萬州川中小葉種紅茶的香氣品質分析

摘 要： 為深入分析萬州川中小葉種紅茶的香氣品質，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用（HS-SPME-GC-MS）技術，結合相對氣味活度值（rOAV）和多元統計方法對“福選9號”（對照）和5個具有代表性的川中小葉種紅茶的香氣成分進行比較研究。結果顯示，川中小葉種紅茶與“福選9號”在揮發性代謝物組成方面存在顯著差異，其主要特征代謝組分為β-水芹烯、乙酰吡嗪、5-乙基-2（5H）-呋喃酮、（E）-3，7-二甲基-2，6辛二烯醛、二氫茉莉酮酸甲酯、（+）-檸檬烯;在川中小葉種中，采自柱山鎮的C2茶樣和燕山鄉的C3茶樣含有較高的萜類和酯類香氣貢獻物，其中β-紫羅蘭酮、δ-杜松烯、芳樟醇、羅勒烯、香葉醇、月桂烯、苯甲酸甲酯、水楊酸甲酯的rOAV值顯著高于其他茶樣;C2茶樣在香氣評價中呈現濃郁持久的花、果香和甜香，非常適合制作花、果香型紅茶。該研究初步篩選出花、果香特征顯著的茶樣，為進一步選育適合加工優質紅茶的種質奠定了工作基礎。

關鍵詞：

紅茶;川中小葉種;香氣品質;頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術

中圖分類號： TS 971.21"" 文獻標志碼： A"" 文章編號：

2095-8730（2025）01-0094-07

重慶市萬州區位于北緯30°“世界黃金產茶帶”^［1］，其獨特的氣候和地理環境為茶樹生長提供了得天獨厚的條件。萬州區自西周時期就開始人工栽培茶樹，擁有悠久的種茶歷史^［2］。新中國成立后，萬州茶產業迅速發展，成為當地脫貧攻堅的重要力量。該區現存川中小葉群體種茶樹大多是20世紀六七十年代通過種子播種栽培的有性系老茶樹，主要分布在熊家、柱山、燕山等鄉鎮，栽培面積達2萬余畝。

以川中小葉種茶樹為原料制成的紅茶，憑借其卓越的香氣備受贊譽。然而，由于茶樹種質的多樣性，不同產區紅茶在風味上存在差異，致使業界一直難以明確其香氣特征。因此，探究萬州主要產區川中小葉種紅茶的香氣特征，給萬州紅茶的品質定位提供了重要依據。隨著消費者對高品質紅茶需求的增加，其對紅茶的創新口味也提出更高的要求。其中，具有濃郁花香和果香的紅茶尤為受到消費者的青睞^［3］。針對萬州不同產區川中小葉種紅茶品質的深入研究，尋找花香和果香濃郁的茶樹品種資源，對研發獨具地方優勢的特色茶葉具有重要的意義。金磊等^［4］對宜賓地區栽種的包括川中小葉種在內的7個品種川紅工夫紅茶進行了香氣差異分析，認為宜賓的川中小葉群體種甜香強度最高，且帶有果香，在感官評審中評分最高。但群體種隨著區域分布存在較大差異，單點的采樣往往不能代表當地群體種茶樹的品質特征。本試驗選取萬州區5個代表性的川中小葉種產區采集鮮葉，以當地主要紅茶加工的良種茶樹“福選9號”作為對照，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用技術（HS-SPME-GC-MS），結合感官分析和相對氣味活度值（rOAV），分析萬州川中小葉種紅茶香氣的整體特征及其內部差異，為川中小葉紅茶優質種質的篩選和利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗材料

測試所用茶樹品種包含了5個川中小葉種以及當地主栽品種“福選9號”（表1）。鮮葉原料均取自萬州區規模較大的茶園，為一芽二葉或一芽三葉。采制日期在2022年4月下旬至5月上旬。

1.1.2 主要試劑

氯化鈉（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司;正己烷（色譜純）：德國Merck公司;3-己酮（色譜純）：美國Sigma公司。

1.2 主要儀器與設備

8890-7000E GC-MS／MS聯用儀：美國Agilent公司;DB-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）：美國Agilent公司;MM400球磨儀：德國Retsch公司;DVB／CWR／PDMS萃取頭（120 μm）：美國Agilent公司;SPME Arrow固相微萃取裝置：瑞士思特斯分析儀器有限公司;DL-6CHZ-9茶葉干燥機：泉州得力農林機械有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 茶葉加工方法

（1）萎凋：將采摘后的鮮葉平鋪在篩上（平鋪厚度為1～2cm），在（20±2） ℃環境下萎凋8～12 h;（2）揉捻：室溫下（20～25 ℃）揉捻40～50 min（輕揉10～15 min，重揉20～25 min，輕揉10 min）;（3）發酵：在發酵間（28～32 ℃，相對濕度gt;90％）發酵3～4 h，中間翻拌2次;（4）干燥：在茶葉干燥機中初烘（95～100 ℃）10 min，烘至8成干后，靜置0.5 h，再復烘（85 ℃）1～2 h，至足干。

1.3.2 香氣評審方法

香氣評審按照《茶葉感官審評方法》（GB／T 23776—2018）中的方法進行，由3名評審員（均具備中級及以上評茶員資質）對每個茶樣香氣進行描述與評分。每次評審間隔休息時間為10 min。

1.3.3 揮發性化合物測定

樣品前處理：樣品采用液氮冷凍研磨后，稱取約500 mg置于頂空瓶中，加入2 mL飽和氯化鈉溶液和20 μL 3-己酮溶液（10 μg／mL）作為內標，在60 ℃下振蕩5 min。

HS-SPME條件：萃取頭經老化后插入頂空瓶萃取15 min，于250 ℃解析5 min。

GC-MS條件：參照梁子鈞等^［5］的方法，以高純氦氣（純度≥99.999％）為載氣，流速1.2 mL／min，進樣口溫度250 ℃，進樣不分流。采用程序升溫：開始時以40 ℃保持3.5 min，以10 ℃／min升至100 ℃，再以7 ℃／min升至180 ℃，最后，以25 ℃／min升至280 ℃，保持5 min。電子轟擊離子源（EI）溫度：230 ℃，四級桿溫度：150 ℃，質譜接口溫度：280 ℃，電子能量：70 eV，以離子檢測模式定性定量離子精準掃描。

1.3.4 定性及定量方法

通過自建數據庫，采用定量軟件MassHunter對質譜數據進行處理，以用于定性、定量分析，通過內標（IS）半定量法計算樣品中揮發性有機化合物的相對含量^［6］。

Ci=AiAis×Cis

式中：Ci表示揮發性化合物i的相對含量，μg／kg;Ai表示揮發性化合物i的峰面積;Ais表示內標的峰面積;Cis表示內標的濃度，μg／kg。

1.3.5 相對氣味活度值（rOAV）計算

相對氣味活度值的計算采用揮發性化合物的相對濃度與其在水中的閾值的比值來表示^［6-7］。

rOAVi=CiTi

式中：Ci表示揮發性化合物i的相對含量，μg／kg;Ti表示揮發性化合物i在水中的氣味閾值，μg／kg。

1.4 數據處理與分析

實驗數據采用平均值±標準差的形式表示，運用SPSS 25.0計算平均值、標準差，以及進行單因素方差分析。相對含量堆積圖采用Origin 2018繪制。主成分分析（PCA）、偏最小二乘法判別分析（PLS-DA）和正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA）基于邁維云平臺（https：／／cloud.metware.cn）在線完成。火山圖采用R軟件“ggplot2”包繪制，聚類熱圖采用TBtools繪制。

2 結果與分析

2.1 香氣評價結果

對川中小葉種紅茶（C1—C5）和“福選9號”紅茶（FX）進行香氣評價，結果顯示（表2），6種紅茶樣品普遍具有甜香，這是一種在發酵、干燥等工藝中生成的氨基酸衍生物所產生的特征香氣^［8］。各茶樣的香氣特征存在明顯差異。C2花香、果香濃郁且持久，評分最高;FX作為廣泛引種的無性系品種，表現出花香和蜜香，評分也較高;C3、C4、C5均來自燕山鄉，其中C5花香和果香較明顯，評分較高，而C4花香較弱，果香不明顯，評分較低;C1雖然具有獨特的木質香氣，但花、果香氣較弱，香氣評分最低。

2.2 揮發性化合物分析

香氣的表現是以揮發性化合物組成為物質基礎的，為進一步探討茶樣的香氣品質，采用HS-SPME-GC-MS檢測茶樣中的揮發性化合物。如附圖1所示，6種茶樣共檢測出1 162種揮發性化合物，C1—C5以及FX分別檢測到1 080、1 084、1 103、1 122、1 099和1 123種揮發性化合物，其中有948種化合物在6種茶樣中均被檢測到。所有揮發性化合物被分為9類（圖1），萜類化合物在5種川中小葉種紅茶中的占比顯著高于“福選9號”，這類化合物廣泛存在于植物源食品中，往往具有較低的香氣閾值和宜人的香氣^［9］，是茶葉香氣的主要來源之一^［10］。例如，香葉醇具有玫瑰類香氣^［11］;芳樟醇具有濃郁的花、果香，是評估東方美人茶品質等級的重要指標^［12］。與川中小葉種相比，“福選9號”中酮類、醇類、醛類、酯類以及雜環類化合物的占比均處于較高水平，這些物質主要由脂類代謝和美拉德代謝途徑產生，是清香、甜香以及花香的主要貢獻物。

如圖1所示，在5種川中小葉種紅茶中，雜環類、醛類和芳烴類在C1中占比較高；烴類在C5中占比較高；酮類在C3和C4中占比較高；萜類化合物在C2和C3中占比較高。值得注意的是，C2中萜類化合物占比高達32.45％，其香葉醇和芳樟醇含量也顯著高于其他茶樣（附表1），這與香氣評價中C2呈現濃郁持久的花香和果香相吻合。

基于揮發性化合物組成進行PCA分析，結果如圖2所示，前兩個主成分累計貢獻率為49.80％。所有茶樣明顯地被劃分為四個類別：FX為引進無性系茶樹品種，與川中小葉種有較遠的親緣關系，單獨歸為一類（Ⅳ類）；在川中小葉種樣品中，C2和C3聚為一類（Ⅰ類），推測是因為這兩個茶樣有著類似的林下栽培環境;C4和C5采自燕山鄉相近的兩個產區，可能擁有較為相近的親緣關系，所以聚為一類（Ⅱ類）;C1單獨聚為一類（Ⅲ類），且在圖中距離其他樣品較遠，說明其揮發性化合物組成與其他川中小葉種差異較大，這是因為該茶樣采自熊家鎮，距離其他產區較遠，且其香氣評價也顯示其具有獨特的木質香氣。

2.3 相對氣味活度值（rOAV）分析

由于香氣成分的閾值不同，單一香氣成分對茶葉香氣的貢獻程度常用rOAV值表示。當rOAV≥1時，認為該化合物對總體風味有直接貢獻^［7］;當rOAVgt;100時，則認為該化合物是重要香氣貢獻物^［13］。根據文獻報道的香氣物質閾值^［14-18］計算rOAV值，篩選出川中小葉種紅茶中rOAV≥1的香氣成分有99個（附表1），其中，rOAVgt;100的重要香氣貢獻物質有23個，包括11個醛類、7個萜類、2個酯類、2個雜環類和1個芳香族化合物。以23個重要香氣貢獻物的rOAV繪制熱圖，如圖3所示，在醛類化合物中，庚醛、順-4-庚烯醛、E-2-辛烯醛、（Z）-癸-2-烯醛、（E，E）-2，4-壬二烯醛的rOAV值在C2中較高，提供的香氣以花香、果香為主;正壬醛、（E）-2-十一烯醛、苯乙醛、（E，E）-2，6-壬二醛、癸醛、己醛的rOAV值在FX中較高，主要提供油脂類、青草類香氣。萜類和酯類化合物的rOAV值在C2和C3中整體較高（脫氫-β-環檸檬醛除外），主要提供花香、果香和草藥香。香氣評價結果顯示，FX和C2、C3均具有花香，結合rOAV分析可以推測，C2和C3中的花香主要是由萜類化合物提供的，而FX中的花香主要是由醛類化合物提供的。此外，雜環類、芳香烴化合物的rOAV值則在C1和FX中較高。雜環類的2-戊基呋喃和2-乙基-5甲基吡嗪主要提供焙烤類香氣;芳香烴的1，2-二氫-1，1，6-三甲基-萘則是提供特殊的茴香香氣，該化合物的rOAV值尤其在C1中較高。

2.4 川中小葉種紅茶特征香氣成分分析

2.4.1 總體香氣物質差異分析

為明確川中小葉種紅茶的整體香氣特征，采用有監督的正交偏最小二乘判別分析法（OPLS-DA）對川中小葉種紅茶和“福選9號”進行比較。如圖4顯示，5個川中小葉種與“福選9號”在香氣特征上存在顯著差異。經過200次置換檢驗（附圖2），模型的Q2回歸線與縱軸的截距小于0，說明模型驗證有效^［19］。

變量投影重要性（VIP）值可用于衡量各香氣成分對有效區分樣品類別的貢獻程度。一般情況下，VIPgt;1的風味成分被視為潛在特征香氣物質^［20］。基于VIPgt;1，Plt;0.05，|Log2FC|gt;1，rOAV≥1的標準，篩選出12種差異香氣物質，并據此繪制火山圖（圖5）。在川中小葉種紅茶中，β-水芹烯、乙酰吡嗪、5-乙基-2（5H）-呋喃酮、（E）-3，7-二甲基-2，6辛二烯醛、二氫茉莉酮酸甲酯、（+）-檸檬烯的含量顯著上調，這些成分被認為構成了該茶葉的特征香氣。這些成分均具備較高的rOAV值，主要呈現花香、甜香等，其中（E）-3，7-二甲基-2，6辛二烯醛、（+）-檸檬烯具有柑橘香，這可能是傳統川紅茶被廣泛認為具有橘香^［21］的原因之一。

2.4.2 川中小葉種紅茶內部香氣成分差異分析

根據PCA分析結果（圖2），5種川中小葉種紅茶被清晰地劃分為三類。為進一步探究這些類間差異，采用 PLS-DA分析以最大化各類別之間的區分度，并獲得明顯的判別效果^［22］。模型判別結果顯示（附圖3.A），這三類茶樣可被有效區分。R2X=0.83，R2Y=0.972，Q2=0.949，表明模型對這三類茶樣香氣成分的預測能力非常好。200次置換檢驗結果（附圖3.B）顯示：Q2回歸線的截距小于等于0，驗證了模型有效性^［19］。

根據VIPgt;1，Plt;0.05，rOAV≥1的標準，篩選出39種差異香氣成分，并據此繪制聚類熱圖（圖6）。結果顯示，所有差異香氣化合物可以分為三類。其中，Ⅰ類香氣化合物（15個）在C2、C3中含量豐富，主要為萜類、酯類化合物，多表現花香和果香，尤其是香葉醇、月桂烯（rOAVgt;100）是花香、果香的重要組成成分^［23］。Ⅱ類香氣化合物（15個）在C4、C5中含量豐富，主要為芳烴類、酯類，以及正壬醛、2-辛醇等醛類和醇類物質，多表現甜香、花香特征。其中，正壬醛（rOAVgt;100）為主要香氣貢獻物，呈現濃郁的玫瑰花香和柑橘香。Ⅲ類香氣化合物（9個）在C1中含量豐富，多數呈現清香、藥草香和木質香，如脫氫-β-環檸檬醛為清香和藥草香，γ-戊基丁內酯顯木質香，這與感官評價結果相符。

3 結論

本研究分析了川中小葉種紅茶與“福選9號”的關鍵香氣物質，發現川中小葉種紅茶中的萜類物質含量顯著高于“福選9號”，并篩選出了12種差異香氣代謝物。對5種川中小葉種茶樣進行差異分析，明確了各主要產區茶樣的香氣特征，其中柱山鎮的C2茶樣尤為突出，其富含花香、果香型的萜類、酯類以及醛類化合物，是適合研發花香、果香型紅茶的優良種質。然而，值得注意的是，種群內存在顯著個體差異，未來研究將在此基礎上，進一步聚焦優良單株的篩選，深入開發川中小葉種茶樹資源。綜上所述，本研究系統地梳理了萬州當前紅茶主要制作品種及種群的香氣品質特征，為萬州川中小葉種紅茶品質的分類和定位，以及萬州優質紅茶種質資源的選育奠定了堅實的基礎，有力推動了萬州紅茶產業的高質量發展，為鄉村振興貢獻了重要力量。

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Analysis on aroma quality of black tea from Sichuan middle/small leaf tea tree populations at different regions in Wanzhou

TANG Jie1， XU Yan1， NIE Qinyu1， CUI Junlin1， LIU Yuling2， LI Xiang1

（1.College of Agriculture and Forestry Science and Technology， Chongqing Three Gorges Vocational College，

Chongqing 404155， China; 2.Southeast Chongqing Academy of Agricultural Sciences， Chongqing 408000， China）

Abstract： To systematically analyze the aroma quality of black tea from Sichuan middle/small leaf tea tree populations （SMPs） in Wanzhou， headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS） technology， relative odor activity value （rOAV） and multivariate statistical analysis techniques were used to study the aroma quality of “Fuxun No.9” （control） and 5 representative SMPs. The results indicated there were significant differences in the composition of volatile metabolites between SMPs and “Fuxuan No.9”. The main characteristic metabolites were β-phellandrene， acetylpyrazine， 5-ethyl-2（5H）-furanone， （E）-3，7-dimethyl-2，6-octadienal， methyl dihydrojasmonate， and （+）-limonene. Among the SMPs， the C2 tea sample from Zhushan Town and the C3 tea sample from Yanshan Town contained higher aroma contributions of terpenoids and esters， and the rOAV values of β-ionone， δ-juniperene， linalool， ocimene， geraniol， myrcene， methyl benzoate， and methyl salicylate were significantly higher than those of other tea samples. C2 tea sample in the aroma review presents a strong and durable flower， fruit and sweet aroma， very suitable for the production of flower， fruit black tea. In this study， tea samples with prominent flower and fruit characteristics were preliminarily selected， which laid a foundation for further selection and breeding of high-quality black tea germplasm.

Key words： black tea; Sichuan middle／small leaf tea tree populations; aroma quality; headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry

（責任編輯：曹文磊）