茶树新品系21-1工夫红茶香气成分分析

雷 雨，段继华，黄飞毅，陈宇宏，康彦凯，罗 意，丁 玎，董丽娟，李赛君

（湖南省农业科学院 茶叶研究所，国家茶树改良中心湖南分中心，农业部湖南茶树及茶叶观测试验站，湖南长沙 410125）

红茶是目前世界上各类茶中消费区域最广、生产量最多、国际贸易量最大的茶类[1]。湖南红茶生产历史悠久，一直以来都是我国红茶的主要产地。“湖红工夫”条索紧细、色泽乌润、香气馥郁、滋味醇和、汤色红亮，曾与安徽“祁红”、福建“建红”鼎足而立[2]。近年来，“红茶热”使国内红茶市场呈现出百花争艳的态势，除有滇红、祁红、闽红、英红等历史知名品牌外；同时也涌现了如金骏眉、银骏眉、丹霞系列高香红茶等一批后起之秀，具有花香、蜜香和甜香等特色，深受大众喜爱[3]。

茶叶香气是评定茶叶品质好坏的重要指标之一[4]，被誉为“茶之神”[5]。香气作为茶叶感官品质的重要组成部分，不仅影响茶叶的等级，也是影响大众消费选择的重要因子之一[6]。迄今为止，已从各种茶叶中分离出700多种香气物质，包括碳氢化合物、醇类、酮类、酸类、酯类、内酯类、酚类、过氧化物类、含硫化合物类、吡啶类、吡嗪类、喹啉类和芳胺类等共10余大类[7]。任何一种茶叶的香气都是其所含的不同芳香物质以不同浓度组合的综合表现。

笔者将茶树新品系21-1制成工夫红茶，采用顶空-固相微萃取法（HS-SPME）富集香气物质，采用GC-MS分析其香气成分组成及特征，以期为该品系的生产加工及推广应用提供参考，为湖南红茶产业的发展提供品种保障。

1 材料与方法

1.1 材料

2018年4月1日和4月8日，在湖南省茶叶研究所试验茶场生产茶园，采摘一芽二叶嫩度的新品系21-1（以下简称21-1）鲜叶，按照传统工夫红茶工艺加工，所得材料分别编号为样品1和样品2。

1.2 主要仪器

手动SPME进样器和50/30 µm DVB/CAR/PDMS固相微萃取头（美国Supeclo公司）；7890 A 气相色谱仪，5975 C 质谱仪（美国Agilent 公司）。

1.3 方法

1.3.1 顶空固相微萃取法

准确称取5 g茶样放入萃取瓶中，加入100 mL沸水，加入一定量的癸酸乙酯（内标），然后将装有50/30 µm DVB/CAR/PDM萃取头的SPME手持器通过瓶盖的橡皮垫插入到萃取瓶中，在50℃水浴中平衡10 min，推出纤维头，吸附50 min后，取出并立即插入气相色谱仪的进样口中，解吸附3 min，同时启动仪器收集数据。

1.3.2 气相色谱-质谱联用分析

GC条件：安捷伦HB-5MS（30 m×0.32 mm×0.25 µm）弹性石英毛细管柱。进样口温度为240℃、ECD检测器温度为250℃；载气为高纯氦气；流速1.0 mL/min。柱温程序：50℃保持5 min，以3℃/min升至180℃保持 2 min，然后以10℃min升至250℃保持3 min；实验中尽量将峰分开，保证峰形的对称完整，然后通过质谱进行定性分析。MS条件：EI电离能量为70 eV；质量扫描范围为50～600 amu；离子源温度为230℃；四极杆温度为150℃；质谱传输线温度为280℃。

1.3.3 定性与定量分析

根据NIST标准谱库，结合相关文献报道以及各香气成分的相对保留时间等进行色谱定性。按照峰面积归一化法计算，求得各香气成分的相对含量，相对含量为各组分峰面积与总峰面积之比值。

2 结果与分析

2.1 主要香气种类及含量分析

21-1工夫红茶香气成分的总离子流色谱图分别如图1和图2。通过面积归一化法求得21-1工夫红茶每种化合物的相对含量，结果见表1。样品1和样品2分别检测出50种和52种香气成分，共有成分40种。其中醇类11种、酯类8种、醛类18种、酮类7种和其他类13种，分别占香气总量的40.54%、39.36%、11.02%、4.1%和4.76%。醇类、酯类和醛类是21-1红茶香气的主要成分，占香气总量的90.92%（图3）。

醇类是红茶香气中的主要成分，是花香、果香、清香等香气的体现，该类化合物的形成与糖苷水解有重要关系[8]。21-1工夫红茶醇类物质主要包括香叶醇、芳樟醇及其氧化物和苯乙醇，平均含量分别占香气总量的21.11%、14.72%和1.68%。

酯类的形成方式主要有两种，醇、酸的酯化和内脂的形成[9]。本研究共鉴定出酯类物质8种，主要是水杨酸甲酯，2个样品中含量分别为31.93%和42.84%，平均含量为37.38%，其他酯类成分含量均在1%以下。酯类物质是红茶香气中的主要成分，王秋霜[10]等研究发现斯里兰卡红茶酯类含量（37.32%～69.89%）明显高于国内英红九号（6.56%）和祁门红茶（15.32%），其中水杨酸甲酯含量所占比例最大。

表1 21-1工夫红茶香气物质组成及相对含量Table 1 Aroma composition and relative contents in 21-1 congou black tea

续表1

图1 样品1工夫红茶香气的GC-MS总离子流色谱图Fig.1 GC-MS total ion- flow graph of the aroma in No.1 sample black tea

醛类物质主要体现为清香、青草香，个别体现出花香，具有较低的阈值，是茶叶香气最重要的挥发性香气化合物，可在发酵、干燥阶段通过氨基酸的转化或脂质氧化降解等方式形成[9]。21-1工夫红茶中醛类物质种类最多，主要是苯乙醛、2-己烯醛和壬醛，平均含量分别为3.08%、1.18%和0.92%。

酮类化合物形成于发酵阶段，也是花香特征的物质基础[9]。21-1工夫红茶中酮类物质含量比较高的是顺-茉莉酮和β-紫罗酮，样品1的β-紫罗酮含量较样品2高，样品2的顺-茉莉酮较样品1高，平均含量分别为1.48%和1.28%。

其他主要包含酸类、烯类和杂氧化合物等。酸类物质均只检测出1种棕榈酸，烯类物质有5种，还有二甲硫和少量吡咯、呋喃等其他物质。除二甲硫和月桂烯以外，其他物质平均含量均在1%以下。含量排名前三的是二甲硫、月桂烯和3-苯基呋喃，含量分别为1.20%、1.00%和0.56%。

图2 样品2工夫红茶香气的GC-MS总离子流色谱图Fig.2 GC-MS total ion- flow graph of the aroma in No.2 sample black tea

图3 21-1工夫红茶香气物质种类及相对含量Fig.3 Type and content of aroma substangces in 21-1 congou black tea

2.2 主导香气成分及香气类型分析

2.2.1 主导香气成分分析

由图4可知，相对含量前10位的香气成分分别为水杨酸甲酯、香叶醇、芳樟醇及其氧化物、苯乙醛、苯乙醇、顺-茉莉酮、β-紫罗酮、2-已烯醛、橙花叔醇和橙花醇，平均含量分别为37.38%、21.11%、14.72%、3.08%、1.68%、1.48%、1.28%、1.18%、0.91%和0.86%，这些香气化合物占香气总量的80%以上，是21-1红茶香气的主导成分。

图4 21-1工夫红茶主导香气种类及相对含量Fig.4 Dominant aroma types and contents in 21-1 congou black tea

将主导香气成分按照所呈现的花香、果香、冬青叶香和清香进行分类，结果见表2。花香成分共有7种，主要是香叶醇、芳樟醇及其氧化物、橙花叔醇、苯乙醛、苯乙醇、顺-茉莉酮和β-紫罗酮，相对含量为45.12%。香叶醇、芳樟醇及其氧化物、橙花叔醇和橙花醇是萜烯醇类，香叶醇具有玫瑰花的香气，芳樟醇及其氧化物有百合花或玉兰花的香气，橙花叔醇有木香、花木香和水果百合香，橙花醇有玫瑰香气[11]。顺-茉莉酮有强烈而愉快的茉莉花香，β-紫罗酮具有紫罗兰香。果香成分有2种，分别是苯甲醛和苯乙醛，相对含量为3.89%。苯甲醛主要体现出苦杏仁味，苯乙醛具有类似风信子的香气，浓度低时体现出水果的甜香气[10]。体现清香和冬青叶香气的主要成分分别是2-已烯醛和水杨酸甲酯[12]，相对含量分别为1.18%和37.38%。茶叶感官审评所体现的香气特征是各种香气成分在浓度、香型及其阈值等因素共同作用的结果[13]，21-1工夫红茶感官审评为香气锐，花蜜香不显，这与其香气成分中含有高比例的具有冬青叶香的水杨酸甲酯结果一致，从而体现出一定的类似香精油的芳香气息和锐度。

表2 21-1工夫红茶香气物质及其呈香类型Table 2 Aroma substances and types in 21-1 congou black tea

2.2.2 香型分析

竹尾忠一[14]认为，中国红茶主要有 3 种香型。第一种是芳樟醇及其氧化物含量占绝对优势型，如“滇红”，表现为高锐显著的花香；第二种是中间型，芳樟醇和香叶醇含量均较高；第三种是香叶醇含量占绝对优势型，如“祁红”，表现为浓郁的玫瑰花香和浓厚的木香。新品系21-1工夫红茶芳樟醇及其氧化物平均含量为14.72%，香叶醇平均含量为21.11%，两者比例相当，其香型与中阿杂交的大吉岭、云南红茶属于同一类，均为中间型。

3 小结与讨论

21-1工夫红茶2个样品中共鉴定出57种香气化合物，共有成分40种，主要是醇类、酯类、醛类、酮类和其他酸、烯和烷烃类等。其中醇类和酯类是占绝对含量的香气物质，平均含量分别为40.54%和39.36%，占香气总量的79.9%。香气化合物相对含量前10的香气物质主要是水杨酸甲酯、香叶醇、芳樟醇及其氧化物、苯乙醛、苯乙醇、顺-茉莉酮、β-紫罗酮、2-已烯醛、橙花叔醇和橙花醇，共同构成了21-1工夫红茶的香气主导成分。

21-1工夫红茶芳樟醇及其氧化物平均含量为14.72%，香叶醇平均含量为21.11%，两者比例相当。其香型与中阿杂交的大吉岭、云南红茶属于同一类，均为中间型。

王秋霜等[10]研究发现水杨酸甲酯含量是斯里兰卡红茶与国内红茶的重要区别。方维亚等[9]研究了不同地区红茶的特异香气成分，发现安徽祁红、福建金骏眉表现出以香叶醇为主题的玫瑰花香，云南滇红、广东英德红茶表现出以芳樟醇为主的花果香、甜香，而印度、斯里兰卡红茶体现以水杨酸甲酯为主的似薄荷冬青香气。21-1工夫红茶香气成分中水杨酸甲酯含量高，具有与印度、斯里兰卡红茶相似的特征性和指示性香气成分，表现出较高的冬青叶香气和锐度，香精油特征明显。

21-1工夫红茶2个样品的香气成分大部分相同，但有12种成分不同，含量均较低。其中1号样品中有5个成分未在2号样品中检出，2号样品中有7个成分未在1号样品中检出。虽然2个样品的采摘标准和加工方法相同，但采摘时间及加工时的天气、环境、人工等外在因素差异有可能导致了两者香气成分的差异，这方面有待进一步研究。

茶树品种是影响茶叶香型的重要因子[15-18]。21-1是从江华苦茶群体资源中选育出的优质高咖啡碱红茶新品系[19]，其香型与中阿杂交的大吉岭、云南红茶同属中间型，具有与印度、斯里兰卡红茶相似的特征性和指示性香气成分。以上研究结果从香气角度应证了刘宝祥[20]江华苦茶简单儿茶素（L-EC+DL-C）的含量较高，与云南勐海野生茶树相似；酯型儿茶素L-EGCG、L-ECG 的含量又与掸帮种、阿萨姆种相似，是云南大茶树演变到灌木茶树的一种过渡类型的理论。21-1具有开发优质特色红茶新产品的品种潜质。