工夫紅茶品質化學成分及加工工藝研究進展

薛金金，尹鵬，張建勇，王偉偉，陳琳，3，蘇威，3，郭桂義，*，江和源，*

（1.中國農業科學院茶葉研究所農業部茶樹生物學與資源利用重點實驗室，浙江省茶葉加工工程重點實驗室，浙江杭州310008；2.信陽農林學院河南省豫南茶樹資源綜合開發重點實驗室，河南信陽464000；3.中國農業科學院研究生院，北京100081）

紅茶因滋味甘甜醇厚，湯色紅亮，香氣優雅高長，內含物質豐富，品質獨特，頗受廣大消費者的喜愛，其銷量占全球茶葉銷量的80%左右[1-3]。其中，工夫紅茶是中國特有的傳統茶類，包括滇紅、祁紅、宜紅、寧紅、川紅、閩紅、坦洋工夫、九曲紅梅、英德紅茶、金駿眉等。

傳統工夫紅茶加工工序包括萎凋、揉捻、發酵、干燥，其中發酵是紅茶加工的關鍵工序，其原理是以兒茶素為主的多酚類物質在多酚氧化酶的作用下發生氧化聚合形成茶黃素、茶紅素、茶褐素、聚酯型兒茶素等[4-5]水溶性氧化產物。這些水溶性氧化產物與茶多酚、咖啡堿、氨基酸、可溶性糖等物質，共同構成了茶湯的滋味。在工夫紅茶整個加工過程中，香氣物質也發生了較大的變化。糖苷類香氣物質在糖苷酶和糖苷轉移酶等的作用下，發生水解釋放出揮發性物質，形成具有花香的芳樟醇、橙花叔醇等[6]。類胡蘿卜素發生酶促降解和光、熱等引起的非酶促降解，形成具水果甜香的茶香螺酮、花果香的β-紫羅酮等[7-9]。脂肪酸在脂肪氧合酶等的作用下發生降解形成小分子的醛、酮等物質[10]，如呈現青草味和果香的己醛[11]、具茉莉花香的茉莉酸甲酯[10]等。糖類、氨基酸類物質，在熱的作用下，參與焦糖化和美拉德反應，形成吡嗪類、吡咯類等具有烘烤香、堅果香的香氣物質[12-13]。

本文主要對工夫紅茶滋味和香氣的品質化學成分及加工工藝進行闡述，并對近年來工夫紅茶新工藝進行總結，以期為今后工夫紅茶品質的提升與工藝改進提供參考。

1 工夫紅茶滋味成分研究進展

滋味是茶葉的重要特征之一，茶葉中的呈味物質大致分為由兒茶素、黃酮類為主體的澀味[14-15]，由咖啡堿、花青素為主體的苦味[16]，由游離氨基酸及部分絡合物為主體的鮮爽味[17]，呈甜味的可溶性糖及某些小分子氨基酸，呈酸味的可溶性酸及部分酸性氨基酸等，增加茶湯厚度的水溶性果膠及水浸出物[18]。這些呈味物質按不同的種類、含量、比例組合，使茶湯呈現不同的風味特征。

工夫紅茶種類繁多，但其在理化成分方面卻具有一定的共性，表現在多酚類物質及其氧化產物、可溶性糖、游離氨基酸、咖啡堿等含量方面有顯著差異。這些物質受區域、茶樹品種、季節、儲藏條件等的影響。龔自明等[19]分析長江中下游區域紅茶的品質特征，找出不同產區的滋味差異，湖南地區紅茶湯色深紅、滋味濃與其茶黃素、茶紅素含量高有著直接關系；安徽和浙江地區紅茶滋味甜醇的主要原因是氨基酸和可溶性糖含量高；湖南地區紅茶中咖啡堿含量高達5.16%，對其滋味濃厚貢獻較大。易曉芹等[20]對國內外不同地區紅茶的品質成分進行了分析，結果表明國外紅茶的茶黃素含量均較高，而國內紅茶的茶褐素含量較高。不同的茶樹鮮葉原料制成的工夫紅茶品質差異明顯，汝城白毛茶紅茶花香顯，滋味濃強；保靖黃金茶紅茶帶花香，滋味醇和；櫧葉齊品種紅茶甜香明顯，滋味濃強[21]。王昕等[22]對春、夏、秋3個季節漢中工夫紅茶的氨基酸種類和含量進行了研究，紅茶味覺氨基酸、必需氨基酸的平均含量分別為24.931、2.595 mg/g，氨基酸總量、必需氨基酸和味覺氨基酸均以夏季最高。陳冬等[23]對3個不同類型的祁門紅茶進行了滋味特征方面的研究，結果表明，優質祁門工夫紅茶具有較好的甜度、鮮爽度和回甘；同時綜合分析理化成分和感官品質，發現咖啡堿與苦澀味正相關，游離氨基酸與鮮爽度呈正相關。在紅茶儲藏的1年時間里，其茶多酚、茶褐素、氨基酸、可溶性糖、咖啡堿、水浸出物均呈減少趨勢；儲藏結束時，茶黃素、茶紅素含量差異不大；在儲藏3個月時其感官品質達到最佳，而后呈下降趨勢[24]。

2 工夫紅茶香氣成分研究進展

香氣是決定茶葉品質的重要因子。迄今為止，從各類茶葉中分離并鑒定的香氣物質有700余種[25]。傳統的感官評估主要依賴于人的主觀判斷，隨著茶葉香氣化學研究的進一步深入與各種香氣檢測技術的發展，茶葉香氣的質量評價會愈加準確靈敏，且更具可靠性與重復性。

鄭鵬程等[26]分析了湖北紅茶的香氣品質特征，結果顯示茶葉香氣以甜香為主，部分茶樣帶花果香、糖香、高火香；同時鑒定了93種香氣物質，以醇類和醛類為主，芳樟醇、香葉醇、水楊酸甲酯等成分構成了其甜香、糖香的香氣品質特征。長江中下游不同產區紅茶香氣品質的分析結果表明，江蘇地區紅茶是以芳樟醇為主，呈現糖香，浙江地區紅茶中香葉醇占優勢，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[19]。李健權[27]分析結果表明，紅茶香氣物質主要是醇類、醛類物質，其含量占總揮發性物質的一半以上；祁門紅茶、鳳慶紅茶和印度大吉嶺紅茶醇類含量高，信陽紅、英紅九號、石門怡紅和錫蘭紅茶醛類含量高，而正山小種醇類、醛類含量接近；祁門紅茶和正山小種的香氣類型為香葉醇占優勢，而其它紅茶的香氣屬于芳樟醇占主導地位的香型。劉聰等[28]分析了玫瑰香型滇紅茶和普通滇紅茶的揮發性物質，結果表明芳樟醇、苯乙醇等6種物質總含量差異是兩者香型不同的原因。

紅茶香氣物質是評判其品質的重要因素，對紅茶關鍵性香氣成分的研究，可為今后紅茶的品質鑒定和香氣特征的研究提供借鑒。

3 工夫紅茶加工工藝的研究進展

紅茶屬全發酵茶類，加工工藝對紅茶品質的形成具有非常重要的作用。紅茶品質的形成是各個工序中理化反應的綜合結果。因此，探明紅茶加工工藝對品質的影響對提升紅茶品質具有一定的實踐指導意義。

3.1 萎凋對工夫紅茶品質的影響

萎凋是工夫紅茶加工的第一道工序，也是其品質形成的基礎工序。鮮葉在萎凋過程中發生失水等物理變化，同時伴隨著一系列內含物質的化學變化，為茶葉滋味物質和香氣成分的形成奠定了一定的物質基礎。在此過程中，隨著水分的逐步散失，鮮葉生理結構和理化特性發生明顯變化，細胞液濃度不斷提高，部分氧化酶和水解酶活性增強，引起一系列生化反應，為茶葉滋味物質、芳香物質、呈色物質等的形成奠定基礎。

萎凋受諸多因素的影響，包括萎凋方式、萎凋程度、光質、萎凋溫度、萎凋濕度等。研究表明[29]，熱風萎凋效率高，香氣品質好，但澀味重；遠紅外加溫萎凋滋味甜醇，但香氣低；自然萎凋感官風味較好。喬小燕等[30]分析了不同萎凋方式對金萱紅茶香氣影響，結果表明日光萎凋花香明顯，而鼓風萎凋則甜香明顯，兩者主要揮發性物質組成差異不大，但主要揮發性物質的相對含量差異明顯，這是經不同的萎凋方式制成的金萱茶香型差異的原因。不同萎凋程度對紅茶品質也有一定的影響，中度萎凋有利于泰順紅茶感官品質的形成[31]。Ai Z等對不同光質在萎凋中的作用進行了研究，發現黃光、橙光和紅光處理萎凋葉能顯著改善成品茶的香氣和滋味，使茶葉甜香明顯、滋味醇和；其中黃光條件下兒茶素、茶黃素、氨基酸和香氣成分含量最高；綠光不利于茶葉的滋味和香氣的品質形成[32]。Owuor等[33]研究了萎凋溫度對紅茶香氣品質的影響，結果表明在10℃～25℃的萎凋溫度下，茶葉香氣指數高，有利于紅茶香氣品質的形成；繼續提升萎凋溫度，香氣指數下降，紅茶品質不佳。冷凍萎凋增加了細胞膜的透性，因而可以促進多酚類物質的酶促氧化，顯著提升紅茶滋味品質，但卻降低了糖苷酶活性，對紅茶香氣品質產生了一定的負面作用[34]。仇方方等[35]比較了4種萎凋濕度（55%、65%、75%、85%）條件下，紅茶品質的差異，認為萎凋濕度為55%、65%時，紅茶甜香顯，滋味鮮醇；當濕度為75%、85%時，紅茶香氣悶，滋味青澀，品質不佳。

3.2 揉捻對工夫紅茶品質的影響

揉捻是通過外力使茶葉細胞破碎，多酚氧化酶和多酚類物質接觸，加速多酚類物質酶促氧化，是工夫紅茶外形條索緊細和風味品質形成的重要工序。

朱宏凱等[36]分析了不同揉捻溫度對工夫紅茶品質的影響，認為20℃低溫揉捻有利于紅茶品質的提升，在該條件下，茶多酚、咖啡堿含量較低，茶黃素含量高，醛類、醇類和酮類等香氣物質明顯增加，尤其是苯乙醛、芳樟醇、紫羅酮等明顯升高。蔣金星等[37]研究了不同揉捻溫度對工夫紅茶滋味品質的影響，結果表明，在10℃～25℃的揉捻溫度下，口感較好，以16℃最好。揉捻程度對單芽紅茶品質影響的研究表明，茶葉成條率隨著揉捻程度的加重呈現逐漸增加的趨勢，同時水浸出物、茶多酚、氨基酸的含量明顯升高，可溶性糖有所減少，茶黃素先增加后下降，揉捻40 min成品茶感官品質最好[38]。

3.3 發酵對工夫紅茶品質的影響

發酵是工夫紅茶加工過程中的關鍵工序，對工夫紅茶“紅湯紅葉、滋味甜醇、香氣高長”品質特征形成具有重要的作用。在發酵過程中，多酚類物質在多酚氧化酶的作用下發生氧化聚合或與多糖、蛋白質等進一步聚合，形成茶黃素、聚酯型兒茶素、茶紅素、茶褐素等對紅茶品質具有重要影響的氧化產物。同時作為兒茶素氧化的中間產物，鄰醌類物質引起一系列的偶聯反應，包括氨基酸、胡蘿卜素等的氧化，為紅茶香氣品質的形成奠定一定的物質基礎。感官表現為葉色由青綠色變為紅色，香氣由青氣變為花果香、甜香。

影響發酵的因素包括發酵溫度、濕度、通氧量、時間等。方世輝等[39]分析了4種發酵溫度（16、22、28℃和34℃）對紅茶品質的影響，結果顯示，22、28℃發酵溫度下制成的紅茶品質較好；22℃發酵條件下，發酵時間以100 min～140 min為宜。曹冰冰等[40]采用先高后低的變溫發酵方式，成品茶品質較好。紅茶的發酵需要高濕的環境，一般要求相對濕度在90%以上，甚至95%以上[41]。通氧發酵能夠加快發酵進程，縮短發酵時間，促進茶湯色澤和特征香氣的形成[42]。宋曉東等[43]研究表明，在發酵溫度24℃、95%濕度、攤葉厚度為7 cm的條件下發酵3.0 h，制成的宜紅茶花香馥郁，滋味鮮甜。李霖林等[44]認為選用奇蘭品種制作工夫紅茶時，發酵溫度控制在30℃，濕度為80%～90%，發酵4.5 h，制成的紅茶品質較好，花香濃郁、滋味醇厚。

一般情況下，發酵適度的判斷主要對發酵葉葉色、香氣等進行人為感官評價。為了克服人為評價中出現的偏差，近些年研究出采用色差法、嗅覺可視化傳感器等技術對發酵適度進行判斷。趙飛等[45]認為色差值ΔE值可以作為發酵適度的判斷指標，當其接近0時，發酵適度，成品茶品質較好。陳琳等[46]采用嗅覺可視化傳感器及氣體檢測系統來判別工夫紅茶發酵程度，結果表明，Fisher判別函數對不同發酵程度的紅茶可以進行100%分類。洪文娟[47]采用機器視覺技術對紅茶發酵程度進行了研究，建立了3種紅茶發酵適度的判別方法。

3.4 干燥對工夫紅茶品質的影響

干燥是工夫紅茶加工的最后一步，多酚氧化酶經過高溫失去活性，酶促反應停止。在這個過程中，低沸點的青草氣揮發損耗，高沸點的芳香物質得到保留，同時糖、氨基酸在高溫作用下，發生的焦糖化、美拉德反應等，是紅茶香氣優雅高長的物質基礎。

陳義等[48]探索了炭火低溫長焙對信陽紅品質的影響，結果表明：低溫長焙可以提升茶葉香氣，減少澀味，改善信陽紅夏茶品質。“普洱曬紅”的干燥方式為曬干，而“云南滇紅”的干燥方式為烘干，前者的滋味更為醇和，甜香顯，后者滋味“濃、強”[49]。Qiu 等[50]發現滇紅經焙火，其醇類、醛類、酯類和酮類含量增加，烷烴、酸類和含氮化合物變化不大，這些成分的差異是其香型發生變化的原因。杜紅等[51]采用濕熱后處理方式來提升紅茶品質，結果表明，紅茶經處理后感官品質明顯提升，甜香濃郁、滋味醇厚；茶多酚、酯型兒茶素含量減少，茶紅素增加；青草氣和異味揮發性物質含量降低，甜香、花果香增加。

3.5 工夫紅茶加工新工藝

“做青”是烏龍茶加工過程中的關鍵工序，對烏龍茶品質的形成起到重要的作用。做青過程中，鮮葉碰撞致使邊緣損傷，多酚類物質在多酚氧化酶的作用下氧化，并引起一系列偶聯反應，形成烏龍茶花香馥郁，滋味醇厚的品質特征。隨著茶葉工作者的不斷創新和突破，將烏龍茶做青工藝引入紅茶加工中，創新性的研制出了同時具有傳統紅茶風格和獨特花果香的優質紅茶。萎凋葉經做青處理，茶葉香氣明顯提高,“顯帶自然蘭花香”。花果香型工夫紅茶因其花果香濃郁，湯色紅亮，滋味醇厚鮮爽，受到廣大消費者的青睞。

陳鳳月等[52]將烏龍茶做青技術融入傳統坦洋工夫紅茶中，采用曬青-回青-做青-攤青的萎凋技術，制成香氣馥郁的花香型坦洋工夫紅茶。與傳統工夫紅茶相比較，花香型坦洋工夫既保留了紅茶的風格，又具有巖茶的風韻。羅蓮鳳等[53]研究了做青工藝對黃觀音紅茶品質的影響，結果顯示輕做青制成的紅茶花香顯。陽景陽等[54]以黃觀音鮮葉為原料，結合做青工藝制成紅茶，該茶花香顯、滋味醇甜。與傳統工藝茶樣比較，新工藝紅茶氨基酸、茶多酚、咖啡堿、（E）-呋喃芳樟醇氧化物、順-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2-甲醇、苯乙醇和香葉醇含量均較高。賴兆祥等[55]結合烏龍茶工藝制作紅茶，并研究了輕度、中度和重度3種不同做青程度下花香型紅茶紅螺春的品質，結果表明，輕度做青紅茶花香馥郁，滋味鮮醇。周穎等[56]將搖青工藝引入工夫紅茶加工工藝中，制成的紅茶梔子花香濃郁。曹冰冰等[40]研究表明，花香工夫紅茶主要香氣物質為橙花叔醇、β-芳樟醇、己酸-順-3-己烯酯、香葉醇等。雷攀登等[57]將做青工藝引入到祁門紅茶的加工中，發現輕做青能夠顯著減少醇類物質，增加醛類、酯類、酸類和酮類香氣的含量，從而改善茶葉香氣、滋味品質。林馥茗[58]研究了搖青工藝對八仙紅茶品質的影響，結果表明，搖青3次，總轉數30條件下，茶葉氨基酸、可溶性糖含量增加，茶多酚、兒茶素總含量和酯型兒茶素含量降低，成茶帶花香。涂云飛等[59]的研究表明，做青過程中兒茶素含量下降明顯，茶黃素含量增加。兒茶素含量的下降有利于減少紅茶的苦澀味，茶黃素含量的增加有利于紅茶湯色和滋味的提升。傳統工夫紅茶滋味醇和、香氣純正，在傳統加工工藝中引入烏龍茶的做青工序，能夠減少兒茶素、酯型兒茶素含量，增加茶黃素、橙花叔醇、香葉醇等物質的含量，使得制成的新工藝紅茶滋味純正、帶花香。可知，新工藝有利于提高茶葉香氣，同時對口感也具有一定的改善作用。

隨著科學的進步以及氣相色譜-嗅聞儀（gas chromatography-olfactometry,GC-O）[60]、全二維氣相色譜-飛行時間質譜（two-dimensional gas chromatographytime-of-flight-mass spectrometry,GC×GC-TOF-MS）[61]、反應飛行時間質譜儀（proton transfer reaction time-offlight mass spectrometry,PTR-TOF-MS）[62]儀器分析手段的改進，紅茶風味品質成分將會得到進一步研究，風味物質對品質的貢獻及其相互作用將會進一步明確，不同風味類型紅茶物質基礎將會被揭示，這將為開發特色優質紅茶產品提供理論依據。此外，花果香型工夫紅茶品質形成機理的探究還不夠深入，與品質相關的生化成分、香氣成分、酶活性等在加工過程中的變化研究報道不多。不同品種相應的加工工藝，應用做青工藝后萎凋、發酵程度的掌握等還需在今后做進一步深入研究。