不同风味类型漳平水仙茶的主要品质差异分析

翁晶晶，周承哲,2，朱 晨,2，傅海峰，郭玉琼,

（1.福建农林大学园艺学院，福建省高校重点实验室，福建 福州 350002；2.福建农林大学园艺植物生物工程研究所，福建 福州 350002）

福建省是中国主要的乌龙茶产区，乌龙茶产量占全国1/5以上[1]。漳平水仙茶产自福建省漳平市，是以水仙茶树品种为原料，结合闽南乌龙茶初制工艺和闽北乌龙茶焙火工艺及独特的木模加压、白纸定型工艺形成的一类特殊的紧压乌龙茶[2]。其外形扁平四方似小方块、香气馥郁花香显露如兰似桂、滋味浓醇鲜爽耐冲泡，深受消费者青睐。至2018年底漳平水仙茶产量为0.54万 t，产值达4.57亿 元[3]。

随着制茶工艺改良，漳平水仙茶依据不同风味品质又细分为岩桂型漳平水仙王子茶和兰馨型漳平水仙公主茶，二者市场销售价可达普通漳平水仙茶价格的2～3 倍且常处于供不应求的状态[3]。目前，漳平水仙茶相关研究均围绕普通漳平水仙茶制作工艺及生化成分[4-6]，不同风味类型漳平水仙茶的研究鲜有报道，对影响不同风味形成的关键因素及原因尚不明晰。市场对水仙王子茶和水仙公主茶的判别主要依据2014年制定的《漳平水仙茶“水仙公主”、“水仙王子”鉴评暂行规则》，依靠茶叶感官审评鉴定分类，但该方式易受人主观能动性影响，因此如何更加精准、客观地对不同风味漳平水仙茶进行分类，已成为漳平水仙茶产业发展亟待解决的重要难题。

与传统茶叶感官审评鉴别方式不同，利用高效液相色谱、气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用等技术检测茶叶中生化成分，结合多元分析方法，筛选特征差异物质，已广泛运用于茶叶类型[7-8]、品质[9-10]、产地[11-12]的鉴别判定。利用GC-MS检测铁观音香气成分，并通过主成分分析、正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squaresdiscriminant analysis，OPLS-DA）提取特征香气物质，为不同等级浓香铁观音和正韵茶、显酸茶和浓香茶3 种铁观音香型分类提供重要参考[13-14]。Lin Jie等[15]基于铁观音、本山、毛蟹、黄金桂、金观音香气物质，利用逐步线性判别分析筛选出18 个特征香气物质，构建4 个判别函数对5 个品种乌龙茶实现100%正确判别。邱晓红等[16]检测不同产地福建水仙茶的儿茶素及生物碱组分，发现没食子酸、表儿茶素没食子酸酯、表儿茶素和没食子儿茶素没食子酸酯等8 种特征非挥发物含量的差异性对实现不同产地福建水仙的区分具有重要作用。

本研究对通过不同风味类型漳平水仙茶进行感官审评结合非挥发物和挥发物检测，再通过层次聚类和OPLS-DA，筛选不同风味类型漳平水仙茶特征生化差异物质，以期为漳平水仙茶风味品质的分类提供参考，为促进漳平水仙茶产业高质量转型与发展提供一定帮助。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试茶样均产自福建省漳平市，选用树龄为10～20 a的水仙品种制作，由福建省漳平市2019年春季和秋季漳平水仙茶“水仙王子、水仙公主”审评活动赛评审获得，每类茶样各包含5 份样品，其中春季漳平水仙王子茶，编号CW1～5；春季漳平水仙公主茶，编号CG1～5；秋季漳平水仙王子茶，编号QW1～5；秋季漳平水仙公主茶，编号QG1～5。

福林-酚、碳酸钠、盐酸、硫酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、茚三酮、氯化铝、碳酸氢钠、草酸、乙酸乙酯、正丁醇（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限 公司；植物可溶性糖含量测试盒 苏州科铭生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

Clarus SQ 8T GC-MS联用仪、TU-1810紫外分光 光度计 美国Perkin Elmer公司；Allegra 64R台式高速冷冻离心机 美国Beckman公司；Infinite M200 PRO多功能酶标仪 奥地利Tecan公司。

1.3 方法

1.3.1 茶叶感官审评

组织6 位国家高级评茶员，参照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》审评实验茶样。依据形状、色泽和整碎度评定干茶外形；称取5 g茶样置于倒钟型评茶杯，注入沸水，分别按照冲泡时间为1、3 min和5 min分3 次对茶叶香气及滋味审评；置叶底于叶底盘以清水漂洗审评。

1.3.2 非挥发物检测

水浸出物含量：参照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》，采用差数法测定；茶多酚含量：参照 GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》，采用福林-酚法测定；咖啡碱含量：参照 GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》，采用紫外分光光度法测定；游离氨基酸总量：参照GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量测定》，采用茚三酮比色法测定；黄酮含量：采用三氯化铝比色法测定[17]；可溶性糖含量：采用植物可溶性糖含量测试盒测定；茶三素含量：采用系统分析法测定[18]。

1.3.3 挥发物检测

利用GC-MS检测，参照王蔚等[19]乌龙茶挥发物测定方法，称取0.5 g茶粉于20 mL顶空瓶中，加入1 mL蒸馏水，加盖密封，以顶空方式进样。

顶空条件：炉温80 ℃，取样针温度100 ℃，传输线温度120 ℃，样品平衡30 min，捕集阱高温280 ℃，低温40 ℃，保持5 min，干吹1 min，解吸0.5 min，顶空瓶压力40 psi，色谱柱压力12 psi，解吸压力15 psi，顶空出口分流。

GC-MS条件：Elite-FFAP色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），载气为氦气（纯度＞99.999%）。升温程序：柱温起始50 ℃，保持5 min，以3 ℃/min升至125 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至180 ℃，保持3 min，以15 ℃/min升至230 ℃，保持5 min。电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；质谱传输线温度250 ℃；质量扫描范围45～500 u。

挥发物定性定量：通过NIST标准谱库对总离子流量图的各峰谱图依照保留时间、相关特征离子、相对丰度匹配检索，参考PubChem[20]（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）、The Good Scents Company Information System[21]（http://www.thegoodscentscompany.com/）对挥发物化学结构、名称、气味进行判定。挥发物含量采用峰面积归一化法计算。

1.4 数据处理

采用Excel 2003进行数据处理；采用SPSS 19.0软件对生化成分进行方差齐次性检验；采用TBtools 1.046软件对生化成分进行热图绘制和层次聚类；采用SIMCA 14.0软件对生化成分进行OPLS-DA；采用Graphpad prsim 7软件进行柱状图绘制。

2 结果与分析

2.1 不同风味类型漳平水仙茶感官品质分析

如表1所示，水仙王子茶和水仙公主茶的香气及滋味具有明显差异。香气方面，水仙王子茶呈甜香带桂花香，水仙公主茶呈清香带兰花香，且二者秋茶均香气馥郁持久，明显优于春茶。滋味方面，水仙公主茶主要以鲜爽甜醇的特征为主，而水仙王子茶滋味较水仙公主茶更加浓醇并有较强收敛性，但鲜爽度略低。与香气品质相反，水仙王子和水仙公主春茶滋味较秋茶更加浓厚。干茶外形方面，水仙王子茶和水仙公主茶均呈扁平四方洁净，紧结油润，但色泽方面水仙王子干茶颜色偏深，呈青褐色，水仙公主干茶呈砂绿色。二者汤色均为橙黄明亮，叶底均为肥厚柔软，带红边。

表1 不同风味类型漳平水仙茶感官审评Table 1 Sensory evaluation of different flavor types of Zhangping Shuixian tea

2.2 不同风味类型漳平水仙茶非挥发物分析

2.2.1 不同风味类型漳平水仙茶非挥发物含量分析

如表2所示，水仙王子茶的水浸出物、咖啡碱含量均高于水仙公主茶，其中咖啡碱含量达到显著水平。水仙王子秋茶的茶多酚含量显著高于水仙公主茶，春茶相反但无显著差异。水仙王子茶游离氨基酸、可溶性糖和茶红素含量均显著低于水仙公主茶，而酚氨比高于水仙公主茶。茶褐素仅在水仙王子春茶和秋茶中存在显著差异，而黄酮、茶黄素含量在所有茶样中均无显著差异。

表2 不同风味类型漳平水仙茶非挥发物Table 2 Non-volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

2.2.2 不同风味类型漳平水仙茶非挥发物聚类分析

如图1所示，20 份茶样中，春茶（CW1～5、CG1～5）和秋茶（QW1～5、QG1～5）各聚为一大类，与秋茶相比，春茶中水浸出物、茶红素、茶多酚、游离氨基酸和可溶性糖含量较高，表明漳平水仙茶的非挥发物存在季节性差异。

图1 不同风味类型漳平水仙茶非挥发物的热图及层次聚类图Fig. 1 Hierarchical cluster heatmap of non-volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

春茶聚类结果中，CW1、CW2、CW3聚为一小类，CW4、CW5与全部水仙公主茶（CG1～CG5）聚为另一小类，水仙公主茶聚类结果与感官审评分类结果保持一致。图1结果显示，CW4和CW5茶红素含量较高，与水仙公主茶相似，表明茶红素含量差异可能是影响分类的一个重要因素。秋茶中，QG2和QG3与QW2、QW4和QW5聚为一小类，而QW1和QW3与QG1、QG4和QG5聚为另一小类。与秋茶相比，春茶的非挥发物差异对水仙王子茶、水仙公主茶的区分效果更佳。

2.2.3 不同风味类型漳平水仙茶非挥发物OPLS-DA

如图2所示，基于非挥发物构建OPLS-DA模型，其拟合参数R2Y为0.765，Q2为0.323。排列检验200 次的交叉验证模型的Q2回归直线与Y轴的截距小于0，表明该OPLS-DA判别模型不存在过度拟合现象，模型较为可靠（R2=0.409，Q2=－0.914）。除QW4外其余水仙王子茶聚集于第2、3象限，所有水仙公主茶被聚集于1、4象限，表明特征非挥发物有助于水仙王子茶和水仙公主茶的区分。咖啡碱、茶多酚、茶红素（变量重要性投影（variable importance in projection，VIP）值＞1）是区分水仙王子茶、水仙公主茶的重要非挥发物。水仙王子茶的咖啡碱含量显著高于水仙公主茶，茶红素含量显著低于水仙公主茶，且春茶和秋茶检测结果一致。水仙王子秋茶的茶多酚含量显著高于水仙公主，春茶检测结果相反但不存在显著差异，符合水仙王子茶滋味浓厚略带苦涩而水仙公主茶滋味醇爽的感官品质特征。

图2 不同风味类型漳平水仙茶非挥发物OPLS-DA得分散点图（A）、交叉验证结果（B）和VIP值（C）Fig. 2 OPLS-DA score scatter plot (A), cross-validation results (B) and VIP values (C) of non-volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

2.3 不同风味类型漳平水仙茶挥发物分析

2.3.1 不同风味类型漳平水仙茶挥发物鉴定和分析

续表3

如表3所示，本研究共检测出48 种挥发物，春茶41 种，秋茶44 种，其中香芹醇、(－)-乙酸香芹酯、异戊酸苯乙酯、邻甲氨基苯甲酸甲酯仅存在于春茶中，而正壬醇、肉桂醇、1-癸醇、甲酸庚酯、丙酸癸酯、胡薄荷酮、苯并呋喃共7 种挥发物仅存在于秋茶中，且秋茶的醇类物质相对含量（57.36%）显著高于春茶（38.67%），表明漳平水仙茶的挥发物及组分含量具有显著的季节性特征。相同季节的水仙王子茶和水仙公主茶挥发物种类一致。

表3 不同风味类型漳平水仙茶挥发物测定结果Table 3 Analysis of volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

所有茶样共有的挥发物有37 种，包括10 种碳氢化合物、15 种醇类化合物、4 种醛类化合物、3 种酯类化合物、1 种酸类化合物、1 种酮类化合物以及3 种其他类化合物（图3）。其中，含量最高的挥发物类型均为醇类化合物，其次是碳氢类化合物。漳平水仙王子茶醇类化合物含量（43.71%）显著低于水仙公主茶（47.83%），但碳氢类化合物含量（28.13%）显著高于水仙公主茶（23.38%），推测水仙王子茶和水仙公主茶呈现不同香型可能与醇类和碳氢类化合物含量比例差异相关。

图3 不同风味类型漳平水仙茶37 种共有挥发物分类组分占比Fig. 3 Percentages of 37 volatile components common to different flavor types of Zhangping Shuixian tea

2.3.2 不同风味类型漳平水仙茶挥发物聚类分析

基于37 种共有挥发物的层次聚类结果，如图4所示，20 份茶样聚为两大类，春茶CW1～5和CG1～5聚为一大类，秋茶QW1～5和QG1～5聚集为另一大类，表明漳平水仙茶挥发物具有显著的季节性特征。春茶中青叶醇、3,5,5-三甲基己醛、吲哚、石竹烯、α-法呢烯、(Z,E)-α-金合欢烯、3-蒈烯、α-蒎烯、异蒲勒醇、4-甲基苄醇、香叶醇含量显著高于秋茶，而秋茶中紫苏烯、紫苏醇、D-柠檬烯、正己醇、1-辛醇、肉桂烯、2-甲基丁醛、顺-2-戊烯醇、3-甲基戊酸、1-戊烯-3-醇含量较高，这些挥发物是区分春茶和秋茶的重要因素。

图4 不同风味类型漳平水仙茶挥发物的热图及层次聚类图Fig. 4 Hierarchical cluster heatmap of volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

春茶聚类结果中，CW1、CW3、CW5聚集为一小类，CW2、CW4与CG1～CG5聚集为另一小类，水仙公主春茶聚类与感官审评分类结果一致。水仙王子春茶的青叶醇、3-蒈烯、α-蒎烯含量显著高于水仙公主春茶，而α-法呢烯、(Z,E)-α-金合欢烯显著低于水仙公主春茶是二者分类聚集的重要因素。秋茶聚类结果中，茶样分别聚集为3小类，QG4与其他茶样相比青叶醇、3,5,5-三甲基己醛、吲哚、2-甲基丁醛、顺-2-戊烯醇、1-戊烯-3-醇、4-甲基环己醇、芳樟醇、乙酸叶醇酯含量高，差异显著，单独聚为一小类；QG1、QG2、QG5和QW5聚为第2小类；QW1、QW2、QW3、QW4和QG3聚为第3小类。与水仙王子秋茶相比，水仙公主秋茶的D-柠檬烯、正己醇、1-辛醛含量较高。

2.3.3 不同风味类型漳平水仙茶挥发物OPLS-DA

如图5所示，基于37 种共有挥发物构建OPLS-DA模型，其拟合参数R2Y为0.658，Q2为0.369。排列检验200 次的交叉验证模型，Q2回归直线与Y轴的截距均小于0，表明该OPLS-DA判别模型不存在过度拟合现象，模型较为可靠（R2=0.377，Q2=－0.502）。水仙王子茶全部聚集于第2、3象限，除QG3外水仙公主茶全部聚集于第1、4象限，水仙王子茶和水仙公主茶通过特征挥发物显著区分。不同风味类型漳平水仙挥发物VIP值表明，3-蒈烯、乙酸叶醇酯、正己醇、α-蒎烯、D-柠檬烯（VIP值＞1）是区分水仙王子茶与水仙公主茶的特征挥发物。水仙王子茶的3-蒈烯、α-蒎烯含量均显著高于水仙公主茶。其中唯一与水仙王子茶聚集于第3象限的水仙公主茶QG3 （图5A），3-蒈烯含量同样较高。水仙公主茶的正己醇、乙酸叶醇酯、D-柠檬烯含量显著高于水仙王子茶。

图5 不同风味类型漳平水仙茶挥发物OPLS-DA得分散点图（A）、 交叉验证结果（B）和VIP值（C）Fig. 5 OPLS-DA score scatter plot (A), cross-validation results (B) and VIP values (C) of volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

3 讨 论

3.1 不同风味类型漳平水仙茶特征性非挥发物

漳平水仙王子茶和水仙公主茶的滋味差异显著，水仙公主茶主要以鲜爽甜醇的特征为主，而水仙王子茶滋味较水仙公主茶更加浓醇并有较强收敛性，但鲜爽度略低。本研究结果表明水仙王子茶和水仙公主茶的咖啡碱、茶多酚、游离氨基酸、可溶性糖、茶红素含量均差异显著，且存在显著的季节性差异。

非挥发物的OPLS-DA结果表明，咖啡碱、茶多酚和茶红素对鉴别漳平水仙茶滋味具有重要作用。水仙王子茶的咖啡碱和茶多酚（秋茶）含量均高于水仙公主茶，而茶红素含量相反。做青过程中，水仙王子茶摇青力度大于水仙公主茶，与轻做青相比，重做青使茶叶的咖啡碱含量增加[22]，茶多酚和茶红素含量降低[23-24]，本研究咖啡碱和茶红素检测结果与前人研究一致。但茶多酚检测结果仅在春茶中一致，秋茶检测结果相反。水仙王子茶、水仙公主茶除做青力度存在差异外，水仙公主茶的摇青次数多于水仙王子茶。相关研究表明在乌龙茶加工过程中，随摇青次数的增加，茶多酚含量呈下降趋势，但不同摇青次数之间茶叶的茶多酚含量呈波动变化[25]，水仙公主秋茶的茶多酚显著低于水仙王子，可能与水仙公主秋茶摇青次数多相关。茶红素与茶汤滋味浓度和强度呈正相关，茶多酚和咖啡碱为茶汤苦涩味主要来源与茶汤品质负相关，但在茶黄素、游离氨基酸和可溶性糖等物质的共同作用下，能够缓解苦味转化为强烈的收敛性[26-27]。因此，茶汤滋味浓醇略带苦涩收敛性强可作为水仙王子茶区别于水仙公主茶的重要感官滋味评判指标。

3.2 不同风味类型漳平水仙茶特征性挥发物

水仙王子茶和水仙公主茶香型不同，水仙王子茶呈甜香带桂花香，水仙公主茶呈清香带兰花香。GC-MS检测结果表明，相同季节的水仙王子茶和水仙公主茶检测出挥发物一致，但挥发物组分含量比例存在差异。二者均以醇类和碳氢类化合物为主，但水仙王子茶碳氢类化合物含量显著高于水仙公主茶，而醇类物质含量相反。前人研究表明醇类化合物如脱氢芳樟醇、香叶醇等常带有清雅的花果香[28]，碳氢化合物中的烯烃类物质常带有特殊香气，如D-柠檬烯、3-蒈烯、α-蒎烯具有柠檬香、松木香和甜香[29-30]，大量研究均显示碳氢类挥发物是茶叶桂花香型的重要组成部分[31-33]，与本研究结果一致。因此，推测水仙王子茶和水仙公主茶的不同香型与碳氢类及醇类化合物含量差异具有重要关系。

漳平水仙茶挥发物的OPLS-DA结果表明，3-蒈烯、乙酸叶醇酯、正己醇、α-蒎烯、D-柠檬烯对于鉴别漳平水仙茶香型具有重要作用。水仙王子茶的3-蒈烯、α-蒎烯含量均高于水仙公主茶。α-蒎烯和3-蒈烯均带有松木香和甜香，前人研究发现α-蒎烯能增强佛手、番荔枝等果实的甜香品质[34-35]，且在多个品种的桂花中检测到α-蒎烯和3-蒈烯[36-38]，同时二者对于茶叶甜香香型的形成具有主要贡献作用[39-40]，而二者对于水仙王子茶呈现甜香和桂花香亦具有促进作用。水仙公主茶的正己醇、乙酸叶醇酯、D-柠檬烯含量高于水仙王子茶。正己醇具有水果清香，是乌龙茶具有嫩叶清爽性香气的主要关联成分[41]。正己醇在发酵过程中含量会显著下并降转化为酯类和醛类物质[42]，因此推测水仙公主茶正己醇含量高可能与做青力度低于水仙王子茶有关，做青力度小发酵程度轻使正己醇含量保留较多。乙酸叶醇酯具有青草香和青果香， D-柠檬烯具有柠檬香，前人研究发现乙酸叶醇酯是霍山黄芽呈现清香高长的高香成分之一[43]，D-柠檬烯是形成清香型铁观音的主要挥发物之一[44]，本研究发现乙酸叶醇酯和D-柠檬烯是构成水仙公主茶清香和兰花香重要物质基础。Feng Zhihui等[45]针对茶叶兰花香研究发现，茉莉酸甲酯是形成茶叶兰花香的主导物质，但是在本研究中所有茶样均未检测出茉莉酸甲酯，可能与茶叶品种及制作工艺差异相关。

此外，漳平水仙茶挥发物同样具有显著季节性差异，秋茶中醇类物质含量比例显著高于春茶，同时还增加了具有花香气味的肉桂醇、正壬醇、1-癸醇、丙酸癸酯等物质，感官审评结果同样显示秋茶花香气味更加馥郁持久。漳平地区具有“春水秋香”的茶叶加工品质特征[46]，本研究检测获得的非挥发物及挥发物季节性变化规律与此一致。

4 结 论

本研究通过对不同风味类型漳平水仙茶感官审评和生化成分检测分析，获得8 种特征性生化成分，其中咖啡碱、茶多酚和茶红素的含量差异对于形成漳平水仙茶不同滋味风格具有重要作用，3-蒈烯、乙酸叶醇酯、正己醇、α-蒎烯、D-柠檬烯的含量差异是形成漳平水仙茶不同香型的重要因素。受样本数量限制，对于不同风味类型漳平水仙茶识别模型构建尚存不足，未来可进一步扩大样本数量，构建更为精准的识别模型，而本研究检测获得的特征生化成分有助于为后期漳平水仙茶识别模型的构建提供一定参考。