茶叶香气特征及香气提取方法分析

蔡清寿

（福鼎市天天品茶叶有限公司，福建 福鼎 355214）

茶叶的香气是由各种不同类型及含量挥发性物质所带来的综合性感受，是对茶叶品质进行评价的关键性指标，因此，对茶叶香气特征的研究受到广泛关注。目前已知能够从茶叶当中提取得到的香气物质多达700多种，主要包括醇、酚、酸、醛、酯和杂环类化合物。本文对不同类型绿茶的香气特征以及关键呈香物质进行概述，并综述了几种茶叶香气提取方法，以期为茶叶香气的深入研究提供更多的理论依据。

1 不同类型绿茶香气特征与其关键挥发性化合物的概述

绿茶因具有多样化的健康功效以及独特的香气受到广大消费群体的青睐。结合其感官品质，可以将绿茶的香气类型划分成以下几种：清香型、栗香型、花香型等，这些不同的香气类型来自于绿茶中含有的不同种类挥发性物质的不同浓度组合，茶叶的关键呈香物质种类与其香气特征也各不相同。

1.1 清香型绿茶

“清香”是绿茶香气中的一个典型香型，更是绿茶香气品质是否优异的一种关键性感官评价特征，清和香的特征中又包括如下评价特质：清高、清鲜、清纯等。这一香型的绿茶中，主要香气物质为C6化合物等脂质降解产物，其中存在的高沸点香气组分含量并不高，主要发挥出鲜爽型清香的组成成分是：反-2-硫碳酸与脂类、顺-3-己烯醇、二甲硫、其它六碳醇[1]。

径山茶主要产自浙江省余杭市，它的鲜叶采摘嫩度标准是：一芽一叶（特技）、一芽二叶初展（一级）、一芽二叶（二级），这类茶叶的香气呈清高特征，滋味非常清鲜，尤其是特级径山茶更具鲜明的风味特征，茶香气清鲜、常伴花香。基于感官嗅闻再结合以稳定同位素稀释方法对高品质径山茶的香气特征进行探索，发现其中关键的几个香气活性物质是二甲基硫醚、甲硫醇、香叶醇、1-己稀-3-酮、4-庚二烯醛、（E,E）-2[2]。

而由二甲基硫醚、芳樟醇、松油烯、2-正戊基呋喃、（E）-β-紫罗兰酮、（Z）-2-甲基丁酸-顺-3-己稀酯等化合物组成的香气特征大都呈现出草本的清香或者是花香，具有极高强度的香气，在清香型绿茶中可以检出这些化合物，提示它们共同参与到绿茶的“清香”品质形成中。

煎茶在各种绿茶产品中基于其经典清香有着重要地位，其中的3-甲基-2、反-2-顺-6-壬二烯醛、4-壬烷二酮等物质均有其典型清香，其中3-甲基-2、4-壬烷二酮同样也是龙井中可以呈清香特征的气味化合物。

1.2 栗香型绿茶

在主要的六大茶类中，只有绿茶拥有“栗香”这一独特的嗅觉感受，且因此备受消费者喜爱，“栗香”更是进行绿茶等级评价时的一个重要参考指标，常用于炒青绿茶中。从感官品质上来说，栗香型绿茶呈与嫩板栗香气接近的状态，根据不同的栗香强度和持久度进行评判，可以将感官评审分成板栗香、嫩栗香和熟栗香，这几类栗香型绿茶香气组分的种类虽然大都相同、但在含量上有很大差异，其中，萜烯类种类的含量最多，而醛类物质的相对含量则是最高的。萜烯类物质中有着β-葡萄糖苷酶的重要参与，亦是主要的香气物质，决定了绿茶花果香的挥发。醛类物质则会带给人以愉悦感的体验，有该物质参与的绿茶可以呈现出特殊的香气风格。

通过比较典型栗香型绿茶和生板栗、煮板栗与烤板栗挥发性香气成分，发现绿茶的栗香其实是接近于煮板栗的香气，其中，芳香醇、苯甲醛、乙苯、庚醛等多种化合物皆在促进绿茶栗香形成中有重要参与，是关键的香气物质[3]。

1.3 花香型绿茶

代表着高档名茶的一大独特性标志就是其是否具有“兰花香”的优异品质，当绿茶具备兰花香时，往往认为其是名品好茶。比较兰花以及带有兰花香的太平猴魁与舒城小兰，在兰科植物当中，尤以蕙兰的花香和茶叶兰花是最为接近的，并赋予了这种香气叫做带有茉莉花与玉兰花般的头香与体香，同时有着接近于猕猴桃果香的底韵。其中，顺式表茉莉酸甲酯有着促进蕙兰香气挥发的重要作用，更是参与了太平猴魁等兰花香型茶叶香气挥发的关键贡献化合物，于分子水平上而言，明确了高品质茶叶是独具“兰花香”的特性。顺式表茉莉酸甲酯与顺式茉莉酸甲酯皆是茉莉酸甲酯的表型异构体，它们的香气和兰花相近，顺式表茉莉酸甲酯的气味阈值为3ug/L，仅仅是非表型结构的1/400，为参与到茶叶兰花香中的关键香气活性物质，若参考1:50的茶水比进行茶叶冲泡，需要茶叶当中包含的顺式表茉莉酸甲酯浓度要超过0.15ug/g，才可以达到其于茶汤当中的气味阈值[4]。在很多种类的乌龙茶里，顺式表茉莉酸甲酯都可以达到气味活性浓度，但在其它茶类中却含量较低，所以很难起到对茶汤香气的贡献作用。

异丁香酚在茶叶中起到提供花香和香辛料味道的作用，主要存在的绿茶品类有龙井、碧螺春、毛峰等，是促进这些品类茶花香挥发的重要物质。异丁香酚的生成需要松柏醇这一中间体的参与，于萎凋以及杀青的过程当中，前体物松柏苷通过酶促反应会进一步生成松柏醇，再于杀青、干燥的过程当中予以松柏醇受热，继而通过还原脱水反应生成异丁香酚。

在各类茶叶当中也广泛存在着一些芳香醇、香叶醇等萜烯类物质，它们均为茶叶所具备花香气味的经典表达物质，当春茶里的芳樟醇FD值较夏茶高时，提示春茶相较于夏茶中有更高的芳樟醇含量[5]。

除了以上几种香气物质之外，吲哚亦是常见且重要的一种香气物质，不仅可以贡献于茶叶的花香，而且还能对绿茶的整体香气特征加以强化。

2 茶叶中的香气物质提取方法

茶叶中有着非常复杂的香气物质组成，且这些香气物质的含量较少，又极易挥发，存在着不稳定性的特点，所以，最大限度地将这些香气物质从茶叶样品中提取、分离出来，并浓缩到能够支持检测的水平，是对茶叶香气品质进行研究的重要方法，亦是需要不断探索、挖掘的重要技术手段。

从本质上而言，茶叶的整体香气轮廓和所采取的样品前处理技术有着密切相关性，提取方法的不同也在一定程度上决定着茶叶香气物质于定性、定量上的不同。

下面介绍几种常见的茶叶香气物质提取方法：

2.1 同时蒸馏萃取方法

该方法是当前在茶叶香气提取中最为普遍应用的一种方法，同时蒸馏萃取即把蒸馏和萃取两者联合起来执行，操作上简便易行，可以获得比较高的香气物质提取率和回收率。在提取茶叶香气的过程当中，基于加热的条件、挥发性香气成分会伴随着水蒸气和萃取溶剂蒸汽于密闭装置的顶部完成混合，之后冷凝回流，于提取时间之内，可反复萃取富集挥发性香气物质，萃取量级可以达到10-9，同时于10-6浓度范畴中完成大部分有机化合物的定量提取，无论是样品还是溶剂都无需过多的使用量[6]。在提取的过程当中将内标物质加入进去和样品一同萃取，可便于后期色谱检测时完成挥发性成分的定量分析。

同时蒸馏萃取的操作简单易行，可比较完全的提取茶叶挥发性组分，特别是能够较好的提取醇类成分，在萃取茶叶香气过程中还可以有效捕集低沸点化合物（包括乙烯醇、戊烯醇等）、萜烯化合物（橙花叔醇等）、直链醛类化合物（壬醛等）。但不可否认，该方法也有一定缺点，即萃取的过程亦是高温蒸馏的过程，在此过程当中，那些热敏性成分面临着很大的挥发可能，同时会发生相应化合物成分的降解反应，随即产生人工效应物。糖苷类成分是乌龙茶的香气前体物质，会伴随着高温条件发生降解反应、并释放出萜烯类香气成分，这也会在很大程度上干扰茶叶自身的香气，发生一定程度的香气失真问题[7]。另外，同时蒸馏萃取方法对于酸类成分并不具较好的提取功能，对羟基酯类化合物的回收率较低，而基于高温萃取的较长时间持续，或可得到杂环化合物（如吡咯、吡嗪类）。

总结以上认为，同时蒸馏萃取方法是普遍用于茶叶香气提取的一种萃取方法，执行操作比较简单易行，对操作设备的要求不高，联合低温冷凝装置的使用能够较好的萃取富集茶叶提香成分，适用于绿茶香气提取分析。但缺点在于，长时间的蒸煮会使后段样品中产生蒸煮味，造成香气在一定程度上的失真，会对茶叶中低沸点挥发性成分的提取造成限制。

2.2 水蒸气蒸馏法

该方法是对和水不能混溶的挥发性物质进行分离与萃取的一种方法，加热是其通常要求具备的条件，也会因此导致一些馏分由于热降解或挥发而产生损失。该方法适合用在挥发性好、可跟随水蒸气同时蒸馏出来而不受到损坏、难以在水中溶解并可以在水中稳定存在的组分的浸提，常被用作对植物精油的提取和制备，被广泛用于香精香料工业领域中。

该方法在具体应用中，将水蒸气作为加热源，对茶叶粉末进行蒸馏干燥，基于热力条件，挥发性成分便会逸出茶水体系，伴随水蒸气带出蒸馏器，之后通过冷凝的分离与提纯，便可获得茶叶的香气组分[8]。

一般水蒸气蒸馏的提取工艺流程可以总结为：茶叶原料→干燥→粉碎→过筛→（盐）水浸泡→水蒸气蒸馏→分离→有机溶剂富集，之后进行挥发油的收集，对容器中的有机溶剂进行测定，同时浓缩获得茶叶的香气组分养分。其中，液料比、提取的时间、茶叶的颗粒大小等可能会对富集结果造成一定程度的影响。

综上总结，水蒸气蒸馏法对茶叶香气组分进行提取具有操作方便、简单、成分费用低的特点，得率比较稳定，多被用于香精工业中进行精油的提取和植物挥发性组分的提取，亦被用在茶叶香气的萃取富集中。同时使用溶剂类型为弱极性，还能用在乌龙茶、黄茶等的提纯中。

2.3 超临界CO2流体萃取方法

该方法近些年来被较频繁的应用起来，是一种用于化工分离的新型技术手段，较之于水蒸气蒸馏法用于对茶叶挥发性香气的提取中，该方法并不涉及到较高的操作温度，只需要在近乎于室温的条件下萃取即可，通常在35℃～40℃左右，具有较高的分离效率，其中将萃取与分离的过程两者合并起来，不涉及到较多的能耗，使用的溶剂是CO2，更能有效避免有机溶剂残留。

CO2于超临界状态下凸显出气液的双重属性特征，其密度接近于液体，而黏度和扩散系数则与气体又比较接近，其溶解能力更是可以伴随着温度和压力的变化而发生变化。在萃取过程当中适当的加入夹带剂，便可在有所差异的条件下实现对不同类物质的提取，继而满足分离混合组分的需求。CO2作为惰性气体，在萃取的过程当中并不涉及到对化学反应的参与，其临界温度比较低，通常在31℃，且无味、无毒、无臭，应用的安全性高、成分低[9]，是容易取得的且纯度比较高的气体，支持循环应用，在很大程度上降低了提取成本。

总结以上，超临界CO2流体萃取往往被应用在茶叶脱咖啡因中和提取、制备天然的植物油树脂中，对于弱极性或者是非极性组分的萃取与分离有着较好效果，可比较完全地实现对茶叶香气成分的提取。同时在萃取茶叶香气的过程中，适宜使用夹带剂能够在很大程度上提高香气成分萃取程度。但是其缺点是设备的使用价格比较贵，是该方法用于工厂化生产推广的主要制约因素。

2.4 固相萃取法

该方法是充分借助于固体吸附剂对于液体样品中的目标化合物做出选择性吸附，和样品当中的基体与干扰物质进行分离，之后选择常压、加压亦或是减压的条件来使用洗脱液做选择性的洗脱或者是加热解吸附，从而实现对目标化合物的分离与富集。通常基于分析物于不同介质中被吸附的能力差把标的物进行提出，有效把标的物和干扰组分进行分离，使分析物尤其是对痕量分析物具备更强的检出能力，进一步提高被测样品的回收率。

固相萃取比较多用的方法是促使液体样品溶液通过吸附液，保留被测物质，以合适强度的溶剂把杂质冲掉，最后使用少量的溶剂将被测物质进行快速洗脱，实现快速的分离、净化与浓缩。或可以选择性吸附干扰杂质，促使被测物质流出；亦或是一并吸附杂质与被测物质，再选择适宜的溶剂进行被测物质的选择性洗脱[10]。常用的固体吸附剂为硅胶或是C18填料。

综而，固相萃取法自应用和发展至今，技术手段已经发展的很是成熟，用以不同固体吸附剂填充的吸附小柱也已经被完全的商品化，具有操作便捷、简单、省力省时的优点。作为一种很好的样品前处理技术，固相萃取法在茶叶香气的萃取和提纯中有着广泛使用，可以有效降低甚至是避免溶剂萃取样品中非挥发性杂志成分对于气相色谱柱造成的污染。但是要尤其注意的是，固体吸附填料的选择、洗脱液的选取、吸附和解吸附参数的优化与否都决定着茶叶香气是否能够被有效、完全提取。

3 结语

茶叶香气优劣与否是对茶叶品质是否高低有着重要影响的决定性因素，可以说是茶的灵魂所在，其根本是诸多挥发性化合物以各种比例组合而呈现出来的一种结果，正是这些组合的存在，赋予了茶叶迷人又复杂的香气。绿茶在我国茶叶市场无论是产出量还是消费量都非常大，是我国传统名优茶最集中的一种茶叶种类，因此，对绿茶香气的研究具有重要的现实意义。由于茶叶的香气是许多挥发性成分互为作用所呈现出来的结果，所以要萃取完整的香气组分才能反映出茶香的本真，单一哪一种提取方法都不足以支持茶叶原本香气的获得，所以应在此方面加以探索和优化。