不同發酵工藝安化紅茶的揮發性風味物質與微生物多樣性分析

中圖分類號：S571.1；TS272 文獻標識碼：A 文章編號：1000-369X（2025）04-0637-18

Analysis of Volatile Flavor Compounds and Microbial Diversity in Anhua Black Tea Processed by Different Fermentation Techniques

HOU Aixiang1， YANG Xiaolu1， WU Wenliang2， XIAO Yu¹ ，LI Shi³ ， HUANG Yiwen4， JU Rongfang1 1.ColegeofFoodScienceandTechnologyHunanAgriculturalUniversityChangshaol8，China;2.TeaResearchIstituteHuan AcademyofAgrculturalSiences，Changsha4O25，China;3.CollegeofHorticulture，HunanAgriculturalUniversityChangsha4018， China; 4.Anhua Wuyunjie Tea Co.，Ltd.，Yiyang 4135oo，China

Abstract： This study investigated the characteristic aroma componentsand microbial diversity during long term and shortterm fermentation processes of Anhua blacktea.The research employed headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry （HS-SPME-GC-MS），as well as16 S rRNA and ITS high-throughput sequencing technologies.The results show that 82 volatile components were detected in Anhua black tea with distinct fermentation processes， mainly include alcohols，esters，and aldehydes，colectivelyaccounting for approximately 85% of the total volatile content. The overall volatile components initially increased and subsequently decreased during processing.Based on thresholds of odor activity value （OAV）gt;1 andvariable importance in projection （VIP）gt;1 ， 14key differential volatile components were identified in the black tea of short and long term fermentation processs，including citral，linalool，phenethylalcohol，phenylacetaldehyde，methylsalicylate， β -myrcene， β -ionone，etal.The dominant bacteriaof Anhua black tea include Sphingomonas，Methylobacterium，Aureimonas，and the dominant fungi include Cladosporium，Alternaria and Setophoma.The genera Aureimonas，Enterobacter，Aspergillus，，and Pseudopithomyces were significantly correlated with distinct fermentation processes. This study provided a theoretical reference and basis for the scientific processing and flavor analysis of Anhua black tea.

Keywords：black tea，process，fermentation，volatile components，microorganism

紅茶是中國的六大茶類之一，是目前國際市場最受歡迎的茶類之一，占全球消費量的78% 以上[1]。據統計，紅茶占比已超過全球茶葉產量的 50% ，占全球茶葉貿易的 80%^12-3 。紅茶屬于全發酵茶類，是以茶樹的鮮葉為原料，經過萎凋、揉捻、發酵、干燥等工藝制作而成，加工過程中鮮葉內含成分經過水解、氧化等一系列生化反應形成紅茶獨有的色、香、味品質特征[1]。

香氣是評判茶葉品質的重要指標，目前已從茶葉中發現700多種香氣物質，主要包括醇、醛、酮、酸、酯、酚及雜環類等化合物4。加工工藝是影響茶葉香氣變化的關鍵因素之一[5]，發酵是紅茶加工的關鍵步驟[，微生物在紅茶發酵過程中對香氣品質的形成發揮重要作用[7-9]。

安化紅茶歷史悠久，做工精細，品質甚佳，是湖南紅茶的代表。但安化紅茶的制作并不完全一致，不同的生產廠家采用的發酵工藝略有不同，產品的風味各具特點。一些廠家通過控制發酵時間來生產不同風味的安化紅茶，比較具有代表性的有淺發酵紅茶和深發酵紅茶。傳統紅茶的發酵時間通常為 2～8h 。在此基礎上，部分茶廠對發酵過程進行了創新，以進一步拓展產品開發的可能性。本研究選取安化某茶廠采用淺發酵（發酵 2h ）和深發酵（發酵 18h ）工藝制備的紅茶為試驗樣品，通過頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜聯用（Headspace solid-phasemicroextraction-gas chromatography-massspectrometry，HS-SPME-GC-MS）技術，結合香氣活性值（Odoractivityvalue，OAV）、正交偏最小二乘法判別分析（Orthogonalpartialleast-squaresdiscrimination analysis，OPLS-DA）模型等多元統計分析方法，探究不同發酵工藝安化紅茶香氣特征，明確加工過程和微生物發酵相關的揮發性成分，揭示其差異性成分。通過對安化紅茶加工過程的樣品微生物群落分析，明確加工過程相關的優勢菌種，探究其與不同發酵工藝的聯系，旨在為安化紅茶加工技術提升、香氣品質調控和產品的多樣化開發提供理論基礎。

1材料與方法

1.1材料與試劑

供試樣品來自湖南省益陽市安化縣，茶樹品種為‘櫧葉齊’，原料嫩度等級為二級（一芽二葉），2024年春季采摘制備。具體加工流程（圖1）：鮮葉 +28^°C 萎凋 15h 初揉（不加壓揉捻25min ，加壓揉捻 35min ，松壓揉捻 10min） 復揉（不加壓揉捻 10min ，加壓揉捻 15min 最后松壓揉捻 5min ） $$ 發酵（溫度 20～23°C 、相對濕度 60%～70% ；淺發酵工藝自然發酵 ^2h .深發酵工藝自然發酵 18h ） $$ 干燥。取紅茶不同加工過程的樣品，迅速用液氮固定，真空冷凍干燥后置于 -80^°C 儲存，樣品編號如圖1所示。癸酸乙酯標準品（純度 ?99% ）和C7～C40正構烷烴混合標準品購自美國Sigma公司。

1.2主要儀器設備

茶葉萎凋槽為工廠自制（ 80cm×400cm） ：50型茶葉揉捻機、三斗烘干機、13槽理條機，福建佳友茶葉機械智能科技股份有限公司；PremiumU410超低溫冰箱，英國NewBrunswickScientific公司；SynergyUV超純水機，武漢佰蕾真生物科技有限公司；ATY124電子分析天平，島津企業管理有限公司（中國）；TubeMillcontrol高速研磨機，德國IKA公司；65μm PDMS/DVB固相微萃取手動進樣器、50/30μm 的DVB/CAR/PDMS纖維萃取頭，美國Supeclo公司； 15mL 頂空固相微萃取瓶，上海安譜科學儀器有限公司；SYRINGE 10μL23/26 GAGTF、HP-5MS毛細管色譜柱（ 30m×0.25mm 0.25μm ）， 7000D 氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS），美國Agilent公司。

1.3試驗方法

1.3.1樣品制備

使用高速研磨機將各加工過程茶葉樣品磨碎，過40目篩， -80^°C 保存。

圖1安化紅茶加工工藝

Fig.1ProcessingtechnologyofAnhuablacktea

1.3.2揮發性成分測定

揮發性成分的萃取：頂空固相微萃取（Headspace solid-phase microextraction，HS-SPME）提取揮發性成分，精確稱取 0.5g 茶粉于 20mL 頂空進樣瓶中，加入 0.5g 氯化鈉、 5mL 煮沸的超純水和 10μL 癸酸乙酯內標溶液。將頂空進樣瓶在 80^°C 加熱板上平衡 10min ，使用50/30μm 的DVB/CAR/PDMS纖維萃取頭萃取，樣品萃取 50min ，解吸 5min 。萃取前將萃取頭老化 25min ，每個樣品重復3次取平均值。

氣相色譜（GC）條件：載氣為 99.999% 氨氣，流速 1.0mL?min^-1 ，不分流進樣，進樣口溫度為 250°C 。升溫程序：初始溫度為 40°C ，保持 3min ，然后以 2^°C?min^-1 的速率升至80°C ，以 2^°C?min^-1 的速率升至 90^°C ，以3^°C?min^-1 的速率升至 150°C ，以 5^°C?min^-1 的速率升至 180^°C ，以 15^°C?min^-1 的速率升至230°C 并保持 2min 。

質譜（MS）條件：電離模式為電子轟擊（Electronimpact，EI）離子源，電子能量 70eV .

離子源溫度為 230°C ，質量掃描范圍為質荷比 （m/z）35～400. 0

1.3.3揮發性成分的定性定量分析

定性分析：按照1.3.2章節中氣相色譜和質譜的條件對C7～C40飽和正構烷烴混合標準品進行檢測，測得各飽和正構烷烴的保留時間，參考林杰等[10]的方法計算各揮發性成分的保留指數。利用NIST17.0譜庫檢索結果并對揮發性物質進行定性。

定量分析：采用內標法定量。通過比較各化合物的峰面積與癸酸乙酯的峰面積，計算出各化合物的相對含量。

揮發性成分的相對定量參照文獻[11]的方法計算，單位為 μg?kg^-1 。

式中： C_i 為揮發性成分 i 的相對定量； M_i 為揮發性成分的峰面積； M_is 為癸酸乙酯峰面積； ?_m 為測定茶葉樣品的質量， g ；0.0864為加入 10μL 內標溶液后癸酸乙酯的質量， μg 。

1.3.4揮發性成分的OAV計算

OAV計算公式如下： O_AVi=C_i/T_i 。式中：O_AVi 為香氣成分 i 的OAV； C_i 為香氣成分i的相對含量， μg?kg^-1 ； T_i 為香氣成分的氣味閾值，μg?kg^-1 。

1.3.5微生物多樣性分析

采用雙末端測序法對茶葉中微生物總DNA進行測序，提取樣品DNA后，在IlluminaNovaSeq測序平臺上，以細菌和真菌DNA為模板，16SrRNA和ITS基因序列引物為擴增體系，利用正向引物799F（AACMGGATTAGATACCCKG）和反向引物1193R（ACGTCATCCCCACCTTCC）對細菌16SrRNA的V5～V7區進行PCR擴增，使用正向引物ITS1F（CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA）和反向引物ITS2（GCTGCGTTCTTCATCGATGC）進行真菌ITS1的PCR擴增。對PCR產物純化，檢測定量。委托上海派生諾生物技術有限公司進行測序。

1.3.6數據分析

使用Excel2019軟件對揮發性成分進行數據整理分析，采用SPSS25.0軟件進行單因素和Spearman相關分析，使用SIMCA14.1軟件進行OPLS-DA，使用Origin2018軟件繪制柱狀圖、百分比堆積圖，采用在線網站（https：//cnsknowall.com/#/HomePage）繪制餅狀圖、韋恩圖、熱圖，使用ChemDraw2022軟件繪制代謝途徑圖，通過IlluminaNovaSeq250測序平臺生成的原始數據用于QIIME和R軟件包（v3.2.0）的序列數據分析，使用IlluminaNovaSeq250測序平臺生成基于R語言的群落組成，相關系數圖采用在線網站（www.bioinformatics.com.cn）繪制。

2結果與分析

2.1不同發酵工藝安化紅茶揮發性成分組成分析

采用HS-SPME-GC-MS技術對淺發酵和深發酵工藝安化紅茶樣品進行揮發性成分組成及相對含量鑒定分析，共鑒定出82種揮發性成分，包括24種醇類、17種醛類、7種酮類、9種酯類、17種碳氫化合物、8種其他類（表1）。淺發酵工藝共鑒定出76種揮發性成分，深發酵工藝共鑒定出75種揮發性成分。揮發性成分組成分析顯示（圖2A和圖2B），淺發酵和深發酵安化紅茶的揮發性成分主要是醇類、酯類、醛類，相對含量占比達 85% 左右。

如圖2C所示，對淺發酵安化紅茶加工過程中各樣品揮發性成分分析發現，各樣品共有的揮發性成分為10種，包括苯甲醛、水楊酸甲酯、β. -月桂烯、苯乙醛、芳樟醇等；干燥過程的樣品中含有14種特有成分，包括香橡醇、 （E）-β. -紫羅蘭酮、萘、1-乙基- ?1H. 吡咯-2-甲醛等。如圖2D所示，對深發酵工藝加工過程樣揮發性成分分析，發現各樣品共有成分為12種，包括水楊酸甲酯、苯甲醛、苯乙醇、芳樟醇、 β -月桂烯等；干燥過程含有12種特有成分，包括1-乙基-1H-吡咯-2-甲醛、3'，4'，5'-三甲氧基苯乙酮、柏木腦、長亞環醛等。另外，兩種發酵工藝的發酵過程樣品都不含特有成分，推測其產生的揮發性成分能較好地保留在安化紅茶中。

對比淺發酵和深發酵工藝發酵樣品和干燥樣品中揮發性成分組成發現，FJ1與FJ2共有成分為20種，FJ1特有成分為11種，包括香葉醇、 （E） -呋喃型氧化芳樟醇、 β. 紫羅蘭酮、 （E）-β. 羅勒烯等；FJ2特有成分為7種，包括香櫞醇、（E） ?β -紫羅蘭酮、癸醛等（圖2E）。GZ1與GZ2共有成分為30種，GZ1特有成分為8種，包括（Z）-9-十四碳烯醛、 （E） -吡喃型氧化芳樟醇、十五烷等；GZ2特有成分為12種，包括香葉醇、3'，4'，5'-三甲氧基苯乙酮、正十七烷、長亞環醛、（R）-1-甲基-5-（1-甲基乙烯基）-環己烯等（圖2F）。以上結果表明，不同發酵工藝的安化紅茶揮發性成分組成存在明顯差異。

2.2不同發酵工藝安化紅茶揮發性成分含量分析

由圖3A可知，隨著加工過程進行，安化紅茶的揮發性成分總量先增加后減少，在復揉樣品中揮發性成分總量最高。萎凋階段，茶葉失去水分，酶活性提高，促進風味物質形成[12]。揉捻階段，茶葉細胞破碎，酚類物質析出。發酵階段，發酵程度的不同導致多酚類物質含量及組成比例發生變化，酶的種類及活性也有所不同，進而使單萜類香氣組分出現差異[13-14]。在干燥階段，高溫條件下，酶容易失活，低沸點揮發性物質也容易揮發[15]。

表1不同加工過程安化紅茶揮發性物質

Table l Volatile components of Anhua black tea in different processing processe

續表1-1

續表1-2

注：A為淺發酵揮發性成分組成餅圖，B為深發酵揮發性成分組成餅圖，C為淺發酵揮發性成分組成韋恩圖，D為深發酵揮發性成分組成韋恩圖，E為發酵過程揮發性成分組成韋恩圖，F為干燥過程揮發性成分組成韋恩圖。

圖2淺發酵和深發酵工藝安化紅茶揮發性成分組成分析

Note：A，piechartofvolatilecompoentsofshrtteferetationB，piechartofvolatilecomponetsoflongterfeentation.C Venn diagramofvolatilecomponents ofshort termfermentation.D，Venn diagramof volatilecomponentsoflong termfermentation.E，Venn diagramofvolatile components offermentation.F，Venn diagram of volatile componentsof drying.

Fig.2Analysis ofvolatilecomponents inAnhua black teaof short and long term fermentatio

另外，發現FJ1中芳樟醇、苯乙醇、苯乙醛、檸檬醛、 β -環檸檬醛、 （Z） -茉莉酮、水楊酸甲酯、 β. 月桂烯、橙花醛的相對含量明顯高于FJ2，FJ2中反-2-己烯醛、己醛的相對含量明顯高于FJ1。其中，芳樟醇、 β. -月桂烯、橙花醛、檸檬醛、 β. -環檸檬醛等是低萜類揮發性香氣物質，是構成安化紅茶香氣的重要物質基礎，也是構成茶葉花果香香型的重要來源之一[16]。這表明發酵時間過長不利于安化紅茶中優質香氣的形成，發酵時間較長，香氣物質形成的前體成分會因自身氧化反應和酶促反應被大量消耗[17]。

如圖3B、3C所示，對淺發酵和深發酵工藝安化紅茶揮發性成分組成相對含量分析，發現XY中主要是醇類，占 60% 以上，隨著加工過程進行，醇類占比減少，醛類、酯類占比增加。其中，GZ1和GZ2酯類占比相同，GZ1中醇類占比為 37% ，GZ2中醇類占比為 40% 。因此不同發酵工藝安化紅茶揮發性成分含量存在差異。

2.3不同發酵工藝安化紅茶差異揮發性成分的篩選與分析

2.3.1揮發性成分的OAV分析

OAV可衡量樣品中單一香氣物質對整體香氣的貢獻程度，一般OAV gt;1 的揮發性成分被認為是對整體香氣貢獻較大[18]。由表2所示，淺發酵和深發酵工藝安化紅茶中共有37種物質可計算OAV值，其中 OAVgt;1 的化合物有24種， 11 000 的化合物有2種。

淺發酵工藝安化紅茶中 OAVgt;1 的揮發性成分有23種，分別是芳樟醇、苯乙醇、香葉醇、葉醇、苯甲醇、反-2-己烯醛、苯甲醛、壬醛、檸檬醛、癸醛、 β. -環檸檬醛、己醛、苯乙醛、（E，E） -2，4-庚二烯醛、橙花醛、 （Z） -茉莉酮、 β. 紫羅蘭酮、 a. 紫羅蘭酮、 （E）-β. -紫羅蘭酮、水楊酸甲酯、 β. -月桂烯、 （E）–β. -羅勒烯、 （Z）-β. 羅勒烯。

深發酵工藝安化紅茶中 OAVgt;1 的揮發性成分有24種，分別是芳樟醇、苯乙醇、香葉醇、葉醇、苯甲醇、柏木腦、反-2-己烯醛、苯甲醛、壬醛、檸檬醛、癸醛、 β -環檸檬醛、己醛、苯乙醛、 ^{（E，E）-2，4} -庚二烯醛、橙花醛、 （Z） -茉莉酮、 β. 紫羅蘭酮、 α -紫羅蘭酮、 （E）–β. 紫羅蘭酮、水楊酸甲酯、 β. -月桂烯、 （E） -β-羅勒烯、（Z） ?β -羅勒烯。

其中，在紅茶淺發酵工藝和深發酵工藝整個加工過程中 OAVgt;1 的揮發性成分有7種，分別是芳樟醇、苯乙醇、壬醛、檸檬醛、苯乙醛、水楊酸甲酯、 β. -月桂烯，推測其是安化紅茶花香、甜香的主要來源。

2.3.2揮發性成分的OPLS-DA分析

OPLS-DA可通過距離遠近反映樣本間的相似度，相似度越高的樣本距離越近，相似度越低的樣本距離越遠[25]。以不同加工過程為自變量，揮發性成分為因變量構建OPLS-DA模型（圖4）。

淺發酵工藝加工過程安化紅茶揮發性成分的OPLS-DA分析顯示，自變量擬合指數0 ?R²X） 為0.934，因變量擬合指數 （R²Y） 為0.617，模型預測指數（ Q² ）為0.521（圖4A）， R² 和 Q² 均大于0.5，表示模型擬合結果可接受[26]。經過200次置換檢驗， Q² 回歸線與縱軸的相交點小于0，說明模型不存在過擬合，模型驗證有效（ R²=0.494 ， Q²=- 0.617） （圖4B）。

深發酵工藝加工過程安化紅茶揮發性成分的OPLS-DA分析中的 R²X 為0.892， R²Y 為0.887， Q² 為0.666（圖4C）， R² 和 Q² 均大于0.5，表示模型擬合結果可接受[26]。經過200次置換檢驗， Q² 回歸線與縱軸的相交點小于0，說明模型不存在過擬合，模型驗證有效（ R²=0.437 Q²=- 0.671 ）（圖4D）。

綜上，該結果可用于茶葉香氣的加工過程鑒別分析。

表2不同加工過程安化紅茶揮發性成分OAV

Table 2 OAV of volatile components of Anhua black tea in different processing processes

注：“一”表示無法計算OAV。Note：“-”meansunable to calculateOAV.

續表2

Yote：AandBare teresultsofAnhuablacktea undershortermfermentation.CandDare theresultsofAnhuablackteaunderlong term fermentation.

注：A、B為淺發酵安化紅茶結果，C、D為深發酵安化紅茶結果。

圖4不同發酵工藝安化紅茶的OPLS-DA模型及其驗證模型

Fig. 4 The OPLS-DA model and its validation model of Anhua black tea in distinct fermentation process

變量投影重要性（Variableimportanceinprojection，VIP）可量化OPLS-DA模型中每個變量對分類的貢獻度，VIP值越大表明該變量對分類貢獻越大，一般認為 VIPgt;1 的變量對分類具有重要貢獻[27]。根據 VIPgt;1 的標準，淺發酵安化紅茶樣品中共篩選出水楊酸甲酯、芳樟醇、 （E） -呋喃型氧化芳樟醇、香葉醇、苯甲醛、 （Z） -呋喃型氧化芳樟醇、苯乙醇、 β. 月桂烯、苯甲醇、2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫吡喃-3-醇、 （E）–β -羅勒烯、 β -紫羅蘭酮、苯乙醛、（Z） ?β -羅勒烯、1-壬醇、檸檬醛、香櫞醇共17種差異揮發性成分，深發酵安化紅茶樣品共篩選出水楊酸甲酯、芳樟醇、香葉醇、 （E） -呋喃型氧化芳樟醇、 （Z） -呋喃型氧化芳樟醇、苯甲醛、苯乙醇、反-2-己烯醛、 β. 月桂烯、苯甲醇、β. -紫羅蘭酮、 （E）-β. -羅勒烯、2，2，6-三甲基-6-乙烯基四氫吡喃-3-醇、香櫞醇、1-壬醇、 β 紫羅蘭酮、檸檬醛、苯乙醛、（Z）- ?β -羅勒烯共19種差異揮發性成分。

2.3.3關鍵差異揮發性成分分析

依據 OAVgt;1 且 VIPgt;1 對不同發酵工藝安化紅茶揮發性成分進行篩選，淺發酵安化紅茶樣品中篩選出12種關鍵差異揮發性成分，分別是水楊酸甲酯、芳樟醇、苯乙醇、香葉醇、苯甲醇、苯甲醛、檸檬醛、苯乙醛、 β -紫羅蘭酮、 β. -月桂烯、 （E）-β? -羅勒烯、 （Z）-β. -羅勒烯；深發酵安化紅茶樣品中選出14種關鍵差異揮發性成分，分別是水楊酸甲酯、芳樟醇、苯乙醇、香葉醇、苯甲醇、反-2-己烯醛、苯甲醛、檸檬醛、苯乙醛、 β -紫羅蘭酮、 （E）–β. 紫羅蘭酮、 β. 月桂烯、 （E）–β. 羅勒烯、 （Z）-β. 羅勒烯。

對淺發酵工藝與深發酵工藝安化紅茶樣品中篩選出來的14種關鍵差異揮發性成分進行聚類熱圖分析，如圖5所示，關鍵差異揮發性成分在揉捻和發酵階段相對含量較高。

2.4不同發酵工藝安化紅茶中細菌與真菌結構的變化

2.4.1細菌與真菌 α? -多樣性分析通過計算 α? -多樣性指數，分析不同樣品中微生物群落的多樣性。在 α? 多樣性分析中，Chao1指數主要與微生物的豐富度有關，指數越大，微生物的豐富度越高。Shannon指數反映微生物的豐富度和均勻度，Simpson指數反映微生物的豐富度和相對豐度，Shannon指數、Simpson指數越大，微生物的多樣性越高。如圖6A所示，各組樣本的覆蓋率均大于0.995，Chao1指數的P值為0.011，表明細菌的物種豐富度存在顯著差異。樣本中的序列基本檢測完整，結果真實可靠，可用于后續分析。FJ2的Chao1指數、Shannon指數最高，FR、FJ1次之，XY、WD、GZ1較低。如圖6B所示，各組樣本的覆蓋率均大于0.999，Chao1指數的P值為0.016，表明真菌的物種豐富度存在顯著差異。樣本中的序列基本檢測完整，結果真實可靠，可用于后續分析。FJ2的Chao1指數、Shannon指數、Simpson指數最高，XY、FR、FJ1次之。推測FJ2受微生物的影響最大，FR、FJ1在很大程度上也受微生物的影響。

圖5不同加工過程安化紅茶關鍵差異揮發性成分聚類熱圖

圖6不同加工過程安化紅茶微生物 α? -多樣性

2.4.2細菌與真菌 β. -多樣性分析

β. -多樣性分析可以反映樣品間微生物結構的多樣性差異。采用主坐標分析（Principalcoordinatesanalysis，PCoA）模型對其進行分析，如圖7A所示，PCoA主成分1和主成分2分別解釋了 74.67% 和 6.49% 的細菌群落差異；如圖7B所示，PCoA主成分1和主成分2分別解釋了 60.71% 和 9.51% 的真菌群落差異，不同處理下的群落結構分為7類，說明不同處理對群落結構分布影響顯著。

2.4.3細菌與真菌群落結構分析

不同加工過程樣品中相對豐度前10的細菌和真菌組成結構和相對豐度變化如圖8所示。安化紅茶的優勢細菌為鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、甲基桿菌屬（Methylobacterium）、橙黃單胞菌屬（Aureimonas），占加工過程中的安化紅茶細菌總數的 40% 以上。

如圖8B、8D所示，安化紅茶的優勢真菌為枝孢屬（Cladosporium）、鏈格孢屬（Alternaria）、Setophoma。枝孢屬是葉片的優勢內生屬，具有多種生物轉化和代謝能力，可促進次生代謝產物的積累[28]。鏈格孢屬、Setophoma是常見的植物病原菌，它們所帶來的生物脅迫能夠促進香氣化合物的形成、積累與釋放[29-30]

如圖8E所示，在相對豐度前10的細菌組成分析中，魏斯氏菌屬（Weissella）在FJ1與FJ2中差異明顯。FJ1、GZ1中甲基桿菌屬的相對豐度明顯比FJ2、GZ2中高。GZ2中橙黃單胞菌屬的相對豐度明顯比GZ1中高。如圖8F所示，在相對豐度前10的真菌組成分析中，FJ1中短梗霉屬（Aureobasidium）的相對豐度明顯比FJ2中高。GZ1中Rachicladosporium的相對豐度明顯比GZ2中高。FJ2、GZ2中鏈格孢屬、曲霉屬（Aspergillus）的相對豐度明顯高于FJ1、GZ1。據研究報道，曲霉屬能合成多種萜類化合物，包括單萜類化合物、倍半萜類、二萜類等[31]。

對不同發酵過程相對豐度前10的細菌、真菌進行相關性分析（圖9），發現橙黃單胞菌屬、魏斯氏菌屬、草螺菌屬（Herbaspirillum）、腸桿菌屬（Enterobacter）、枝孢屬、曲霉屬、Pseudopithomyces與不同發酵過程具有相關性，其中，橙黃單胞菌屬、腸桿菌屬、曲霉屬、Pseudopithomyces與不同發酵過程呈顯著相關。表明淺發酵工藝安化紅茶與深發酵工藝安化紅茶微生物群落結構存在明顯差異。

圖7不同加工過程安化紅茶微生物β-多樣性

Fig. 7 Microbial β -diversity in Anhua black tea of different processing processes

圖9不同發酵過程與細菌、真菌的相關性分析

Fig.9 Correlation analysis between different fermentation processes and bacteria and fungi

3討論

本研究采用HS-SPME-GC-MS技術對不同發酵工藝的安化紅茶樣品進行綜合分析。結果表明，不同發酵工藝安化紅茶香氣特征差異明顯，醇類、醛類、酯類是主要揮發性成分。

隨著加工過程進行，安化紅茶揮發性成分總量先增加后降低，在復揉階段達到最高。不同發酵工藝安化紅茶揮發性成分組成含量存在明顯差異，GZ1中醇類占比為 37% ，GZ2中醇類占比為 40% 。FJ1中芳樟醇、苯乙醇、苯乙醛、檸檬醛、 β -環檸檬醛等的相對含量高于FJ2，而FJ2中反-2-己烯醛、己醛的相對含量高于FJ1。

本研究篩選出檸檬醛、芳樟醇、苯乙醇、苯乙醛、水楊酸甲酯、 β. -紫羅蘭酮、香葉醇、反-2-己烯醛、苯甲醇、 （E）–β. 紫羅蘭酮、 β. 月桂烯、 （E）–β. -羅勒烯、 （Z）-β. -羅勒烯、苯甲醛共14種關鍵差異揮發性成分，發現其在揉捻和發酵階段相對含量較高。

茶葉的香氣物質合成主要途徑包括萜類物質的生物合成途徑、類胡蘿卜素氧化降解途徑、脂肪酸過氧化及降解途徑、苯丙烷類/苯環化合物生物合成途徑和兒茶素類氧化途徑[32-33]。茶葉揮發性成分根據來源不同可分為以下幾類：萜烯骨架衍生的揮發物、類胡蘿卜素衍生的揮發物、脂肪酸衍生的揮發物和氨基酸衍生的揮發物[34]。通過對安化紅茶關鍵香氣物質分析，闡述其降解或轉化機制，發現可以分為以下幾類：5種萜烯骨架衍生的揮發物、1種類胡蘿卜素衍生的揮發物、1種脂肪酸衍生的揮發物和5種氨基酸衍生的揮發物[35-36]。萜烯骨架衍生的揮發物和氨基酸衍生的揮發物為主導類別，表明萜類物質的生物合成途徑和苯丙烷類/苯環化合物生物合成途徑是安化紅茶香氣物質形成的關鍵途徑。

安化紅茶的優勢細菌為鞘氨醇單胞菌屬、甲基桿菌屬、橙黃單胞菌屬，優勢真菌為枝孢屬、鏈格孢屬、Setophoma。這與前人研究結果一致，鞘氨醇單胞菌屬、甲基桿菌屬、橙黃單胞菌屬是茶中常見的優勢屬[6.37]。另外，魏斯氏菌屬是FJ2的優勢菌，占細菌總數的 20% 以上，有研究報道，魏斯氏菌屬具有抗菌/益生菌作用[38]。在不同發酵工藝的安化紅茶中，微生物群落結構存在顯著差異。具體而言，橙黃單胞菌屬、腸桿菌屬和曲霉屬與不同的發酵過程呈顯著相關性。

本研究揭示了淺發酵工藝與深發酵工藝下安化紅茶的香氣特征、關鍵差異揮發性成分及微生物群落結構，為進一步探究安化紅茶香氣提供依據，未來可結合氣相色譜-嗅聞-質譜聯用技術（GC-O-MS）、氣相色譜-離子遷移譜（GC-IMS）、轉錄組學等方法，對不同加工過程安化紅茶揮發性成分的協同作用和關鍵揮發性成分的轉化機理進行研究。

參考文獻

[1]王秋霜，秦丹丹，方開星，等．基于非靶向代謝組學分析 國內不同產地紅茶關鍵香氣代謝物[J]：食品科學，2025， 46（13）： 232-242. WangQ S，QinD D FangK X，et al.Non-targeted metabolomic analysis of aroma metabolites of black teas from different production regions in China[J].Food Science， 2025， 46（13）： 232-242.

[2]王東銘．世界茶葉貿易現狀與我國茶葉出口發展對策[J]. 中國茶葉，2024，46（12）： 7-12. Wang D M. Current status of global tea trade and strategies for the development of China's tea exports [J]. China Tea， 2024，46（12）： 7-12.

[3]許詠梅，施云峰．中國紅茶出口國際市場的競爭力比較分 析：中國與斯里蘭卡、印度、肯尼亞、印度尼西亞等國的 比較[J].茶葉，2018，44（4）：183-186. XuYM，Shi YF.Comparative analysis of the competitiveness of China’s black tea exports in the international market： comparison between China and Sri Lanka， India， Kenya， Indonesia and other countries [J].Journal of Tea，2018， 44（4）： 183-186.

[4]Wang Q S， Qin DD， Jiang XH，et al. Characterization of the aroma profiles of Guangdong black teas using non-targeted metabolomics[J].Foods，2023，12（7）：1560.doi： 10.3390/foods12071560.

[5]魏昊，藍天夢，繆伊雯，等．基于感官組學分析不同足火 方式對金牡丹工夫紅茶香氣的影響[J]：茶葉科學，2023， 43（1）：109-123. Wei H，Lan T M， Miao Y W， et al.Analysis of the effect of different full firing methodson the aroma of Jinmudan congou black tea based on sensomics characterization [J]. Journal of Tea Science，2023，43（1）：109-123.

[6]Liu C W， Lin HY， Wang KF， et al. Study on the trend in microbial changes during the fermentation of black tea and its effect on the quality[J].Foods，2023，12（10）：1944. doi： 10.3390/foods12101944.

[7]Jin G， Wang YJ，Li MH， et al. Rapid and real-time detection of black tea fermentation quality by using an inexpensive data fusion system[J].Food Chemistry，2021，358：129815. doi： 10.1016/j.foodchem.2021.129815.

[8].BagS，Mondal A，Banik A.Exploring tea（Camellia sinensis） microbiome：insights into the functional characteristics and their impact on tea growth promotion[J].Microbiological Research，2022，254：126890.doi：10.1016/j.micres.2021.126890.

[9]閆振，王登良．茶葉香氣物質響應脅迫機制與功能研究進 展[J].食品科學，2021，42（15）：337-345. Yan Z，Wang D L. Progress in understanding the stress response mechanisms and functions of aroma compounds in tea[J].Food Science，2021，42（15）：337-345.

[10]林杰，陳瑩，施元旭，等．保留指數在茶葉揮發物鑒定中 的應用及保留指數庫的建立[J]．茶葉科學，2014，34（3）： 261-270. LinJ，ChenY，ShiYX，etal.Applicationofretentionindex onvolatilecompound identificationof tea and development of retention index database [J]. Journal of Tea Science，2014， 34（3）： 261-270.

[11]黃維，張靈枝，張嘉琳，等．不同貯藏年份政和白茶的香 氣特征與揮發性成分分析[J]．茶葉科學，2023，43（5）： 667-680. HuangW，ZhangL Z，ZhangJL，etal.Analysis of aroma characteristics and volatile components of Zhenghe white teaindifferent storage years[J].Journal of Tea Science， 2023，43（5）： 667-680.

[12]阮舒鈴，楊梓煜，周子維．花果香型工夫紅茶工藝與品質 研究進展[J]．食品安全質量檢測學報，2024，15（13）： 248-257. Ruan S L，Yang Z Y， Zhou Z W.Research advance on processing craft and quality flowery-fruity flavour Congou black tea[J].Journal of Food Safetyand Quality，2024， 15（13）： 248-257.

[13]岳細云，肖愛玲，李蔚，等．不同發酵程度對蜜糖香型紅 茶品質的影響[J].廣東茶業，2022（s1）：9-13. Yue X Y， XiaoAL，Li W，etal. The influence of different fermentation levels on the quality of honey-flavored black tea[J].Guangdong Tea Industry，2022（s1）： 9-13.

[14]何華鋒，桂安輝，葉陽．基于單萜類香氣組分的工夫紅茶 發酵適度判別[J]：茶葉科學，2018，38（4）：406-409. He H F， Gui AH， Ye Y. Moderate discrimination of congou black tea fermentation based on monoterpene aroma components [J]. Journal of Tea Science， 2018，38（4）： 406-409.

[15]張婭楠，歐伊伶，覃麗，等．紅茶中香氣物質的形成及工 藝對其影響的研究進展[J]．食品工業科技，2019，40（11）： 351-357. Zhang Y N，Ou Y L，Qin L，et al. Research progress on the formation of aroma substances and its influence of processes in black tea [J]. Science and Technologyof Food Industry， 2019，40（11）： 351-357.

[16]邢家寶，曹藩榮.烏龍茶做青工藝中萜類揮發性香氣形成 機制研究進展[J].廣東茶業，2022（1）：2-7. Xing JB， Cao FR. Research progress on the formation mechanism of terpene volatile aroma in the green process of oolong tea [J].Guangdong Tea Industry，2022（1）： 2-7.

[17] WangHJ，Shen S，WangJJ，et al. Novel insight into the effect of fermentation time on quality of Yunnan Congou black tea [J].LWT，2022，155：112939.doi： 10.1016/j.lwt. 2021.112939.

[18] Mao SH， Lu C Q，Li MF， et al. Identification of key aromatic compoundsin Congou black tea bypartial least-square regression with variable importance of projection scores and gas chromatography-mass spectrometry/gas chromatography-olfactometry [J]. Journal of the Science of Food and Agriculture，2018，98（14）：5278-5286.

[19]里奧·范海默特.化合物嗅覺閾值匯編：原書第二版[M]. 李智宇，王凱，冒德壽，等，譯．北京：科學出版社，2018. Van Gemert L J.Compilations of odour threshold values in air，water andother media：second enlarged and revised edition [M]. Li Z Y，Wang K，Mao DS，et al. Translated.Beijing： Science Press， 2018.

[20] Wang C， Zhang C X， Kong Y W， et al. A comparative study ofvolatilecomponentsin Dianhong teas from fresh leaves of four tea cultivars by using chromatography-mass spectrometry，multivariate data analysis，and descriptive sensory analysis[J].FoodResearch International，2017，100： 267-275.

[21] JinL，Lian XY，ChenL，etal.Characteristic aroma analysis and interaction study of key aroma compounds of Chuanhong congou black tea [J]. European Food Research and Technology，2024，250（2）： 441-454.

[22]舒心，高彥祥．茶葉揮發性成分提取及其香氣特征分析研 究進展[J].食品工業科技，2022，43（15）：469-480. Shu X，Gao YX.Research progresson extraction of volatile compounds and analysis of aroma characteristics in tea [J]. Science and Technology of Food Industry2022，43（15）： 469-480.

[23]朱蔭，楊停，施江，等．西湖龍井茶香氣成分的全二維氣相色譜-飛行時間質譜分析[J]中國農業科學，2015，Zhu Y，Yang T， Shi J， et al.Analysis of aroma components in Xihulongjing tea by comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flightmassspectrometry[J]. Scientia Agricultura Sinica，2015，48（20）：4120-4146.

[24]陳合興．碧螺春茶特征香氣成分研究[D].上海：上海應 用技術學院，2016. Chen H X. Study on characteristic aroma components of Biluochun tea [D]. Shanghai： Shanghai Institute of Technology， 2016.

[25]Gao CX，HuangY，LiJ，et al.Relationship between the grade and the characteristic flavor of PCT （Panyong congou blacktea）[J].Fo0ds，2022，11（18）：2815.doi： 10.3390/foods11182815.

[26] Fu J S， Yu H D， Wu L，et al. Authentication of geographical originin Hainan partridge tea （Mallotusobongifolius）by stable isotope and targeted metabolomics combined with chemometrics[J]. Foods，2021，10（9）：2130.doi： 10.3390/foods10092130.

[27]梁彩婷，榮驊，徐璐，等.基于HS-SPME-GC-MS分析寧 州群體種和混合種制成的寧紅茶揮發性成分差異[J]．食 品工業科技，2025，46（13）：271-281. Liang C T，Rong H， XuL，et al.Differences in the volatile components of Ninghong black tea produced by the Ningzhou tea population and the blending varieties based on HS-SPME-GC-MS [J].Science and Technology of Food Industry，2025，46（13）： 271-281.

[28]LuWY，YuYT，ZhongXF，etal.Identificationandcharacterization of Cladosporium species associated with tea plants（Camellia sinensis） in China [J].Plant Pathology， 2023， 72（5）： 868-880.

[29] ZhouLX，XuWX.Firstreport of Alternaria alternata causing leaf spots of tea （Camellia sinensis） in China [J]. Plant Disease，2014，98（5）： 697.doi： 10.1094/PDIS-10-13- 1086-PDN.

[30] Liu F， Wang J，Li H， et al. Setophoma spp.on Camellia sinensis[J].Fungal Systematics and Evolution，2019，4： 43-57.

[?1]Znao w Y，I1 J，Cnang Y B，et al. Kecent stuuies on terpenoids in Aspergillus fungi： chemical diversity，biosynthesis， and bioactivity[J].Phytochemistry，2022，193：113011.doi： 10.1016/j.phytochem.2021.113011.

[32]張冬桃，孫君，葉乃興，等．茶樹萜烯類香氣物質合成相 關酶研究進展[J].茶葉學報，2015，56（2）：68-79. ZhangD T， Sun J，YeN X，et al.Research progress of enzymes associated with terpene synthesisin Camellia sinensis[J].Acta Tea Sinica，2015，56（2）：68-79.

[33] ZhengXQ，LiQ S，XiangL P， et al.Recent advances in volatiles of teas[J].Molecules，2016，21（3）：338.doi： 10.3390/molecules21030338.

[34] Xie JL，Wang LL，Deng YL，et al. Characterization of the keyodorants in floral aroma green tea based on GC-E-Nose， GC-IMS， GC-MS and aroma recombination and investigation of the dynamic changes and aroma formation during processing [J].Food Chemistry， 2023，427：136641.doi： 10.1016/j.foodchem.2023.136641.

[35]黃創盛．白茶特征香氣成分及萎調成香代謝機制研究[D]. 杭州：浙江大學，2023. Huang C S. The characteristic aroma components in white tea and their formation metabolic mechanism during withering [D]. Hangzhou： Zhejiang University， 2023.

[36]陳壽松．烏龍茶光萎調過程香氣代謝的分子機制及品質 調控研究[D].福州：福建農林大學，2017. Chen S S. Study on molecular mechanism of volatiles metabolism and quality regulation during light withering process in Oolong tea [D]. Fuzhou： Fujian Agriculture and Forestry University，2017.

[37]Li Q，Chai S，Li Y D，et al.Biochemical components associatedwith microbial community shift duringthe pile-fermentation of primary dark tea [J].Frontiers in Microbiology，2018，9：1509.doi： 10.3389/fmicb.2018.01509.

[38]Ahmed S， Singh S， Singh V， et al. The Weissella genus： clinically treatable bacteria with antimicrobial/probiotic effects on inflammation and cancer [J]. Microorganisms， 2022，10（12）：2427.doi：10.3390/microorganisms10122427.