浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分差異分析

黃毅彪，林燕萍，張見明，陳孫友，陳榮冰*

（1.武夷學院茶與食品學院，福建 武夷山 354300；2.武夷學院生態與資源工程學院，福建 武夷山 354300；3.福建武夷康安茶葉有限公司，福建 浦城 353400）

主產于福建浦城縣的浦城丹桂（Pucheng Dangui）為桂花的重要品種之一，其種植歷史悠久[1-2]。桂花中富含黃酮、氨基酸、礦質元素等營養物質，常用于制作桂花蜜、桂花糕、桂花酒等食品[3-4]。已檢測到的桂花香氣成分主要有芳樟醇及其氧化物、α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮及二氫-β-紫羅蘭酮、α-甲基-α-（4-甲基-3-戊烯基）環氧甲醇、對羥基苯乙醇、石竹烯等[5-9]。桂花香味獨特，從中提取的精油用于香水、護膚品、日用品等產品的開發，深受人們的喜愛[10]。浦城丹桂花香較濃，留香持久，適合窨制花茶[11]。黃棪又名黃金桂、黃旦，制作烏龍茶香氣馥郁芬芳，俗稱“透天香”[12-13]。馮紅鈺等[14]研究表明，黃棪茶樹品種適合制作紅茶和烏龍茶產品，不適合加工綠茶產品。

桂花紅茶是由鮮桂花和紅茶坯窨制而成。陳慧敏等[15]研究表明桂花紅茶窨制過程中醇類物質相對含量顯著降低，而酮類和酯類成分明顯增加。然而采用黃棪鮮葉制作的紅茶坯、浦城丹桂紅茶的品質差異研究鮮見報道。本文探究浦城丹桂紅茶與紅茶坯的品質差異，可為丹桂紅茶的加工提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

黃棪鮮葉、鮮桂花采自福建武夷康安茶葉有限公司浦城丹桂示范生態茶園，位于浦城縣蓮塘鎮十里排。結合《制茶學》[16]中紅茶、花茶制作理論，在前期預試驗的基礎之上，采用春茶黃棪鮮葉，采摘標準一芽二葉，按工夫紅茶工藝制作紅茶坯（black tea，BT）；紅茶坯按照桂花紅茶的窨制工藝加工成浦城丹桂紅茶（Pucheng Dangui black tea，PDBT）。

1.2 試驗試劑

氯化鈉（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司；正己烷（色譜純）：美國默克Merck公司。

1.3 儀器與設備

7890B-7000D GC-MS/MS氣質聯用儀：美國安捷倫有限公司；MM400球磨儀：德國萊馳公司；UV-3200PC紫外可見分光光度計：上海美譜達有限公司。

1.4 方法

1.4.1 感官審評方法

由3名茶學專業一級評茶員按國家標準GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》對浦城丹桂紅茶與紅茶坯進行感官審評。

1.4.2 揮發性香氣成分的測定

揮發性香氣成分的測定參考文獻[17]。茶樣揮發性化合物的定性分析參考NIST20質譜數據庫，保留相似度大于80的化合物進行鑒定確認；揮發性化合物定量采用的是相對定量的方法，通過檢測出的峰面積進行對比尋找浦城丹桂紅茶、紅茶坯的差異代謝物，并采用歸一化法計算各物質分別在浦城丹桂紅茶、紅茶坯的相對含量。

1.5 數據處理

每個樣品生化成分、香氣成分重復3次。含量采用SPSS 21.0進行統計分析。將香氣成分數據導入到SIMCA14.1，進行主成分分析（principal component analysis，PCA）、正交偏最小二乘判別分析（orthogonal partial least squares discrimination analysis，OPLS-DA）。結合 t檢驗的 p值（p＜0.05）、差異倍數（fold change，FC）（FC＞1.50 或＜0.67）[18]和變量投影重要性指標（variable importance in the projection，VIP）值篩選出差異代謝物。VIP值可以量化OPLS-DA的各個變量對分類的貢獻大小，VIP≥1表示該變量具有重要作用。FC值為浦城丹桂紅茶香氣成分峰面積/紅茶坯香氣成分峰面積。采用Origin 2018繪制主成分得分圖，采用TBtools 1_09832繪制熱圖。

2 結果與分析

2.1 感官審評特征

浦城丹桂紅茶與紅茶坯感官品質特征如表1所示。

表1 浦城丹桂紅茶與紅茶坯感官品質特征Table 1 Sensory quality characteristics of Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

由表1可知，浦城丹桂紅茶條索較緊結，色澤呈栗褐；湯色橙紅明亮；香氣甜爽桂花香；滋味甜醇鮮爽，桂花香明顯；葉底嫩勻紅亮。紅茶坯條索較緊結，色澤呈栗褐；橙紅明亮；香氣呈甜花香；甜醇鮮爽；葉底嫩勻紅亮。可以看出浦城丹桂紅茶具有明顯的桂花香味。

2.2 香氣成分分析

2.2.1 香氣成分PCA、OPLS-DA分析

應用氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）技術檢測浦城丹桂紅茶、紅茶坯揮發性香氣成分，以檢測的揮發性成分峰面積值為指標進行PCA、OPLS-DA，香氣成分PCA、OPLS-DA得分如圖1和圖2所示。

圖1 PCA得分圖Fig.1 PCA score plot

圖2 OPLS-DA得分圖Fig.2 OPLS-DA score plot

由圖1和圖2可知，浦城丹桂紅茶坯與紅茶坯各聚成一簇，區分明顯，說明浦城丹桂紅茶與紅茶坯揮發性香氣成分存在明顯差異。

2.2.2 香氣成分分析

浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分峰面積如表2所示。

表2 浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分峰面積Table 2 Peak area of aroma components of Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

續表2 浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分峰面積Continue table 2 Peak area of aroma components of Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

由表2可知，浦城丹桂紅茶與紅茶坯樣品中共檢出揮發性成分72種，其中醇類14種、含氮類9種、醛類7種、烴類21種、酮類9種、酯類9種、雜氧類1種、內酯類2種，浦城丹桂紅茶未檢測出吲哚，紅茶坯未檢測出植物醇。浦城丹桂紅茶峰面積較大的香氣成分有2-苯乙醇、苯甲醇、β-蒎烯、水楊酸甲酯、苯甲醛、香葉醇、反式芳樟醇氧化物、δ-3-烯、苯乙醛、2，5-二甲基吡嗪、順式芳樟醇氧化物、乙基甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2，5-二甲基-3-乙基吡嗪、甲基吡嗪、β-紫羅蘭酮。紅茶坯峰面積較大的香氣成分有水楊酸甲酯、2-苯乙醇、苯甲醇、香葉醇、反式芳樟醇氧化物、δ-3-烯、β-蒎烯、苯甲醛、苯乙醛、芳樟醇、順式芳樟醇氧化物。浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分類型如表3所示。

表3 香氣成分類型Table 3 Types of aroma components

由表3可知，浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分總峰面積為222 081 943.40、281 048 973.90。紅茶坯揮發性香氣成分峰面積大于浦城丹桂紅茶（p＜0.05）。浦城丹桂紅茶含氮類、酮類、雜氧類、內酯類峰面積顯著高于紅茶坯；紅茶坯烴類、酯類峰面積顯著高于浦城丹桂紅茶；浦城丹桂紅茶與紅茶坯醇類、醛類峰面積差異不顯著（p>0.05）。

浦城丹桂紅茶峰面積最大的香氣組分為醇類，達42.23%，其中苯乙醇、苯甲醇、香葉醇峰、反式芳樟醇氧化物面積較大。峰面積排行第二的組分為烴類，達17.29%，其中β-蒎烯、δ-3-烯、十五烷峰面積較大。峰面積排行第三的組分為含氮類，達12.95%，其中2，5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、乙基甲基吡嗪峰面積較大。峰面積排行第四的組分為醛類，達12.24%，其中苯甲醛、苯乙醛、糠醛峰面積較大。峰面積排行第五的組分為酯類，達9.22%，其中水楊酸甲酯、辛酸乙酯峰面積較大。峰面積排行第六的組分為酮類，占比4.53%，其中β-紫羅蘭酮、3，5-辛二烯酮峰面積較大。峰面積排行第七的組分為雜氧類的乙酰呋喃，占比0.85%。峰面積排行第八的組分為內酯類，為二氫獼猴桃內酯（0.55%）、茉莉內酯（0.14%）。

紅茶坯峰面積最大的香氣組分為醇類，占比達40.74%，其中苯乙醇、苯甲醇、香葉醇、反式芳樟醇氧化物峰面積較大。峰面積排行第二的組分為酯類，達26.75%，其中水楊酸甲酯占比25.82%，其它組分峰面積較小。峰面積排行第三的組分為烴類，達17.18%，其中β-蒎烯、δ-3-烯、檸檬烯峰面積較大。峰面積排行第四的組分為醛類，達11.62%，其中苯甲醛、苯乙醛、糠醛、脫氫β-環檸檬醛峰面積較大。峰面積排行第五的組分為含氮類，占比1.73%，其中N-乙基琥珀酰亞胺、2-乙酰基吡咯峰面積較大。峰面積排行第六的組分為酮類，占比1.72%，其中3，5-辛二烯酮、β-紫羅蘭酮峰面積較大。峰面積排行第七的組分為內酯類，為二氫獼猴桃內酯（0.08%）、茉莉內酯（0.09%）。峰面積排行第八的組分為雜氧類的乙酰呋喃，占比0.10%。

2.2.3 浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分差異分析

香氣成分差異代謝物及其熱圖分別見表4和圖3。香氣特點描述參考文獻[18-20]。統計分析發現，浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分共存在 46個差異代謝物（VIP＞1.00，FC＞1.50或＜0.67，p＜0.05）。浦城丹桂紅茶28個代謝物高于紅茶坯（VIP＞1.00，FC＞1.5，p＜0.05），醇類 1 種，為植物醇；含氮類8種，為甲基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、乙基甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2，5-二甲基-3-乙基吡嗪、1-乙基-1H-吡咯、N-乙基琥珀酰亞胺；醛類為2，4-二甲基苯甲醛；碳氫類3種，為去氫白菖烯、1，2-二氫-1，1，6-三甲基-萘、α-柏木烯；酮類 7 種，為 α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、植酮、2-庚酮、甲基異己烯基酮、苯乙酮、1-（3-甲基苯基）-乙酮；酯類6種，為苯甲酸甲酯、乙酸芐酯、辛酸乙酯、十六酸甲酯、苯甲酸2-甲基丙酯、甲酸乙酸酐；雜氧類為乙酰呋喃；內酯類為二氫獼猴桃內酯。紅茶坯18個代謝物高于浦城丹桂紅茶（VIP＞1.00，FC＜0.67，p＜0.05），醇類 6 種，為芳樟醇、反式芳樟醇氧化物、香葉醇、反-3-己烯醇、橙花醇、二氫芳樟醇；含氮類為吲哚；醛類3種，為脫氫β-環檸檬醛、己醛、苯乙醛；碳氫類 6 種，δ-3-烯、γ-萜品烯、檸檬烯、1-甲基-3-（1-甲基乙基）-苯、1-甲基-3-（1-甲基乙烯基）-苯、對薄荷腦1，5，8-三烯；酯類2種，為乙酸己烯酯、水楊酸甲酯。窨制后的浦城丹桂紅茶中具有烘焙香的物質甲基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、乙基甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2，5-二甲基-3-乙基吡嗪、1-乙基-1H-吡咯、酰呋喃等含量顯著增加；具有花香或果香的醇類物質芳樟醇、反式芳樟醇氧化物、香葉醇、橙花醇顯著減少；具有花香或果香的酮類物質α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、2-庚酮、苯乙酮、1-（3-甲基苯基）-乙酮顯著增加；這與浦城丹桂紅茶香氣表現為甜爽桂花香密切相關。浦城丹桂紅茶經過復火、加工等工序促進美拉德反應，促進生成具有烘焙香的物質。α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、苯乙酮香氣閾值較低，對茶葉香氣貢獻較大[21]。類胡蘿卜素的氧化降解生成β-紫羅酮等酮類物質[22-23]。陳慧敏等[15]研究表明桂花紅茶窨制過程中醇類物質相對含量顯著降低，酮類和酯類則表現出明顯的上升趨勢。酮類含量增加的主要有α-紫羅蘭酮、3，5-辛二烯酮、二氫-β-紫羅蘭酮、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮；而酯類有（Z）-丁酸-3-己烯酯、（Z）-2-甲基丙酸-3-己烯酯等，與本研究結果有所不同，可能是因產地、茶樹品種、桂花品種等存在差異。

表4 浦城丹桂紅茶與紅茶坯的差異代謝物Table 4 Differential metabolites between Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

續表4 浦城丹桂紅茶與紅茶坯的差異代謝物Continue table 4 Differential metabolites between Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

圖3 差異代謝物的熱圖Fig.3 Heatmap of differential metabolites

3 結論

為探究浦城丹桂紅茶與紅茶坯的品質差異，以黃棪鮮葉為原料加工成紅茶坯，紅茶坯進一步窨制成浦城丹桂紅茶，并進行感官品質審評與香氣成分分析。結果表明：浦城丹桂紅茶香氣呈甜爽桂花香；紅茶坯香氣呈甜花香。共鑒定出72種香氣成分，其中醇類14種、含氮類9種、醛類7種、烴類21種、酮類9種、酯類9種、雜氧類1種、內酯類2種。浦城丹桂紅茶含氮類、酮類、雜氧類、內酯類香氣成分峰面積顯著高于紅茶坯；紅茶坯烴類、酯類峰面積顯著高于浦城丹桂紅茶；浦城丹桂紅茶與紅茶坯醇類、醛類峰面積差異不顯著。浦城丹桂紅茶與紅茶坯香氣成分共存在46個差異代謝物，其中浦城丹桂紅茶28個代謝物高于紅茶坯。窨制后的浦城丹桂紅茶中具有烘焙香的物質甲基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、乙基甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2，5-二甲基-3-乙基吡嗪、1-乙基-1H-吡咯、酰呋喃等含量顯著增加；具有花香或果香的醇類物質芳樟醇、反式芳樟醇氧化物、香葉醇、橙花醇顯著減少；具有花香或果香的酮類物質α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、2-庚酮、苯乙酮、1-（3-甲基苯基）-乙酮顯著增加；這與浦城丹桂紅茶香氣表現為甜爽桂花香密切相關。