福建白茶的风味物质与特征香气分析研究进展.pdf

第10 期（总第58 5期）2023年10 月文章编号：16 7 1-9 6 46（2 0 2 3）10 a-0084-06福建白茶的风味物质与特征香气分析研究进展农产品加工Farm Products ProcessingNo.10Oct.周一鸣1，蔡望秋1，朱思怡1，魏佳南1，*崔琳琳，周小理1（1.上海应用技术大学香料香精化妆品学部，上海2 0 1418；2.上海商学院酒店管理学院，上海2 0 0 2 35）摘要：福建是我国白茶的发源地和主产地，由于其良好的保健功效和特殊的清香，白茶在国内外深受消费者的喜爱。同时，由于白茶特殊的加工工艺使其风味特征明显不同于其他茶类。研究表明，白茶中的挥发性成分数量和呈香物质种类较多，对风味起着主要作用。归纳和总结了福建白茶香气成分的萃取、检测分析方法，并对比了各种方法的优缺点；同时比较了不同品种、产地及加工工艺的白茶香气物质的异同，以及如何利用化学计量法建立白茶香气评价模型。结果表明，白茶挥发性成分主要是醇、醛、酯、酮、酸、酚和杂环类化合物，不同白茶的香气成分种类大致相同，含量存在明显差异。为白茶等级评价、改善其加工工艺及提升白茶香气品质提供依据，以满足消费者需求的多元化。关键词：白茶；萃取鉴定；风味物质；特征香气；质量评价中图分类号：S571.1Research Progress on the Analysis of Flavor Compounds andCharacteristic Aroma of Fujian White TeaZHOU Yiming,CAI Wangqiul,ZHU Siyil,WEI Jianan,CUI Linlin,ZHOU Xiaoli(1.School of Perfume and Aroma Technology,Shanghai Institute of Technology,Shanghai 201418,China;2.College of Hotel Management,Shanghai Business School,Shanghai 200235,China)Abstract:Fujian is the birthplace and main producing area of white tea in China.Because of its good health care effect andspecial fragrance,white tea is deeply loved by consumers at home and abroad.The special processing technology makes itsflavor characteristics significantly different from other teas.The research showed that there were many kinds of volatilecomponents and aromatic substances in white tea,which play a major role in flavor.In this paper,the extraction,detectionand analysis methods of aroma components of Fujian white tea were summarized and compared;At the same time,thesimilarities and differences of aroma substances of white tea from different varieties,producing areas and processingtechnologies were compared;Finally,the evaluation model of white tea aroma was established by stoichiometry.The resultsshowed that the volatile components of white tea were mainly alcohols,aldehydes,esters,ketones,acids,phenols andheterocyclic compounds.The types of aroma components of different white tea were roughly the same,and their contents weresignificantly diferent.It provided a basis for evaluating the grade of white tea,improving its processing technology andenhancing the aroma quality of white tea,so as to meet the diversified needs of consumers.Key words:white tea;extraction identification;flavor substance;characteristic aroma;quality evaluation随着香气成分的萃取及检测分析方法不断完善，茶叶呈香物质的研究有了很大的进步，是衡量茶叶质量的一个重要标准，茶叶香气是不同类型和含量的挥发性物质带来的综合感受，是大部分消费者购买茶叶时主要评判依据，直接影响消费者的消费意向。近年来，超过7 0 0 种的呈香物质被研究人员从分离并提取，其中大部分是醇类、醛类、烯类、酮类及杂环类等物质。多种物质相互作用，共同决定香气品质的优劣，其中具有香气活性的物质被称为收稿日期：2 0 2 2-0 9-2 1基金项目：校级协同创新基金跨学科、多领域合作研究项目（(XTCX2021-1）。作者简介：周一鸣（19 8 1一），男，博士，教授，研究方向为植物新资源深度开发与利用。通讯作者：崔琳琳（19 8 1一），女，硕士，高级实验师，研究方向为植物新资源深度开发与利用。文献标志码：Adoi:10.16693/ki.1671-9646(X).2023.10.020香气特征成分。茶叶中的呈香物质种类繁多、挥发性较强且含量较低，目前茶叶香气特征成分的化学研究已经成为学者研究的热点，绿茶、乌龙茶和黑茶已有相关报道2-5。按加工工艺，茶叶可分为青茶、黑茶、白茶、黄茶、绿茶6 类。白茶是我国独有的微发酵茶，发酵度一般在10%左右。白茶因其芽叶完整，形态自然，白毫不脱，毫香清鲜，汤色浅淡，滋味甘和，持久耐泡。同时，白茶中含有大量活性成分，具有2023年第10 期降低血糖、增强免疫力、抗衰老8 等保健功能。与安吉白茶（茶树白化变种）不同，传统白茶主要依靠生产工艺。白茶制法独特，不炒不揉9，白茶的香气特征主要在萎凋过程中形成，在白茶萎调的过程中，氨基酸含量增加，形成了白茶的香气特征“毫香”。等级不同、贮藏时间不同及加工工艺都会影响白茶香气特征 10-12 ，不同的萃取和分析方法也会使得到的呈香物质在种类和含量上存在差异3 。此外，随着生活水平的提高和消费理念的转变，白茶逐渐获得广大消费者的认可，市场规模持续扩大，据中国茶叶流通协会发布，2 0 2 1年全国白茶总产量8.19 万t，较2 0 2 0 年上涨11.43%，其中内销产地福建云南月光白（一芽一叶）景谷大白(单芽)浙江春雨2 号贵州黔茶1号来越多，并不断改善 15。目前，可用于茶叶中香气分析的技术主要有气相色谱质谱法（GC-MS）、气相色谱嗅觉法（GC-O）、全二维气相色谱法(GCGC）及电子鼻（E-nose）等。同时，随着香气成分研究不断深人广泛，恰当的萃取和检测分析方法成为决定香气成分研究的首要步骤。目前，对于气态挥发性化合物的富集通常采用同时蒸馏17（S D E）、固相微萃取18 1（SPME）、超临界流体萃取(SFE）和动态顶空分析法（DHS）等方法 19-2 1。白茶由于特别的加工工艺，其呈香物质沸点均偏低，因此研究人员多采用HS-SPME与GC-MS法研究白茶的特征香气。王丽丽等人2 2 采用SPME-GC-MS联用法，确定了醇、酮、酯和醛是茶叶香气的关键物质及不同品种白茶之间物质种类明显不同。刘洋等人(2 3)通过GC-O研究了贡眉中关键香气成分的香气特征及强度，共鉴定出了2 1种香气物质，其中苯乙醇、苯甲醛、芳樟醇氧化物、-紫罗兰酮等是贡眉呈现H.CHOH.C芳格醇周一鸣，等：福建白茶的风味物质与特征香气分析研究进展表1我国不同产地白茶感官品质特征感官品质特征名称外形白毫银针肥壮挺直，毫密白牡丹芽叶连枝、均整贡眉朵型、芽叶连枝寿眉片状、带梗芽头肥硕显银毫、匀整芽头肥硕、满披白毫朵型、有毫白毫均匀CHCH=CH2HCOH85:7.05万t，较2 0 2 0 年上涨12.8 0%4。但目前还未出台白茶相关的生产标准，缺乏完善的质量安全监管体系，导致市场上的白茶存在假冒伪劣现象。总结了近年来白茶中香气成分的萃取鉴定及其中关键呈香成分的研究进展，并比较了福建和产地白茶香气的差异，以期为福建白茶品种香气鉴定及白茶产品品质控制提供依据。并对白茶及其衍生产品的研发、生产加工工艺的改善产生正向引导。我国不同产地白茶感官品质特征见表1。1白茶香气的萃取鉴定及关键呈香成分随着科技的不断发展，香气物质的检测方式越香气汤色清香带毫香淡黄、明亮清香黄绿、明亮甘醇、清甜黄绿、微红、匀整清香带花香橙黄、明亮清甜带青气深黄、明亮清香浅黄、明亮清鲜浅黄、明亮清纯黄亮花香带果香浅黄亮出清香带花香的物质基础。陈娇娇等人 2 4研究发现，采用不同方法萃取富集的同一茶样中同类物质含量存在差异。表2 中比较了目前常用的几种茶叶香气萃取及鉴定方法。研究表明，白茶中挥发性成分主要包括醇类、醛类、烯类、酯类、酮类、酸类及杂环类物质 2 5，其中占比较高的为芳樟醇、香叶醇、苯乙醇、(E)-2-已烯醇、水杨酸甲酯（见图1）。不同品种、产地、加工工艺白茶的香气物质种类大致相同，但含量有明显差异，如白毫银针和贡眉主要以正已醛、(E)-2-已烯醛、芳樟醇、苯甲醛、苯乙醇为主，寿眉主要以正已醛、(E)-2-已烯醛、芳樟醇及其氧化物为主。白茶关键呈香物质的结构见图1。此外，对于白茶不同的研究报道中发现，其呈香物质的种类和含量存在明显差异，如不同产地及品种白茶的感官特征（表1）存在差异。根本原因在于上述白茶，其产地及制茶工艺不同。CHsOH香叶醇恭乙醇滋味鲜醇清甜浓醇清醇甘醇清醇带甜鲜醇OH茶甲醇叶底有芽、匀嫩叶质柔软欠匀、带梗匀整、带红灰绿、净度好较绿带红柔嫩匀整茶甲醛1反-2-已烯醇水杨酸甲酯正已醛图1白茶关键呈香物质的结构B-紫罗兰酮86茶叶香气物质主要检测与萃取方法比较见表2。由表2 可知，不同的萃取及检测方法对香气物质会有不同影响。对于福建白茶而言，表3 为目前萃取/检测方法GC-MS气相色谱-嗅闻技术全二维气相色谱法电子鼻同时蒸馏萃取法固相微萃取超临界流体萃取动态顶空分析法香气提取物稀释分析溶剂辅助风味蒸发萃取溶剂在低温和高真空条件下的热敏性风味损失少，香气真溶剂消耗量大、耗时长、操白茶提取方法白毫银针HS-SPME白牡丹HS-SPME贡眉HS-SPMEGCGC-TOFMS、G C-O-M S 苯甲醛、反-2-已烯醛（青草味）、芳樟醇（花香、清香）苯乙醇（玫瑰寿眉HS-SPME2不同品种及地区白茶之间香气差异分析研究现状我国的白茶主要产于福建和云南，如福鼎白茶和景谷白茶。根据茶叶的嫩度分类，常见品种有白毫银针、白牡丹、寿眉、贡眉等。不同品种白茶，不仅存在叶片形状、颜色、有无白毫等外形上的差异，其香气特征也明显不同 2 8 。研究表明，在不同品种的白茶中，白毫银针、白牡丹的香气组成相似，都具有相对含量较高的醇类物质，而寿眉中醛类、酮类、酯类和内酯类香气成分的含量较高。白毫银针的特征性香气成分为苯乙醇、顺茉莉酮、1-辛烯-3-醇等，白牡丹为-雪松烯、罗汉柏烯、L-薄荷醇等，寿眉为2,4-庚二烯醛、已醛、雪松烯等。冯花等人 2 9 对政和大白茶（ZD）、福鼎大毫茶(FD）、福建水仙（SX）和梅占（MZ）白牡丹茶的香气成分进行对比分析发现，不同品种白牡丹茶香气品质表现优异、各具特色，具体表现为ZD清香带花香，FD嫩香、毫香显，SX花香显，MZ花香浓且农产品加工研究发现的不同品种及萃取鉴定方法中主要挥发性成分和关键呈香成分。不同种类福建白茶的关键呈香成分见表3。表2 茶叶香气物质主要检测与萃取方法比较基本原理优点根据在色谱柱中亲和力的大小，分离效率高、易定性浓度低的物质可能检测不分离，再按照荷质比分开到、准确性低先色谱分离物质再嗅觉检测器快速、方便分析香气依次经2 个不同性质的柱子分灵敏度高，分辨率高，峰容离2 次模拟觉系统，捕捉、分析香气车挥发性物质随着水蒸气带出，最后冷凝基质面涂有吸附性能的材料利用超临界流体在不同压力和温度下溶解能力不同用惰性气体将挥发性物质带出连续按相同倍数稀释样品，直到不能嗅出香味迅速汽化表3 不同种类福建白茶的关键呈香成分鉴定方法GC-MSGC-MSGC-MS2023年第10 期缺点适合检测的成分色谱峰不重叠的物质准确度偏低萃取物中有效香气物质成本高、生产力低、数据处分离物质至少有2 种化量大理工作量和难度较大较好地反映真实香气特征灵敏度低、重复性差速度快，简便、适用范围广操作方便、设备简单灵敏度好、重复性高不使用吸附量、耐热差有机溶剂口分离效率高、稳定、无有毒有害物质残留较好地反映真实香气特征快速区分挥发性香气物质实关键呈香物质（香型）芳樟醇及其氧化物（花香、清香）苯乙醇（玫瑰香）、苯甲醛、苯甲醇（花香、甜香）壬醛（果香、花香）芳樟醇（花香、清香）苯乙醇（玫瑰香）苯甲醇（花香、甜香）王醛（果香、花香）、水杨酸甲酯（甜香）香）正已醛（清香）、水杨酸甲酯（甜香）芳樟醇(花香、清香）、苯乙醇(玫瑰香）、反式-紫罗兰酮（甜果香）、水杨酸甲酯（甜香）香叶醇（玫瑰花香、柑橘香）持久，香气得分大小排序为MZSXFDZD90分；4个品种白牡丹茶中检测出10 1种香气成分，其中ZD、FD、M Z和SX中分别鉴定出9 8，9 8，10 0 和96种香气成分，均为醇类、醛类、烯类、酯类和酮类等化合物 3 0 。郭雯飞等人 3 比较了白牡丹（BMD)和白毫银针（BY）的香气，研究表明BY中主要成分为已醛、芳樟醇、香叶醇等，而BMD的主要物质为芳樟醇、苯乙醇、(E)-2已烯醛等。也有学者研究对比了6 种福建不同品种茶叶所制成的白牡丹，6 种白牡丹的香气成分各不相同，但主要物质基本相同且与上述的主要呈香物质一致，呈香特征有明显差异 3 1-3 2 。蒋宾等人3 4对比研究了云南白茶和福建白茶的差异，结果表明云南白茶的没食子酸（4.0 2%）、茶多酚（3 4.15%）和苯丙氨酸（2.12%）含量明显高于福建白茶（2.19%，2 8.0 3%，1.14%）（VIP1，p 0.05)。也有人将福建和云南的茶叶制成不同的白茶进行对比，云南白茶较福建白茶相比茶多酚和咖啡碱学性质（极性、挥发性、手性）香气失真、不环保、低沸点贡献较大的香气物质物质较难收集高沸点物质、热敏性高成本高、生产力偏低挥发性高的化合物易挥发，热敏性吸附量小、灵敏度低沸点低于2 0 0，溶解度小于2%的挥发性或半挥发性有机物难以判断香气强度挥发性强的物质难挥发物质作复杂参考文献25 26 20 272023年第10 期含量较高，使得云南白茶口感较厚重，而福建白茶较清爽 3 。较福建白茶相比，黔茶1号的的香气物质更丰富，主要呈花果香型 3 。表4比较了不同产地及品种白茶的挥发性成分及关键香气物质。产地白茶福建福鼎大毫HS-SPME福建政和大白茶HS-SPME福建梅占云南月光白茶HS-SPME云南云茶香1号HS-SPME贵州黔茶1号HS-SPME茶加工工艺与其他茶类略有不同，主要是萎凋 3 7-3 8 、干燥，一般不经揉捻和杀青，其中萎凋是白茶形成品质的关键工序，传统白茶采用日光萎调，但天气难以控制，往往导致白茶品质不一，为了白茶的批量生产和品质的稳定，现在大都是室内加温萎调，在萎调过程中要掌控好温度、湿度和空气流速才能产生出品质较好的白茶。在白茶萎调的过程中，除了茶叶中的水分大量减少，其香气成分也会发生各种反应，在不同程度上影响白茶最终香气品质的形成 3 9，形成了白茶的香气特征一“毫香”，同时会产生大量氨基酸 40，丰富了白茶的滋味。图2 为白茶香气成分在加工中形成的过程，其中萎凋工艺是指在一定的温度和湿度条件下，叶张失水而引发的一系列物化反应 41-42 。有研究表明，白茶萎凋过程中酶活力发生变化，会诱导糖苷类化合物的降解、类胡萝卜素的氧化降解、脂肪酸的氧化及降解等反应，产生大量的香气物质 2。白茶香气的形成过程见图2。白茶新叶白茶加工水解氨基酸、蛋白质氧化偶联糖苷、碳水化合物聚合异构儿茶素、黄酮类失水美拉德叶绿素、胡萝卜素燥固有的芳香物质图2 白茶香气的形成过程此外，黄藩等人 43 研究发现光照不同也会导致香气的差别，醛类物质在自然萎调中含量最高，蓝光萎凋的白茶醇类含量最高，黄光萎调白茶香气组分最多。萎凋时间不同也会影响茶叶品质，一般在3672h，在不同时间段茶叶失水的速率不同，各种香气物质的变化规律也不一致，随着时间增加茶多周一鸣，等：福建白茶的风味物质与特征香气分析研究进展表4不同产地白茶的关键呈香物质提取方法鉴定方法GC-MS毫香略带花香(E)-2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、水杨酸甲酯、苯乙醇、橙花醇、芳香醇及其氧化物GC-MS清香带花香香叶醇、左旋-烯、苯乙醇、水杨酸甲酯HS-SPMEGC-MSGC-MSGC-MSGC-MS异构87:不同产地白茶的关键呈香物质见表4。3加工工艺及贮藏时间对白茶香气的影响茶叶的特征香气主要在加工过程中形产成，白香气特征关键呈香物质花香较浓香叶醇、苯乙醇、左旋-烯、芳樟醇、3-烯、清香带毫香芳樟醇、十三烷、咖啡因、二氢猕猴桃内酯、芳樟醇氧化物清香带果香香叶醇、苯乙醇、2-糠酸己醇、4-羟基苯乙酸乙酯花香略带药香水杨酸甲酯、芳樟醇、2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氯-2 H-呋喃-3-醇、苯乙醇酚和咖啡碱的含量减少，而氨基酸含量增加 4。研究比较了不同萎调温度对白茶品质的影响，结果表明温度越高，茶叶失水速率越快，但在2 5时白茶的香气品质最佳，温度偏高时茶多酚明显减少 46 。菱调后白茶需要进一步干燥完成制作的全过程，干燥能够防止多酚氧化，提升并固定茶叶的香气。白茶干燥的方式主要有阴干、晒干、烘干，根据研究阴干与晒干结合的方式干燥的白茶香气品质较好(47。在茶叶干燥过程中，酯类香气的含量显著下降，而酮类物质、烯烃类香气的含量则出现上升，可能是由于酯类香气一般沸点都较低，所以干制过程会使酯类香气蒸发散失 2 。同时，由于白茶干制的温度较低，因此其中杂环类香气、含硫类香气的含量很少。此外，不同干燥方式也会影响白茶香气类型和品质 48 ，研究表明，阴干白茶清香带毫香需经过较长时间干燥才能达到成品茶含水量标准。经日晒的白茶中1-辛烯-3-醇、癸醛、2,4-庚二烯醛、3,5-辛二烯-2-酮等含量较高，呈现较明显的日晒味，而在日光干燥后将白茶收回置于阴?处会有效成品白茶提升茶叶香气品质。因此，采用烘干干燥的白茶花香明显，加工周期较短且不易受环境影响，可以有苯甲酸己酯效提高生产效率且过程、品质可控。-紫罗兰酮近年来，陈白茶因其良好的保健功能，受到广B-紫罗兰酮大消费者的青睐。此外，随着贮藏年份的增加，白M顺茉莉酯白茶特征香气参考文献35 2828253635茶呈香物质叶逐渐发生复杂的化学反应 49-50 1，茶汤颜色逐渐加深，香气变得醇和。在白茶贮藏的过程中，呈香物质总量逐渐减少，前期下降快，随着贮藏时间增加变化逐渐趋于平稳 2 9 。刘琳燕等人 2 8 对比了不同年份白茶香气的差异，试验表明新白茶具有清爽、清鲜的气息。而陈年白茶主要呈现出陈香，与陈化的绿茶、普洱茶香气变化相似，并且酸类香气含量显著上升 51。随着贮藏时间的增加白茶的清香和毫香不断减弱，是因为在贮藏的过程中呈花香、果香、清香型香气物质的减少，如芳樟醇、苯乙醇等 2 。但有些呈香物质是增加的，如烯类、咖啡因等化合物，88.也会呈现出新的特征香气。4白茶香气质量评价模型的构建茶叶的感官评价是评价茶叶质量的重要手段。随着食品感官科学的不断发展，对茶叶香味品质进行客观评价的方法与体系的研究与分析，将有助于丰富和健全茶叶品质评估系统 52 。目前，最常见的还是感官评审法，但这种方法容易受到评审员主观因素的影响，随着检测技术的不断发展，电子鼻技术不断应用在风味评价中，通过电子鼻对样品进行闻分析茶叶香气，但单独使用电子鼻嗅闻无法确定呈香物质的组分及含量。通过主成分分析，以茶样不同呈香物质作为变量，如将n个茶样的m种成分作为X个变量，构建主成分分析的相关矩阵，按照剔除最小特征值的主成分中对应的最大特征向量的变量原则进行主成分分析，得到K个主成分(KX），验证各个变量之间是否存在较强的线性相关关系，只有保证各个变量之间有较强的线性相关关系才能进行主成分分析 53 。随后以不同主分量特征值的方差贡献率（i=1，2，k）为加权系数，按主成分的线性组合与贡献率来排序，判别香气品质的好坏，将其评分结果与感官评审相比较，并检验所构建模型的准确性。后续通过对香气物质的定性定量，再运用多元统计法分析香气指纹图谱 54，最终构建香气质量评价模型。5结语茶叶香气是评判茶叶质量好坏的的重要标准，其形成机制、萃取和鉴定等是研究茶叶品质的主要关注点，但茶叶中风味物质多是微量成分，影响因素较多，同一种茶叶不同的处理工艺也会产生差异较大的特征香气，相同的特征香气很难复刻，使白茶呈香物质研究的难度更上一层楼 5。近年来，除了白毫银针、白牡丹、贡眉、寿眉和新工艺白茶这些众所周知的白茶外，老白茶、荒野白茶等新白茶产品也越来越多被人所关注，并且市场也存在福建以外产地的白茶，如来自云南的“月光白茶”及名叫“白茶”却是绿茶的“安吉白茶”等其他产品，白茶市场鱼龙混杂，品质评价标准不一。因此，在今后的研究中，应该多方面考虑各种因素，如原料产地、产品加工工艺、提取及检测分析等，全面科学地对研究白茶香气，并在此基础上建立基于感官评价与指纹图谱数据的模型评价体系，为我国白茶品种的研发和品质控制提供依据。参考文献：1】舒心，高彦祥.茶叶挥发性成分提取及其香气特征分析研究进展 J】.食品工业技，2 0 2 2，43（15）：46 9-48 0.农产品加工2 Fang Qiting,Luo Wenwen,Zheng Yanan,et al.Identifi-cation of key aroma compounds responsible for the floral as-cents of green and black teas from different tea cultivars.Molecules,2022,27(9):2 809.3 Hu Shuai,He Chang,Li Yuchuan,et al.The formationof aroma quality of dark tea during pile-fermentation basedon multiomics.LWT,2021(147):1 674-1 687.4 Cao Qingqing，Fu Y a n q i n g，Wa n g Ji e q i o n g，e t a l.Sensory and 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