茶叶香气的形成及检测研究进展

农产品加工

２０１４年第１１期

摘要：茶叶是人们日常生活中的重要饮品，以其健康的品质和怡人的感官风味受到消费者喜爱。随着我国经济的发

展，茶叶产业已成为我国经济中不可或缺的产业之一，并具有独特的文化意义。香气是茶叶的一个重要品质指标，随着科学技术的高速发展，国内外对茶叶的研究亦不断深入。综述国内外对茶叶香气的形成机理及其检测方法的研究进展。

关键词：茶叶；香气；形成机理；检测中图分类号：Ｓ５７１．１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ．１６７１－９６４６（Ｘ）．２０１４．１１．０１８

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＦｏｒｍａｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＡｒｏｍａｉｎＴｅａ

ＳＨＥＮＬｉ－ｆｅｉ１，ＬＩＵＧｅｎｇ－ｓｈｅｎｇ２，ＺＨＡＮＧＣｏｎｇ３，＊ＧＥＱｉｎｇ－ｆｅｎｇ３

（１．ＹｉｘｉｎｇＰｒｏｄｕｃｔＱｕａｌｉｔｙＳｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎａｎｄＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｙｉｘｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１４２０５，Ｃｈｉｎａ；

２．ＴｅａＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎＰａｒｋｏｆＹｉｚｈｅｎｇＱｉｎｇｙｕａｎ，Ｙｉｚｈｅｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１１４００，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ２２５１２７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｅａｉｓｏｎｅｋｉｎｄｏｆｆａｍｏｕｓｂｅｖｅｒａｇｅｓｉｎｐｅｏｐｌｅ＇ｓｄａｉｌｙｌｉｆｅａｎｄｉｓｆａｖｏｒｅｄｆｏｒｉｔｓｈｅａｌｔｈｙｂｅｎｅｆｉｔｓａｎｄｐｌｅａｓａｎｔｆｌａｖｏｒ．Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏｎｏｍｙ，ｔｅａｉｎｄｕｓｔｒｙｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｉｎｄｉｓｐｅｎｓｉｂｌｅｐｒｏｐｅｒｔｙｉｎＣｈｉｎａ．Ｔｅａａｌｓｏｈａｓｉｔｓｕｎｉｑｕｅｃｕｌｔｕｒａｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ａｒｏｍａｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｓｅｎｓｏｒｙｆａｃｔｏｒｓｆｏｒｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｔｅａ．Ｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｈｉｇｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｔｅａｉｓｄｅｅｐ－ｇｏｉｎｇ．Ｔｈｉｓｉｓａｂｒｉｅｆｓｕｍｍａｒｙｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎａｒｏｍａｉｎｔｅａ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｅａ；ａｒｏｍａ；ｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ

收稿日期：２０１４－０７－２２

基金项目：扬州市农业科技攻关项目（２０１２０７１）。作者简介：沈力飞（１９８０—），男，工程师，研究方向为产品质量检测。＊

通讯作者：葛庆丰（１９７５—），男，高级工程师，研究方向为农畜产品贮藏与加工。

茶与可可、咖啡并称为世界三大无酒精饮料，茶以其深厚的文化魅力以及独特的品质特征而深受人们喜爱。茶叶的品质特征包括外形和内质２方面，其中外形是指茶叶的外观特征，包括茶叶的形状、色泽、整碎、净度等直观特征［１］；内质主要是指茶叶的香气和滋味。饮茶时，香气成分经过人的味觉和嗅觉，使人产生愉悦清爽之感。尽管茶叶香气成分极为微量且十分不稳定，然而却是形成茶叶风味特征和决定茶叶价值的重要指标，近年来关于其形成机理和检测方法的研究已成为茶学界的热点课题。１茶叶香气的物质基础

１．１

茶叶香气的主要成分

迄今为止，茶叶中已分离鉴定的芳香物质高达７００多种，其中鲜叶香气物质近１００种，绿茶含２６０余种，红茶和乌龙茶则含有３００多种［２－３］，涵盖烷烃

类、醇类、醛类、酮类、酸类、酯类、内酯类、酚类、杂氧化合物、含硫化合物、含氮化合物等多种化合物［４］，按其结构特点可大致分为脂肪类衍生物、萜烯类衍生物、芳香族衍生物和含氮、含氧杂环化合物［５］。

茶叶品种繁多，香型各异，主要原因是各香气物质及其相对比例的不同，从而产生了特定的茶叶香型。茶叶的芳香油成分极其复杂，比如茉莉花香

的主要成分为苯甲醇、苯甲酸（Ｚ

）－３－己烯酯、茉莉酮、乙酸苄酯等；果味香主要成分则为水杨酸甲酯、苯甲醇、乙酸苯乙酯、乙酸芳樟酯等；兰花香则由芳樟醇决定［６－７］。除此之外，谷氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸等氨基酸也具有花香，某些糖类则具有焦糖香。

１．２萜烯类物质的香气特性

萜类物质沸点高，香气强，是茶叶香气中最重

茶叶香气的形成及检测研究进展

沈力飞１，刘更生２，张聪３，＊葛庆丰３

（１．宜兴市产品质量监督检验所，江苏宜兴２１４２０５；

２．仪征市清源茶叶科技示范园，江苏仪征２１１４００；３．扬州大学食品科学与工程学院，江苏扬州２２５１２７）文章编号：１６７１－９６４６（２０１４）１１ａ－００５８－０４

第１１期（总第３７０期）农产品加工

Ｎｏ．１１２０１４年１１月

ＦａｒｍＰｒｏｄｕｃｔｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

Ｎｏｖ．

２０１４年第１１期沈力飞，等：茶叶香气的形成及检测研究进展

要的成分之一，其化学性质活泼，结构易变，进而改变茶叶香型，这也是鲜叶和成品茶香气大相径庭的原因。例如橙花醇和香叶醇互为顺反异构，结构相似，但香气却大有不同，前者呈现轻柔甜润的香气，后者则带有稍浓的蔷薇香气［７］。目前，在已分离鉴定的茶叶香气物质中，萜类物质有近１００种。

茶叶香气中的萜类成分［８－９］见表１。

２茶叶香气的形成机理

茶鲜叶中含有一定量的游离态香气物质，但在加工过程中极易受热氧化，因此其氧化产物才是茶叶香气的主要成分。不同的加工工艺奠定了茶叶香气的基础，绿茶在杀青和干燥过程中的高温环境形成了以吡嗪、吡喃以及吡咯类为主的香气成分，从而产生了板栗香等清新爽快的香气［１０］；红茶由于酶促氧化作用产生了大量的醛、酮、酸类化合物，形成了特有的甜香［６］；而在乌龙茶独特的萎凋、做青工艺中形成并保留了大量的萜类物质，造就了其花香浓郁的品质特征［１１］。香气物质的形成机理十分复杂，目前学界认为主要有以下几种途径。

２．１糖苷类物质的水解

糖苷是茶树生长的次级代谢产物，又称配糖体，是糖或糖的衍生物与非糖物质通过糖的端基碳原子连接而成的化合物，茶叶中与香气有关的糖苷类物质是单萜烯醇。研究表明，以单萜烯醇和芳香族醇苷元为主的糖苷类物质经β－糖苷酶类分阶段催化水解后，呈现出不同的花果香，奠定了茶叶香气的物质基础；亦有学者提出樱草糖苷是茶叶香气前体物质［１２］。糖苷类物质的水解是形成茶叶香气的重要途径，这一论断已被学界所普遍接受。

２．２氨基酸的转化及Ｍａｉｌｌａｒｄ反应

茶树鲜叶中含有多种游离氨基酸，含量占鲜叶总质量的２％￣４％，除部分本身具有香气的氨基酸外，绝大多数氨基酸由于在加工过程中发生脱羧或脱氨反应，生成相应的醛类化合物而成为香气前体物质；加工过程中产生的某些醛类化合物进一步被氧化为更加稳定的呈香羧酸产物。氨基酸还会与糖类物质发生Ｍａｌｉｄａｒｄ反应，从而产生独特的焦糖香气。研究表明，将茶叶中的茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸、丝氨酸和葡萄糖、木糖以及儿茶素按一定比例混合，按照绿茶干燥工艺进行加热，能够产生呋喃、吡咯、吡嗪、苯酚及这几种成分的甲基、乙基、羟基、醛基、乙酞基衍生物等芳香物质［１３］。因此，氨基酸的转化及Ｍａｉｌｌａｒｄ反应提供了极其丰富的香气物质，是茶叶香气的重要来源之一。２．３类胡萝卜素的氧化降解

类胡萝卜素包括胡萝卜素及其氧化衍生物，属于共轭复烯烃，是茶叶中主要的脂溶性色素之一。类胡萝卜素在生源上同萜烯类化合物处于同一代谢途径，其氧化降解过程分为初级氧化和次级氧化，初级氧化产物为α－紫罗酮、β－紫罗酮等会进一步氧化产生二氢海葵内酯和茶螺烯酮等次级氧化产物；而其中β－紫罗酮、二氢海葵内酯和茶螺酮等与红茶香气品质直接相关［１４］。有学者认为，茶树鲜叶组织细胞破损后，叶片中的类胡萝卜素由结合态转化为游离态；在红茶发酵过程中发生氧化反应，并在干燥阶段进一步氧化降解从而奠定红茶特有的香气品质基础；同时由于类胡萝卜素易见光分解，因此在茶叶的储运过程中类胡萝卜素可能发生持续的变化进而形成特有香气物质［１５］。

２．４脂肪酸的氧化和降解

茶树鲜叶中含有４％￣９％的脂质，其氧化和降解与茶叶香气品质息息相关。一部分脂肪酸（如乙酸、正丁酸）本身具有香气；而亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸能氧化降解形成己烯醇和己烯醛等芳香物质。研究表明，在红茶加工过程中，细胞壁脂质含量明显降低，其中亚油酸和亚麻酸降低尤为显著［１６］，同时（Ｚ）－３－己烯醇和（Ｅ）－２－己烯醛等化合物含量增加，说明茶叶中不饱和脂肪酸降解为小分子的醛、酮、酸等，对香气形成有积极作用［１７］。

３香气检测的萃取方法

随着现代仪器分析技术的迅速发展，气相色谱（ＧＣ）及气相色谱－质谱联用（ＧＣ－ＭＳ）技术己经成为香气物质检测的主要手段。茶叶香气检测的第１步是香气物质的提取，样品制备与前处理是分析过

表１茶叶香气中的萜类成分分类萜类物质

单链状芳樟醇、香叶醇、橙花醇、丙酸橙花酯、甲基丙酸橙花酯、丁酸橙花酯、顺，反－β－罗蕲烯、香叶醛、橙花醛、甲酸香叶酯、乙酸橙花酯、香叶丙酮

萜环状α－萜品烯、宁烯、α－萜品醇、α－蒎烯、β－蒎烯、γ－萜品烯、二氢香芹烯醇、香芹烯醇、葑醇、香芹酚、γ－萜品醇、薄荷醇、黄樟脑、芳樟醇氧化物ⅠⅡⅢⅣ、β－桉叶醇、β－环柠檬醛、乙酸萜品酯

倍链状α－法尼烯、α－法尼醇、橙花叔醇、α－紫萝兰酮、β－紫萝兰酮、３，４－２二氢－α－紫萝兰酮、３－氧代－β－紫萝兰酮、５，６－环氧紫萝兰酮、２，３－环氧－α－紫萝兰酮、１－羟基－４－氧代－α－紫萝兰酮、１，２－苏式－１，２－二羟基β－紫萝兰酮

半单环β－倍半水芹烯、α－律草烯、特檀香烯、顺－茶螺烯酮、茶螺烃、６，７－环氧－二氢茶螺烃、６－羟基－二氢茶螺烃

三环α－古巴烯、α－毕澄茄烯、α－柏木醇、α－雪松烯、雪松醇、β－达玛烯酮、α－达玛酮、β－达玛酮

萜双环α－杜松烯、γ－摩璐烯、α－摩璐烯、α－杜松醇、β－石竹

烯、杜松醇、去氢白菖蒲烯、α－毕澄茄醇、表－毕澄茄醇、

榧叶醇、二氢海葵内酯、４－二氢海葵内酯、４－乙烯基愈创

木酚、４－乙基愈创木酚、异丁子香酚、百里香酚

５９

··