红茶属全发酵茶,经过萎凋、揉捻、发酵、干燥4个基本工序制作而成,是目前全球消费量最多的茶类,约占全球茶叶消费总量的80%[1]。祁门红茶被誉为‘红茶皇后’,在中国已有140多年的历史,祁门红茶以安徽省黄山市祁门县的群体种‘祁门槠叶种’为原料,以醇厚的滋味和似花似果似蜜的‘祁门香’享誉世界,深受消费者喜爱。
茶叶在贮藏过程中内含物质会发生改变,包括游离氨基酸、茶多酚类、生物碱以及芳香物质等,从而改变茶叶滋味、香气等品质。贮藏后的普洱茶和白茶品质和保健效果得到提升,目前对贮藏引起茶叶中化学成分变化的研究主要集中这2种茶类。普洱茶干冷环境下贮藏后花香和果香显著增加,在湿热环境下木香和陈香显著增加,贮藏时间与儿茶素类物质、奎宁酸和没食子酸等物质变化相关[2-3];白茶在贮藏过程中滋味由清甜爽口向甘甜、陈醇转变,香气由清香、花香向陈香转变,8-C N-乙基-2-吡罗烷酮取代的儿茶素(8-C N-ethyl-2-pyrrolidinone-substituted flavan-3-ols,epsf)类在白茶贮藏过程中逐渐积累[4-5]。绿茶室温贮藏后鲜爽降低,铁观音室温存放后花香降低,花果香型的红茶室温贮藏3年后花果香消失,祁门红茶长期贮藏过程中甲氧基苯类物质的增加促成陈香和木香形成,主要多酚类物质降解,包括奎宁酸、没食子酸儿茶素、脂肪酸和茶氨酸[6-9]。
由于茶叶的销售周期,生产后的祁门红茶往往会在仓库中室温贮藏几个月,消费者也习惯在室温下贮藏红茶[10-11],因此室温贮藏对红茶品质的影响有实际意义但缺乏理论依据。低温短时烘焙能够降低茶叶含水率,有利于贮藏过程品质的稳定,同时能够改善茶叶品质如陈味等[12-13]。张晓磊等[14]的研究表明,低温短时烘焙能够较好地保持祁门红茶的香气特征同时提升滋味。目前对祁门红茶的短期贮藏以及低温烘焙对贮藏后的祁门红茶品质影响的研究较少,对其品质和化学变化的研究尚不全面。
本文通过感官审评和代谢物(挥发性和非挥发性物质)检测结合多元统计分析,以低温贮藏(-40 ℃)1年的祁门红茶为对照,初步探究室温贮藏1年的祁门红茶品质变化及低温短时烘焙对贮藏后的祁红品质的影响,为祁门红茶短期贮藏的品质变化及贮藏后的工艺处理提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
供试祁门红茶样品以安徽省黄山市祁门县‘祁门槠叶种’鲜叶为原料,2022年4月制成,分为3组贮藏1年。贮藏条件及处理分别为:DW:低温(-40 ℃),作为对照;SW:室温;HB:室温放置1年后低温短时烘焙(70 ℃,30 min)。祁门红茶样品加工过程如下:
鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→初烘(110 ℃)→复烘(80 ℃)
癸酸乙酯标准品(99%),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;正构烷烃(C6～C19)、儿茶素单体、咖啡碱、没食子酸及杨梅素标准品,美国Sigma-Aldrich公司;游离氨基酸标准品,德国SYKAM公司;蒽酮,国药集团化学试剂有限公司;硫酸,西陇科学股份有限公司。
1.2 仪器与设备
S-433D氨基酸分析仪,德国Sykam公司;Chromaster高效液相色谱仪,日本日立公司;超高效液相色谱-三重四极杆/线性离子阱质谱(ultra-high performance liquid chromatography-triple quadrupole/linear ion trap mass spectrometry, UPLC-QTRAP-MS/MS),美国赛默飞世尔科技公司;QP2020 NX气相色谱质谱联用仪,日本岛津公司;C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)日本日立公司;Poroshell 120 SB-C18色谱柱(3 mm×150 mm, 2.7 μm)、DB-5MS石英毛细管柱(30 m×250 μm×0.25 μm),美国安捷伦公司;50/30 μm 二乙烯基苯/羧基/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS,57348-U)纤维头,默克公司;萃取手柄,美国色谱科公司。
1.3 实验方法
1.3.1 感官审评
参照国家茶叶感官审评标准(GB/T 23776—2018),准确称取3.0 g祁门红茶样品,加入150 mL沸水,冲泡5 min后滤出茶汤,由6名专业审茶员进行感官审评并评分。
1.3.2 可溶性糖测定
茶样的可溶性总糖测定使用蒽酮-硫酸比色法[15]。
1.3.3 游离氨基酸、儿茶素、没食子酸和咖啡碱测定
参考周汉琛等[16]方法,准确称取0.25 g磨碎样品封入茶包,置于锥形瓶中并加入8 mL沸水,90 ℃水浴振荡10 min转移至25 mL容量瓶,重复3次后定容。用稀释液稀释后用0.45 μm水系滤膜过滤,分别用于游离氨基酸(稀释4倍)和儿茶素(稀释6倍)上机分析。每个样品重复3次。
采用Chromaster高效液相色谱仪分析样品中儿茶素、咖啡碱和没食子酸含量。检测条件为:C18色谱柱,柱温为40 ℃,流速为1 mL/min。流动相A为0.04%(体积分数)磷酸,B为甲醇∶乙腈=3∶2(体积比),梯度洗脱条件:0～25 min,10%～15% B;25～35 min,15%～30% B;35～40 min,30%～60% B;40～41 min,60%～10% B;41～50 min,10% B。依据标准曲线鉴定儿茶素、没食子酸及其咖啡碱并计算其含量。
采用S-433D氨基酸分析仪测定样品中游离氨基酸组分含量。检测条件为:色谱柱为LCA K07/Li,柱温为38～74 ℃,梯度升温。流动相A为pH 2.9柠檬酸锂溶液,流动相B为pH 4.2柠檬酸锂溶液,流动相C为pH 8.0柠檬酸锂溶液。洗脱泵流速为0.45 mL/min,衍生泵流速为0.25 mL/min。以标准品响应面积计算游离氨基酸含量。
1.3.4 黄酮醇及其他滋味成分测定
准确称取0.06 g茶样,加入1.8 mL 预冷的80%(体积分数)甲醇,涡旋后超声3 min,10 000 r/min离心10 min后取上清液,重复2次。每个样品重复3次。
参考ZHUANG等[17]方法,通过UPLC-QTRAP-MS/MS测定样品中黄酮醇及其苷类物质。色谱柱为Poroshell 120 SB-C18 column(3 mm×150 mm,2.7 μm),柱温30 ℃,流速为0.5 mL/min,进样量为10 μL。流动相:A为0.4%乙酸水溶液,B为乙腈,洗脱程序:0～10 min,99.9% A、0.1% B;22 min,93% A、7% B;25 min,89% A、11% B;30 min,88% A、12% B;31 min,86% A、14% B;43 min,65% A、35% B;45 min,20% A、80% B;47 min,99.9% A、0.1% B。采用负离子扫描模式,扫描时间为0～34 min,扫描范围70～900 m/z。
将得到的数据与标准品、一级质谱、二级质谱进行比对,定性化合物。通过杨梅素标准品(10 μg/mL)峰面积与化合物峰面积之比进行定量。
1.3.5 香气物质测定
样品处理采用顶空固相微萃取,准确称取0.1 g样品,加5 mL沸水,60 ℃平衡5 min后插入SPME萃取头吸附55 min,吸附完成的萃取头插入进样口解吸附5 min。每个样品重复3次。
仪器具体参数如下:进样口温度为250 ℃,分流比为10∶1,载气为高纯氦气(99.99%),流速为1 mL/min。升温程序如下:初始温度为40 ℃并保留5 min,以3 ℃/min速率升到85 ℃并保留2 min,后以3 ℃/min速率升到110 ℃并保留1 min,再以5 ℃/min速率升到200 ℃并保留1 min,最后以15 ℃/min速率升到260 ℃并保留3 min。
在NIST库检索化合物,同时计算保留指数,与NIST网站(https://webbook.nist.gov/chemistry/)已发表数据进行比对,定性化合物。以癸酸乙酯(10 μg/mL)峰面积与化合物峰面积之比计算香气成分的含量。
1.4 数据分析
采用Thermo Xcalibur 4.1软件和TraceFinder 5.0软件对UPLC-QTRAP-MS/MS得到的原始谱图进行峰提取和峰匹配,采用SIMCA 14.1软件进行偏最小二乘法判别分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)和计算预测变量重要性投影(variable importance in projection, VIP),SPSS 20.0软件进行单因素分析(ANOVA),GraphPad 8.0进行柱状图绘制。
2 结果与分析
2.1 贮藏后祁门红茶感官品质分析
感官审评结果显示,3组祁红香气类型均为甜香型,滋味醇厚,汤色红亮,叶底红匀(表1)。不同的是,DW红茶(可视为对照组)滋味收敛性较强,叶底略青;贮藏1年后,SW红茶花果香较显,茶汤鲜爽度、甜度均有增加;短时复火的HB红茶甜香较高,而花果香减弱,且茶汤鲜爽度下降。结果表明,室温贮藏1年后,祁门红茶香气、滋味品质有提升,而短时低温烘焙降低了花果香、鲜爽度等品质。
表1 祁门红茶感官审评结果
Table 1 Sensory evaluation results of Keemun black tea
样品香气滋味汤色叶底低温(DW)甜香馥郁醇厚,收敛性强红亮红较匀,略青室温(SW)甜香馥郁,花果香显醇厚鲜爽,较甜红亮红匀室温+烘焙(HB)甜香持久醇厚,较甜红亮红匀亮
2.2 贮藏后祁门红茶非挥发性物质分析
茶汤中多种非挥发性的化学组分相互协调共同决定了茶汤丰富的口感[18-19]。对3组样品的可溶性糖、游离氨基酸、多酚类物质以及咖啡碱含量进行分析(表2)。
表2 可溶性糖、游离氨基酸、咖啡碱及多酚类含量
Table 2 The contents of soluble sugar, free amino acids, caffeine, and polyphenols
编号化合物低温(DW)室温(SW)烘焙(HB)1可溶性糖35.706±0.752b 39.019±0.275a 36.025±1.054b 游离氨基酸(15)2天冬氨酸0.990±0.003a0.902±0.020b0.952±0.025a3谷氨酸1.787±0.015a1.612±0.036b1.677±0.042b4茶氨酸33.620±0.424a30.140±0.968b32.362±0.710a5苏氨酸0.357±0.004a0.311±0.005c0.334±0.010b6丝氨酸0.878±0.005a0.751±0.017c0.813±0.023b7甘氨酸0.032±0.001a0.028±0.004a0.030±0.001a8丙氨酸0.484±0.006a0.443±0.003b0.466±0.017ab9脯氨酸0.371±0.009a0.346±0.016a0.365±0.011a10缬氨酸0.456±0.031a0.396±0.013a0.450±0.029a11异亮氨酸0.293±0.002a0.264±0.006b0.279±0.009ab12亮氨酸0.501±0.004a0.463±0.010b0.481±0.015ab13酪氨酸0.603±0.008a0.572±0.003a0.579±0.022a14苯丙氨酸0.737±0.016a0.698±0.022a0.700±0.014a15组氨酸0.103±0.003a0.110±0.013a0.102±0.008a16赖氨酸0.399±0.007a0.369±0.014a0.380±0.014a游离氨基酸总量41.612±0.468a37.404±1.108b39.967±0.941a
续表2
编号化合物低温(DW)室温(SW)烘焙(HB)儿茶素(8)17没食子儿茶素∗0.213±0.018a0.199±0.063a0.119±0.005a18表没食子儿茶素∗0.742±0.041b1.009±0.039a0.819±0.048b19儿茶素∗0.217±0.007a0.219±0.019a0.228±0.013a20表没食子儿茶素没食子酸酯∗4.994±0.197a5.258±0.158a4.985±0.118a21表儿茶素∗1.527±0.062a0.700±0.032b1.544±0.018a22没食子儿茶素没食子酸酯∗0.073±0.005b0.081±0.002a0.075±0.001ab23表儿茶素没食子酸酯∗3.838±0.041a3.910±0.223a3.775±0.087a24儿茶素没食子酸酯∗0.018±0.002a0.020±0.001a0.018±0.001a非酯型儿茶素2.667±0.033a2.127±0.135b2.711±0.034a酯型儿茶素8.923±0.242a9.270±0.384a8.853±0.190a儿茶素总量11.114±0.845a11.397±0.432a11.568±0.267a生物碱(1)25咖啡碱∗23.048±0.445b 24.483±0.426a 24.863±0.491a 有机酸(1)26奎宁酸1 016.150±37.637a 956.491±19.009a 1 029.992±66.499a 酚酸(10)27没食子酸∗5 255.588±84.531b 5 864.228±124.030a 5 637.482±163.815a 28茶没食子素404.774±13.661a411.562±8.614a413.588±5.738a29异绿原酸5.637±0.202a6.079±0.393a5.793±0.437a303-对香豆酰基奎宁酸92.346±4.377a85.718±3.076ab82.431±3.621b31绿原酸12.600±0.096a12.387±0.447a12.486±0.807a32隐绿原酸10.294±0.549a10.331±0.329a9.874±0.375a335-对香豆酰基奎宁酸206.318±9.110a167.301±7.328b178.251±3.391b34小木麻黄素220.078±7.751a209.788±6.519a229.793±16.826a354-对香豆酰基奎宁酸177.336±4.985a169.983±13.254a175.855±10.387a36cis-5-对香豆酰基奎宁酸311.805±4.809a291.431±16.829a297.488±8.475a6 696.776±83.146b7 228.808±125.140a7 043.040±158.070a茶黄素(4)37茶黄素35.153±1.691a 31.682±1.376a 31.568±1.189a 38茶黄素-3-没食子酸酯75.976±2.195a71.143±2.434a71.719±1.412a39茶黄素-3,3′-没食子酸酯173.818±4.089a173.214±1.190a168.626±4.582a40茶黄素-3′-没食子酸酯20.750±0.657a19.254±0.438ab17.745±0.811b305.697±7.969a295.294±3.933ab289.658±3.698b黄酮醇及黄酮(醇)苷(20)41槲皮素13.105±1.318a 12.981±0.816a 13.046±0.741a 42山奈酚25.804±1.401a27.106±1.771a26.127±2.562a43杨梅素-3-O-芸香糖苷2.835±0.223a2.702±0.082a2.361±0.225a44杨梅素-3-O-半乳糖糖芸香糖苷1.180±0.178a0.729±0.099b0.958±0.019ab45杨梅素-3-O-葡萄糖芸香糖苷0.984±0.045a1.094±0.153a0.963±0.087a46槲皮素-3-O-半乳糖芸香糖苷25.820±0.485a21.308±0.467b19.709±1.392b47槲皮素-3-O-葡萄糖芸香糖苷13.362±0.784a13.317±0.831a12.348±0.651a48芦丁12.175±1.252a10.423±0.462a11.597±0.587a49槲皮素-3-O-半乳糖苷39.000±2.984a36.249±0.878a34.547±1.148a50槲皮素-3-O-葡萄糖苷13.166±1.178a12.614±0.927a11.540±0.471a51山柰酚-3-O-半乳糖芸香糖苷48.749±0.429a46.467±1.502a47.247±0.551a52山柰酚-3-O-葡萄糖芸香糖苷63.720±2.673a64.766±1.865a62.058±3.524a53山柰酚-3-O-芸香糖苷13.773±0.787a13.617±0.463a13.629±1.036a54山柰酚-3-O-半乳糖苷50.816±0.435a53.376±1.809a48.806±3.310a55山柰酚-3-O-葡萄糖苷28.189±0.432a29.128±0.072a24.781±0.751b56牡荆素0.180±0.016b0.226±0.011a0.233±0.006a57异牡荆素0.701±0.011b0.982±0.026a1.001±0.017a58芹菜素-6-C-葡萄糖-8-C-阿拉伯糖苷13.269±0.618a10.295±0.214a12.163±3.740a59芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-葡萄糖苷0.447±0.016b0.566±0.011a0.546±0.013a60木犀草苷0.352±0.017a0.296±0.020b0.276±0.025b367.390±3.440a358.244±9.189ab343.936±8.304b
注:编号为1～25的化合物含量单位为mg/g,编号为26～60的化合物含量单位为μg/g;表中数值为平均值±标准差;同行不同小写字母表示样本间差异达显著水平(P<0.05);*表示由标准曲线计算(下同)。
2.2.1 祁门红茶可溶性糖、游离氨基酸和儿茶素、咖啡碱含量分析
贮藏1年的祁门红茶中非挥发性物差异分析如图1所示。
A-可溶性糖;B-游离氨基酸;C-非酯型儿茶素;D-酯型儿茶素;E-儿茶素;F-咖啡碱;G-有机酸;H-酚酸;I-茶黄素; J-黄酮醇及黄酮(醇)苷;K-VIP值;L-PLS-DA得分图;M-模型交叉验证结果
图1 贮藏1年的祁门红茶中非挥发性物质含量差异分析
Fig.1 Difference analysis of non-volatile compounds in 1-year-stored Keemen black tea
注:图中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
茶汤甜味的强度与可溶性糖含量呈正相关[20],室温贮藏1年后,SW中可溶性糖的含量由(35.706±0.752) mg/g显著增加至(39.019±0.275) mg/g(P<0.05)(图1-A),这与感官审评的结果一致。咖啡碱贡献苦味[21],贮藏1年后其含量显著增加(图1-F),由(23.048±0.445) mg/g增加至(24.483±0.426) mg/g。
游离氨基酸与茶汤鲜味相关,也参与茶叶加工过程中香气物质的形成[22]。本研究中共检测到15种游离氨基酸(表2)。与对照组相比,SW组游离氨基酸总量以及8种游离氨基酸含量显著减少(P<0.05),分别是天冬氨酸、谷氨酸、茶氨酸、苏氨酸、丝氨酸、丙氨酸、异亮氨酸和亮氨酸。茶氨酸是茶叶中含量最高且茶树特有的氨基酸,是茶叶鲜爽味的重要来源,其在SW中的含量比对照组显著降低(P<0.05),由(33.620±0.424) mg/g减少为(30.140±0.968) mg/g;HB中的含量较SW显著增加至(32.362±0.710) mg/g(P<0.05)。
室温贮藏1年后,SW组中游离氨基酸总量显著减少(P<0.05),由(41.612±0.468) mg/g减少为(37.404±1.108) mg/g,而HB中的含量增加至(39.967±0.941) mg/g(图1-B)。游离氨基酸总量的变化表明,室温贮藏1年的祁门红茶汤鲜爽度上升可能是其他滋味物质的作用。
儿茶素(黄烷醇类)是茶汤中重要的涩味和苦味成分[23-24]。通过HPLC共检测到8种儿茶素和没食子酸(表2)。茶汤收敛性与酯型儿茶素,特别是表没食子儿茶素没食子酸酯和表儿茶素没食子酸酯呈正相关[25];非酯型儿茶素与茶汤苦味相关。3组红茶儿茶素总量无显著变化(P>0.05)(图1-E),其中SW红茶中酯型儿茶素含量略有增加但无显著变化(P>0.05)(图1-D);非酯型儿茶素在SW组中的含量[(2.127±0.135) mg/g]显著低于对照组[(2.667±0.033) mg/g](P<0.05),而HB组(2.711±0.034) mg/g的含量显著高于SW组(P<0.05)(图1-C)。
通过PLS-DA对3组贮藏1年的祁门红茶进行组间差异的关键化合物分析。PLS-DA得分图(R2X=0.951, R2Y=0.986, Q2=0.908)显示,3组祁红各自分为1组(图1-L),说明室温贮藏1年和低温短时烘焙使得祁门红茶非挥发性成分发生变化。经过200次置换检验,Q2回归线与纵轴的相交点小于零(图1-M),说明模型不存在过拟合,验证有效。筛选出8种VIP值>1的化合物,分别是咖啡碱、茶氨酸、表儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、没食子酸、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素和没食子儿茶素(图1-K),其中,咖啡碱、茶氨酸、表儿茶素、没食子酸和表没食子儿茶素的含量呈现显著性差异(P<0.05)(图3)。
2.2.2 黄酮醇及其他滋味成分分析
通过UHPLC-Q-TRAP-MS/MS分析,共鉴定出34种非挥发性物质,包括奎宁酸、9种酚酸(除没食子酸)、4种茶黄素以及20种黄酮醇及黄酮(醇)苷类物质(表2)。
有机酸和酚酸类物质含量被认为与茶汤的酸味和涩味呈正相关[24, 26],奎宁酸含量在3组间无明显变化(P>0.05)(图1-G),酚酸总量贮藏后显著增加(P<0.05),而烘焙后无明显变化(P>0.05)(图1-H)。没食子酸可呈酸味和鲜味,但在浓度较大时呈涩味[27-28]。室温贮藏1年后,SW中没食子酸的含量显著增加(P<0.05),由(5 255.588±84.531) μg/g增加至(5 864.228±124.030) μg/g;HB中(5 637.482±163.815) μg/g的含量较SW略有下降但无显著差异(P>0.05),推测没食子酸含量的变化可能是SW红茶茶汤鲜爽味增加的主要原因。
茶汤收敛性不仅与儿茶素含量相关,还与茶黄素、黄酮醇及黄酮(醇)苷等含量呈正相关[26]。茶黄素、茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素-3,3′-没食子酸酯和茶黄素-3′-没食子酸酯是红茶中4种主要的茶黄素;室温贮藏1年后,4种茶黄素总量略有下降但无显著变化(P>0.05)(图1-I)。黄酮醇及黄酮(醇)苷类物质呈现柔和的涩味,是茶汤涩味的主要贡献者,对咖啡碱的苦味具有增强作用[24, 29]。室温贮藏1年后,有6种黄酮(醇)苷的含量呈现显著性差异(P<0.05),杨梅素-3-O-半乳糖芸香糖苷、槲皮素-3-O-半乳糖芸香糖苷和木犀草苷在SW中的含量显著低于对照组(P<0.05),含量变化分别为:(1.18±0.178) μg/g减少至(0.729±0.099) μg/g、(25.82±0.485) μg/g减少至(21.308±0.467) μg/g、(0.352±0.017) μg/g减少至(0.296±0.020) μg/g;牡荆素、异牡荆素和芹菜素-6-C-阿拉伯糖-8-C-葡萄糖苷在SW中的含量显著高于对照组(P<0.05),含量变化分别为:(0.18±0.016) μg/g增加至(0.226±0.011) μg/g、(0.701±0.011) μg/g增加至(0.982±0.026) μg/g、(0.447±0.016) μg/g增加至(0.566±0.011) μg/g。对贮藏1年的祁门红茶进行烘焙后,只有山柰酚-3-O-葡萄糖苷在含量发生显著变化(P<0.05),由(29.128±0.072) μg/g减少至(24.781±0.751) μg/g。
20种黄酮醇及黄酮(醇)苷类总量在贮藏1年后下降,由(367.390±3.440) μg/g减少至(358.244±9.189) μg/g;烘焙后减少至(343.936±8.300) μg/g(图1-J)。茶黄素和黄酮醇及黄酮(醇)苷涩味阈值较低,特别是黄酮醇及黄酮(醇)苷的阈值多低于1 μmol/L[30],因此其含量的下降可能会使得茶汤收敛性降低。PLS-DA筛选出9种VIP值>1的化合物,分别是奎宁酸、5-对香豆酰基奎宁酸、小木麻黄素、cis-5-对香豆酰基奎宁酸、3-对香豆酰基奎宁酸、茶没食子素、杨梅素-3-O-半乳糖芸香糖苷、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、4-对香豆酰基奎宁酸。
2.3 贮藏后祁门红茶挥发性物质分析
2.3.1 基于GC-MS的贮藏后祁门红茶挥发性物质含量分析
通过GC-MS鉴定出74种香气成分(表3),包括醇类20种、醛类23种、酯类15种、酮类7种、烯类5种、内酯类2种、含氮化合物1种和杂氧化合物1种。DW、SW和HB 3组祁红茶汤中香气物质总量分别为(1 456.02±149.95)、(1 233.79±71.41)、(1 435.39±104.44) μg/L(P>0.05)。茶汤中含量最多的三类物质是醇类(740.05±46.76)～(891.41±107.48) μg/L、酯类(278.73±12.82)～(339.71±28.47) μg/L和醛类(145.73±10.75)～(177.99±11.46) μg/L。贮藏1年的祈门红茶香气成分含量差异分析如图2所示。醇类、酯类、醛类三类物质均在DW组中含量最高,在SW组含量最低,而酮类、烯类、含氮化合物、杂氧化合物和内酯类在HB组含量最高,在DW组含量最低(图2-A)。室温贮藏1年后,醇类和杂氧类化合物相对含量无显著变化(P>0.05);醛类和酯类相对含量显著减少(P<0.05),分别减少了18.1%和18.0%;酮类、烯类和内酯类相对含量显著增加(P<0.05),分别增加109.6%、12.0%和67.8%,含氮化合物(茶吡咯)含量由0增加至(1.11±0.23) μg/L。
A-不同类型香气化合物含量;B-VIP值;C-PLS-DA得分图;D-模型交叉验证结果
图2 贮藏1年的祁门红茶香气成分含量差异分析
Fig.2 Difference analysis of volatile compounds in 1-year-stored Keemen black tea
表3 香气物质含量
Table 3 Contents of aroma compounds
编号CAS号香气物质相对含量/(μg/L)低温(DW)室温(SW)烘焙(HB)RINist醇类(20)1928-96-1(Z)-3-己烯醇5.63±0.08a4.79±0.43a5.36±0.41a8588612111-27-3正己醇1.32±0.09ab1.20±0.13b1.50±0.11a8728653111-70-6庚醇0.93±0.04b1.20±0.14ab1.39±0.16a97197243391-86-41-辛烯-3-醇2.31±0.32c3.43±0.12b4.33±0.40a9809835100-51-6苯甲醇5.03±1.12b6.75±0.72ab8.36±0.65a1 0371 03365989-33-3芳樟醇氧化物Ⅰ16.14±0.70b19.75±1.19a22.94±2.07a1 0691 0677111-87-5正辛醇5.04±0.26c6.97±0.56b8.07±0.45a1 0721 074834995-77-2芳樟醇氧化物Ⅱ39.02±3.24a35.08±2.80a43.33±4.90a1 0841 086978-70-6芳樟醇232.95±17.95a198.15±18.92a233.41±19.52a1 0991 1001029957-43-5脱氢芳樟醇4.34±0.08c8.74±0.47b11.04±1.12a1 0901 1061160-12-8苯乙醇15.15±1.97a14.69±0.40a17.86±1.51a1 0971 1031210340-23-5(Z)-3-壬烯-1-醇2.21±0.45a2.01±0.21a2.29±0.11a1 1481 1561356805-23-33,6-亚壬基-1-醇0.79±0.19a0.63±0.05a0.82±0.11a1 1501 1561439028-58-5芳樟醇氧化物Ⅳ2.30±0.52a2.26±0.15a2.81±0.33a1 1641 1691598-55-5α-松油醇27.00±1.65a26.00±0.66a28.39±1.15a1 1901 19016106-25-2橙花醇9.89±1.51a8.55±0.37a10.40±1.08a1 1991 21217106-24-1香叶醇504.73±75.79a384.78±19.72a461.11±42.11a1 2361 2451840716-66-3(E)-橙花叔醇14.54±2.12a13.32±0.59a15.98±1.76a1 5561 5511977-53-2雪松醇0.90±0.02a0.76±0.07a0.79±0.10a1 5991 59920481-34-5Α-毕橙茄醇1.21±0.19ab0.97±0.05b1.37±0.17a1 6521 654醇类总量891.41±107.48a740.05±46.76a881.52±71.18a醛类(23)2166-25-1正己醛19.07±0.42a 14.38±1.49b 17.38±0.78a 8128122219780-25-72-乙基丁烯醛ndb0.48±0.02a0.50±0.05a836236728-26-3青叶醛24.46±0.44a17.80±1.10b20.52±1.64b85585724111-71-7正庚醛3.99±0.07a2.28±0.29c2.86±0.18b9039012518829-55-5(E)-2-庚烯醛1.85±0.04a0.96±0.09c1.23±0.09b95695526100-52-7苯甲醛7.00±0.84b12.56±0.30a14.36±0.99a957959274313-3-5(E, E)-2,4-庚二烯醛2.01±0.27a1.93±0.09a2.24±0.11a99599528124-13-0正辛醛5.39±0.17a4.38±0.35b5.01±0.24ab1 0101 00829122-78-1苯乙醛24.61±2.73a20.25±1.08a24.16±2.48a1 0431 043302548-87-0(E)-2-辛烯醛9.07±0.37a4.75±0.33b5.47±0.31b1 0591 05831124-19-6壬醛24.23±2.13a11.91±1.66b14.30±1.01b1 0921 0983218829-56-6(E)-2-壬烯醛2.69±0.06b2.54±0.17b3.29±0.27a1 1541 15633112-31-2癸醛6.47±1.66a5.80±1.55a6.15±0.69a1 1761 18534432-25-7β-环柠檬醛3.71±0.39b4.93±0.28a5.79±0.48a1 1891 20035106-26-3橙花醛15.31±1.61a13.39±0.97a16.40±2.00a1 2161 204363913-81-3(E)-2-癸烯醛5.19±0.50a3.06±0.12c4.08±0.47b1 2481 260374411-89-62-苯基-2-丁烯醛1.20±0.24a1.27±0.06a1.53±0.15a1 2511 26838141-27-5香叶醛17.00±1.19a15.25±1.13a17.18±1.27a1 2541 27039104-61-0椰子醛0.31±0.06b0.56±0.08ab0.81±0.15a1 3451 350402463-77-62-十一烯醛2.93±0.26b1.51±0.08b1.89±0.19a1 3551 3504113019-16-42-丁基-2-辛烯醛0.56±0.30b4.30±0.31a4.98±0.55a1 3631 37242112-54-9月桂醛0.59±0.10a0.44±0.08a0.520±0.07a1 3921 4024321834-92-4可卡醛0.37±0.04b0.99±0.10a1.11±0.12a1 4781 483醛类总量177.99±11.46a145.73±10.75b171.77±12.77ab酯类(15)44106-70-7己酸甲酯0.32±0.01c1.26±0.15b1.71±0.13a92592545106-73-0庚酸甲酯ndc0.84±0.13b1.18±0.05a1 0291 02646111-11-5辛酸甲酯0.25±0.04c0.63±0.06b0.78±0.06a1 1161 1264741519-23-7异丁酸叶醇酯0.84±0.18a0.70±0.06a0.80±0.09a1 1361 1424816491-36-4丁酸叶醇酯17.91±2.47a10.11±0.84b12.13±0.95b1 1831 18349119-36-8水杨酸甲酯190.45±10.29a184.24±4.77a195.76±10.36a1 1861 1855053398-85-92-甲基丁酸叶醇酯20.17±3.20a15.35±1.70a19.79±1.51a1 2091 233511189-09-9香叶酸甲酯15.98±2.22a13.33±0.74a15.64±1.22a1 2991 3015231501-11-8己酸叶醇酯64.31±7.57a30.52±2.37b35.20±2.64b1 3751 3765361444-38-0(Z)-3-己烯酸(Z)-3-己烯酯3.75±0.47a2.73±0.30b3.19±0.28ab1 3801 388546378-65-0己酸己酯14.04±1.28a8.16±1.99b8.23±0.70b1 3821 3845525152-85-6苯甲酸叶醇酯7.11±0.62a7.01±0.18a7.52±0.56a1 5651 565566789-88-4苯甲酸己酯3.05±0.18a2.51±0.12a2.85±0.33a1 5741 5765765405-77-8柳酸叶醇酯0.85±0.16a0.77±0.07a0.94±0.08a1 6641 6705868310-59-8己酸橙花酯0.66±0.14a0.57±0.18a0.87±0.12a1 7451 732酯类总量339.71±28.47a278.73±12.82b306.59±18.41ab
续表3
编号CAS号香气物质相对含量/(μg/L)低温(DW)室温(SW)烘焙(HB)RINist酮类(7)59110-93-0甲基庚烯酮1.87±0.16c3.13±0.12b4.39±0.35a98498560821-55-62-壬酮0.22±0.15b0.63±0.07a0.84±0.05a1 0891 0906123726-93-4大马士酮ndc0.56±0.02b0.86±0.06a1 3711 3716238284-27-43,5-辛二烯-2-酮0.42±0.30b3.36±0.29a3.96±0.37a1 0911 09263127-41-3α-紫罗兰酮1.44±0.12b2.87±0.15a3.19±0.33a1 4051 401643796-70-1香叶基丙酮4.76±1.07b6.80±0.24a6.82±0.71a1 4381 4356579-77-6β-紫罗兰酮6.61±0.49b14.75±0.28a15.52±1.36a1 4731 478酮类总量15.31±2.12b32.09±1.04a35.57±2.83a烯类(5)66123-35-3月桂烯16.01±0.76c 18.42±0.48b 20.08±0.25a 989990675989-27-5右旋萜二烯3.01±0.08c3.38±0.16b3.69±0.05a1 032683779-61-1(E)-β-罗勒烯3.33±0.14b5.01±0.25a5.26±0.02a1 0411 0446917699-14-8(-)-α-荜澄茄油烯2.36±0.15a1.91±0.03b1.99±0.13b1 3331 3407018794-84-8(E)-β-金合欢烯0.85±0.08b0.96±0.05ab1.06±0.08a1 4461 453烯类总量30.60±0.94c34.27±0.40b36.30±0.34a含氮化合物(1)712167-14-8茶吡咯ndb1.11±0.23a1.41±0.12a1 0471 046杂氧化合物(1)7236431-72-8茶螺烷0.23±0.32a0.52±0.03a0.70±0.16a1 2921 298内酯类(2)7391-64-5香豆素0.38±0.06a0.38±0.05a0.50±0.03a1 4161 4067417092-92-1二氢猕猴桃内酯0.39±0.03c0.91±0.07b1.04±0.05a1 5121 522内酯类总量0.77±0.08c1.29±0.1b1.53±0.06a总量1 456.02±149.95a1 233.79±71.41a1 435.39±104.44a
注:“nd”表示未检测到。
低温烘焙后,醇类、醛类、酯类、酮类、含氮化合物和杂氧化合物含量无显著变化;烯类、内酯类含量显著增加,分别增加6.9%和18.8%;酮类、内酯类多呈现花香,贮藏1年后其含量增长均超过50%,推测是贮藏后的红茶花香明显的主要原因。2-甲基丁烯醛、庚酸甲酯、烘烤香的茶吡咯和玫瑰花香的大马士酮在SW和HB样品中可被检测到。
2.3.2 差异挥发性物质分析
以测得的74种挥发性物质含量为因变量,通过PLS-DA对3组祁门红茶进行香气的差异分析。PLS-DA得分图(R2X=0.963, R2Y=0.852, Q2=0.578)显示,3组祁红各自分为一类,DW(对照)距离SW和HB 2组最远,说明贮藏后祁门红茶的香气成分发生明显变化(图2-C)。经过200次置换检验,Q2回归线与纵轴的相交点小于零,说明模型不存在过拟合,模型模型拟合良好(图2-D)。筛选出18种VIP值>1的化合物(图2-B),分别是香叶醇、芳樟醇、己酸叶醇酯、水杨酸甲酯、β-紫罗兰酮、芳樟醇氧化物Ⅱ、正己醛、壬醛、青叶醛、香叶基丙酮、苯甲醛、芳樟醇氧化物Ⅰ、脱氢芳樟醇、月桂烯、癸醛、己酸己酯、丁酸叶醇酯、2-丁基-2-辛烯醛。
VIP值>1的化合物中,香叶醇、芳樟醇、水杨酸甲酯、芳樟醇氧化物Ⅱ和癸醛等5种化合物的含量在3组样品间无显著差异(P>0.05)。前期的研究已经证实这些物质是影响祁门红茶整体香气的主要化合物[31]。其余13种化合物的含量具有显著变化(P<0.05),其中β-紫罗酮、香叶基丙酮、苯甲醛、芳樟醇氧化物Ⅰ、脱氢芳樟醇、月桂烯和2-丁基-2-辛烯醛在SW和HB中的含量显著增加(P<0.05),这些物质是室温贮藏后花果香显的重要原因。具有果香的己酸叶醇酯和己酸己酯、青草气的正己醛和青叶醛、脂肪气的壬醛以及丁酸叶醇酯在SW样中的含量显著降低(P<0.05)。除正己醛外,HB组的含量较SW没有显著变化(P>0.05)(图3)。
图3 VIP值>1且P<0.05的化合物含量变化
Fig.3 Changes in the contents of compounds with VIP value >1 and P<0.05
3 结论与讨论
本研究基于感官审评和代谢分析方法,以低温贮藏(-40 ℃)1年的祁门红茶为对照,探究祁门红茶贮藏1年的品质变化以及低温烘焙对贮藏后的祁红品质影响。感官审评的结果显示,室温存放1年后祁门红茶的滋味方面甜度增加,收敛性减弱,香气类型向花果香转变;烘焙后茶汤鲜爽度降低,香气向甜香类型转变。
非挥发性成分的分析结果显示,贮藏1年的祁红茶汤甜度增加可能是可溶性糖含量的显著增加造成;酯型儿茶素的含量在3组红茶中无显著变化(P>0.05);茶氨酸含量和游离氨基酸总量在SW中较对照组显著减少(P<0.05),而HB中的含量较SW显著增加(P<0.05),可能是烘焙使蛋白质降解造成游离氨基酸增多。呈现鲜味的没食子酸在贮藏1年后含量显著增加(P<0.05),推测没食子酸含量的变化是SW红茶鲜爽增加的主要原因;呈现涩味的茶黄素和黄酮醇及黄酮(醇)苷在SW和HB 2组茶样中的含量呈下降趋势,这与感官审评的结果一致,贮藏后的祁门红茶收敛性减弱。茶黄素和黄酮醇及黄酮(醇)苷类在多项研究中被证实是茶汤涩味的主要物质成分,其极低的涩味阈值(黄酮醇苷多低于1 μmol/L)可能使滋味贡献度产生差异[19,21,30],影响茶汤收敛性,推测这两类化合物含量的变化是3组茶汤的收敛性差异的主要原因。PLS-DA结果显示3组祁门红茶滋味物质存在差异,通过VIP值>1结合P<0.05筛选出的差异滋味化合物为咖啡碱、茶氨酸、表儿茶素、没食子酸和表没食子儿茶素。
挥发性成分的结果显示,室温贮藏1年后,祁门红茶中部分重要香气物质含量发生显著变化(P<0.05),在SW组中,醛类和酯类化合物相对含量显著减少(P<0.05),而酮类、烯类、内酯类化合物和含氮化合物(茶吡咯)的相对含量显著增多(P<0.05)。酮类和内酯类物质多呈现花香,变化幅度最大,分别增加了109.6%和67.8%,此外7种酮类的含量在SW和HB中较对照都显著增加,推测香气向花香型转变主要是酮类、烯类和内酯类化合物含量显著增加。酮类中甲基庚烯酮、大马士酮、α-紫罗酮、香叶基丙酮和β-紫罗酮等5种物质的前体都是类胡萝卜素代谢途径的产物,内酯类中显著增多的二氢猕猴桃内酯的前体也来源于类胡萝卜素代谢途径[32-34],这6种物质含量的增加可能是类胡萝卜素缓慢的自氧化作用[8, 33]。PLS-DA的结果显示3组祁门红茶香气物质存在差异,特别是DW组与其他2组差异最大,通过VIP值>1且P<0.05,筛选出13种可能的差异物质,其中β-紫罗酮是对祁门红茶香气特征贡献最大的化合物[31],而SW样品中的β-紫罗酮增加近一倍,推测是贮藏后花香显现的主要原因。
本研究为祁门红茶室温下短期贮藏后品质的转变提供理论参考。
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