茶葉香氣研究進展

施夢南 龔淑英

(浙江大學茶學系 杭州 310058)

1 引言

香氣作為鑒定茶葉品質的重要因子之一，歷來受到國內外學者的關注與研究。茶葉香氣是茶鮮葉在制茶過程中進行復雜的生化反應而產生的。不同的茶樹品種、加工工藝，其成品茶中香氣組分、香氣物質百分含量都有較大差異，不同茶類的香氣特征也大不相同。任何一種茶葉的香氣都是其所含的不同芳香物質以不同濃度組合的綜合表現［1］。

隨著分析儀器與分析技術的進步，近幾年來對茶葉香氣的特征性成分、提取方法和分析方法等的研究有了較大的發展，研究的結果對提高茶葉香氣質量、探索影響香氣質量的因素和改進茶葉加工工藝起到至關重要的作用。

2 茶葉香氣特征研究進展

2.1 茶葉香氣成分概述

迄今為止，已從各種茶葉中分離出700多種香氣物質［2］，包括醇類、醛類、酮類、酯類、內酯類、酸類、酚類、雜環化合物、含硫化合物、含氮化合物、碳氫化合物等十余大類化合物，其中又以醇類、酯類、酮類、醛類和碳水化合物為主［3］。按茶葉香氣組分的結構特點可分為四類［3，4］:①萜烯類及其衍生物，代表物質有香葉醇、芳樟醇及其氧化物、丁香烯、α-法尼烯、橙花叔醇等;②脂肪類及其衍生物，代表物質有順-3-己烯醇(青葉醇)、反-2-己烯醛(青葉醛)、己酸-順-3-己烯酯、β-紫羅酮等;③芳香族衍生物，代表物質有苯甲醇、苯甲醛、苯乙醛、苯乙醇、水楊酸甲酯、苯甲酸甲酯等;④含氮、氧等雜環類及其他化合物，如吲哚、吡嗪類、吡喃類、吡啶類及其衍生物等。

2.2 綠茶香氣特征研究進展

目前，在綠茶香氣成分的研究中，已分離鑒定出300余種綠茶香氣組分，而且不斷有新的組分被分離發現。綠茶作為我國的主要茶葉生產品種，學者對其香氣成分的研究從未間斷，而加工工藝、栽培管理、生長環境等因素對綠茶香氣的影響以及綠茶的香型特征更是綠茶香氣成分研究的主要方面。

研究表明，綠茶的主要香氣成分有:芳樟醇及其氧化物、水楊酸甲酯、香葉醇、己酸-順-3-己烯酯、丁香烯、法尼烯、橙花叔醇、茉莉酮酸甲酯、6，10，14-三甲基十五烷酮等。

在加工工藝方面，鮮葉攤放、殺青、揉捻和干燥是制作綠茶的主要工序，每道工序對綠茶品質都有很大的影響，用不同加工方式制作的綠茶在香氣表征上存在明顯差異。竇洪亮［5］等研究認為炒青綠茶中主要成分為芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇等。而葉乃興［6］等研究發現，烘青茶坯以高沸點揮發性化合物為主，含量較高的有石竹烯、雪松烯、杜松烯、二氫海葵內酯等化合物。另外，蒸青綠茶殺青時間短，因而低沸點香氣成分含量較高，青草氣明顯。蒸青綠茶香氣的主要成分有橙花叔醇、芳樟醇及其氧化產物、香葉醇、紫羅酮、順茉莉酮、苯乙醛、二甲硫、吲哚等［7］。戴淑君［8］等對10種名優綠茶香氣成分組成進行分析，發現不同加工工藝下的茶樣香氣物質的種類差異小一點，但在含量上差別較大。就碳氫化合物含量而言，烘青茶中普遍較高;炒青茶中的南京雨花茶略低。

在栽培管理方法和生長環境等方面，也有不少學者進行了研究。余有本［9］等對設施栽培與常規栽培的綠茶香氣進行了比較分析，發現兩種綠茶香氣的基本組成成分相似，但香氣類型、香氣組成比例、香氣指數、香氣物質的總量和大多數香氣組分的相對含量差異較大。代毅［10］等對不同產區的龍井茶香氣物質進行分析比較，發現芳樟醇、香葉醇、己酸-順-3-己烯酯、順茉莉酮、α-雪松烯、香葉基丙酮、β-法尼烯、β-紫羅酮、橙花叔醇等是龍井茶中的主要香氣成分，對構成其特征風味成分具有重要的作用。

茶葉香氣的特征香型一直是學者們研究的重點，而綠茶的主要香型有花香、清香、甜香、烘炒香(板栗香)及爽快的綠茶香氣等［4］。葉國注［11］等對板栗香型綠茶進行香氣分析，研究結果表明，栗香型茶樣的香氣成分特征為含有顯著高含量的β-紫羅酮、橙花叔醇等化合物，而 3，7，11-三甲基-1-十二醇的含量顯著低于非栗香型綠茶，這10種成分對栗香型與非栗香型茶樣具有良好的區分效果。陳昌輝［12］等對高香綠茶進GC-MS法分析，得出其主要香氣成分為(反)-橙花叔醇、芳樟醇、吲哚。龔自明［13］等對湖北具有代表性的八種名優綠茶進行了GC/MS分析，芳樟醇、順-橙花叔醇、杜松醇、β-紫羅酮等這些高沸點組分構成了茶葉的栗香型香氣。另外發現，傳統蒸青綠茶恩施玉露與其他烘炒型名優綠茶相比，具清香味的順-3-己烯醇、己酸-順-3-己烯酯的百分含量較高，而丁酸-3-己烯酯、辛酸-3-己烯酯、4-氨基-3-甲基酚等化合物為蒸青茶所特有。茶葉即使香型一致，其香氣組分仍存在或多或少的差異，目前學者們仍未能確定引起茶葉香型差異的具體物質，這也是由于茶葉產生香氣過程中復雜的化學反應、呈香物質種類多、含量高低與閾值的關系等多種因素造成的。

2.3 紅茶香氣特征研究進展

紅茶屬于全發酵茶，其香氣主要來自發酵過程中多酚類的酶促氧化及偶聯反應，形成以醛、酮、酸等化合物為主要特征成分的甜花香［4］。

紅茶根據加工工藝的不同，可分為工夫紅茶、紅碎茶和小種紅茶三大類。目前，學者對祁紅工夫紅茶的研究最多最全面，竹尾忠一［14］、王華夫［15］、趙常銳［16］等均表明出香葉醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醇和苯乙醇是“祁門香”的特征性香氣物質，其中以香葉醇的玫瑰香特征最為突出。周雪芳［17］等認為四川工夫紅茶香氣的主體特征成分為香葉醇、水楊酸甲酯、苯乙醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醛、苯乙醛、苯甲醇等化合物，并推測 3，7-二甲基-1，5，7-辛三烯-3-醇是川紅產生桔香的主要化合物。郭雯飛［18］等研究發現，在正山小種、煙正山小種和煙小種紅茶中，長葉烯和α-松油醇為最豐富的香氣成分，長葉烯、長葉環烯、愈創木酚、4-甲基愈創木酚、4-乙基愈創木酚等為該類紅茶獨特的成分。比較正山小種與祁紅工夫的香氣可發現明顯差異，正山小種因煙熏工藝而存在祁紅中所沒有的松萜烯類、熱解類等化合物。而紅碎茶多以大葉種為原料，又經過揉切等工藝，產生了其濃、強、鮮的獨特風味。李家賢［19］等對云大淡綠紅碎茶香氣化合物組成進行研究，結果表明，云大淡綠紅碎茶在已鑒定的35個組分中，醇類化合物含量最高，占香氣總物質的72.31%，其中芳樟醇及其氧化物、苯乙醇、香葉醇、水楊酸甲酯、正己醛、苯甲醇、正壬醇、橙花叔醇、2-苯乙醇等化合物為主體特征成分，與云南大葉相比，香氣特征總趨勢相似，但對紅茶花香起主要作用的物質含量較高。

除了特征香氣組分的分離與鑒定外，各加工工序對紅茶香氣組分的影響也是學者們研究討論的主要方向。其中，發酵作為制作紅茶的主要工序，對紅茶特征性香氣的產生起著最為關鍵的作用。劉莉華［20］等研究祁門傳統工夫紅茶和紅碎茶兩種加工工藝中β-葡萄糖苷酶活性的變化，發現紅碎茶加工過程中，隨發酵時間的延長，類似于祁門傳統工夫紅茶的香氣逐漸顯露出來，可部分彌補其未經長時揉捻而造成的鍵合態香氣釋放不足的缺憾。趙和濤［21］對祁門紅茶發酵過程的研究表明，醇類、醛類、酮類等芳香物質增多，而酸類、酯類、酚類芳香物質減少。正是這些芳香物質的增減，并且形成、轉化，才使鮮葉中的“青草氣”消失，而產生濃郁的“果甜花香”。

2.4 烏龍茶香氣特征研究進展

烏龍茶屬半發酵茶，具有天然的花果香，其香型呈現豐富多變的特點。根據以往的研究，我們可總結出烏龍茶香氣的主要成分為芳樟醇及其氧化物、香葉醇、橙花叔醇、苯甲醇、2-苯乙醇、順-茉莉酮、茉莉酮內酯、茉莉酸甲酯和吲哚等。

烏龍茶的香型種類豐富，且不同的香型有各自的特征成分，不同揮發性化合物的含量和組成也有很大差異。鐘秋生［22］等利用 HS-SPME/GC-MS法對東方美人茶和鐵觀音的香氣進行分析，結果表明，東方美人茶的香氣成分比鐵觀音豐富，以醇類化合物為主，其醇類、酮類和酚類化合物含量均高于鐵觀音，而酯類和碳氫化合物等含量低于鐵觀音;東方美人茶的香氣成分主要是香葉醇、芳樟醇、芳樟醇氧化物I等;而鐵觀音的主要香氣成分是反式-橙花叔醇、α-法尼烯、吲哚、丁酸-2-甲基-2-苯乙酯等。苗愛清［23］等利用HS-SPME-GC-MS/GC-O技術對白葉單樅、金萱、鐵觀音、黃金桂4個烏龍茶進行香氣成分測定，結果顯示，白葉單樅茶主要香氣成分是芳樟醇及其氧化物Ⅰ;金萱主要香氣成分是吲哚;鐵觀音主要香氣成分為芳樟醇、水楊酸甲酯、己酸-順-3-己烯酯和α-法尼烯;黃金桂主要香氣成分是芳樟醇氧化物Ⅰ、己酸-順-3-己烯酯和 α-法尼烯。戴素賢［24］用主成分法研究認為，不同茶種香型不同，并且各香型茶皆有較為突出的賦香物質存在，萜烯醇類為其主要的賦香物質;肉桂香的主要賦香成分為橙花叔醇、吲哚、植醇、芳樟醇及其氧化物;玉蘭香的主要賦香成分為法尼醇、植醇、吲哚。可見，不同香型的烏龍茶因主要特征香氣成分種類和含量的不同而產生了其獨特的品質特征。

2.5 普洱茶香氣特征研究進展

普洱茶是我國的特種茶之一，因普洱茶獨特的香氣和多樣的保健功能，使其日益受到廣大消費者的喜愛。而“越陳越香”已成為市場上鑒定普洱茶品質和決定價格的重要因素之一。近年來，學者們對普洱茶香氣特征的研究主要集中在“陳香”方面。

在陳香的組成研究方面，呂海鵬［25］等利用HSSPME-GC/MS法分析陳香普洱茶，研究表明其主要香氣成分有β-萜品醇、環氧芳樟醇、芳樟醇氧化物I、3，4-二甲氧基甲苯、雪松醇、芳樟醇、β-紫羅酮、α-法呢烯等;與其它普洱茶相比，陳香普洱茶中的β-芳樟醇、癸醛、壬醛、水楊酸甲酯、3，4-二甲氧基甲苯等成分的含量要明顯高于其它普洱茶，而β-萜品醇、雪松醇、β-紫羅酮、1，2，4-三甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯、1，2，3-三甲氧基苯以及長葉烯等明顯低于其它普洱茶。張靈枝［26］等對不同貯藏時間的普洱茶進行香氣成分分析，結果在陳年普洱和新的普洱茶中均未檢出在紅茶、烏龍茶、綠茶等其它茶類中較普遍存在的芳樟醇及其氧化物、香葉醇、橙花叔醇等具有明顯花香的茶葉香氣物質，而大量存在的是這些物質的同分異構體，其中反-丁香烯在陳茶中的含量最高。任洪濤［27］等采用同時蒸餾萃取法富集其香氣物質并采用GC/MS對不同級別的普洱茶原料綠茶樣品進行香氣成分對比分析，結果表明，不同級別普洱生茶香氣成分在含量上存在較大差異;其中己醛、青葉醛、苯甲醛、苯乙醛、芳樟醇、橙花醇、香葉醇等的含量均為級別高的原料較級別低的原料含量高;而芳樟醇氧化物、α-紫羅蘭酮、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、二氫彌猴桃內酯、雪松醇等則在低級別普洱茶原料綠茶中含量較高。

渥堆是普洱茶熟茶制作過程中的獨特工藝，是形成普洱茶色、香、味的關鍵性工序。有關研究指出，普洱茶香氣成分的重要特色在于渥堆過程中形成了大量芳香族化合物，如1，2，3-三甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等［28］。根據谷勛剛［29］等對普洱茶渥堆前后香氣變化的研究表明，曬青毛茶在渥堆階段，苯甲醇、氧化芳樟醇、芳樟醇等揮發性高的成分，其游離態及酸解態含量隨渥堆時間延長而下降;游離態和酸解態花香型成分含量隨渥堆時間延長而下降，而陳香型成分含量上升。呂海鵬［30］等研究發現曬青毛茶在渥堆過程中香氣組分中的醇類成分和碳氫化合物成分劇烈減少，而雜氧化合物成分和酯類成分大幅度增加;1，2，3-三甲氧基苯是雜氧化合物中含量最豐富的成分，在渥堆結束后含量達到最高。目前，學者們普遍認為，普洱茶特殊的香氣成分是在渥堆后發酵過程中形成的，與酶促作用、微生物作用、濕熱作用等有密切關系。有關普洱茶香氣成分的形成機理仍在深入研究中。在渥堆過程中，除了形成有利的香氣成分，同時也產生了一些不良的氣味，如酒糟氣、酸辣氣甚至腐臭氣，這些氣味物質(如吲哚)在高濃度下會嚴重影響黑茶品質，但經過干燥階段的揮發或轉化，能降低濃度，從而形成黑茶的特殊風味［31］。

2.6 茉莉花茶香氣特征研究進展

茉莉花茶是我國特有的茶葉產品，它以清新幽雅的花香和醇爽的滋味而深受消費者的青睞，是我國銷量最大的花茶品種。茉莉花茶多由綠茶和茉莉花窨制而成，不同級別茉莉花茶所用綠茶級別不同，用花量也不同。茉莉花茶中的主導香氣成分有:苯甲酸順-3-己烯酯、芳樟醇、乙酸芐酯、鄰氨基苯甲酸甲酯、順-3-己烯醇、水楊酸甲酯、苯甲醇等化合物。

由于不同的產地、不同的窨制工藝、不同的烘青品種，茉莉花茶中的主導香氣組分必然會存在一定的差異，因而不同學者的研究結論也不同。目前，對茉莉花茶香氣的研究明顯少于其它品種的茶類，而且研究的范圍主要是在窨制工藝不同、提取工藝不同對香氣組分的影響等方面。

蔣顧偉［32］等對窨制與加香茉莉花茶香氣成分的差異性進行分析，結果表明，窨制茉莉花茶獨有的香氣組分是順-3-己烯醇乙酸酯、苯甲酸甲酯、β-環檸檬烯、異戊酸己烯酯、石竹烯等。在加香茉莉花茶中主要類型的香氣化合物與窨制茉莉花茶基本相同，其中加香茉莉花茶獨有的香氣組分是庚醛、α-萜品醇、苯乙烯、2-苯基甲烯基庚醛、香葉基丙酮等。葉乃興［33］等研究認為，苯甲酸順-3-己烯酯、芳樟醇、乙酸芐酯、鄰氨基苯甲酸甲酯是茉莉花茶的主香組分，這些成分構成了茉莉花茶香氣濃度的基礎。而吲哚、杜松萜烯、苯甲醇、α-法尼烯、水楊酸甲酯、橙花叔醇、乙酸香葉酯、己酸-順-3-己烯酯等成分對茉莉花茶香氣起到協調和輔助作用。

筆者用SPME/GC-MS法對茉莉花茶的香氣進行研究發現，其主要揮發性成分有順-3-己烯醇乙酸酯、芳樟醇、苯甲酸甲酯、乙酸苯甲酯、α-法尼烯、水楊酸甲酯、苯甲醇、順-3-己烯醇苯甲酸酯、2-氨基-苯甲酸甲酯、吲哚等。另外，比較不同價格茉莉花茶間的香氣組分發現，苯甲醇、順-3-己烯醇苯甲酸酯、2-氨基-苯甲酸甲酯、吲哚的相對含量隨著茉莉花茶價格的升高而呈一定的上升趨勢;而順-3-己烯醇乙酸酯、α-法尼烯、乙酸苯甲酯的相對含量隨著茉莉花茶價格的升高而呈一定的下降趨勢。然而，利用SPME法提取的香氣組分中未檢測出茉莉酮、乙酸順-3-乙烯酯等茉莉花中所具有的揮發性成分，筆者認為這與SPME法本身存在的競爭性吸附有一定關系［34］。

3 小結與展望

3.1 不同茶類香氣特征性成分比較

根據以往學者們的研究，可以發現，不同茶類之間香氣成分組成、香型和含量都存在明顯差異。綠茶中存在二甲硫、α-法尼烯等紅茶、烏龍茶與黑茶所不具有的香氣物質，有學者研究認為，癸醛是爽快的綠茶香氣的主要關聯成分，順-3-己烯醇、香葉醇等對綠茶的清香有明顯作用，3，7-二甲基-1，5，7-辛三烯-3-醇則是綠茶花香的主要來源。

在紅茶的香氣中未檢測出吲哚，這可能對形成紅茶香氣柔和的特征有一定的作用。另外，學者們認為，苯甲醛、沉香醇對紅茶甜香的形成有積極作用，長葉烯、α-松油醇是形成正山小種松煙香的主要成分，異丁醛、異戊醛則是花香的成因。

烏龍茶的香氣豐富，果香的關聯成分有茉莉內酯、茶螺烯酮;木香為乙烯苯酚、橙花叔醇;嫩葉香為順-3-己烯醇、正己醇。

黑茶中未檢出在紅茶、烏龍茶、綠茶等其它茶類中較普遍存在的芳樟醇及其氧化物、香葉醇、橙花叔醇等具有明顯花香的茶葉香氣物質。其陳香的主要關聯物質有戊醇、辛烯醇 1，2，3-三甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等。

茉莉花茶香氣成分的種類與烘青綠茶大體相似，與茉莉花的揮發性成分比較發現，順-3-己烯醇乙酸酯、α-法尼烯、水楊酸甲酯等組分是茉莉花中所不具有的。

雖然不同茶類間香氣物質的種類、香型和含量都存在明顯差異，但仍可找出一些相同成分，如綠茶、紅茶、烏龍茶三大茶類中，普遍存在芳樟醇及其氧化物、香葉醇、苯甲醇、茉莉酮酸甲酯等。因而可以推斷，這些化合物是構成茶葉香氣的主要物質。

3.2 展望

近年來，隨著科技的快速發展，國內外學者對茶葉香氣物質的研究已經取得了重大進展。從加工工藝、栽培土壤及管理技術、茶樹選育品種、檢測分析技術等對茶葉香氣品質的影響，到不同茶類香型特征分析，茶葉香氣研究的方向和范圍更加開闊。盡管，目前已取得了較大的進步，茶葉香氣的研究仍存在很多亟需解決的問題，需要更多的學者進行深入探討。

首先，由于香氣物質在茶葉中含量低(僅0.1%左右)、物質種類多、易揮發，提取過程中易發生各種反應，導致即使利用同一種方法提取茶葉香氣，其獲得的物質種類、含量及相對含量仍存在一定差異。而且以目前提取方法所獲得的茶葉香氣提取物仍不能很好地反映茶樣的香氣特征，不同方法提取的香氣組分種類、含量及相對含量存在明顯差異。至今，眾多學者嘗試過各種方法提取茶葉香氣，但每種方法仍存在一定的弊端，筆者認為，如何解決提取物香氣特征與茶葉本身香氣特征間的差異是未來研究中的重點所在。可從提取方法的通用性、技術參數和多種提取方法聯用等方面進行深入研究。

另外，由于我國茶葉品種繁多，加工工藝差異明顯，即使茶類相同，所得研究結果也有較大差異。目前，對茶葉香氣的識別和鑒定主要根據感官審評方法，而感官審評其結果主觀性強，易受環境、情緒等諸多種因素影響，且根本無法確定影響茶葉香型的主要揮發性成分的類別和含量。而儀器分析方法如GC/MS法只能給出香氣成分的組成和含量，無法確定對香味起關鍵作用的一些主香化合物，除此之外，由于閾值的不同，由儀器檢測出得含量高的化合物未必是香氣的主導因素，而含量低的化合物卻極有可能是香型形成的關鍵。針對目前研究的瓶頸，有學者建議采用多種分析方法聯用技術，可增強結果的可比性和參考性，筆者表示贊同，如苗愛清［23］等利用GC/MS和GC/O技術，對烏龍茶的香氣物質有了更為深入的探討。

除此之外，有學者建議建立一套茶葉香氣研究的標準方法體系，在各種先進檢測技術的合理利用和模型的構建基礎上，人們就能夠通過定性和定量的調節，實現人為的條件調控，增強香氣分析的準確性，并為茶葉深加工等方向提供幫助。

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