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近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶葉品質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)健康團(tuán)隊(duì)在黑茶香氣品質(zhì)化學(xué)研究中取得了新進(jìn)展。

黑茶是一類(lèi)特殊的微生物發(fā)酵茶，一般是黑毛茶原料經(jīng)過(guò)后發(fā)酵工藝加工而成，具有獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)。在微生物參與的后發(fā)酵過(guò)程中，黑毛茶原料中的化學(xué)成分發(fā)生了劇烈變化，從而奠定了黑茶風(fēng)味品質(zhì)的重要化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)。一般按照產(chǎn)地和加工工藝的差異，我國(guó)的黑茶產(chǎn)品主要包括普洱茶、茯磚茶、六堡茶、青磚茶、康磚茶等。以往研究表明，不同類(lèi)型黑茶的揮發(fā)性成分差異很大，這些差異很可能主要源于黑毛茶原料的不同和后發(fā)酵加工工藝的不同。

為了揭示不同后發(fā)酵工藝對(duì)黑茶重要香氣成分形成變化的影響，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶葉品質(zhì)化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)健康團(tuán)隊(duì)科研人員將相同的黑毛茶原料，在云南、廣西、湖南和湖北等4個(gè)黑茶主產(chǎn)區(qū)，按照傳統(tǒng)加工工藝，分別制備了普洱茶、六堡茶、茯磚茶和青磚茶等4種黑茶產(chǎn)品（圖1）；繼而采用攪拌棒吸附萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（SBSE-GC-MS）和氣相色譜嗅聞法（GC-O）分析了不同類(lèi)型黑茶的揮發(fā)性成分組成及其關(guān)鍵呈香化合物等；此外，鑒于后發(fā)酵過(guò)程中的微生物活動(dòng)可能對(duì)黑毛茶中的一些手性揮發(fā)性成分產(chǎn)生重要影響，該研究還采用手性GC-MS（Es-GC-MS）技術(shù)分析了這些黑茶樣品中一些關(guān)鍵手性揮發(fā)性成分。

圖1 4種不同類(lèi)型黑茶樣品的制備

研究從黑毛茶原料及其制備的4種不同類(lèi)型黑茶中共計(jì)鑒定出了159種揮發(fā)性成分，其中黑毛茶136種、茯磚茶123種、六堡茶116種、普洱茶113種、青磚茶124種。研究發(fā)現(xiàn)，二氫獼猴桃內(nèi)酯、反式-β-紫羅酮、芳樟醇和香葉醇等香氣成分是4種黑茶中含量最豐富的共性香氣成分；此外，黑毛茶經(jīng)過(guò)不同的后發(fā)酵工藝形成黑茶后，揮發(fā)性成分在數(shù)量和含量上都發(fā)生了劇烈變化；總體上分析，揮發(fā)性成分的變化程度依次為：普洱茶（73.45%）> 茯磚茶（65.04%）> 六堡茶（56.03%）> 青磚茶（39.52%）；后發(fā)酵加工結(jié)束后，含量上升最顯著的共性香氣化合物為二氫-α-紫羅酮和異佛爾酮；而含量下降最顯著的共性化合物有茶螺烷、1-辛烯-3-醇、檸檬烯、3-壬烯-2-酮、3,5-辛二烯-2-酮和2,2,6-三甲基環(huán)己酮等。

科研人員還鑒定出了黑茶中的49種關(guān)鍵呈香成分，并查明了它們?cè)诓煌?lèi)型黑茶中的含量水平差異（圖2）。例如，具有新鮮黃瓜香味的(E,E)-2,4-庚二烯醛（1 922.66 ±195.01 μg/kg）在茯磚茶中含量大約是其他黑茶中的5倍；具有木質(zhì)、泥土香氣的1,2,3-三甲氧基苯（3 706.60 ±117.10 μg/kg）在普洱茶中含量大約是其他黑茶中的6倍；而具有溫和的雪松木香型的雪松醇在六堡茶（435.32 ±20.54 μg/kg）和青磚茶（411.55 ±29.02 μg/kg）的含量要顯著高于其他2種類(lèi)型的黑茶。

圖2 黑毛茶原料及其黑茶產(chǎn)品的揮發(fā)性成分在數(shù)量和含量上的差異

研究還進(jìn)一步分析了黑茶中的基本香氣化合物以及特征性香氣化合物的可能形成途徑（圖3）。例如，基本香氣成分的形成途徑可能主要包括類(lèi)胡蘿卜素降解、脂肪酸水解和糖苷類(lèi)香氣前體物質(zhì)水解途徑等，以此生成了具有青香、甜香、木質(zhì)香型的環(huán)酮、脂肪醇、醛類(lèi)和萜烯醇類(lèi)等基本香氣物質(zhì)；另外，在后發(fā)酵過(guò)程中生成的一些特征性香氣物質(zhì)可能來(lái)源于微生物活動(dòng)促成的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)，比如兒茶素類(lèi)物質(zhì)的甲基化和糖苷類(lèi)水解轉(zhuǎn)化等，從而生成了一些具有泥土香和木質(zhì)香型的甲氧基苯類(lèi)成分及紫羅酮的系列衍生物成分等。

圖3 黑茶中重要揮發(fā)性成分可能的主要形成途徑

科研人員還在這些黑茶樣品中檢測(cè)分析了6對(duì)手性揮發(fā)性成分，主要包括芳樟醇、芳樟醇氧化物A、芳樟醇氧化物B、檸檬烯、α-松油醇、二氫獼猴桃內(nèi)酯等，揭示了它們?cè)诓煌?lèi)型黑茶中的分布比例等情況，并與黑毛茶原料進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)后發(fā)酵加工前后，以上化合物對(duì)映異構(gòu)體分布變化顯著，初步揭示了微生物發(fā)酵對(duì)茶葉中揮發(fā)性手性成分的影響（圖4）。

圖4 手性揮發(fā)性成分及其在不同類(lèi)型黑茶中的分布比例

研究系統(tǒng)分析了不同后發(fā)酵工藝對(duì)黑茶揮發(fā)性成分的影響，有助于揭示黑茶后發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味品質(zhì)形成的重要化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)，可為黑茶的加工工藝提升和質(zhì)量控制等提供科學(xué)依據(jù)。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于 Food Chemistry 雜志（圖5）。