福建水仙，又名武夷水仙，无性系，小乔木型，大叶类，适制乌龙茶、红茶、绿茶、白茶，品质优异。制作乌龙茶茶色翠润，条索肥壮，香高长似兰花香，味醇厚，回味甘爽。1985年全国农作物品种审定委员会认定其为国家品种，编号GS13009-1985，现为福建的主栽茶树品种之一。烘焙是乌龙茶制茶工艺的一道重要工序，掌握适当的烘焙技术可弥补茶叶品质的某些不足，掌握不当则会降低品质。相关学者研究了烘焙温度、烘焙时间、摊叶厚度、茶叶含水量及烘焙次数等对茶叶品质的影响[1-11]。烘焙过程中茶叶内部发生复杂的化学反应，美拉德反应是最常见的一种。美拉德反应是氨基化合物（如蛋白质、肽、胺、氨和氨基酸）和羰基化合物（如还原糖、脂质、醛、酮、多酚、抗坏血酸以及类固醇等）之间的一类复杂化学反应，最终生成类黑精、还原酮及挥发性杂环化合物，这些物质是食品色泽和风味的主要来源，能起到抗氧化的作用[12-16]。目前烘焙对茶叶美拉德反应影响的研究较少，主要集中于茶叶香气的差异及“火候香”的形成研究[17-19]。本文拟研究福建水仙在不同烘焙温度和烘焙时间下糖氨Maillard反应的变化规律，以期为福建水仙的生产提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
烘焙原料：选用福建水仙品种鲜叶，在武夷山当地按闽北乌龙茶加工工艺加工，即鲜叶→萎凋→做青（综合青机）→杀青→揉捻→干燥，毛茶经色选后的毛净茶作为烘焙原料，以毛净茶为对照。
1.2 试验试剂
氨基酸标准液[含有天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、丝氨酸（Ser）、组氨酸（His）、甘氨酸（Gly）、苏氨酸（Thr）、精氨酸（Arg）、丙氨酸（Ala）、酪氨酸（Tyr）、胱氨酸（Cys）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、苯丙氨酸（Phe）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）、赖氨酸（Lys）]：美国 Agilent公司；茶氨酸（99%）：瑞士 Adamas Reagent公司；γ-氨基丁酸（99%）、甲醇、乙腈（色谱级）：美国 sigmaaldrich公司；NaH2PO4、NaOH（分析纯）：上海国药集团；超纯水：福建省农业科学院茶叶所实验室自制。
1.3 主要仪器设备
1260型液相色谱系统 [包括四元泵（G1311CVL）、标准自动进样器（G1329B）、柱温箱（G1316A）和二极管阵列检测器（G1315DVL）]：美国 Agilent公司；T6 新世纪紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；ACD-0502-U实验室超纯水系统：美国艾科浦国际有限公司；HWS-28电热恒温水浴锅：上海恒科仪器有限公司。
1.4 方法
1.4.1 烘焙设计
试验设温度、时间2个因素，其中温度设110、120、130、140、150℃；不同温度设置不同时间，即 110℃设1、3、5、7、9、11、13 h；120 ℃设 1、3、5、7、9、11 h；130 ℃设 1、3、5、7、9 h；140 ℃设 1、3、5、7 h；150 ℃设 1、3、5 h；摊叶量500 g（盘面积50 cm×40 cm）。
1.4.2 美拉德反应基础物质及产物检测
游离氨基酸总量：参照GB/T 8314-2013《茶游离氨基酸总量的测定》。
氨基酸组分：参照文献[20]中的高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）。
还原糖：GB 5009.7-2016《食品安全国家标准食品中还原糖的测定》第一法，委托中国测试技术研究院检测。
蔗糖、葡萄糖、果糖：GB.5009.8-2016《食品安全国家标准食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》第一法，委托中国测试技术研究院检测。
5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethyl furaldehyde，5-HMF）：HPLC测定方法，委托中国测试技术研究院检测。
样品前处理方法：称取茶样约1 g于离心管中，加5 mL 70%甲醇水溶液，水浴70℃加热提取20 min，每10 min振摇一次，再超声辅助提取30 min，每10 min振摇一次，离心，上清液转移至10 mL容量瓶中，残渣再提取一次，合并上清液，定容至10 mL，过滤膜，测定。
色谱条件：色谱柱：C18，250 mm×4.6 mm（内径），5 μm；柱温：30℃；流动相：甲醇 ∶水（1∶9，体积比）；检测波长：284 nm；进样量：10 μL；流速：1.0 mL/min。
1.4.3 数据处理
应用DPS软件进行相关数据分析。
2 结果与分析
2.1 烘焙对福建水仙乌龙茶中美拉德反应基础物质的影响
氨基酸和还原糖是美拉德反应的主要基础物质。茶叶中已分离鉴定的氨基酸有25种以上；可溶性游离单糖有阿拉伯糖、鼠李糖、果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖，双糖有蔗糖等[13]。不同烘焙温度和时间对福建水仙乌龙茶中糖氨美拉德反应的影响见表1。
表1 烘焙对福建水仙乌龙茶中糖氨美拉德反应的影响
Table 1 Effects of Maillard reaction between carbohydrates and ammonia during baking on Fujian Shuixian Oolong teas
蔗糖/（g/100 g）空白组（CK） 2.35 4.06 0.84 1.21 0.27 0.83 0.50 0.30 0.33 18.2 0.29 0.8 1.10 110℃1 h 2.33 3.15 0.71 0.81 0.23 0.93 0.47 0.20 0.28 18.6 0.25 0.38 1.05 110℃3 h 2.23 2.93 0.63 0.87 0.23 0.94 0.42 0.22 0.24 19.4 0.26 0.96 110℃5 h 2.21 2.53 0.53 0.84 0.22 1.11 0.39 0.20 0.29 21.7 0.21 0.92 110℃7 h 2.09 2.40 0.42 0.88 0.19 1.01 0.37 0.19 0.31 20.1 1.04 110℃9 h 2.05 2.14 0.42 0.83 0.18 1.00 0.48 0.19 0.23 19.8 0.97 110℃11 h 1.93 1.54 0.41 0.82 0.17 0.97 0.34 0.09 0.19 20.3 0.91 110℃13 h 2.03 1.76 0.52 0.80 0.20 0.92 0.39 0.14 0.28 18.0 0.85 120℃1 h 2.00 2.25 0.43 0.87 0.20 0.94 0.37 0.19 0.29 17.1 1.00 120℃3 h 1.93 1.91 0.65 1.01 0.19 1.00 0.38 0.19 0.24 18.3 0.87 120℃5 h 1.95 1.26 0.42 0.86 0.17 1.05 0.34 0.19 0.21 18.2 0.79 120℃7h 1.87 1.38 0.54 0.75 0.14 0.94 0.28 0.32 0.12 18.0 0.77 120℃9 h 1.77 1.24 0.32 0.65 0.14 1.01 0.32 0.20 0.06 18.2 0.70 120℃11 h 1.77 1.12 0.28 0.73 0.99 0.33 0.27 18.7 0.74 130℃1 h 1.83 1.67 0.44 0.76 0.13 0.98 0.36 0.31 18.4 0.85 130℃3 h 1.74 0.99 0.31 0.71 0.51 0.39 0.30 17.9 0.66 130℃5 h 1.65 0.86 0.28 0.59 0.57 0.17 18.5 0.90 130℃7 h 1.72 0.76 0.22 0.61 1.01 0.32 0.24 20.6 0.65 130℃9 h 1.65 0.60 0.28 0.61 0.45 0.38 19.0 0.64 140℃1 h 1.71 0.64 0.32 0.58 0.09 1.00 0.22 17.9 0.74 140℃3 h 1.71 0.32 0.24 0.56 1.18 0.14 17.6 0.57 140℃5 h 1.56 0.37 0.15 0.55 0.46 0.08 18.1 0.54 140℃7 h 1.57 0.15 0.20 0.54 0.97 0.14 19.4 0.52 150℃1 h 1.59 0.29 0.28 0.60 0.59 0.29 18.1 0.56 150℃3 h 1.59 0.26 0.08 0.46 0.73 0.18 20.5 150℃5 h 1.52 0.07 0.49 0.65 19.9处理组 氨基酸总量/%茶氨酸/（mg/g）天冬氨酸/（mg/g）谷氨酸/（mg/g）丝氨酸/（mg/g）组氨酸/（mg/g）苏氨酸/（mg/g）丙氨酸/（mg/g）苯丙氨酸/（mg/g）还原糖/（g/100 g）果糖/（g/100 g）葡萄糖/（g/100 g）
2.1.1 烘焙对福建水仙乌龙茶中氨基酸及组分的影响
烘焙对福建水仙乌龙茶中氨基酸总量、茶氨酸含量的影响见图1、图2。
由图1可知，氨基酸总量在1.52%～2.33%，均低于对照。相同时间温度越高，氨基酸总量下降越多，与相关研究结果一致[4，12]。温度越高，含量越低，可能与Maillard反应速度有关，研究表明[21]，温度相差10℃，褐变速度相差3倍～5倍，温度越高，氨基酸的消耗速率远远大于氨基酸的生成速率，导致温度越高氨基酸的含量下降越多。
18种氨基酸组分中共检测出8种，分别为茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、组氨酸、苏氨酸、丙氨酸及苯丙氨酸。茶氨酸含量最高的游离氨基酸，占茶叶干重1%～2%。由图2可知，不同处理茶氨酸含量在0～3.15 mg/g，均低于对照。相同温度下随时间延长茶氨酸含量呈下降趋势，相同时间温度越高，茶氨酸下降越多，与氨基酸总量的变化趋势相同。
图1 不同处理氨基酸总量
Fig.1 Content of amino acid under treatments
图2 不同处理茶氨酸含量
Fig.2 Content of theanine under treatments
图3 不同处理还原糖含量
Fig.3 Content of reducing sugar under treatments
由表1可知，天冬氨酸含量在0.07 mg/g～0.71 mg/g，与氨基酸总量变化趋势相同。谷氨酸含量在0.45 mg/g～0.88 mg/g，均低于对照；相同温度烘焙1 h，含量快速下降，随时间延长含量相差不大。组氨酸含量在0.45 mg/g～1.11 mg/g，110、120℃下高于对照；150℃下低于对照。丙氨酸含量在0～0.38 mg/g，110℃下随时间延长呈缓慢下降趋势，140、150℃下呈快速下降趋势。丝氨酸含量、苏氨酸含量及苯丙氨酸含量均低于对照，110、120℃下随时间延长，含量下降；150℃下反应完全。
综上可知，氨基酸总量、茶氨酸含量、天冬氨酸含量均低于对照，相同温度随时间延长呈下降趋势，相同时间温度越高，含量下降越多；其它组分氨基酸含量变化规律不同。
2.1.2 烘焙对福建水仙乌龙茶中还原糖及组分的影响
烘焙对福建水仙乌龙茶中还原糖的影响见图3、图4。
从图3可知，不同处理还原糖含量在17.10g/100 g～21.70 g/100 g，不同烘焙温度随时间延长，有高有低，变化规律不明显。相同烘焙时间，110℃烘焙高于120℃烘焙，140℃烘焙低于150℃烘焙。
图4 不同处理蔗糖含量
Fig.4 Content of sucrose under different treatments
从图4可知，不同烘焙处理蔗糖含量在0～1.05 g/100 g，均低于对照。110℃下随时间延长，蔗糖含量总体呈缓慢下降趋势；130、140、150℃下烘焙1 h，蔗糖含量快速下降，随时间延长缓慢下降，烘焙3 h，150℃处理未检出；相同时间下温度越高，蔗糖含量下降越多。
从表1可知，烘焙对果糖、葡萄糖含量影响极大，果糖仅在110℃、1 h茶叶中检出，含量为0.25 g/100 g；葡萄糖在110℃烘焙1、3、5 h处理检出，含量分别为0.38、0.26、0.21 g/100 g。单糖快速反应完全，主要是五碳糖更易于反应，研究表明还原糖中五碳糖反应约为六碳糖的10倍[21]。
综上可知，不同烘焙处理还原糖含量在17.10 g/100g～21.70 g/100 g，不同烘焙温度随时间延长，有高有低，变化规律不明显。蔗糖含量在0～1.05 g/100 g，均低于对照，相同时间下温度越高，下降越多。果糖、葡萄糖快速反应完全。
2.2 烘焙对福建水仙乌龙茶中糖氨美拉德反应产物的影响
烘焙对福建水仙乌龙茶中美拉德反应中间产物5-羟甲基糠醛影响见图5。
图5 不同处理5-羟甲基糠醛含量
Fig.5 Content of 5-HMF under treatments
从图5可知，不同烘焙5-羟甲基糠醛含量在0 μg/g～21.44 μg/g之间，对照及 110 ℃、1 h烘焙未检测到5-羟甲基糠醛，140℃、5 h处理含量最高，达到21.44 μg/g。不同烘焙温度随时间延长，110℃、5 h烘焙达到第一个高峰，含量为6.87μg/g，后含量呈下降、上升趋势；120℃、7 h烘焙达第一个高峰，含量为12.79 μg/g，后含量呈先下降后上升趋势；130℃、5 h烘焙达第一个高峰，含量为18.09 μg/g，后含量呈下降、上升趋势；140℃、5 h烘焙含量最大，达 21.44 μg/g，7 h含量下降；150℃、3 h烘焙含量最大，达 20.165 μg/g，5 h含量下降。110、120℃及130℃烘焙温度随时间延长，5-羟甲基糠醛含量呈上升、下降、上升趋势，可能是烘焙过程中Strecker降解反应速度高于生成速度，从而使5-HMF含量下降；140、150℃烘焙呈上升、下降趋势，主要是美拉德反应剧烈，中间产物生成速度大于降解速度，当达到最高点后进入终期阶段，形成的醛类、酮类不稳定，最终形成类黑素类物质。
3 结论
烘焙过程中茶叶内部发生复杂的化学反应，美拉德反应是其中发生的多种反应之一。烘焙后，不同处理氨基酸总量在1.52%～2.33%，均低于对照；18种氨基酸组分中检测出8种，其中茶氨酸含量在0～3.15 mg/g，天冬氨酸含量在0.07 mg/g～0.71 mg/g，与氨基酸总量变化趋势相同，相同温度下随时间延长呈下降趋势，相同时间下温度越高，含量下降越多；谷氨酸、丝氨酸、组氨酸、苏氨酸、丙氨酸及苯丙氨酸含量变化规律不同。不同烘焙还原糖含量在17.10 g/100 g～21.70 g/100 g，变化规律不明显；蔗糖含量在0～1.05 g/100 g，均低于对照，相同时间下温度越高，含量下降越多；果糖、葡萄糖快速反应完全。不同烘焙5-羟甲基糠醛含量在0～21.44 μg/g之间，110、120℃及 130℃烘焙温度随时间延长呈先上升后下降再上升趋势，140、150℃下呈先上升后下降趋势；相同时间下温度越高，5-羟甲基糠醛含量增加越多。烘焙对福建水仙乌龙茶中糖氨Maillard反应产生影响，从而形成不同风味乌龙茶产品，本研究为福建水仙乌龙茶的实际生产提供了科学依据。
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