槐花綠茶窨制技術(shù)優(yōu)化及其香氣分析

邸太妹,王 漪,楊紹蘭,胡建輝,陳永強,張新富,*

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山東青島 266109;2.青島果茶花卉工作站,山東青島 266000;3.日照景陽青茶園,山東日照 276800)

我國茶用香花資源豐富,約40余種[1],其中大量應(yīng)用于茶葉生產(chǎn)的少之又少,花茶產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一,茉莉花茶是我國產(chǎn)量和銷量最大的花茶品種,目前,關(guān)于特種茶類的研究報道較少,特種茶類的開發(fā)仍處于初級階段?；被▌e稱洋槐花,乳白色,蝶形花冠,香氣素雅、清香持久?；被扇氩耸秤?口感佳,具有較高營養(yǎng)價值;可入藥治病,具有泄熱、涼血、止血、增強毛細血管韌性、防止冠狀動脈硬化、降低血壓、改善心肌循環(huán)的功效[2-3]?；被ǚ喜栌孟慊ㄒ?將其與綠茶窨制得到槐花綠茶,既是對槐花資源的充分利用,也是對特種茶類的開發(fā)研究。

香氣是茶葉重要的品質(zhì)因子,在感官審評中約占40%[4],香氣成分的研究隨著檢測技術(shù)的不斷改進以及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展逐漸取得了較大進展[5-8]。槐花綠茶香氣的形成階段主要是窨制過程,窨制過程是茶引花香的動態(tài)花香吸附過程,花茶配比、窨制時間、窨制次數(shù)都是影響槐花綠茶香氣品質(zhì)的重要因素。如何更好的提取香氣成分是茶葉香氣研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié),頂空固相微萃取法(HS-SPME)在香氣萃取方面具有精準、簡便的優(yōu)點[9-10]。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)具有靈敏度高、樣品用量少等優(yōu)點,作為目前發(fā)展最完善的分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于對物質(zhì)風味的研究[11-13]。

本研究借鑒茉莉花茶的窨制工藝制作槐花綠茶,以花茶配比、窨制時間、窨制次數(shù)為考察因素進行單因素試驗和三因素三水平的正交試驗設(shè)計[14-16],通過感官審評,分析得出槐花綠茶窨制的最佳技術(shù)條件,并利用HS-SPME/GC-MS分析得出槐花綠茶的特征性香氣成分。研究結(jié)果為槐花綠茶窨制工藝的優(yōu)化及特征香氣成分的評價提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

茶鮮葉 一芽一葉,采自青島農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗基地;槐花 5月初,采自青島。

6CST-40型茶葉滾筒殺青機、6CR-30型揉捻機、6CH941型烘干機、6CTH-3.0型提香機 浙江上洋機械有限公司;ALPHA 1-2 LDplus型凍干機 德國CHRIST公司;DF-101S型恒溫磁力攪拌器 鄭州英峪予華儀器有限公司;手動SPME進樣器 美國Supelco公司;PDMS/DVB萃取頭(75 μm) 上海安譜科學(xué)儀器有限公司;7890A-5975C型氣質(zhì)聯(lián)用儀 美國Agilent公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 綠茶茶坯加工工藝 采用烘青綠茶加工工藝,依次經(jīng)過攤放(4 h)、殺青(220 ℃)、揉捻(輕揉20 min,重揉10 min,輕揉10 min)、干燥(毛火110 ℃,足火90 ℃)、提香(110 ℃,50 min),制得綠茶茶坯。

1.2.2 槐花綠茶窨制工藝 鮮花處理(摘花、攤晾1 h)(窨花拌合(按正交試驗比例分別拌合)(窨制(按正交試驗時間、次數(shù)分別窨制)(通花散熱(每隔2 h散熱一次)(起花(烘干(90 ℃下10 min)。

1.2.3 槐花綠茶的感官審評 由5位專業(yè)茶葉審評人員對槐花綠茶嚴格按照GB/T 23776-2009 的規(guī)定進行審評,從評茶盤中各扦取充分混勻的具有代表性的茶樣3.0 g,茶水比為1∶50,置于相應(yīng)的評茶杯中,注滿沸水,加蓋,計時4 min,按照沖泡順序依次將茶湯濾入評茶碗中,留葉底于杯中,對香氣單因子進行百分制打分[17]。

1.2.4 單因素實驗方法 以香氣品質(zhì)評分為評價指標,分別對槐花綠茶窨制過程的花茶配比(槐花:綠茶)、窨制時間(h)、窨制次數(shù)進行單因素試驗,在窨制5 h,窨制2次條件下,分別設(shè)置1∶5、2∶5、3∶5、4∶5、5∶5的花茶配比(槐花:綠茶)制備槐花綠茶;在茶花配比(槐花∶綠茶)為2∶5,窨制2次條件下,分別設(shè)置窨制時間2、3、4、5、6 h制得槐花綠茶;在茶花配比(槐花∶綠茶)為2∶5,窨制5 h條件下,分別比較窨制1、2、3、4、5、6次制得槐花綠茶。

1.2.5 正交試驗 基于單因素試驗,設(shè)置花茶配比、窨制時間(h)、窨制次數(shù)的三因素三水平正交試驗,選用L9(34)的正交表,因素水平如表1所示,試驗處理組9個,制得9組槐花綠茶,無花綠茶作對照組。

表1 感官評分標準表Table 1 Standard table of sensory evaluation

表2 正交試驗因素水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.6 槐花綠茶HS-SPME/GC-MS分析

1.2.6.1 HS-SPME法提取 稱取粉碎后的茶葉各6.00 g,將其加入100 mL萃取瓶中,倒入60 mL 100 ℃蒸餾水,放入60 ℃水浴鍋中靜置5 min,香氣達到平衡后,插入75 μm PDMS/DVB萃取頭進行萃取,頂空吸附50 min,每個樣品重復(fù)3次[18]。

1.2.6.2 槐花綠茶香氣成分GC-MS分析 GC條件為:進樣口溫度250 ℃,載氣為高純度氮,流速1.0 mL/min,柱溫起始為50 ℃,保持1 min,以2 ℃/min升至60 ℃,保持2 min,以3 ℃/min升至150 ℃保持3 min,以10 ℃/min升至250 ℃,保持5 min,再以10 ℃/min升至300 ℃,保持4 min[18]。

MS條件:離子化方式為EI,離子源溫度230 ℃,電子能量70 eV,檢測器電壓1659 V,接口溫度300 ℃,質(zhì)量掃描范圍:35～550 amu,進樣口:250 ℃,分流模式:不分流,恒定流量:1 mL/min[18]。

1.2.6.3 GC-MS香氣成分定性與定量分析 定性分析:GC-MS采集的數(shù)據(jù)經(jīng)NIST11.L標準譜庫的檢索,數(shù)據(jù)的比對、分析,最終確定各香氣組分,成分香型查詢自愛化學(xué)庫。定量分析:香氣組分含量以相對含量(%)表示,即各香氣組分的峰面積占總峰面積比值的百分數(shù),試驗重復(fù)3次,取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)方差分析、相關(guān)性分析采用Excel軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 花茶配比對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響 經(jīng)感官審評,花茶配比對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響見圖1。由此可知,在窨制5 h,窨制2次條件下,花茶配比(槐花∶綠茶)2∶5時,制備的槐花綠茶香氣品質(zhì)基本達到最佳水平,繼續(xù)增加槐花量,茶坯吸附能力有限,香氣品質(zhì)變化不明顯?；ú枧浔戎苯佑绊懟被ňG茶的香氣品質(zhì),花茶配比過低,花香淡薄,易于散失,隨著花茶配比提高,茶坯吸附能力增強,當花茶配比很大時,茶坯吸附能力接近飽和,吸附速率降低[19]。設(shè)置合適的花茶配比可提升茶葉品質(zhì),避免資源浪費。

圖1 花茶配比對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of proportion(flos sophorae:tea) on aroma quality of flos sophorae green tea

2.1.2 窨制時間對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響 窨制時間對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響如圖2所示?？芍?在茶花配比(槐花∶綠茶)為2∶5,窨制2次條件下,窨制5 h,槐花綠茶香氣最佳。窨制時間過短,花香未充分擴散,使得槐花綠茶香氣淡薄,持久性差;窨制時間過長,鮮花吐香能力降低,且在不良環(huán)境下鮮花易變質(zhì)產(chǎn)生異味,影響茶葉香氣品質(zhì)[20]。

圖2 窨制時間對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of the scenting time on aroma quality of flos sophorae green tea

2.1.3 窨制次數(shù)對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響 減少窨制次數(shù)是窨制工藝的一大趨勢,窨制次數(shù)對槐花綠香氣品質(zhì)的影響如圖3所示。由此可知,在茶花配比(槐花∶綠茶)為2∶5,窨制5 h條件下,香氣品質(zhì)隨窨制次數(shù)的增加先升后降,在窨制2次時,香氣品質(zhì)基本達到最佳水平,窨制次數(shù)過少,不利于花香的充分擴散吸附,香氣低淡;窨制次數(shù)過多,既降低工作效率,且易產(chǎn)生水悶味,香氣品質(zhì)降低[19]。

圖3 窨制次數(shù)對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of the scenting times on aroma quality of flos sophorae green tea

2.2 正交試驗槐花綠茶香氣得分分析

正交試驗槐花綠茶香氣得分如表3所示,由極差R分析可知:R(槐花與綠茶配比)>R(窨制次數(shù))>R(窨制時間),即各因素對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響由大到小依次是:槐花與綠茶配比、窨制次數(shù)、窨制時間,可見槐花與綠茶配比對槐花綠的茶香氣影響最大?；被ňG茶窨制技術(shù)的最佳組合條件為：槐花花茶配比3∶5,窨制時間4 h,窨制次數(shù)為3次,即第7個實驗組最好,此時,香氣得分95。

表3 正交試驗結(jié)果分析Table 3 Results analysis of orthogonal experiment

2.3 正交試驗槐花綠茶香氣成分分析

正交試驗的9組槐花綠茶與對照綠茶(CK)共確定57種主要香氣成分,見表4,每組茶葉中香氣成分的種類和含量不盡相同。

續(xù)表

2.3.1 香氣成分卡方檢驗分析 如表5所示,槐花綠茶窨制工藝使得茶葉香氣成分種類增加,卡方結(jié)果由大到小依次為CK、9、7、1(2、3、4、6號)、5號(8號),可知,CK、9、7號試驗組的香氣成分種類變化相對較大,其中9、7號種類較多,對照組綠茶香氣成分種類較少?；被ňG茶香氣得分由高到低依次是:7、5、9、4、8、6、3、2、1號,可見伴隨槐花綠茶香氣成分種類的增加,槐花綠茶香氣品質(zhì)有一定提高。

表5 香氣成分卡方檢驗Table 5 Chi-square test of aroma aroma components

2.3.2 香氣成分方差分析 由感官審評可知,7號槐花綠茶香氣最佳,因此對7號槐花綠茶與對照綠茶的香氣成分進行方差分析(見表6)。結(jié)合表4可知,共有成分中二甲基硫、芳樟醇、壬醛、萘、(Z)-丁酸-3-己烯酯、2-甲基丁酸葉醇酯、右旋萜二烯、(Z)-己酸-3-己烯酯、月桂烯、α-松油醇的F值較大,差異較顯著,其中,二甲基硫在槐花綠茶中含量有明顯降低,其他成分含量均有一定增加;7號槐花綠茶中存在特征性成分:具花香、青香和香脂香氣的(E)-β-金合歡烯(0.40%)、松節(jié)油的氣味的α-蒎烯(0.51%)、強烈花香和櫻桃香味的苯甲酸甲酯(0.92%)、檸檬氣味的萜品油烯(0.53%)、1-甲基萘(0.29%)、似茉莉花香的茉莉酮(0.08%)、愉快氣味的2-庚酮(0.11%)、吲哚(0.14%)、3-甲基吡啶(0.33%)、紫羅蘭和蘭花香的對甲苯甲醚(0.12%)、松木樣香氣的3-蒈烯(0.24%);相比對照綠茶,7號槐花綠茶中沒有具特殊氣味的異辛醇、刺激氣味的甲基丙烯酸異丙酯(0.07%)及甲基環(huán)己烷(0.23%)?；被ňG茶與綠茶間在香氣成分種類及含量上均存在一定差異。

表6 7號與對照組槐花綠茶間香氣成分方差分析Table 6 Variance analysis of tea aroma components between 7 and CK

續(xù)表

2.3.3 香氣成分與香氣得分的相關(guān)性分析 由表7可知,槐花綠茶中2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、α-蒎烯、羅勒烯、芳樟醇、月桂烯、萜品油烯、苯甲酸甲酯、3-蒈烯、1-甲基萘、萘、吲哚、1-辛烯-3-醇/蘑菇醇、對甲苯甲醚、3-甲基吡啶與香氣得分的相關(guān)系數(shù)相對較大,其相關(guān)系數(shù)由大到小依次為0.88、0.86、0.85、0.85、0.83、0.83、0.82、0.77、0.74、0.74、0.71、0.63、0.62、0.61,相關(guān)系數(shù)較高,表明2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、α-蒎烯、羅勒烯、芳樟醇、月桂烯、萜品油烯、苯甲酸甲酯、3-蒈烯、1-甲基萘、萘、吲哚、1-辛烯-3-醇/蘑菇醇、對甲苯甲醚等對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響較大,其中α-蒎烯、萜品油烯、苯甲酸甲酯、3-蒈烯、1-甲基萘、吲哚、3-甲基吡啶為槐花綠茶特征性成分,可見,特征性成分在槐花綠茶香氣品質(zhì)形成中起到重要作用。羅勒烯、芳樟醇、月桂烯等已被證明為綠茶的重要致香物質(zhì)[21]。

表7 香氣成分與香氣得分間相關(guān)系數(shù)Table 7 Correlation coefficient of aroma score and content of aroma components

3 結(jié)論

綜合感官審評、香氣得分分析及卡方檢驗結(jié)果可知,槐花與綠茶配比3∶5,窨制時間4 h,窨制次數(shù)3次為槐花綠茶窨制的最佳技術(shù)條件,即7號實驗組的窨制技術(shù)條件為最佳技術(shù)條件。

卡方檢驗顯示,相比對照組綠茶,槐花綠茶香氣成分種類有所增加。方差分析結(jié)果顯示,在共有香氣成分中,二甲基硫、芳樟醇、壬醛、萘、(Z)-丁酸-3-己烯酯、2-甲基丁酸葉醇酯、右旋萜二烯、(Z)-己酸-3-己烯酯、月桂烯、α-松油醇變化明顯且大部分含量呈增加趨勢;槐花綠茶具有特征性香氣成分為(E)-β-金合歡烯、α-蒎烯、苯甲酸甲酯、萜品油烯、1-甲基萘、茉莉酮、2-庚酮、吲哚、對甲苯甲醚、3-蒈烯。

相關(guān)性分析得知:2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、α-蒎烯、羅勒烯、芳樟醇、月桂烯、萜品油烯、苯甲酸甲酯、3-蒈烯、1-甲基萘、萘、吲哚、1-辛烯-3-醇/蘑菇醇、對甲苯甲醚、3-甲基吡啶對槐花綠茶香氣品質(zhì)的影響較大。其中α-蒎烯、萜品油烯、苯甲酸甲酯、3-蒈烯、1-甲基萘、吲哚為槐花綠茶特征性成分,由此得出,槐花綠茶特征性香氣成分是決定其香氣品質(zhì)的重要組成部分。