《Food Science & Nutrition》:Effects of Plucking Standards and Processing Methods on the Quality Characteristics of Summer Tea Leaves
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为提高夏茶资源利用价值,将不同采摘要标准的新鲜夏茶鲜叶加工为四类茶(绿茶、黄茶、白茶和红茶),以阐明采摘要成熟度与加工方式对茶叶品质的影响。采用感官评价、理化分析、电子舌和代谢组学全面表征茶叶品质属性。由一芽一叶制成的茶样表现出更优的感官品质,尤其在香气、鲜度
为提高夏茶资源利用价值,将不同采摘要标准的新鲜夏茶鲜叶加工为四类茶(绿茶、黄茶、白茶和红茶),以阐明采摘要成熟度与加工方式对茶叶品质的影响。采用感官评价、理化分析、电子舌和代谢组学全面表征茶叶品质属性。由一芽一叶制成的茶样表现出更优的感官品质,尤其在香气、鲜度和甜度方面。加工显著塑造风味轮廓:红茶降低苦味,白茶和黄茶增强甜味与鲜味,绿茶表现出更强的鲜味和涩味特征。白茶和红茶加工还促进关键代谢物积累。基于滋味活性值(taste activity value,TAV)和相对气味活性值(relative odor activity value,rOAV),鉴定出10种关键滋味化合物(如Asp、Glu、Thea、EGCG)和10种关键挥发性代谢物(如geraniol和dihydro-2-methyl-3(2H)-furanone),为茶叶品质形成的化学机制提供见解。滋味化合物的差异积累影响滋味特征,而挥发性代谢物的变化导致不同加工方式诱导的香气多样性。
中国是重要茶叶生产与消费国,具有绿茶、黄茶、白茶、乌龙茶、黑茶和红茶等六类茶体系。茶叶品质受品种、生态环境、栽培措施和加工技术等多因素协同影响,鲜叶生产季节也是关键因素。夏季高温促进茶多酚、咖啡因等苦涩相关化合物积累,降低氨基酸和香气前体水平,导致夏茶香气复杂度有限、苦涩明显,限制市场价值和经济收益。改善加工策略是克服夏茶固有品质限制并实现高效利用的有效途径。鲜叶嫩度、采摘时间和芽叶组成决定初始理化特征,为下游加工及感官和化学品质形成奠定基础。加工通过萎凋、做青(揉捻或摇青)、杀青、闷黄、发酵、渥堆和干燥等可调控酶促与非酶促反应,塑造茶叶色、香、味、形。采摘与加工紧密耦合,只有适宜采摘策略与兼容加工方式匹配,才能最大化鲜叶潜力。然而,夏茶鲜叶采摘标准与加工技术相互影响的系统分析有限,鲜叶品质属性与多茶类加工路线匹配关系不清,实践依赖经验,妨碍精准、标准化和增值加工。因此,研究人员以提高夏茶品质和促进夏茶鲜叶高值化利用为目标开展本研究。
关键技术方法(约250字):样本来源为2025年6月15日采自贵州省毕节市纳雍县茶产业公司,品种为“Fudingdabaicha”(Camellia sinensis (L.) O. Kuntze),采摘标准为一芽一叶和一芽二三叶;加工于纳雍县Mingsheng茶业公司。主要技术包括:感官评价(sensory evaluation)由5名训练审评员按加权系数评分;高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)定量儿茶素、咖啡因和氨基酸;电子舌(electronic tongue,E-tongue)测定苦、涩、鲜、甜;靶向代谢组学(targeted metabolomics)定量19种氨基酸、5种儿茶素组分和咖啡因(caffeine,CAF);顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography–mass spectrometry,HS-SPME–GC–MS)分析挥发性代谢物;滋味活性值(taste activity value,TAV)和相对气味活性值(relative odor activity value,rOAV)筛选关键呈味和呈香化合物;正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)等多元统计。
3.1 不同加工方式下的感官差异:感官评价显示,不同采摘标准和加工方式的茶样总体得分依次为G1(93.57)>G2(89.72),W1(92.35)>W2(86.74),Y1(92.41)>Y2(89.01),B1(93.48)>B2(89.85)。一芽一叶制茶感官品质普遍优于一芽二三叶。白茶对嫩度最敏感,其次为红茶和绿茶,黄茶相对稳定。绿茶中嫩度降低使香气复杂度降低、鲜爽减弱;黄茶中甜香和滋味强度、醇厚度降低;白茶中毫香和鲜味减弱但甜度增强;红茶中香气谱变化、鲜味降低。相同原料在不同加工方式下风味差异明显,表明合适加工可部分补偿低嫩度夏叶的感官不足,但高嫩度鲜叶仍是高品质基础。
3.2 电子舌分析:电子舌客观评价苦、涩、鲜、甜。采摘标准和加工方式均显著影响滋味。同一加工方式下,绿茶和红茶中较不嫩叶(G2、B2)苦味显著高于G1、B1;黄茶和白茶中Y1、W1苦味显著高于Y2、W2。原文显示涩味强度与叶嫩度呈显著正相关(p < 0.05),并认为较不嫩叶制茶涩味更强。鲜味在绿茶和白茶中不受嫩度显著影响,在黄茶和红茶中呈正相关。甜味上,G1显著高于G2,W1显著高于W2,红茶呈相反趋势,黄茶无显著影响。加工方式方面,红茶加工有效降低苦味,B1(5.76 ± 0.05)和B2(6.47 ± 0.17)苦味最低;涩味和鲜味顺序为绿茶 > 黄茶 > 白茶 > 红茶;黄茶和白茶甜味显著高于绿茶和红茶。结果表明制黄茶、白茶和红茶可改善夏茶苦涩缺陷。
3.3 靶向代谢组学分析:靶向代谢组学定量19种氨基酸、5种儿茶素组分和咖啡因。Thea、Asp、Glu与鲜味形成有关,Ser、Gly、Thr、Ala、Pro为甜味主要贡献物,His、Tyr、Val、Met、Ile、Leu、Phe、CAF、EGC、C、EC、EGCG、ECG与苦味有关,EGC、C、EC、EGCG、ECG与涩味有关。嫩度对绿茶和黄茶苦涩化合物无显著影响,对白茶和红茶显著;W1和B1苦涩相关化合物显著高于W2和B2。鲜味相关化合物中,G2、Y2和B2分别显著高于G1、Y1和B1,W1显著高于W2。甜味化合物与嫩度呈显著正相关。加工效应上,苦涩化合物含量为绿茶 > 黄茶 > 白茶 > 红茶;鲜味相关化合物为绿茶 > 黄茶 > 红茶 > 白茶;除G2和B2外,同嫩度不同茶类甜味化合物无显著差异。研究人员认为,较成熟夏叶有利于减轻涩味,黄茶加工可降低苦涩化合物。
3.4 基于TAV筛选关键滋味活性化合物:以TAV > 1筛选关键滋味化合物,共10种:Asp、Glu、Thea、Thr、His、Arg、Val、Phe、CAF、EGCG。Asp、Glu和Thea主要贡献鲜味,Thea贡献甜味,His、Arg、Val和Phe与苦味相关,EGCG兼具苦味和涩味。Thea在一芽三叶茶中显著高于一芽一叶,可能与嫩茎比例较高有关。Glu在非绿茶中为Y2 > Y1和W1、B1 > W2、B2;Asp在G2、Y2高于G1、Y1,W1、B1高于W2、B2。Thr在一芽一叶中较高,说明嫩度与甜味有关。His、Arg、Val和Phe呈现G1、B1 > G2、B2,Y2 > Y1,W1 > W2。EGCG为G1、Y1、W1 > G2、Y2、W2,但B2 > B1。加工方面,一芽一叶茶中Thea为绿茶 > 黄茶 > 红茶 > 白茶;一芽三叶茶中为绿茶 > 红茶 > 黄茶 > 白茶。白茶和黄茶加工有助于保留Asp、Glu和Phe;黄茶Thr最高;黄茶和白茶降低Arg和Val;EGCG为绿茶 > 黄茶 > 白茶 > 红茶。研究人员认为,较高发酵加工可减轻夏茶苦涩,成熟夏叶配合高发酵有利于降涩。
3.5 挥发性代谢物分析:HS-SPME–GC–MS鉴定1619种挥发性代谢物,分为15类,包括萜类314种、酯类289种、杂环化合物163种、醇类141种、酮类181种、醛类112种等。OPLS-DA清楚分离不同采摘标准和加工方式的四类茶,组内变异低,组间区分明显;200次置换检验显示Q
2 = ?0.976,模型无明显过拟合。以VIP > 1、倍数变化≥2或≤0.5、p < 0.05筛选出548种差异挥发性代谢物,主要为萜类98种、酯类108种、杂环55种、醇类48种、酮类57种。聚类显示绿茶和黄茶为一簇,白茶和红茶为另一簇;白茶和红茶差异挥发性代谢物总丰度显著高于绿茶和黄茶,说明夏叶制白茶和红茶香气质量更优,有助克服夏茶香气丰富度不足。
3.6 关键挥发性代谢物鉴定:基于rOAV ≥ 1鉴定126种关键挥发性代谢物,包括萜类24种、酮类19种、酯类17种、醛类17种等。选取rOAV ≥ 1000的10种:geraniol(rOAV=20.11–1690.27)、(Z)-4-heptenal(360.95–4376.40)、3-methyl-2-phenylethyl ester-butanoic acid(535.25–3812.73)、(E,E)-3,5-octadien-2-one(133.35–8488.72)、1-octen-3-one(1439.48–8445.30)、dimethyl trisulfide(473.72–11300.43)、dihydro-2-methyl-3(2H)-furanone(62,774.11–340,773.63)、(E)-4-nonenal(579.36–10,482.90)、1,3,5-trithiane(19.22–2607.80)和1-hexen-3-one(3003.67–26,859.76)。其中dihydro-2-methyl-3(2H)-furanone在所有样品中rOAV最高,可能是夏茶关键特征香气。不同加工方式趋势:geraniol为白茶 > 红茶 > 黄茶 > 绿茶;(Z)-4-heptenal为红茶 > 白茶 > 绿茶 > 黄茶;2-phenylethyl 3-methylbutanoate在W2最高;(E,E)-3,5-octadien-2-one在白茶最高、红茶次之;1-octen-3-one在W1和W2最高;dimethyl trisulfide在红茶最高;dihydro-2-methyl-3(2H)-furanone为绿茶 > 黄茶 > 白茶 > 红茶;(E)-4-nonenal在白茶和红茶较高;1,3,5-trithiane在白茶最高,红茶也较高;1-hexen-3-one在绿茶和黄茶较高。总体,嫩叶倾向鲜绿香气,成熟叶与更浓郁花果香有关;白茶和红茶关键挥发物更高,花果香更强。
讨论部分指出,夏茶品质由采摘标准和加工方式共同决定,适宜加工可部分补偿较不嫩鲜叶的品质局限;高嫩度仍为基础。黄茶湿热闷黄可氧化转化多酚,降低苦涩;红茶发酵降低苦味并改善风味;白、红茶促进挥发物积累,提高风味复杂性。研究结论翻译如下:本研究综合应用感官组学和化学计量学方法,系统阐明采摘标准与加工方式对夏茶鲜叶品质的联合影响。结果表明,采摘标准与茶叶感官表现密切相关。嫩叶(一芽一叶)通常表现出更优的鲜度、香气丰富度和甜度,而相对成熟叶(一芽三叶)在与适宜加工方式结合时显示更大潜力。不同加工方式表现出改善夏茶品质的不同能力。红茶加工有效降低苦味,白茶和黄茶加工增强甜味和鲜味属性。白茶和红茶加工促进挥发性代谢物积累并显著提高风味复杂性,表明其在夏茶资源高值化利用中的潜力。这些发现提示,适宜加工策略可部分补偿较不嫩夏茶鲜叶相关的品质局限。因此,推荐使用嫩材料(如,一芽一叶)生产高品质夏茶,同时可采用适宜加工策略改善相对成熟叶的风味品质。基于TAV和rOAV分析,鉴定并定量了关键滋味活性化合物和香气活性化合物,揭示夏茶风味差异的化学基础。总体而言,本研究强调协调鲜叶选择与加工技术对优化夏茶品质的重要性,并为夏茶资源高值化利用提供实用策略。未来研究应采用定量和同位素标记方法进一步阐明加工过程中关键风味化合物的动态转化机制。