О химии аромата жёлтых чаёв

В 2021-2022 гг. группа учёных из Ключевой лаборатории чайной науки Хунаньского сельскохозяйственного университета провела всеобъемлющее исследование летучих вкусоароматических соединений жёлтых чаёв, результаты которого были опубликованы в декабре 2022 г. в журнале «Foods» (pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/P… ). Полный текст публикации в формате pdf прикреплён к посту, а ниже я перескажу самое основное.

Были изучены 97 образцов жёлтого чая разных стандартов сбора – от одиночных почек до почки с четырьмя-пятью листьями – из провинций Хунань, Сычуань, Аньхой, Чжэцзян, Гуандун, Хубэй и Гуйчжоу. Названия сортов в работе не приводятся, но, думаю, читатели знают хунаньские Цзюньшань Инь Чжэнь, Вэйшань Мао Цзянь, Бэйган Мао Цзянь и Вэйцзян Бай Мао Цзянь, сычуаньские Мэндин Хуан Я и Эмэй Хуан Я, аньхойские Хошань Хуан Я, чжэцзянские Пинъян Хуан Тан и Могань Хуан Я, гуандунский Хуан Да Ча, или Да Е Цин. Сложнее с хубэйскими и гуйчжоускими жёлтыми – они менее известны. В Хубэе жёлтые чаи представлены Юаньань Луюань Ча (远安鹿苑茶) – «Чаем из монастыря Луюань» (уезд Юаньань городского округа Ичан), в Гуйчжоу – Фань Цзинь Цзи Хуан Ча (梵金髻黄茶), «Золотыми узелками будды» (в имени чая обыгрывается название гор Фаньцзиншань (梵净山) на северо-востоке провинции), Хаймагун Ча (海马宫茶) – «Чаем из деревни Хаймагун» (уезд Дафан городского округа Бицзе) и Цинъянь Танчао Гуфа Хуан Ча (青岩唐朝古法黄茶) – «Жёлтым чаем по старинному танскому рецепту из Цинъяня» (район Хуаси городского округа Гуйян); жёлтый чай из города Цинъянь может носить и другие имена.

Все эти образцы оценивались вслепую двенадцатью дегустаторами, предварительно прошедшими специальные 60-часовые курсы. Каждый образец дегустировался трижды. Сорок шесть дескрипторов были объединены в пять базовых групп – «цветочно-фруктовые», «жареные», «сладкие», «свежие» и «зелёные». На их основе были выделены четыре ведущих типа аромата – «цветочный» (преобладание «цветочно-фруктовых» дескрипторов и слабая выраженность всех остальных), «жареный» (высокая интенсивность «жареных» оттенков и умеренная – «цветочно-фруктовых»), «свежий» (сильная выраженность «свежих» оттенков и умеренная – «зелёных» и «сладких») и «кукурузный» (сильная выраженность «сладких» и «цветочно-фруктовых» оттенков и умеренная – «жареных») – см. рис. 1. Двадцать шесть из девяносто семи образцов были признаны носителями одного из этих типов: семь – «цветочного», четыре – «жареного», шесть – «свежего» и девять – «кукурузного». Насколько я понимаю, остальные образцы имели смешанный аромат либо какие-то нетипичные для жёлтого чая оттенки.

Профили летучих вкусоароматических соединений этих 26 образцов были проанализированы методом твёрдофазной микроэкстракции с газовой хроматографией-масс-спектрометрией (HS-SPME/GC-MS). Всего было идентифицировано и количественно определено 103 летучих соединения (в «цветочном» аромате – 101, в «жареном» — 91, в «свежем» — 90, в «кукурузном» — 97), среди них было 16 спиртов, 2 фенола, 13 азотистых соединений, 10 альдегидов, 33 углеводорода, 13 кетонов и 16 эфиров.

Различия между профилями ЛВС разных типов аромата были весьма значительными. И анализ главных компонентов (PCA), и иерархический кластерный анализ (HCA) дали чёткие четыре группы образцов, соответствующие типам аромата при сенсорной оценке (см. рис. 2).

Жёлтые чаи с «цветочным» типом аромата отличались высоким содержанием спиртов (33,48%) и альдегидов (21,90%). Наиболее распространёнными летучими веществами были (Z)-линалоолоксид (фураноид), (E)-линалоолоксид (фураноид), линалоолоксид (пираноид), хотриенол, (Z)-цитраль и цитраль.

В жёлтых чаях с «жареным» типом аромата преобладали азотистые соединения (60,10%) и углеводороды (17,27%). Наиболее распространёнными летучими веществами были 1-этил-1H-пиррол, 2,4-диметил-3-этилпиррол, 2,5-диметил-3-этилпиразин, 2-метил-5-этилпиразин, метилантранилат и пара-ксилол. Эти пирролы, пиразины и их производные обычно образуются в результате реакции Майяра. Замечу, что все «жареные» образцы – из грубого сырья, из флешей с четырьмя-пятью листами. На российском рынке такие жёлтые чаи встречаются редко.

В жёлтых чаях со «свежим» типом аромата преобладали эфиры (45,06%) и спирты (28,03%). Наиболее распространёнными летучими веществами были этилгексаноат, этилнонаноат и (E)-3-гексен-1-ол.

В жёлтых чаях с «кукурузным» типом аромата было сравнительно много углеводородов (21,68%) и кетонов (11,62%). Наиболее распространёнными летучими веществами были стирол, (E)-β-оцимен, β-цедрен, толуол, мезитилоксид, 2,3-октандион и β-ионон (см. рис. 3).

Для всех идентифицированных летучих соединений были рассчитаны OAV (odour activity value) – значения активности запаха. OAV – это показатель важности данного соединения для запаха образца, представляющий собой отношение концентрации этого вещества в образце к его пороговой концентрации. Проще говоря, OAV показывает, во сколько раз концентрация исследуемого вещества выше того уровня, который может быть обнаружен человеческим обонянием.

Было найдено шестьдесят одно летучее соединение с OAV>1 по крайней мере в одном из типов аромата. Двадцать четыре летучих соединения с OAV>1 были распространены во всех образцах, и двенадцать из них (линалоол, фенилэтиловый спирт, 1-октен-3-ол, α-ионон, β-ионон, дегидро-β-ионон, (E,E)-2,4-гептадиеналь, фенилацетальдегид, метилантранилат, этилгексаноат, мирцен и α-мууролен) имели OAV>10. Большинство соединений с OAV>10 обладают «цветочными», «фруктовыми», «цитрусовыми», «зелеными» и «жирными» запахами.

Сорок семь соединений с OAV>1 были определены как дискриминантные (то есть такие, с помощью которых можно надёжно отличить один тип аромата от других): восемь – для «цветочного» аромата, четырнадцать – для «жареного», семь – для «свежего» и восемнадцать – для «кукурузного» (см. рис. 4).

Ключевыми ароматическими соединениями, определяющими «цветочный» аромат жёлтых чаёв, были (Z)-цитраль, цитраль, жасмон, (E)-линалоолоксид (фураноид), деканаль, гераниол, (E)-2-октен-1-ол и сафраналь. (Z)-цитраль и цитраль обладают цитрусовым запахом и отвечают за сильный фруктовый аромат лимонного базилика и хмеля. (E)-линалоолоксид (фураноид) имеет цветочный запах и широко распространён в чайном мире – он содержится в зелёных, жёлтых, красных чаях и улунах. Сафраналь – важный компонент аромата мёда и спелых фруктов; его также много в шафране – отсюда и название. (E)-2-октен-1-ол имеет травянистый запах и является ведущим ароматическим соединением приправы асам сунти, характерной для кухни народа ачех в Индонезии.

Ключевыми ароматическими соединениями, определяющими «жареный» аромат жёлтых чаёв, были 3,5-диэтил-2-метилпиразин, 2-метил-5-этилпиразин, 2,3-диэтил-5-метилпиразин, 2,5-диметил-3-этилпиразин, орто-толунитрил, D-лимонен, α-ионен, ацетофенон, метилантранилат, бензиловый спирт, метилбензоат, 1,2-дигидро-1,1,6-триметилнафталин, метилсалицилат и пара-ксилол. Пиразины присутствуют во многих продуктах, прошедших тепловую обработку. Так, 3,5-диэтил-2-метилпиразин, 2,3-диэтил-5-метилпиразин, 2-метил-5-этилпиразин и 2,5-диметил-3-этилпиразин имеют запах жареного лесного ореха и являются важными компонентами аромата жёлтого и зелёного чая, кофе и кокосов. Пара-ксилол – характерный маркер пропечённых улунов. Метилантранилат имеет запах виноградного сока и часто встречается в разных видах чая с цветочным и фруктовым ароматом.

Ключевыми ароматическими соединениями, определяющими «свежий» аромат жёлтых чаёв, были индол, фенилэтиловый спирт, (E)-3-гексен-1-ол, α-терпинеол, этилгексаноат, этилнонаноат и этилоктаноат. Этилгексаноат, этилнонаноат и этилоктаноат – эфиры, которые могут быть компонентами цветочных (например, розовых), фруктовых (например, ананасных) и восковых ароматов, в том числе в улунах и красных чаях. (E)-3-гексен-1-ол имеет свежий травянистый запах и также часто встречается в улунах и хунча.

Ключевыми ароматическими соединениями, определяющими «кукурузный» аромат жёлтых чаёв, были стирол, α-ионон, дегидро-β-ионон, дигидро-β-ионон, метилгептенон, геранилацетон, толуол, β-циклоцитраль, мезитилоксид, нафталин, 1-метилнафталин, 2-метилнафталин, δ-кадинен, цедрол, α-мууролен, гептаналь, (E,E)-2,4-гептадиеналь и L-ментон. Стирол и толуол обладают сладким бальзамическим и цветочным запахом, они обнаружены в жёлтых и красных чаях. Мезитилоксид имеет сладкий, медовый запах и обнаруживается в зелёных и жёлтых чаях. (E,E)-2,4-гептадиеналь, образующийся при окислении полиненасыщенных жирных кислот, имеет жирный, растительный и ореховый запах и является компонентом аромата дыни и зелёного чая.

Не всё в восприятии аромата определяется величиной OAV. Некоторые компоненты проявляют синергетический эффект, усиливая восприятие друг друга, а некоторые, наоборот, способны маскировать друг друга взаимно или односторонне. Тем не менее, статистический анализ показывает хорошую корреляцию между параметрами сенсорной оценки – и химическим составом чая.

***

Лично мне здесь интересны два момента.

Первый – что среди перечисленных летучих вкусоароматических соединений есть и хорошо знакомые по другим видам чая (гераниол, линалоолоксиды, иононы и т.д.), и такие, о которых говорят намного реже. Палитра аромата жёлтых чаёв лишь частично перекрывается с другими видами, и она довольно сложна – в большинстве образцов нет преобладания одной-двух групп дескрипторов.

Второй – что результаты слепых дегустаций полностью соответствуют данным анализа химического состава чая. Но только в том случае, если дегустаторы прошли специальную подготовку и не описывают чай произвольным образом, выдумывая эпитеты или ассоциации, а количественно, в баллах оценивают строго определённые, важные для этого вида чая параметры. Конкретные, частные дескрипторы при этом неважны и неинформативны, но их группы, такие как «цветочно-фруктовые», «жареные» и т.п. имеют под собой вполне объективную основу.

Characterization of the Key Aroma Compounds in Different Aroma Types of Chinese Yellow Tea.pdf
Рис. 1. Сенсорная оценка аромата жёлтых чаёв. A – объединение дескрипторов в пять базовых групп, B – «цветочный» тип аромата, C – «жареный», D – «свежий», E – «кукурузный».

Рис. 2. Группировка образцов по типам аромата по данным газовой хроматографии с масс-спектрометрией. А – анализ главных компонентов (PCA), В – иерархический кластерный анализ (HCA).

Рис. 3. Пропорции разных химических классов летучих вкусоароматических соединений в жёлтых чаях с разными типами аромата. H – «цветочный» тип аромата, HG – «жареный», Q – «свежий», Y – «кукурузный».