茶叶芳香成分tea aroma components

茶叶中存在的多种挥发性化合物(又称精油、香精)油的总称。芳香成分都具有挥发性，大多数不溶于水，而溶于有机溶剂中，沸点一般在50～350℃左右，依沸点的不同， 可大致分为低沸点、中沸点和高沸点3部分。虽然茶树的其它组织（例如花）也存在着芳香成分，但茶作为饮料， 一般着重研究的， 大多限于新梢和成茶中芳香物质的组成、含量、形成和转化以及它们与茶叶品质的关系。
成茶中挥发性化合物，有的本来就存在于鲜叶中，只是在加工中相对含量发生了变化， 有的则是在制茶中形成的， 其中一部分原有的非挥发性化合物， 因各种原因转化成了新的挥发性化合物； 有些则系挥发性成分(如氨基酸类、胡萝卜素、不饱和高级脂肪酸和糖类等)，在加工中转化成挥发性化合物。
茶鲜叶挥发性化合物低于干重的0.1%，按现有的提取方法所得芳香物质， 鲜叶为0.03～0.05%, 绿茶为0.02%左右， 红茶为0.03%左右。春茶含量较夏、秋茶高。
茶叶芳香物质的分离研究工作， 是从19世纪20年代开始的。1916年第乌斯从爪哇产阿萨姆种红茶中发现了水杨酸甲酯和甲醇， 1920年萝培从2.5吨发酵鲜叶中提取了120毫升芳香油， 再从中分离出了顺-3-己稀-1-醇 (β, γ-己烯醇)和水杨酸甲酯。1930～1938年， 日本武居山吉等人重点研究了绿茶， 山本亮等人重点研究了红茶，运用当时所能提供的化学技术，经提取、分离、纯化后，鉴定了茶叶芳香油中化合物。
60年代开始， 由于引入了近代分析技术， 新发现的化合物不断增加， 1975年日本山西贞综述， 已鉴定的挥发性化合物共有283种。此后，陆续见之于文献的，截至1984年止， 总计达350余种。
茶叶中各种挥发性化合物的香气强度， 因化合物的结构而异。由于茶叶中芳香油含量很低， 如绿茶中不到0.02%, 因此， 一种挥发性化合物如在总香精油中占0.1%，在干茶中还不到0.0002%, 则在一杯茶中浓度不会超过3ppb，通常将一种挥发性化合物能引起嗅感的最低浓度， 称为这种化合物的阈值， 将实际浓度相当于阈值的倍数， 称为嗅感强度， (例如β-紫罗酮的阈值为7ppb)判断一种化合物对茶香的影响， 要综合考虑含量和阈值两种因素。
茶叶香气的形成， 是生长地区、气候条件、遗传特性、施肥情况和加工条件等多项因素综合作用的结果。绿茶、红茶、乌龙茶以及其它茶类所具有的一般特征香气，取决于一些挥发性化合物比例之间的平衡，而不是由于存在某种具有“茶香”的挥发性化合物。同一类茶（例如红茶的不同产品）具有大体相近的挥发性成分。
茶叶中出现的特殊花香， 有的是若干种挥发性化合物含量较高所形成的。例如洞庭碧螺春鲜醇清雅的香气， 即主要由于几种五碳醇和苯甲醇含量很高的缘故， 而斯里兰卡“高香”季节加工的高香红茶与当年其他时间加工的红茶之不同， 也主要由于高香红茶含有几种与茉莉有关的化合物，如顺-茉莉酮酸甲酯和顺-茉莉内酯等。
已经鉴定的红茶挥发性化合物(1978年止)以化学方法分类和鲜叶比较列于表1:

表1 鲜叶和红茶芳香物质的分类

样品名称 芳香物质 馏出部分	鲜 叶 (%)	红 茶 (%)
碱 性 部 分 苯酚 部 分 酸 性 部 分 醛 部 分 中 性 部 分	4 7 12 7 70	4 8 17 10 61

红茶中存在的芳香化合物， 有许多并不存在于鲜叶中， 红茶茶香主要是在加工过程中(如萎凋、发酵和干燥工序)形成的。鲜叶采下后，红茶茶香的品质潜力已大体固定， 萎凋中进行的生化变化， 对挥发性化合物先质的数量和种类有很大影响， 发酵中茶叶开始具有明显的茶香， 经过高温干燥， 形成了红茶的平衡香气。
红茶茶香的形成， 有两种基本的机制。首先是在茶叶制造的发酵和干燥过程中， 黄烷醇类化合物被氧化， 氧化了的黄烷醇类作为氧化剂，将作用于许多化合物， 包括挥发性化合物和非挥发性化合物， 使之氧化或降解， 形成红茶茶香。例如， 一部分醇类将氧化生成醛类和酸类， 所以相对来说，鲜叶中醇类较多，而红茶中羧基化合物和酸类较多， 某些氨基酸经过氧化脱氨基和脱羧基的作用， 生成相应的羰基化合物。如由苯丙氨酸生成了类似玫瑰甜香的苯乙醛等。类胡萝卜素在红茶加工过程中有显著的减少。已证实类胡萝卜素的减少系经氧化降解生成了β-紫罗酮、α-紫罗酮、达马烯酮、茶螺烯酮、二氢海葵内脂等等， 是对茶香有重要影响的挥发性化合物。另外还有一些重要的红茶茶香成分， 如沉香醇2,2,2-三甲基环己酮，4-(2, 6, 6-三甲基-1, 2环氧环己基)-3-丁烯-2-酮和其它几种紫罗酮类， 是通过类胡萝卜素降解的途径生成的， 若干长链不饱和脂肪酸， 例如亚麻酸在发酵和干燥时， 将氧化降解生成反-2-己烯醛等。某些游离糖类和氨基酸类， 在氧化和热的作用下， 则将形成具有烘烤香的吡嗪和呋喃等类化合物。其次是直接的生物合成作用。存在于鲜叶中及萎凋中由生物合成的挥发性化合物， 在加工后， 低沸点部分挥发较多，但有许多仍然存在， 成为红茶茶香的组成部分；在红茶加工中某些酶和辅助因子， 直到干燥前期仍然保持了一定的活性。例如， 亮氨酸即将由于酶促进作用转化为甲羟戊酸(类胡萝卜素代谢的中间产物，某些挥发性化合物的先质)和其他挥发性化合物。乙酸亦可作为甲羟戊酸和其他挥发性化合物的先质。这一途径生成的橙花叔醇业已鉴定。
红茶茶香是鲜叶原料和加工技术两者综合的结果，包括各种不同的先质， 若干种氧化剂和多种产物。很显然， 产物的量， 必须遵循化学热力学原则， 诸如反应物浓度(受鲜叶内含物的组成、多酚氧化酶活性、水分含量以及揉捻所影响的茶叶化学成分的均匀度等的影响)、反应物相对氧化势(受叶片中反应物的种类和浓度、酸度、温度、多酚氧化酶活性的影响)、进行反应的时间等几方面。挥发性化合物的形成途径和影响因素十分复杂， 目前的研究水平尚难以提出确切的为制成高茶香所需要的理想新梢成分和最适宜的加工条件。但是根据现有关于茶香的化学知识， 从选育品种改变加工技术以提高红茶的茶香等级， 则是完全可能的。
中国祁门红茶和斯里兰卡乌瓦红茶是世界闻名的高香红茶， 祁门红茶以具玫瑰蜜糖香著名， 二者最明显的区别是祁门红茶含香叶醇（玫瑰香）、香叶酸、苯甲醇、2-苯基乙醇（玫瑰蜜糖香）较高。而斯里兰卡乌瓦红茶则含沉香醇和沉香醇氧化物（呋喃型）较多。
绿茶由于高温杀青， 生物合成作用和儿茶素氧化产物的氧化作用， 对绿茶芳香油的形成， 都只有局限的作用。但比起红茶， 加工中受到热处理的时间要长得多，由此形成了绿茶的茶香特色。
不论是红茶、绿茶或其他茶类， 组成其香气的芳香化合物虽因茶树品种、生态条件、采摘时期等因素的变化， 其物质基础有所不同， 但都是在制茶过程中由于应用不同工艺技术而获得各种茶类、包括香气在内的特有风格， 组成茶叶香气的芳香化合物有350余种， 但存在于鲜叶的芳香化合物仅占11.97%，制成绿茶后， 其含有量上升到34.47%，红茶中的含有量则占总芳香化合物的66.67%，因此制茶工艺技术对形成茶叶香气品质来说， 是关键性的过程。
中国有代表性的绿茶，如西湖龙井所含的香榧醇、雪松醇、杜松萜醇、按叶醇等具有特殊清香。洞庭碧螺春系采摘极嫩的一芽一叶制成， 在挥发性化合物中，1-戊烯-3-醇、戊醇、顺-3-戊烯醇等五碳化合物含量特别高，即低沸点的清香组成较多， 和适量的苯甲醇、香叶醇、β-紫罗酮、顺-茉莉酮等配合，形成了鲜醇清雅的香气特色。而黄山毛峰是高山茶，采一芽二叶具茸毛的高级鲜叶炒制时火温较高， 香气化合物中， 高沸点的具蔷薇花香的香叶醇和有甜香的苯乙醇和苯甲醇含量都比较高， 辅以适量的沉香醇， 使黄山毛峰具有一种清甜花香。
中国台湾省产的青心乌龙茶是具有极高花香的高级乌龙茶， 芳香化合物中具有花香的茉莉内脂、茉莉酮酸甲酯、橙花叔醇、苯乙基甲酮和吲哚等含量特别高， 沉香醇、沉香醇氧化物含量也比较高。