不同類型紅茶風(fēng)味物質(zhì)研究進(jìn)展

彭 云，劉明麗，王沙凝，許艷艷，曾 旭，劉 云，劉躍云

宜賓市茶產(chǎn)業(yè)研究院，四川 宜賓 644000

紅茶屬于全發(fā)酵茶，是我國最具影響力的茶類之一。根據(jù)國家現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)對我國紅茶產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)分類，我國紅茶主要分工夫紅茶、小種紅茶和紅碎茶三大類別，其中工夫紅茶大多是以產(chǎn)地命名，主要涵蓋了福建、安徽、云南、湖南、湖北、河南、江西、貴州、四川等地，具有明顯的地域特性和風(fēng)格特點(diǎn)[1]。越來越多的研究表明，紅茶具有降脂減肥等多種保健功效[2]。近年來，優(yōu)質(zhì)、高檔紅茶受到越來越多的國內(nèi)消費(fèi)者歡迎。風(fēng)味是決定紅茶品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，也是影響消費(fèi)者購買意愿的重要因素。茶樹品種[3-7]、原料等級(jí)[8,9]、制茶時(shí)期[10]、地理環(huán)境[11]的多樣性和加工工藝[12,13]的復(fù)雜性等往往會(huì)造成香氣和滋味等各異，致使紅茶風(fēng)味品質(zhì)多樣。

茶葉風(fēng)味主要是指通過嗅覺和味覺感受到各種非揮發(fā)性和揮發(fā)性化合物的組成，其中非揮發(fā)性化合物主要是多酚類物質(zhì)、茶紅素、茶黃素、氨基酸和咖啡因等，是造就茶葉獨(dú)特滋味的生化物質(zhì)基礎(chǔ)；揮發(fā)性化合物包括醇、醛、酮和酯類等香氣物質(zhì)，其含量的高低有助于獨(dú)特香氣的形成[14,15]。當(dāng)前，國內(nèi)外茶葉科技工作者研究破解了茶樹滋味和香氣的密碼，發(fā)現(xiàn)其存在高質(zhì)量的參考基因組，明確了決定茶葉滋味和香氣的次生代謝產(chǎn)物如多酚類化合物、茶氨酸、咖啡堿及揮發(fā)性化合物等[16]。相關(guān)研究表明，不同茶樹品種具有不同的表型和特征代謝譜，茶葉在加工過程中發(fā)生的化學(xué)轉(zhuǎn)化導(dǎo)致內(nèi)源揮發(fā)物出現(xiàn)部分損失或重新合成，致使制作的紅茶具有不一樣的風(fēng)味[17]。不同茶樹品種加工的紅茶具有不同的揮發(fā)性物質(zhì)，茶樹品種是形成茶葉香氣的關(guān)鍵因素，香氣的強(qiáng)度可能受到加工過程中氧化和聚合等強(qiáng)烈的酶促反應(yīng)的影響[18]。王成燕等[19]對紅茶色、香、味品質(zhì)化學(xué)成分的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。本文系統(tǒng)梳理與紅茶香氣、滋味等風(fēng)味物質(zhì)相關(guān)的化學(xué)因子，為后續(xù)紅茶品質(zhì)的提升研究及紅茶產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效等提供參考。

1 紅茶的香氣組分

風(fēng)味輪作為一種用于食品、白酒和香料行業(yè)中香氣、滋味等感官描述性特征表達(dá)的工具，被視為具有風(fēng)味屬性的共享詞匯表[20]。近幾年，研究人員常把茶葉風(fēng)味的定量描述分析與風(fēng)味輪相結(jié)合，利用風(fēng)味輪的直觀表現(xiàn)形式將茶葉專業(yè)術(shù)語按照類型歸類整理，形成花茶[21]、普洱茶[22]、綠茶[23]、紅茶[24]、黃茶[25]、六堡茶[26]等的特定風(fēng)味輪圖譜，有利于科研人員和茶葉企業(yè)更為明晰地了解茶葉的風(fēng)味特征[15,27,28]。

香氣是決定紅茶感官品質(zhì)和風(fēng)格的主要特征之一，是衡量紅茶整體品質(zhì)及典型性的重要標(biāo)準(zhǔn)，在紅茶感官審評中的占比高達(dá)25% ～30%[29]。前人研究發(fā)現(xiàn)，紅茶中揮發(fā)性物質(zhì)的形成主要涉及萜烯類化合物生成機(jī)理、氨基酸轉(zhuǎn)換作用以及脂類的氧化降解機(jī)理[30]。香氣物質(zhì)作為茶葉中一類重要的次生代謝物質(zhì)，其種類、含量、閾值及各成分間的相互作用賦予了不同紅茶獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)[31]。香氣是評估紅茶整體品質(zhì)的重要指標(biāo)，是未來紅茶品質(zhì)提升研究的重要方面[32]。由于香味的復(fù)雜性，單一的香氣屬性不能充分表達(dá)所有成分的貢獻(xiàn)[33]。不同紅茶的典型性香氣取決于多種揮發(fā)性物質(zhì)含有的不同的發(fā)香性功能團(tuán)之間的相互作用及相互配合。文獻(xiàn)調(diào)研對比分析發(fā)現(xiàn)，常見紅茶香氣的揮發(fā)性化合物可以分為酯、醇、有機(jī)酸、醛、酮、萜烯類等，它們的香氣強(qiáng)烈程度與其各自基團(tuán)的碳鏈長度和相對分子質(zhì)量有密切關(guān)聯(lián)[34,35]。紅茶中鑒定出來的揮發(fā)性成分并不是每個(gè)成分都對紅茶的香氣有貢獻(xiàn)，只有滿足能夠被嗅聞且含量高于規(guī)定閾值的組分才被認(rèn)定為真正對紅茶的香氣有貢獻(xiàn)的成分[33,36,37]。通過對紅茶香氣關(guān)鍵貢獻(xiàn)物質(zhì)研究的匯總發(fā)現(xiàn)，醇類和醛類是紅茶中的最主要香氣物質(zhì)，總體上為芳樟醇、苯乙醇、(Z)-3-己烯醇、香葉醇以及水楊酸甲酯等化合物具有較高的香氣貢獻(xiàn)[38,39]。

祁門紅茶具有獨(dú)特的品質(zhì)和典型“祁門香”，現(xiàn)普遍認(rèn)為祁門紅茶香氣物質(zhì)中含有較多的香葉醇。運(yùn)晶[40]利用SAFE 聯(lián)合GC-MS 技術(shù)對祁門紅茶進(jìn)行香氣成分分析，檢測出84 種香氣組分，其中主要貢獻(xiàn)成分是醇類物質(zhì)，占總相對含量的65.17%，以苯乙醇、苯甲醇、芳樟醇氧化物Ⅰ、芳樟醇氧化物Ⅱ、香葉醇、芳樟醇氧化物Ⅲ等化合物為主，它們的比例和含量組成了祁門紅茶“祁門香”的特殊香型，并指出香葉醇和芳樟醇是祁門紅茶的關(guān)鍵活性香氣成分，這與王紅玲[41]、王華夫等[42]的研究結(jié)果一致。氣味活性值（OAVs）大于1 被認(rèn)為是一種重要的芳香化合物，對參與香氣協(xié)同研究的化合物進(jìn)行閾值測定發(fā)現(xiàn)，香葉醇、苯乙醇、(Z)-3-己烯醇、苯乙醛、糠醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、3-甲基壬烷-2,4-二酮、β-大馬酮、水楊酸甲酯、2-庚酮、β-月桂烯、二甲基硫化物和2,6-二甲基吡嗪對祁門紅茶香氣貢獻(xiàn)較大，這些化合物的OAVs 均大于10，其中祁門紅茶中OAVs 最大的化合物是己醛（537.30）[39]。

大量的試驗(yàn)樣本得到的分析結(jié)果可鑒別不同產(chǎn)地來源的紅茶的香氣特征。李俊以貴州9個(gè)地區(qū)2019 年生產(chǎn)的紅茶樣品為試驗(yàn)對象，對其香氣成分進(jìn)行綜合檢測分析發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)區(qū)的紅茶香氣表現(xiàn)出不同的風(fēng)味特點(diǎn)，香葉醇含量較高的貴陽、黔南、六盤水等地的紅茶呈現(xiàn)出明顯的花香，芳樟醇及其氧化物含量較高的安順、銅仁、黔東南、遵義、黔西南等地的紅茶呈現(xiàn)出明顯的甜花香[43]。對于在描述性感官分析、香氣活性化合物（揮發(fā)性化合物）和味覺活性化合物（糖、有機(jī)酸和游離氨基酸組成）方面的差異，相關(guān)的研究表明，某些風(fēng)味屬性與味覺和香氣活性化合物密切相關(guān)，味覺活性化合物與芳香活性化合物的疊加產(chǎn)生組合效應(yīng)，造就了不同等級(jí)紅茶的特色風(fēng)味[9,44]。范捷[45]對不同等級(jí)英德紅茶品質(zhì)特征進(jìn)行研究分析發(fā)現(xiàn)，芳樟醇（17.98% ～ 21.28%）是高級(jí)（名優(yōu)）英德紅茶最關(guān)鍵的特征香氣組分，苯乙醇、香葉醇、α-松油醇等16 種香氣成分是影響英德紅茶等級(jí)的主要香氣組分，可作為評價(jià)英德紅茶感官品質(zhì)的重要化學(xué)指標(biāo)，這與王秋霜等的研究結(jié)果基本一致[46]。銀霞等[47]對湖南紅茶香氣品質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，香葉醇、苯乙醇、苯乙醛、芳樟醇、壬醛、β-紫羅酮、己醛、水楊酸甲酯、苯甲醇、反式橙花叔醇對湖南紅茶整體風(fēng)味貢獻(xiàn)很大，是區(qū)別于其他紅茶的標(biāo)志性物質(zhì)；這與湖南紅茶感官品質(zhì)表現(xiàn)出薯甜香顯著具有高度相關(guān)性[48]。川紅工夫的香氣物質(zhì)以醇類成分含量最高，相對含量在5%以上的成分主要為橙花醇、芳樟醇、苯乙醇、芳樟醇氧化物Ⅱ、芳樟醇氧化物Ⅰ，具有甜香、花香、果香等特殊香型，可作為四川紅茶特征香氣的主要揮發(fā)性成分判別因子[49]。據(jù)報(bào)道，芳樟醇氧化物包括反式芳樟醇氧化物（呋喃類）和反式芳香醇氧化物（吡喃類）對云南工夫紅茶的香氣特征有積極貢獻(xiàn)作用，這些成分共同構(gòu)成了紅茶甜香、糖香及花香的物質(zhì)基礎(chǔ)[35]。

F Ye 等[50]研究發(fā)現(xiàn)：熱風(fēng)干燥增加了與紅茶的甜味和花香風(fēng)味正相關(guān)的揮發(fā)性成分，而熱風(fēng)滾筒干燥增加了與水果風(fēng)味正相關(guān)的成分，這可能是由于熱風(fēng)滾筒干燥獨(dú)特的熱傳導(dǎo)；熱風(fēng)干燥可能會(huì)增加葡萄糖苷醇的含量，導(dǎo)致醇類物質(zhì)含量下降，且可能是形成甜味的良好促進(jìn)劑；在高溫加熱的作用下，熱風(fēng)滾筒處理過的茶中的這些成分發(fā)生水解反應(yīng)，變成自由狀態(tài)，發(fā)出花香和果香。

此外，研究人員依托茶樹品種資源優(yōu)勢，同時(shí)結(jié)合烏龍茶花香形成關(guān)鍵工序做青，創(chuàng)新研制出了兼具傳統(tǒng)紅茶風(fēng)格又有獨(dú)特花果香的優(yōu)質(zhì)紅茶產(chǎn)品[51-53]。羅學(xué)平等[54]的研究發(fā)現(xiàn)：與傳統(tǒng)紅茶品種‘福選9號(hào)’加工的紅茶相比，‘青心烏龍’茶樹品種加工的紅茶在香氣上有較大的優(yōu)勢，其香氣的甜花香馥郁程度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)品種紅茶，而傳統(tǒng)品種紅茶主要以甜香為主，不易呈現(xiàn)甜花香；‘青心烏龍’紅茶的香葉醇含量（28.83%）是‘福選9 號(hào)’紅茶（13.03%）的兩倍之多，這可能是區(qū)別于‘福選9 號(hào)’紅茶的根本原因所在。粟本文等[55]對比分析了以‘金觀音’品種創(chuàng)制的蘭花香型、奶花香型和巖花香型這三種高花香型工夫紅茶的香氣成分，發(fā)現(xiàn)三種不同香型工夫紅茶樣主要揮發(fā)性香氣成分均以醇類化合物為主，所占比例高達(dá)60%，其次是酯類化合物、醛類化合物和酮類化合物等。蔡烈偉等[56]研究發(fā)現(xiàn)，‘黃金桂’‘鐵觀音’‘金萱’‘梅占’4 個(gè)烏龍茶品種試制的紅茶具有果香濃郁持久的特征。顏廷宇等[57]研究表明，以‘金觀音’制作的高香紅茶醇類含量顯著高于醛類，以‘福云6 號(hào)’制作的傳統(tǒng)工夫紅茶醛類含量顯著高于醇類，其中正戊醇、2-環(huán)丙基乙醇、氧化芳樟醇、芳樟醇、香芹醇、β-環(huán)檸檬醛、水楊酸甲酯、2-戊基呋喃、對薄荷-1,3,8-三烯和1,4-戊二烯等是區(qū)分不同風(fēng)味紅茶的關(guān)鍵揮發(fā)性香氣物質(zhì)。

2 紅茶的滋味物質(zhì)

滋味是茶葉的重要感官屬性，影響茶葉滋味的化學(xué)組分多且存在復(fù)雜的交互影響。生化成分含量的高低與茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣有著高度相關(guān)性，具體體現(xiàn)在茶湯滋味中的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、黃酮等主要相關(guān)物質(zhì)。茶湯的風(fēng)味受到發(fā)酵等過程的影響，主要是由于茶葉生化活性成分在加工過程中的濕熱反應(yīng)主導(dǎo)作用和生物酶主導(dǎo)作用[58-60]；分析其滋味特征發(fā)現(xiàn)，不同茶類滋味形成的差異主要是由非揮發(fā)性成分對成茶滋味的貢獻(xiàn)度不同導(dǎo)致的[61]。茶多酚和氨基酸共同構(gòu)成了茶葉感官滋味，茶多酚主要負(fù)責(zé)紅茶茶湯的澀味、亮度、色澤和鮮度[62,63]，在呈苦澀味的同時(shí)還具有酸、甜、爽的味覺滋味[64]。

兒茶素（也稱為黃烷醇）是類黃酮亞類的生物活性化合物，在茶葉中是主要的次生代謝物[65]。兒茶素類及其氧化產(chǎn)物生物堿和有機(jī)酸類物質(zhì)為醇厚型紅茶中主要滋味貢獻(xiàn)物質(zhì)，而“清鮮”滋味特征主要由茶湯中的游離氨基酸造成[62]。兒茶素是紅茶發(fā)酵過程中的主要活性物質(zhì)，它對成品茶的最終質(zhì)量和味道具有決定性影響，紅茶的加工涉及單體黃烷-3-醇通過多酚氧化酶的氧化聚合，導(dǎo)致形成雙黃烷醇、茶黃素、茶紅素和其他低聚物[66]。兒茶素是茶葉中存在的主要生物化學(xué)成分，它們在發(fā)酵過程中氧化成茶黃素和茶紅素[67]。TF 是在紅茶制造過程中兒茶素被酶氧化時(shí)產(chǎn)生的獨(dú)特化合物[68]。據(jù)報(bào)道，高溫發(fā)酵能夠降低茶湯的紅度、亮度和飽和度；而低溫發(fā)酵則有利于茶湯中TFs 和TRs 等黃色和紅色物質(zhì)的富集，使茶湯顏色呈鮮紅色，低溫發(fā)酵有利于TFs 的形成，更有利于橙色外觀屬性和鮮亮色度屬性的形成[69]。作為紅茶發(fā)酵過程中形成的天然茶色素，茶黃素的含量僅占紅茶干重的2% ～ 6%，但它們對紅茶湯的色澤和口感有很大影響[70]。紅茶中報(bào)道的茶黃素主要是茶黃素（TF1）、茶黃素-3-沒食子酸酯（TF2A）、茶黃素-3'-沒食子酸酯（TFB）和茶黃素-2,3'-二沒食子酸酯（TF3）；在評估茶葉質(zhì)量時(shí)，有關(guān)單個(gè)茶黃素而非總含量的信息更為有用[71]。

黃酮類化合物是植物代謝過程中合成的一組生物活性化合物；茶中的黃酮類化合物種類繁多且含量豐富，主要包括黃酮醇、黃酮苷、查爾酮、黃烷酮等[72]。Penghui Yu 等[73]研究發(fā)現(xiàn)TAA 和總黃酮對紅茶滋味品質(zhì)的影響最大，其次是兒茶素、EGCG、赤霉素、總膽固醇、茶多酚和總色氨酸，茶湯中的TAA 含量與口味質(zhì)量評分呈顯著正相關(guān)（p＜ 0.01，r= 0.846），總黃酮含量與味覺評分呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜ 0.01，r= -0.858），ECG、EGCG、TC、TP、GA 和TR 含量也與味覺質(zhì)量評分呈顯著負(fù)相關(guān)（p＜0.05）。Mingchun Wen 等[74]研究發(fā)現(xiàn)羥基肉桂?？崴嶙鳛榘l(fā)酵茶中重要的酚酸，使祁門紅茶呈現(xiàn)苦澀的滋味屬性，經(jīng)過進(jìn)一步核磁共振譜分離鑒定發(fā)現(xiàn)反式-4-o-對香豆?？鼘幩崾瞧铋T紅茶中的關(guān)鍵澀味化合物。

氨基酸是茶葉中的主要化學(xué)物質(zhì)之一，在滋味感官中呈鮮味[75,76]。茶葉中的游離氨基酸在食用過程中能夠立即水解，對茶葉滋味影響重大，其中游離氨基酸呈味特性可分為四類：鮮味氨基酸[77]（天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸）、苦味氨基酸[78]（纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、精氨酸、色氨酸）、甜味氨基酸[79]（蘇氨酸、甘氨酸、絲氨酸、丙氨酸、組氨酸、脯氨酸）和芳香族氨基酸[80]（酪氨酸、苯丙氨酸）。茶氨酸是茶葉中含量最多、最具特征的游離氨基酸，不僅影響茶葉的口感和香氣，而且在人體內(nèi)還具有多種生理功能[81]。生產(chǎn)工藝對形成最佳的茶葉風(fēng)味和品質(zhì)起著決定性的作用，游離氨基酸對紅茶的風(fēng)味特征貢獻(xiàn)顯著，其含量在發(fā)酵過程中發(fā)生顯著變化，前人的研究證實(shí)了游離氨基酸是在發(fā)酵過程中逐漸轉(zhuǎn)化為紅茶揮發(fā)性香氣成分的[82]。

感官審評所感知的滋味特征是由澀味、苦味、酸味、甜味和鮮味等基本味道屬性之間的復(fù)雜相互作用形成的，是茶葉質(zhì)量評價(jià)的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)之一[19]。某些賦予不同味道品質(zhì)的非揮發(fā)性化合物可能是造成茶葉滋味特征的原因。茶中的甜味物質(zhì)主要包括可溶性糖和某些氨基酸，酸性物質(zhì)主要包括一些在紅茶發(fā)酵過程中形成的氨基酸、有機(jī)酸和沒食子酸[71]。甘甜醇厚的口感是優(yōu)質(zhì)工夫紅茶獨(dú)特風(fēng)味和典型特征；研究人員為了探究影響甜味的關(guān)鍵味覺活性成分，對湖北宜昌、安徽祁門、浙江杭州、浙江麗水、云南臨滄、四川宜賓等33 種不同工夫紅茶進(jìn)行感官審評和分子表征，發(fā)現(xiàn)咖啡因、γ-氨基丁酸、蘆丁、琥珀酸、檸檬酸和沒食子酸對甜味有抑制作用，其中蘆丁、γ-氨基丁酸、沒食子酸和咖啡因?qū)μ鸫嘉兜谋憩F(xiàn)具有主要抑制作用，被確定為關(guān)鍵影響成分，而葡萄糖、蔗糖、鳥氨酸對甜味有積極貢獻(xiàn)作用[83]。余鵬輝等[84]以黃金茶工夫紅茶為對象，采取甜味量化評分結(jié)合生化檢測分析的方法研究發(fā)現(xiàn)，甜味物質(zhì)（包括單糖、雙糖和甜味氨基酸）和茶氨酸含量均與甜味強(qiáng)度呈正相關(guān)，兒茶素、沒食子酸、咖啡堿、茶黃素和茶紅素含量與甜味強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)，在一定程度上明確了紅茶滋味甜度呈現(xiàn)的表象。鮮味是一種能夠讓人感到愉悅并增強(qiáng)食欲的基本味覺，紅茶中的鮮味成分主要包括有機(jī)酸、有機(jī)堿、核苷酸以及氨基酸等[85]。Lin Chen 等[86]研究發(fā)現(xiàn)富氧發(fā)酵過程中隨著氧氣濃度的增加能夠降低兒茶素、酚酸、黃酮苷和一些氨基酸的含量，并促進(jìn)TFs、糖物質(zhì)、谷氨酸和谷氨酰胺的積累，從而降低苦味和澀味強(qiáng)度，增加甜度和鮮味強(qiáng)度。

滇紅工夫和祁門紅茶沖泡的茶湯存在很大程度的相似性，人們的肉眼通常難以區(qū)分識(shí)別，研究學(xué)者利用不同電子舌傳感器對工夫紅茶的響應(yīng)值不同判別分析了兩種茶之間的差異，電子舌技術(shù)檢測分析了兩種紅茶的生化成分與電子舌反應(yīng)之間的關(guān)系，不同含量的生化成分導(dǎo)致不同的茶風(fēng)味，從而導(dǎo)致不同的響應(yīng)值；電子舌反應(yīng)結(jié)合PCA 主成分分析和DA 主成分分析判別分析方法可以區(qū)分這兩種類型的工夫紅茶，電子舌結(jié)合感官評價(jià)對兩種紅茶進(jìn)行了檢測判別分析發(fā)現(xiàn)，滇紅茶的水提取物、EC 和ECG 的含量高于祁門紅茶，而祁門紅茶的咖啡堿、EGCG、GCG 和EGC 的含量高于滇紅茶。滇紅茶對酸味和甜味敏感的ZZ 傳感器值低于祁門紅茶，而滇紅茶對酸味敏感的BA 傳感器值高于祁門紅茶[71]。Chenxi Gao 等[87]通過探討不同等級(jí)坦洋工夫紅茶與特征風(fēng)味的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)EGC、C、多酚、GA 和游離氨基酸等7 個(gè)生化成分對特級(jí)坦洋工夫紅茶甜醇味存在正向影響。

3 展望

風(fēng)味成分是影響茶葉初精深加工產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素，目前雖然眾多的檢測儀器與檢測手段能夠?qū)t茶風(fēng)味品質(zhì)成分進(jìn)行定性定量測定，但是風(fēng)味物質(zhì)在加工過程中受多因素的影響，致使紅茶品質(zhì)表現(xiàn)出的不穩(wěn)定，影響在制品的風(fēng)格。未來在加工生產(chǎn)上如何解決因制作工藝復(fù)雜而造成的產(chǎn)品風(fēng)味品質(zhì)批次穩(wěn)定性差的問題還需進(jìn)一步研究摸索。此外，作為茶葉科研工作者，要借助分子感官組學(xué)技術(shù)及分子生物學(xué)技術(shù)手段對加工過程中風(fēng)味物質(zhì)的變化及其特征物質(zhì)的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控研究，了解特征性揮發(fā)物和感知?dú)馕吨g的關(guān)系，以進(jìn)一步解決紅茶加工過程中風(fēng)味物質(zhì)減少或改變的難題。