贵州绿茶品质分析研究

2018-01-04李俊蔡滔周雪丽郭晓关杜楠袁旭王震庞宏宇刘凯胡胜杨亚

中国茶叶 2017年7期

关键词：果香儿茶素灰分

李俊蔡滔周雪丽郭晓关杜楠袁旭王震庞宏宇刘凯胡胜杨亚

［贵州省农产品质量安全监督检验测试中心农业部农产品质量安全监督检验测试中心(贵阳)农业部农产品质量安全风险评估实验室（贵阳），550004］

贵州绿茶品质分析研究

李俊蔡滔*周雪丽郭晓关杜楠袁旭王震庞宏宇刘凯胡胜杨亚

［贵州省农产品质量安全监督检验测试中心农业部农产品质量安全监督检验测试中心(贵阳)农业部农产品质量安全风险评估实验室（贵阳），550004］

近年来，贵州充分发挥资源优势，加大农业结构调整力度，突出抓好茶叶等优势特色产业。2015年全省茶叶种植面积689万亩，种植面积已居于全国第一位，综合产值达近百亿元[1]。贵州茶树生长在“低纬度、高海拔、多云雾、寡日照”的贵州高原，奇特的自然条件，成就了贵州绿茶品质特征，茶树鲜叶肥壮、内含物丰富、持嫩性强，贵州绿茶的品质特征归结为：嫩、香、鲜、浓、醇。随着贵州茶产业的进一步发展，需要结合贵州绿茶申请地理标志保护，深入开展农产品地理标志独特品质分析研究工作。

目前,国内外已有不少关于茶叶香气成分分析的报道，如郭桂义等[2]研究了不同时期信阳毛尖春茶的化学成分和品质差异，结果表明，不同时期、不同品种、不同嫩度茶叶的主要化学成分和感官品质存在差异；代毅等[3]采用固相微萃取法对西湖、越州、钱塘3个产区龙井茶的香气物质进行分析，结果得出，芳樟醇、丁酸-反-3-己烯酯等成分是龙井茶中的主要香气成分，构成了龙井茶的特征风味；韩孝坤等[4]研究了洞庭碧螺春新茶的香气组成；程焕等[5]、童华荣等[6]研究了茶叶感官审评分属性与其化学组分的相关性进行探讨，筛选出对茶叶品质影响最重要的品质指标。张颖彬等[7]，陈美丽等[8]比较系统地对绿茶滋味品质的定量分析及其相关性评价，建立了茶叶风味轮。周顺珍等[9]对贵州绿茶主要呈味物质含量进行了分析，仅对茶叶中的氨基酸、咖啡碱、茶多酚进行了分析，没有对茶叶中水浸出物、香气等指标进行分析评价，不能充分反应贵州绿茶的特征品质。

本研究旨在通过对贵州绿茶中主要理化指标、品质成分含量、挥发性风味化合物含量与组成等进行检测，分析找出贵州绿茶独特品质特征与内含成分的关系，挖掘贵州独特地理环境条件中茶叶品质特征，在此基础上逐步建立贵州绿茶地理溯源的创新工作。

一、材料与方法

1.试验材料

绿茶样品：从2014年至2015年抽取的都匀毛尖、湄潭翠芽、绿宝石、贵定云雾等贵州名优绿茶样品中选出不同类型代表茶样，共271只。

2.仪器设备及试剂

全二维气相色谱-飞行时间质谱仪（ZOEX，ZX-1），气相色谱质谱联用仪（Thermo TSQ），高相液相色谱仪（Waters，2695），氨基酸测定仪（SYKAM，S-433D），紫外分光光度计（Thermo,Evolution 300Lc），手动固相微萃取仪（Supelco，PC-420D），电子天平（梅特勒，AL-104），乙腈（Merck，HPLC），甲醇（Merck，HPLC），茶氨酸标准品（Sigma-Aldrich），儿茶素标准品（Sigma-Aldrich），其他实验室常用试剂药品和玻璃器皿。

3.检测参数及方法

对征集绿茶样品的品质与化学成分进行系统分析，获得贵州绿茶感官评审、理化指标、品质成分、挥发性风味化合物等基础数据。

（1）感官品质鉴评

依据国家标准《茶叶感官评审方法》GB/T 23776-2009。由专业茶叶审评人员对外形、汤色、香气、滋味和叶底5项因子进行密码审评，并给予评语以百分制进行评分，总结出贵州绿茶感官品质特征。

（2）理化品质成分分析

依据国家标准《茶水分测定》GBT 8304-2013、《茶水浸出物测定》GBT 8305-2013、《茶总灰分测定》GBT 8306-2013、《茶咖啡碱测定》GBT 8312-2013、《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》GBT 8313-2008、《茶游离氨基酸总量的测定》GBT 8314-2013，测定茶叶中水分、灰分、水浸出物、茶多酚和咖啡碱、儿茶素类、氨基酸总量。

（3）挥发性特征香型香气成分分析

在感官审评基础上，筛选出贵州不同地区、不同茶叶代表性的香气类型茶叶12只。茶叶样品粉碎过60目筛后，称取0.400 g茶叶样品至20 mL顶空样品瓶中，同时加入一定量的内标乙酸苯乙酯，用顶空瓶盖将其密封。然后将顶空瓶放入到固相微萃取加热装置中，在60℃条件下平衡20 min，利用固相微萃取纤维头（PDMS/DVB/CAR）吸附15 min，最后在250℃进样口解析进行全二维气相飞行质谱分析样品中香气成分，通过检索比对农业部茶叶质检中心茶叶香气库，对贵州绿茶特有的香气特征进行分析。

（4）样品信息

根据《贵州省绿茶品质分析研究方案》，贵州省农产品质检中心于2014年9月至2015年12月开展了茶叶的采样检测工作，共抽取茶叶样品271只,样品涉及贵州省9个地州市，扁形绿茶51只、卷曲形绿茶111只，条形绿茶49只，颗粒形绿茶53只，其他茶7只。从表1统计，遵义地区以扁形茶（翠芽）为主，黔南地区和安顺地区主要以卷曲形（毛尖）为主，贵阳地区以颗粒形（绿宝石）为主（表1）。

表1 贵州省各地区茶叶样品统计表个

二、结果与分析

1.茶叶理化品质成分分析

（1）茶叶中水浸出物分析

水浸出物指标检测样本数141个，水浸出物检出值平均值为45.8%，其中扁形茶平均含量为46.34%，条形茶平均含量为45.98%，卷曲形茶平均含量为45.82%，颗粒形平均含量为45.5%。除有4个样本高出51%以外，其余137个样本在40%～50%之间（图1），水浸出物检测含量集中度达到97%。水浸出物大于平均值45.8%的样本有59个（图2），占总样品数的41.8%，平均含量为47.75%.

图1 水浸出物含量在40%～50%样本分布

图2 水浸出物含量大于45.80%的样本分布

（2）茶叶中灰分分析

总灰分指标检测样本数141个，总灰分平均值为5.54%，由图3可以看出，总灰分主要集中在5.0%～6.0%之间，有120样本数，占了总检测量的85.1%。水溶性灰分分析了59个样本，经检测水溶性灰分含量占总灰分含量的平均值为64%。大于64%的样本数为35个，大于59%检测值的有51个，样品集中度在86.0%，水溶性灰分占总灰分的平均含量见图4。

图3 茶叶总灰分含量样本分布

图4 水溶性灰分在总灰分的占比

（3）茶叶水分分析

水分指标检测样本数141个，茶叶水分平均值为4.98%，由图5可以看出，贵州省绿茶水分较为分散。其中水分含量在3.5%～6.0%的样本数占了总样本数的70%（98个），大于6.0%的26个，小于3.5%的有17个样本数，小于3%的有10个样本，茶叶水分的差异与贵州省独特的生态环境密切相关,各地的茶叶生长环境略有差别、空气湿度、海拔高低及茶叶的制作工艺也都影响着贵州省茶叶水分的变化。

图5 茶叶水分含量

（4）总游离氨基酸

本次检测的茶叶样本中，绿茶游离氨基酸总量平均含量为5.61%，其中大于7%的茶叶样品有16份，6%～7%的有20份，4%～6%的有107份，3%～4%的有9份，小于3%的有3份；氨基酸含量在4%～6%的样本最多，平均含量为5.42，总游离氨基酸含量见图6。

（5）茶多酚

本次检测的茶叶样本中，茶多酚平均含量为19.13%，其中大于25%的茶叶样品仅有14份，20%～25%的有40份，15%～20%的有61份，10%～15%的有33份，小于10%的有3份；绿茶茶多酚平均含量主要分布在20%～25%占总检测量26.5%，15%～20%占总检测量40.4%，10%～15%占总检测量21.8%（图7）。

图6 茶叶中游离氨基酸含量

图7 茶叶中茶多酚含量

（6）儿茶素

本次检测的茶叶样本中，贵州绿茶中儿茶素含量范围为9.14%～27.28%，平均含量15.71%(图8)。通过按季节和地区比较分析茶叶中儿茶素总量和儿茶素各组分含量，六种儿茶素异构体的测定结果如表2。结果表明贵州绿茶中EGCG的含量较高，平均含量达9.97%，最高含量高达14.95%，显示贵州绿茶具有很高的利用价值；茶叶中各种儿茶素组分含量较为稳定，相对较高和较低的样品较少。

儿茶素品质指数按阮宇成[10]提出的儿茶素指数公式[儿茶素品质指数=100×（EGCG+ECG）/ECG]计算，儿茶素苦涩味指数按施兆鹏[11]提出的儿茶素苦涩味指数公式[儿茶素苦涩味指数=（EGCG+EGC+ECG+GC）/(EC+C)]计算。

图8 茶叶中儿茶素总量

表2 儿茶素各异构体检出情况%

共有121个样品的儿茶素品质指数在1000～3000之间，占样品量的85.8%，共有137个样品的儿茶素苦涩味指数小于15，占样品量的97.1%。

儿茶素总含量季节特点为秋季＞夏季＞春季，儿茶素品质指数平均值特点为春季＞夏季＞秋季。据此可对贵州茶叶产品类型开发提供参考依据，春茶可生产高品质的名优茶，秋茶比较适合用于有效成分的提取，夏秋茶可用于茶叶深加工。

不同地区各成分含量及分布特点的差异，可为各个地区产品及成分的开发提供参考。如黔南地区的品质指数最高，应重点开发名优茶；黔西南地区的苦涩味指数最低，可相对倾向于开发花茶类产品。

（7）咖啡碱

本次检测的茶叶样本中，咖啡碱平均含量为4.37%，其中3%～5%之间的样品有90份，其中大于5%的茶叶样品有37份，小于3%的有14份；咖啡碱含量主要集中在3%～5%(见图 9)。

图9 茶叶中咖啡碱含量

2.贵州绿茶香气特征分析

（1）贵州不同绿茶香气成分比较

在茶叶样本中选取有代表贵州绿茶的12只茶叶，其中湄潭翠芽茶4份，都匀毛尖茶4份，绿宝石茶4份，利用全二维气相色谱-飞行时间质谱仪进行挥发性骨架香气成分分析，并对检出成分进行了检索确定，化合物分类，化合物显香表现查询。12只茶共检出77种挥发性骨架香气成分，检出的种类主要为醇、醛、酸、酮、杂环类化合物，少量的酯、酚、醚、烯烃类化合物，化合物的显香以果香、花香、栗香为主。贵州绿茶挥发性香气成分主要以果香（平均含量占总检出物24.3%）、花香（平均含量占总检出物27.1）、清香（平均含量占总检出物6.0%）、杏仁味（平均含量占总检出物6.7%）、甜香味（平均含量占总检出物5.0%）为主，在这些物质的协同作用下构成了贵州绿茶以果香、花香、清香、栗香持久综合形成的嫩栗香为主的香型。

将12只绿茶的挥发性成分的按化合物种类分类统计见表3，以相对百分含量表示。贵州3款主要茶型的挥发性风味成分中主要检出成分为醇类、醛类、酸类、酮类和杂环类化合物。从化合物种类的相对含量来分析贵州绿茶的香气组成成分较接近，主体香气风格相似。由于3款绿茶的生产工艺上有一定的区别，这会导致各类香气成分中的具体成分含量会有一定的差别。

表3 茶叶中各类化合物相对平均含量统计表%

（2）扁型茶香气分析

挥发性成分中醇类平均含量为54.02%,含量较高的为苯乙醇（8.69%花香）、苯甲醇（8.03%果香）、芳樟醇（6.01%花香）、2,6-二甲基环己醇（3.23%花香）、2-戊烯醇（3.04%清香）；醛类平均含量为18.95%，含量较高的为苯甲醛（6.07%杏仁味）、壬醛（2.84%花香）、己醛（2.17%果香）。酸类平均含量为8.37%，含量较高的为2-甲基丁酸（1.49%果香）、己酸（1.15%甜香）；酮类平均含量为9.68%，含量较高的为莰酮（4.53%芳香）、4-甲基3-戊烯-2-酮（1.87%甜香）。杂环类平均含量为5.58%，含量较高的为二甲亚砜（2.26%清香）、1-乙基-2-甲酸基吡咯（1.15%果香）、1-乙基-1H吡咯啉（0.69%果香）。

（3）颗粒型茶香气分析

挥发性成分中醇类平均含量为49.77%,芳樟醇（9.25%花香）、1-戊烯-3-醇（8.59%果香）、2-戊烯醇（5.89%清香）、苯乙醇（5.44%花香）、2,6-二甲基环己醇（4.57%花香）；醛类平均含量为21.51%，含量较高的为苯甲醛（5.88杏仁味）、己醛（3.78果香）、壬醛（3.05花香）、环柠檬醛（2.52果香）。酸类平均含量为8.24%，含量较高的为2-甲基丁酸（1.02%果香）己酸（0.50%甜香）；酮类平均含量为11.86%，含量较高的为莰酮（4.86%芳香）、4-甲基3-戊烯-2-酮（2.74%甜香）。杂环类平均含量为5.07%，含量较高的为二甲亚砜（1.57%清香）、2-戊基呋喃（0.4%果香）、2-乙基-6-甲基-吡嗪（0.44%甜香）。

（4）卷曲型茶香气分析

挥发性成分中醇类平均含量为50.59%,苯乙醇（12.83%花香）、苯甲醇（10.19%果香）、芳樟醇（4.09%花香）、3-己烯醇（4.00%清香）、2-乙基己醇（2.71%果香）；醛类平均含量为20.41%，含量较高的为壬醛（5.97%花香）、苯甲醛（5.07%杏仁味）、戊醛（4.46%特殊香味）；酸类平均含量为9.24%，含量较高的为2-甲基丁酸（1.05%果香）、3-甲基丁酸（0.54%甜香），己酸（0.40%甜香）；酮类平均含量为13.39%，含量较高的为莰酮（9.09%芳香）、4-甲基3-戊烯-2-酮（1.68%甜香）。杂环类平均含量为3.15%，含量较高的为二甲亚砜（0.91%清香）、2-戊基呋喃（0.48%果香）、2-乙基-6-甲基-吡嗪（0.52%甜香）。

（5）3款茶香气成分相对含量比较

三款茶的挥发性成分醇类种类和含量都略有差别，扁型茶中含量最高的苯乙醇和苯甲醇显现玫瑰香型中带有苹果香味，颗粒型茶中含量较高的芳樟醇和1-戊烯-3-醇显现甜的玫瑰香型中带有橙香味，卷曲型茶中含量较高的苯乙醇、苯甲醇显现玫瑰香型中带有苹果香味，其含量分别比扁香茶高4%和3%左右，卷曲型茶中莰酮比其他两款茶高5%左右，这也就导致了卷曲型茶要比扁型茶在冲泡中香气要浓郁的原因之一。醛类、酸类、杂环类化合物和含量差别不大。

（6）3款茶香气成分香型分析

将12只绿茶的挥发性成分按化合物显香分类统计见表4，以相对百分含量表示。贵州3款主要茶型绿茶的挥发性风味成分香气主要表现为花香、果香、清香、芳香、甜香、杏仁味和其他香型，从表4统计的数据可知3款茶的香气以花香和果香为主，扁型和颗粒型茶略带有清香味，卷曲型茶略带有芳香味，甜香味和杏仁味在茶香中体现出来了浓郁的甜香味，这与感官评审的结果基本一致。

表4 茶叶中化合物显香相对平均含量统计表%

3.贵州绿茶特征风味化学成分分析

由专业审评人员依据国家标准《茶叶感官评审方法》GB/T 23776-2009，对67只茶叶样本进行了密码审评，分析了贵州绿茶感官品质特点，结合中国农业科学院茶叶研究所副所长鲁成银等几位茶学专家对贵州绿茶的评审，指出贵州绿茶具有“翡翠绿、嫩栗香、浓爽味”特征，这也印证了贵州绿茶具有的“嫩、香、鲜、浓、醇”的风味特征。

（1）贵州绿茶“嫩”

贵州绿茶内质嫩香嫩味。贵州省茶叶科学研究所刘晓霞[12]在论文中提供的数据显示，贵州绿茶粗纤维含量在6.8%～9.5%之间，低于GB/T 14456.1中规定的绿茶中纤维素含量低于16%标准。由本文数据可知贵州绿茶总灰分平均含量为5.54%、水溶性灰分平均含量为64%，总灰分低于GB/T 14456.1中规定的绿茶总灰分低于7.5%，水溶性灰分却高于45%的标准。贵州绿茶低粗纤维含量、低总灰分含量和高水溶性灰分含量决定了贵州绿茶“嫩”这个特点。

（2）贵州绿茶“香”

贵州绿茶香气以嫩栗香为主。3款不同类型绿茶的挥发性成分醇类种类和含量都略有差别，扁型茶中含量最高的苯乙醇和苯甲醇显现玫瑰香型中带有苹果香味，颗粒型茶中含量较高的芳樟醇和1-戊烯-3-醇显现甜的玫瑰香型中带有橙香味，卷曲型茶中含量较高的苯乙醇、苯甲醇显现玫瑰香型中带有苹果香味，其含量分别比扁香茶高4%和3%左右，卷曲型茶中莰酮比其他两款茶高5%左右，这也是导致了卷曲型茶要比扁型茶在冲泡中香气要浓郁的原因之一。贵州不同加工工艺生产的绿茶，香气略有差别，其中扁型和颗粒型茶略带有清香味，卷曲型茶略带有芳香味。贵州绿茶香型以花香、果香、清香、栗香持久综合形成的嫩栗香为主的香型。

（3）贵州绿茶“鲜”

贵州绿茶茶汤滋味鲜爽。氨基酸是茶汤鲜度的主要贡献成分，针对贵州绿茶的鲜和爽，对茶叶中游离氨基酸、咖啡碱指标进行了分析。从本文数据可知，绿茶游离氨基酸总量平均含量为5.61%，大于4.0%的样品有129份，占检测总数的91.4%；绿茶中咖啡碱平均含量为4.37%，其中3%～5%之间的样品有90个，占检测总数的63.8%。陈美丽[8]在绿茶滋味品质的定量分析及其相关性评价一文中指出，茶汤滋味鲜、甘爽的特征与氨基酸的含量相关，且对鲜度的贡献大，呈正相关；咖啡碱的浓度与茶汤的甘度呈正相关，而且咖啡碱的高含量不会给茶汤带来苦涩味，反而有生津止渴爽口的作用。贵州绿茶高氨基酸含量和高咖啡碱含量形成了贵州绿茶“鲜而爽口”的特征。

（4）贵州绿茶“浓”

贵州绿茶茶汤浓而不涩。水浸出物是茶汤浓的主要因素之一，针对贵州绿茶的浓而不涩，对茶叶中水浸出物、游离氨基酸、茶多酚、儿茶素、咖啡碱指标进行了分析。从本文数据可知，贵州绿茶水浸出物平均含量为45.8%，高于GB/T 14456.1中规定的绿茶中水浸出物大于34%的标准；贵州绿茶茶多酚平均含量为19.13%，小于20%的样品有97个，占检测总数的64.2%；贵州绿茶中儿茶素平均含量为15.71%。陈美丽[8]指出浓度是指茶汤对舌面的刺激程度，高水浸出物、高茶多酚会使茶汤变得涩而浓，呈正相关。从结果可知贵州绿茶中各种成分检出特征为高水浸出物含量、高游离氨基酸含量、高咖啡碱含量、低茶多酚含量和低儿茶素含量，氨基酸和咖啡碱的高含量就降低了茶汤中的苦涩味，从而形成了贵州绿茶“浓而不涩”的特征。

（5）贵州绿茶“醇”

绿茶滋味的四要素：茶氨酸（鲜味）、咖啡碱（苦味）、茶多酚（涩味）、水溶性糖（甜味），贵州绿茶氨基酸含量普遍较高，平均含量为5.61%；茶多酚的含量较低，平均含量为19.13%；经过计算统计，贵州绿茶酚氨比平均含量为3.58，比值含量主要为3%～4%之间。根据陈美丽[8]文中指出氨基酸含量占水浸出物质量的百分比高时，茶汤体现出滋味鲜爽有回甘的特征，在研究数据中指出此类茶样氨基酸含量占水浸出物质量的占比为8.60%和9.09%，呈正相关，经过计算贵州绿茶中氨基酸含量占水浸出物质量的占比为8.64%～18.26%，平均含量为12.25%。合适的比例加上较高浓度的咖啡碱，形成了爽适、甘厚、鲜爽的特征，

三、结果与讨论

贵州绿茶“嫩、香、鲜、浓、醇”特征的分析研究，充分说明了贵州绿茶品质特征共性和统一，其形成源于贵州独具的“低纬度、高海拔、寡日照”高原优势，在此环境中生长的茶树鲜叶肥壮，内含物质丰富、持嫩性强，加工而成的茶叶最具唯一。

通过数据统计分析，得出贵州省绿茶叶中各品质成分的范围值，解决该省尚未发布相关数据的问题，提高全省茶叶相关数据信息，形成贵州省首个茶叶主要品质成分信息库。有助于贵州省茶叶深加工产业、茶叶种植品种改良及全省开展茶成分测定与茶叶品质关系的研究，对发展贵州省名茶及提高名茶品质等都具有积极的现实意义。同时将这些先进的技术与方法应用到贵州省绿茶独特品质鉴定研究与品牌保护，可为贵州绿茶农产品地理登记保护申报工作提供基础性数据和茶叶产地溯源提供理论依据和科技支撑。

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