長江中下游產區紅茶品質分析

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(湖北省農業科學院果樹茶葉研究所,湖北省茶葉工程技術研究中心,湖北武漢 430064)

紅茶是中國六大茶類之一,具有紅葉、紅湯和香甜味醇的品質特征。2016年全國紅茶產量達到29.79萬噸,與2015年相比增產4.49萬噸,增長17.74%[1],可見紅茶獨特的品質越來越深受消費者的青睞。

滋味和香氣是決定紅茶品質的重要因子,也是該研究領域的重點。目前,國內外對紅茶香氣、滋味方面的研究較為深入。王秋霜等[2]對中國9個省份的紅茶進行分析比較,發現醇類、酯類是主要香氣物質,芳樟醇、橙花醇、水楊酸甲酯等主要香氣成分。雷攀登等[3]對不同區域祁門紅茶品質特點分析比較,結果表明:祁紅毛峰的香氣以鮮、嫩甜為主體,而傳統祁門工夫紅茶則以高爽、馥郁的甜香為主體,香葉醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醇等是特征香氣成分,茶多酚、氨基酸、茶色素含量隨茶葉級別的降低呈下降趨勢,茶湯滋味的濃度和鮮爽度也不同程度的下降。羅學平等[4]對國內紅茶川紅、滇紅和祁紅的香氣成分進行比較分析,發現川紅和祁紅表現出花果香可能與香葉醇、芳樟醇、水楊酸甲酯等主體香氣成分含量較高有關。

長江中下游產茶區主要包括湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、浙江等省份,氣候屬亞熱帶季風氣候,適宜茶樹生長,茶樹資源豐富,所制茶葉品質優,紅茶品類眾多,具有代表性的工夫紅茶(條紅茶)有祁紅、宜紅、湖紅、蘇紅、寧紅、越紅等?，F有紅茶研究多集中于國內紅茶祁紅、滇紅等品質分析[2-5],缺乏對長江中下游區域紅茶品質系統詳細的研究報道。因此,本研究對長江中下游的6個主要產茶省份的紅茶樣品進行感官審評、理化成分和香氣成分分析,以期明確該區域紅茶風味特征的物質基礎,為解析長江中下游紅茶的品質特征和進一步改善其紅茶品質提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗樣品來自長江中下游的主要產茶區,所有紅茶樣品的加工均按照工夫紅茶初制工藝進行,工藝流程為“鮮葉→萎凋→揉捻→發酵→干燥”,在每個產區的主要產地取樣一批,然后通過初步感官審評篩選出2～3個具有代表性的樣品進行分析,樣品信息見表1。

表1 長江中下游紅茶樣品信息Table 1 Sample information of black teas produced from middle and lower reaches of Yangtze River

色譜級甲醇、乙腈、乙酸 購自美國Fisher公司,表沒食子兒茶素沒食子酸酯(≥98%)、表沒食子兒茶素(≥95%)、表兒茶素(≥98%)、表兒茶素沒食子酸酯(≥98%)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(≥98%)、兒茶素沒食子酸酯(≥98%)、沒食子兒茶素(≥98%)、兒茶素(≥99%)、咖啡堿(≥99%) 購自美國Sigma aldrich公司。實驗其他試劑均為分析純。

手動SPME進樣器和50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭 美國Supeclo公司;7890 A氣相色譜儀,5975 C 質譜儀 美國Agilent公司;Waters 2695高效液相色譜儀,2998 PDA檢測器 美國Waters公司;HHS型恒溫水浴鍋 上海博迅實業有限公司醫療設備廠;Milli-RO PLUS 30純水機 美國Millipore公司;Eppendorf 5804R低溫離心機 德國艾本德公司;DHG-9240A型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 感官審評 根據GB/T 23776-2009《茶葉感官審評方法》中的紅茶審評法[6],由3名專業人員對樣品的外形、湯色、香氣、滋味和葉底進行感官審評,每項100分,感官總分=外形分值×25%+湯色分值×10%+香氣分值×25%+滋味分值×30%+葉底分值×10%。

1.2.2 生化成分測定 茶葉磨碎樣的制備采用GB/T 8304-2013《茶 磨碎試樣的制備及其干物質含量測定》[7];水分測定采用GB/T 8304-2013《茶 水分測定》規定的(103±2) ℃恒重法[8];水浸出物測定采用GB/T8305-2013《茶 水浸出物測定》規定方法[9];茶多酚含量的測定采用福林酚比色法[10]GB/T 8313-2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》;游離氨基酸總量測定采用GB/T 8314-2013《茶 游離氨基酸總量的測定》茚三酮顯色法[11];可溶性總糖測定采用蒽酮比色法[12];黃酮含量的測定采用三氯化鋁比色法[12];茶黃素、茶紅素和茶褐素測定采用系統分析法[12]。

1.2.3 兒茶素組分和咖啡堿含量檢測 高效液相色譜法[13]:取磨碎的茶樣3.0 g溶于沸純水,100 ℃水浴鍋中浸提45 min后,抽濾、冰水浴中冷卻、定容至500 mL,5000 r/min離心15 min,取上清液用0.22 μm水相微孔濾膜過濾至液相小瓶,待測。色譜柱:Waters Symmetry-C18柱,5 μm,4.6 mm×250 mm;流動相A為2%乙酸,流動相B為純乙腈,流速1 mL/min;柱溫40 ℃,檢測波長280 nm,進樣量:10 μL;梯度洗脫:初始條件為93.5% A相、6.5% B相;16 min內變為85% A相、15% B相;16～25 min變為75% A相、25% B相,保持0.5 min;25.5～30 min變為93.5% A相、6.5% B相。

1.2.4 香氣組分測定方法

1.2.4.1 頂空固相微萃取法 采用頂空固相微萃取法提取茶葉香氣物質。準確稱取1 g磨碎后的茶樣放入萃取瓶中,加入30 mL沸水,然后將裝有50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取頭(實驗前須在250 ℃老化15 min)的SPME手持器通過瓶蓋的橡皮墊插入到萃取瓶中,在50 ℃水浴中平衡10 min,推出纖維頭,吸附50 min后,取出并立即插入氣相色譜儀的進樣口中,解吸附3 min,同時啟動儀器收集數據。

1.2.4.2 氣相色譜-質譜聯用分析 采用GC-MS方法鑒定茶葉香氣物質。GC條件:安捷倫HB-5MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm)彈性石英毛細管柱。進樣口溫度為240 ℃、ECD檢測器溫度為250 ℃;載氣為高純氦氣;流速1.0 mL/min。

柱溫程序:50 ℃保持5 min,以3 ℃/min升至180 ℃保持 2 min,然后以10 ℃/min升至250 ℃保持3 min;實驗中盡量將峰分開,保證峰形的對稱完整,然后通過質譜進行定性分析。

MS條件:EI電離能量為70 eV;質量掃描范圍為50～600 amu;離子源溫度為230 ℃;四極桿溫度為150 ℃;質譜傳輸線溫度為280 ℃。

1.3 數據處理

利用NIST11.L譜庫對香氣的質譜圖進行串連檢索和人工解析。釆用峰面積歸一化法定量,得到各組分的相對含量(組分峰面積占總峰面積折百分比)。方差分析采用SPSS 17.0軟件進行運算,繪圖采用Excel 2013軟件。

2 結果與分析

2.1 長江中下游區域紅茶感官品質分析

由表2可知,湖北產區的紅茶條索緊結,湯色紅亮,有顯著的甜香,帶有花香,滋味甜醇,葉底紅勻,評分為90.0～94.1;湖南產區的紅茶條索緊細,湯色多深紅,香氣中薯甜香較為明顯,滋味濃,評分為88.3～90.6;江西產區紅茶條緊細,以甜香為主,帶高火香、薯香等,滋味醇和,評分為91.4～91.7;安徽產區紅茶條緊結,湯色橙紅,以甜香為主,帶焦糖香,滋味甜和,評分為92.5～93.4;江蘇產區紅茶湯色紅明,香氣特征為焦糖香,滋味甜醇,評分為92.4～93.4;浙江產區紅茶條索緊細,呈現甜香和薯甜香,評分為89.1～93.0。因此,從感官品質評價結果來看,該批次紅茶以安徽和湖北產區的香氣和滋味品質較佳,大部分樣品具有甜香、甜醇特征。其他研究也表明祁紅、宜紅具有甜香明顯、滋味醇厚的品質特征,而蘇紅糖香風格突出[2-3,14]。

表2 長江中下游紅茶感官品質評價Table 2 Sensory quality evaluation of black teas produced from middle and lower reaches of Yangtze River

2.2 長江中下游區域紅茶主要生化成分分析

長江中下游主要產茶區紅茶生化成分含量如表3所示。茶葉水浸出物含量的高低體現了茶湯濃度和滋味的濃強,間接反映出茶湯品質的優劣[15]。湖南地區紅茶水浸出物含量最高,為48.88%,江西地區紅茶的水浸出物含量最低,為43.21%。茶多酚是決定茶湯滋味濃度和強度的重要物質,在紅茶發酵過程中進一步氧化生成茶黃素、茶紅素和茶褐素[16]。江蘇和湖南地區紅茶的茶多酚含量較高,分別為17.63%和17.15%,湖南地區紅茶的茶黃素和茶紅素含量最高,分別為0.60%、6.44%,茶褐素在江西地區紅茶中檢出最高,浙江和湖南地區紅茶的兒茶素總量較高,分別為1.86%和1.82%。茶黃素具有較強收斂性,是構成紅茶湯色明亮,滋味濃強鮮爽的物質[17]。茶紅素收斂性弱,是構成紅茶茶湯濃度的主要成分。湖南的紅茶茶湯呈現深紅、滋味濃厚與其茶黃素、茶紅素含量高有著直接關系。

表3 長江中下游紅茶生化成分含量(%)Table 3 Biochemical composition of black teas produced from middle and lower reaches of Yangtze River

氨基酸是構成茶湯鮮爽滋味、甜味的重要物質[18-19],咖啡堿對茶湯的苦味及茶湯濃度有直接影響,而黃酮類物質與茶湯的色澤及苦味有著一定關系[20]。安徽和浙江地區紅茶氨基酸含量較高,分別為2.33%和2.24%。湖南地區紅茶中咖啡堿含量最高,達5.16%,對其茶湯滋味濃厚貢獻較大。江蘇地區紅茶中黃酮含量最高,為2.82%?？扇苄蕴鞘菢嫵刹铚鸫甲涛兜闹匾煞諿21-22]。湖北、安徽和浙江地區紅茶的可溶性糖含量較高且相近,為3.60%～3.87%,是其茶湯甜醇滋味的重要滋味成分。

因此,長江中下游產區紅茶水浸出物、咖啡堿均較高,大部分產區茶紅素與茶黃素的比例為1∶10～1∶13之間,是該區域紅茶滋味醇厚,湯色紅亮的物質基礎。

陳昌輝等[23]對11種工夫紅茶的內含成分與品質相關性分析,結果表明水浸出物含量(29.97%～38.74%)與香氣、湯色及內質總分呈極顯著正相關,氨基酸(0.86%～2.55%)與滋味、香氣品質呈極顯著正相關,茶褐素含量(4.34%～7.94%)與湯色、滋味及內質總分呈極顯著負相關。李小嫄等[24]對工夫紅茶研究表明,多數樣品整體茶多酚含量在10%左右,游離氨基酸總量在1.05%～2.92%之間,茶褐素的含量在8%左右。本研究中水浸出物、茶多酚等含量高于上述實驗,與本實驗中原料嫩度高相關,其他成分的含量與上述實驗結果相近。不同產區紅茶生化成分的差異與其茶樹品種、具體加工工藝直接相關。

2.3 長江中下游區域紅茶香氣品質分析

釆用HS-SPME/GC-MS對長江中下游不同產區紅茶的揮發物成分進行分析鑒定,共得到87個主要的揮發物成分,總量為78.07%～87.53%(表4),其中一個安徽產區紅茶的總離子流色譜圖見圖1。6個茶區紅茶的香氣主要是由醇類、醛類、酯類、酮類、雜氧化合物、烯類、芳香烴、吡咯類及其衍生物等組成,其中含量較低的酸類、醌類和烷烴化合物等歸在其他類中(圖2)。另外,不同產地紅茶樣品中含量較高的香氣成分一致,主要包括芳樟醇、香葉醇、水楊酸甲酯、苯甲醛、己醛、2-正戊基呋喃和β-紫羅酮等,它們是構成長江中下游產區紅茶香氣的主體成分。

表4 長江中下游紅茶香氣組成及含量(%)Table 4 Aroma constituents and their average contents of black tea from middle and lower reaches of Yangtze River

續表

圖1 安徽產區紅茶香氣總離子流圖Fig.1 Typical TIC map of the volatilecompounds in a Anhui tea sample

圖2 長江中下游紅茶香氣化合物類型及比例Fig.2 Aroma components types and ratio in black teas from middle and lower reaches of Yangtze River

不同產區紅茶的醇類化合物相對含量有一定差異,其中相對含量最高的為湖北紅茶(39.84%),其次為浙江紅茶(39.73%),而江蘇紅茶中醇類的相對含量最低,為25.79%。檢出的15個醇類化合物中有7個共性成分,其中相對含量均值大于1%的組分有芳樟醇(14.54%)、香葉醇(12.22%)、反-氧化芳樟醇(2.15%)、脫氫芳樟醇(1.69%)和順-氧化芳樟醇(1.65%)?？梢娸葡┐际情L江中下游茶葉香氣主要的醇類化合物。芳樟醇具有花香、鈴蘭香等,香葉醇具有溫和、甜的玫瑰花氣息,芳樟醇氧化物具有強烈的甜香、木香和花香香氣,脫氫芳樟醇具有花果香[25],這些成分共同構成了紅茶甜香、糖香及花香的物質基礎。萜烯指數是由竹尾忠一[26]認為決定茶葉香氣的單萜烯醇受茶樹品系影響,萜烯指數的高低與香氣特征也有一定關系,萜烯指數計算公式為Ti=(芳樟醇+芳樟醇氧化物)/(芳樟醇+芳樟醇氧化物+香葉醇)。由表5可知,江蘇地區紅茶Ti值(0.85)最高,浙江地區紅茶Ti值(0.39)最低,其他地區Ti值(0.60～0.63)相近。竹尾忠一[27]還將紅茶分為三種主要的香氣類型,第一種是以芳樟醇占優勢型,第二種是中間型,含有芳樟醇和香葉醇,第三種是香葉醇占優勢型。從表5來看,江蘇地區紅茶是以芳樟醇占優勢型,呈現為糖香,浙江地區紅茶是香葉醇占優勢型,其他地區紅茶屬于中間型,富含芳樟醇和香葉醇,表現出甜香、花香等。李小嫄等[24]對工夫紅茶香氣研究表明,祁紅和湖紅工夫均屬于第二種類型,含豐富的芳樟醇和香葉醇,與本研究結果一致。

表5 長江中下游紅茶萜烯指數與香氣類型Table 5 Terpene index and aroma type of black teas from middle and lower reaches of Yangtze River

檢出的25個醛類化合物中有11個共性成分,其中相對含量均值大于1%的組分有苯甲醛(4.82%)、己醛(3.78%)、苯乙醛(2.36%)、2-甲基丁醛(2.09%)、2-己烯醛(1.74%)和β-環檸檬醛(1.16%)。苯甲醛具有杏仁香、苯乙醛具有甜香[17],它們是構成紅茶甜香的重要成分。己醛呈現清香、2-甲基丁醛具有果香和麥芽香、2-己烯醛和β-環檸檬醛都有果香[28-29],可見醛類成分主要形成紅茶的甜果香、清香等風味。酯類物質中以湖北和安徽紅茶的含量較高,分別為11.72%和11.06%,其中水楊酸甲酯的平均含量(6.93%)遠遠高于其他成分。水楊酸甲酯呈現冬青葉和薄荷味[30],是紅茶香氣中重要的成分。酮類物質的含量在不同產區紅茶中變化不大,其中以β-紫羅酮的平均含量最高(1.52%)。β-紫羅酮具有紫羅蘭花香、木香等,閾值很低,對紅茶花香風味貢獻很大[31]。江蘇和浙江紅茶氧雜化合物的相對含量顯著高于其他地區,其中以2-正戊基呋喃(3.29%)和2-乙基呋喃(1.02%)的平均含量較高。另外江蘇紅茶的氮雜化合物含量最高(2.84%),其中1-乙基-2-甲酰吡咯是主要成分。2-正戊基呋喃、2-乙基呋喃和1-乙基-2-甲酰吡咯均具堅果、焦香等風味[32-33],對紅茶的焦糖香形成有著直接影響。鄭鵬程等[34]對湖北宜紅香氣特征分析結果表明,醇類和醛類是宜紅茶甜香特征的主要化合物,芳樟醇、香葉醇、水楊酸甲酯、β-紫羅酮、苯乙醛、癸醛等是關鍵香氣成分。祁紅的特征香氣成分是香葉醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醇、苯乙醇、苯乙醛等芳香物質[3,35]。上述研究中宜紅、祁紅等特征香氣成分與本研究結果接近。在原料嫩度基本一致的前提下,紅茶香氣與當地群體種的紅茶適制性、區域加工習慣等因素直接相關,這也是不同產區紅茶品質差異形成的重要原因之一。

3 結論

本研究對長江中下游6個主要產茶區紅茶的風味物質進行了鑒定和分析。結果表明,長江中下游區域紅茶在感官品質上表現出甜香、薯甜香、甜醇等良好的香氣、滋味特性。其中湖北地區紅茶甜香突出,滋味甜醇;湖南地區紅茶薯甜香顯著,滋味濃厚;江西地區紅茶甜香明顯,滋味醇和;安徽地區紅茶甜香明顯,滋味甜和;江蘇地區紅茶呈現焦糖香,滋味甜和;浙江地區紅茶呈現甜香與薯甜香。

從品質成分結果來看,長江中下游產區紅茶水浸出物、咖啡堿均較高,大部分產區茶紅素與茶黃素的比例為1∶10～13之間,是該區域紅茶滋味醇厚,湯色紅亮的物質基礎。其中湖北茶區紅茶的可溶性糖、茶紅素等含量較高,是茶湯紅亮、滋味甜醇的物質基礎,湖南茶區紅茶的水浸出物、茶多酚、咖啡堿、黃酮、兒茶素總量、茶黃素及茶紅素含量較高,是其茶湯深紅、滋味濃厚的物質基礎,浙江、安徽茶區紅茶的氨基酸和可溶性糖含量較高,是其茶湯甜醇的物質基礎。共鑒定出87個香氣成分,其中醇類和醛類是主要的香氣化合物,尤其是呈現甜香、花香的萜烯醇含量高,其中湖北和浙江紅茶中醇類含量較高,江蘇紅茶中醛類含量最高。芳樟醇、氧化芳樟醇、香葉醇、苯甲醛、苯乙醛、2-甲基丁醛、2-己烯醛、β-環檸檬醛、水楊酸甲酯和β-紫羅酮等特征香氣成分共同構成了長江中下游產區紅茶甜香、糖香及花香的物質基礎,此外2-正戊基呋喃、2-乙基呋喃和1-乙基-2-甲酰吡咯呈現堅果、焦香等風味,參與形成紅茶的焦糖香風格,這和加工過程中干燥工藝參數有關。可見,長江中下游不同產區紅茶的滋味、香氣成分組成相近,但是各組分含量有不同程度的差異,品質風格也不相同,這與茶樹品種、加工工藝及地域環境都緊密相關。

本文對長江中下游產區16個紅茶樣品的品質成分進行分析,初步明確了不同產區紅茶品質特征,滋味、香氣物質種類及主要滋味、香氣成分等,并對不同產區紅茶香氣類型進行了探討,其對豐富紅茶風味品質理論具有一定指導意義。不同茶樹品種、鮮葉等級、加工工藝等對長江中下游產區紅茶品質特征的影響也有待進一步深入研究。