六大茶类加工关键工序及风味物质研究进展

安会敏，陈圆，李适，3，刘仲华，3，4*，黄建安，3，4，5*

（1.茶学教育部重点实验室，湖南长沙 410128；2.国家植物功能成分利用工程技术研究中心，湖南长沙 410128；3.植物功能成分利用省部共建协同创新中心，湖南长沙 410128；4.农业农村部园艺作物基因资源评价利用重点实验室，湖南长沙 410128；5.湖南农业大学黄埔创新研究院，广东广州 510700）

茶树（Camellia sinensis（L.）O. Kuntze），灌木或小乔木， 广泛种植于全球60 多个国家和地区，被认为是最具影响力的绿色经济作物之一[1]。随着社会的发展和全球环境变化， 越来越多的人提高了养生意识，茶叶凭借抗氧化[2]、降脂减肥[3]、抗炎[4]等健康属性和花香[5]、栗香[6]、鲜爽、浓醇[7]等特征风味成为后疫情时代最受欢迎的健康饮品之一。

中国是世界上产茶最多的国家之一[8]。 在中国，采用不同的加工工艺，茶鲜叶可被制成绿茶、红茶、乌龙茶、黑茶、白茶与黄茶六类形状、颜色、香气、滋味各有千秋的成品茶[9]。杀青、发酵、做青、渥堆、萎凋、闷黄，被认为是六大茶类的关键加工工序，使茶鲜叶经过酶促反应、湿热作用、微生物作用等呈现不同的风味。

茶叶风味是茶叶香气和茶叶滋味的综合体现。其中，香气是人体通过嗅觉系统感受到的挥发性化合物的综合效应， 滋味是人体通过味觉系统感受到的非挥发性化合物的综合效应[10]。 迄今为止， 人们从茶叶中鉴定出的挥发性物质已超过1000 种[11]，非挥发性物质超过600 种[12]，这些风味物质构成了茶叶呈香呈味的化学物质基础。然而，并非所有的物质均对茶叶风味具有贡献作用。 长期的研究实践表明[9-11]， 受加工工艺与技术的影响，茶叶中一些高含量、低阈值的关键香气和滋味物质对茶叶风味的综合呈现具有重要作用。因此，研究茶叶加工技术及其对茶叶关键风味物质的影响， 不仅有助于推动茶叶品质形成机理与定向调控的进一步研究， 而且有利于茶叶加工技术的优化升级，对茶叶生产、消费、可持续发展具有重要意义。

1 绿茶关键加工工序与风味特征

绿茶是我国生产量和消费量最大的茶类[13]，其加工工艺一般为摊放、杀青、揉捻和干燥。 其中，杀青是绿茶风味形成的关键加工工序，通过高温钝化酶活， 使茶鲜叶散失水分和青草气，利于后续做形和品质形成[14]。根据加工方式的不同，绿茶可被分为炒青绿茶、烘青绿茶、蒸青绿茶和晒青绿茶。 同时，滚筒杀青、蒸汽杀青、热风杀青等不同的杀青方式对绿茶风味的呈现也具有不同的影响。

茶叶中一些香气前体， 如类胡萝卜素香气前体和脂肪酸类香气前体，在绿茶杀青过程中降解，形成香叶基丙酮、（Z）-茉莉酮、橙花叔醇、庚醛、癸醛等香气物质[10]，促进绿茶特征香气的形成。 表1总结了不同杀青方式绿茶呈香类型及其关键香气成分，“滚筒-热风-蒸汽”和“滚筒-热风”方式杀青的鸠坑种绿茶经芳樟醇、D-柠檬烯、3，7-二甲基-1，5，7-八三烯-3-醇等关键香气化合物协调多呈“栗香”类型。而“滚筒-蒸汽”和“滚筒”方式杀青的绿茶芳樟醇含量相对较少，雪松醇、香叶醇的含量增加，其茶叶整体呈现“清香”香型。 总体来讲，虽然不同杀青方式的绿茶呈香不同， 但具有一些相同的关键香气成分， 这些香气成分通过浓度与比例的调整，对各类绿茶呈香具有重要的贡献。

表1 不同杀青方式绿茶呈香类型及其关键香气成分[15]Table 1 The aroma types and key aroma compounds of green tea with different fixation methods

茶树品种和加工技术是影响茶叶中非挥发性成分变化的两个最显著的因素，其中，加工技术在茶叶滋味定向调控中起关键作用[16]。 一般认为氨基酸、茶多酚和咖啡碱对茶滋味影响较大。氨基酸主要为绿茶贡献鲜味， 而儿茶素和咖啡碱则是茶汤苦味和涩味的主要来源[17]。 表2 显示，不同杀青方式的绿茶关键呈味成分存在差异。 没食子儿茶素（GC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）等对茶叶苦涩味有重要贡献的成分在滚筒杀青制作的绿茶中含量较高， 在一定程度上增强了绿茶苦涩味的呈现。 而光波杀青绿茶中茶氨酸、谷氨酸、苏氨酸的含量较高， 这些化合物对茶叶鲜味的呈现具有重要作用。另一方面，不同的加工方式可以通过调控这些关键呈味成分的含量来影响其滋味构成， 进而使不同类型的绿茶呈现出不同的滋味轮廓。

表2 不同杀青方式的绿茶呈味类型及其关键呈味成分[18]Table 2 The taste types and key taste compounds of green tea with different fixation methods

2 红茶关键加工工序与风味特征

红茶属于全发酵茶， 是世界范围内消费最广、最受欢迎的日常饮料之一。 其加工工艺一般为萎凋、揉捻、发酵和干燥。发酵是红茶品质形成的关键工序。茶叶揉捻叶中的茶多酚在发酵过程中发生酶促反应，形成茶黄素、茶红素、茶褐素等风味物质，进而影响红茶汤色、滋味和香气的呈现[19]。 红茶的传统发酵方式多为自然堆放发酵，环境因素无法被控制。随着科研工作者对发酵温度、湿度、含氧量[20]等环境因素对红茶品质影响研究的深入，能控温控湿的发酵房逐渐被普及。 近年来，更稳定控制温湿度的发酵机被应用于红茶发酵工序[21]。 发酵技术和机器的进步对提升和稳定红茶风味具有重要意义。

温湿度和氧气对香气物质合成和转化有很大影响， 控温控湿控氧的发酵机有利于红茶香气的形成。 研究表明，发酵机发酵有利于提高香叶醇、芳樟醇及其氧化物、水杨酸甲酯、己酸-（Z）-3-己烯酯、己酸-（E）-2-己烯酯等香气物质的含量，同时降低对不利于红茶香气化合物的产生， 如（E），（E）-2，4-庚二烯醛、（E）-2-辛烯醛等， 进而提升红茶香气品质（表3）。

表3 不同发酵方式的红茶呈香类型及关键香气成分[22]Table 3 The aroma types and key aroma compounds of black tea with different fermentation methods

红茶的滋味主要是由茶汤中的化学成分决定的，如儿茶素类物质、氨基酸类物质、黄酮类物质、酚酸类物质和生物碱等[23]，各成分的含量和比值决定了茶滋味的最终呈现。 发酵温度是影响红茶滋味物质的重要因素之一。 持续的过高和过低发酵温度均不利于红茶品质的形成。持续低温，茶叶中的多酚氧化酶活性较低， 不利于茶多酚等成分的转化。而持续高温，茶叶中多酚类物质的转化速率过快， 茶黄素在短时间内迅速积累并继续进行氧化、缩合反应，形成大量茶褐素，不利于红茶汤色和滋味。 通常认为恒温发酵温度控制在22~30 ℃，有利于红茶中的一些关键呈味成分（根皮素、二氢槲皮素等）的积累（表4）。 变温发酵是在恒温发酵的基础上对红茶发酵过程进行定向温度变化控制，变温发酵红茶中关键呈味成分含量上调的数量多于恒温发酵，有利于进一步丰富红茶滋味（表4）。

表4 不同发酵方式的红茶呈味类型及关键呈味成分[24]Table 4 The taste types and key taste compounds of black tea with different fermentation methods

3 乌龙茶关键加工工序与风味特征

乌龙茶发酵程度介于不发酵的绿茶与发酵的红茶之间，属于半发酵茶，既有天然的花果香味和“绿叶红边”的特征，又兼具绿茶的清香和红茶醇厚的滋味[25]。 乌龙茶的加工工艺主要有萎凋、做青、杀青、揉捻、干燥，做青工序是关键，做青包括摇青和晾青两个过程， 摇青破坏了乌龙茶叶缘细胞组织，晾青则促进茶叶内含物发生化学变化，以形成乌龙茶独有的色、香、味品质。 做青的温度[26]、次数[27]、程度[25]都是影响乌龙茶品质的关键工艺参数。手工做青是乌龙茶传统的做青方式，随着茶叶加工机械化的发展，机械做青被广泛应用[28]。 近年来，结合传感技术、物联网技术的智能化做青机器[29-30]被研发应用，大大提高了乌龙茶的做青效率。

香气成分是乌龙茶品质重要的一部分， 做青工序与乌龙茶香气品质的关系十分密切。 传统的做青方式包括摇青和晾青两个交替进行的工序，一般以滚筒摇青或手动摇青搭配层架式晾青装置为主，做青时长为8~10 h。为进一步提升乌龙茶品质与做青效率，成晨[31]在传统做青的基础上研发了一种连续慢速的做青工序， 即利用滚筒做青机滚筒的慢速转动， 让青叶的做青历程缓慢均匀地进行，中途不进行晾青，只在摇青结束后杀青步骤前晾青。 连续做青虽然与传统做青乌龙茶的关键呈香组分一致，但相对含量有所差别（表5）。

表5 不同做青方式的乌龙茶呈香类型及关键香气成分[31]Table 5 The aroma types and key aroma compounds of oolong tea with different green-making methods

滋味是评判乌龙茶品质的重要因子。受检测技术和加工技术的影响，连续做青乌龙茶水浸出物含量、茶多酚含量、儿茶素总量与普通做青乌龙茶差异不显著， 说明乌龙茶鲜叶富含丰富的滋味化合物。 随着超高效液相色谱、 超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱联用技术、液相色谱-电喷雾-串联质谱等检测技术[32]的发展，这些物质被检测出来。 乌龙茶代谢物包含糖类、 氨基酸、黄酮、花青素类等，参与氨基酸合成、淀粉与蔗糖代谢、类黄酮生物合成等途径。 做青技术影响乌龙茶关键滋味化合物（表6）的形成，同时，关键滋味化合物通过种类、含量、比例的协调影响乌龙茶综合呈味特征。值得注意的是，由于乌龙茶品种繁多，不同品种制作的乌龙茶关键呈味成分存在差异（表6）。

表6 不同品种乌龙茶关键呈味成分Table 6 The taste types and key taste compounds of oolong tea with different tea varieties

4 黑茶关键加工工序与风味特征

黑茶是以一定成熟度的鲜叶为原料，经杀青、渥堆、干燥等工序制成的一类后发酵茶。渥堆是影响黑茶特征风味形成的关键工序。 黑茶渥堆工序通过胞外酶和生物热以及微生物自身物质代谢的协同作用，使茶叶内含成分发生复杂变化，进而形成黑茶特征性的品质风味[36]。 温度、湿度和时间是渥堆过程中最为重要的加工参数因子[37]。 黑茶传统渥堆环境简陋，难以精准控制渥堆温湿度，易造成黑茶渥堆不均匀， 出现香气低闷或杂异气味等问题[38]。 因此，为提高黑茶渥堆效果，提升黑茶品质，一些能够实现精准控温、清洁化、自动化的数控渥堆工序[39]被研发应用。

黑茶的特征香气主要来源于茶叶芳香物质的转化、微生物对各种底物产生的作用，以及烘焙中吸附的香气。由于渥堆是一个动态变化过程。渥堆方式及渥堆程度会导致某些香气组分的增加或减少，最终影响黑茶综合呈香[37]。 传统渥堆与数控渥堆加工的黑茶关键香气成分在种类和含量上均存在差异（表7）。 α-柏木烯、新植二烯、橄榄醇、δ-杜松醇、 香芹酚、（E）-β-紫罗兰酮等挥发性物质的积累使数控渥堆的黑毛茶既具有浓郁、 高长的花香、木香，又具有充分渥堆后产生的陈醇感[40]。

表7 不同渥堆方式黑茶呈香类型及关键香气成分[40]Table 7 The aroma types and key aroma compounds of dark tea with different pile-fermentation methods

黑茶渥堆过程中微生物作用和湿热作用影响了茶叶中茶多酚、儿茶素、氨基酸、有机酸、糖类等物质的组成与含量， 进而影响了黑茶滋味的综合呈现。 控温控湿技术的发展在一定程度上实现了对黑茶渥堆环境的有效控制[41]。 另一方面，微生物在黑茶特殊滋味形成的过程中同样扮演着十分重要的角色[42]。 添加嗜热微生物渥堆后黑茶的儿茶素类物质含量降低， 在一定程度上可以增强黑茶的醇度（表8）。

表8 不同渥堆方式黑茶呈味类型及关键呈味成分[42]Table 8 The taste types and key taste compounds of dark tea with different pile-fermentation methods

5 白茶关键加工工序与风味特征

白茶，主产于福建、云南等地，以外观满披白毫、汤色杏黄、滋味鲜醇等特点备受消费者青睐，其加工工艺流程为萎凋和干燥。 萎凋是白茶品质形成的关键工序， 茶鲜叶在萎凋过程中失水，叶细胞酶活性提高，茶多酚类物质部分氧化，叶绿素降解，多糖与双糖水解成单糖，蛋白质水解生成氨基酸，为形成白茶色香味品质奠定重要物质基础[43]。室内自然萎凋[44]、日光萎凋[45]、复式萎凋[46]、控温萎凋[47]是目前白茶加工主要采用的几种萎凋方式。 室内自然萎凋即将鲜叶摊放于室内的萎凋帘上，使鲜叶水分自然散失的过程。 日光萎凋则将鲜叶置于晒青布，使之接受日光照射。 复式萎凋是指室内自然萎凋辅以日光萎凋进行的萎凋方式。 控温萎凋是经人为因素干预，有目的地控制萎凋环境的一种萎凋方式。 控温萎凋技术的研究[48]在一定程度上推动了白茶萎凋机械化、智能化的发展[49]。

控温萎凋在一定程度上有利于白茶均匀呈香，（E）-离子酮、橙花醇、α-紫罗酮、水杨酸甲酯等关键香气成分相互协调， 对白茶清香气味具有重要贡献[43]。 自然萎凋虽不利于白茶品质的均一性，但受特殊的环境温湿度、光照、时间等因素的影响，自然萎凋的白茶香气类型更为丰富，其关键香气成分也与控温萎凋白茶存在差异（表9）。 芳樟醇是白茶呈现甜香的主要特征香气成分之一，苯乙醇、橙花醇有利于茶叶花果香的呈现[50]，但相较于种类，各关键香气成分的浓度、组合、比例对白茶综合呈香影响更显著。

表9 不同萎凋方式白茶呈香类型及关键香气成分Table 9 The aroma types and key aroma compounds of white tea with different withering methods

儿茶素类、氨基酸、生物碱等非挥发性代谢物是茶汤的主要滋味化合物（表10）。 自然萎凋和控温萎凋工艺均能促进鲜叶中单体儿茶素类物质的氧化，降低单体儿茶素类的含量，从而降低茶汤的苦涩程度，增加茶汤的醇度[52]。 但控温萎凋方式提高了萎凋环境的温度，加快了白茶中儿茶素、黄酮糖苷、酚酸、咖啡碱、茶氨酸和香豆素等多类物质含量升高或降低的速率， 在一定程度上提高了白茶萎凋效率，加快了白茶特征滋味的形成。控温萎凋被广泛应用于白茶加工。

表10 不同萎凋方式白茶呈味类型及关键呈味成分[52]Table 10 The taste types and key taste compounds of white tea with different withering methods[52]

6 黄茶关键加工工序与风味特征

黄茶是中国独有的茶类， 其加工工艺主要有杀青、揉捻、闷黄、干燥等。 其中，闷黄工序是黄茶加工的关键， 利用湿热环境和酶的共同作用使茶叶中的代谢物发生转化， 从而形成黄茶“黄叶黄汤”的特征风味[53-54]。 湿坯闷黄和干坯闷黄是黄茶传统的两种闷黄方式， 湿坯闷黄选用杀青后含水量55%左右的鲜叶，趁热堆积，而干坯闷黄则是将三炒后含水量30%左右的鲜叶趁热摊放[55]。 另外，受加工技术背景的影响，一些黄茶，如霍山黄芽、君山银针等采用“干坯”“湿坯”相结合的闷黄方式[56]。 随着对黄茶品质形成机理方向的深入研究，一些新的闷黄方式，如快速闷黄[57]、通氧闷黄[58]，被研发应用。

黄茶的特征香型主要有花果香、 清香、 烘烤香、甜玉米香等。不同闷黄工艺由于闷黄时茶坯含水量不同，湿热作用程度不同，黄茶呈香类型也存在差异（表11）。 干坯闷黄的茶坯含水量较低，易呈现清香香气，这可能是茶叶中呈花香、清香属性的芳樟醇、 香叶醇、 橙花叔醇等挥发性成分的作用。 湿坯闷黄的高温高湿条件能够促进糖苷类水解和类胡萝素降解[59]，有利于苯乙酸甲酯、2，2，6-三甲基环己酮、4-氧代异佛尔酮等甜香黄茶关键香气成分的形成。 干坯湿坯结合闷黄工艺加工的黄茶与其他两种工艺闷黄的黄茶存在共同关键香气成分，如芳樟醇、苯甲醛等，同时也有特有的关键香气成分（二甲硫、萘等），其呈香类型多为甜香、火功香。

表11 不同闷黄方式黄茶呈香类型及关键香气成分Table 11 The aroma types and key aroma compounds of yellow tea with different yellowing methods

“醇和甘甜”是黄茶滋味不同于其他茶类的典型特征，也是在“闷黄”工序独特的湿热作用下鲜叶中化学物质转化并综合作用的结果。 闷黄过程中，多酚类在湿热作用下发生非酶性自动氧化和异构化作用，产生醌类物质，苦涩滋味的酯型儿茶素发生降解转化为非酯型儿茶素和爽口的茶黄素[62]，进而增加黄茶“醇”的滋味特征（表12）。

表12 不同闷黄方式黄茶呈味类型及关键呈味成分[55]Table 12 The taste types and key taste compounds of yellow tea with different yellowing methods

7 总结与展望

茶叶加工将茶鲜叶变成具有特殊风味的饮用茶，是茶叶消费、茶品创新、产业发展的前提。不同的加工方式及加工技术因素使茶叶呈现不同的形状、汤色、香气和滋味。 中国六大茶类的区分即以加工方式为依据进行的茶品类划分。

杀青方式的不同使中国绿茶进一步分为炒青绿茶、烘青绿茶、蒸青绿茶等。 不同类型的绿茶呈香呈味风格存在差异， 但其关键呈香呈味成分相似， 说明关键风味成分对绿茶特征风味的影响是通过协调各关键风味成分含量、 比例进行的。 通过调控发酵环境温湿度、含氧量、发酵时间等因子， 可以对红茶风味的综合呈现产生影响。 不同发酵技术加工的红茶关键风味成分既有相同也存差异， 但控温技术营造的稳定发酵环境更有利于红茶香甜味醇风味的形成。乌龙茶的特征风味受做青这一关键工序的影响， 不同的做青技术通过调整摇青与晾青程度影响乌龙茶关键风味物质的积累与释放。 同一品种乌龙茶拥有相似的风味物质基础， 其关键风味成分类似， 但不同品种的乌龙茶内含物质存在差异， 需要优化做青技术以提升乌龙茶品质。 黑茶风味受渥堆过程中湿热作用和微生物作用的影响。 数控渥堆技术较传统渥堆技术更有利于黑茶法呢烯、 香叶醇等关键香气成分与茶多酚、可溶性糖等关键滋味化合物的累积，有利于黑茶香纯味醇风味特征的形成。 萎凋是白茶风味形成的关键工序。 不同萎凋方式的白茶关键风味物质种类存在差异，但相较于种类，各关键风味物质的浓度、组合、比例对白茶风味的影响更显著。 闷黄是黄茶加工独有的工艺，干坯闷黄、湿坯闷黄的黄茶关键风味成分种类、含量均存在差异。 但不管哪种闷黄工艺都可以通过调整适宜的闷黄时长、闷黄环境等因素获得“黄叶黄汤”的高品质黄茶。 因此，对茶叶关键风味物质的研究不仅仅要探明影响茶叶风味特征的挥发物和非挥发物， 更重要的是要对这些关键呈香呈味化合物在特定浓度、特定比例、特定组合下的协调表现进行深入研究。

随着社会的进步和科学技术的发展， 中国茶叶也朝着高质量发展方向前进。 标准化、机械化、自动化、 智能化是未来茶叶加工技术发展的必然趋势。 传统的六大茶类加工技术被不断突破、创新：做青工艺应用于红茶加工，生产花香型红茶；揉捻技术融入白茶加工工艺，做新工艺白茶；微波技术被应用于杀青、干燥工序；控温控湿技术调控萎凋、渥堆、闷黄程度。同时，茶叶品质评价技术的发展也推动了茶叶关键呈香、呈味成分的研究。这些关键风味物质形成机理的研究为茶叶加工数字化、智能化发展提供了理论基础。