湖南地方特色茶樹資源加工的工夫紅茶香氣特征研究

黃懷生，粟本文，鐘興剛，黎 娜

（湖南省農業科學院茶葉研究所，湖南 長沙 410125）

【研究意義】茶樹種質資源是茶樹育種的基礎材料，也是茶葉新產品研發的一個重要支點，尤其是近年來，一些特色茶樹資源產品受到消費者的親睞，尤以獨特的香氣為熱，利用特色茶樹資源（品種）開發特色香氣的茶葉產品成為茶葉加工研究的一個熱點。

【前人研究進展】湖南地處茶樹原產地向東部茶樹分布區擴展的過渡地帶，境內分布著豐富地方特色茶樹資源（如云臺山種、保靖黃金茶、江華苦茶、汝城白毛茶和城步峒茶等），20世紀50～60年代，湖南省茶葉研究所開始地方性茶樹資源考察與收集工作，近年來湖南省境內已挖掘收集茶樹資源400多份［1］。同時針對這些茶樹資源開展了大量研究工作，主要從資源的分布區域、資源分類、親緣關系及遺傳演化、經濟性狀等方面進行研究［2-11］。【本研究切入點】本研究以湖南省地方特色茶樹資源江華苦茶、汝城白毛茶及桑植大葉茶為材料加工工夫紅茶，研究分析其香氣特征。【擬解決的關鍵問題】探明湖南地方性茶樹資源汝城白毛茶、江華苦茶、桑植大葉茶加工工夫紅茶的香氣品質特性，為地方茶樹資源的開發利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料：2018年4月，分別采摘江華苦茶（群體）、汝城白毛茶（群體）和桑植大葉茶（單株）一芽一葉鮮葉，采用工夫紅茶加工工藝（鮮葉-萎凋24 h-揉捻90 min-發酵8 h-初烘120℃-足干90℃）制作樣茶。樣茶分成兩份，一份進行感官審評（密碼審評），一份送往農業部茶葉質量監督檢驗測試中心進行香氣成分檢測。

主要儀器：HH-2數顯恒溫水浴鍋（江南儀器廠）、自制改良萃取瓶、手動 SPME 進樣器和65 μm PDMS/DVB 固相微萃取頭（美國Supelco公司制造）、Agilent GC6890-5973Mass（美國安捷倫公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 感官審評 參考GB/T 23776—2009茶葉感官審評方法進行。

1.2.2 香氣檢測（1）香氣富集。香氣富集參照文獻［12］，分別稱取茶樣品各 10.00 g，加入自制改良萃取瓶中，用100℃的開水沖泡，茶水比為1∶3（g/mL），密閉瓶口后，放入60℃水浴鍋平衡5 min，后插入裝有65 μm PDMS/DVB 固相微萃取頭的手動進樣器，水浴條件下頂空萃取60 min，取出后立即插入色譜儀進樣口中，解吸附啟動儀器收集數據。

（2）氣相色譜-質譜條件［12］。GC 條件：采用 HP-5MS 彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm ID×0.25 μm 膜厚）；進樣口溫度為 230℃；程序升溫，進樣后于230℃解吸5 min。MS 條件：電離方式為EI；離子源溫度為230℃；電子能量為70 eV；掃描范圍：50～650 amu；載氣為高純He（純度＞99.999%），流速 1 mL/min，不分流；電子倍增管電壓為1 800 V，總離子流強度為100 mA。

（3）定性分析。由GC/MS分析得到的質譜數據在 NIST98.L標準譜庫中檢索，查對有關質譜資料，從基峰、質核比和相對豐度、相對保留時間等方面進行分析，并結合紅茶香氣相關文獻報道進行最后的定性。相對含量采用面積歸一化法計算，以各香氣組分的峰面積占總峰面積之比值表示組分相對含量。

1.3 數據統計

香氣成分相對含量測定數據采用 IBM SPSS 20 軟件進行方差分析和聚類分析，其中方差分析比較均值單樣本t檢驗。聚類方法組間鏈接，度量標準為pearson相關性。

2 結果與分析

2.1 感官品質

感官審評結果表明，江華苦茶資源工夫紅茶外形烏黑、尚潤、緊結，湯色紅濃，香氣以蜜甜香為主，帶有花香，滋味濃、強、有收斂性，葉底紅亮、較勻。汝城白毛茶資源工夫紅茶外形金毫滿披、條索緊結，湯色紅、濃、亮，花香濃郁、持久，其中藥草香明顯，滋味濃、強、帶澀，葉底紅亮、帶青條。桑植大葉茶資源工夫紅茶外形烏黑潤、顯金毫，條索彎曲、緊結，湯色紅、濃、亮，甜香帶花香，尤其蘭花香比其他兩個樣品明顯，滋味濃強、苦、略澀，葉底紅褐、有青條。從香氣來看，3個樣品各有特色，江華苦茶資源工夫紅茶以甜香為主，汝城白毛茶資源工夫紅茶以花香似藥草香為主，桑植大葉資源工夫紅茶以花香（蘭花香）為主，其中以汝城白毛茶資源工夫紅茶的香氣可辨識度最好。3個樣品均表現出不同地方性香氣差異（表1）。

表1 感官品質審評結果Table 1 Comparison of sensory quality

2.2 香氣成分

樣茶共鑒定出44種香氣成分（表2）。其中，醇類11個、酯類6個、酮類3個、醛類10個、酸類1個、烴類6個、雜環化合物5個及含硫化合物1個。其中江華苦茶資源工夫紅茶香氣成分主要有香葉醇、水楊酸甲酯、β-芳樟醇、橙花叔醇、β-紫羅酮、反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸、苯乙醇 、氧化芳樟醇Ⅱ（呋喃型）、3-甲基呋喃、苯甲醇 、苯甲醛、順-己酸-3-己烯酯、氧化芳樟醇Ⅰ（呋喃型）、香茅醛和脫氫芳樟醇等15種成分；汝城白毛茶資源工夫紅茶主要有香葉醇、水楊酸甲酯、β-芳樟醇、橙花叔醇、β-紫羅酮、反-3,7-二甲基-2，6-辛二烯酸、苯乙醇 、1-乙基-2-甲酰吡咯、順-己酸-3-己烯酯、香茅醛、香葉酸甲酯、脫氫芳樟醇、δ-杜松烯、二甲硫和順-茉莉酮等15種成分；桑植大葉資源工夫紅茶主要為香葉醇、水楊酸甲酯、β-芳樟醇、橙花叔醇、β-紫羅酮、反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸、苯乙醇 、氧化芳樟醇Ⅱ（呋喃型）、反-己酸-2-己烯、順-己酸-3-己烯酯、脫氫芳樟醇、δ-杜松烯、β-月桂烯 、橙花醇和順-茉莉酮等15種成分。

表2 樣茶香氣成分相對含量（%）Table 2 Relative content of aroma components in samples（%）

由樣茶中各類香氣成分含量（圖1）可知，江華苦茶資源工夫紅茶醇類含量為51.76%、酯類為25.92%、酮類為4.49%、醛類為6.07%、酸類為3.12%、烴類為3.77%、雜環化合物為3.75%、含硫化合物為0.8%；汝城白毛茶資源工夫紅茶醇類含量為39.98%、酯類為28.70%、酮類為3.64%、醛類為4.78%、酸類為12.67%、烴類5.32%、雜環化合物為2.92%、含硫化合物為1.63%；桑植大葉茶資源工夫紅茶醇類含量為51.57%、酯類為23.98%、酮類為5.66%、醛類為3.38%、酸類為6.03%、烴類為7.00%、雜環化合物為1.58%、含硫化合物為0.50%。

圖1 樣茶中各類香氣成分含量Fig. 1 Content of various aroma components in each sample

表3 樣品中香氣成分方差分析結果Table 3 Variance of aroma components

對不同地方資源工夫紅茶44種香氣成分的相對含量進行比較均值單樣本t檢驗分析，其中21種香氣成分相對含量存在顯著性差異（表3），其中香葉醇、香茅醛、β-月桂烯、反-β-羅勒烯、橙花乙酸酯、己酸己酯差異達到極顯著水平（sig.（雙側）＜0.01），說明這些香氣成分構成了樣品感官香氣品質的差異。

2.3 聚類分析

將測定獲得的44種香氣成分進行均值比較單因素t檢驗分析，得到21個差異顯著的成分（表3），其中順-己酸-3-己烯酯、δ-杜松烯、二甲硫、順-茉莉酮、1-乙基-2-甲酰吡咯、反-己酸-2-己烯酯和香葉酸甲酯等7種香氣成分在樣品香精油中含量較高（＞1.00%），但差異不顯著，因此將差異顯著香氣成分與7種相對含量較高的主要香氣成分一起聚類。結果（圖2）表明，相關距離為15，28種香氣成分可聚為3大類，第Ⅰ類主要是花香、草香及桂皮香類，包括α-法尼烯、橄欖醇、3,5-辛二烯-2-酮、順-檸檬醛、橙花乙酸酯、二甲硫、1-乙基-2-甲酰吡咯和香葉酸甲酯等8種成分；第Ⅱ類主要為花香藥草香成分，包括香葉醇、水楊酸甲酯、香茅醛、脫氫芳樟醇、β-月桂烯、橙花醇、吲哚、順-己酸-3-己烯酯、δ-杜松烯、順-茉莉酮和反-己酸-2-己烯酯等11種成分；第Ⅲ類主要為甜香果香成分，包括β-芳樟醇、橙花叔醇、苯乙醇、氧化芳樟醇Ⅰ、3-苯基呋喃、反-2-己烯醛、順-β-羅勒烯、反-β-羅勒烯和己酸己酯等9種成分。統計三類香氣成分在各樣品中的占比（表4），江華苦茶工夫紅茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶15∶5；汝城白毛工夫紅茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶5∶1；桑植大葉工夫紅茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶18∶4。從各樣品的占比來看，均以第Ⅰ類含量為基準，第Ⅱ類比例最高為桑植大葉工夫紅茶（18），其次為江華苦茶工夫紅茶（15），汝城白毛工夫紅茶最低（5）；第Ⅲ類占比最高為江華苦茶工夫紅茶（5），其次為桑植大葉茶工夫紅茶（4），最低為汝城白毛工夫紅茶（1）。說明江華苦茶工夫紅茶突出花香和果香，桑植大葉工夫紅茶突出花香，而汝城白毛工夫紅茶突出花香藥草香。

圖2 主要香氣成分聚類結果Fig. 2 Cluster diagram of main aroma components

表4 樣茶中三類香氣含量（%）Table 4 Three types of aroma content in samples

3 討論

地方性茶樹資源受人工栽培和復雜的自然條件影響，已形成與其他資源（品種）差別的特性。影響茶葉香氣的因子錯綜復雜，不同研究結果表明，茶葉香氣主要受自然環境、品種、加工工藝等影響［15-24］。從本試驗結果來看，影響樣品香氣的主要因子是鮮葉原料（資源品種）和自然環境因子，不同的資源品種，其特有的遺傳基因決定了其物質代謝的唯一性，保證了其香氣形成的生化物質條件基礎特有性，這種特有性在某一環境條件下，物質變化表現出一定的差異性，即引起產品的香氣差異。汝城白毛茶帶有特殊藥草香味，是否為品種（資源）特有的香氣特征（品種香）有待進一步驗證。試驗中檢測到較高含量的反-3,7-二甲基-2,6-辛二烯酸（反式香葉酸），茶葉的揮發性成分，在紅茶制造過程中，隨萎凋、發酵、干燥的進行，含量逐漸增加，干燥階段增量明顯。試驗采用的自然發酵方法（發酵時間8 h），以及初干后水分含量偏高進行攤涼30 min，從而導致反式香葉酸含量偏高。

采用GC/MS分析香氣成分是研究茶葉香氣的通用手段，實驗采用固相微萃技術，結合GC/MS對3個不同地方茶樹資源的工夫紅茶香氣成分進行差異分析，共鑒定出44種香氣成分，其中汝城白毛茶的工夫紅茶香氣成分與筆者前期的實驗結果［21］一致。對檢測數據進行均值比較單樣本t檢驗，將差異顯著香氣成分，與相對含量較高但差異不顯著的香氣成分，進行pearson相關性聚類，共獲得3個類群。檢索各類群香氣成分的香氣類型，發現3個類群香氣類型表現為第Ⅰ類主要是特殊香氣類，第Ⅱ類主要為花香藥草香成分，第Ⅲ類主要為甜香果香成分。計算三個不同地方樣品三類相對含量比例，江華工夫紅茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶15∶5；汝城工夫紅茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶5∶1；桑植工夫紅茶Ⅰ∶Ⅱ∶Ⅲ=1∶18∶4。3個不同地方茶樹資源工夫紅茶香氣成分的3類不同比例，再結合樣品香氣感官審評結果，發現不同比例與樣品的香型表現一致。與主成分分析茶葉香氣方法相比，聚類法更能直觀的反映茶葉的香氣香型。因此，聚類分析方法可作為茶葉香型研究的較好途徑之一。

4 結論

本研究考察了湖南省3個地方性資源工夫紅茶的香氣品質特性，從感官品質來看，江華苦茶工夫紅茶蜜甜香為特征；汝城白毛茶工夫紅茶花香濃郁、持久，其中藥草香明顯是主要特征；桑植工夫紅茶花香（蘭花香）為主要特征。汝城白毛茶香氣與卓敏等［13］研究丹霞3號、8號白毛茶新品種（系）加工白茶的感官香氣脂粉香帶藥香、甜（藥甜）花香一致。從主要香氣成分來看，主要以醇類和酯類為主，與王秋霜等［14］研究廣東仁化白毛紅茶的香氣成分結果一致。