剂

茶氨酸（Thea）、天门冬氨酸（Asp）等氨基酸均为标准品，纯度大于98%，购自成都克洛玛生物科技有限公司；儿茶素（C）、表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）购自北京索莱宝科技有限公司，纯度大于98%；癸酸乙酯（99%）、磷酸氢二钠（GR，99%）购自上海麦克林生化科技有限公司；二氯甲烷（GC≥99.8%）、磷酸二氢钾（AR，99.5%）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；乙酸（AR，≥99.5%），通用试剂；乙二胺四乙酸二钠盐（BC级）购自生工生物工程（上海）股份有限公司；甲醇（HPLC级）、已腈（HPLC级）购自美国Supelco公司。

1.2.2 仪器设备

LED光源（T5），三安光电股份有限公司；照度计（AS823），香港希玛仪器仪表有限公司；Primaide 1110pump高效液相色谱仪、UH5300紫外分光光度计，日本日立公司；7890B-7000D气相色谱-质谱联用仪，安捷伦科技有限公司；手动SPME进样器、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头，美国Supelco公司；DF-101S恒温磁力搅拌器，郑州豫华仪器制造有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 制样方法

将500 g鲜叶均匀摊铺在自制光照萎凋箱（长×宽×高为70 cm×30 cm×35 cm，带有遮光罩且透气效果良好），分别采用光照强度为1 200 lx的红光（R，620～750 nm）、黄光（Y，570～590 nm）、蓝光（B，476～495 nm）和紫光（P，380～450 nm）4种LED光质辐照摊青叶8 h，以室内光照强度为320 lx的日光灯下摊青叶为对照（CK）；摊叶厚度2～4 cm；摊青温度为23～25℃；湿度为60%～65%。摊青结束后，各组分别取样3次共计200 g液氮固样，冷冻干燥用于代谢组检测；另取200 g蒸汽杀青，75℃，1.5 h烘干制成绿茶用于感官审评。

1.3.2 感官审评

按照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》中绿茶审评方法，由5位取得高级评茶员资格证书的评茶人员，对样品的汤色、香气、滋味和叶底进行密码审评。由于茶样无做形工艺，干茶外形松散，因此外形和叶底只进行色泽匀整度和明亮度审评，计分时按外形15%、汤色10%、香气30%、滋味35%、叶底10%的权重进行加权平均计算。

1.3.3 茶多酚、儿茶素等品质成分测定

根据GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》、GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》、GB/T 8312—2013《茶咖啡碱测定》，检测茶叶的茶多酚总量、儿茶素组分含量、游离氨基酸总量和咖啡碱含量。

1.3.4 氨基酸组分含量测定

茶汤制备与衍生参考Li等[12]方法，略作改动。称取3.000 g茶粉于500 mL锥形瓶中，加沸蒸馏水450 mL，立即转入沸水浴中，浸提45 min（每隔10 min摇动1次），然后趁热减压过滤，残渣用少量热蒸馏水洗涤2～3次。将滤液转入500 mL容量瓶中，冷却后用水定容至500 mL，摇匀。吸取40 µL茶汤、200 µL DNFB、200 µL NaHCO3、360 μL超纯水于2 mL离心管中，60℃暗水浴60 min，冷却至室温后加入800 µL KH2PO4，涡旋1 min，暗条件放置15 min，过0.22 µm水性膜，注入进样瓶待测。

色谱条件：色谱柱为Lachrom C18（4.6 mm×250 mm×5 µm）色谱柱；流动相A为4 mmol·L-1醋酸钠-四氢呋喃混合液（醋酸钠︰四氢呋喃=96︰4）；流动相B为80%乙腈；流速为0.9 mL·min-1；柱温为35℃；检测器UV为360 nm。

梯度洗脱程序：0 min，5%B；8 min，13%B；18 min，14%B；25 min，26%B；32 min，29%B；37 min，80%B；42 min，100%B；47 min，5%B；50 min，5%B。

1.3.5 挥发性物质检测与分析

萃取：采用手动固相微萃取（SPME）进样器和50/30 μm DVB/CAR/PDMS纤维头萃取茶样香气物质。称取1 g茶样，放入40 mL顶空萃取瓶中，加入1 g NaCl，加入50 mg·L-1癸酸乙酯40 µL，充分混合后加入煮沸去离子水5 mL，迅速加盖密封置于60℃水浴锅中，平衡5 min后将萃取头插入萃取瓶中萃取50 min。萃取结束后取出萃取头，插入气相色谱进样口，在250℃条件下解析5 min。

GC-MS条件参考Liao等[13]方法，对GC条件中的升温程序略作改动。GC条件：Agilent7890B-7000D气相色谱-串联四极杆质谱联用仪；色谱柱：HP-5MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱，进样口温度为250℃；升温程序：柱温40℃保持2 min，以5℃·min-1升至85℃保持2 min，然后以2℃·min-1升至110℃，再以4℃·min-1升至160℃保持1 min，最后以10℃·min-1升至230℃保持5 min。MS条件：电子能量70 eV；离子源温度230℃；接口温度230℃；质量扫描范围：m/z 40～400。

定性与定量分析：将各色谱峰对应得质谱图进行人工解析及计算机检索，质谱图使用NIST MS search2.3检索，同时与相关文献进行核对，以此对检索出的成分进行定性；将各组分的相对含量采用内标法进行定量，以癸酸乙酯为内标，扣除溶剂峰和杂质峰，将各色谱峰面积与内标葵酸乙酯面积之比为各挥发性化合物的相对含量[14]，具体计算公式如下：

ρ=（ρ×A）/

式中：ρ为任一组分的质量浓度（μg·L-1）；ρ为内标的质量浓度（μg·L-1）；A为任一组分的色谱峰面积；为内标的色谱峰面积。

1.4 数据统计分析

数据统计分析利用Excel 2019软件；显著性分析采用SPSS 20.0软件；绘图采用Origin 2018软件；PCA、PLS-DA分析使用Simca 14软件，所有物质检测数据基于样品重复3次。

2 结果与分析

2.1 不同光质辐照对摊青叶挥发性物质的影响

不同光质辐照显著改变了摊青叶中挥发性物质的种类。样品中共检测出36种挥发性香气组分，包括33种共有组分和3种特异性组分（表1）。共有组分包括醛类、萜烯类、醇类、酯类、酮类、酚类物质、含氮化合物和其他烯烃类化合物，其中萜烯类、醇类香气组分占比最大，均达到28%（10种）。其次为酯类和醛类，分别为17%（6种）和11%（4种）（图1-A）。3种特异性组分中，乙酸叶醇酯仅在CK样品中检出，3-蒈烯在R、Y、B和P样品中检出，反式-2-已烯醛仅在样品R和Y中检出，说明光质影响了摊青叶的香气成分组成比例。

不同光质辐照显著改变了摊青叶挥发性物质的含量（图1-B）。根据含量的变化，光质对挥发性物质的影响可以分为两类（图1-C）。第一类为R和Y，显著增加了苯环类物质和萜烯类物质的含量；第二类为B、P和CK，其中P和CK相关性更强，显著降低了反式-2-己烯醛和大部分萜烯类物质的含量。统计分析显示，5组处理的样品挥发性物质的总量大小为：R（148.21 μg·L-1）>Y（129.10 μg·L-1）>B（122.14 μg·L-1）>P（113.75 μg·L-1）>CK（104.34 μg·L-1）（表1）。4种光质均能显著增加萜烯类、醇类和酯类的含量。此外，R能显著增加醛类、酮类、含氮化合物和其他烯烃类物质含量；Y能显著增加醛类、酮类和酚类物质的含量；B能显著增加含氮化合物含量，但醛类物质含量显著降低；P能增加酮类、萜烯类物质含量，但不显著（图1-D）。结果表明，光辐照能够促进挥发性物质的形成，而挥发性物质的形成具有光质偏向性。

不同光质辐照对茶鲜叶生物合成途径的影响各异（图1，表1）。R主要促进萜烯类和芳香族挥发性物质的释放，其中月桂烯、香叶醇、苯乙醇和水杨酸甲酯分别较对照组增加了2.32倍、2.14倍、3.42倍和1.45倍，表明红光辐照显著促进了单萜、苯丙氨酸和苯丙素代谢途径物质的积累。Y显著促进壬醛（1.66倍）和2,4-二叔丁基苯酚（1.83倍）的积累，表明黄光辐照主要促进亚麻酸代谢途径和酚类物质的形成。B分别使壬醛和苯乙醇显著降低了73.87%和54.93%，表明蓝光辐照不利于亚麻酸代谢途径和苯丙氨酸途径挥发性物质的形成。与CK相比，P显著促进了-罗勒烯、香叶醇、3-蒈烯、水杨酸甲酯的积累，显著降低橙花叔醇的积累，表明紫光辐照主要影响萜烯代谢途径。

表1 不同光质摊青鲜叶香气组分及含量

Table 1 Contents of aroma components in fresh tea leaves under different light treatments

注：同行数据相比，不同小写字母表示差异显著（<0.05），下表5同

Note: Different lowercase letters after the standard deviation of peer data indicate significant differences (<0.05). Table 5 below is the same

注：不同小写字母表示存在显著差异（P<0.05）。A：挥发性化合物占比图；B：样品主成分得分图；C：不同光质摊青样品的HCA结果；D：不同光质摊青茶样挥发性组分类型及含量

2.2 不同光质辐照下摊青叶的特征性成分分析

在PCA分析的基础上，对不同光质辐照摊青鲜叶的挥发性成分进行PLS-DA分析，建立有监督模式的PLS-DA模型，设置分类Y矩阵变量随机排列200次做置换检验（图2-A），R2的回归线斜率为正，Q2拟合直线在Y坐标轴的截距为–0.727，小于0.05，回归线斜率为正，说明所建模型不存在过度拟合现象，能够对不同光质辐照鲜叶挥发性组分进行判别分析。由得分矩阵图可知（图2-B），PLS-DA模型中所有数据点均在95%置信区间内，聚类良好，组间区分明显，说明不同光质辐照对摊青叶挥发性物质含量影响存在差异。

PLS-DA模型中变量VIP>1，可将相对应的变量定义为判别模型的关键变量，对样本分类的影响具有统计学意义，可作为差异标志物[15]。VIP值显示，-杜松烯、壬醛、乙酸叶醇酯、罗勒烯、()-己酸-3-己烯酯、2,4-二叔丁基苯酚、苯乙醇、3-蒈烯、吲哚、橙花叔醇、-榄香烯、反式-2-已烯醛和反式-马鞭草烯醇共13种物质是引起红光、黄光、蓝光、紫光和自然光摊青条件下鲜叶香气品质存在差异的主要标志性成分（图2-C）。PLS-DA因子载荷图展示了不同光质辐照摊青对鲜叶中挥发性物质的影响（图2-D）。将PLS-DA载荷图结合表1定量结果进行分析，发现乙酸叶醇酯是区别第1组（CK）与光质处理组的重要差异代谢产物；3-蒈烯、苯乙醇和月桂烯的含量在第2组（R）中显著或明显高于其他样本，这3种挥发性物质是区别红光与其他样品的标志性成分；异戊酸香叶酯，2,4-二叔丁基苯酚和壬醛的含量在第3组（Y）中显著高于其他样品，是黄光辐照后的特征性物质；反式--罗勒烯和1-(4-甲基苯基)-1-乙醇在第4组（B）中明显增加但不显著，然而PLS-DA图显示这两种物质与B最接近，可能是蓝光辐照摊青叶的特征性物质；所有挥发性物质均远离第5组（P），表明紫光辐照样本可能没有特征性成分。

注：A：PLS-DA模型置换检验图；B：PLS-DA得分散点图；C：PLS-DA载荷散点图；D：PLS-DA VIP值图。SM1.DA(1)，CK；SM1.DA(2)，R；SM1.DA(3)，Y；SM1.DA(4)，B；SM1.DA(5)，P

2.3 不同光质摊青对绿茶感官品质的影响

不同光质辐照摊青叶8 h后，经蒸汽杀青、75℃干燥1.5 h，所得绿茶用于感官审评（表2）。CK和4种光质辐照后的绿茶感官总评分为：R（93.00）>Y（91.58）>B（91.09）>P（90.88）>CK（90.07）。外形评分与颜色相关性最大，在蓝光辐照下，干茶色泽较差。香气评分主要以愉悦的花果香为评价指标，评分结果为：R（93.67）>Y（91.50）>B（91.33）>P（90.67）>CK（89.67），表明4种光质均有利于花香物质的形成，红光最佳。滋味评分主要以绿茶的鲜爽、醇厚为评价指标，评分结果为：R（93.33）>Y（91.67）>B（91.33）>P（91.00）>CK（90.17），表明4种光质均能增强绿茶滋味，以红光最佳。叶底主要以叶片颜色和匀整度为评价指标，评分结果为：R（91.67）>Y（91.00）>CK（90.83）>P（90.33）>B（90.17），表明红光和黄光能改善叶底颜色，红光最佳。尽管4种光质辐照能够提高绿茶感官品质，但蓝光辐照明显降低了干茶和叶底色泽品质。

为探究摊青叶挥发性物质对茶叶香气品质的影响，使用GC-MS检测不同光质辐照后挥发性物质的定量结果与所制成绿茶的香气感官审评分数进行相关性分析（显著取≥0.8，表3）。结果发现，苯甲醛和顺-己酸-3-己烯酯与CK香气呈正相关，与R、Y、B相关性不显著，与P呈负相关；R香气评分与柠檬醛呈显著正相关（=0.998），与顺-3-己烯酸顺-3-己烯酯负相关性最大（=0.974）；Y香气评分与柠檬烯（=0.994）呈显著正相关，与4-异丙基甲苯（=–0.967）负相关性最大；与样品B香气评分相关性较大的物质有顺-芳樟醇氧化物（吡喃型）（=0.998）和紫罗兰酮（=0.997），呈负相关性较大的物质为蒎烯（=–0.817）。与样品P香气评分相关性较大的物质为橙花醇（=0.995），呈负相关性较大的物质为石竹烯（=–0.866）。相关性分析显示苯甲醛、顺-己酸-3-己烯酯、顺-3-己烯酸顺-3-己烯酯、4-异丙基甲苯、蒎烯和石竹烯不利于夏秋绿茶香气品质的提升。而顺式-芳樟醇氧化物（呋喃型）、别罗勒烯、水杨酸甲酯、橙花醇、柠檬醛和-榄香烯与感官审评的相关性系数在光照处理后远远高于CK，表明这些物质可能是夏秋绿茶花香风味形成的重要贡献因子。

表2 不同光质摊青方式下绿茶感官审评结果

注：同行数据标准差后不同小写字母表示差异显著（<0.05）

Note：Different lowercase letters after the standard deviation of the data in the same line indicate significant differences (<0.05)

表3 香气成分与香气感官评分相关性分析

注：*表示在0.05水平（双侧）上显著相关

Note: * represents significant correlation at the 0.05 level (two-sided)

2.4 不同光质辐照对摊青叶非挥发性品质成分的影响

儿茶素是茶多酚的主要组成成分，是茶叶重要的呈味物质[16]，不同光质辐照显著影响了摊青叶中茶多酚和儿茶素的积累（表4）。对不同光质处理下儿茶素组分和总儿茶素含量、酚氨比进行层次聚类热图分析，结果显示Y、R和B聚为一类，CK和P聚为一类，表明摊青叶的儿茶素类物质在Y、R和B处理下含量变化趋势接近，而在P处理下与CK比较接近（图3-A）。在不同光质处理下，EGC、ECG、EGCG、酚氨比、总儿茶素和总酚聚为一类，C和EC聚为一类。

不同光质均显著促进咖啡碱和简单儿茶素（EGC、C）的积累，显著降低酯型儿茶素（EGCG、ECG）和总酚的积累，显著降低总儿茶素的含量和酚氨比（表4）。而EC在R和Y处理下含量明显增加，在P处理下显著降低。其中EGC在P处理下增加1.85倍，达到11.41 mg·g-1，C在Y处理下增加了1.83倍至20.42 mg·g-1。EGCG、TC、TP在R处理下显著减少，酚氨比降低显著。咖啡碱含量在B处理下增加了1.36倍至4.35 mg·g-1。结果表明，红光处理显著促进简单儿茶素积累，显著降低酯型儿茶素、总儿茶素和总酚的积累，降低酚氨比最明显，有利于降低夏秋绿茶苦涩味。

表4 不同光质对茶样主要品质生化成分的影响

注：同行数据标准差后不同小写字母表示差异显著（<0.05）

Note: Different lowercase letters after the standard deviation of the data in the same row indicate significant differences (<0.05)

注：A：儿茶素组分、茶多酚总量和酚氨比的聚类分析；B：氨基酸组分、游离氨基酸总量聚类分析

氨基酸是绿茶重要的品质成分。为探究不同光质对氨基酸代谢的影响，使用UPLC对不同处理下的氨基酸组分进行了定量检测（表5，图3-B）。从5个样品中共检测出18种氨基酸组分，其中共有氨基酸组分为16种。含量最高的是茶氨酸，其次为组氨酸和苯丙氨酸，含量最低的是-氨基丁酸和缬氨酸。不同光质处理后，氨基酸组分总量和总游离氨基酸含量显著增加，尤其是苏氨酸、氨基丁酸、蛋氨酸、异亮氨酸和亮氨酸。与其他光质相比，R显著促进了茶氨酸、丝氨酸、精氨酸、缬氨酸和蛋氨酸的积累。茶氨酸是茶叶中的主要氨基酸，R中茶氨酸含量高达20.928 mg·g-1，是氨基酸积累的主要贡献因子。B对氨基酸含量的积累仅次于R，其中氨基丁酸含量增加最多，是CK处理的143倍，丙氨酸含量降低至痕量（未检出）。与CK相比，P处理促进了除半胱氨酸、脯氨酸、缬氨酸、甘氨酸和赖氨酸以外的所有氨基酸组分和总游离氨基酸，其中甘氨酸显著降低了99.13%。与P类似，Y处理降低了半胱氨酸、脯氨酸、缬氨酸和谷氨酸含量，明显促进其他氨基酸组分的积累。结果表明，光照处理显著增加了总氨基酸组分和总游离氨基酸的积累，而氨基酸组分的积累具有光质偏向性。

将氨基酸组分的差异代谢变化映射到KEGG通路（图4），结果显示，R、B和P处理促进三羧酸循环产物谷氨酸和天冬氨酸的积累，其下游氨基酸产物大部分显著或明显积累。Y处理则明显减少谷氨酸的含量。然而，Y处理下谷氨酸和天冬氨酸下游产物显著积累，如丝氨酸、苏氨酸和异亮氨酸等。光合作用和莽草酸途径也是合成氨基酸的通路，KEGG通路显示所有光质均显著或明显促进了苯丙氨酸的积累。结果表明，光照摊青对氨基酸代谢通路的影响因光质不同而差异。

表5 不同光质摊青对鲜叶氨基酸组分的影响

图4 不同光质辐照对摊青叶氨基酸组分代谢的影响

3 讨论与结论

夏秋季节日照强烈，干旱少雨，氮代谢降低，碳代谢加强，茶鲜叶多酚类物质，儿茶素、花青素等含量较多，而芳香物质、维生素、氨基酸等含量低，因此夏秋绿茶苦涩味较重，香气淡薄，质量明显低于春茶[17]。摊青是绿茶加工过程的重要工序，在该过程中生化反应非常活跃，如脂肪酸氧化和糖苷水解，产生大量挥发性化合物[18]。光照影响摊青叶中代谢产物的积累[21]。为探明促进香气物质积累的最适光质，本研究分别使用红光、黄光、蓝光和紫光辐照夏秋茶摊青叶8 h。检测发现4种光质均能显著增加摊青叶挥发性物质的总量，聚类与统计分析发现红光与黄光聚为一类，显著促进挥发性物质总量的积累，其中红光最佳；而蓝光、紫光和CK聚为一类，对挥发性物质的积累作用较弱，其中紫光促进挥发性物质的积累最弱。红光显著促进福鼎大白茶醛类、醇类和酯类的积累，与林家正等[7]使用红光辐照茶树金牡丹品种的研究结果一致，与其研究不同的是，本研究发现红光显著促进了福鼎大白茶萜烯类和含氮化合物的积累，表明摊青叶对红光的响应可能与茶树品种相关。

挥发性萜类物质（单萜、倍半萜）、脂肪酸和苯丙素类/苯环型类物质（苯乙醇、水杨酸甲酯）是茶叶呈现花香果味的关键物质[19-21]。这些物质主要以糖苷形式作为香气前体物质贮存在茶叶细胞中[22-25]。-葡萄糖苷酶、-樱草糖苷酶和半乳糖苷酶参与糖苷类香气物质前体的水解过程，黄光显著提升-葡萄糖苷酶的活性且显著增加-樱草糖苷酶基因的表达，促进红茶花香形成[26]。9/13-脂氧合酶氧化长链脂肪酸促进挥发性脂肪酸的积累[27]。本研究结果显示，红光和黄光极显著促进摊青叶中单萜物质的释放，其中单萜物质柠檬烯、罗勒烯、芳樟醇、别罗勒烯、香叶醇和-紫罗兰酮的含量在红光处理下显著或明显高于黄光处理，表明红光可能与黄光类似，主要通过增强糖苷酶的活性促进萜烯物质积累，且糖苷酶的活性可能在红光辐照下更强。蓝光辐照促进了10种萜类物质积累，同时减少了10种萜类物质的含量，表明蓝光处理对萜类的影响复杂，其机理有待进一步研究。前人研究发现，UV-B辐照诱导类胡萝卜素衍生物及其相关基因的表达[28]，诱导-糖苷物质的形成[29]。紫光辐照后，大部分单萜物质含量下降，推测蓝、紫光辐照可能促使碳代谢流入类胡萝卜素分支，也可能促进了内含物质的糖基化。此外，红光显著促进苯乙醇积累，黄光影响不显著，而蓝、紫光均显著降低了苯乙醇含量，所有光质均显著促进水杨酸甲酯和大部分脂肪酸的积累，表明光质可能通过影响相关糖苷酶和脂氧化酶的活性进而影响挥发性脂肪酸和苯丙素类/苯环类物质的积累。

酯型儿茶素是茶汤苦涩味主要贡献因子。光信号通过降低没食子酰基转移酶（ECGT）活性、增强酯型儿茶素水解酶（GCH）活性，以此降低酯型儿茶素的含量、增加简单儿茶素含量[30]。本研究发现，4种光质均能降低酯型儿茶素的含量、增加非酯型儿茶素的含量，其中红光和黄光效果最佳，表明这两种光质可能有助于提高酯型儿茶素水解酶的活性。

氨基酸是茶汤鲜味、甜味的重要贡献因子，也是绿茶香气的重要前体物质。光照条件下，植物同时进行光合作用与光呼吸作用。光呼吸条件下，谷氨酸:乙醛酸氨基转移酶GGAT通过调控主要氨基酸的生物合成与代谢促进氨基酸的积累[31]。本研究结果显示，4种光质均显著增加了氨基酸组分含量和游离氨基酸含量，这与黄藩等[32]、柯茜[33]的研究结果一致。其中红光辐照增加氨基酸组分总量1.68倍，表明红光可能对摊青叶光呼吸影响最显著。将氨基酸组分映射到KEGG代谢通路，发现三羧酸循环下游的氨基酸的代谢变化不足以解释氨基酸组分含量的增加。研究表明某些植物蛋白酶响应光照辐射[34]，蛋白水解酶在降解蛋白质为游离氨基酸的过程中发挥了重要作用[35]，因此，红光辐照下氨基酸组分和总游离氨基酸的显著增加可能与蛋白酶活性增强相关。

不同光质辐照导致摊青叶挥发性和非挥发性物质差异积累，这些物质是绿茶感官品质的物质基础。萜烯类物质、苯丙素类/苯环类物质和脂肪酸的增加，使绿茶具有清香和花香风味；酯型儿茶素和茶多酚含量的降低，氨基酸组分和游离氨基酸的增加，有助于降低酚氨比，减轻茶汤苦涩味，增强鲜爽口感。研究结果显示，红光增加萜烯类物质和氨基酸组分最多，降低酯型儿茶素和茶多酚最多，与罗红玉等[36]研究结果相似，表明红光是提高夏秋茶品质的最佳光质，可作为花香型夏秋绿茶摊青工艺的重要技术手段加以利用。需要指出的是，本研究所有光照处理是建立在茶树离体鲜叶酶活性较大的前提下，因此，实施红光辐照摊青叶时使用新鲜的茶梢为佳。此外，研究表明，光强与茶树鲜叶代谢具有相关性[37]。为了提高夏秋茶品质，后期将使用不同光强的红光辐照摊青叶，进一步探索加工花香型绿茶的最佳参数。

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Effects of Light Waves on the Aroma Substances of Fresh Tea Leaves in Summer and Autumn During Spreading and the Quality of Final Green Tea

LIU Jianjun, ZHANG Jinyu, PENG Ye, LIU Xiaobo, YANG Yun, HUANG Tao, WEN Beibei*, LI Meifeng*

College of Tea Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China

The rough aroma is an important factor affecting the quality of summer and autumn green tea. In order to improve the quality of summer and autumn green tea, this experiment took Fuding Dabai tea as the research object, and irradiated fresh leaveswith red light, yellow light, blue light and purple light, and the nature light was used as the control. Headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) was used to qualitatively and quantitatively detect the volatile components of the fresh leaves. Supplemented by Hierarchical Cluster Analysis (HCA), Principal Component Analysis (PCA) and Partial least squares discriminant analysis (PLS-DA), the optimal light wave and key substances that promote the formation of tea's floral and fruity aroma were identified. The results show that different light qualities had significant effects on the types and contents of aroma substances. A total of 36 aroma substances were identified from 5 samples, of which alcohols and terpenes were the most numerous, and the average content of esters was the highest, followed by alcohols. Red light was the best light to promote the accumulation of tea aroma components. 3-Carene,-Myrcene and phenylethyl alcohol were the key substances for improving the aroma in tea leaves. All light treatments could promote the free amino acids and caffeine in fresh leaves, and reduce the ratio of phenol to ammonia. After light treatment, the fresh and floral flavor of green tea was more obvious, and the taste was fresh. The comprehensive score of the tea samples treated with red light was the best. The research has shown that red light irradiation of fresh tea leaves in summer and autumn could increase the types and contents of tea aroma substances, significantly improve the key substances in the formation of flower and fruit aroma, and increase the freshness of tea soup.

fresh tea leaves, light spreading, volatile components, quality components

S571.1

A

1000-369X(2022)04-500-15

2022-02-10

2022-04-27

国家自然科学基金（32060701）、贵州省科学技术基金（黔科合基础-ZK[2022]一般115）、贵州省普通本科高等学校服务农村产业革命战略行动计划项目（黔教合KY2018085）、贵州大学引进人才科研项目（贵大人基合字[2021]2号）

刘建军，男，副教授，主要从事茶叶加工及茶叶功能成分化学研究。*通信作者：jdllqcclfc@163.com，iamlimeifeng@126.com