一种基于超临界CO?技术的普洱生茶风味改良策略,旨在有选择地重新平衡关键的风味-口感因素,从而提升饮用 comfort(此处“comfort”根据语境可译为“舒适度”或“口感体验”)
《Food Research International》:A flavor-modification strategy for Pu-erh raw tea to selectively rebalance key aroma–taste drivers and improve drinking comfort based on supercritical CO
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超临界二氧化碳(SFE-CO?)被作为一种通过共溶剂和基质水分状态来调节风味的工具加以应用。
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超临界二氧化碳(SFE-CO?)被作为一种通过共溶剂和基质水分状态来调节风味的工具加以应用。
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SFE处理减轻了苦味、涩味以及余味的强度。
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非挥发性成分得以保留,多酚单体和挥发性物质得到了重新平衡。
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多酚基质和香气的重新分布被认为是风味变化的关键因素。
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确定了五个非挥发性标记物和六个挥发性标记物用于过程控制。
引言
茶是全球消费最广泛的饮料之一,其品质从根本上取决于香气与味道之间的和谐(Wang et al., 2022)。挥发性香气成分和非挥发性基质的微妙变化可能导致明显的感官差异。因此,各种加工方法产生了各种各样的茶叶产品。普洱生茶(RAPT),由中国的云南大叶茶(Camellia sinensis var. assamica)制成,因其独特的香气特征和富含多酚的基质而受到消费者的高度关注(B. Ma et al., 2025)。
风味调节一直是茶叶研究和生产中的重要课题。由于茶叶的风味在很大程度上受到基质的影响且非常敏感,加工过程中的扰动很容易导致不良的感官结果,例如绿色的增强、香气减弱或过度的苦味和涩味(Wang, He, et al., 2025; Ye et al., 2022; Zhai et al., 2022)。目前改善茶叶风味的努力采取了多种途径。一方面,对传统加工步骤(如萎凋、摇动、烘焙和发酵)的改进可以影响生物化学转化和热诱导反应,从而生成或改变风味活性化合物。例如,研究表明,结合摇动和堆叠的操作可以增强绿茶的 floral、水果和甜味特征,突显了过程驱动香气形成的有效性(Kong et al., 2025; Tu et al., 2025; Ye et al., 2025)。另一方面,正在探索一些温和的或非热技术(包括超声波、脉冲电场、高压处理和冷大气等离子体)来减少热损伤并调节品质特性(Hemmati et al., 2021; Liang et al., 2022),尽管它们对特定香气成分的选择性往往有限。总的来说,这些进步激励人们寻找一种可扩展的策略,既能抑制不良香气成分,又能增强愉悦香气成分的感官突出度,同时不损害茶叶的完整性。同时,消费者对多样化茶叶产品的需求持续增长,包括那些刺激成分较低、饮用舒适度更高的产品。传统的成分修饰方法(如脱咖啡因)通常会带来感官上的损失,包括香气平淡或特征性的丧失,甚至可能需要粉碎(茶叶粉)来破坏叶片形状。在成分修饰、感官质量和叶片完整性之间取得平衡仍然是一个挑战。
超临界二氧化碳萃取(SFE)是一种可扩展且相对温和的加工技术,已被广泛用于选择性去除目标成分。在茶叶生产中,早期的SFE应用主要集中在脱咖啡因上,其中通过工艺参数(压力、温度和时间)和极性修饰剂来提高咖啡因的溶解度和去除效率(Lefebvre et al., 2021; Valduga et al., 2019)。这样的操作往往具有破坏性,因为茶叶通常在处理前会被粉碎。除了脱咖啡因之外,SFE还用于选择性地分离茶叶多酚和茶叶芳香精油(Zeng et al., 2025)。在食品工业中,SFE的应用越来越广泛,不仅用于提取,还用于通过选择性去除和分离来提高风味质量。例如,去除动物材料中的强烈气味同时保留宝贵的营养和风味成分,以及分离柑橘油以提高香气的纯净度和稳定性(Ren et al., 2024)。这些应用共同突显了SFE通过调节工艺选择性来重塑风味轮廓的实际能力,支持其作为一种风味调节策略的地位,而不仅仅是一种针对单一目标的去除操作,尤其是在像茶叶这样的复杂植物基质中。尽管有这种潜力,但目前关于SFE处理茶叶的文献仍然主要从脱咖啡因的角度进行阐述,强调咖啡因的减少或整体成分的变化,而对可控工艺因素如何转化为香气质量的方向性变化的理解有限。此外,SFE处理可能会导致挥发性和非挥发性成分的损失,这种损失随着加工强度的增加而变得更加明显。因此,重要的是探索在适当的工艺因素组合下,SFE是否可以转化为一种可控的风味提升工具。在这方面,共溶剂可以改变超临界相的有效极性和萃取选择性,而基质水分状态(预处理)可以改变叶片的微环境、扩散路径以及香气和半挥发性成分的提取能力(Huang et al., 2007; Vandeponseele et al., 2022)。这两种实际因素对普洱生茶(RAPT)中不良香气抑制和愉悦香气增强之间的平衡的综合影响仍不够清楚。
因此,本研究解决了三个研究问题:SFE-CO?是否能够在减少咖啡因的同时提高普洱生茶的饮用舒适度;共溶剂的种类和基质的水分状态如何重塑挥发性和非挥发性风味成分;此外,哪些化学标记物可以用来区分异味抑制和愉悦香气的增强。研究假设共溶剂的种类和补水预处理可以作为两个实际的动力因素,选择性地重新平衡香气和味道成分,并提供额外的咖啡因减少效益。在本研究中,SFE被作为一种实用的风味调节策略应用于RAPT。比较了五种SFE处理方法,以系统评估共溶剂极性和基质水分调节如何重塑香气质量。通过结合感官评估、非挥发性成分分析、挥发性成分分析(OAV分析)和多变量统计,本研究旨在探讨SFE是否可以同时减少不良香气成分并增强愉悦香气成分的感官效果,识别过程中的标记化合物,并进一步了解SFE在茶叶生产中的风味提升潜力。
章节片段
化学物质和试剂
购买了82种化学标准品(纯度≥95%),包括醇类、酯类、酸类、醛类、酮类和多酚类。这些化合物的详细信息总结在表S1中。它们都被制备成标准溶液。简而言之,每种化合物精确称量一定量(0.001克)并溶解在甲醇-水(70:30,v/v)中,以制备浓度为1毫克/毫升的标准溶液。然后,将其稀释到一系列浓度以构建标准溶液。
不同SFE策略引起的味觉变化
非挥发性成分提供了味觉和口感的基本基线。一个经过筛选和培训的感官小组评估了在多种SFE处理下的RAPT茶浸出液中的七种味觉属性的强度,包括酸味、甜味、苦味、咸味、鲜味、涩味和余味强度(表S2)。总体而言,SFE处理显著改变了未经处理的对照组(RAPT)的基本味觉轮廓和余味特征,显示出一致的方向性变化。
结论
这些结果支持将SFE-CO?作为RAPT的风味调节工具。策略的选择可以根据目标感官方向来指导,与补水相关的策略导致不希望的香气抑制和饮用舒适度的提高(较低的苦味、涩味和更干净的余味),而非补水策略则保留了更多的香气强度,并保持了更接近RAPT的轮廓。共溶剂的种类进一步提供了额外的选择性,这影响了两者。
人体研究
本研究是按照相关法律、法规框架和指南进行的。
本研究得到了中国农业大学人类研究伦理委员会的批准(批准号CAUHR-20240906)。
CRediT作者贡献声明
Dan Wang:撰写——原始草稿,方法论。 Chenglong Wang:资源准备,调查。 Siqian Guo:可视化,监督。 Wentao Gao:正式分析。 Lei Zhang:软件技术。 Kexi Ma:数据管理。 Yu Lan:概念化。 Jingming Li:撰写——审稿与编辑,项目管理。
知情同意和患者信息
已从所有参与者或其法定代理人处获得参与研究和发表文章的书面知情同意。参与者的隐私权得到了尊重。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
本工作得到了省级和市级农业补贴专项资金的支持,用于建设CAU-SCCD先进农业与工业研究所(2025年)。