任洪涛，周斌，方林江，秦太峰

1(云南省香料研究开发中心，云南昆明，650051)2(临沧市茶叶科学研究所，云南 临沧，677000)

云南大叶种茶叶，叶质柔软肥厚，多酚类化合物含量较高，制成的茶叶品质优良。竹尾忠一［1］比较了云南、广西、广东、安徽和福建等省所产红茶的香气差异，并论述了香气特性和遗传特性之间的关系。结果表明滇红所富有的高锐的花香与其精油中的沉香醇、香叶醇及沉香醇氧化物含量高有关。

红茶特殊的香气是在加工过程中形成的，几个关键的加工过程形成了红茶香气品质。红茶属于发酵茶类，加工时因经历萎调和发酵工序，使其香气的形成与转化较其他茶类要充分，形成的香气成分也极为丰富［2］。红茶制造过程中芳香物质的变化十分复杂，通常鲜叶中的芳香物质不到100种，但制成红茶后，香气成分增加到400多种，在众多的红茶香气组分中，真正决定香气的大约在20种左右［3］。红茶的香气成分种类较多，包括碳氢化合物、醇类、酮类、酸类、醛类、醋类、内醋类、酚类、过氧化物类、含硫化合物类、吡啶类、吡嗪类等［4］。

茶叶香气是各种香气成分综合作用的结果，香气是衡量茶叶品质的重要因子之一，也是消费者选择茶叶产品的重要依据。茶叶的制造工艺和条件，原料的性质，茶树的生长环境和气候条件等对茶叶的香气有很大影响［5］。红茶香气的形成，不是由某一道工序、某种化学成分含量的增减来决定的，而是随着工艺过程的进展，主要生化成分的含量和比例不断变化至一定程度的结果［6］。

目前，对于小叶种红茶香气成分在加工过程中的变化有相关的研究报道［7］，但对云南大叶种红茶香气成分在加工过程中变化规律的报道不多。本研究以云南大叶种鲜叶原料加工红茶的整个过程中所取的过程样作为研究对象，采用同时蒸馏萃取法(SDE)富集其香气物质并使用GC/MS进行香气成分分析，研究了云南红茶的主要香气成分组成在加工过程中的变化规律。

1 材料与方法

1.1 试剂和仪器

主要试剂:二氯甲烷(AR);无水硫酸钠(AR)。

主要仪器:美国安捷伦科技公司气质联用仪(HP6890GC/HP5973MS);SDE同时蒸馏萃取设备;瑞士布琪有限公司BUCHI R－3旋转蒸发仪;瑞士梅特勒-托利多公司MJ33快速水分测定仪。

1.2 试验材料

供试材料主要为临沧市茶叶科学研究所提供的云南大叶种工夫红茶加工过程样，具体样品为:云南大叶种夏茶鲜叶原料取样、萎凋取样、揉捻取样、发酵开始取样、发酵过程中取样、发酵结束取样、毛火烘干取样、足火烘干取样。

1.3 含水量测定方法

将供试茶样置于测定盘内，利用快速水分测定仪在120℃下加热8 min，对茶叶进行含水量检测。

1.4 挥发油提取方法

准确称取加工过程茶样100.0 g，将供试茶样置于同时蒸馏萃取设备内，用二氯甲烷50 mL提取3 h［8］。萃取液用无水硫酸钠干燥、过滤，萃取液在温度30℃、真空度0.06 MPa的条件下用旋转蒸发仪挥干溶剂，挥发油进行称量。用二氯甲烷将挥发油溶解至1.00 mL，用气质联用仪进行检测。

1.5 GC-MS分析条件

气相毛细管柱为:HP－5MS(60 m×0.32 mm×0.25 μm)弹性石英毛细管柱;载气:氦气;进样口温度:260 ℃;柱流速 1.2 mL/min，进样量 1 μL;分流比:20∶1;升温程序:起始温度40℃(保持2 min)，按2℃/min升到180℃，按5℃/min升温到210℃，保持10 min;离子源:EI;气质接口温度:280℃;离子源温度:230℃;四级杆温度:150℃;电子倍增器电压:1 894 V;电子能量:70 eV。

1.6 定性和定量方法

供试茶样香气成分根据GC-MS分析得到的各色谱峰，通过计算机谱库检索(05版 Wiley和 NIST库)，结合相对保留时间，查阅有关文献数据进行定性，并根据香气成分的峰面积值相对定量。

2 结果与分析

2.1 云南红茶加工过程中含水量的变化

红茶在加工过程中，茶叶的含水量一直呈下降趋势，水分含量由鲜叶样的78.2%下降到足火烘干样的4.2%。其中萎凋阶段相比减少了16.2%，揉捻阶段相比减少了14.5%，发酵阶段相比减少了17.5%，干燥阶段相比减少了94.6%，干燥过程是含水量降幅最大阶段。含水量变化的测定结果见图1。

图1 云南红茶加工过程中含水量变化Fig.1 Change of water content during processing process of Yunnan black tea

2.2 云南红茶加工过程中的挥发油含量的变化

对加工过程中样品提取的挥发油进行称量，结果样品挥发油含量由鲜叶的0.012%略微增加到足火烘干样的0.015%。而在烘干前，各阶段挥发油的含量则呈增加趋势。发酵结束后挥发油的含量达到最高的0.042%，较鲜叶增加1.8倍，而经过烘干后，发酵中形成的挥发性物质减少了64.3%。加工过程中挥发油含量的测定结果见图2。

图2 云南红茶(干重)加工过程中挥发油含量变化Fig.2 Change of volatile oil content during processing process of Yunnan black tea

2.3 云南红茶加工过程中主要香气成分的变化

鲜叶在红茶加工过程中，芳香物质的组成和含量发生了显著的变化。云南红茶在加工过程中主要挥发性香气物质相对百分含量的测定结果见表1。从表1中可以看出，在鲜叶中含量较高的化合物有芳樟醇及其氧化物、α-松油醇、青叶醇、青叶醛等;其中芳樟醇及其氧化物的总含量达到64.69%。但制成红茶后，主要香气成分的组成和含量发生了显著的变化，其中含量较高的化合物有芳樟醇及其氧化物、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、青叶醛、苯甲醛、香叶醇等;其中芳樟醇及其氧化物的总含量下降到31.66%，下降了51%。20种主要香气化合物的总含量从84.78%下降到70.61%，下降了16.7%。

2.4 云南工夫红茶加工过程中主要醛类化合物相对含量的变化

云南红茶加工过程中相对含量变化较大的醛类化合物包括正己醛、糠醛、青叶醛、(E，E)-2，4-庚二烯醛、苯甲醛、苯乙醛等。从图3可以看出，加工过程中苯甲醛、苯乙醛增加的幅度最大，在毛火烘干结束时含量达到最高;足火烘干完成后含量有所降低，在整个加工过程中苯甲醛、苯乙醛的含量分别增加了7.56倍和6.28倍;(E，E)-2，4-庚二烯醛和糠醛也表现出相同的变化规律，在整个加工过程中(E，E)-2，4-庚二烯醛增加了0.93倍，而糠醛则减少了0.64倍。在加工过程中青叶醛、正己醛的变化则是从鲜叶开始，含量逐渐增加，在发酵过程中含量达到最高，之后又呈降低趋势。在整个加工过程中青叶醛增加了1.3倍，而正己醛则减少了0.5倍。

表1 云南红茶加工过程中主要香气成分相对含量 %Table 1 Main aromatic components and relative contents during processing process of Yunnan black tea %

图3 云南红茶加工过程中主要醛类化合物成分组成的变化Fig.3 Change of main aldehy de comp ounds during processing process of Yunnan black tea

2.5 云南工夫红茶加工过程中主要醇类化合物相对含量的变化

云南红茶加工过程中相对含量变化较大的醇类化合物包括苯甲醇、苯乙醇、青叶醇等。从图4可以看出，在加工过程中苯甲醇、苯乙醇增加的幅度最大，在毛火烘干结束时含量达到最高;足火烘干完成后含量有所降低，在整个加工过程中分别增加了6.8倍和1.52倍。而青叶醇的变化则是从萎凋开始，含量大幅增加，在发酵结束时含量达到最高，烘干过程之后又剧烈降低，在整个加工过程减少了0.57倍。

2.6 云南工夫红茶加工过程中主要萜类化合物相对含量的变化

云南红茶加工过程中相对含量变化较大的萜类化合物包括芳樟醇、芳樟醇氧化物、α-松油醇、香叶醇等。从图5可以看出，在加工过程中芳樟醇、芳樟醇氧化物、α-松油醇的含量都呈下降趋势。其中芳樟醇和芳樟醇氧化物在萎凋结束时的含量达到最大，在整个加工过程中芳樟醇和芳樟醇氧化物分别减少了0.68和0.25倍;而α-松油醇减少了0.62倍;香叶醇的含量则大幅增加了4.4倍。

3 讨论

3.1 萎凋对红茶香气的影响

萎凋是红茶香气形成的重要工序，为红茶香气的形成奠定了基础。竹尾忠一［9］在研究茶叶萎凋香形成机理时表明，鲜叶经萎凋后除青叶醛、青叶醇、己烯醛、己烯醇增加外，沉香醇、香叶醇、苯甲醇、α-苯乙醇、顺-3-己烯醇及其酯和水杨酸甲酯等也随萎凋程度的加重而增加。山西贞［10］的研究则表明，鲜叶经萎凋后部分芳香物质的含量有显著增加或显著降低的趋势，增加最多的是正己醇、橙花醇、反-2-己烯酸;其次是反-2-己烯醇、沉香醇氧化物、正戊醛、己醛、正庚醛、反-2-己烯醛、反-2-辛烯醛、苯甲醛、苯乙醛、正丁酸、异戊酸、正己酸、顺-3-己烯酸、水杨酸及邻甲苯酚等;而大量减少的成分有顺-2-戊烯醇、沉香醇、香叶醇、苯甲醇、苯乙醇和乙酸。

图5 云南红茶加工过程中主要萜类化合物成分组成的变化Fig.5 Change of main terpenoid compounds during processing process of Yunnan black tea

云南大叶种红茶经过萎凋过程，挥发油的含量从鲜叶的0.012%增加到0.023%，增加了近1倍。主要化合物相对含量显著增加的有芳樟醇、芳樟醇氧化物、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、水杨酸甲酯等;而显著减少的有青叶醛、青叶醇等。萎凋有多种不同的方式，利用几种方式相结合的方法进行萎凋加工，有利于红茶香气的形成和提高。控制萎凋温度、湿度、摊叶厚度和萎凋时间等对红茶香气的形成具有重要作用。

3.2 揉捻对红茶香气的影响

揉捻也是红茶香气形成的重要工序，茶叶经揉捻后，鲜叶组织破损，大量的糖苷类香气前体物质进入细胞质与酶类发生作用，形成大量的香气成分。

云南大叶种红茶经过揉捻过程，挥发油的含量从鲜叶的0.012%大幅增加到0.034%，增加了1.83倍。主要化合物相对含量大幅增加的有青叶醛、青叶醇等;芳樟醇、芳樟醇氧化物、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、水杨酸甲酯等;而显著减少的有青叶醛、青叶醇等。控制揉捻方式、温度、湿度和揉捻程度等对红茶香气的形成也具有重要作用。

3.3 发酵对红茶香气的影响

发酵是形成红茶香气品质的关键性工序［11］。红茶经过发酵过程，除了一些非挥发性的糖苷前体物水解形成香气物质以外，还有许多多酚类物质氧化作用所产生的香气成分，如氨基酸氧化脱氨;类胡萝卜素氧化降解;不饱和脂肪酸氧化降解等［12］。

山西贞［10］研究指出，在红茶发酵过程中，几乎所有香气组分都有所增加，尤其是红茶特征香气成分的增加更为明显。在发酵2 h后，正己醛增加4.1倍，反-2-己烯醛增加了10余倍，顺-3-己烯酸增加了1.2倍，水杨酸、苯甲醛、正己酸等均有增加，而正己醇、顺-3-己烯醇和水杨酸甲酯等均较萎凋叶有所降低。随发酵时间的延长，芳樟醇含量减少，反-2-己烯醛含量明显增加，由此提出缩短发酵时间以减少芳樟醇的损失和反-2-己烯醛的形成。赵和涛［13］的研究认为，红茶中的芳香物质，在发酵时几乎都呈增多趋势，其中以沉香醇(芳樟醇)和苯甲醇、苯乙醇增多幅度大。大量促进芳香物质转化是形成红茶香气的关键。

云南大叶种红茶经过发酵过程，茶叶中挥发油的含量达到最高的0.042%，较鲜叶增加2.5倍。主要化合物相对含量显著增加的有正己醛、糠醛、青叶醛、青叶醇、苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、香叶醇等;而显著减少的有芳樟醇、芳樟醇氧化物、α-松油醇等。合理的控制发酵温度、湿度和发酵程度等对红茶香气的形成意义重大。

3.4 干燥对红茶香气的影响

干燥对于红茶香气的形成和发展至关重要，在加热条件下，发酵过程中形成的芳香物质进行某些转化，改变了香气成分的含量与组成，从而形成了红茶的特征香气，如氨基酸与糖类经过美拉德(Maillard-Reaction)反应，产生大量的吡咯类、呋喃类、吡嗪类化合物等茶香物质。不过烘干过程也伴随着香气的大量损失，据有关报道［14］指出，经烘干后，发酵期间形成的芳香物质只剩下20%～25%。由于高温的作用，很多低沸点的香气物质大量挥发，香气成分的组成和含量都发生了明显的变化，从而形成了红茶特有的香气风格。

云南大叶种红茶经过干燥过程，茶叶中挥发油的含量从最高的0.042%大幅下降到0.015%，发酵期间形成的芳香物质只剩下35.7%。主要化合物相对含量显著增加的有苯乙醛、苯甲醇、苯乙醇、苯甲醛、香叶醇等;而显著减少的有芳樟醇、芳樟醇氧化物、α-松油醇等。20种主要化合物的总含量下降到70.61%，证明红茶在干燥过程形成了更丰富的香气物质。因此，如何选择干燥方式和控制干燥温度、时间对于红茶特征香气的形成以及减少干燥过程中的香气损失至关重要。

4 结论

红茶香气的形成机制基本上有生物合成、酶促作用、氧化作用、高温裂解作用四大类型。由于红茶香气基本上是在加工中形成的，萎凋、发酵、干燥等工序是影响香气形成的关键工序，所以掌握好这三道关键工序，是制作高香红茶的基础［15］。通过对红茶加工过程中香气成分变化规律的研究，不但可以有效的监测红茶加工的每一道工序，还可实现红茶的规范化加工，提高红茶品质。Nabarun Bhattacharyya［16－17］等就将电子鼻技术应用于红茶发酵程度的监测和最佳发酵时间的检测，取得了较好的效果。

茶叶香气是各种香气成分综合作用的结果，茶叶香气除了与香气成分的含量和配比有关之外，还涉及不同类型芳香物质的阈值(threshold)问题。由于茶叶中所含的芳香物质十分复杂，有部分含量相对较小的芳香物质对于茶叶整体香气的贡献具有十分重要的作用，这些物质还有待进一步的研究。

致谢:本研究还得到了昆明孚嘉茶叶有限公司、云南双江勐库丰华茶厂的大力支持，特此致谢。

［1］ 竹尾忠一.Characteristics of the arma constitaents found in native china black teas［J］.Agr Biol Chem，1983，47(6):1 377－1 379.

［2］ 夏涛，童启庆.浅谈红茶加工中香气的形成与调控措施［J］.蚕桑茶叶通讯，1996(4):13 －15.

［3］ Pandey S.Flavour-The queen of the characters Ⅲ［J］.The Assam Review and The New，1994，83(11):9 －11.

［4］ 张莹，钟应富，袁林颖，等.茶叶香气成分研究现状与展望［J］.南方农业，2011，5(9):104－106.

［5］ 李荣林.世界三大高香红茶产茶地理条件的比较［J］.桑蚕茶叶通讯，1998(1):1－4.

［6］ 陈慧，王登良.红茶的香气成分及其在加工中的变化［J］.广东茶业，2012(1):13 －15.

［7］ 刘莉华，宛晓春，文勇，等.祁门红茶加工过程中β-葡萄糖苷酶活性变化研究［J］.安徽农业大学学报，2003(4):386－389.

［8］ 任洪涛，周斌，方林江，等.云南红茶的香气特征研究［J］.茶叶科学技术，2012(3):1 －8.

［9］ 竹尾忠一.萎凋对红茶香气化合物的影响［J］.茶叶，1985(4):53－54.

［10］ 王山贞.茶叶香气受产地、品种、施肥量、制茶法左右［J］.茶(日本)，1994(1):18 －24.

［11］ 赵文霞，黄亚辉.红茶发酵技术研究进展［J］.福建茶叶，2011(3):8 －11.

［12］ 夏涛，童启庆.红茶芳香物质的前体及其转化途径［J］.中国茶叶加工，1996(2):32 －34.

［13］ 赵和涛.红茶发酵时主要化学变化及不同发酵方法对工夫红茶品质的影响［J］.蚕桑茶叶通讯，1989(2):10－13.

［14］ 施和森.红茶制造中香气形成机理的探讨［J］.茶业通报，1987，44(2):19 －22.

［15］ 赵和涛.红茶香气形成机制及提高途径［J］.蚕桑茶叶通讯，1989(4):21－23.

［16］ Nabarun Bhattacharyya，Sohan Seth，Bipan Tudu，et al.Monitoring of black tea fermentation process using electronic nose［J］.Journal of Food Engineering，2007，80(4):1146－1156.

［17］ Nabarun Bhattacharyya，Sohan Seth，Bipan Tudu，et al.Detection of optimum fermentation time for black tea manufacturing using electronic nose［J］.Sens Actuator BChem，2007，122:627 －634.