兰花的种类繁多，香气各异。而茶叶中的兰花香特征，与茶叶的品种有关而各不相同。茶叶的兰花香，由于定义模糊，在感官描述中往往似是而非，未能和特定的兰花品种相关联，难以得到一致的感官审评结果。加之缺乏对兰花香分子感官基础，制作具有兰花香的茶叶还停留在经验和“靠天吃饭”的阶段。多年来，茶兰花香在茶业界内一直是一个谜。
安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室试图揭开茶叶兰花香的谜底。从兰花香的感官定义开始，寻找能释放出茶叶兰花香的兰科植物。然后利用先进的分子感官科学实验技术，研究兰花香气和茶叶香气是否有相同的分子基础。最后揭示产生兰花香气的化合物结构及其性质。
结果与讨论
1.兰花和兰花香茶样的感官审评
在兰草花季，研究团队在花卉市场考察具有香气的盆栽兰花，并初步筛选出五种中国地生兰，分别是春兰，惠兰，墨兰，寒兰，建兰。收集了五种具有明显兰花香的名优茶叶样品：太平猴魁，舒城小兰花，黄山毛峰，信阳毛尖，以及安溪铁观音。一个由12名国家重点实验室研究生和教师组成的感官评审团队对上述五种兰花的花香以及茶汤的香气进行了审评。感官研究发现，在这五种中国地生兰中，蕙兰的花香与茶叶的兰花香最为接近，其香气描述可以概括为：具有茉莉花和玉兰花般的头香和体香，并带有类似猕猴桃果香的底韵。
2.兰花和茶叶的香气提取物分析
对兰花香活性成分的研究，采集了野生蕙兰（下山草）的花香。为了保留最真实的鲜花香气，将人为干预降低到最小，在活的鲜花上（花朵不离植株，植株不离土）利用了动态顶空微滤技术进行香气捕集。这一方法效率高，得到的香气浓缩液能真实反映鲜花的香气及其活性化合物成分。茶汤的香气则经由溶剂萃取，溶剂辅助高真空蒸馏，液氮收集等多步制备富集。挥发性成分的分离检测鉴定利用气相色谱-质谱联用技术来完成。最终，每个化学成分都经研究人员嗅闻，以判别各成分的气味特征以及它们对花香或茶香的贡献。
研究发现，有两个化合物对惠兰花香气贡献最大，一个是顺式表茉莉酸甲酯 ( (Z)-methyl-epijasmonate, epi-MeJA), 另一个是化学结构与之相似的未知化合物。这两个化合物在蕙兰花香气中含量差不多，香气也十分相近。
在选出的绿茶样品中，太平猴魁具有最为显着的兰花香。在对单个化学成分的嗅闻实验中，有一个化合物的香气特征与上述“兰花香”十分接近，以其气味活性值（Odor Activity Value）与香气特征贡献度(Aroma Character Impact)来看，它对太平猴魁香气具有最重要的影响。这个化合物也是上述蕙兰花香的主要贡献者：顺式表茉莉酸甲酯。研究分析的五个具有兰花香的茶叶样品中，均检测到这个化合物。茶汤的兰花香感官强度与顺式表茉莉酸甲酯的含量线性相关。当纯化合物的溶液稀释到与茶汤中的浓度相同数量级时，呈现出的香气特征与兰花香高度相似。在茶汤中加入这个化合物溶液，兰花香气显着提升。由此可以确定，使茶叶呈现兰花香的化合物是顺式表茉莉酸甲酯。
图1关键化合物在茶叶及兰花气相色谱图上的比较及其构型转化
比较安溪铁观音和太平猴魁的香气成分及其感官参数可以看到，这两种茶的特征兰花香的显着差异在于呈香化合物的组成及比例。对太平猴魁香气贡献最大的化合物是顺式表茉莉酸甲酯，所以兰花香是太平猴魁香气的主调。而铁观音的主要呈香化合物的强度依次为四氢戊烯基吡喃酮 (jasminlactone)，吲哚(indole)，以及顺式表茉莉酸甲酯。虽然顺式表茉莉酸甲酯的含量在安溪铁观音茶汤中比在太平猴魁中高，但由于四氢戊烯基吡喃酮和吲哚的呈香更为强烈，所以它对铁观音香气轮廓的相对贡献，要比对太平猴魁的香气轮廓贡献要小。铁观音的兰花香在较大程度上被四氢戊烯基吡喃酮和吲哚所修饰。虽然这两个化合物都呈现出广义上的花香，但有异于顺式表茉莉酸甲酯的香气特征。因此，安溪铁观音的兰花香与蕙兰花香的差异要大些。
茉莉酸甲酯有8 个立体异构体。如果不考虑对映异构，在天然产物中常见的有两个茉莉酸甲酯异构体。在众多茶叶香气分析的报道中，常常会看到顺式茉莉酸甲酯。上述的兰花香的呈香化合物是它的表型异构体，在茶叶中的检出鲜有报道。从结构可以看出（图1），这两个异构体的差别在于戊烯链与甲酯链在同一侧（表型S-构型）或相反（非表型R-构型）。虽然结构相似，但表型异构体的香气阈值要比非表型低400多倍，就是说表型异构体的香气要强烈很多。非表型茉莉酸甲酯的气味阈值很高，对茶叶香气的贡献很小，可以忽略不计。
结 论
顺式茉莉酸甲酯的两个表型异构体均存在于茶叶中，但它们的含量和比例与鲜叶种类，制茶过程以及随后的存储条件密切相关。虽然茶鲜叶中含有茉莉酸甲酯，但是成品茶叶中的这种化合物主要是在采摘后的萎凋过程中形成的，与茶叶酶促氧化反应密切相关。在植物的生物化学反应中有利于表型结构的形成。这两个异构体之间存在热力学平衡关系，平衡趋向于更加稳定的非表型异构体。因此，顺式表茉莉酸甲酯受热和长时间储存会发生异构化，逐渐转变为非表型异构体。茶叶加工的工艺参数对于兰花香的形成至关重要，温度过高不利于表型异构体。兰花香也会随储存时间的增加而变弱。该研究建立了茶叶兰花香的分子感官基础，为进一步研究兰花香气物质的前体以及在采摘前后形成顺式表茉莉酸甲酯的生物化学过程，为创新优质茶叶品种的选育栽培和加工工艺的优化提供了依据。
该研究成果日前发表于Food Research International杂志。安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室博士生冯智慧为论文第一作者，宛晓春教授和杨小根教授为该论文通讯作者。
