六大茶類加工關鍵工序及風味物質研究進展

安會敏，陳圓，李適，3，劉仲華，3，4*，黃建安，3，4，5*

（1.茶學教育部重點實驗室，湖南長沙 410128；2.國家植物功能成分利用工程技術研究中心，湖南長沙 410128；3.植物功能成分利用省部共建協同創新中心，湖南長沙 410128；4.農業農村部園藝作物基因資源評價利用重點實驗室，湖南長沙 410128；5.湖南農業大學黃埔創新研究院，廣東廣州 510700）

茶樹（Camellia sinensis（L.）O. Kuntze），灌木或小喬木， 廣泛種植于全球60 多個國家和地區，被認為是最具影響力的綠色經濟作物之一[1]。隨著社會的發展和全球環境變化， 越來越多的人提高了養生意識，茶葉憑借抗氧化[2]、降脂減肥[3]、抗炎[4]等健康屬性和花香[5]、栗香[6]、鮮爽、濃醇[7]等特征風味成為后疫情時代最受歡迎的健康飲品之一。

中國是世界上產茶最多的國家之一[8]。 在中國，采用不同的加工工藝，茶鮮葉可被制成綠茶、紅茶、烏龍茶、黑茶、白茶與黃茶六類形狀、顏色、香氣、滋味各有千秋的成品茶[9]。殺青、發酵、做青、渥堆、萎凋、悶黃，被認為是六大茶類的關鍵加工工序，使茶鮮葉經過酶促反應、濕熱作用、微生物作用等呈現不同的風味。

茶葉風味是茶葉香氣和茶葉滋味的綜合體現。其中，香氣是人體通過嗅覺系統感受到的揮發性化合物的綜合效應， 滋味是人體通過味覺系統感受到的非揮發性化合物的綜合效應[10]。 迄今為止， 人們從茶葉中鑒定出的揮發性物質已超過1000 種[11]，非揮發性物質超過600 種[12]，這些風味物質構成了茶葉呈香呈味的化學物質基礎。然而，并非所有的物質均對茶葉風味具有貢獻作用。 長期的研究實踐表明[9-11]， 受加工工藝與技術的影響，茶葉中一些高含量、低閾值的關鍵香氣和滋味物質對茶葉風味的綜合呈現具有重要作用。因此，研究茶葉加工技術及其對茶葉關鍵風味物質的影響， 不僅有助于推動茶葉品質形成機理與定向調控的進一步研究， 而且有利于茶葉加工技術的優化升級，對茶葉生產、消費、可持續發展具有重要意義。

1 綠茶關鍵加工工序與風味特征

綠茶是我國生產量和消費量最大的茶類[13]，其加工工藝一般為攤放、殺青、揉捻和干燥。 其中，殺青是綠茶風味形成的關鍵加工工序，通過高溫鈍化酶活， 使茶鮮葉散失水分和青草氣，利于后續做形和品質形成[14]。根據加工方式的不同，綠茶可被分為炒青綠茶、烘青綠茶、蒸青綠茶和曬青綠茶。 同時，滾筒殺青、蒸汽殺青、熱風殺青等不同的殺青方式對綠茶風味的呈現也具有不同的影響。

茶葉中一些香氣前體， 如類胡蘿卜素香氣前體和脂肪酸類香氣前體，在綠茶殺青過程中降解，形成香葉基丙酮、（Z）-茉莉酮、橙花叔醇、庚醛、癸醛等香氣物質[10]，促進綠茶特征香氣的形成。 表1總結了不同殺青方式綠茶呈香類型及其關鍵香氣成分，“滾筒-熱風-蒸汽”和“滾筒-熱風”方式殺青的鳩坑種綠茶經芳樟醇、D-檸檬烯、3，7-二甲基-1，5，7-八三烯-3-醇等關鍵香氣化合物協調多呈“栗香”類型。而“滾筒-蒸汽”和“滾筒”方式殺青的綠茶芳樟醇含量相對較少，雪松醇、香葉醇的含量增加，其茶葉整體呈現“清香”香型。 總體來講，雖然不同殺青方式的綠茶呈香不同， 但具有一些相同的關鍵香氣成分， 這些香氣成分通過濃度與比例的調整，對各類綠茶呈香具有重要的貢獻。

表1 不同殺青方式綠茶呈香類型及其關鍵香氣成分[15]Table 1 The aroma types and key aroma compounds of green tea with different fixation methods

茶樹品種和加工技術是影響茶葉中非揮發性成分變化的兩個最顯著的因素，其中，加工技術在茶葉滋味定向調控中起關鍵作用[16]。 一般認為氨基酸、茶多酚和咖啡堿對茶滋味影響較大。氨基酸主要為綠茶貢獻鮮味， 而兒茶素和咖啡堿則是茶湯苦味和澀味的主要來源[17]。 表2 顯示，不同殺青方式的綠茶關鍵呈味成分存在差異。 沒食子兒茶素（GC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）等對茶葉苦澀味有重要貢獻的成分在滾筒殺青制作的綠茶中含量較高， 在一定程度上增強了綠茶苦澀味的呈現。 而光波殺青綠茶中茶氨酸、谷氨酸、蘇氨酸的含量較高， 這些化合物對茶葉鮮味的呈現具有重要作用。另一方面，不同的加工方式可以通過調控這些關鍵呈味成分的含量來影響其滋味構成， 進而使不同類型的綠茶呈現出不同的滋味輪廓。

表2 不同殺青方式的綠茶呈味類型及其關鍵呈味成分[18]Table 2 The taste types and key taste compounds of green tea with different fixation methods

2 紅茶關鍵加工工序與風味特征

紅茶屬于全發酵茶， 是世界范圍內消費最廣、最受歡迎的日常飲料之一。 其加工工藝一般為萎凋、揉捻、發酵和干燥。發酵是紅茶品質形成的關鍵工序。茶葉揉捻葉中的茶多酚在發酵過程中發生酶促反應，形成茶黃素、茶紅素、茶褐素等風味物質，進而影響紅茶湯色、滋味和香氣的呈現[19]。 紅茶的傳統發酵方式多為自然堆放發酵，環境因素無法被控制。隨著科研工作者對發酵溫度、濕度、含氧量[20]等環境因素對紅茶品質影響研究的深入，能控溫控濕的發酵房逐漸被普及。 近年來，更穩定控制溫濕度的發酵機被應用于紅茶發酵工序[21]。 發酵技術和機器的進步對提升和穩定紅茶風味具有重要意義。

溫濕度和氧氣對香氣物質合成和轉化有很大影響， 控溫控濕控氧的發酵機有利于紅茶香氣的形成。 研究表明，發酵機發酵有利于提高香葉醇、芳樟醇及其氧化物、水楊酸甲酯、己酸-（Z）-3-己烯酯、己酸-（E）-2-己烯酯等香氣物質的含量，同時降低對不利于紅茶香氣化合物的產生， 如（E），（E）-2，4-庚二烯醛、（E）-2-辛烯醛等， 進而提升紅茶香氣品質（表3）。

表3 不同發酵方式的紅茶呈香類型及關鍵香氣成分[22]Table 3 The aroma types and key aroma compounds of black tea with different fermentation methods

紅茶的滋味主要是由茶湯中的化學成分決定的，如兒茶素類物質、氨基酸類物質、黃酮類物質、酚酸類物質和生物堿等[23]，各成分的含量和比值決定了茶滋味的最終呈現。 發酵溫度是影響紅茶滋味物質的重要因素之一。 持續的過高和過低發酵溫度均不利于紅茶品質的形成。持續低溫，茶葉中的多酚氧化酶活性較低， 不利于茶多酚等成分的轉化。而持續高溫，茶葉中多酚類物質的轉化速率過快， 茶黃素在短時間內迅速積累并繼續進行氧化、縮合反應，形成大量茶褐素，不利于紅茶湯色和滋味。 通常認為恒溫發酵溫度控制在22~30 ℃，有利于紅茶中的一些關鍵呈味成分（根皮素、二氫槲皮素等）的積累（表4）。 變溫發酵是在恒溫發酵的基礎上對紅茶發酵過程進行定向溫度變化控制，變溫發酵紅茶中關鍵呈味成分含量上調的數量多于恒溫發酵，有利于進一步豐富紅茶滋味（表4）。

表4 不同發酵方式的紅茶呈味類型及關鍵呈味成分[24]Table 4 The taste types and key taste compounds of black tea with different fermentation methods

3 烏龍茶關鍵加工工序與風味特征

烏龍茶發酵程度介于不發酵的綠茶與發酵的紅茶之間，屬于半發酵茶，既有天然的花果香味和“綠葉紅邊”的特征，又兼具綠茶的清香和紅茶醇厚的滋味[25]。 烏龍茶的加工工藝主要有萎凋、做青、殺青、揉捻、干燥，做青工序是關鍵，做青包括搖青和晾青兩個過程， 搖青破壞了烏龍茶葉緣細胞組織，晾青則促進茶葉內含物發生化學變化，以形成烏龍茶獨有的色、香、味品質。 做青的溫度[26]、次數[27]、程度[25]都是影響烏龍茶品質的關鍵工藝參數。手工做青是烏龍茶傳統的做青方式，隨著茶葉加工機械化的發展，機械做青被廣泛應用[28]。 近年來，結合傳感技術、物聯網技術的智能化做青機器[29-30]被研發應用，大大提高了烏龍茶的做青效率。

香氣成分是烏龍茶品質重要的一部分， 做青工序與烏龍茶香氣品質的關系十分密切。 傳統的做青方式包括搖青和晾青兩個交替進行的工序，一般以滾筒搖青或手動搖青搭配層架式晾青裝置為主，做青時長為8~10 h。為進一步提升烏龍茶品質與做青效率，成晨[31]在傳統做青的基礎上研發了一種連續慢速的做青工序， 即利用滾筒做青機滾筒的慢速轉動， 讓青葉的做青歷程緩慢均勻地進行，中途不進行晾青，只在搖青結束后殺青步驟前晾青。 連續做青雖然與傳統做青烏龍茶的關鍵呈香組分一致，但相對含量有所差別（表5）。

表5 不同做青方式的烏龍茶呈香類型及關鍵香氣成分[31]Table 5 The aroma types and key aroma compounds of oolong tea with different green-making methods

滋味是評判烏龍茶品質的重要因子。受檢測技術和加工技術的影響，連續做青烏龍茶水浸出物含量、茶多酚含量、兒茶素總量與普通做青烏龍茶差異不顯著， 說明烏龍茶鮮葉富含豐富的滋味化合物。 隨著超高效液相色譜、 超高效液相色譜-四極桿-靜電場軌道阱高分辨質譜聯用技術、液相色譜-電噴霧-串聯質譜等檢測技術[32]的發展，這些物質被檢測出來。 烏龍茶代謝物包含糖類、 氨基酸、黃酮、花青素類等，參與氨基酸合成、淀粉與蔗糖代謝、類黃酮生物合成等途徑。 做青技術影響烏龍茶關鍵滋味化合物（表6）的形成，同時，關鍵滋味化合物通過種類、含量、比例的協調影響烏龍茶綜合呈味特征。值得注意的是，由于烏龍茶品種繁多，不同品種制作的烏龍茶關鍵呈味成分存在差異（表6）。

表6 不同品種烏龍茶關鍵呈味成分Table 6 The taste types and key taste compounds of oolong tea with different tea varieties

4 黑茶關鍵加工工序與風味特征

黑茶是以一定成熟度的鮮葉為原料，經殺青、渥堆、干燥等工序制成的一類后發酵茶。渥堆是影響黑茶特征風味形成的關鍵工序。 黑茶渥堆工序通過胞外酶和生物熱以及微生物自身物質代謝的協同作用，使茶葉內含成分發生復雜變化，進而形成黑茶特征性的品質風味[36]。 溫度、濕度和時間是渥堆過程中最為重要的加工參數因子[37]。 黑茶傳統渥堆環境簡陋，難以精準控制渥堆溫濕度，易造成黑茶渥堆不均勻， 出現香氣低悶或雜異氣味等問題[38]。 因此，為提高黑茶渥堆效果，提升黑茶品質，一些能夠實現精準控溫、清潔化、自動化的數控渥堆工序[39]被研發應用。

黑茶的特征香氣主要來源于茶葉芳香物質的轉化、微生物對各種底物產生的作用，以及烘焙中吸附的香氣。由于渥堆是一個動態變化過程。渥堆方式及渥堆程度會導致某些香氣組分的增加或減少，最終影響黑茶綜合呈香[37]。 傳統渥堆與數控渥堆加工的黑茶關鍵香氣成分在種類和含量上均存在差異（表7）。 α-柏木烯、新植二烯、橄欖醇、δ-杜松醇、 香芹酚、（E）-β-紫羅蘭酮等揮發性物質的積累使數控渥堆的黑毛茶既具有濃郁、 高長的花香、木香，又具有充分渥堆后產生的陳醇感[40]。

表7 不同渥堆方式黑茶呈香類型及關鍵香氣成分[40]Table 7 The aroma types and key aroma compounds of dark tea with different pile-fermentation methods

黑茶渥堆過程中微生物作用和濕熱作用影響了茶葉中茶多酚、兒茶素、氨基酸、有機酸、糖類等物質的組成與含量， 進而影響了黑茶滋味的綜合呈現。 控溫控濕技術的發展在一定程度上實現了對黑茶渥堆環境的有效控制[41]。 另一方面，微生物在黑茶特殊滋味形成的過程中同樣扮演著十分重要的角色[42]。 添加嗜熱微生物渥堆后黑茶的兒茶素類物質含量降低， 在一定程度上可以增強黑茶的醇度（表8）。

表8 不同渥堆方式黑茶呈味類型及關鍵呈味成分[42]Table 8 The taste types and key taste compounds of dark tea with different pile-fermentation methods

5 白茶關鍵加工工序與風味特征

白茶，主產于福建、云南等地，以外觀滿披白毫、湯色杏黃、滋味鮮醇等特點備受消費者青睞，其加工工藝流程為萎凋和干燥。 萎凋是白茶品質形成的關鍵工序， 茶鮮葉在萎凋過程中失水，葉細胞酶活性提高，茶多酚類物質部分氧化，葉綠素降解，多糖與雙糖水解成單糖，蛋白質水解生成氨基酸，為形成白茶色香味品質奠定重要物質基礎[43]。室內自然萎凋[44]、日光萎凋[45]、復式萎凋[46]、控溫萎凋[47]是目前白茶加工主要采用的幾種萎凋方式。 室內自然萎凋即將鮮葉攤放于室內的萎凋簾上，使鮮葉水分自然散失的過程。 日光萎凋則將鮮葉置于曬青布，使之接受日光照射。 復式萎凋是指室內自然萎凋輔以日光萎凋進行的萎凋方式。 控溫萎凋是經人為因素干預，有目的地控制萎凋環境的一種萎凋方式。 控溫萎凋技術的研究[48]在一定程度上推動了白茶萎凋機械化、智能化的發展[49]。

控溫萎凋在一定程度上有利于白茶均勻呈香，（E）-離子酮、橙花醇、α-紫羅酮、水楊酸甲酯等關鍵香氣成分相互協調， 對白茶清香氣味具有重要貢獻[43]。 自然萎凋雖不利于白茶品質的均一性，但受特殊的環境溫濕度、光照、時間等因素的影響，自然萎凋的白茶香氣類型更為豐富，其關鍵香氣成分也與控溫萎凋白茶存在差異（表9）。 芳樟醇是白茶呈現甜香的主要特征香氣成分之一，苯乙醇、橙花醇有利于茶葉花果香的呈現[50]，但相較于種類，各關鍵香氣成分的濃度、組合、比例對白茶綜合呈香影響更顯著。

表9 不同萎凋方式白茶呈香類型及關鍵香氣成分Table 9 The aroma types and key aroma compounds of white tea with different withering methods

兒茶素類、氨基酸、生物堿等非揮發性代謝物是茶湯的主要滋味化合物（表10）。 自然萎凋和控溫萎凋工藝均能促進鮮葉中單體兒茶素類物質的氧化，降低單體兒茶素類的含量，從而降低茶湯的苦澀程度，增加茶湯的醇度[52]。 但控溫萎凋方式提高了萎凋環境的溫度，加快了白茶中兒茶素、黃酮糖苷、酚酸、咖啡堿、茶氨酸和香豆素等多類物質含量升高或降低的速率， 在一定程度上提高了白茶萎凋效率，加快了白茶特征滋味的形成?？販匚虮粡V泛應用于白茶加工。

表10 不同萎凋方式白茶呈味類型及關鍵呈味成分[52]Table 10 The taste types and key taste compounds of white tea with different withering methods[52]

6 黃茶關鍵加工工序與風味特征

黃茶是中國獨有的茶類， 其加工工藝主要有殺青、揉捻、悶黃、干燥等。 其中，悶黃工序是黃茶加工的關鍵， 利用濕熱環境和酶的共同作用使茶葉中的代謝物發生轉化， 從而形成黃茶“黃葉黃湯”的特征風味[53-54]。 濕坯悶黃和干坯悶黃是黃茶傳統的兩種悶黃方式， 濕坯悶黃選用殺青后含水量55%左右的鮮葉，趁熱堆積，而干坯悶黃則是將三炒后含水量30%左右的鮮葉趁熱攤放[55]。 另外，受加工技術背景的影響，一些黃茶，如霍山黃芽、君山銀針等采用“干坯”“濕坯”相結合的悶黃方式[56]。 隨著對黃茶品質形成機理方向的深入研究，一些新的悶黃方式，如快速悶黃[57]、通氧悶黃[58]，被研發應用。

黃茶的特征香型主要有花果香、 清香、 烘烤香、甜玉米香等。不同悶黃工藝由于悶黃時茶坯含水量不同，濕熱作用程度不同，黃茶呈香類型也存在差異（表11）。 干坯悶黃的茶坯含水量較低，易呈現清香香氣，這可能是茶葉中呈花香、清香屬性的芳樟醇、 香葉醇、 橙花叔醇等揮發性成分的作用。 濕坯悶黃的高溫高濕條件能夠促進糖苷類水解和類胡蘿素降解[59]，有利于苯乙酸甲酯、2，2，6-三甲基環己酮、4-氧代異佛爾酮等甜香黃茶關鍵香氣成分的形成。 干坯濕坯結合悶黃工藝加工的黃茶與其他兩種工藝悶黃的黃茶存在共同關鍵香氣成分，如芳樟醇、苯甲醛等，同時也有特有的關鍵香氣成分（二甲硫、萘等），其呈香類型多為甜香、火功香。

表11 不同悶黃方式黃茶呈香類型及關鍵香氣成分Table 11 The aroma types and key aroma compounds of yellow tea with different yellowing methods

“醇和甘甜”是黃茶滋味不同于其他茶類的典型特征，也是在“悶黃”工序獨特的濕熱作用下鮮葉中化學物質轉化并綜合作用的結果。 悶黃過程中，多酚類在濕熱作用下發生非酶性自動氧化和異構化作用，產生醌類物質，苦澀滋味的酯型兒茶素發生降解轉化為非酯型兒茶素和爽口的茶黃素[62]，進而增加黃茶“醇”的滋味特征（表12）。

表12 不同悶黃方式黃茶呈味類型及關鍵呈味成分[55]Table 12 The taste types and key taste compounds of yellow tea with different yellowing methods

7 總結與展望

茶葉加工將茶鮮葉變成具有特殊風味的飲用茶，是茶葉消費、茶品創新、產業發展的前提。不同的加工方式及加工技術因素使茶葉呈現不同的形狀、湯色、香氣和滋味。 中國六大茶類的區分即以加工方式為依據進行的茶品類劃分。

殺青方式的不同使中國綠茶進一步分為炒青綠茶、烘青綠茶、蒸青綠茶等。 不同類型的綠茶呈香呈味風格存在差異， 但其關鍵呈香呈味成分相似， 說明關鍵風味成分對綠茶特征風味的影響是通過協調各關鍵風味成分含量、 比例進行的。 通過調控發酵環境溫濕度、含氧量、發酵時間等因子， 可以對紅茶風味的綜合呈現產生影響。 不同發酵技術加工的紅茶關鍵風味成分既有相同也存差異， 但控溫技術營造的穩定發酵環境更有利于紅茶香甜味醇風味的形成。烏龍茶的特征風味受做青這一關鍵工序的影響， 不同的做青技術通過調整搖青與晾青程度影響烏龍茶關鍵風味物質的積累與釋放。 同一品種烏龍茶擁有相似的風味物質基礎， 其關鍵風味成分類似， 但不同品種的烏龍茶內含物質存在差異， 需要優化做青技術以提升烏龍茶品質。 黑茶風味受渥堆過程中濕熱作用和微生物作用的影響。 數控渥堆技術較傳統渥堆技術更有利于黑茶法呢烯、 香葉醇等關鍵香氣成分與茶多酚、可溶性糖等關鍵滋味化合物的累積，有利于黑茶香純味醇風味特征的形成。 萎凋是白茶風味形成的關鍵工序。 不同萎凋方式的白茶關鍵風味物質種類存在差異，但相較于種類，各關鍵風味物質的濃度、組合、比例對白茶風味的影響更顯著。 悶黃是黃茶加工獨有的工藝，干坯悶黃、濕坯悶黃的黃茶關鍵風味成分種類、含量均存在差異。 但不管哪種悶黃工藝都可以通過調整適宜的悶黃時長、悶黃環境等因素獲得“黃葉黃湯”的高品質黃茶。 因此，對茶葉關鍵風味物質的研究不僅僅要探明影響茶葉風味特征的揮發物和非揮發物， 更重要的是要對這些關鍵呈香呈味化合物在特定濃度、特定比例、特定組合下的協調表現進行深入研究。

隨著社會的進步和科學技術的發展， 中國茶葉也朝著高質量發展方向前進。 標準化、機械化、自動化、 智能化是未來茶葉加工技術發展的必然趨勢。 傳統的六大茶類加工技術被不斷突破、創新：做青工藝應用于紅茶加工，生產花香型紅茶；揉捻技術融入白茶加工工藝，做新工藝白茶；微波技術被應用于殺青、干燥工序；控溫控濕技術調控萎凋、渥堆、悶黃程度。同時，茶葉品質評價技術的發展也推動了茶葉關鍵呈香、呈味成分的研究。這些關鍵風味物質形成機理的研究為茶葉加工數字化、智能化發展提供了理論基礎。