湖南地方特色茶树资源加工的工夫红茶香气特征研究

黄怀生，粟本文，钟兴刚，黎 娜

（湖南省农业科学院茶叶研究所，湖南 长沙 410125）

【研究意义】茶树种质资源是茶树育种的基础材料，也是茶叶新产品研发的一个重要支点，尤其是近年来，一些特色茶树资源产品受到消费者的亲睐，尤以独特的香气为热，利用特色茶树资源（品种）开发特色香气的茶叶产品成为茶叶加工研究的一个热点。

【前人研究进展】湖南地处茶树原产地向东部茶树分布区扩展的过渡地带，境内分布着丰富地方特色茶树资源（如云台山种、保靖黄金茶、江华苦茶、汝城白毛茶和城步峒茶等），20世纪50～60年代，湖南省茶叶研究所开始地方性茶树资源考察与收集工作，近年来湖南省境内已挖掘收集茶树资源400多份［1］。同时针对这些茶树资源开展了大量研究工作，主要从资源的分布区域、资源分类、亲缘关系及遗传演化、经济性状等方面进行研究［2-11］。【本研究切入点】本研究以湖南省地方特色茶树资源江华苦茶、汝城白毛茶及桑植大叶茶为材料加工工夫红茶，研究分析其香气特征。【拟解决的关键问题】探明湖南地方性茶树资源汝城白毛茶、江华苦茶、桑植大叶茶加工工夫红茶的香气品质特性，为地方茶树资源的开发利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：2018年4月，分别采摘江华苦茶（群体）、汝城白毛茶（群体）和桑植大叶茶（单株）一芽一叶鲜叶，采用工夫红茶加工工艺（鲜叶-萎凋24 h-揉捻90 min-发酵8 h-初烘120℃-足干90℃）制作样茶。样茶分成两份，一份进行感官审评（密码审评），一份送往农业部茶叶质量监督检验测试中心进行香气成分检测。

主要仪器：HH-2数显恒温水浴锅（江南仪器厂）、自制改良萃取瓶、手动 SPME 进样器和65 µm PDMS/DVB 固相微萃取头（美国Supelco公司制造）、Agilent GC6890-5973Mass（美国安捷伦公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 感官审评 参考GB/T 23776—2009茶叶感官审评方法进行。

1.2.2 香气检测（1）香气富集。香气富集参照文献［12］，分别称取茶样品各 10.00 g，加入自制改良萃取瓶中，用100℃的开水冲泡，茶水比为1∶3（g/mL），密闭瓶口后，放入60℃水浴锅平衡5 min，后插入装有65 µm PDMS/DVB 固相微萃取头的手动进样器，水浴条件下顶空萃取60 min，取出后立即插入色谱仪进样口中，解吸附启动仪器收集数据。

（2）气相色谱-质谱条件［12］。GC 条件：采用 HP-5MS 弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm ID×0.25 µm 膜厚）；进样口温度为 230℃；程序升温，进样后于230℃解吸5 min。MS 条件：电离方式为EI；离子源温度为230℃；电子能量为70 eV；扫描范围：50～650 amu；载气为高纯He（纯度＞99.999%），流速 1 mL/min，不分流；电子倍增管电压为1 800 V，总离子流强度为100 mA。

（3）定性分析。由GC/MS分析得到的质谱数据在 NIST98.L标准谱库中检索，查对有关质谱资料，从基峰、质核比和相对丰度、相对保留时间等方面进行分析，并结合红茶香气相关文献报道进行最后的定性。相对含量采用面积归一化法计算，以各香气组分的峰面积占总峰面积之比值表示组分相对含量。

1.3 数据统计

香气成分相对含量测定数据采用 IBM SPSS 20 软件进行方差分析和聚类分析，其中方差分析比较均值单样本t检验。聚类方法组间链接，度量标准为pearson相关性。

2 结果与分析

2.1 感官品质

感官审评结果表明，江华苦茶资源工夫红茶外形乌黑、尚润、紧结，汤色红浓，香气以蜜甜香为主，带有花香，滋味浓、强、有收敛性，叶底红亮、较匀。汝城白毛茶资源工夫红茶外形金毫满披、条索紧结，汤色红、浓、亮，花香浓郁、持久，其中药草香明显，滋味浓、强、带涩，叶底红亮、带青条。桑植大叶茶资源工夫红茶外形乌黑润、显金毫，条索弯曲、紧结，汤色红、浓、亮，甜香带花香，尤其兰花香比其他两个样品明显，滋味浓强、苦、略涩，叶底红褐、有青条。从香气来看，3个样品各有特色，江华苦茶资源工夫红茶以甜香为主，汝城白毛茶资源工夫红茶以花香似药草香为主，桑植大叶资源工夫红茶以花香（兰花香）为主，其中以汝城白毛茶资源工夫红茶的香气可辨识度最好。3个样品均表现出不同地方性香气差异（表1）。

表1 感官品质审评结果Table 1 Comparison of sensory quality

2.2 香气成分

样茶共鉴定出44种香气成分（表2）。其中，醇类11个、酯类6个、酮类3个、醛类10个、酸类1个、烃类6个、杂环化合物5个及含硫化合物1个。其中江华苦茶资源工夫红茶香气成分主要有香叶醇、水杨酸甲酯、β-芳樟醇、橙花叔醇、β-紫罗酮、反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸、苯乙醇 、氧化芳樟醇Ⅱ（呋喃型）、3-甲基呋喃、苯甲醇 、苯甲醛、顺-己酸-3-己烯酯、氧化芳樟醇Ⅰ（呋喃型）、香茅醛和脱氢芳樟醇等15种成分；汝城白毛茶资源工夫红茶主要有香叶醇、水杨酸甲酯、β-芳樟醇、橙花叔醇、β-紫罗酮、反-3,7-二甲基-2，6-辛二烯酸、苯乙醇 、1-乙基-2-甲酰吡咯、顺-己酸-3-己烯酯、香茅醛、香叶酸甲酯、脱氢芳樟醇、δ-杜松烯、二甲硫和顺-茉莉酮等15种成分；桑植大叶资源工夫红茶主要为香叶醇、水杨酸甲酯、β-芳樟醇、橙花叔醇、β-紫罗酮、反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸、苯乙醇 、氧化芳樟醇Ⅱ（呋喃型）、反-己酸-2-己烯、顺-己酸-3-己烯酯、脱氢芳樟醇、δ-杜松烯、β-月桂烯 、橙花醇和顺-茉莉酮等15种成分。

表2 样茶香气成分相对含量（%）Table 2 Relative content of aroma components in samples（%）

由样茶中各类香气成分含量（图1）可知，江华苦茶资源工夫红茶醇类含量为51.76%、酯类为25.92%、酮类为4.49%、醛类为6.07%、酸类为3.12%、烃类为3.77%、杂环化合物为3.75%、含硫化合物为0.8%；汝城白毛茶资源工夫红茶醇类含量为39.98%、酯类为28.70%、酮类为3.64%、醛类为4.78%、酸类为12.67%、烃类5.32%、杂环化合物为2.92%、含硫化合物为1.63%；桑植大叶茶资源工夫红茶醇类含量为51.57%、酯类为23.98%、酮类为5.66%、醛类为3.38%、酸类为6.03%、烃类为7.00%、杂环化合物为1.58%、含硫化合物为0.50%。

图1 样茶中各类香气成分含量Fig. 1 Content of various aroma components in each sample

表3 样品中香气成分方差分析结果Table 3 Variance of aroma components

对不同地方资源工夫红茶44种香气成分的相对含量进行比较均值单样本t检验分析，其中21种香气成分相对含量存在显著性差异（表3），其中香叶醇、香茅醛、β-月桂烯、反-β-罗勒烯、橙花乙酸酯、己酸己酯差异达到极显著水平（sig.（双侧）＜0.01），说明这些香气成分构成了样品感官香气品质的差异。

2.3 聚类分析

将测定获得的44种香气成分进行均值比较单因素t检验分析，得到21个差异显著的成分（表3），其中顺-己酸-3-己烯酯、δ-杜松烯、二甲硫、顺-茉莉酮、1-乙基-2-甲酰吡咯、反-己酸-2-己烯酯和香叶酸甲酯等7种香气成分在样品香精油中含量较高（＞1.00%），但差异不显著，因此将差异显著香气成分与7种相对含量较高的主要香气成分一起聚类。结果（图2）表明，相关距离为15，28种香气成分可聚为3大类，第Ⅰ类主要是花香、草香及桂皮香类，包括α-法尼烯、橄榄醇、3,5-辛二烯-2-酮、顺-柠檬醛、橙花乙酸酯、二甲硫、1-乙基-2-甲酰吡咯和香叶酸甲酯等8种成分；第Ⅱ类主要为花香药草香成分，包括香叶醇、水杨酸甲酯、香茅醛、脱氢芳樟醇、β-月桂烯、橙花醇、吲哚、顺-己酸-3-己烯酯、δ-杜松烯、顺-茉莉酮和反-己酸-2-己烯酯等11种成分；第Ⅲ类主要为甜香果香成分，包括β-芳樟醇、橙花叔醇、苯乙醇、氧化芳樟醇Ⅰ、3-苯基呋喃、反-2-己烯醛、顺-β-罗勒烯、反-β-罗勒烯和己酸己酯等9种成分。统计三类香气成分在各样品中的占比（表4），江华苦茶工夫红茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶15∶5；汝城白毛工夫红茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶5∶1；桑植大叶工夫红茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶18∶4。从各样品的占比来看，均以第Ⅰ类含量为基准，第Ⅱ类比例最高为桑植大叶工夫红茶（18），其次为江华苦茶工夫红茶（15），汝城白毛工夫红茶最低（5）；第Ⅲ类占比最高为江华苦茶工夫红茶（5），其次为桑植大叶茶工夫红茶（4），最低为汝城白毛工夫红茶（1）。说明江华苦茶工夫红茶突出花香和果香，桑植大叶工夫红茶突出花香，而汝城白毛工夫红茶突出花香药草香。

图2 主要香气成分聚类结果Fig. 2 Cluster diagram of main aroma components

表4 样茶中三类香气含量（%）Table 4 Three types of aroma content in samples

3 讨论

地方性茶树资源受人工栽培和复杂的自然条件影响，已形成与其他资源（品种）差别的特性。影响茶叶香气的因子错综复杂，不同研究结果表明，茶叶香气主要受自然环境、品种、加工工艺等影响［15-24］。从本试验结果来看，影响样品香气的主要因子是鲜叶原料（资源品种）和自然环境因子，不同的资源品种，其特有的遗传基因决定了其物质代谢的唯一性，保证了其香气形成的生化物质条件基础特有性，这种特有性在某一环境条件下，物质变化表现出一定的差异性，即引起产品的香气差异。汝城白毛茶带有特殊药草香味，是否为品种（资源）特有的香气特征（品种香）有待进一步验证。试验中检测到较高含量的反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸（反式香叶酸），茶叶的挥发性成分，在红茶制造过程中，随萎凋、发酵、干燥的进行，含量逐渐增加，干燥阶段增量明显。试验采用的自然发酵方法（发酵时间8 h），以及初干后水分含量偏高进行摊凉30 min，从而导致反式香叶酸含量偏高。

采用GC/MS分析香气成分是研究茶叶香气的通用手段，实验采用固相微萃技术，结合GC/MS对3个不同地方茶树资源的工夫红茶香气成分进行差异分析，共鉴定出44种香气成分，其中汝城白毛茶的工夫红茶香气成分与笔者前期的实验结果［21］一致。对检测数据进行均值比较单样本t检验，将差异显著香气成分，与相对含量较高但差异不显著的香气成分，进行pearson相关性聚类，共获得3个类群。检索各类群香气成分的香气类型，发现3个类群香气类型表现为第Ⅰ类主要是特殊香气类，第Ⅱ类主要为花香药草香成分，第Ⅲ类主要为甜香果香成分。计算三个不同地方样品三类相对含量比例，江华工夫红茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶15∶5；汝城工夫红茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶5∶1；桑植工夫红茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶18∶4。3个不同地方茶树资源工夫红茶香气成分的3类不同比例，再结合样品香气感官审评结果，发现不同比例与样品的香型表现一致。与主成分分析茶叶香气方法相比，聚类法更能直观的反映茶叶的香气香型。因此，聚类分析方法可作为茶叶香型研究的较好途径之一。

4 结论

本研究考察了湖南省3个地方性资源工夫红茶的香气品质特性，从感官品质来看，江华苦茶工夫红茶蜜甜香为特征；汝城白毛茶工夫红茶花香浓郁、持久，其中药草香明显是主要特征；桑植工夫红茶花香（兰花香）为主要特征。汝城白毛茶香气与卓敏等［13］研究丹霞3号、8号白毛茶新品种（系）加工白茶的感官香气脂粉香带药香、甜（药甜）花香一致。从主要香气成分来看，主要以醇类和酯类为主，与王秋霜等［14］研究广东仁化白毛红茶的香气成分结果一致。