徐夢婷，邵淑賢，陳靜，田洪武，謝微微，陳瀟敏，葉乃興*，高水練

（1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建福州 350002）（2.寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院茶學(xué)院，福建福安 355000）（3.寧德市茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心，福建蕉城 352100）（4.福建農(nóng)林大學(xué)安溪茶學(xué)院，福建泉州 362400）

紅茶是世界上生產(chǎn)量最多、消費區(qū)域最廣、國際貿(mào)易量最大的茶類、是中國六大茶類中最具影響力的茶類之一[1]。福建是紅茶的發(fā)源地，紅茶屬于全發(fā)酵茶，按制作工藝的不同分為工夫紅茶、小種紅茶和紅碎茶[2]。我國紅茶的主要產(chǎn)區(qū)集中在福建、云南、安徽、廣東、湖南等地，代表性品牌有福建閩紅、云南滇紅、安徽祁紅等，由不同產(chǎn)地、加工工藝和茶樹品種加工制成的紅茶品質(zhì)各異[3]。茶葉香氣是多種芳香物質(zhì)以不同濃度組合的綜合表現(xiàn)，日本香氣研究大師山西貞教授曾用“花因香而活，茶因香而貴”來表達茶葉香氣的重要性[3,4]。香氣是影響茶葉品質(zhì)的重要因素之一，歷來受到研究者的重視。

隨著現(xiàn)代分析技術(shù)的進步，關(guān)于茶葉香氣的特征性成分、提取方法等研究有了較大的發(fā)展。前人研究認為，芳樟醇、芳樟醇氧化物、橙花醇、水楊酸甲酯、β-月桂烯、苯乙醇等為工夫紅茶中最主要的呈香物質(zhì)[5,6]。陳趕林等[7]采用固相微萃取與GC-MS技術(shù)測定賀州市8種紅茶香氣成分，結(jié)果認為異戊醛、異丁醛、己醛等13種成分為其重要的賦香物質(zhì)，使得賀州紅茶呈現(xiàn)花香、果香和青香的香氣特征。岳翠男等[8]在浮梁紅茶中共鑒定出73種揮發(fā)性成分，研究篩選出檸檬醛、苯甲醇、香葉醇等11種浮梁紅茶的關(guān)鍵呈香物質(zhì)。黃瑋[9]利用GC-MS技術(shù)對福建省3種高香型品種工夫紅茶的香氣品質(zhì)進行研究，研究認為芳樟醇氧化物、苯甲醇、苯甲醛、已醛等為工夫紅茶的主要賦香物質(zhì)。目前，關(guān)于紅茶香氣的研究主要側(cè)重在不同品種紅茶的關(guān)鍵致香成分[10,11]及加工工藝對紅茶香氣品質(zhì)的影響[4,12,13]，而結(jié)合多元統(tǒng)計分析方法對不同茶樹品種工夫紅茶揮發(fā)性組分特征的綜合分析報道較少。

本研究采用ATD-GC-MS技術(shù)分析比較金牡丹、金觀音、紫玫瑰、梅占和福云6號5種工夫紅茶的揮發(fā)性組分構(gòu)成及相對含量，以探究不同茶樹品種工夫紅茶的揮發(fā)性組分特征和關(guān)鍵呈香物質(zhì)，為進一步闡明福建省不同茶樹品種工夫紅茶的香氣品質(zhì)特征提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 試驗材料

2021年春茶，供試茶樹品種為金牡丹（JMD）、金觀音（JGY）、紫玫瑰（ZMG）、梅占（MZ）和福云6號（FY6），鮮葉原料采摘標(biāo)準(zhǔn)為春梢一芽二三葉，按照鮮葉→萎凋→揉捻→發(fā)酵→干燥等工藝制成工夫紅茶，紅茶樣品由寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院茶學(xué)院提供，經(jīng)研磨后過 40目篩待測。癸酸乙酯，99.00%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

QC-1S大氣采樣儀，北京市科安勞保新技術(shù)有限公司；自動熱脫附-解吸儀，成都科林分析技術(shù)有限公司；GCMS-TQ8040，日本島津公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 紅茶揮發(fā)性成分分析

1.2.1.1 揮發(fā)性成分的萃取

參照Wang等[14]方法，采用ATD-GC-MS對5種紅茶茶樣進行揮發(fā)性成分的測定。稱取研磨樣3.00 g放入頂空瓶中，將癸酸乙酯作為內(nèi)標(biāo)加入到樣品中。密封頂空瓶，并于55 ℃的水浴鍋中平衡20 min，根據(jù)吸附管與聚四氟乙烯的流動方向，將吸附試管連接到大氣采樣儀和頂空瓶，最后以200.00 mL/min的流速采樣30 min，待揮發(fā)性氣體收集完成后，立即取下吸附管，以聚四氟乙烯蓋密封其兩端，送至實驗室待測。

1.2.1.2 自動熱脫附-解吸儀條件

閥溫度200 ℃；傳輸溫度200 ℃；一級解吸溫度250 ℃，解吸時間5 min；冷阱吸附溫度25 ℃，冷阱加熱時間3 min；二級解吸溫度300 ℃；進樣時間60 s；循環(huán)時間50 min。

1.2.1.3 GC-MS分析條件

GC條件：色譜柱：Rtx-5MS毛細柱（30.00 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為高純度氦氣，流量3.00 mL/min；柱箱溫度40 ℃，進樣口溫度240 ℃，柱流量為1.00 mL/min；升溫程序：起始溫度40 ℃，保持3 min；以5 ℃/min升至120 ℃保持5 min；然后以30 ℃/min升至240 ℃保持8 min。

MS條件：電子轟擊離子源；接口溫度280 ℃；檢測器電壓0.80 kV；離子源溫度230 ℃；質(zhì)量掃描范圍28.00m/z~500.00m/z。

1.2.2 紅茶揮發(fā)性成分的定性與定量分析

1.2.2.1 定性分析

將質(zhì)譜圖NIST 11.L與質(zhì)譜庫Wiley 7進行匹配，以匹配度大于80.00%為鑒定標(biāo)準(zhǔn)[15]，并參照測定香氣物質(zhì)的CAS編號，結(jié)合相關(guān)文獻進行定性。

1.2.2.2 定量分析[16]

采用內(nèi)標(biāo)法定量，各組分含量的計算方法，見公式（1）。

式中：

Wi——每個揮發(fā)性成分的含量，10.00 μg/kg；

Si——揮發(fā)性成分的峰面積；

Mis——內(nèi)標(biāo)癸酸乙酯的質(zhì)量；

Sis——內(nèi)標(biāo)癸酸乙酯的峰面積。

1.2.3 ROAV值分析

參照劉登勇等[17]的方法，采用ROAV分析確定5種紅茶茶樣的關(guān)鍵香氣成分。首先，通過氣味活度值（Odor Activity Value，OAV）方法確定對樣品總體風(fēng)味貢獻最大的組分，OAV是指揮發(fā)性成分的絕對濃度（C）與其感覺閾值（T）的比值[18]，按照公式（2）計算。

規(guī)定對樣品風(fēng)味貢獻最大的組分ROAVmax=100.00，則其他組分的ROAV值由公式（3）計算。

式中：

Ci——各揮發(fā)性成分的相對含量，%；

Ti——各揮發(fā)性成分的感覺閾值，μg/L；

Cmax——對茶樣香氣貢獻值最大的揮發(fā)性成分所對應(yīng)的相對含量；

Tmax——對茶樣香氣貢獻值最大的揮發(fā)性成分所對應(yīng)的感覺閾值。

顯然，所有揮發(fā)性成分的ROAV值不大于100.00，一般認為ROAV≥1.00的揮發(fā)性成分為茶樣的關(guān)鍵香氣成分，ROAV值越大，則該成分對總體香氣的貢獻度越大，0.10≤ROAV＜1.00的揮發(fā)性成分對茶樣總體香氣具有重要的修飾作用，而ROAV＜0.10為潛在香氣成分。

1.3 數(shù)據(jù)分析

每個樣品進行3次重復(fù)試驗，使用SPSS 26.0軟件進行單因素分析；利用GraphPad Prism 9軟件繪制百分比堆積圖；通過TBtools軟件繪制熱圖；正交偏最小二乘判別分析（Orthogonal Partial Least Squares Discriminant Analysis，OPLS-DA）由SIMCA 14.1軟件繪制完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同茶樹品種工夫紅茶揮發(fā)性成分及其相對含量

由表1所示，5種紅茶中共鑒定出96種揮發(fā)性化合物，包括醇類23種、酮類7種、酯類13種、醛類16種、酸類4種、烯類23種、烷烴類5種和其他類5種。其中，從金牡丹、金觀音、紫玫瑰、梅占和福云6號中分別鑒定出47、71、37、42、和42種揮發(fā)性成分。5種紅茶在揮發(fā)性成分和含量上差異較大，共有揮發(fā)性成分僅 18種，占揮發(fā)物總量的 25.65%~66.01%。香氣揮發(fā)物總量由高到低依次為金牡丹（21.59 mg/kg）、金觀音（10.19 mg/kg）、梅占（9.23 mg/kg）、紫玫瑰（8.58 mg/kg）和福云 6號（6.51 mg/kg），香氣總量在不同品種間差異較顯著。其中，以高香品種金牡丹為原料加工制成的金牡丹紅茶香氣總量顯著高于其他品種紅茶，香氣特征突出。

表1 不同茶樹品種工夫紅茶揮發(fā)性成分組成及其相對含量Table 1 Composition and relative content of volatile components in Congou black tea of different tea varieties

通過對揮發(fā)性香氣物質(zhì)進行歸類與分析（圖1），醇類、酮類、酯類和醛類是相對含量較高的揮發(fā)性組分，占香氣總量的85.07%~95.63%。在主要揮發(fā)性香氣物質(zhì)的種類上，本研究與前人[19,20]研究結(jié)果較一致，即醇類是構(gòu)成紅茶香氣的主要物質(zhì)，其含量占供試紅茶香氣總量的 19.38%~86.68%。而陳趕林等[7]對賀州市8種紅茶香氣進行測定，測定結(jié)果以醛類含量最高，其次為醇類和酯類；張韻等[21]對3種高香型工夫紅茶的香氣測定結(jié)果中萜烯類物質(zhì)含量最高，醇類和酯類含量次之，這可能與揮發(fā)性成分的測定條件不同或茶樹產(chǎn)地與品種的差異有關(guān)。

圖1 不同茶樹品種工夫紅茶揮發(fā)性物質(zhì)的種類占比Fig.1 The proportion of volatile substances in Congou black tea of different tea tree varieties

續(xù)表1

續(xù)表1

如圖2所示，5種紅茶在揮發(fā)性成分及含量上存在明顯差異。異佛爾酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、正己醛等揮發(fā)性成分在金牡丹的含量顯著高于其他品種，為金牡丹紅茶的主要揮發(fā)性成分。異佛爾酮天然存在于煙草、蘑菇中，具有木香、干果香氣和清甜香氣[22]，在金牡丹紅茶中含量較高。具有花香的香葉醇、芳樟醇和脫氫芳樟醇等揮發(fā)性成分在金觀音的含量顯著高于其他品種，為金觀音紅茶的主要揮發(fā)性成分。芳樟醇[23]為紅茶中的標(biāo)志性成分，呈獨特的鈴蘭香氣，在金觀音中含量較高，這與陳趕林等[7]的研究結(jié)果一致。α-紫羅酮、(E)-β-羅勒烯、異戊醛，乙酸仲丁酯和 2-丁基辛醇等揮發(fā)性成分在紫玫瑰中的含量顯著高于其他品種，可能對紫玫瑰紅茶香型構(gòu)成形成具有一定貢獻。具有柔和蜜香、蘋果香氣的苯甲醇和具有花香的1-癸醇在梅占中的含量顯著高于其他品種，分別占香氣總量的43.14%和34.07%，這些揮發(fā)性香氣化合物成分可能對梅占紅茶香氣的呈現(xiàn)具有重要貢獻，這與林燕萍等[24]的研究結(jié)果較一致。β-紫羅蘭酮、2-乙基丁酸、2-正戊基呋喃、6-甲基-5-庚烯-2-酮等揮發(fā)性成分在福云6號的含量顯著高于其他品種，可能對福云6號紅茶香型構(gòu)成形成具有一定貢獻。

圖2 不同茶樹品種工夫紅茶揮發(fā)性成分含量熱圖分析Fig.2 Heat map analysis of volatile components in Congou black tea of different tea varieties

2.2 不同茶樹品種工夫紅茶香氣成分的ROAV值分析

茶葉香氣的呈現(xiàn)是由各揮發(fā)性成分的閾值與其在體系中的濃度共同決定的[16]。ROAV結(jié)合各揮發(fā)性成分的感覺閾值，進一步量化評價不同揮發(fā)性成分對總體香氣的貢獻程度，進而確定關(guān)鍵香氣物質(zhì)。關(guān)鍵香氣成分（ROAV≥1.00）決定一個香氣體系的大部分風(fēng)味，在一定范圍內(nèi)，ROAV值越大，則該成分對總體香氣的貢獻度越大，而0.10≤ROAV＜1.00的香氣成分對茶葉香氣具有重要的修飾作用。

通過 ROAV計算，從金牡丹中共鑒定出 15種ROAV值不少于1.00的香氣成分。其中，ROAV值＞10.00的主要的賦香物質(zhì)有7種，包括具有甜香及果香特征的癸醛（100.00）、正辛醛（18.01）、正己醛（15.34）和戊醇（14.04）；具有花香的壬醛（66.00）和芳樟醇（13.59）；具有花果香、油脂香氣的(E,E)-2,4-壬二烯醛（73.67）。另有5種重要的修飾香氣成分，香氣總體呈較濃郁的果香、玫瑰香和一部分冬青香，這些香氣成分共同構(gòu)成了金牡丹紅茶濃郁的花果香、甜香和蜜香，這與羅蓮鳳等[25]評價金牡丹紅茶花香持久帶甜香的結(jié)論較一致。

金觀音中共鑒定出15種ROAV值不少于1.00的香氣成分。其中，ROAV值＞10.00的主要賦香物質(zhì)有6種，包括具有甜香、柑橘香的癸醛（100.00）；具有花香的β-紫羅酮（33.76）、芳樟醇（22.16）和壬醛（17.99）；以及具有樹脂香、松香的3-蒈烯（11.09）。其中，芳樟醇是茶葉中重要的香氣成分，在金觀音中含量最高（12.15%），可能對金觀音紅茶香氣的形成具有重要貢獻。另有11種重要的修飾香氣成分，總體呈較濃郁的花香、果香及部分木質(zhì)香和脂肪香。認為這些香氣成分共同賦予了金觀音紅茶花果香、甜香、蜜香和玫瑰香氣。

表2 不同茶樹品種工夫紅茶關(guān)鍵香氣成分及對應(yīng)ROAV值Table 2 Key aroma components and corresponding ROAV values of Congou black tea of different tea varieties

紫玫瑰中ROAV值不少于1.00的香氣成分共有8種。其中，ROAV值＞10.00的主要賦香物質(zhì)包括具有甜香、柑橘香的癸醛（100.00）和玫瑰香的壬醛（28.44）。另有7種重要的修飾香氣成分，香氣總體呈花果香、木香和清香。其中，具有木香、紫羅蘭香和奶油香的α-紫羅酮（0.60）為紫玫瑰紅茶中特有的香氣成分，可考慮該香氣成分作為區(qū)分紫玫瑰與其他品種的特征香氣物質(zhì)。

梅占中ROAV值不少于1.00的香氣成分共有11種。其中，ROAV值＞10.00的主要賦香物質(zhì)有4種，包括具有玫瑰香的壬醛（100.00）；具有鈴蘭花香的芳樟醇（16.07）；以及呈現(xiàn)甜香、柑橘香的癸醛（64.81）和具有柔和蜜香、蘋果香氣的苯甲醇（32.65）。庚醛、反式-橙花叔醇、苯乙醇和水楊酸甲酯為4種重要修飾香氣成分。這些香氣成分共同賦予了梅占紅茶柔和的甜香、蜜香與花果香。

福云6號的主要賦香成分有癸醛、β-紫羅蘭酮、香葉醇等7種。另有10種重要的修飾香氣成分，總體呈花香、果香及部分烘烤香。對總體香氣貢獻較大（ROAV＞1.00）的香葉醇、正己醛、芳樟醇和異戊醛，在香氣上多表現(xiàn)為花果香、木質(zhì)香和清香。值得注意的是，具有紫羅蘭香、覆盆子香氣的β-紫羅蘭酮在福云6號中的ROAV值為8.76，顯著高于其他品種紅茶。這些香氣成分共同賦予了福云6號紅茶花果香、甜香與烘烤香。

2.3 基于OPLS-DA對不同茶樹品種工夫紅茶的區(qū)分

OPLS-DA是一種有監(jiān)督的多元判別分析統(tǒng)計方法，能夠較為直觀地反應(yīng)樣本成分構(gòu)成的近似度關(guān)系，距離越近，其香氣組成和相對含量就越相似。對5種紅茶茶樣的所有揮發(fā)性成分進行OPLS-DA分析，如圖3所示，5種紅茶在得分散點圖上實現(xiàn)了較好的區(qū)分，其中，梅占（MZ）和福云6號（FY6）均分布在橫軸負半軸（第二象限）；紫玫瑰（ZMG）主要集中在原點附近；金觀音分布在橫軸負半軸（第三象限）；而金牡丹（JMD）分布在橫軸的正半軸（第一象限），與其他品種紅茶距離較遠，體現(xiàn)了不同品種紅茶香氣組成的差異性。

圖3 不同茶樹品種工夫紅茶揮發(fā)性成分OPLS-DA得分圖Fig.3 OPLS-DA score chart of volatile components of Congou black tea of different tea varieties

3 結(jié)論

福云6號、金牡丹、金觀音、梅占是福建省生產(chǎn)紅茶的主要栽培品種，本研究采用ATD-GC-MS技術(shù)從金牡丹、金觀音、紫玫瑰、梅占和福云6號5個茶樹品種工夫紅茶中鑒定出96種揮發(fā)性香氣化合物，香氣物質(zhì)以醇類、酮類、酯類和醛類為主。通過對5種紅茶的揮發(fā)性組分和呈香特征進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)5個品種工夫紅茶兼具花香、果香和甜香。由于供試紅茶的揮發(fā)性組分及含量差異較大，使得不同品種紅茶的呈香特征也不盡相同。如金牡丹中異佛爾酮、乙酸乙酯含量最高，具有木香、清甜香和令人興奮的水果香氣；金觀音的香葉醇、芳樟醇、反-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇和脫氫芳樟醇的含量最高，花香明顯，表現(xiàn)為強鈴蘭花香、玫瑰花香和果香；紫玫瑰的乙酸仲丁酯的含量高于其他品種，且異佛爾酮、香葉醇、苯甲醇含量較高，表現(xiàn)為較強的果香、木香和花香；梅占的苯甲醇和1-癸醇含量最高，具有令人愉快的蘋果香氣、柔和的蜜香和花香；福云6號的異佛爾酮、苯甲醇和乙酸仲丁酯含量較高，具有較強的木香、果香和清甜香氣。值得注意的是，具有玫瑰香氣的香葉醇在金觀音、金牡丹、紫玫瑰紅茶中含量較高，可能是奠定這類高香品種紅茶花香特征的物質(zhì)基礎(chǔ)。本研究結(jié)果明確了福建省5個主要栽培品種工夫紅茶的關(guān)鍵香氣成分和品種香氣特征，而關(guān)于這些關(guān)鍵香氣成分的合成調(diào)控機制有待進一步研究，以期為定向調(diào)控和提高紅茶風(fēng)味品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。