焙火强度对紫娟乌龙茶感官品质及化学成分的影响

《Food Chemistry: X》：Effect of roasting intensity on sensory quality and chemical composition of Zijuan oolong tea

　　

焙火强度对富含花青素的紫娟乌龙茶（Camellia sinensis var. assamica cv. 'Zijuan'）感官品质及化学成分的影响已被系统研究。研究结果表明，轻度焙火能够优化富含花青素的紫娟乌龙茶的感官品质。然而，强烈焙火会导致花青素降解，从而使茶汤色泽向棕红色转变。焙火过程中儿茶素的差向异构化（epimerization）和热水解反应降低了茶汤的涩感。此外，重度焙火通过强烈的美拉德反应（Maillard reaction）生成了吡嗪类（pyrazines）和吡咯类（pyrroles）化合物。偏最小二乘判别分析（partial least squares-discriminant analysis, PLS-DA）表明，芳樟醇衍生物（linalool derivatives）是区分不同焙火程度的关键判别标志物。

紫娟乌龙茶（Camellia sinensis var. assamica cv. 'Zijuan'）是山茶科中一个具有独特紫色叶片和高含量花青素（anthocyanins）的茶树品种，其化学成分复杂，具有特殊的功能特性和加工行为。然而，目前对于半发酵的紫娟乌龙茶在焙火加工过程中的系统性研究仍较为有限。焙火是乌龙茶加工中至关重要的后处理工序，热反应可同时改变色素、儿茶素（catechins）、氨基酸、糖类及香气前体物质。由于紫娟茶具有独特的高花青素化学基质，其焙火响应机制可能与传统绿叶品种存在显著差异，尤其是焙火诱导的特征色素转化与其他非挥发性前体物质之间的关系，以及其对最终感官品质和挥发性香气谱的影响，尚未得到充分阐明。为此，研究人员系统探究了三种不同焙火强度对紫娟乌龙茶感官品质、茶汤色泽、非挥发性成分及挥发性香气轮廓的影响，旨在揭示焙火强度与茶叶品质之间的科学关联。

研究人员以采自云南省西双版纳傣族自治州勐海县茶园（23.9841°N, 100.4302°E）的一芽三叶紫娟鲜叶为原料，按照标准化乌龙茶加工工艺制成毛茶后，分别设置不焙火对照组（CK）以及80°C（LT）、110°C（MT）、150°C（HT）三种焙火温度处理2 h，以建立热强度梯度。研究采用感官审评（依据中国国家标准GB/T 23776-2018，由7名经过专业训练的评审人员组成小组）与仪器色差分析（ColorQuest XE色差仪）评估茶汤色泽；通过茚三酮比色法、蒽酮-硫酸法、pH示差法及高效液相色谱法（high performance liquid chromatography, HPLC）分别对可溶性糖、总游离氨基酸、L-茶氨酸（L-theanine）、花青素、儿茶素、没食子酸（gallic acid, GA）及咖啡碱（caffeine, CAF）进行靶向定量；同时采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry, HS-SPME-GC/MS）分析挥发性化合物，并结合主成分分析（principal component analysis, PCA）、偏最小二乘判别分析（partial least squares-discriminant analysis, PLS-DA）和层次聚类分析（hierarchical cluster analysis, HCA）等多元统计方法筛选焙火程度判别标志物。

感官评价结果表明，轻度焙火（LT）获得最高总感官评分（91.7分），其干茶外观和叶底感官属性相对稳定，而焙火强度对茶汤色泽、香气和滋味影响显著。轻度焙火呈现亮棕黄色茶汤、优雅甜香和醇厚滋味；重度焙火（HT）则呈现棕红色带紫调茶汤、明显焙火香和浓厚滋味；中度焙火（MT）表现出明显品种特征香和较强涩感。仪器色差分析显示，LT和MT样品明度（L*值）与对照无显著差异，而HT样品L*值显著降低；a*和b*值随焙火强度呈先降后升趋势；HT样品的色彩饱和度（C*ab值）回升，色调角（h°ab值）显著降低，与感官审评中“棕红色带紫调”的描述一致，这种变化可能与花青素与其他多酚的络合及美拉德反应产物积累有关。

化学成分分析表明，可溶性糖含量在LT样品中显著上升（由7.85增至8.21 mg g^?1），随后在MT和HT样品中依次下降至6.80和6.57 mg g^?1，表明轻度焙火促进多糖热水解而重度焙火加速糖类参与热反应消耗。总游离氨基酸含量在HT样品中显著下降（4.10 mg g^?1），L-茶氨酸含量随焙火强度增加呈显著递减趋势（由1.19降至0.53 mg g^?1），说明其热敏感性较高并可能参与斯特雷克降解（Strecker degradation）。咖啡碱含量在各处理间保持稳定（40.58–42.42 mg g^?1）。花青素含量随焙火强度增加而显著持续下降（由2.62降至2.11 mg g^?1，降幅约19.5%），主要归因于热胁迫下花青素结构裂解及与氧化多酚、美拉德反应产物的聚合。儿茶素组分中，表型儿茶素（EGCG、ECG、EGC、EC）在轻度、中度焙火下无显著变化，但在重度焙火下分别下降6.14%、7.13%、10.85%和12.17%；非表型儿茶素中没食子儿茶素（GC）呈现最显著累积（增幅51.63%），儿茶素（C）在重度焙火下上升8.03%，而表没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）仅在重度焙火下显著下降13.02%；没食子酸含量随焙火强度显著增加（由0.51升至0.80 mg g^?1）。总儿茶素含量在CK与LT、MT之间无显著差异，HT样品中显著下降6.33%（由140.70降至131.80 mg g^?1），这些变化为重度焙火茶苦涩感减弱、口感醇厚提供了化学依据。

挥发性成分分析共鉴定出64种化合物，涵盖含氧萜烯类（18种）、萜烯类（19种）、杂环化合物（10种，主要为吡嗪类和吡咯类）、醛类（7种）、芳香烃类（5种）及其他微量组分（5种）。CK样品挥发性组分数量最少（29种），LT样品中部分关键花香含氧萜烯（如芳樟醇、橙花叔醇）含量下降但感官香气品质提升，可能与青草气、含硫化合物和醛类物质减少降低了掩蔽效应有关。MT样品的挥发性化合物多样性和总含量均显著增加，新检出22种化合物，包括α-紫罗兰酮、反式-β-大马士酮、顺式茉莉酮以及斯特雷克醛类（3-甲基丁醛、2-甲基丁醛）和含氮吡咯类化合物。HT样品进一步生成2-甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪、3,5-二乙基-2-甲基吡嗪和1-糠基吡咯等焙烤香氮杂环化合物，杂环化合物相对含量由0.8%增至16.9%，而含氧萜烯占比由69.7%降至46.6%。PLS-DA模型显示出良好的拟合度和预测能力（R2X、R2Y和Q2均高于0.98），200次置换检验证实模型无过拟合；以VIP>1.1为标准筛选出10种关键判别挥发性化合物，按VIP值排序依次为：顺式-芳樟醇氧化物（吡喃型）、反式-芳樟醇氧化物（吡喃型）、芳樟醇、反式-芳樟醇氧化物（呋喃型）、顺式-芳樟醇氧化物（呋喃型）、α-法呢烯、2-戊基呋喃、α-卡拉科烯、β-环柠檬醛和反式-香叶基丙酮，其中多种化合物与花香和果香特征相关，可作为区分不同焙火强度的有效化学标志物。综上所述，焙火通过萜烯转化、美拉德和斯特雷克型反应、儿茶素差向异构化/水解以及色素降解等协同途径重塑了紫娟乌龙茶的品质特征，为根据目标品质选择焙火强度提供了科学依据。