黃茶感官悶黃程度標定及不同悶黃程度莫干黃芽香氣組分研究

龔淑英 周森杰 謝雨欣 范方媛* 錢虹 汪春云

（1.浙江大學茶葉研究所，浙江 杭州 310058；2.浙江省德清縣農業農村局，浙江 德清 313200）

茶葉是全球三大功能性飲料之一，受到國內外人民的廣泛喜愛。黃茶是我國六大茶類之一，其基本加工工藝為：殺青—揉捻—悶黃—干燥。因其獨特的“悶黃”工序，形成了黃茶獨特的“干茶黃、湯色黃、葉底黃”的“三黃”品質特征［1］。隨著對黃茶生物活性成分研究的深入，其殺菌和抗病毒［2］、抗氧化［3］、抗癌［4］、肝臟保護［5］、調節節糖脂代謝紊亂［6］等功能逐步被研究發現，黃茶也越來越多的受到消費者關注。

黃茶在悶黃時由于在制茶葉的含水量、溫度與悶的時間的區別，物質成分的轉化程度不同，感官品質差異很大，從悶黃時間較短品質接近綠茶到長時間悶出現熟悶酸味，呈現出明顯的變化梯度，產生不同的黃茶特征。

莫干黃芽是浙江省黃茶的典型代表，是國家地理標志地域保護的產品，其具體規定是必須采用產地范圍規定劃出的德清縣產區內的茶樹新梢，再通過黃茶傳統的工藝加工，也即“攤青—殺青—揉捻—悶黃—初烘—做形—足干”加工而成。由于“悶黃”是形成黃茶品質的關鍵工序，近年來我們一直對黃茶的悶黃工藝、技術及關聯品質特征開展研究［7－10］。本研究以25種不同悶黃時間的試驗樣品和5種不同悶黃程度的莫干黃芽為實驗材料，感官標定悶黃程度，探究莫干黃芽特征香氣組分與悶黃程度之間的關系。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 莫干山當地品種鮮葉。

1.1.2 從大量莫干黃芽產品中，根據感官審評篩選出具有代表性的五個莫干黃芽產品，其均具有莫干黃芽的典型品質特征，同時表現出不同的悶黃程度。五個品牌莫干黃芽產品具體信息如表1。

表1 實驗產品信息

1.2 儀器設備

恒溫水浴鍋（HWS28型，上海一恒儀器公司），電子加熱套（杭州明遠儀器有限公司）；超純水器；電子天平（溫州維多利亞儀器有限公司）；GCMSQP2020氣相色譜-質譜聯用儀（日本shizouka公司）；冷凝管；500 mL平底燒瓶；250 mL圓底蒸餾瓶等。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同悶黃程度黃茶制備 參考范方媛等［8］提出的最佳悶黃工藝參數，悶黃葉溫為（45±2）℃、在制葉含水率為（37±3）%、環境相對濕度為（80±5）%、通氣頻率為每10 min 1次。間隔30 min取樣。

1.3.2 莫干黃芽感官審評方法 邀請5位具有評茶師（二級及以上）技能的專業審評的人員，根據《茶葉感官審評方法》（GB／T23776－2018）對選取的30個樣品進行感官審評。

1.3.3 香氣分析樣品處理方法 本實驗采用的是可控溫的同時萃取法，實驗參照施夢南［11］的方法鏈接SDE改良裝置，萃取時間設置為2 h。計時結束停止加熱，裝置冷卻至室溫。收集萃取液脫水并過濾，濾液在40～50℃水浴鍋中加熱濃縮至5 mL，等待進行GC-MS分析。

1.3.4 GC-MS分析條件 色譜條件：氣相譜柱為HP-5MS毛細管柱（30 m×0.25μm×0.25 mm）。以高純氦氣（純度99.999%）為載氣，恒定柱流量為1.0 mL／min，不分流進樣，進樣量1.0μL。升溫程序：50℃保持5 min，以3℃／min上升至210℃，保持5 min，再以15℃／min上升至230℃，保持5 min。

質譜條件：接口溫度為230℃，離子源溫度為250℃。電離方式為電子轟擊（EI），電子能量70 eV，掃描質量范圍為35～450 amu。

定性分析：利用LabSolutions／GCMSsolution（島津企業管理（中國）有限公司）對總離子色譜圖（TIC）進行峰面積積分，利用計算機中的NIST17譜庫檢索尋找每個峰所對應的大于70%的物質，并結合相關文獻與保留時間確定香氣成分名稱。

定量分析：各香氣組分的相對濃度用該物質的峰面積與內標物（Butylated hydroxytoluene，BHT）［12－13］峰面積的比值來表示。

1.4 數據分析

采用Excel2019對香氣化學組分的相對含量進行分析；采用simca-p 14.5對香氣化學組分進行主成分分析（principal component analysis，PCA）、正交偏最小二乘判別分析（Orthogonal Partial Least Squares Discrimination Analysis，OPLS-DA）。

2 結果與分析

2.1 黃茶悶黃程度感官標定

通過對原料進行不同時間的悶黃處理得到悶黃程度不同的黃茶茶樣25個。組織專業人員對悶黃程度不同的黃茶樣品進行感官審評，發現伴隨著悶黃程度的增加，黃茶外形色澤上由翠綠鮮潤向嫩黃再向黃褐色轉變；湯色上由嫩綠向嫩黃再向橙黃轉變；香氣的高爽度和鮮度下降，甜度和濃度逐漸上升，最后出現悶味和酵味；滋味上鮮度和濃度下降，收斂性變弱，柔滑度上升，甜度逐漸上升，最后出現悶味和酵味，與香氣變化一致；葉底色澤上變化與外形色澤變化趨勢相似，由嫩綠向嫩黃再向黃褐色轉變，呈現出很好的變化梯度與趨勢。根據變化梯度與趨勢，總結樣品的特征，我們把悶黃的程度分成11個梯度，0度最輕，無悶黃工序，屬于綠茶；10度最重，開始出現悶黃過度的特征，品質開始下降。具體悶黃程度標定如表2所示。

根據悶黃度可以將黃茶的悶黃程度分為輕度悶黃、中度悶黃、重度悶黃。輕度悶黃，悶黃度1－3，外形、葉底色澤呈綠色，湯色較嫩綠明亮，滋味甜味出現，但任保持一定的鮮爽度，滋味上收斂性減弱，口感柔和，甜味初顯，出現黃茶的風格但帶有綠茶的特征。中度悶黃，悶黃度4－7，外形嫩黃或黃帶褐、葉底色澤出現嫩黃色，湯色嫩黃，香氣甜純濃爽，滋味甜度較輕度悶黃上升，口感上出現柔滑感，黃茶特征明顯。重度悶黃，悶黃度8－10，外形、葉底呈現出黃帶褐的色澤特點，湯色逐漸轉變為橙黃明亮，香氣甜純濃郁，同時會出現悶黃過度產生的熟悶味和酵味，滋味上甜度與柔滑度進一步提升，悶黃過度產生的悶味與酵味也會在滋味中呈現。此類黃茶如用蓋碗，水溫掌控在80度左右沖泡，也會出現很好的黃茶品質風格。

表2 悶黃度對應黃茶感官審評結果

2.2 不同悶黃程度莫干黃芽感官特征

對五個莫干黃芽進行感官審評，同時根據表2中對黃茶悶黃度的標定，利用對五個莫干黃芽進行悶黃度打分，并判斷其悶黃程度，如表3所示。

表3 不同悶黃程度黃茶香氣感官審評結果

2.2 不同悶黃程度黃茶揮發性成分

2.2.1 不同悶黃程度黃茶香氣組分差異 從5種莫干黃芽產品中一共檢測出127種揮發性成分（表4）包括醇類、酚類、醛類、酸類、酮類、烷烴類、烯烴類等11類揮發性化合物。其中包括雪松醇、橙花醇、芳樟醇在內的20種醇類化合物，以2，4-二叔丁基苯酚為代表的的2種酚類化合物，包括苯甲醛、苯乙醛等對香氣具有突出貢獻的12種醛類化合物，包括2-羥基肉桂酸在內的9種酸類化合物，以茉莉酮、紫羅蘭酮為代表的的28種酮類化合物，10種烷烴類化合物，以及以檸檬烯為代表的8種烯烴類化合物，以吡咯、喹啉等為代表的11種吡咯類及其衍生物化，2-呋喃甲醇、2-乙氧基丙烷為代表的雜氧類化合物以及以二乙基三硫醚、2-噻吩乙醇為代表的含硫化合物。

表4 黃茶樣品香氣成分及相對含量*

*：相對含量%＝（標定物峰面積／總峰面積）×100

不同茶樣中不同種類揮發性組分相對含量如圖1所示。總體來看，熱裂解反應產生的烯烴類、醇類、醛類、酯類的含量較高［14］。

五種莫干黃芽產品香氣中的揮發性化學物質占比最大的組分都是醇類，并且醇類物質隨著悶黃程度加深總體呈現逐步增加的趨勢，其中含量較高的依次是植物醇、苯甲醇、芳樟醇、2－呋喃甲醇、苯乙醇、香葉醇、橙花叔醇，其中已知的具有花香屬性的芳樟醇、苯乙醇、香葉醇在重度悶黃樣品中相對含量較高，而具有花香屬性的橙花叔醇在中度悶黃樣品中含量最高，在悶黃程度較重的樣品中相對含量較低，這說明橙花叔醇可能在適宜的悶黃程度下會達到其峰值，而悶黃程度較高過會引起橙花叔醇的含量明顯減少。具有果香屬性的代表物質——苯甲醇在重度悶黃樣品中的相對濃度更高，而被認為具有木質香的萜烯醇類物質（如雪松醇）隨悶黃程度加深，其相對含量減少。

在黃茶悶黃過程中，由于氧氣和熱的雙重作用，許多氨基酸會脫羧而產生醛類物質，比如苯丙氨酸脫羧就產生了具有清香屬性的苯乙醛，而這一物質含量隨著悶黃程度加深顯著提高，這是美拉德反應的典型產物［15］。而同樣具有清香屬性的庚醛、正己醛在中度悶黃樣品中相對含量最高，其他樣品中相對含量較低，這說明這兩種物質在適宜的悶黃程度下會達到高峰狀態，而重度悶黃會造成這兩種香氣有益物質的損失。具有果香屬性的苯甲醛在重度悶黃樣品中相對含量最高，表明果香會在悶黃過程中逐漸濃郁。

酯類物質中被認為具有“果實香、干果類香氣”的茉莉內酯在輕度悶黃樣品中含量較高，并根據悶黃程度依次降低。木質香的代表性物質——二氫獼猴桃內酯則在中度悶黃的樣品中含量最低，說明一定的悶黃程度可以最大程度去除青氣和木質氣，而過度悶黃會導致木質氣太重而蓋過黃茶的清香和花香。

碳氫化合物也是莫干黃芽香氣成分中占比很大的一類化學物質，其中主要是獨特的悶黃工藝使得脂質裂解產生不飽和烯烴。其中具有甜香味的苯乙烯和具有果香屬性的月桂烯、檸檬烯等在重度悶黃的茶樣中含量較高。

酮類物質中具有花香屬性的代表性物質茉莉酮在中度悶黃樣品中含量最高，并且重度悶黃條件下茉莉酮含量最低，這意味著可能悶黃程度太高將會損失茉莉酮這。甜香型的代表物質——紫羅蘭酮則在中度悶黃樣品中含量最低，且重度悶黃樣品中含量最高，說明黃茶悶黃可能有利于發展紫羅蘭酮具有的甜香。

2.2.2 基于主成分分析和正交偏最小二乘判別分析的香氣化學組分分析 為了探究5種不同悶黃程度莫干黃芽的香氣物質是否具有顯著差異性，并尋找出檢測所得的134種揮發性香氣成分中的差異性因子，本研究基于表4（平均值）采用主成分分析（PCA）進行多元統計分析，得分圖如圖2所示。

圖1 不同悶黃程度莫干黃芽香氣物質組成

圖2 基于PCA得分的樣品分布圖

主成分1和主成分2的聯合解釋率為0.499，接近0.5。5種不同悶黃程度的莫干黃芽產品在PCA得分圖上能夠顯著地區分開，尤其是輕度悶黃的2號、重度悶黃的4號、5號基本位于不同的象限，說明它們之間香氣物質成分差異較顯著，而中度悶黃的3號則位于1號和4號之間，沒有特別顯著的差異。

采用正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA），并建立香氣化學成分與5種莫干黃芽產品之間的關系模型（圖3）。

圖3 基于OPLS-DA的樣品分布圖

OPLS-DA模型的擬合參數R2＝0.561、Q2＝－0.994，這說明本研究構建的模型擬合情況樂觀。其分析結果圖3顯示，重度悶黃的3號接近標準原點，說明其各項差異因子數值居中，沒有突出的特征性成分，重度悶黃的4號和中度悶黃的5號差距非常顯著，基本和輕度悶黃的1號分別位于不同的象限，表明莫干黃芽黃茶不同悶黃程度形成了了不同的香氣物質，進而表現出感官香氣特征的差異。

計算并匯總各種香氣組成物質的變量投影重要度（Variable Importance for the Projection，VIP），該指標通常被用以表征香氣組分物質是否具有顯著影響力，在本研究中，以VIP值衡量所鑒定的化學物質含量變化與悶黃程度之間是否具有強聯系、強影響。以VIP＞1為標準從127種檢出香氣物質中篩選出影響力最大的幾種物質如表5所示。

表5 不同悶黃程度莫干黃芽差異性香氣成分*

從表5可以看出，莫干黃芽香氣成分中與悶黃程度相關性較大的成分（VIP＞1）共有34種，其中包括醇類物質9種、酯類物質7種、醛類物質5種、酸類物質3種、酮類物質3種、烷烴類物質2種、烯烴類物質2種、吡咯等衍生物3種。受悶黃過程的濕熱作用下熱裂解產生的醇類、醛類、酮類物質對組間差異的貢獻度較高。

醇類中含量較高的植物醇、苯甲醇、芳樟醇、2-呋喃甲醇、苯乙醇、香葉醇、橙花叔醇均具有大于1的VIP值，說明影響花香特征的芳樟醇、苯乙醇、香葉醇以及影響果香特征的苯甲醇、影響木質氣味的萜烯醇類都會受到悶黃程度的顯著影響。幾種已知影響香型的重要醛類物質含量與悶黃程度也有顯著關聯，比如散發清香的苯乙醛、庚醛、正己醛，以及被認為能散發出果香的苯甲醛。多種酯類物質含量也隨悶黃程度不同呈現顯著差異，包括具有果香的茉莉內酯和散發木質香的二氫獼猴桃內酯［17］。酮類物質中的茉莉酮、紫羅蘭酮含量也與悶黃程度相關，前者被認為與茶葉的花香有關，后者則散發甜香。烯烴類物質中的苯乙烯、檸檬烯也與莫干黃芽的悶黃程度顯著相關，苯乙烯具有代表性的甜香氣息，而檸檬烯如同其名帶有典型果香。

3 結論

本研究對25個相同原料不同悶黃時間的黃茶進行感官審評，根據感官品質梯度變化，總結悶黃特征，將悶黃度分為10個梯度。再對選取的5個莫干黃芽代表性產品，利用對其悶黃度進行打分，分析其悶黃程度。

研究通過定性在五個莫干黃芽中共鑒定得出127種揮發性成分，結果顯示悶黃程度較高的黃茶，其香氣物質含量也相對較高。結合主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA），探尋與悶黃程度相關的香氣組分，發現花香型的芳樟醇、苯乙醇、茉莉酮等，果香型的苯甲醇、茉莉內酯、檸檬烯等，甜香型的紫羅蘭酮、苯乙烯等34種香氣物質與悶黃程度相關性較高。