不同風味類型漳平水仙茶的主要品質差異分析

翁晶晶，周承哲,2，朱 晨,2，傅海峰，郭玉瓊,

（1.福建農林大學園藝學院，福建省高校重點實驗室，福建 福州 350002；2.福建農林大學園藝植物生物工程研究所，福建 福州 350002）

福建省是中國主要的烏龍茶產區，烏龍茶產量占全國1/5以上[1]。漳平水仙茶產自福建省漳平市，是以水仙茶樹品種為原料，結合閩南烏龍茶初制工藝和閩北烏龍茶焙火工藝及獨特的木模加壓、白紙定型工藝形成的一類特殊的緊壓烏龍茶[2]。其外形扁平四方似小方塊、香氣馥郁花香顯露如蘭似桂、滋味濃醇鮮爽耐沖泡，深受消費者青睞。至2018年底漳平水仙茶產量為0.54萬 t，產值達4.57億 元[3]。

隨著制茶工藝改良，漳平水仙茶依據不同風味品質又細分為巖桂型漳平水仙王子茶和蘭馨型漳平水仙公主茶，二者市場銷售價可達普通漳平水仙茶價格的2～3 倍且常處于供不應求的狀態[3]。目前，漳平水仙茶相關研究均圍繞普通漳平水仙茶制作工藝及生化成分[4-6]，不同風味類型漳平水仙茶的研究鮮有報道，對影響不同風味形成的關鍵因素及原因尚不明晰。市場對水仙王子茶和水仙公主茶的判別主要依據2014年制定的《漳平水仙茶“水仙公主”、“水仙王子”鑒評暫行規則》，依靠茶葉感官審評鑒定分類，但該方式易受人主觀能動性影響，因此如何更加精準、客觀地對不同風味漳平水仙茶進行分類，已成為漳平水仙茶產業發展亟待解決的重要難題。

與傳統茶葉感官審評鑒別方式不同，利用高效液相色譜、氣相色譜-質譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯用等技術檢測茶葉中生化成分，結合多元分析方法，篩選特征差異物質，已廣泛運用于茶葉類型[7-8]、品質[9-10]、產地[11-12]的鑒別判定。利用GC-MS檢測鐵觀音香氣成分，并通過主成分分析、正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squaresdiscriminant analysis，OPLS-DA）提取特征香氣物質，為不同等級濃香鐵觀音和正韻茶、顯酸茶和濃香茶3 種鐵觀音香型分類提供重要參考[13-14]。Lin Jie等[15]基于鐵觀音、本山、毛蟹、黃金桂、金觀音香氣物質，利用逐步線性判別分析篩選出18 個特征香氣物質，構建4 個判別函數對5 個品種烏龍茶實現100%正確判別。邱曉紅等[16]檢測不同產地福建水仙茶的兒茶素及生物堿組分，發現沒食子酸、表兒茶素沒食子酸酯、表兒茶素和沒食子兒茶素沒食子酸酯等8 種特征非揮發物含量的差異性對實現不同產地福建水仙的區分具有重要作用。

本研究對通過不同風味類型漳平水仙茶進行感官審評結合非揮發物和揮發物檢測，再通過層次聚類和OPLS-DA，篩選不同風味類型漳平水仙茶特征生化差異物質，以期為漳平水仙茶風味品質的分類提供參考，為促進漳平水仙茶產業高質量轉型與發展提供一定幫助。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試茶樣均產自福建省漳平市，選用樹齡為10～20 a的水仙品種制作，由福建省漳平市2019年春季和秋季漳平水仙茶“水仙王子、水仙公主”審評活動賽評審獲得，每類茶樣各包含5 份樣品，其中春季漳平水仙王子茶，編號CW1～5；春季漳平水仙公主茶，編號CG1～5；秋季漳平水仙王子茶，編號QW1～5；秋季漳平水仙公主茶，編號QG1～5。

福林-酚、碳酸鈉、鹽酸、硫酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、茚三酮、氯化鋁、碳酸氫鈉、草酸、乙酸乙酯、正丁醇（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限 公司；植物可溶性糖含量測試盒 蘇州科銘生物技術有限公司。

1.2 儀器與設備

Clarus SQ 8T GC-MS聯用儀、TU-1810紫外分光 光度計 美國Perkin Elmer公司；Allegra 64R臺式高速冷凍離心機 美國Beckman公司；Infinite M200 PRO多功能酶標儀 奧地利Tecan公司。

1.3 方法

1.3.1 茶葉感官審評

組織6 位國家高級評茶員，參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》審評實驗茶樣。依據形狀、色澤和整碎度評定干茶外形；稱取5 g茶樣置于倒鐘型評茶杯，注入沸水，分別按照沖泡時間為1、3 min和5 min分3 次對茶葉香氣及滋味審評；置葉底于葉底盤以清水漂洗審評。

1.3.2 非揮發物檢測

水浸出物含量：參照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測定》，采用差數法測定；茶多酚含量：參照 GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》，采用福林-酚法測定；咖啡堿含量：參照 GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測定》，采用紫外分光光度法測定；游離氨基酸總量：參照GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量測定》，采用茚三酮比色法測定；黃酮含量：采用三氯化鋁比色法測定[17]；可溶性糖含量：采用植物可溶性糖含量測試盒測定；茶三素含量：采用系統分析法測定[18]。

1.3.3 揮發物檢測

利用GC-MS檢測，參照王蔚等[19]烏龍茶揮發物測定方法，稱取0.5 g茶粉于20 mL頂空瓶中，加入1 mL蒸餾水，加蓋密封，以頂空方式進樣。

頂空條件：爐溫80 ℃，取樣針溫度100 ℃，傳輸線溫度120 ℃，樣品平衡30 min，捕集阱高溫280 ℃，低溫40 ℃，保持5 min，干吹1 min，解吸0.5 min，頂空瓶壓力40 psi，色譜柱壓力12 psi，解吸壓力15 psi，頂空出口分流。

GC-MS條件：Elite-FFAP色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm），載氣為氦氣（純度＞99.999%）。升溫程序：柱溫起始50 ℃，保持5 min，以3 ℃/min升至125 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至180 ℃，保持3 min，以15 ℃/min升至230 ℃，保持5 min。電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；質譜傳輸線溫度250 ℃；質量掃描范圍45～500 u。

揮發物定性定量：通過NIST標準譜庫對總離子流量圖的各峰譜圖依照保留時間、相關特征離子、相對豐度匹配檢索，參考PubChem[20]（https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/）、The Good Scents Company Information System[21]（http://www.thegoodscentscompany.com/）對揮發物化學結構、名稱、氣味進行判定。揮發物含量采用峰面積歸一化法計算。

1.4 數據處理

采用Excel 2003進行數據處理；采用SPSS 19.0軟件對生化成分進行方差齊次性檢驗；采用TBtools 1.046軟件對生化成分進行熱圖繪制和層次聚類；采用SIMCA 14.0軟件對生化成分進行OPLS-DA；采用Graphpad prsim 7軟件進行柱狀圖繪制。

2 結果與分析

2.1 不同風味類型漳平水仙茶感官品質分析

如表1所示，水仙王子茶和水仙公主茶的香氣及滋味具有明顯差異。香氣方面，水仙王子茶呈甜香帶桂花香，水仙公主茶呈清香帶蘭花香，且二者秋茶均香氣馥郁持久，明顯優于春茶。滋味方面，水仙公主茶主要以鮮爽甜醇的特征為主，而水仙王子茶滋味較水仙公主茶更加濃醇并有較強收斂性，但鮮爽度略低。與香氣品質相反，水仙王子和水仙公主春茶滋味較秋茶更加濃厚。干茶外形方面，水仙王子茶和水仙公主茶均呈扁平四方潔凈，緊結油潤，但色澤方面水仙王子干茶顏色偏深，呈青褐色，水仙公主干茶呈砂綠色。二者湯色均為橙黃明亮，葉底均為肥厚柔軟，帶紅邊。

表1 不同風味類型漳平水仙茶感官審評Table 1 Sensory evaluation of different flavor types of Zhangping Shuixian tea

2.2 不同風味類型漳平水仙茶非揮發物分析

2.2.1 不同風味類型漳平水仙茶非揮發物含量分析

如表2所示，水仙王子茶的水浸出物、咖啡堿含量均高于水仙公主茶，其中咖啡堿含量達到顯著水平。水仙王子秋茶的茶多酚含量顯著高于水仙公主茶，春茶相反但無顯著差異。水仙王子茶游離氨基酸、可溶性糖和茶紅素含量均顯著低于水仙公主茶，而酚氨比高于水仙公主茶。茶褐素僅在水仙王子春茶和秋茶中存在顯著差異，而黃酮、茶黃素含量在所有茶樣中均無顯著差異。

表2 不同風味類型漳平水仙茶非揮發物Table 2 Non-volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

2.2.2 不同風味類型漳平水仙茶非揮發物聚類分析

如圖1所示，20 份茶樣中，春茶（CW1～5、CG1～5）和秋茶（QW1～5、QG1～5）各聚為一大類，與秋茶相比，春茶中水浸出物、茶紅素、茶多酚、游離氨基酸和可溶性糖含量較高，表明漳平水仙茶的非揮發物存在季節性差異。

圖1 不同風味類型漳平水仙茶非揮發物的熱圖及層次聚類圖Fig. 1 Hierarchical cluster heatmap of non-volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

春茶聚類結果中，CW1、CW2、CW3聚為一小類，CW4、CW5與全部水仙公主茶（CG1～CG5）聚為另一小類，水仙公主茶聚類結果與感官審評分類結果保持一致。圖1結果顯示，CW4和CW5茶紅素含量較高，與水仙公主茶相似，表明茶紅素含量差異可能是影響分類的一個重要因素。秋茶中，QG2和QG3與QW2、QW4和QW5聚為一小類，而QW1和QW3與QG1、QG4和QG5聚為另一小類。與秋茶相比，春茶的非揮發物差異對水仙王子茶、水仙公主茶的區分效果更佳。

2.2.3 不同風味類型漳平水仙茶非揮發物OPLS-DA

如圖2所示，基于非揮發物構建OPLS-DA模型，其擬合參數R2Y為0.765，Q2為0.323。排列檢驗200 次的交叉驗證模型的Q2回歸直線與Y軸的截距小于0，表明該OPLS-DA判別模型不存在過度擬合現象，模型較為可靠（R2=0.409，Q2=－0.914）。除QW4外其余水仙王子茶聚集于第2、3象限，所有水仙公主茶被聚集于1、4象限，表明特征非揮發物有助于水仙王子茶和水仙公主茶的區分。咖啡堿、茶多酚、茶紅素（變量重要性投影（variable importance in projection，VIP）值＞1）是區分水仙王子茶、水仙公主茶的重要非揮發物。水仙王子茶的咖啡堿含量顯著高于水仙公主茶，茶紅素含量顯著低于水仙公主茶，且春茶和秋茶檢測結果一致。水仙王子秋茶的茶多酚含量顯著高于水仙公主，春茶檢測結果相反但不存在顯著差異，符合水仙王子茶滋味濃厚略帶苦澀而水仙公主茶滋味醇爽的感官品質特征。

圖2 不同風味類型漳平水仙茶非揮發物OPLS-DA得分散點圖（A）、交叉驗證結果（B）和VIP值（C）Fig. 2 OPLS-DA score scatter plot (A), cross-validation results (B) and VIP values (C) of non-volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

2.3 不同風味類型漳平水仙茶揮發物分析

2.3.1 不同風味類型漳平水仙茶揮發物鑒定和分析

續表3

如表3所示，本研究共檢測出48 種揮發物，春茶41 種，秋茶44 種，其中香芹醇、(－)-乙酸香芹酯、異戊酸苯乙酯、鄰甲氨基苯甲酸甲酯僅存在于春茶中，而正壬醇、肉桂醇、1-癸醇、甲酸庚酯、丙酸癸酯、胡薄荷酮、苯并呋喃共7 種揮發物僅存在于秋茶中，且秋茶的醇類物質相對含量（57.36%）顯著高于春茶（38.67%），表明漳平水仙茶的揮發物及組分含量具有顯著的季節性特征。相同季節的水仙王子茶和水仙公主茶揮發物種類一致。

表3 不同風味類型漳平水仙茶揮發物測定結果Table 3 Analysis of volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

所有茶樣共有的揮發物有37 種，包括10 種碳氫化合物、15 種醇類化合物、4 種醛類化合物、3 種酯類化合物、1 種酸類化合物、1 種酮類化合物以及3 種其他類化合物（圖3）。其中，含量最高的揮發物類型均為醇類化合物，其次是碳氫類化合物。漳平水仙王子茶醇類化合物含量（43.71%）顯著低于水仙公主茶（47.83%），但碳氫類化合物含量（28.13%）顯著高于水仙公主茶（23.38%），推測水仙王子茶和水仙公主茶呈現不同香型可能與醇類和碳氫類化合物含量比例差異相關。

圖3 不同風味類型漳平水仙茶37 種共有揮發物分類組分占比Fig. 3 Percentages of 37 volatile components common to different flavor types of Zhangping Shuixian tea

2.3.2 不同風味類型漳平水仙茶揮發物聚類分析

基于37 種共有揮發物的層次聚類結果，如圖4所示，20 份茶樣聚為兩大類，春茶CW1～5和CG1～5聚為一大類，秋茶QW1～5和QG1～5聚集為另一大類，表明漳平水仙茶揮發物具有顯著的季節性特征。春茶中青葉醇、3,5,5-三甲基己醛、吲哚、石竹烯、α-法呢烯、(Z,E)-α-金合歡烯、3-蒈烯、α-蒎烯、異蒲勒醇、4-甲基芐醇、香葉醇含量顯著高于秋茶，而秋茶中紫蘇烯、紫蘇醇、D-檸檬烯、正己醇、1-辛醇、肉桂烯、2-甲基丁醛、順-2-戊烯醇、3-甲基戊酸、1-戊烯-3-醇含量較高，這些揮發物是區分春茶和秋茶的重要因素。

圖4 不同風味類型漳平水仙茶揮發物的熱圖及層次聚類圖Fig. 4 Hierarchical cluster heatmap of volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

春茶聚類結果中，CW1、CW3、CW5聚集為一小類，CW2、CW4與CG1～CG5聚集為另一小類，水仙公主春茶聚類與感官審評分類結果一致。水仙王子春茶的青葉醇、3-蒈烯、α-蒎烯含量顯著高于水仙公主春茶，而α-法呢烯、(Z,E)-α-金合歡烯顯著低于水仙公主春茶是二者分類聚集的重要因素。秋茶聚類結果中，茶樣分別聚集為3小類，QG4與其他茶樣相比青葉醇、3,5,5-三甲基己醛、吲哚、2-甲基丁醛、順-2-戊烯醇、1-戊烯-3-醇、4-甲基環己醇、芳樟醇、乙酸葉醇酯含量高，差異顯著，單獨聚為一小類；QG1、QG2、QG5和QW5聚為第2小類；QW1、QW2、QW3、QW4和QG3聚為第3小類。與水仙王子秋茶相比，水仙公主秋茶的D-檸檬烯、正己醇、1-辛醛含量較高。

2.3.3 不同風味類型漳平水仙茶揮發物OPLS-DA

如圖5所示，基于37 種共有揮發物構建OPLS-DA模型，其擬合參數R2Y為0.658，Q2為0.369。排列檢驗200 次的交叉驗證模型，Q2回歸直線與Y軸的截距均小于0，表明該OPLS-DA判別模型不存在過度擬合現象，模型較為可靠（R2=0.377，Q2=－0.502）。水仙王子茶全部聚集于第2、3象限，除QG3外水仙公主茶全部聚集于第1、4象限，水仙王子茶和水仙公主茶通過特征揮發物顯著區分。不同風味類型漳平水仙揮發物VIP值表明，3-蒈烯、乙酸葉醇酯、正己醇、α-蒎烯、D-檸檬烯（VIP值＞1）是區分水仙王子茶與水仙公主茶的特征揮發物。水仙王子茶的3-蒈烯、α-蒎烯含量均顯著高于水仙公主茶。其中唯一與水仙王子茶聚集于第3象限的水仙公主茶QG3 （圖5A），3-蒈烯含量同樣較高。水仙公主茶的正己醇、乙酸葉醇酯、D-檸檬烯含量顯著高于水仙王子茶。

圖5 不同風味類型漳平水仙茶揮發物OPLS-DA得分散點圖（A）、 交叉驗證結果（B）和VIP值（C）Fig. 5 OPLS-DA score scatter plot (A), cross-validation results (B) and VIP values (C) of volatile components in different flavor types of Zhangping Shuixian tea

3 討 論

3.1 不同風味類型漳平水仙茶特征性非揮發物

漳平水仙王子茶和水仙公主茶的滋味差異顯著，水仙公主茶主要以鮮爽甜醇的特征為主，而水仙王子茶滋味較水仙公主茶更加濃醇并有較強收斂性，但鮮爽度略低。本研究結果表明水仙王子茶和水仙公主茶的咖啡堿、茶多酚、游離氨基酸、可溶性糖、茶紅素含量均差異顯著，且存在顯著的季節性差異。

非揮發物的OPLS-DA結果表明，咖啡堿、茶多酚和茶紅素對鑒別漳平水仙茶滋味具有重要作用。水仙王子茶的咖啡堿和茶多酚（秋茶）含量均高于水仙公主茶，而茶紅素含量相反。做青過程中，水仙王子茶搖青力度大于水仙公主茶，與輕做青相比，重做青使茶葉的咖啡堿含量增加[22]，茶多酚和茶紅素含量降低[23-24]，本研究咖啡堿和茶紅素檢測結果與前人研究一致。但茶多酚檢測結果僅在春茶中一致，秋茶檢測結果相反。水仙王子茶、水仙公主茶除做青力度存在差異外，水仙公主茶的搖青次數多于水仙王子茶。相關研究表明在烏龍茶加工過程中，隨搖青次數的增加，茶多酚含量呈下降趨勢，但不同搖青次數之間茶葉的茶多酚含量呈波動變化[25]，水仙公主秋茶的茶多酚顯著低于水仙王子，可能與水仙公主秋茶搖青次數多相關。茶紅素與茶湯滋味濃度和強度呈正相關，茶多酚和咖啡堿為茶湯苦澀味主要來源與茶湯品質負相關，但在茶黃素、游離氨基酸和可溶性糖等物質的共同作用下，能夠緩解苦味轉化為強烈的收斂性[26-27]。因此，茶湯滋味濃醇略帶苦澀收斂性強可作為水仙王子茶區別于水仙公主茶的重要感官滋味評判指標。

3.2 不同風味類型漳平水仙茶特征性揮發物

水仙王子茶和水仙公主茶香型不同，水仙王子茶呈甜香帶桂花香，水仙公主茶呈清香帶蘭花香。GC-MS檢測結果表明，相同季節的水仙王子茶和水仙公主茶檢測出揮發物一致，但揮發物組分含量比例存在差異。二者均以醇類和碳氫類化合物為主，但水仙王子茶碳氫類化合物含量顯著高于水仙公主茶，而醇類物質含量相反。前人研究表明醇類化合物如脫氫芳樟醇、香葉醇等常帶有清雅的花果香[28]，碳氫化合物中的烯烴類物質常帶有特殊香氣，如D-檸檬烯、3-蒈烯、α-蒎烯具有檸檬香、松木香和甜香[29-30]，大量研究均顯示碳氫類揮發物是茶葉桂花香型的重要組成部分[31-33]，與本研究結果一致。因此，推測水仙王子茶和水仙公主茶的不同香型與碳氫類及醇類化合物含量差異具有重要關系。

漳平水仙茶揮發物的OPLS-DA結果表明，3-蒈烯、乙酸葉醇酯、正己醇、α-蒎烯、D-檸檬烯對于鑒別漳平水仙茶香型具有重要作用。水仙王子茶的3-蒈烯、α-蒎烯含量均高于水仙公主茶。α-蒎烯和3-蒈烯均帶有松木香和甜香，前人研究發現α-蒎烯能增強佛手、番荔枝等果實的甜香品質[34-35]，且在多個品種的桂花中檢測到α-蒎烯和3-蒈烯[36-38]，同時二者對于茶葉甜香香型的形成具有主要貢獻作用[39-40]，而二者對于水仙王子茶呈現甜香和桂花香亦具有促進作用。水仙公主茶的正己醇、乙酸葉醇酯、D-檸檬烯含量高于水仙王子茶。正己醇具有水果清香，是烏龍茶具有嫩葉清爽性香氣的主要關聯成分[41]。正己醇在發酵過程中含量會顯著下并降轉化為酯類和醛類物質[42]，因此推測水仙公主茶正己醇含量高可能與做青力度低于水仙王子茶有關，做青力度小發酵程度輕使正己醇含量保留較多。乙酸葉醇酯具有青草香和青果香， D-檸檬烯具有檸檬香，前人研究發現乙酸葉醇酯是霍山黃芽呈現清香高長的高香成分之一[43]，D-檸檬烯是形成清香型鐵觀音的主要揮發物之一[44]，本研究發現乙酸葉醇酯和D-檸檬烯是構成水仙公主茶清香和蘭花香重要物質基礎。Feng Zhihui等[45]針對茶葉蘭花香研究發現，茉莉酸甲酯是形成茶葉蘭花香的主導物質，但是在本研究中所有茶樣均未檢測出茉莉酸甲酯，可能與茶葉品種及制作工藝差異相關。

此外，漳平水仙茶揮發物同樣具有顯著季節性差異，秋茶中醇類物質含量比例顯著高于春茶，同時還增加了具有花香氣味的肉桂醇、正壬醇、1-癸醇、丙酸癸酯等物質，感官審評結果同樣顯示秋茶花香氣味更加馥郁持久。漳平地區具有“春水秋香”的茶葉加工品質特征[46]，本研究檢測獲得的非揮發物及揮發物季節性變化規律與此一致。

4 結 論

本研究通過對不同風味類型漳平水仙茶感官審評和生化成分檢測分析，獲得8 種特征性生化成分，其中咖啡堿、茶多酚和茶紅素的含量差異對于形成漳平水仙茶不同滋味風格具有重要作用，3-蒈烯、乙酸葉醇酯、正己醇、α-蒎烯、D-檸檬烯的含量差異是形成漳平水仙茶不同香型的重要因素。受樣本數量限制，對于不同風味類型漳平水仙茶識別模型構建尚存不足，未來可進一步擴大樣本數量，構建更為精準的識別模型，而本研究檢測獲得的特征生化成分有助于為后期漳平水仙茶識別模型的構建提供一定參考。