宜賓不同茶樹品種紅茶香氣成分HS-SPME-GC-MS分析研究

許艷艷 彭云 李順宇 張利萍 肖羅丹 王瑋 曾旭 劉云 黎明勇 劉躍云

基金項目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-19）、四川省科技計劃項目（2023JDRC0037）、宜賓市科技計劃項目（2022NY014）

作者簡介：許艷艷，女，主要從事茶葉加工與品質(zhì)檢驗方面的研究。*通信作者，E-mail：357171376@qq.com

摘要：為探究宜賓不同茶樹品種所制紅茶揮發(fā)性組分特征及其主要呈香物質(zhì)與感官品質(zhì)之間的關(guān)系，研究采用感官審評、生化成分與頂空固相微萃取-氣象色譜質(zhì)譜聯(lián)用（HS-SPME-GC-MS）技術(shù)，結(jié)合相對氣味活度（ROAV）值對不同茶樹品種所制紅茶的感官品質(zhì)、香氣揮發(fā)性成分進(jìn)行分析。結(jié)果表明，5個茶樹品種所制紅茶共鑒定出40種揮發(fā)性成分，共有的揮發(fā)性香氣物質(zhì)有38種，以醇類、醛類、酯類為主，其中香葉醇、芳樟醇及其氧化物、水楊酸甲酯含量在總量中占比均較高；結(jié)合ROAV值及感官審評分析，5個茶樹品種所制紅茶共有的香氣貢獻(xiàn)物質(zhì)有6種，其中以芳樟醇及其氧化物、香葉醇、1-辛烯-3-醇、水楊酸甲酯貢獻(xiàn)較大；四川群體種、紫娟具有“較清甜”的香氣特征，推測主要與二甲硫、正己醛、反-2-已烯醛、反-2-反-4-庚二烯醛等賦香物質(zhì)有關(guān)；名山白毫131的“花香、較鮮甜”，推測主要與茶樹品種及茶黃素含量有關(guān)；黔湄502“有果香”，推測主要與順-己酸-3-己烯酯的含量有關(guān)；青心烏龍、黔湄502“高甜，微有火工”，推測主要與高溫條件下，咖啡堿、茶多酚含量降低，吡嗪、吡咯物質(zhì)含量增加，甜香高于花香有關(guān)。

關(guān)鍵詞：宜賓；紅茶；茶樹品種；香氣；HS-SPME-GC-MS

中圖分類號：TS272.5；O657.63? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1000－3150（2024）06-46-8

HS-SPME-GC-MS Analysis of Aroma Components of

Black Tea from Different Tea Varieties in Yibin

XU Yanyan， PENG Yun， LI Shunyu， ZHANG Liping， XIAO Luodan， WANG Wei，

ZENG Xu， LIU Yun， LI Mingyong， LIU Yueyun*

Yibin Tea Industry Research Institute， Yibin 644000， China

Abstract： In order to explore the characteristics of the volatile components of black tea of different tea cultivars in Yibin and the relationship between the main aroma substances and sensory quality， the sensory quality and aroma volatile components of black tea from different tea cultivars were analyzed by sensory evaluation， biochemical composition and HS-SPME-GC-MS combined with the relative odor activity （ROAV） value. The results show that a total of 40 volatile components were identified from the five black tea cultivars， and 38 volatile aroma substances were commonly present， mainly alcohols， aldehydes and esters. The contents of geranyl， linalool， their oxides and methyl salicylate accounted for a high proportion in the total amount. According to ROAV value and sensory evaluation analysis， there were 6 kinds of aroma contributing substances in the five black tea cultivars， and linalool and its oxides， 1- octene-3- ol， methyl salicylate contributed the most. Sichuan black tea population and 'Zijuan' had a relatively sweet aroma characteristic， which was mainly related to dimethyl sulfide， n-hexal， trans-2-hexenal， trans-2-trans-4-heptadienal and other odorant substances. 'Mingshan Baihao 131' had floral and sweet aroma， which was mainly related to tea cultivars and theaflavin contents. 'Qianmei 502' had a fruity aroma， which was speculated to be mainly related to the content of cis hexanoate 3-hexene ester. 'Qingxin Oolong' and 'Qianmei 502' were "high sweet， slightly fire"， which was speculated to be mainly related to the decrease of theanine and tea polyphenol content， the increase of pyrazine and pyrrole substance contents under high temperature conditions， and the content of sweet aroma was higher than that of the flower aroma.

Keywords： Yibin， black tea， tea cultivars， aroma， HS-SPME-GC-MS

紅茶是全球茶葉消費(fèi)量最高的茶類，約占世界茶葉消費(fèi)貿(mào)易總量的80%[1]。宜賓是四川省茶葉主產(chǎn)區(qū)，是四川工夫紅茶（簡稱川紅工夫）的故鄉(xiāng)和發(fā)源地，紅茶產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好，優(yōu)勢明顯[2]。紅茶香氣品質(zhì)是多個香氣化合物共同作用的結(jié)果[3]。茶樹品種是決定香氣物質(zhì)差異性和成茶香型的根本因素，制茶工藝技術(shù)是茶類香氣千差萬別的直接原因[4]。黃瑋[5]研究福建3種高香品種紅茶，認(rèn)為工夫紅茶的主要賦香物質(zhì)為芳樟醇氧化物、苯甲醇、苯甲醛、已醛等。楊霽虹等[6]采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）儀對黃山不同茶樹品種紅茶的揮發(fā)性化合物及其相對含量進(jìn)行分析鑒定，對紅茶香氣有一定貢獻(xiàn)的共有21種，其中芳樟醇和（E）-β-紫羅酮貢獻(xiàn)較大。王金源等[7]采用頂空固相微萃取-氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用（HS-SPME-GC-TOF-MS）技術(shù)，對福建高香品種紅茶的特征香氣進(jìn)行分析，認(rèn)為橙花叔醇、苯乙醇和己酸葉醇酯是構(gòu)成金牡丹紅茶果香帶花香的特征香氣物質(zhì)。魏昊等[8]結(jié)合感官審評與香氣GC-MS分析結(jié)果表明，高溫干燥紅茶甜香得分較高，但表現(xiàn)出不愉悅的悶味，悶味可能與4-戊烯醛、1-辛烯-3-酮、（E）-3-己烯-1-醇乙酸酯、二氫芳樟醇、萜品油烯等物質(zhì)有關(guān)，低溫?zé)犸L(fēng)干燥紅茶花香不顯而青氣較重，醇類及酯類等呈花果香物質(zhì)含量較低，而呈青草氣的物質(zhì)含量較高。目前，多數(shù)研究集中在不同品種紅茶呈香物質(zhì)差異，鮮有結(jié)合感官審評分析宜賓地區(qū)不同茶樹品種所制紅茶香氣差異的研究。

本試驗以宜賓地區(qū)特色茶樹品種鮮葉為原料，按照紅茶加工工藝制備紅茶樣品，采用感官審評、生化成分與頂空固相微萃取-氣象色譜質(zhì)譜聯(lián)用（HS-SPME-GC-MS）技術(shù)分析不同茶樹品種所制紅茶香氣感官特征與香氣物質(zhì)組分之間關(guān)系，同時結(jié)合相對香氣活度值（Relative odor activity value，ROAV），分析不同茶樹品種所制紅茶樣品的香型分類及主要呈香物質(zhì)和關(guān)鍵差異香氣成分，旨在為紅茶適制品種篩選及品質(zhì)差異研究提供理論指導(dǎo)。

1? 材料與方法

1.1? 材料與設(shè)備

紅茶樣品來自宜賓“川紅工夫”紅茶核心產(chǎn)區(qū)筠連縣、高縣、宜賓縣（現(xiàn)敘州區(qū)），品種為四川群體種、名山白毫131、青心烏龍、黔湄502、紫娟。鮮葉原料均為一芽一二葉，分別于2022年3—6月按照紅茶加工工藝制成茶樣。具體工藝流程和參數(shù)為：鮮葉→萎凋（室內(nèi)，溫度20～25 ℃，相對濕度60%～70%，12～18 h）→揉捻（60～90 min）→發(fā)酵（28℃，4 h）→毛火（120 ℃）→攤涼（1 h）→足火（80 ℃）。

試劑：甲醇、95%乙醇、福林酚、碳酸鈉、磷酸氫二鈉、茚三酮、碳酸氫鈉、飽和草酸、堿式乙酸鉛、鹽酸、硫酸、氯化亞錫、氯化鋁等，以上藥品試劑均為國產(chǎn)分析純。

設(shè)備：SartouriusCPA2250分析天平（上海尖豐光電技術(shù)有限公司）、UV2300II雙光束紫外-可見分光光度計（上海天美科學(xué)儀器有限公司）、DHG9626A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗設(shè)備有限公司）、Agilent 7980A-5977C ZXYQ406氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

1.2? 方法

1.2.1? 測定方法

感官審評按照國家標(biāo)準(zhǔn)《茶葉感官審評方法》（GB/T 23776—2018）[9]進(jìn)行。茶多酚測定采用福林酚法[10]，可溶性糖測定采用蒽酮比色法，游離氨基酸測定采用茚三酮法，水浸出物測定采用全量法，茶黃素、茶紅素和茶褐素測定采用系統(tǒng)分析法，咖啡堿和兒茶素組分測定采用高效液相色譜法。

香氣組分測定采用HS-SPME-GC-MS法，樣品前處理及儀器分析條件參照譚和平等[11]的方法。所得離子流質(zhì)譜圖經(jīng)NIST數(shù)據(jù)庫比對定性（匹配度大于80）及相對保留指數(shù)定性，并采用峰面積歸一法計算各揮發(fā)性有機(jī)物相對百分含量。

ROAV計算則參照周巧儀等[12]的方法，規(guī)定對樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的物質(zhì)ROAVmax=100，其他物質(zhì)組分按下式計算。

式中ROAVi為物質(zhì)組分i的相對氣味活度值，Ci表示物質(zhì)組分i的相對含量（%），Ti表示組分i的香氣閾值（μg/kg），Cmax表示對樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分的相對含量（%），Tmax表示對樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分的香氣閾值（μg/kg）。

1.2.2? 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計；SPSS 20.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與單因素方差分析。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 不同茶樹品種所制紅茶感官審評分析

對不同茶樹品種所制紅茶樣品進(jìn)行感官審評，結(jié)果表明不同品種原料所制紅茶外形、湯色、香氣、滋味、葉底等均有差異（表1）。綜合得分除紫娟外，其他4個品種的總分均在90～91分之間；得分排名依次為黔湄502＞名山白毫131＞青心烏龍＞四川群體種＞紫娟。外形方面，青心烏龍原料所制紅茶較細(xì)緊、烏潤，得分最高；黔湄502因色烏泛灰得分較低。但在內(nèi)質(zhì)方面，黔湄502品種特色優(yōu)勢明顯，香氣高甜、有果香，滋味較甘和；名山白毫131有花香；青心烏龍、四川群體種、紫娟，這3個品種紅茶香氣以高甜、清甜為主，但滋味與黔湄502相比，都有不同程度的澀味。

2.2? 不同茶樹品種所制紅茶理化成分分析

不同茶樹品種原料制作的紅茶生化成分比較結(jié)果表明，紫娟、名山白毫131品種原料所制紅茶的水浸出物含量較高，分別為（45.37±0.26）%、（45.17±0.22）%，并顯著高于其他3個品種（表2）。另外，紫娟品種原料所制紅茶中茶多酚、咖啡堿含量均為各品種最高，這與其感官審評中滋味澀的結(jié)果一致；而青心烏龍、黔湄502兩個品種原料所制紅茶中茶多酚、咖啡堿含量較低，且兩品種間差異不顯著。

2.3? 不同茶樹品種所制紅茶主要香氣組分分析

2.3.1? 揮發(fā)性成分及其相對含量

茶葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的種類和含量不僅決定香氣的類型，還決定了香氣的持久度和層次感[13-14]。對5個不同茶樹品種所制紅茶茶樣中40種揮發(fā)性化合物進(jìn)行分析，共有成分有38種（表3），其中醇類物質(zhì)14種，醛類10種，烯類6種，酯類3種，酮類、酸類各2種，其他物質(zhì)3種。

醇類相對含量較高，占檢測香氣組分總量的68.71%～74.10%，為紅茶香氣的主要組成物質(zhì)[15-18]。醇類化合物主要由糖苷類水解、氨基酸和脂肪酸代謝產(chǎn)生[19-20]，含量較高的醇類化合物為香葉醇、芳樟醇及其氧化產(chǎn)物，這與楊霽虹等[6]研究結(jié)果較一致。芳樟醇具有花香、似鈴蘭香氣，香葉醇具有玫瑰香氣。不同茶樹品種所制紅茶樣品中香葉醇的含量差異較大，黔湄502和青心烏龍所制紅茶含量較高，四川群體種含量較低，其他醇類化合物品種間差異不大。

酯類化合物主要來源于氨基酸和脂肪酸的代謝，如亮氨酸、醋酸與芳香族醇形成的芳香族酯類。不同茶樹品種所制紅茶中酯類化合物含量占檢測香氣組分總量的12.75%～14.97%。酯類化合物中以水楊酸甲酯含量最高，占酯類化合物含量的90%以上。水楊酸甲酯具有冬青油香氣，為紅茶酯類香氣的主要物質(zhì)[21-22]；順-己酸-3-己烯酯具有果香[23]，其在黔湄502所制紅茶中含量最高，與感官審評黔湄502“有果香”結(jié)果相一致，推測該品種“果香”的呈現(xiàn)可能與順-己酸-3-己烯酯的含量有關(guān)。

醛類化合物主要來自于脂肪酸、氨基酸等代謝途徑，如亞油酸、亞麻酸、甘氨酸、苯丙氨酸。不同茶樹品種所制紅茶醛類化合物含量占檢測香氣組分總量的5.87%～11.91%，以2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、苯甲醛為主，2-甲基丁醛呈咖啡和可可香氣，3-甲基丁醛有似蘋果香氣，苯甲醛具有類似苦杏仁香氣，四川群體種、青心烏龍品種所制紅茶中醛類占比較高。

烯類化合物在香氣成分總量中占比較小，在1.99%～5.23%之間，主要以β-月桂烯、β-羅勒烯為主。β-月桂烯具有果香、淡淡的香脂香氣；β-羅勒烯具有草香、花香并伴有橙花油氣息。與其他茶樹品種所制紅茶相比，黔湄502所制紅茶烯類化合物占比相對較高，為5.23%。酸類、酮類化合物占比較小，分別占香氣物質(zhì)總量的2%、1%以下。其他物質(zhì)如具有烘炒香的1-乙基-2-甲酰吡咯、乙基吡嗪，以青心烏龍、黔湄502總量最高，分別為1.49%、1.78%，與感官審評中兩個茶樹品種所制紅茶香氣“微有火工”相一致；其他茶樹品種所制紅茶中吡咯、吡嗪總量均小于1%；乙基吡嗪在名山白毫131、紫娟品種紅茶中未檢測出，推測可能與加工干燥程度有關(guān)[8]。

2.3.2? 主要香氣貢獻(xiàn)值

研究表明，香氣物質(zhì)的氣味閾值對茶葉香氣有重要影響，ROAV是評價各化合物對樣品風(fēng)味貢獻(xiàn)重要性的方法[25]。進(jìn)一步量化不同揮發(fā)性成分對整體香氣的貢獻(xiàn)程度，可避免僅以香氣物質(zhì)含量反映其對香氣貢獻(xiàn)大小的誤區(qū)，確定關(guān)鍵香氣物質(zhì)。一般認(rèn)為ROAV越大，則該香氣物質(zhì)對整體香型的貢獻(xiàn)度越高[26]，ROAV≥1的成分可能對總體風(fēng)味有直接影響[27]，0.10≤ROAV＜1.00的香氣成分對茶葉香氣具有重要的修飾作用，而ROAV＜0.10為潛在香氣成分[14]。

基于不同茶樹品種所制紅茶香氣成分含量并通過文獻(xiàn)查找各香氣成分的香氣閾值[6，12，14，23，28-32]，對所測樣品進(jìn)行ROAV分析（表4），香葉醇、β-芳樟醇、氧化芳樟醇II（呋喃型）、氧化芳樟醇I（呋喃型）、1-辛烯-3-醇、水楊酸甲酯等6個香氣物質(zhì)ROAV>1。其中具有玫瑰花香的香葉醇，具有花香的β-芳樟醇、氧化芳樟醇II（呋喃型）、氧化芳樟醇I（呋喃型）的ROAV值在所有品種所制紅茶中均較高，對紅茶的花香屬性有重要貢獻(xiàn)，這與魏昊等[8]研究相一致；其次為具有壤香、蘑菇香的1-辛烯-3-醇，具有果香的水楊酸甲酯。已有研究表明，香葉醇、芳樟醇及其氧化物、水楊酸甲酯等是紅茶特征性香氣物質(zhì)[33-34]，與本研究結(jié)果相符。推測這5種香氣物質(zhì)可能是組成紅茶香氣品質(zhì)的重要成分。

不同茶樹品種所制紅茶各個香氣物質(zhì)因相對含量、閾值不同，其ROAV存在一定的差異。含量相對較低的1-辛烯-3-醇因香氣閾值較低，所有樣品均表現(xiàn)出較高的ROAV，其在青心烏龍、黔湄502中的ROAV較高，分別為12.90、14.92，遠(yuǎn)高于其他茶樹品種所制紅茶；1-辛烯-3-醇香氣描述為壤香香氣、蘑菇香氣，可能是這兩個茶樹品種所制紅茶的關(guān)鍵呈香物質(zhì)。β-環(huán)檸檬醛具有果香，在四川群體種、青心烏龍、黔眉502中的ROAV依次為1.43、3.40和1.34，高于其他樣品。正己醛主要對紅茶清香有貢獻(xiàn)作用[35]，且不同品種的ROAV青心烏龍紅茶>四川群體種>黔湄502>紫娟>名山白毫131，結(jié)合感官審評，推測正己醛可能為四川群體種紅茶“清香”的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。

3? 小結(jié)與討論

通過對四川群體種、名山白毫131、青心烏龍、黔湄502、紫娟5個茶樹品種所制紅茶揮發(fā)性香氣組分及呈香特征分析，5個茶樹品種所制紅茶中香氣組分以醇類、醛類、酯類為主，其中香葉醇、芳樟醇及其氧化物、水楊酸甲酯含量在5個紅茶香氣總量中占比均較高。5個茶樹品種所制紅茶中共有ROAV>1的香氣化合物6種。5種紅茶總揮發(fā)性物質(zhì)種類接近，主要體現(xiàn)在揮發(fā)性物質(zhì)含量的高低和香型的不同。紅茶香氣物質(zhì)的形成是各關(guān)聯(lián)工序中多種理化反應(yīng)綜合作用的結(jié)果。茶葉香氣組分比例、香氣成分與香氣感官品質(zhì)關(guān)系密切[36]。在感官中具有呈香性質(zhì)的揮發(fā)性化合物被稱為關(guān)鍵呈香成分或活性香氣成分[37]。

從感官審評結(jié)果看5個茶樹品種原料所制的紅茶樣品，基本香氣類型均有“甜香”，其中青心烏龍、黔湄502為高甜，微有火工。羅學(xué)平等[38]研究認(rèn)為四川青心烏龍紅茶富含香葉醇和芳樟醇，香氣高銳、帶甜花香。而在本研究感官審評中花香不明顯，可能與干燥溫度過高，茶葉中的脂肪酸及糖苷類香氣前體物質(zhì)水解成醇、烷烴和脂肪族衍生物或發(fā)生美拉德反應(yīng)，吡嗪、吡咯物質(zhì)含量增加，甜香高于花香有關(guān)[8]。同時黔湄502“有果香”，推測可能與順-己酸-3-己烯酯（具有果香）的含量有關(guān)。苯乙醛具有類似風(fēng)信子的香氣，在馮林等[39]研究中苯乙醛為黔湄502所制紅茶樣含量較高的香氣成分，但在本研究中未檢出，可能與茶葉加工工藝、采摘季節(jié)或茶葉產(chǎn)地有關(guān)。四川群體種帶有“清甜”，結(jié)合ROAV值及香氣描述，推測正己醛可能是其清香的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。名山白毫131有“花香、鮮甜”，與楊娟等[40]審評結(jié)果相似，推測與茶樹品種及茶黃素含量較高有關(guān)。紫娟帶有“清甜香”，花果香及特有的品種香不明顯，推測主要與干燥輕火烘焙有關(guān)[41]，呈青草氣的正己醛、反-2-已烯醛、反-2-反-4-庚二烯醛相對含量較高，青草氣會對花香產(chǎn)生一定的掩蓋作用[42]。

茶葉香氣具有復(fù)雜性和多樣性，呈香是各類香氣成分、含量、比例、香型及其強(qiáng)度等因子綜合作用、相互融合協(xié)調(diào)的結(jié)果[43]，不同香氣化合物之間又存在協(xié)同效應(yīng)及掩蔽效應(yīng)[44]，非揮發(fā)性物質(zhì)與揮發(fā)性物質(zhì)之間存在強(qiáng)烈的交互作用也會影響香氣的整體品質(zhì)[45-46]，這些因素的存在可能是導(dǎo)致香氣組分含量與香氣感官得分無顯著相關(guān)性的重要原因之一。因此在茶葉香氣分析中僅靠GC-MS及ROAV法反映揮發(fā)性成分對感官的貢獻(xiàn)程度存在一定的局限性。后期應(yīng)結(jié)合氣相色譜-嗅辨聯(lián)用判斷活性香氣成分、香氣特征影響值，以及應(yīng)用多元統(tǒng)計分析等方法綜合分析香氣組分對感官品質(zhì)的貢獻(xiàn)。

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