基于Tencha工艺的蒸青绿茶片挥发性成分动态变化及关键香气活性物质鉴定

《LWT》:Volatile Profile and Aroma Development in Steamed Green Tea Flakes Using the Tencha Processing Procedure

【字体: 时间:2026年02月01日 来源:LWT 6.0

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  本研究针对传统碾茶原料稀缺及加工规模受限的问题,系统探讨了采用非遮荫茶叶经Tencha工艺制备蒸青绿茶片(SGTF)过程中挥发性成分的动态演变。通过HS-SPME-GC-MS、OAV分析及感官评价,鉴定出247种挥发性化合物,确定26种关键香气活性物质,其中(E)-6-壬烯醛(坚果香)、苯乙基异戊酸酯(花香)和噻吩-2-甲硫醇(烘烤香)贡献最为突出。研究发现蒸汽杀青导致挥发性物质损失达84.79%,而二次烘干促进萜类、酯类和醛类物质形成。该研究为工业化生产低成本、风味可控的茶食品原料提供了理论依据和技术路径。

  
在全球茶产业创新浪潮中,茶衍生原料因其独特风味和健康属性,日益广泛应用于冰淇淋、巧克力、烘焙食品及即饮饮料等领域。传统碾茶(Tencha)作为抹茶的未研磨原料,以其鲜亮的绿色和清新香气备受青睐,但其生产严重依赖春季遮荫茶鲜叶,存在原料季节性短、劳动强度大、成本高等瓶颈。如何突破原料限制,实现茶原料的规模化、连续化生产,同时保证产品风味品质,成为产业亟待破解的难题。
为此,浙江大学研究团队独辟蹊径,利用非遮荫茶鲜叶,借鉴Tencha加工工艺,开发出蒸青绿茶片(SGTF)。这项发表于《LWT - Food Science and Technology》的研究,深入揭示了SGTF工业化生产过程中挥发性香气的形成规律。研究人员发现,蒸汽杀青(SF)如同一场“香气风暴”,导致挥发性物质总量急剧下降84.79%,特别是低沸点的醇类物质大量散失。而随后的二次烘干(ODS)阶段则扮演了“香气孵化器”的角色,显著促进了萜类、酯类和醛类等关键香气成分的形成。
关键技术方法概述
研究采用贵州湄潭2023年7月采收的“一芽二叶”茶鲜叶为原料,沿袭Tencha加工路线(蒸汽杀青、风冷、二次烘干、茎叶分离、最终干燥)。运用顶空固相微萃取气相色谱-质谱法(HS-SPME-GC-MS)分析各工艺点挥发性成分;通过相对气味活度值(rOAV)和香气重组/缺失实验筛选关键香气活性物质;采用定量描述分析(QDA)由10名训练有素的评价员对茶汤香气特征进行感官评定。
3.1. SGTF加工过程中挥发性成分的整体特征
研究共鉴定出247种挥发性化合物,其中萜烯类(66种,26.72%)和杂环化合物(38种,15.38%)占比最高。鲜叶(FL)中挥发性物质总量最高(99.68 μg/g),经蒸汽杀青(SF)后锐减至15.16 μg/g,后续烘干阶段(ODF、ODS)含量有所回升,最终干燥(DL)后为35.87 μg/g。K-均值聚类分析将挥发性成分按变化趋势分为8个亚类,清晰展示了不同化合物在加工过程中的消长规律。
3.2. 不同加工阶段挥发性有机化合物的变化
主成分分析(PCA)显示,不同加工阶段的样品能明显区分,前两个主成分(PC1和PC2)累计贡献率达91.14%。结合方差分析和变量重要性投影(VIP>1)筛选出55种差异挥发性化合物,热图分析表明,19种化合物在SF后显著减少,而36种化合物在后期烘干阶段(特别是ODS)含量增加,其中萜类化合物(26种)是主要增多的组分。
3.3. SGTF加工过程中关键香气活性化合物的筛选
通过rOAV≥1且ROAV≥0.1的标准,从55种差异挥发物中筛选出14种关键香气活性化合物,包括5种萜类、3种酯类、2种酮类、2种醛类、1种含硫化合物和1种杂环化合物。例如,(E)-6-壬烯醛(坚果香)和(E,E)-2,4-十一碳二烯醛(烘烤香)在后期加工中含量显著增加,而芳樟醇(花香)和苯甲硫醇(卷心菜味)则在SF后急剧下降。这些变化共同促使茶叶香气从鲜叶的花香、青草气向成茶的木质香、果香、甜香、坚果香和烘烤香转变。
3.4. 定量描述分析、香气重组与缺失实验
感官评价确定SGTF茶汤具有清新感、海苔味、花香、甜香、木质香和烘烤香6种特征。香气重组模型基本复现了茶汤的香气轮廓。缺失实验进一步证实:醛类物质对清新感和花香贡献显著;萜类物质主导花香特征;杂环化合物是烘烤香的主要来源;酯类物质则增强了花香感知。
3.5. SGTF的分子香气轮
基于香气活性评价,研究构建了包含26种关键香气物质的分子香气轮,将其香气属性归纳为花香、果香、青香、木质香、甜香、烘烤香和坚果香7大类。其中,(E)-6-壬烯醛(坚果香)、苯乙基异戊酸酯(花香)和噻吩-2-甲硫醇(烘烤香)等9种化合物的ROAV值大于1,香气贡献最为突出。
3.6. SGTF中关键气味物质的形成途径
关键香气物质的形成主要源于几条生物合成与降解途径:萜类骨架生物合成产生δ-杜松烯、石竹烯等具木质香的倍半萜;类胡萝卜素降解(如大马士酮)带来甜香花香;脂质氧化生成2-戊基呋喃(青香)、(E,E)-2,4-十一碳二烯醛(烘烤香)等;氨基酸代谢(如2-甲基丁基异丁酸酯,果香)和美拉德反应(如1-(2-吡啶基)-乙酮,烘烤香)也贡献了重要香气成分。烘干阶段(ODS)的热效应是这些香气物质,尤其是通过热降解和热反应生成的那些,大量形成的关键时期。
结论与展望
该研究成功开发了一种基于Tencha工艺的非遮荫蒸青绿茶片新产品,系统阐明了其加工过程中挥发性香气的动态变化规律及关键香气活性物质。蒸汽杀青虽造成香气大量损失,但后续烘干阶段,特别是二次烘干,有效促进了萜类、酯类、醛类等关键香气物质的形成,最终塑造了SGTF以花香、果香、木质香、甜香、烘烤香和坚果香为特征的复合香气轮廓。研究明确了26种关键香气活性物质及其主要形成途径(萜类、脂质氧化、类胡萝卜素降解、氨基酸代谢及美拉德反应等),为通过精准调控加工参数(如杀青和烘干温度、时间)来定向塑造茶叶香气品质提供了坚实的理论依据和实践指导。这不仅拓宽了茶鲜叶资源(特别是非春季、非遮荫原料)的高值化利用途径,也为食品工业获得风味稳定、成本更优的茶基原料提供了可行的技术方案,对促进茶产业可持续发展和跨界融合具有重要意义。未来研究可结合更大规模的消费者感官接受度测试,进一步验证该产品的市场潜力。
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