邸太妹,王 漪,杨绍兰,胡建辉,陈永强,张新富,*

(1.青岛农业大学园艺学院,山东青岛 266109;2.青岛果茶花卉工作站,山东青岛 266000;3.日照景阳青茶园,山东日照 276800)

我国茶用香花资源丰富,约40余种[1],其中大量应用于茶叶生产的少之又少,花茶产品结构单一,茉莉花茶是我国产量和销量最大的花茶品种,目前,关于特种茶类的研究报道较少,特种茶类的开发仍处于初级阶段。槐花别称洋槐花,乳白色,蝶形花冠,香气素雅、清香持久。槐花可入菜食用,口感佳,具有较高营养价值;可入药治病,具有泄热、凉血、止血、增强毛细血管韧性、防止冠状动脉硬化、降低血压、改善心肌循环的功效[2-3]。槐花符合茶用香花要求,将其与绿茶窨制得到槐花绿茶,既是对槐花资源的充分利用,也是对特种茶类的开发研究。

香气是茶叶重要的品质因子,在感官审评中约占40%[4],香气成分的研究随着检测技术的不断改进以及相关学科的发展逐渐取得了较大进展[5-8]。槐花绿茶香气的形成阶段主要是窨制过程,窨制过程是茶引花香的动态花香吸附过程,花茶配比、窨制时间、窨制次数都是影响槐花绿茶香气品质的重要因素。如何更好的提取香气成分是茶叶香气研究的关键环节,顶空固相微萃取法(HS-SPME)在香气萃取方面具有精准、简便的优点[9-10]。气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)具有灵敏度高、样品用量少等优点,作为目前发展最完善的分析技术，广泛应用于对物质风味的研究[11-13]。

本研究借鉴茉莉花茶的窨制工艺制作槐花绿茶,以花茶配比、窨制时间、窨制次数为考察因素进行单因素试验和三因素三水平的正交试验设计[14-16],通过感官审评,分析得出槐花绿茶窨制的最佳技术条件,并利用HS-SPME/GC-MS分析得出槐花绿茶的特征性香气成分。研究结果为槐花绿茶窨制工艺的优化及特征香气成分的评价提供依据。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

茶鲜叶 一芽一叶,采自青岛农业大学试验基地;槐花 5月初,采自青岛。

6CST-40型茶叶滚筒杀青机、6CR-30型揉捻机、6CH941型烘干机、6CTH-3.0型提香机 浙江上洋机械有限公司;ALPHA 1-2 LDplus型冻干机 德国CHRIST公司;DF-101S型恒温磁力搅拌器 郑州英峪予华仪器有限公司;手动SPME进样器 美国Supelco公司;PDMS/DVB萃取头(75 μm) 上海安谱科学仪器有限公司;7890A-5975C型气质联用仪 美国Agilent公司。

1.2 实验方法

1.2.1 绿茶茶坯加工工艺 采用烘青绿茶加工工艺,依次经过摊放(4 h)、杀青(220 ℃)、揉捻(轻揉20 min,重揉10 min,轻揉10 min)、干燥(毛火110 ℃,足火90 ℃)、提香(110 ℃,50 min),制得绿茶茶坯。

1.2.2 槐花绿茶窨制工艺 鲜花处理(摘花、摊晾1 h)(窨花拌合(按正交试验比例分别拌合)(窨制(按正交试验时间、次数分别窨制)(通花散热(每隔2 h散热一次)(起花(烘干(90 ℃下10 min)。

1.2.3 槐花绿茶的感官审评 由5位专业茶叶审评人员对槐花绿茶严格按照GB/T 23776-2009 的规定进行审评,从评茶盘中各扦取充分混匀的具有代表性的茶样3.0 g,茶水比为1∶50,置于相应的评茶杯中,注满沸水,加盖,计时4 min,按照冲泡顺序依次将茶汤滤入评茶碗中,留叶底于杯中,对香气单因子进行百分制打分[17]。

1.2.4 单因素实验方法 以香气品质评分为评价指标,分别对槐花绿茶窨制过程的花茶配比(槐花:绿茶)、窨制时间(h)、窨制次数进行单因素试验,在窨制5 h,窨制2次条件下,分别设置1∶5、2∶5、3∶5、4∶5、5∶5的花茶配比(槐花:绿茶)制备槐花绿茶;在茶花配比(槐花∶绿茶)为2∶5,窨制2次条件下,分别设置窨制时间2、3、4、5、6 h制得槐花绿茶;在茶花配比(槐花∶绿茶)为2∶5,窨制5 h条件下,分别比较窨制1、2、3、4、5、6次制得槐花绿茶。

1.2.5 正交试验 基于单因素试验,设置花茶配比、窨制时间(h)、窨制次数的三因素三水平正交试验,选用L9(34)的正交表,因素水平如表1所示,试验处理组9个,制得9组槐花绿茶,无花绿茶作对照组。

表1 感官评分标准表Table 1 Standard table of sensory evaluation

表2 正交试验因素水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.6 槐花绿茶HS-SPME/GC-MS分析

1.2.6.1 HS-SPME法提取 称取粉碎后的茶叶各6.00 g,将其加入100 mL萃取瓶中,倒入60 mL 100 ℃蒸馏水,放入60 ℃水浴锅中静置5 min,香气达到平衡后,插入75 μm PDMS/DVB萃取头进行萃取,顶空吸附50 min,每个样品重复3次[18]。

1.2.6.2 槐花绿茶香气成分GC-MS分析 GC条件为:进样口温度250 ℃,载气为高纯度氮,流速1.0 mL/min,柱温起始为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条件:离子化方式为EI,离子源温度230 ℃,电子能量70 eV,检测器电压1659 V,接口温度300 ℃,质量扫描范围:35～550 amu,进样口:250 ℃,分流模式:不分流,恒定流量:1 mL/min[18]。

1.2.6.3 GC-MS香气成分定性与定量分析 定性分析:GC-MS采集的数据经NIST11.L标准谱库的检索,数据的比对、分析,最终确定各香气组分,成分香型查询自爱化学库。定量分析:香气组分含量以相对含量(%)表示,即各香气组分的峰面积占总峰面积比值的百分数,试验重复3次,取平均值。

1.3 数据处理

数据方差分析、相关性分析采用Excel软件进行。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 花茶配比对槐花绿茶香气品质的影响 经感官审评,花茶配比对槐花绿茶香气品质的影响见图1。由此可知,在窨制5 h,窨制2次条件下,花茶配比(槐花∶绿茶)2∶5时,制备的槐花绿茶香气品质基本达到最佳水平,继续增加槐花量,茶坯吸附能力有限,香气品质变化不明显。花茶配比直接影响槐花绿茶的香气品质,花茶配比过低,花香淡薄,易于散失,随着花茶配比提高,茶坯吸附能力增强,当花茶配比很大时,茶坯吸附能力接近饱和,吸附速率降低[19]。设置合适的花茶配比可提升茶叶品质,避免资源浪费。

图1 花茶配比对槐花绿茶香气品质的影响Fig.1 Effect of proportion(flos sophorae:tea) on aroma quality of flos sophorae green tea

2.1.2 窨制时间对槐花绿茶香气品质的影响 窨制时间对槐花绿茶香气品质的影响如图2所示。可知,在茶花配比(槐花∶绿茶)为2∶5,窨制2次条件下,窨制5 h,槐花绿茶香气最佳。窨制时间过短,花香未充分扩散,使得槐花绿茶香气淡薄,持久性差;窨制时间过长,鲜花吐香能力降低,且在不良环境下鲜花易变质产生异味,影响茶叶香气品质[20]。

图2 窨制时间对槐花绿茶香气品质的影响Fig.2 Effect of the scenting time on aroma quality of flos sophorae green tea

2.1.3 窨制次数对槐花绿茶香气品质的影响 减少窨制次数是窨制工艺的一大趋势,窨制次数对槐花绿香气品质的影响如图3所示。由此可知,在茶花配比(槐花∶绿茶)为2∶5,窨制5 h条件下,香气品质随窨制次数的增加先升后降,在窨制2次时,香气品质基本达到最佳水平,窨制次数过少,不利于花香的充分扩散吸附,香气低淡;窨制次数过多,既降低工作效率,且易产生水闷味,香气品质降低[19]。

图3 窨制次数对槐花绿茶香气品质的影响Fig.3 Effect of the scenting times on aroma quality of flos sophorae green tea

2.2 正交试验槐花绿茶香气得分分析

正交试验槐花绿茶香气得分如表3所示,由极差R分析可知:R(槐花与绿茶配比)>R(窨制次数)>R(窨制时间),即各因素对槐花绿茶香气品质的影响由大到小依次是:槐花与绿茶配比、窨制次数、窨制时间,可见槐花与绿茶配比对槐花绿的茶香气影响最大。槐花绿茶窨制技术的最佳组合条件为：槐花花茶配比3∶5,窨制时间4 h,窨制次数为3次,即第7个实验组最好,此时,香气得分95。

表3 正交试验结果分析Table 3 Results analysis of orthogonal experiment

2.3 正交试验槐花绿茶香气成分分析

正交试验的9组槐花绿茶与对照绿茶(CK)共确定57种主要香气成分,见表4,每组茶叶中香气成分的种类和含量不尽相同。

续表

2.3.1 香气成分卡方检验分析 如表5所示,槐花绿茶窨制工艺使得茶叶香气成分种类增加,卡方结果由大到小依次为CK、9、7、1(2、3、4、6号)、5号(8号),可知,CK、9、7号试验组的香气成分种类变化相对较大,其中9、7号种类较多,对照组绿茶香气成分种类较少。槐花绿茶香气得分由高到低依次是:7、5、9、4、8、6、3、2、1号,可见伴随槐花绿茶香气成分种类的增加,槐花绿茶香气品质有一定提高。

表5 香气成分卡方检验Table 5 Chi-square test of aroma aroma components

2.3.2 香气成分方差分析 由感官审评可知,7号槐花绿茶香气最佳,因此对7号槐花绿茶与对照绿茶的香气成分进行方差分析(见表6)。结合表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-甲基丁酸叶醇酯、右旋萜二烯、(Z)-己酸-3-己烯酯、月桂烯、α-松油醇的F值较大,差异较显著,其中,二甲基硫在槐花绿茶中含量有明显降低,其他成分含量均有一定增加;7号槐花绿茶中存在特征性成分:具花香、青香和香脂香气的(E)-β-金合欢烯(0.40%)、松节油的气味的α-蒎烯(0.51%)、强烈花香和樱桃香味的苯甲酸甲酯(0.92%)、柠檬气味的萜品油烯(0.53%)、1-甲基萘(0.29%)、似茉莉花香的茉莉酮(0.08%)、愉快气味的2-庚酮(0.11%)、吲哚(0.14%)、3-甲基吡啶(0.33%)、紫罗兰和兰花香的对甲苯甲醚(0.12%)、松木样香气的3-蒈烯(0.24%);相比对照绿茶,7号槐花绿茶中没有具特殊气味的异辛醇、刺激气味的甲基丙烯酸异丙酯(0.07%)及甲基环己烷(0.23%)。槐花绿茶与绿茶间在香气成分种类及含量上均存在一定差异。

表6 7号与对照组槐花绿茶间香气成分方差分析Table 6 Variance analysis of tea aroma components between 7 and CK

续表

2.3.3 香气成分与香气得分的相关性分析 由表7可知,槐花绿茶中2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、α-蒎烯、罗勒烯、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、对甲苯甲醚、3-甲基吡啶与香气得分的相关系数相对较大,其相关系数由大到小依次为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,相关系数较高,表明2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、α-蒎烯、罗勒烯、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、对甲苯甲醚等对槐花绿茶香气品质的影响较大,其中α-蒎烯、萜品油烯、苯甲酸甲酯、3-蒈烯、1-甲基萘、吲哚、3-甲基吡啶为槐花绿茶特征性成分,可见,特征性成分在槐花绿茶香气品质形成中起到重要作用。罗勒烯、芳樟醇、月桂烯等已被证明为绿茶的重要致香物质[21]。

表7 香气成分与香气得分间相关系数Table 7 Correlation coefficient of aroma score and content of aroma components

3 结论

综合感官审评、香气得分分析及卡方检验结果可知,槐花与绿茶配比3∶5,窨制时间4 h,窨制次数3次为槐花绿茶窨制的最佳技术条件,即7号实验组的窨制技术条件为最佳技术条件。

卡方检验显示,相比对照组绿茶,槐花绿茶香气成分种类有所增加。方差分析结果显示,在共有香气成分中,二甲基硫、芳樟醇、壬醛、萘、(Z)-丁酸-3-己烯酯、2-甲基丁酸叶醇酯、右旋萜二烯、(Z)-己酸-3-己烯酯、月桂烯、α-松油醇变化明显且大部分含量呈增加趋势;槐花绿茶具有特征性香气成分为(E)-β-金合欢烯、α-蒎烯、苯甲酸甲酯、萜品油烯、1-甲基萘、茉莉酮、2-庚酮、吲哚、对甲苯甲醚、3-蒈烯。

相关性分析得知:2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、α-蒎烯、罗勒烯、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、对甲苯甲醚、3-甲基吡啶对槐花绿茶香气品质的影响较大。其中α-蒎烯、萜品油烯、苯甲酸甲酯、3-蒈烯、1-甲基萘、吲哚为槐花绿茶特征性成分,由此得出,槐花绿茶特征性香气成分是决定其香气品质的重要组成部分。