基于品質(zhì)成分分析的銀猴種紅茶適制性研究

林鈺虹，鮑夏鴻，魏敏，黃偉紅，雷永宏，華慧薈，魏然，夏益民*，蘇祝成*

（1.浙江農(nóng)林大學(xué)茶學(xué)系，浙江杭州 311300； 2.遂昌縣天堂源農(nóng)產(chǎn)品專業(yè)合作社，浙江麗水 323300；3.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江杭州 310020； 4.遂昌茶產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心，浙江麗水 323300；5.浙江珍華生態(tài)茶葉科技有限公司，浙江麗水 323300）

紅茶是當(dāng)前茶葉國際貿(mào)易中的主導(dǎo)茶類[1]。在我國，紅茶作為僅次于綠茶的第二大茶類，隨著傳統(tǒng)紅茶和新興紅茶的迅速發(fā)展， 紅茶年產(chǎn)量正快速增加[2]。 截至2020 年，我國紅茶產(chǎn)量已達27.62萬噸[3]。 紅茶屬于全發(fā)酵茶，性溫和，湯色紅艷、明亮，滋味香甜醇厚，香氣豐富，包含花香、果香、甜香和薯香等多種香型[4]。 除此之外，紅茶具有良好的保健功能，在防治癌癥、心血管疾病、炎癥、肥胖、神經(jīng)退行性疾病等方面均具有積極作用[5-6]。

紅茶的品質(zhì)與茶樹生長環(huán)境、原料種類、加工工藝及其貯藏條件等密切相關(guān)[7]。 在加工方面，制作紅茶的工序主要可分為萎凋、揉捻、發(fā)酵、干燥四步。 其中，干燥是紅茶加工的最后一道工序，對于紅茶品質(zhì)形成至關(guān)重要。 干燥主要依賴高溫使多酚氧化酶失活， 終止發(fā)酵， 同時可改善茶葉香氣，促進芳香物質(zhì)形成，提升紅茶品質(zhì)[8]。干燥不足不利于香氣物質(zhì)形成， 同時也易導(dǎo)致茶葉貯藏過程中發(fā)生霉變； 但過度干燥則可能會使茶葉帶有焦糊味，使得茶葉品質(zhì)下降[9]。

銀猴種是浙江松陽地區(qū)特有的茶樹品種[10]，目前主要用于生產(chǎn)制作綠茶， 所制綠茶具有芽葉肥壯、色澤綠潤、彎弓似猴、身披銀毫的外形特征，同時香高持久、滋味鮮醇、湯色嫩綠、葉底均勻成朵，耐泡飲[11]。 然而目前鮮有關(guān)于銀猴種紅茶適制性的報道，因此，為探究銀猴品種在制作高香紅茶方面的適制性，研究首先對比了銀猴種與金萱、群體種及混合原料（實際生產(chǎn)的需要，包含群體種、金萱、銀猴）制作紅茶的品質(zhì)成分差異，并通過改變干燥工藝參數(shù)， 明確了干燥條件對銀猴種紅茶香氣品質(zhì)的影響，為開發(fā)銀猴種紅茶產(chǎn)品，優(yōu)化紅茶加工工藝，提升紅茶品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

研究的茶樣由浙江省麗水市遂昌縣天堂源基地提供。 鮮葉原料為銀猴種、金萱、群體種及以上三個品種茶樹上采摘的一芽二葉鮮葉， 試驗時間為2021 年5 月。

兒茶素類標準品購于源葉生物科技有限公司； 沒食子酸、 乙腈購于麥克林生化科技有限公司；磷酸二氫鉀、甲醇、乙醇、福林酚、無水碳酸鈉、乙酸、飽和草酸溶液、乙酸乙酯、正丁醇購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司； 無水磷酸氫二鈉購于上海展云化工有限公司；L-茶氨酸購于上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司；2-辛醇購于北京百靈威科技有限公司。

1.2 儀器和設(shè)備

6CR-55 型茶葉揉捻機， 浙江臨安市茶機廠；6CHZ-9B 型茶葉烘焙機，福建佳友茶葉機械智能科技股份有限公司。

752N 紫外可見分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司；TD-5 離心機， 上海盧湘儀離心機儀器有限公司；XMA-2000 電熱鼓風(fēng)恒溫箱，浙江力辰儀器科技有限公司；GC-MS QP 201PLUS 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津公司；LC-20AT 液相色譜儀， 日本島津公司；3NH SC-10 精密色差儀，深圳市三恩時科技有限公司。

1.3 工藝處理

1.3.1 相同工藝下的不同茶樹品種所制紅茶

采用相同加工工藝制作不同品種的紅茶，探究所選原料的紅茶適制性。 采摘的銀猴種、金萱、群體種鮮葉及混合原料經(jīng)萎凋槽適度萎凋12 h（控制環(huán)境溫度為25 ℃）、揉捻2 h、室溫發(fā)酵4 h、干燥等工序分別制成紅茶樣Y、J、Q、H。 其中干燥流程及參數(shù)：①過紅鍋（200 ℃、3 min）；②初烘（48℃、4 h）；③復(fù)烘（68 ℃、2 h）；④提香（60 ℃、20 min）。

1.3.2 不同干燥工藝所制的銀猴種紅茶

采用不同干燥工藝制作銀猴種紅茶， 探究干燥溫度及時長對銀猴種紅茶揮發(fā)性物質(zhì)的影響。Y1、Y2 銀猴種紅茶的萎凋、 揉捻、 發(fā)酵條件均與“1.3.1”一致。 Y2 紅茶的干燥溫度與“1.3.1”一致，Y1 紅茶的干燥溫度較Y2 高、干燥時間較Y2 長，具體如下。

表1 銀猴種紅茶Y1、Y2 的干燥條件Table 1 Drying conditions of silver monkey variety black tea Y1、Y2

1.4 理化成分測定

水浸出物含量測定參照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物含量的測定》；茶多酚含量測定參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》中的福林酚比色法[12]；氨基酸含量測定參照GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸含量的測定》中的茚三酮比色法[13]；茶色素含量測定參照NY/T 3675—2020《紅茶中茶紅素和茶褐素含量的測定 分光光度法》； 兒茶素含量測定參考GB/T 8313—2018 《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測》， 采用高效液相色譜法檢測兒茶素（C、EC、EGC、ECG、EGCG）含量：Agilent 5 TC-C18 色譜柱（250 mm×4.6 mm），流速1.0 mL/min，柱溫25 ℃，檢測波長280 nm，進樣量為10 μL。 流動相A（水∶乙腈∶乙酸=96.5∶3∶0.5），流動相B（水∶乙腈∶乙酸=69.5∶30∶0.5）， 洗脫梯度：B 相在35 min 內(nèi)由20%變?yōu)?5%。

1.5 揮發(fā)性成分測定

采用頂空固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS）對紅茶的揮發(fā)性成分進行定量分析。 具體操作如下：準確稱取1.0 g 茶樣放入20 mL 的頂空萃取瓶中，加入10 mL 的去離子水，再加入10 μL 2-辛醇（1 mg/mL），加蓋密封后置于60 ℃加熱板上，平衡5 min 后插入預(yù)先老化過的萃取頭進行萃取，吸附40 min， 取出后立即插入色譜進樣口中解吸附10 min，進行GC-MS 分析。

氣相色譜（GC）條件：色譜柱為SH-Rtx-Wax石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）。 程序升溫條件：初始溫度為40 ℃，保持5.0 min；以10 ℃/min 速率升至150 ℃，保持5 min；再以10 ℃/min速率升至220 ℃，保持22 min。柱箱溫度40 ℃，進樣口溫度250 ℃， 進樣模式為不分流， 總流量為4.1 mL/min，柱流量為1.00 mL/min，線速度為37.3 cm/s，吹掃流量為3.0 mL/min。

質(zhì)譜（MS）條件：電離方式為EI，電子能量為70 eV，離子源溫度為230 ℃，接口溫度為250 ℃，溶劑延遲為4.0 min； 掃描速度為1666 amu/s；掃描范圍（m/z）為40～500 amu。

1.6 統(tǒng)計分析

采用SIMCA-P 14.1 軟件進行正交偏最小二乘判別分析 （OPLS-DA）、 層次聚類分析（Hierarchical Cluster Analysis HCA）、VIP 值分析等，采用Origin（2019）軟件繪制柱狀圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 相同工藝下的不同茶樹品種所制紅茶的品質(zhì)分析

2.1.1 理化成分分析

Y、J、Q、H 紅茶的理化指標情況如圖1 所示。H 紅茶的水浸出物、游離氨基酸、茶多酚、茶黃素、茶紅素、咖啡堿含量、兒茶素總量均最高。 Y 紅茶的茶黃素、茶紅素含量均較高，Q 紅茶的茶褐素含量、茶色素總量最高。

圖1 Y、J、Q、H 紅茶的理化指標情況Fig.1 Chemical indexes of Y， J， Q and H black tea

茶色素含量和組成比例決定著湯色的優(yōu)次，也是影響紅茶品質(zhì)的關(guān)鍵因素。 茶黃素具有較強收斂性，是構(gòu)成紅茶湯色明亮、滋味濃強鮮爽的物質(zhì)[14]；茶紅素收斂性弱，是構(gòu)成紅茶茶湯濃度的主要成分，是構(gòu)成紅茶湯色紅的主要物質(zhì)[15]。 此二者有較為積極的貢獻，而茶褐素過多會使茶湯發(fā)暗，品質(zhì)降低[16]。 TR/TF 是衡量紅茶品質(zhì)的重要指標。一般TR/TF=10～15 時，茶湯紅橙明亮，品質(zhì)較優(yōu)[17]。因此，相較其他茶樹品種，Y 所制紅茶湯色更佳。

2.1.2 香氣品質(zhì)分析

從Y、J、Q、H 紅茶中，檢測出共有的揮發(fā)性物質(zhì)有40 種，如表2 所示，包括醇類物質(zhì)10 種、酮類物質(zhì)7 種、醛類物質(zhì)9 種、烯類物質(zhì)5 種、酯類物質(zhì)4 種、其他類物質(zhì)5 種。這些揮發(fā)性物質(zhì)中包含了與紅茶香氣密切相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)， 如香葉醇、芳樟醇、苯甲醇、橙花叔醇、順茉莉酮、β-紫羅酮、水楊酸甲酯、呋喃化合物等[18]。

表2 Y、J、Q、H 紅茶的主要揮發(fā)性物質(zhì)Table 2 Summary of volatile substances in Y，J，Q and H black tea

通過OPLS-DA 模型、HCA 聚類分析、VIP 值對Y、J、Q、H 紅茶香氣品質(zhì)進行分析，如圖2 所示。圖2（A），Y、H 形成明顯的聚集， 且與J、Q 明顯區(qū)分開，這表明就揮發(fā)性物質(zhì)而言，Y、H 差異不大，但與J、Q間存在顯著的差異。 圖2（B），Y、H 聚集在同一個分支中，而J、Q 聚集在另一分支中，與（A）的結(jié)果一致。 圖2（C），通過OPLS-DA 模型中揮發(fā)性物質(zhì)的VIP 值來評價對香氣的貢獻度，VIP 值越大，則香氣貢獻度越大。 VIP 值大于1 的揮發(fā)性物質(zhì)共有22種，為苯乙醇、β-芳樟醇、脫氫芳樟醇、苯甲醇、順-茉莉酮、β-紫羅酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、 反， 反-3，5-辛二烯-2-酮、3，5-辛二烯-2-酮、4-（2，6，6-三甲基-1，3-環(huán)己二烯-1-基）-3-丁烯-2-酮、β-環(huán)檸檬醛、2-甲基丁醛、苯甲醛、3-甲基丁醛、壬醛、反-2-反-4-庚二烯醛、反-檸檬醛、檸檬烯、α-柏木烯、α-法尼烯、反-3，7-芳樟醇氧化物I、苯乙腈。

圖2 Y、J、Q、H 紅茶的香氣品質(zhì)分析Fig.2 Aroma quality analysis of Y， J， Q and H black tea

圖3 Y1、Y2 關(guān)鍵香氣物質(zhì)含量Fig.3 Content of Y1 and Y2 key aroma substances

結(jié)合VIP 值大于1 且有具體香氣貢獻的標準，篩選出14 種關(guān)鍵香氣物質(zhì)：苯乙醇、β-芳樟醇、苯甲醇、順-茉莉酮、β-紫羅酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-甲基丁醛、 苯甲醛、3-甲基丁醛、壬醛、反-檸檬醛、檸檬烯、α-柏木烯、苯乙腈。 苯乙醇有玫瑰香氣，β-芳樟醇有鈴蘭香氣， 苯甲醇稍有芳香氣味，順-茉莉酮呈優(yōu)雅的茉莉花香和芹菜籽香氣，β-紫羅酮有紫羅蘭香味，6-甲基-5-庚烯-2-酮有檸檬草和成熟水果香味，2-甲基丁醛呈可可香氣、微帶甜的水果味，苯甲醛具有杏仁香、堅果香、果香，3-甲基丁醛似蘋果香氣，壬醛有玫瑰、柑橘香氣、蜜蠟花香，反-檸檬醛呈濃郁檸檬香味， 檸檬烯有好聞的檸檬香味，α-柏木烯有木香香氣，苯乙腈有芳香氣味。 經(jīng)計算可知，四種紅茶的關(guān)鍵香氣物質(zhì)相對含量為H （34.75%）＞Y（32.84%）＞Q（31.17%）＞J（23.26%），H 紅茶可能由于原料種類豐富而呈現(xiàn)出的香氣品質(zhì)最佳， 除此之外，Y 紅茶香氣品質(zhì)優(yōu)于Q、J 紅茶，一定程度上體現(xiàn)了銀猴種茶樹鮮葉制作高香紅茶的優(yōu)越性。Y 紅茶的香型包括玫瑰香、茉莉花香、紫羅蘭香、檸檬香、可可香、鈴蘭香氣等，整體而言以花香為主要香氣特征。

2.2 不同干燥工藝下的銀猴種紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)分析

不同干燥工藝下的銀猴種紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)如表3 所示， 共有14 種關(guān)鍵香氣物質(zhì)的含量，其中，Y1＞Y2 的關(guān)鍵香氣物質(zhì)有8 種， 分別為苯乙醇、 苯甲醇、β-紫羅酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯甲醛、壬醛、檸檬烯、苯乙腈，其中6-甲基-5-庚烯-2-酮、檸檬烯的含量增加并不顯著。

表3 Y1、Y2 紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)匯總Table 3 Summary of volatile substances in Y1 and Y2 black tea

結(jié)果表明， 干燥工藝與紅茶香氣品質(zhì)間存在密切關(guān)系[22]，研究中的Y1 干燥條件有利于更多香氣物質(zhì)的產(chǎn)生與積累， 約66.67 %的關(guān)鍵香氣物質(zhì)的含量會隨著干燥溫度的升高、 干燥時間的延長而增加，這些關(guān)鍵香氣物質(zhì)主要是醇類、酮類、醛類物質(zhì)；而剩下的關(guān)鍵香氣物質(zhì)則相反，其中，β-芳樟醇、3-甲基丁醛、α-柏木烯三種關(guān)鍵香氣物質(zhì)會隨著干燥溫度的升高、 干燥時間延長而顯著減少。 因此，Y1 紅茶的玫瑰香、紫羅蘭香、蜜蠟花香等香氣比Y2 更強烈，而木香等香氣會弱化。

3 討論與結(jié)論

紅茶品質(zhì)與茶色素的含量和比例存在緊密關(guān)系，茶黃素、茶紅素、茶褐素三者的相對含量在一定程度上反應(yīng)茶湯的品質(zhì)特征， 且茶色素具有抗氧化、抗病毒、降血糖等藥理學(xué)功效[23]。 銀猴種與其他茶樹品種相比，茶黃素、茶紅素含量均較高，茶褐素含量較低，TR/TF 值在最佳范圍內(nèi)，湯色品質(zhì)最佳， 理化品質(zhì)優(yōu)于群體種與金萱品種所制紅茶，且關(guān)鍵香氣物質(zhì)（VIP＞1 且有具體香氣貢獻的物質(zhì)）含量多，香型以花果香為主，與混合品種所制紅茶品質(zhì)差異不大，因此，銀猴種鮮葉原料品質(zhì)更優(yōu)，其紅茶適制性較強。此外，有研究表明，外源酶、天然提取物、無機鹽等外源添加物的引入，可以改變紅茶茶黃素、茶紅素、茶褐素的含量和比例[24]，因此，利用此思路來提高銀猴種紅茶中的茶黃素、茶紅素含量，改善茶湯品質(zhì)，有利于銀猴種紅茶品質(zhì)的提升和加工特色風(fēng)味的紅茶新產(chǎn)品。

此外，較高干燥溫度、較長干燥時間的處理有利于更多醇類、酮類、醛類物質(zhì)等香氣物質(zhì)含量的增加，提升紅茶品質(zhì)。 項希等[25]通過變溫干燥處理，探究其對紅茶品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)在紅茶足火復(fù)干過程中，適當(dāng)?shù)淖儨靥幚碛欣谔岣呒t茶品質(zhì)。王婷婷等[26]通過研究不同干燥工藝對紅茶品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)滾炒干燥制作的紅茶品質(zhì)優(yōu)異，適合開發(fā)為工夫紅茶新產(chǎn)品。 目前鮮有關(guān)于銀猴種茶樹鮮葉制作紅茶的相關(guān)研究， 通過對比銀猴種與其他品種所制紅茶的品質(zhì)特征， 探究干燥工藝對其品質(zhì)的影響，將為豐富銀猴種適制茶類，開發(fā)銀猴種高香紅茶提供理論依據(jù)。