食品顶刊 | 安徽农业大学宛晓春教授团队发表茶叶风味综述性论文- 大数跨境

天下名山小产区茶

2022-07-13

近日，安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室宛晓春教授团队联合霍恩海姆大学食品化学研究所和美国罗格斯大学研究团队在食品顶刊Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety（1区，IF：15.786）发表了题为“Flavor of tea (Camellia sinensis): A review on odorants and analytical techniques”的综述论文。

该论文综述了全世界绿茶、红茶和乌龙茶三大类茶中的184种呈香物质。重点介绍了茶叶香气和滋味研究中广泛使用的仪器分析技术（提取与富集、定性分析、定量分析和化学计量学）以及感官评价方法，并且对比了各自的优缺点和使用范围，以期为茶叶风味研究提供帮助。

此外，该论文对茶叶风味研究的发展方向做出展望，作者认为茶叶风味研究应朝着省时、便携、实时监测和可视化等方向发展，从而深入解析加工工艺对茶叶及茶制品中所含微量风味物质、异味物质形成和变化的影响，为茶叶加工的实际应用提供帮助。

图1 2020年全球茶叶产量分布

目前为止，在茶叶和茶汤中已经鉴定出700多种挥发性物质。然而，只有一部分具有香气活性，对茶叶整体香气具有贡献。

根据以往文献报道的气相色谱-嗅觉联用(GC-O)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)的结果，这篇综述总结了184种各类茶叶（包括绿茶、红茶和乌龙茶）中的香气物质。作者采用网络关系图巧妙地表示了184种香气物质与其香气属性的关系（图2）。图2清楚地说明了醇类和酮类是产生花香味的原因；醛类对茶的柑橘味和青草气起主要作用；酯类赋予茶椰子般甜香的气味；杂环类化合物包括吡嗪、吡咯、吡咯啉、噻唑、噻吩、呋喃，是造成茶叶烘烤和焦糖香气的主要原因。除了关键香气物质外，本节还介绍了这些化合物在茶叶中可能的形成机理。

图2 茶叶中香气物质与其气味属性的网络关系

由于关键风味物质存在阈值低、浓度低等特点，使得风味物质研究较为复杂。

经典风味分析工作从风味物质的分离、富集、纯化开始，采用感官分析技术准确描述所有风味物质的风味属性，继而进行定性和定量分析，筛选出对茶叶风味品质具有贡献的关键风味物质。根据香气物质的沸点和极性、滋味物质的溶解度、疏水性、分子量、等电点等化学和结构性质，可以采用多种提取和分离技术相结合。尽可能地茶叶中的所有风味物质进行提取和富集。图3展示了香气提取和富集技术的发展历程。

该综述分别总结了茶叶香气和滋味研究中使用的提取和分离技术，包括顶空、蒸馏法、溶剂提取法、制备液相色谱。每一类方法中又包含多种具体技术，例如蒸馏法包括中压蒸汽蒸馏、同时蒸馏萃取、高真空转移和溶剂辅助风味蒸发。

图3 香气提取和富集技术的发展历史。LLE，液液萃取；SDE，同时蒸馏萃取；HVT，高真空转移；SPE，固相萃取；SPME，固相微萃取；SBSE，搅拌棒吸附萃取；SAFE，溶剂辅助风味蒸发。

自20世纪60年代气相色谱应用以来，现代分析技术在更科学的基础上取得了进展，特别是各种毛细管柱的出现。气相色谱的巨大进步以及气相色谱与不同类型的探测器/传感器的结合极大地增加了我们对茶叶香气的了解。

该综述分别总结了茶叶香气和滋味研究中使用的各类气相色谱、液相色谱定性和定量技术、化学检测器和仿生学检测器。具体包括1D GC、GC×GC、中心切割MDGC、混合MDGC、1D LC、MDGC、吸附层析法、闪式色谱法、亲水作用液相色谱法、高效离子色谱法、高效液相色谱法、高速逆流色谱法、制备液相色谱法、硅胶柱层析、薄层色谱法、超高效液相色谱法。检测器包括电子鼻、电子舌、蒸发光散射检测器、荧光检测器;、火焰离子化检测器、火焰光度检测器、傅里叶变换红外光谱、离子迁移谱-质谱联用、轨道离子阱质谱、串联质谱、核磁共振波谱、嗅闻仪、飞行时间质谱、紫外可见光检测器。感官评价方法包括中国传统茶叶审评、定量描述分析、区分检验、未受训感官评价。用于茶叶风味分析的化学计量方法有PLS-DA、PCA、HCA、PLSR、BPNN、MLR。

在过去的30年里，基于仪器分析方法和感官评价方法的结合，Schieberle和Hofmann教授提出分子感官科学。如今，分子感官科学已被广泛应用于识别和定量关键香气物质，成为筛选关键香气物质的最先进的方法。图4是分子感官科学流程。

图4 分子感官科学流程，根据Schieberle, Grosch和Hofmann报道加以修改。AEDA，香气提取物稀释分析；SIDAs，稳定同位素稀释分析；OAV，气味活度值；

TDA，滋味稀释分析；DoT，滋味活度值。

该文综述了以往文献报道过的184种茶叶香气物质及其现代风味分析技术，包括风味物质的富集、定性、定量、化学计量学和感官评价等方法。未来仪器分析技术必须满足日益增长的要求，如准确性好、精密度高、灵敏度高、省时便捷。最终目标是要实现实时监控茶叶品质。基于风味化学的新的计量方法，特别是基于大数据和机器学习的数据处理是未来发展的重要方向。此外，还需要将仪器分析与感官评价更好地结合起来，以获得更为全面的风味信息。

虽然以往茶叶风味研究已经取得很多成果，但仍然有许多悬而未决且至关重要的问题需要解决。第一，继续关注茶叶中超微量风味物质以及异味物质的鉴定和感官分析，特别是那些在加工过程中形成的异味物质。此外，不同茶树品种、不同地域、不同工艺生产的不同茶类的风味差有待进一步研究。这些问题的答案将为在分子水平上物化茶产品的风味品质提供可能，也将促进我们对茶叶整体风味特征的认识。

安徽农业大学为第一署名单位，茶树生物学与资源利用国家重点实验室翟小婷副教授为论文第一作者，宛晓春教授和德国霍恩海姆大学Michael Granvogl教授为并列通讯作者。张梁教授和美国罗格斯大学Chi-Tang Ho教授参与了该论文文献汇总、撰写和修改。该项目得到国家自然科学基金面上项目、中国科协青年人才托举工程、安徽农业大学高层次人才引进项目等资金资助。

论文原文链接：

https://doi.org/10.1111/1541-4337.12999

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