（茶学专业论文）龙井茶特征香气成分的研究.pdf

浙江大学硕士学位论文摘要 摘要 龙井茶是我国传统十大名茶之首，以“色绿、香郁、味甘、形美”享誉世界， 特别是龙井茶的香气，素来有“甘香如兰，幽而不洌”之说。本论文立足现有文 献研究成果，采用s p m e - g c - m s 联用技术，对不同等级、不同产地龙井茶的特征 香气成分进行了提取和分析。结果如下： 1 、不同等级大佛龙井的特征性香气成分。从6 个等级大佛龙井中提取分离 鉴定出4 8 种香气组分，其中，2 一正戊基呋喃、芳樟醇、壬醛、丁酸一顺- 3 - 己烯 酯、水杨酸甲酯、丁酸一反- 2 - 己烯酯、异戊酸- 3 - 已烯酯、反香叶醇、己酸一顺- 3 - 已烯酯、己酸一反- 2 - 已烯酯、顺茉莉酮d 一法尼烯等物质是这6 个等级大佛龙井 中的主要香气成分，对构成其特征风味具有重要的作用。方差分量分析结果表明， 氧化芳樟醇，芳樟醇、己酸一顺- 3 - 己烯酯、反香叶醇、雪松烯和d 一法尼烯等几 种香气组分是引起不同等级大佛龙井香气差异的主要物质。 2 、不同等级西湖龙井的特征性香气成分。从5 个等级西湖龙井中提取分离 鉴定出4 3 种香气组分，其中，2 一正戊基呋喃、芳樟醇、壬醛、丁酸一顺一3 一己烯 酯、水杨酸甲酯、十二烷、反香叶醇、己酸一顺- 3 - 己烯酯、己酸一反- 2 - 己烯酯 顺式茉莉酮等物质是这5 个等级西湖龙井中的主要香气成分，对构成其特征风味 成分具有重要的作用。方差分量分析结果显示，2 一正戊基呋喃、芳樟醇、环氧芳 樟醇、丁酸一顺- 3 - 己烯酯、水杨酸甲酯、丁酸一反- 2 - 己烯酯、异戊酸- 3 - 已烯酯、 己酸一顺- 3 - 己烯酯、己酸己酯，桧烯、杜松烯和法尼烯等几种香气组分是引起不 同等级西湖龙井香气差异的主要物质。 3 、不同产地、不同等级钱塘龙井的特征性香气成分。从钱塘产区三个地区 的龙井茶中分离鉴定出4 7 个香气组分，其中，2 一正戊基呋喃、芳樟醇、壬醛、 丁酸一顺- 3 - 己烯酯、水杨酸甲酯、异戊酸- 3 - 己烯酯、反香叶醇、己酸一顺- 3 - 己 烯酯、己酸一反一2 一己烯酯、顺式茉莉酮、橙花叔醇等物质是这三个地区龙井茶中 的主要香气成分。方差分量分析结果显示，2 一正戊基呋喃、丁酸一顺- 3 - 己烯酯、 已酸一顺- 3 - 己烯酯是引起不同产地钱塘龙井香气差异的主要物质，2 一甲基萘、反 一香叶基丙酮、d 一紫罗酮是引起不同等级钱塘龙井香气差异的主要物质。 4 、西湖产区、越州产区、钱塘产区特征性香气成分的比较分析。分析结果 显示，2 一正戊基呋喃、芳樟醇、壬醛、丁酸一顺一3 一己烯酯、丁酸一反- 2 - 己烯酯、 十二烷、异戊酸- 3 - 已烯酯、反香叶醇、吲哚、己酸一顺- 3 - 己烯酯、己酸一反- 2 - 己烯酯、十四烷、雪松烯、反一香叶基丙酮、d 一法尼烯、橙花叔醇等香气组分是 引起三个产区龙井茶香气差异的主要物质。 浙江大学硕士学位论文 摘要 通过本论文对不同等级、不同产区龙井茶的特征香气成分的研究，对龙井茶 的品质评定具有重要的指导意义，对龙井茶原产地保护工作具有十分重要实用价 值 关键词：固相微萃取；香气；龙井茶；等级；产地 a b s t r a c t l o n g j i n gt e ai st h ef i r s tf a m o u st e ai nc h i n e s et r a d i t i o n a lt e a s ，i t sc o l o ri sg r e e n ，i t s a r o m ai sg r e a t ，i t st a s t ei ss w e e ta n di t ss h a p ei sb e a u t i f u l ，f o rt h o s er e a s o n s ，l o n g j i n g t e ai sa l s ow i l d l yk n o w ni nt h ew h o l ew o r l d t h ea r o m ao fl o n g j i n gt e ai ss p e c i a l ，i t w a ss a i dt h a tt h es w e e ta r o m ai sa l i k et h eo r c h i d ，t h ef r a g r a n c ei sf a i n tb u tn o ts t u f f y i nt h i st h e s i s ，t h ec h a r a c t e r i s t i ca r o m ac o m p o n e n t so f g r a d e sa n dp r o d u c i n ga r e a sw e r e e x t r a c t e da n da n a l y z e db a s i n go nt h ee x i s t i n gl i t e r a t u r e s ，a n dt h ec o m b i n a t i o no f s p m e g c m s t h er e s u l t sw e r ea sf o l l o w e d ： 1 t h ec h a r a c t e r i s t i ca r o m a c o m p o n e n t so fd a f ol o n g ji n gt e ai ng r a d e s 4 8k i n d so f a r o m ac o m p o n e n t sw e r ee x t r a c t e d ，s e p a r a t e da n di d e n t i f i e df r o m6g r a d e sd a f o l o n g i i n gt e a i nt h e4 8c o m p o n e n t s ，f u r a n ，2 一p e n t y l - ，l i n a l o o l ，n o n a n a l ，c i s 一3 h e x e n y l b u t y r a t e ，m e t h y ls a l i c y l a t e ，t r a n s 一2 - h e x e n y lb u t y r a t e ，d e c a n a l ，c i s 3 一h e x e n y l i s o v a l e r a t e ，t r a n s g e r a n i o l ，c i s - 3 h e x e n y lh e x a n o a t e ，t r a n s - 2 h e x e n y lh e x a n o a t ea n d c i s j a s m o n e ，w e r et h em a i no ft h e6g r a d e sd a f ol o n g j i n gt e a , w h i c hw e r ev e r y i m p o r t a n tt ot h et e aq u a l i t y t h ec o m p o n e n to fv a r i a n c es h o w e dt h a tc i s l i n a l o o l o x i d e ，l i n a l o o l ，c i s 一3 - h e x e n y lb u t y r a t e ，t r a n s - g e r a n i o l ，c e d r e n ea n db e t a f a r n e s e n ew e r e r e s p o n s i b l et ot h ed i f f e r e n to ft h eg r a d e s 一 l 2 t h ec h a r a c t e r i s t i ca r o m a c o m p o n e n t so fx i h ul o n g i i n gt e ai ng r a d e s 4 3k i n d so f a r o m a c o m p o n e n t sw e r ee x t r a c t e d ，s e p a r a t e da n di d e n t i f i e df r o m5g r a d e sx i h u l o n g i i n gt e a i nt h e4 3c o m p o n e n t s ，f u r a n , 2 - p e n t y l - ，l i n a l o o l ，n o n a n a l ，c i s 3 h e x e n y l b u t y r a t e ，m e t h y ls a l i c y l a t e ，d o d e c a n e ，t r a n s g e r a n i o l ，c i s 一3 - h e x e n y l h e x a n o a t e ，t r a n s 一2 - h e x e n y lh e x a n o a t ea n dc i s j a s m o n ew e r et h em a i no ft h e6g r a d e s d a f ol o n g j i n gt e a , w h i c hw e r ev e r yi m p o r t a n tt ot h et e aq u a l i t y t h ec o m p o n e n to f v a r i a n c es h o w e dt h a tf u r a n ，2 - p e n t y l - ，l i n a l o o l ，c i s l i n a l o o lo x i d e ，c i s 一3 一h e x e n y l i s o v a l e r a t e ，c i s - 3 - h e x e n y lb u t y r a t e ，m e t h y ls a l i c y l a t e ，h e x a n o i ca c i d ，c a d i n e n ea n d f a r n e s e n ew e r er e s p o n s i b l et ot h ed i f f e r e n to ft h eg r a d e s 3 t h ec h a r a c t e r i s t i ca r o m a c o m p o n e n t so fq i a n t a n gl o n g ji n gt e ai np r o d u c i n ga r e a 4 7k i n d so fa r o m ac o m p o n e n t sw e r ee x t r a c t e d ，s e p a r a t e da n di d e n t i f i e df r o m3 p r o d u c i n ga r e a sq i a n t a n gl o n g i i n gt e a i nt h e4 7c o m p o n e n t s ，f u r a n ，l i n a l o o l 、n o n a n a l ， c j s - 3 h e x e n y lb u t y r a t e ，m e t h y ls a l i c y l a t e ，c i s - 3 - h e x e n y li s o v a l e r a t e ，t r a n s g e r a n i o l ， c i s 一3 一h e x e n y lh e x a n o a t e ，t r a n s 一2 - h e x e n y lh e x a n o a t e ，c i s j a s m o n ea n dn e r o l i d o lw e r e t h em a i no ft h e6g r a d e sd a f ol o n g j i n gt e a t h ec o m p o n e n to fv a r i a n c es h o w e dt h a t i v 浙江大学硕士学位论文 摘要 f u r a n ，2 - p e n t y l 一，c i s - 3 一h e x e n y lb u t y r a t ea n dt r a n s 一2 一h e x e n y lh e x a n o a t ew e r e r e s p o n s i b l et ot h ed i f f e r e n to ft h ep r o d u c i n ga r e a ，a n db e t a - i o n e n e ， t r a n s g e r a n y l a c e t o n ea n dn a p h t h a l e n e ，2 一m e t h y l w e r er e s p o n s i b l et ot h ed i f f e r e n to f t h eg r a d e s 4 t h ec h a r a c t e r i s t i ca r o m ac o m p o n e n t so fx i h ul o n g j i n g ，y u e z h o ul o n g ji n ga n d q i a n t a n gl o n g j i n gt e a f u r a n ，2 - p e n t y l - ，l i n a l o o l ，n o n a n a l ，c i s 3 h e x e n y l h e x a n o a t e ，t r a n s 一2 - h e x e n y lh e x a n o a t e ，h e x a d e e a n e ，b e t a f a r n e s e n e ，n e r o l i d o la n d t r a n s 。g e r a n y l a c e t o n ew e r er e s p o n s i b l et ot h ed i f f e r e n to ft h ep r o d u c i n ga r e a s b yt h er e s e a r c ho ft h ec h a r a c t e r i s t i ca r o m ac o m p o n e n t so fl o n 舀i n gt e ao fg r a d e sa n d p r o d u c i n ga r e a si n t h i sp a p e r , t h er e s u l t sc o u l dh eu s e di nt h eq u a l i t ye v a l u a t i o no f l o n g j i n gt e aa n dt h ep r o t e c t i o np r o j e c to fl o n g j i n gt e ao r i g i n a lp r o d u c i n ga r e a k e yw o r d s ：l o n g i i n gt e a , c h a r a c t e r i s t i ca r o m a , g r a d e ，p r o d u c i n ga r e a , s p m e v 浙江大学硕士学位论文图标索引 图标索引 图1 1p 一胡萝卜素的次级氧化降解过程3 图1 2 不饱和脂肪族醇、醛的生物合成4 图1 3 糖苷化合物酶水解示意图5 图l - 4 同时蒸馏萃取法装置图1 0 图1 5s p m e 装置图 1 2 图3 1 几种香气组分相对百分含量的变化比较图2 7 图3 2 几种香气组分相对百分含量的变化比较图3 4 图3 3 几种香气组分相对百分含量的变化比较图4 0 图3 4 几种香气组分的相对百分含量变化比较图4 4 表ll 茶叶中某些香型所对应的主要香气成分1 8 表2 1 供试样品2 0 表3 1 样品感官审评结果表2 2 表3 2 不同等级大佛龙并香气成分分析结果2 3 表3 3 各类挥发性物质在大佛龙井中的含量比2 5 表3 4 大佛龙井香气总量的方差分析表2 6 表3 5 大佛龙井醇类香气总量的方差分析表2 6 表3 6 大佛龙井烯烃类香气总量的方差分析表2 7 表3 7 几种香气组分的方差分量分析表2 7 表3 8 不同等级西湖龙井香气成分分析结果上3 0 表3 9 各类挥发性物质在西湖龙井中的含量比3 1 表3 1 0 西湖龙井香气总量的方差分析表3 2 表3 11 西湖龙井醇类香气含量的方差分析表3 3 表3 12 西湖龙井酯类香气含量的方差分析表3 3 表3 13 西湖龙井醛类香气含量的方差分析表3 3 表3 1 4 西湖龙井烯烃类香气含量的方差分析表3 3 表3 15 几种香气组分的方差分量分析表3 3 表3 1 6 钱塘产区龙井茶香气成分分析结果3 6 表3 17 各类挥发性物质在钱塘产区龙井茶中的含量比3 8 表3 1 8 香气总量对钱塘龙井香气影响的方差分析表3 8 表3 19 酯类物质含量对钱塘龙井香气影响的方差分析表3 9 表3 2 0 几种香气组分的方差分量分析表3 9 表3 j2 l 西湖龙井、钱塘龙井、越州龙井香气成分分析结果：4 1 表3 2 2 香气总量的方差分析表4 2 表3 2 3 醇类物质的方差分析表4 3 表3 2 4 酯类物质的方差分析表4 3 表3 2 5 醛类物质的方差分析表4 3 表3 2 6 烷烃类物质的方差分析表4 3 v i 浙江大学研究生学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他入已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盘婆盘堂或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 仇、红 签字日期： 0 2p d 8 年石月舌日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝望盘茔有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘鲎 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 、 、 械独 导师签名： 铷晡 签字日期：2 d 略年厶月舌r签字日期：，k 嘶6 月fb 日 浙江大学硕士学位论文 致谢 致谢 2 0 0 6 年秋天，我走进了浙江大学茶学系。工作两年后再次回到校园，对我 而言是机遇更是挑战。在硕士学位论文即将完成和研究生生活即将结束之际， 有太多的谢意想要献给我的老师、亲人和同学们。 本论文是在导师须海荣副教授的悉心指导下完成的。在两年的硕士学习与 研究中，须老师为我提供了非常好的学 - - j 环境和研究条件，在整个论文的选题、 研究和撰写过程中，始终得到了导师的细心指导、热情鼓励和支持。须老师渊 博的专业知识、开阔的视野、勤奋不懈的工作作风，敏锐的思维方式使我受益 终生在此，谨向尊敬的导师致以崇高的敬意和衷心的感谢! 在实验和论文的完成过程中，十分感谢王校常老师及其实验室的同学们给 我提供了多方面的支持和帮助特别感谢马军辉同学，将苦心摸索出的实验数 据毫无保留地告诉我，并且热心地帮助我调试仪器，使我在实验中少走了许多 弯路，在此表示衷心的感谢! 此外，还有同做香气实验的杨意成、金冬双同学， 在实验和论文发表过程中提供了无私的帮助和宝贵的意见，在此一并致谢! 龚淑英老师在百忙中抽出时间帮助我完成样品审品部分的实验，老师在实 验中认真求实、一丝不苟的精神值得我学习；顾志蕾老师为本实验提供了部分 样品，老师不厌其烦地为我挑选样品，保证了实验和论文地顺利完成。在此， 对两位老师致以特别的感谢! 感谢本实验室的倪君、韩立苹、唐萌师姐，崔峰同学，林杰师弟，宋婷婷师 妹。在两年的学习生活中，我们互助互爱、亲如一家，给远离家人的彼此带去 了心灵的温暖。特别感谢林杰师弟在论文数据处理部分提供的帮助! 祝他们前 程似锦，健康快乐! 感谢本系的叶倩、孙世利、揭国良、杨军国、叶俭慧、杜颖颖等师兄师姐， 以及同窗胥伯涛、马圣州、李磊、梁燕、徐懿、董俊杰、杨晓丽等在实验及生 活中的热心帮助与支持。 在茶学系的两年学习生活里，得到了本系杨贤强教授、梁月荣教授，王岳 飞副教授、屠幼英教授、汤一副教授、骆耀平副教授、朱晓玲老师、张建新老 师、谢建勇老师等众多老师的言传身教，在此向他们表示衷心的感谢，祝愿他 们工作愉快，家庭幸福美满! 感谢我的父母，他们抚育我成长，他们给了我无私的爱，他们是我前进的动 力和永远的依靠，祝愿他们幸福、安康! 最后，衷心感谢参与本论文评阅、答辩以及对本论文提出宝贵意见的老师和 同学。 代毅 20 0 8 年5 月于华家池 浙江大学硕士学位论文文献综述 1 文献综述 茶叶芳香物质是茶叶中易挥发性物质的总称，在茶叶中的绝对含量很少，一 般只占干物重的0 0 1 一0 0 5 ，却是决定茶叶品质的重要因子之一，有着“花 因香而活，茶因香而贵”之说。 茶叶中芳香物质的研究始于上个世纪初，由日本人率先在阿萨姆红茶中发现 了水杨酸甲酯和甲醇。近百年来，人们对茶叶中香气物质提取、鉴定方法的研究 已经取得了长足的进展。迄今为止，已分离鉴定的茶叶芳香物质约有7 0 0 种，绿 茶含有其中的2 6 0 余种，红茶和乌龙茶分别含有其中的3 0 0 多种。茶叶芳香物质 是由性质不同、含量差异悬殊的众多物质组成的混合物，其组分可分为碳氢化合 物、醇类、酮类，酸类、醛类、酯类、内酯类、酚类、过氧化物类：含硫化合物 类、吡啶类、吡嗪类、芳胺类及其他等十五大类( 宛晓春等，2 0 0 3 ) 。随着各种 提取技术和微量分析仪器的发展，人们对茶叶中芳香物质的研究不断深入，新的 茶叶芳香物质还在不断地被发现和鉴定气相色谱一质谱联用技术( g c m s ) 的发展与成熟，更是将茶叶香气成分的定性定量分析推向了一个高潮。 1 1 茶叶香气形成机理的研究进展 茶鲜叶中含有的香气物质种类较少，大约只有8 0 余种因此，大部分的茶叶 芳香物质都是在加工过程中形成的。如绿茶加工工艺中，高温杀青使鲜叶中的化 学成分在热作用下发生变化，以及干燥过程发生m a i l l a r d 反应，形成以吡嗪、吡 喃以及吡咯类化学成分为主的“板栗香”、“焦糖香”等；红茶加工工艺中，酶促氧 化以及其他一系列化学变化产生了醛、酮、酸等化合物，形成了红茶特有的甜花 香；而在乌龙茶加工工艺中，萎凋做青等环节产生大量的萜类物质，对花香的形 成有重要贡献。同时，青叶醇、青叶醛、正己醛、正壬醛等低沸点物质仍微量存 在，参与茶香组成。随着茶叶芳香物质提取方法、组分鉴定以及生物化学、酶学 等相关学科的发展，通过茶鲜叶所含的芳香物质成分及其在加工过程中的变化分 析，可对茶叶芳香物质的形成机理进行研究。到目前为止，研究者们已提出了茶 叶中芳香物质形成的几种途径：( 1 ) 由儿茶素氧化引起的b 胡萝b 素等氧化，降 解生成1 3 紫罗酮及相关结构的香气化合物；( 2 ) 脂肪酸过氧化、降解生成6 个碳 1 浙江大学硕士学位论文文献综述 的醇、醛类物质；( 3 ) 氨基酸脱羧和氧化脱氨转化成相应醛类，或与糖类、儿 茶素产生m a i l l a r d 反应，生成吡嗪、吡咯、呋喃、糠醛类等物质；( 4 ) 糖苷类香 气前体物质在糖苷类酶的作用下水解生成相应的醇类( 吕连梅等，2 0 0 2 ) 1 1 1 类胡萝卜素的降解机理 类胡萝卜素( c a r o t e n o i d s ) 通常是指4 0 碳的碳氢化合物( 胡萝卜素) 和它们的 氧化衍生物( 叶黄素) 两大类色素的总称，是一类多烯色素，在生源上同植物激 素、萜烯类化合物处于同一代谢途径，结构特征是共轭复烯烃，为茶叶中重要的 脂溶性色素( 任永霞，2 0 0 5 ) 茶叶中已发现的类胡萝卜素有1 7 种。在茶叶制造 过程中，尤其是红茶制造过程中，类胡萝卜素会大量氧化降解，形成紫罗酮系列 化合物，如q 紫罗酮、b 紫罗酮等。s a n d e r s o n 等( 郭雯飞，1 9 9 6 ) 证实，在发酵 期问，p 胡萝卜素能部分转化为p 紫罗酮、二氢海葵内酯和茶螺酮等；s a n d e r s o n 等还认为，类胡萝卜素的氧化降解是与黄烷醇类氧化相偶联发生的，因此，j l 茶 素氧化过程中形成的邻醌不仅能氧化氨基酸，也能氧化类胡萝卜素类。紫罗酮系 化合物具有浓郁的花香，是构成红茶香气的重要成分。顺茶螺酮具有水果的甜 香，p 紫罗酮具有甘甜浓厚的茉莉香，二氢海葵内酯则具有果香。 类胡萝卜素的氧化降解过程分为初级氧化和次级氧化。初级氧化产物即是g t 。紫罗酮、p 紫罗酮等初级氧化产物还可进行进一步氧化产生二氢海葵内酯和茶 螺烯酮等次级氧化产物。氧化降解过程见图1 1 。曾晓雄( 1 9 9 2 ) 认为，类胡萝 卜素氧化降解的机制可能有以下几种解释：( 1 ) 茶鲜叶经萎调、揉切后，组织 细胞受到破坏，类胡萝素由结合态向游离态转变，从而有利于类胡萝素的氧化降 解；( 2 ) 红茶发酵过程中伴随着儿茶素的酶促氧化，类胡萝素发生氧化降解。该 过程的进行可能是由于儿茶素氧化脱氢，为类胡萝素的初级降解产物1 3 紫罗酮提 供氢，促使其进一步氧化降解。据报道，若纯化茶叶中酶类，胡萝素就无显著的 变化。( 3 ) 茶叶干燥时的高温湿热作用，能使类胡萝素部分氧化降解。茶叶中类 胡萝素在贮藏过程中的变化，主要是由于类胡萝素的光敏氧化降解，结果使茶叶 中紫罗酮系化合物含量增加 浙江大学硕士学位论文文献综述 啪素兰孙靴渺三渺 b 繁罗酮 ( 初级氯化产物) 孙杀淝未渺二 氯化 一 图1 1p 胡萝卜素的次级氧化降解过程 f i 9 1 1t h es e c o n d a r yo x i d a t i o nd e c o m p o s i t i o no f 3 - c a r o t e n e 1 1 2 脂肪酸的氧化、降解机理 茶鲜叶中脂类物质含量达干重的7 1 5 ，主要是不饱和脂肪酸，其中棕榈酸 2 1 、油酸18 、亚油酸1 8 、亚麻酸2 9 。这些脂类物质经过加工过程的转 化，一部分在脂肪氧化酶的作用下降解为醛、酮、酸等小分子物质，构成了茶的 香气成分；一部分仍以脂肪酸( a 1i p h a t i ca c i d ) 的形式保留在成茶中。西条了 康等( 张超，2 0 0 5 ) 发现机械损伤的鲜叶中顺一3 一己烯醇明显增加，并提出：茶 叶叶绿体六碳醛酶系催化亚麻酸、亚油酸的c 。：、c ，间的双键加氢而断裂产生己 烯醛和正己醛。c 。醛产生后可通过氧化、还原、异构化作用形成一系列c 。类醛、 醇、酸等芳香物质。o w u o r ( 1 9 8 9 ) 进一步指出，c 。醇是由类脂衍生的，即鲜叶 中的磷脂被脂酰水解酶水解，生成游离脂肪酸，而不饱和脂肪酸在c ，处受氧和 脂肪氧合酶的氢过氧化作用形成13 - l - 过氢羟基脂肪酸，然后被过氧化氢裂解酶 裂解为c 。醛和1 2 - 含氢酸。醛类在异构化前后，被脱氢酶还原为c 。一醇，而这些 醇类是绿茶香气形成的物质基础此外，少量的棕榈酸和油酸会降解生成庚醛和 壬醛。脂肪酸酶促氧化降解生成醛和醇的过程见图1 2 。 浙江大学硕士学位论文文献综述 i b l 功 三乇广lm 牍3 - 已烯馥 一3 己烯醒青叶醛 i e c 厂目 h 青叶尊 图1 2 不饱和脂肪族醇、醛的生物合成 f i 9 1 2t h eb i o s y n t h e s i so fu n s a t u r a t e da l i p h a t i ca l c o h o la n da l i p h a t i ca l d e h y d e s 1 1 3 氨基酸的转化机理 茶鲜叶中的氨基酸( a m i m oa c i d s ) 含量约占干物重的1 5 一4 0 ，嫩叶 中的含量较老叶多茶叶中已分离鉴定的氨基酸有2 6 种，主要有甘氨酸、丙氨 酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、天冬氨 酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、苯丙 氨酸、酪氨酸、色氨酸、茶氨酸、豆叶氨酸、谷氨酰甲胺、y 一氨基丁酸、天冬 酰乙胺、d 一丙氨酸等。有些氨基酸本身就具有一定的香气，而有些氨基酸的降 解产物和转化产物与茶叶香气关系密切( 宛晓春等，2 0 0 3 ) 。 在茶叶加工过程中，由于氧化作用和热作用，氨基酸的变化较为复杂。氨基 酸可经脱水直接形成吡嗪类香气成分，也可经脱羧脱氨作用及氧化还原等反应， 形成酚、对甲基酚、吲哚等香气成分。山西贞等的研究表明，甲基蛋氨酸巯盐在 加热条件下可水解，其产物中的二甲硫是绿茶新茶香气的主要成分；前苏联和美 国学者研究发现，芳香族氨基酸经脱氨脱羧后可生成挥发性的想起成分，如苯丙 氨酸生成苯乙醛；此外，亮氨酸氧化生成异戊醛，甘氨酸生成甲醛，丙氨酸生成 乙醛，缬氨酸生成异丁醛，异亮氨酸生成2 一甲丁醛，蛋氨酸生成3 一甲硫基丙醛。 w ic k r e m a si n g h e ( 宛晓春等，2 0 0 3 ) 提出了以亮氨酸为先质，以甲羟戊酸为中闻 产物的萜烯类香气物质的形成途径，并且其中间产物胡萝卜素可在干燥过程中进 浙江大学硕士学位论文文献综述 一步形成紫罗酮系化合物等重要的香气物质 茶叶中的氨基酸与儿茶素的初级氧化产物邻醌经脱羧脱水等偶联氧化过程 可形成多种挥发性醛，t t a k e o ( 1 9 8 1 ) 的研究显示了d - j l 茶素的浓度与苯乙醛 形成的浓度成正比氨基酸在多元i 临位羟基儿茶素存在的条件下，在多酚氧化酶 或过氧化氢酶的作用下，发生s t r e c k e r 降解生成挥发性醛类、吡嗪类、吡咯类香 气物质，部分被还原为醇，有的在高酸环境下被氧化为羧酸。此外，在热作用下， 氨基酸与还原糖发生m a l l l a r d 反应，其关键性中间产物糖胺化合物对茶叶烘炒香 有重要贡献。阿南丰正曾从蒸青绿茶中成功分离出茶氨酸与葡萄糖形成糖胺化合 物；原利南在l 一茶氨酸与d 一葡萄糖的加热模拟实验中，发现生成了1 一乙基一3 ，4 一 脱氢吡咯酮以及3 种吡啶，5 种吡咯，4 种呋喃类化合物。 1 1 4 糖苷化合物的水解机理 糖苷化合物是指环状单糖上的半缩醛与r - o h 、r 2 n h 及r - s h 等形成的一类缩醛 型化合物，这类缩醛型化合物特称糖苷( g l y c si d e ) 。由q 构型半缩醛羟基形成的 糖苷称为o 【一糖苷，由d 构型半缩醛羟基形成的糖苷称为d 一糖苷。一般自然界中 存在的糖苷多数是d 一糖苷。茶叶中黄酮类及萜烯醇类物质多与某些单糖结合以 糖苷形式存在，对茶汤色泽、滋味、香气等有重要影响。 t a k e ot t 吕连梅，2 0 0 2 ) 将茶鲜叶匀浆置于4 0 。c 下培养3 0 天，首次发现 有大量的芳樟醇、香叶醇产生；当加入d 一葡萄糖苷的抑制剂后，芳樟醇的合成 受阻，因此推测芳樟醇、香叶醇的生成与d 一葡萄糖苷酶有关。随后，t a k e ot ( 吕连梅，2 0 0 2 ) 在研究参与茶新梢中乙烯醛形成的酶系时，发现受机械损伤的 茶新梢中所生成的单萜烯醇类化合物是由非挥发性的d 一葡萄糖苷水解形成的。 此后，为了探明糖苷化合物在茶鲜叶中的存在形式、转化途径及其对茶叶香气的 影响，学者们进行了大量的研究工作。 1 1 4 1 糖苷化合物的水解机制 d 一构型糖苷键型易被酸和酶水解。研究者( 汪东风，1 9 9 7 ) 认为，酶水解 的机制是：糖基先形成锌盐中间物，即正碳离子，此后正碳离子与酶分子上的阴 离子基- c 0 0 一作用而暂时稳定，直到与溶剂中的- o h + 作用，完成水解过程( 图1 3 ) 。 酶水解的位置均在糖苷键的c - o 之间。酶对于糖苷和配基均具专一性，如d - d - 甘露糖苷酶主要是水解p - d 一甘露聚糖，d 一葡萄糖苷酶主要水解p 一葡萄糖醛酸 浙江大学硕士学位论文文献综述 的糖苷。茶鲜叶中含有多种糖苷水解酶。在加工过程中，特别是红茶和乌龙茶的 加工过程中，主要以键合态糖苷形式作为香气前驱体存在于茶鲜叶中的萜烯醇类 和芳香醇类化合物，受到鲜叶中糖苷水解酶作用而不断释放放出游离态的香气物 质，从而形成茶叶特有的香气品质。有研究表明( 黄建琴，1 9 9 9 ) ，在红茶加工 过程中，樱草糖苷是红茶香气的主要前体物，糖苷水解主要发生在揉捻过程，在 揉捻过程中樱草糖苷酶保持较高活性，揉捻后糖苷酶活性逐渐减弱 赶一避 l 盼h 图1 - 3 糖苷化合物酶水解不意图 f i 9 1 3t h eh y d r o l y z a t i o no f g l y c o s i d a s e 1 1 4 2 糖苷化合物的研究进展 随着分离制备技术的提高及设备的改善，研究者们已相继从茶叶中分离并鉴 定了不少低含量的糖苷化合物，从而极大地丰富了该领域的研究成果。按糖苷化 合物配基的化学结构进行分类，茶叶中已发现的糖苷化合物主要有： 芳香醇糖苷：y a n om 等人( 黄建琴，1 9 9 9 ) 首先从茶叶中分离并鉴定出苯甲 醇在鲜叶中存在形式为苯甲醇一d - d - 吡喃葡萄糖苷。g u ow 等人( 1 9 9 4 ) 从毛蟹和 水仙等茶树品种中分离并鉴定出2 一苯乙醇和苯甲醇的d 一樱草糖苷。 脂肪醇糖苷：这类糖苷主要是由不同的脂肪醇与糖环上半缩醛羟基缩合而 成。最典型的是k o b a y a s h ia ( 1 9 9 4 ) 分离鉴定的顺- 3 - 己烯基一d - i ) - 吡喃葡萄糖 苷，它水解得到顺- 3 - 已烯醇和葡萄糖。 肌醇糖苷：到目前为止已鉴定的肌醇糖苷有：肌醇葡萄糖苷、肌醇半乳糖苷 等。其中肌醇半乳糖苷对茶树体内半乳糖的运转及棉籽糖、水苏糖及其同系物合 成均有重要作用。肌醇糖苷是茶叶中一个重要的组成成分，含量约占干物重的o 8 ，在高品质的茶叶中含量较高。 酚化糖苷( p h e n o l i cg l y c o s i d e s ) ：酚化苷是指茶叶中酚型化合物尤其是黄 酮醇及黄酮类化台物与糖类结合所生成的糖苷茶叶中酚化苷含量丰富，种类亦 多，其中主要的是黄酮类及黄酮醇类与糖缩合成苷，它们的含量多少对茶汤的色 泽影响较大。 6 浙江大学硕士学位论文 文献综述 萜烯醇苷：萜烯醇苷是指萜烯醇上羟基与糖环上半缩醛羟基缩合而生成的糖 苷萜类物质香气好，含量高，对茶叶呈花香贡献最大。因此，尽管对茶叶中萜 烯醇苷的发现和认识较晚，研究者们已在这方面进行了大量的工作。8 0 年代初、 中期，竹尾忠一等人发现鲜叶中糖苷水解酶活性大小与成茶中芳樟醇和香叶醇含 量有一定关系1 9 9 3 年，g u ow 等在乌龙茶香气形成机理研究中，从品种“水仙一 鲜叶中分离并鉴定出香叶醇的前体为香叶基一d 一樱草糖苷( 即香叶基- 6 - 0 - d - d - 吡喃木糖一d - d - 吡喃葡糖苷) 。在此研究基础上，g u ow 等又相继从品种“水仙” “毛蟹”鲜叶中分离鉴定出芳樟醇、芳樟醇氧化物i 、i i 、i v 的香气前体。王华 夫( 1 9 9 3 、1 9 9 4 ) 等对祁门红茶香气特征物质香叶醇和芳樟醇等进行了较系统的 研究，证明鲜叶中萜烯醇类化合物键合态前体含量远高于游离态物质的含量，其 中香叶醇、芳樟醇、芳樟醇氧化物i 的键合态香气游离态香气比值( e p b f 值) 分别高达1 6 8 3 、1 0 3 2 、1 2 3 3 ，这预示着其具有极大的释放香气的潜力。目前， 已从茶叶中分离鉴定了多种单萜烯醇的樱草糖苷和葡萄糖苷 茶皂苷：茶皂苷又叫皂角苷，皂草苷、茶皂素等。茶皂苷有茶叶皂苷和茶籽 皂苷之分，但它们均是齐墩果烷的衍生物。茶皂苷是一大类糖苷化合物，配基主 要有七种，配基a 环c 一3 位置上羟基与糖体部分的葡萄糖醛酸结合形成糖苷，糖体 部分除葡萄糖醛酸外，还有阿拉伯糖、木糖、半乳糖等。 1 1 4 3 糖苷酶的研究进展 近年来，国内外学者对糖苷化合物进行研究的同时，还通过外源酶和茶叶内 源酶的应用，对参与香气释放过程的相关酶系进行了大量研究，并取得了可喜的 成果。目前研究较多的有d 一葡萄糖苷酶和d 一樱草糖苷酶。 d 一葡萄糖苷酶( d g l u c o si d a s e ) ：自t a k e ot ( 1 9 8 1 ) 实验证实茶叶中证 实茶叶中存在以葡萄糖苷形式存在的单萜烯醇以来，对葡萄糖苷酶的研究就成为 了茶叶香气领域研究的一个热点。1 9 9 0 年，y a n o 分别以人工合成的香叶醇一d - d - 葡萄糖苷及成品茶水提取液作底物，加入茶叶粗酶提取物进行水解，在两者的产 物中同时发现有香叶醇。据此，y a n o 认为香叶醇的前体为香叶醇一d - d - 葡萄糖 苷。游小清等( 1 9 9 4 ) 用人工合成侈一葡萄糖苷酶粗品进行夏茶香气改善试验， 处理后的烘青绿茶芳樟醇及香叶醇含量提高明显。 夏涛等( 1 9 9 6 ) 对红茶萎凋、红酵过程中d 一葡萄糖苷酶活性的变化动态研 浙江大学硕士学位论文文献综述 究结果表明，低温萎凋与发酵有利于酶活性的提高和香气的形成。骆耀平等 ( 1 9 9 7 ) 对7 个茶树品种新梢生育过程中d 一葡萄糖苷酶活性变化进行了研究，结 果表明各品种间酶活性高低之差达3 4 倍，其中毛蟹、龙井4 3 、水仙等品种酶活 性最高，红芽佛手酶活性最低；季节差异为秋季 夏季 春季；不同叶位间酶活性 表现为为芽 第1 叶 第2 叶 第3 叶 茎梗；随叶龄的增加，d 一葡萄糖苷酶活性趋于 增强，但有的品种开始时酶活性随叶龄增加而下降，2 0 d 后又随着叶龄增加而升 高夏涛等( 1 9 9 7 ) 就冷冻萎凋对茶叶多酚氧化酶和d 一葡萄糖苷酶活性影响进 行了研究认为，采用冷冻萎凋时，冷冻处理对d 一葡萄糖苷酶活性无明显影响，冷 冻叶在融冻期间酶活性逐渐降低，与自然萎凋变化趋势相反。屠幼英等( 1 9 9 9 ) 在龙井茶制作过程中用外源d - d - 葡萄糖苷酶处理鲜叶、摊放叶测得香叶醇、芳 樟醇，橙花叔醇等组分大量释放；该研究还认为选用的水古、龙井4 3 ，鸠坑等3 个品种经摊放酶活性均增加了4 5 以上，且以低温( 2 0 以下) 高湿( 相对湿度9 0 以上) 环境下摊放为妥赵芹等( 2 0 0 0 ) 人温肥对茶鲜叶d 一葡萄糖苷酶活性及醇 系香气的研究表明，施用有机肥和大棚覆盖均利于增强d 一葡萄糖苷酶活性，结合 态醇系香气含量与醇系香气总量对生态因子的反应具协同性；结合态香气是醇系 香气的主要来源。 赵芹等( 2 0 0 0 ) 首次引入r o t o f o r 系统精制了d 一葡萄糖苷酶，解决了前人未 能解决的特异污染蛋白质的问题，确立了d 一葡萄糖苷酶的纯化路线。实验掌握 了酶促反应速度，了解了影响酶促反应速度的各种因素，比较了d 一葡萄糖苷酶 的种属间差异，确定了d 一葡萄糖苷酶的底物专一性是“集团专一性”的相对专 一性，并首次提出了d 一葡萄糖苷酶水解醇系香气的酸碱催化机理。 d 一樱草糖苷酶( d - p r i m e v e r o s i d e ) ：o u ow ( 1 9 9 4 ) 首次在茶叶中发现以o 一 樱草糖苷为糖基的香气前体。为了进一步探明参与香气释放的内源酶系，o u ow ( 1 9 9 5 ) 、o g a w ak ( 1 9 9 7 ) 、i j i m ay ( 19 9 5 ) 分别从菽北种、水仙种、阿萨姆 种鲜叶中分离纯化得到d 一樱草糖苷酶，并对其性质进行了研究，结果表明三者 的分子量存在细微差异( 6 0 5 k d 、6 0 2 k d 和6 0 3 k d ，以k o f m s 法为准) ；等电点、 酶活性的最适p h 、最适温度等特征相同i j i m ay ( 1 9 9 5 ) 认为不同品种茶树鲜 叶中d 一樱草糖苷酶活性是一致的，只是不同品种茶树鲜叶中d 一樱草糖苷酶分子 在活性部位上存在一两个氨基酸的差异。i j i m