不同品種工夫紅茶揮發(fā)性物質(zhì)研究

摘要：為了解不同茶樹品種所制工夫紅茶的品質(zhì)差異，研究以云南省臨滄市茶樹種質(zhì)資源圃的10 個(gè)不同茶樹品種鮮葉為原料，按相同工藝制成工夫紅茶樣品后，采用GC-IMS測(cè)定其揮發(fā)性物質(zhì)，分析其種類組成及含量差異。研究結(jié)果表明，10 份樣品中共含有揮發(fā)性物質(zhì)60 種，可分為6 類，根據(jù)相對(duì)含量均值從高到低分別為醇類（35.94%）、醛類（26.30%）、雜環(huán)類（17.68%）、酯類（8.06%）、酮類（6.79%）、烯烴類（1.14%）。醇類物質(zhì)中對(duì)香氣品質(zhì)貢獻(xiàn)較大的物質(zhì)為氧化芳樟醇、香葉醇和芳樟醇，在10 份樣品中，櫧葉9 號(hào)紅茶的香葉醇含量最高（10.95%）；黃旦紅茶的芳樟醇和氧化芳樟醇含量最高，分別為8.81%、12.42%。由云南大葉種制成的5 份工夫紅茶揮發(fā)性物質(zhì)差異較中小葉種紅茶大。綜合來(lái)看，不同茶樹品種制成的工夫紅茶樣品在揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量上存在較大差異，從而具有獨(dú)特的香氣特征。該研究可為后續(xù)根據(jù)不同品種所制工夫紅茶香氣特點(diǎn)進(jìn)行拼配，為提高我國(guó)紅茶品質(zhì)提供參考。

關(guān)鍵詞：工夫紅茶；揮發(fā)性物質(zhì)；茶樹品種

中圖分類號(hào)：TS272.5+2；O657.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000－3150 （2025） 04-62-6

紅茶，其品質(zhì)特征優(yōu)異，生產(chǎn)歷史悠久，同時(shí)還具有延緩衰老[1-2]、調(diào)節(jié)代謝[3-4]、減輕肝臟損傷[5]、降脂減肥[6]等顯著的保健功效，因此成為世界上產(chǎn)量最高、消費(fèi)區(qū)域最廣、國(guó)際貿(mào)易量最大的茶類。由于我國(guó)各大產(chǎn)茶區(qū)在海拔高度、氣候條件、土壤類型等自然條件上存在差異，所適宜種植的茶樹品種和茶樹鮮葉內(nèi)各物質(zhì)成分的比例和含量均有差異，從而導(dǎo)致制成的紅茶品質(zhì)也存在較大的差異[7]。

紅茶的香氣主要取決于茶葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的濃度、稀釋因子（FD） [8] 和香氣活度值（OAV） [9]。茶樹品種間的先天性差異使紅茶具有不同的關(guān)鍵性呈香成分（KO） [10]，為不同香型紅茶的生產(chǎn)創(chuàng)造了條件[11]。例如適制祁紅的櫧葉種具有獨(dú)特的品種香和地域香[12]；適制滇紅的云南大葉種茶樹鮮葉經(jīng)過(guò)發(fā)酵促進(jìn)糖苷酶水解釋放出萜烯類化合物、不飽和脂肪酸的氧化降解等生化反應(yīng)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化形成豐富的芳樟醇類揮發(fā)性香氣物質(zhì)[13-15]；將適制鐵觀音的高香茶樹品種鮮葉制成工夫紅茶，其成品不僅含有芳樟醇、香葉醇、苯甲醇、苯乙醇等紅茶特征性香氣成分，還含有橙花叔醇、α-法呢烯、吲哚等呈花香的物質(zhì)，具有花香濃郁、高揚(yáng)持久，湯色金黃呈琥珀色等品質(zhì)特征，受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)[16]。

目前對(duì)于紅茶揮發(fā)性物質(zhì)的研究集中于萎凋技術(shù)[17]、發(fā)酵技術(shù)[18-19]、干燥技術(shù)[20-22]等加工工藝，或是不同產(chǎn)地對(duì)紅茶香氣的影響，對(duì)于不同茶樹品種對(duì)紅茶品質(zhì)影響的研究尚不夠深入。研究紅茶香氣的技術(shù)手段包括電子鼻、氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）、氣相色譜－離子遷移譜聯(lián)用技術(shù)（GC-IMS） 等。其中，GC-IMS 技術(shù)具有靈敏度高、檢出限低、檢測(cè)快速、能減少樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的改變或損失，針對(duì)性地對(duì)樣品揮發(fā)性有機(jī)化合物進(jìn)行定性分析，可快速篩選出特異性物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)[23]，在茶葉香氣檢測(cè)中應(yīng)用廣泛。因此，本試驗(yàn)以我國(guó)種植面積較廣的5 種云南大葉種茶樹鮮葉和5種中小葉種茶樹鮮葉制成的10份工夫紅茶樣品為研究對(duì)象，利用GC-IMS技術(shù)測(cè)定其揮發(fā)性物質(zhì)，分析茶樹品種對(duì)工夫紅茶香氣的影響，為更多學(xué)者了解我國(guó)紅茶香氣特點(diǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

10 個(gè)茶樹品種均來(lái)自于云南省臨滄市滇紅集團(tuán)種質(zhì)資源圃，于2000 年前后采用種子繁殖、株系移栽、扦插繁殖的方式獲得一定量株系，按照相同的栽培管理模式進(jìn)行管理，于2022 年4 月采摘茶樹鮮葉（一芽二葉），按照傳統(tǒng)工夫紅茶工藝制成工夫紅茶樣品，再密封保存?zhèn)溆茫ū?）。

具體加工工藝及其參數(shù)條件：茶樹鮮葉→萎凋（間歇式鼓風(fēng)萎凋8 h，葉層厚度3 cm） →揉捻（45 型揉捻機(jī)， 揉捻時(shí)間1.2 h） →發(fā)酵（溫度28 ℃，濕度90%，時(shí)間4.5 h） →烘干（毛火溫度110 ℃，50 min；足火溫度80 ℃，30 min）。

1.2 試驗(yàn)方法

揮發(fā)性物質(zhì)的測(cè)定參考覃榕珍等[24]的方法：稱取0.5 g 樣品，粉碎后置于20 mL頂空瓶中，80 ℃下孵育15 min后進(jìn)樣。自動(dòng)頂空進(jìn)樣體積為200 μL，進(jìn)樣針溫度為85 ℃，孵化轉(zhuǎn)速為500 個(gè)/min。經(jīng)頂空進(jìn)樣后用GC-IMS儀FlavourSpec?進(jìn)行測(cè)試。

GC-IMS條件：色譜柱類型為MXT-WAX（30m×0.53 mm × 1.0 μm， 美國(guó)RESTEK 公司）； 柱溫60 ℃；載氣高純度N2，純度≥99.999%；IMS 溫度45 ℃；運(yùn)行時(shí)間20 min。

氣體流量程序：載氣起始流速2 mL/min，保持2 min后，線性增至10 mL/min，保持3 min，再線性增加至100 mL/min，保持5 min；漂移氣持續(xù)20 min保持150 mL/min的流速，分析時(shí)間為30 min。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用儀器配套的VOCal 軟件對(duì)圖譜進(jìn)行揮發(fā)性物質(zhì)的定性和定量分析，統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 軟件進(jìn)行， 數(shù)據(jù)主要通過(guò)GC-IMS 儀器配套插件（Reporter、Gallery Plot、Dynamic PCA） 進(jìn)行聚類分析以及Nearest neighbour 分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種工夫紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)PCA分析

為綜合分析10 種工夫紅茶的總體揮發(fā)性物質(zhì)差異，對(duì)其揮發(fā)性物質(zhì)種類及含量進(jìn)行PCA 分析。結(jié)果如圖1 所示，10 個(gè)品種工夫紅茶的品種間差異較大，說(shuō)明茶樹品種對(duì)紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)影響較大，即不同茶樹品種鮮葉之間存在的差異導(dǎo)致相同工藝制成的工夫紅茶存在較大的香氣差異。而5 種中小葉種紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)圖譜相對(duì)集中（圖1 框內(nèi)），5 種大葉種紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)圖譜距離較遠(yuǎn)，說(shuō)明云南大葉種茶樹品種制成的滇紅工夫茶香氣物質(zhì)差異較大。

2.2 不同品種工夫紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)定量分析

為了比較不同品種工夫紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)含量差異，將檢出的揮發(fā)性物質(zhì)的含量進(jìn)行歸一化處理后，得到各物質(zhì)的相對(duì)含量，再按照化合物的主要官能團(tuán)對(duì)所有化合物進(jìn)行分類（表2）。

10 種工夫紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)主要包括醇類、醛類、酮類、酯類、烯烴類、雜環(huán)類，其中醇類和醛類含量較高。在醇類物質(zhì)中，芳樟醇、氧化芳樟醇、順-3-己烯-1-醇、正戊醇、香葉醇含量較高；醛類物質(zhì)中，苯甲醛、反式-2-戊烯醛、正己醛、2-甲基丁醛、丙醛、異丁醛含量較高。

酮類物質(zhì)含量較高的是1-戊烯-3-酮和2-丁酮；酯類物質(zhì)含量較高的是乙酸乙酯；雜環(huán)類中，乙酸和2-異丙基-3-甲氧基吡嗪是主要的揮發(fā)性物質(zhì)。

統(tǒng)計(jì)10 種工夫紅茶的各類揮發(fā)性物質(zhì)總含量（表3），可以看出10 種工夫紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)總量差異不大，但醇類、醛類差異較大。綜合來(lái)看，不同的茶樹品種，各種揮發(fā)性物質(zhì)含量存在較大的差異，其中，變異系數(shù)最大，即揮發(fā)性物質(zhì)含量差異較大的是醇類（9.84%） 和烯烴類（13.19%），變異系數(shù)最小的是雜環(huán)類，說(shuō)明雜環(huán)類香氣物質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而醇類和烯烴類結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新的物質(zhì)。

3 小結(jié)與討論

茶葉的香氣是多種物質(zhì)綜合作用的結(jié)果，不僅取決于香氣化合物的種類，還取決于不同香氣化合物的比例及其含量[25]，這也決定了我國(guó)工夫紅茶“一茶一味，一山一味”的多樣性品質(zhì)特征。本研究通過(guò)GC-IMS 風(fēng)味儀在10 個(gè)茶樹品種所制工夫紅茶樣品中檢測(cè)到60 種揮發(fā)性物質(zhì)，分別為醇類、醛類、酮類、烯烴類、酯類、雜環(huán)類，相對(duì)含量平均值從高到低分別為：醇類（35.94%）、醛類（26.30%）、雜環(huán)類（17.68%）、酯類（8.06%）、酮類（6.79%）、烯烴類（1.14%）。在6類物質(zhì)中，醇類物質(zhì)的相對(duì)含量最高，這可能與本次的10 份試驗(yàn)樣品在加工過(guò)程中發(fā)酵程度較輕，即各類物質(zhì)的氧化程度不夠深，因此醛類、酮類、酯類物質(zhì)生成較少有關(guān)。安會(huì)敏等[26]研究表明，滇紅的醇類揮發(fā)性香氣物質(zhì)單體種類和含量較其他紅茶（包括寧紅、祁紅、金駿眉、正山小種及肯尼亞的紅碎茶） 豐富，尤其是芳樟醇含量高達(dá)40%[27]。本研究中，各樣品芳樟醇和氧化芳樟醇總含量在6%～22%之間，較前人研究結(jié)果偏低，這主要是因?yàn)闄z測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)種類存在差異，所檢測(cè)到揮發(fā)性物質(zhì)種類越多，單一揮發(fā)性物質(zhì)所占的比例就會(huì)越小。有研究表明，芳樟醇、芳樟醇氧化物、α-松油醇、香葉醇、青葉醛、苯甲醛、苯乙醛等揮發(fā)性物質(zhì)不僅是滇紅的主要揮發(fā)性成分，也是判斷紅茶等級(jí)高低的重要指標(biāo)[28]。本研究中，玫瑰花香型的香葉醇在清水2號(hào)、清水3 號(hào)、櫧葉9 號(hào)這3 個(gè)樣品中的含量較高，說(shuō)明這3 個(gè)品種比較適合制作玫瑰花香紅茶。在實(shí)際生產(chǎn)中，清水2 號(hào)與清水3 號(hào)是臨滄市鳳慶縣制作滇紅的常用品種，祁門櫧葉種則是制作祁門紅茶的主要品種。

此外，10 份工夫紅茶樣品中，5 份云南大葉種制成的工夫紅茶樣品揮發(fā)性物質(zhì)差異更大，而中小葉種總體上的揮發(fā)性物質(zhì)差異較小，這說(shuō)明云南大葉種茶樹鮮葉的內(nèi)含成分組成和含量變化更大。但云南大葉種與中小葉種所制工夫紅茶在揮發(fā)性物質(zhì)種類和總含量上不存在明顯的差異，這可能是因?yàn)? 個(gè)中小葉種從各地引進(jìn)到云南省種植后，與云南大葉種長(zhǎng)期在相同的土壤環(huán)境和肥水管理?xiàng)l件下生長(zhǎng)，種質(zhì)資源之間的差異逐漸減小。研究結(jié)果表明，除了茶樹品種外，茶樹的生長(zhǎng)環(huán)境，如氣候條件、土壤類型、肥水管理、根際微生物等，也可能是影響茶葉香氣的重要因素。對(duì)10 份樣品的醇類香氣物質(zhì)含量貢獻(xiàn)前3 的物質(zhì)分別為氧化芳樟醇、香葉醇和芳樟醇，其中黃旦紅茶（樣品J） 的芳樟醇和氧化芳樟醇含量最高，分別為8.81%、12.42%；櫧葉9 號(hào)紅茶（樣品F） 的香葉醇含量最高，為10.95%。這些研究結(jié)果可為滇紅工夫的拼配提供理論依據(jù)。

總體上看，我國(guó)工夫紅茶香氣物質(zhì)豐富，香氣輪廓均衡[29]，品質(zhì)優(yōu)異，隨著感官組學(xué)技術(shù)[30]、代謝組學(xué)技術(shù)[31]等的發(fā)展，紅茶香氣的定性定量更加精準(zhǔn)，紅茶功能提取物的保健功效逐漸明確，文化功能逐漸加強(qiáng)，我國(guó)工夫紅茶有極好的發(fā)展前景。

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