杨霁虹，周汉琛，刘亚芹，王 辉，黄建琴，雷攀登

（安徽省农业科学院茶叶研究所，安徽 黄山 245000）

红茶起源于中国，国内红茶主要有祁红、闽红、滇红、宁红和英德红茶等。红茶经过萎凋、揉捻、发酵、干燥等工序制成，具有香高味甜、“红汤红叶”的特点。红茶对人类疾病预防有一定作用，具有抗氧化、预防心血管疾病、慢性炎症、肥胖、神经退行性疾病等功效，受到广大消费者的青睐。

红茶根据色泽、香气和滋味的差异划分不同等级，其中香气是影响消费者对茶叶喜好的直观判断，它对茶叶感官品质的贡献率达25%～40%。从化学成分角度看，红茶特征性香气化合物主要有香叶醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醇、2-苯乙醇、水杨酸甲酯、二氢猕猴桃醇酸内酯等。祁门红茶以独特的“似花似果似蜜”的“祁门香”，位列“世界三大高香红茶”，主要以国家级茶树良种-祁门槠叶种的鲜叶为原料，特征性香气成分以香叶醇、苯乙醛、芳樟醇、芳樟醇氧化物、2-己烯醛、己醛、苯甲醇、水杨酸甲酯等为主。

茶树品种是决定香气物质差异性和成茶香型的根本原因。银飞燕等对湖南省栽种较多的5 个良种茶树品种的内含物质等进行检测，结合香气和感官品质，探讨了5 个品种制作红茶，特别是高档优质红茶的可行性。朱荫等分析了6 个茶树良种制成龙井茶香气成分的差异。罗学平等对5 个四川主栽品种红茶香气组分进行分析，结合萜烯指数与感官审评结果，鉴定出主体香气成分对香型的分类。马林龙等对湖北省6 个茶树品系所制绿茶的香气成分进行鉴定分析，鉴定出19 个香气成分是所测样品间的关键差异香气成分。大多数研究围绕品种适制性和不同品种制茶的香气成分差异，然而，至今鲜见有研究表明黄山地区主要栽培茶树品种差异对红茶香气成分的影响，以及与审评相结合，对不同茶树品种制成的红茶香型进行分类。

本实验以黄山地区主要栽培的9 个茶树品种鲜叶为原料，按祁门红茶的加工工艺制备样品，采用感官审评结合气顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（headspacesolid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME-GC-MS）联用技术分析红茶样品的感官特征与香气化合物的组成及含量，同时计算气味活度值（odor activity value，OAV），利用正交偏最小二乘判别分析（orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA）和变量投影重要性（variable importance projection，VIP）分析红茶样品中的主要呈香化合物和关键差异香气成分，以香气为主导，讨论不同茶树品种鲜叶加工红茶香气的差异与香型分类，旨在为后续适制祁门红茶茶树品种的筛选和品质差异研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

不同品种红茶样品所用鲜叶为2020年4月采摘的‘翠绿1号’、‘凫早2号’、‘皖茶4号’、‘舒茶早’、‘皖茶91’、‘中茶108’、‘祁门槠叶种’、‘浙农117’、‘浙农139’，共9 个茶树品种的新梢，采摘标准以一芽一叶初展为主，每个品种鲜叶约14～15 kg。除‘祁门槠叶种’来自安徽祁门县历口镇，其余品种均来自安徽省农业科学院茶叶研究所试验基地的5 年生茶树。

癸酸乙酯（纯度99%） 美国Sigma-Aldrich公司。

1.2 仪器与设备

50/30 μm二乙基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取头、萃取手柄 美国色谱科公司；7890-5975 GC-MS联用仪、DB-5MS石英毛细管柱（30 m×250 μm，0.25 μm） 美国安捷伦公司。

1.3 方法

1.3.1 茶样制作

红茶加工在安徽省农业科学院茶叶研究所加工车间完成。红茶加工工艺流程与技术参数如下：鲜叶依次经过室内自然摊放（14～15 h、温度13～15 ℃）、热风萎凋（摊叶厚度8～10 cm、4～5 h、温度35 ℃）、揉捻（空揉35 min、轻压10 min、加压15 min、重压10 min）、解块、发酵（温度23～25 ℃、相对湿度95%、2.5～3 h）、毛火（120 ℃约7 min，烘至水分20%～30%）、摊凉（45 min）、足火（80 ℃约30 min，烘至水分4%～5%）制得红茶样品。样品密封后贮存在－20 ℃冰箱待用。

1.3.2 感官审评方法

茶叶审评方法按照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》中红茶审评方法进行感官审评。准确称取茶样3.00 g，置于150 mL审评杯中，沸水冲泡5 min后出汤，由3 位专业审评人员对香气进行描述与评分，评分标准为百分制。

1.3.3 香气组分的萃取

采用HS-SPME萃取香气组分。准确称取1.00 g研磨的红茶样置于固相微萃取瓶中，加入1.00 g NaCl和20.00 mL沸水，立即密封瓶口，60 ℃平衡5 min，加入20.00 μL 0.04%癸酸乙酯溶液，将萃取头立即插入萃取瓶，与液面维持一定高度后，于50 ℃恒温水浴锅中萃取30 min，萃取结束后，将萃取头插入GC-MS进样口（230 ℃）解吸附5 min后进行香气组分分析。每个样品重复3 次。

1.3.4 香气组分的解析

GC仪进样口温度为250 ℃，不分流进样，载气为高纯氦气，纯度为99.99%；柱温程序：40 ℃，保持2 min；以5 ℃/min升至85 ℃，保持2 min；以2 ℃/min升至110 ℃，保持1 min；以3 ℃/min升至128 ℃，保持1 min；以2 ℃/min升至145 ℃，保持2 min；以12 ℃/min升至260 ℃，保持6 min；总程序时间为59.583 min。

1.3.5 香气成分数据处理及质谱检索

茶叶香气经GC-MS分析，各组分质谱数据输入计算机库进行检索匹配，对基峰、质荷比和相对峰度等方面进行分析。以癸酸乙酯作为内标物，计算香气化合物的含量。

1.3.6 OAV计算

对各种挥发性化合物定量后，依据参考文献中各挥发性物质在水中的气味阈值，OAV计算公式如下：

式中：OAV为物质的香气活性值；C为化合物在茶样中的含量/（μg/kg）；OT为组分在水中的气味阈值/（μg/kg）。当OAV大于1时，则认定该组分对茶叶呈香具有重要贡献。

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 不同茶树品种红茶香气的感官审评分析

茶树是高度杂合物种，品种间遗传背景差异较大，导致不同茶树品种间代谢物积累存在差异。有研究表明，红茶香气与茶树品种有密切的关系，品种不同，红茶的香气特征明显不同。本研究以栽种于黄山地区的9 个茶树品种为原料制备成红茶样品并进行相关分析，其中‘祁门槠叶种’为有性系茶树品种，是祁门红茶加工原料的主要来源；‘皖茶4号’和‘凫早2号’2 个茶树品种由祁门本地群体种选育；‘翠绿1号’由黄山本地群体种选育；‘皖茶91’和‘舒茶早’为安徽省内选育品种；‘浙农139’、‘中茶108’和‘浙农117’ 3 个茶树品种为外省选育品种引种至黄山地区。

通过对供试茶树品种鲜叶制成的红茶样品的香气感官审评（表1），9 个红茶样品主导香气类型均为甜香型，其中‘祁门槠叶种’红茶具有典型的“祁门香”，香气馥郁高昂、花香明显，得分最高；‘皖茶4号’红茶甜香高爽且略带花香，但花香强度低于‘祁门槠叶种’红茶；其余7 个品种红茶甜香明显，而花香显著低于‘祁门槠叶种’红茶和‘皖茶4号’红茶。‘翠绿1号’红茶虽以甜香为主导，但该红茶具有其特殊香气，略带有品种香，似红糖香气，但香气鲜爽度不高，故而评分较低。‘凫早2号’红茶甜香较为馥郁，与‘舒茶早’、‘皖茶91’、‘中茶108’、‘浙农139’4 类红茶虽甜香类型略有差异，但香气鲜爽度差异不大，所以评分相同。

表1 不同茶树品种红茶香气感官审评Table 1 Sensory evaluation of aroma in black tea samples

2.2 不同茶树品种红茶香气成分分析

为研究9 个茶树品种制成红茶的香气差异，利用GC-MS仪对红茶样品的挥发性化合物成分及相对含量进行分析鉴定。由表2可知，共检测到46 个主要挥发性成分，其中33 个成分为共有成分，共检测到醇类化合物14 种、酯类化合物8 种、醛类化合物11 种、烯类化合物7 种、酮类化合物2 种、芳香族化合物3 种和其他类1 种。其中‘祁门槠叶种’（23 586.68 μg/kg）的香气总量最高，其次是‘皖茶4号’（10 444.20 μg/kg）和‘翠绿1号’（7 302.01 μg/kg）。芳樟醇及其氧化物、水杨酸甲酯、香叶醇在样品中含量较高，品种间差异较大。已有研究表明，芳樟醇及其氧化物、香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、水杨酸甲酯等是红茶特征性香气物质，与本研究结果相符。

不同茶树品种鲜叶制成的茶叶因其香气化合物及其含量的不同，表现出不同的香型。有研究报道祁门红茶中香叶醇含量较高，因而祁红具有浓郁的“玫瑰花香”；芳樟醇及其氧化物也具有玫瑰花香和果香。供试的9 个红茶样品主要香气化合物含量差异较大，如香叶醇在‘祁门槠叶种’（（2 280.93±646.02）μg/kg）和‘皖茶4号’（（2 823.23±333.83）μg/kg）品种中的含量较高，与含量最低的‘浙农139’（（57.60±5.13）μg/kg）相差约40 倍；芳樟醇在‘祁门槠叶种’（（5 161.20±1 922.66）μg/kg）、‘翠绿1号’（（2 174.85±322.06）μg/kg）、‘皖茶4号’（（1 711.49±128.50）μg/kg）和‘浙农117’（（1 332.35±477.33）μg/kg）品种中含量较高，与其他品种相差约2～44 倍；水杨酸甲酯在‘祁门槠叶种’（（3 239.56±342.29）μg/kg）、‘翠绿1号’（（1 781.69±159.69）μg/kg）和‘皖茶4号’（（1 719.06±111.90）μg/kg）品种中的含量显著高于其他品种，特别是‘皖茶91’、 ‘中茶108’和‘浙农139’。含量较低的()--紫罗酮对红茶香气的形成也有较大的贡献，各品种间的含量相差较小。

2.3 不同茶树品种红茶香气化合物种类及含量分析

9 个茶树品种红茶样品中共分析出46 种挥发性香气化合物，由图1可知，醇类、酯类和醛类占香气成分总量的75.76%～89.59%。

醇类化合物占香气成分总量的36.79%～55.19%，主要为糖苷类的水解、氨基酸和脂肪酸代谢产物，其中相对含量较高的醇类化合物为芳樟醇及其氧化物和香叶醇。芳樟醇似花香、似柠檬香，芳樟醇氧化物似甜花香、柠檬香、果香，香叶醇似花香、似玫瑰香。从比例可明显看出，‘浙农117’中的醇类化合物占比较高，含量最高的为芳樟醇。

酯类化合物占香气成分总量的19.00%～29.65%，主要来源于氨基酸和脂肪酸的代谢。含量最高的水杨酸甲酯具有明显的冬青油味、薄荷香，‘皖茶91’和‘浙农139’中酯类化合物含量较高于其他品种。

醛类化合物占香气成分总量的9.39%～24.95%，主要来自于脂肪酸、氨基酸等代谢途径，以己醛、2-己烯醛、庚醛、苯甲醛、苯乙醛、壬醛、柠檬醛为主。己醛具有青气、青草气，2-己烯醛具有青气、果香，庚醛具有柑橘香、脂香，苯甲醛具有苦杏仁、樱桃及坚果香，苯乙醛具有果香和甜香，壬醛具有玫瑰香和柑橘香，柠檬醛具有柠檬香。‘浙农139’、‘中茶108’、‘舒茶早’和‘皖茶4号’中醛类化合物占比较高。

酮类化合物占香气成分总量的比例较小，以类胡萝卜素降解产物最多。共检测到两种酮类化合物，6-甲基-5-庚烯-2-酮和()--紫罗酮。()--紫罗酮具有木香、似紫罗兰香，对红茶的香气贡献较大。

烯类化合物主要以-月桂烯、柠檬烯和()--罗勒烯为主。-月桂烯具有花香、果香，柠檬烯具有柠檬香、草香，()--罗勒烯具有草香、花香。芳香烃化合物主要以对二甲苯为主，其具有坚果味，油脂味。‘祁门槠叶种’中的芳香烃类含量高达14.62%，与其他品种差异显著。不同茶树品种鲜叶制成的红茶中各香气物质种类和比例的差异，构成了不同的干茶香气。

图1 不同茶树品种红茶香气化合物的类型及比例Fig. 1 Types and proportions of aroma compounds in black tea samples

2.4 不同品种红茶香气成分的OAV分析

OAV代表单一的香气成分对整体香气的贡献程度，因此在风味研究中得到广泛应用。一般认为OAV大于1的成分可能对总体风味有直接影响。根据HS-SPME-GCMS的定性、定量结果，通过文献查找对应香气化合物在水中的阈值，并计算其OAV，计算出9 个红茶样品中共

21 个OAV大于1的香气化合物，分别为己醛、()-2-己烯醛、()-3-己烯醇、庚醛、庚醇、1-辛烯-3-醇、月桂烯、柠檬烯、()--罗勒烯、苯乙醛、芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II、芳樟醇、壬醛、壬醇、水杨酸甲酯、癸醛、-环柠檬醛、香叶醇、柠檬醛、()--紫罗酮，结果如表3所示。红茶样品中关键香气化合物的OAV虽有差异，但所有样本中芳樟醇和()--紫罗酮的OAV均远高于其他香气化合物。芳樟醇在所样本中含量较高，而它的香气阈值低，所以在样本中表现出较高的OAV。()--紫罗酮被认为是决定红茶特性的关键香气，在所有样本中含量虽然很低，但由于其香气阈值也非常低，所以在样本中表现出较高的OAV。

表2 不同茶树品种红茶香气成分及含量Table 2 Types and contents of volatile compounds in black tea samples

由表3可知，除芳樟醇和()--紫罗酮为关键呈香物质，己醛、()-3-己烯醇、庚醛、1-辛烯-3-醇、月桂烯、壬醛、水杨酸甲酯和香叶醇在所有样本中OAV均大于1，特别是在‘皖茶4号’、‘翠绿1号’和‘舒茶早’红茶中多个化合物的OAV大于100，推测这些挥发性化合物对红茶香气的形成具有重要贡献。

表3 不同茶树品种红茶主要香气化合物OAVTable 3 OAVs of major volatile compounds in different black tea samples

2.5 不同茶树品种红茶香气成分的OPLS-DA及VIP分析

OPLS-DA属于有监督分析，可通过预设分类，尽可能去除未控制变量对数据造成的影响，可进一步挖掘数据信息，同时可以量化特征风味物质造成样品之间差异的程度，减少结果误差。将红茶香气成分的OAV作为变量进行OPLS-DA（图2），结果显示，‘翠绿1号’、‘凫早2号’、‘舒茶早’、‘皖茶91’、‘中茶108’、‘浙农117’、‘浙农139’聚为一类，表明这7 个红茶样品中的香气化合物对香气的总体贡献有一定的相似性，而‘皖茶4号’和‘祁门槠叶种’分别单独聚为一类，表明这2 个红茶样品中的香气化合物对香气的总体贡献互有差异，也有别于其他7 个样品。

图2 不同茶树品种红茶香气化合物的OPLS-DAFig. 2 OPLS-DA plot of aroma compounds in black tea samples

利用OPLS-DA形成的VIP值的大小进行关键变量分析，一般来说，VIP值大于1的变量被认为是导致组间差异的代谢物，红茶香气品质取决于多个香气化合物共同作用的结果。因其他7 类红茶PCA聚为一类，本研究选取‘皖茶91’为对照，分别与‘祁门槠叶种’和‘皖茶4号’进行比较，筛选VIP值大于1的化合物（表4）。结合感官审评结果，发现可能导致‘祁门槠叶种’红茶“祁门香”和‘皖茶91’红茶甜香香气差异的化合物主要是()--紫罗酮、芳樟醇、-月桂烯、香叶醇、己醛、壬醛和庚醛；可能导致‘皖茶4号’红茶花香和‘皖茶91’红茶甜香香气差异的化合物主要是()--紫罗酮、香叶醇、-月桂烯、芳樟醇和己醛。

表4 不同茶树品种红茶香气化合物VIP值分析Table 4 VIP values of aroma compounds in black tea samples

3 结 论

从感官审评结果看，9 个茶树品种鲜叶制成的红茶样品香气香型均为甜香型，其中‘祁门槠叶种’具有典型的“祁门香”，花香明显；‘皖茶4号’香气近似‘祁门槠叶种’，其余品种红茶甜香明显，而花香显著低于‘祁门槠叶种’。9 个红茶样品香气化合物以醇类、醛类和酯类为主，‘翠绿1号’、‘皖茶4号’、‘祁门槠叶种’红茶样香气总量远高于其他品种，芳樟醇及其氧化物、水杨酸甲酯、香叶醇为所有红茶样中含量较高的香气化合物。共有21 种香气化合物对红茶风味有一定贡献，其中芳樟醇和()--紫罗酮贡献较大。

多数研究以挥发性化合物的含量为评价指标进行OPLS-DA，但有些挥发性化合物虽然含量高，但阈值也高，不易被人的嗅觉感知，本研究以OAV作为评价指标进行分析更加有说服力。‘皖茶4号’和‘祁门槠叶种’对红茶香气的总体贡献互有差异也有别于其余7 个红茶样，分析结果与审评结果相似，造成‘祁门槠叶种’红茶有别于其他品种红茶的主要香气化合物可能是()--紫罗酮、芳樟醇、-月桂烯、香叶醇、己醛、壬醛和庚醛，这些香气化合物阈值低，且具有花果香，这些成分含量和比例的差异，可能是‘祁门槠叶种’红茶特殊甜花香有别于其他品种红茶甜香的主要因素。有研究对历口地区群体种红茶香气进行检测，指出香气主要成分为香叶醇、苯乙醛、芳樟醇、芳樟醇氧化物、2-己烯醛、己醛、苯甲醇和水杨酸甲酯，与本研究结果相似，但也有研究结果指出祁红特征性香气成分为香叶醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醇、植醇、苯乙醛、2-己烯醛、十六酸等，与本实验结果略有差别，这可能与原料、加工工艺、香气提取方法以及检测手段有关。

‘皖茶4号’是由祁门槠叶种选育出的无性系良种，制成红茶的香气以甜香为主，稍带花香。与其余7 个品种红茶样的主要差异香气化合物可能是()--紫罗酮、香叶醇、-月桂烯、芳樟醇和己醛。