凤凰单丛茶老枞茶树和新枞茶树茶叶的香气和生化成分比较

李张伟

(韩山师范学院 化学与环境工程学院，广东 潮州，521041)

凤凰单丛茶属于乌龙茶类，产于粤东凤凰镇的凤凰山上，以滋味浓醇鲜爽，润喉回甘而著称，深受消费者的欢迎[1]。凤凰山上现存200年以上树龄的凤凰单丛古茶树3 000多株，这些古茶树被誉为是世界上数量最多、罕见多香型、多品种、栽培型珍稀茶树资源，被中外学者称为“中国国宝”[2]。古茶树制成的凤凰茶比普通茶味道更加浓郁香醇，传统上根据茶叶香气特有的品质将凤凰单丛茶分为蜜兰香、八仙、杏仁香、芝兰香等十大香型[3]。

影响茶叶香气香型形成的因素有很多，茶树的品种、茶树生长的自然环境、茶叶加工工艺等对茶叶香气都有明显的影响[4]。前人对茶树香气和化学组成方面的研究主要集中在茶树的品种、种植环境和加工过程等方面，而茶树树龄对茶叶化学物质，特别是香气物质的影响方面的研究，目前还是一个空白。因此，本研究采用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer, GC-MS)法和茶叶生化成分测定等方法对树龄在百年以上的2种香型凤凰茶古茶树化学成分，包括挥发性香气物质和非挥发性化学物质进行分析鉴定，旨在揭示不同树龄凤凰单丛茶树龄差异的生化基础，为进一步系统研究其品质在树龄上的差异提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本实验使用的2种香型的凤凰单丛茶分别为蜜兰香和八仙，茶叶样品于2017年4月采于广东省潮安县凤凰镇凤凰山(海拔800～900 m左右，属于高山茶区)。2种香型茶叶分别采集老枞茶树(树龄大于100 a)和新枞茶树(树龄20 a左右)，均属于栽培树种。一共采集4份茶叶样品，分别为老枞茶树蜜兰香、新枞茶树蜜兰香、老枞茶树八仙和新枞茶树八仙。茶叶均为午后2～4时采集，按照传统凤凰单丛茶加工过程进行制备，具体流程为：采样后晒青60 min左右，晾青2 h,浪青5次，每隔2 h一次，200 ℃ 杀青20 min左右至茶叶柔软，接着机械揉捻至条状，然后120 ℃烘干40 min,静置30 min后，再100 ℃烘干2 h左右。成茶干样用聚丙烯茶叶袋密封保存。

1.2 茶叶的香气感官评审

邀请3位资深评茶师根据NY/T 787—2004《茶叶感官评审通用方法》[5]对4种茶叶样品进行外形、汤色、香气、滋味和叶底等5方面的评审。感官评审方法如下：先将茶样置于评审茶样盘中评价其形状、色泽和匀整度等。然后每个茶样精确称量3 g样品，置于250 mL白色专用审评杯中，加入100 ℃沸水，加盖浸泡5 min后过滤出汤，置于标准评审碗中，分别从汤色、香气、滋味和叶底等几个方面进行打分。总分100分，加权平均计算，然后取平均值。

1.3 SDE法制备茶叶样品的挥发油

准确称取一定量的茶叶样品，剪碎后置于同时蒸馏萃取(simultaneous distillation extraction, SDE)装置的圆底烧瓶中，用重蒸水蒸馏60 min,加入二氯甲烷萃取3次(其中加入癸酸乙酯作为内标物)，合并萃取液，真空冷冻干燥，所得挥发油用棕色密封瓶存放，4 ℃冷藏保存[4]。

1.4 茶叶样品挥发油的气相色谱-质谱分析

本实验所用的仪器为QP-5050A气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司。

GC条件：色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；实验条件为进样量0.2 μL,载气为He,分流比为10∶1,流量为1.2 mL/min,进样口温度250 ℃，检测器温度250 ℃，程序升温：0～10 min,柱温从60 ℃上升至250 ℃。

MS条件：电子能量70 eV,接口温度250 ℃，质量扫描范围：40～500。

1.5 茶叶样品主要成分测定[6]

1.5.1 茶叶茶多酚含量

根据GB/T 8313—2008，酒石酸铁比色法测定。

1.5.2 茶叶氨基酸含量

根据GB/T 8314—2002，茚三酮比色法测定。

1.5.3 茶叶咖啡碱含量

根据GB/T 8312—2002，紫外分光光度法测定。

1.5.4 茶叶水浸出物含量

根据GB/T 8305—2002，全量法测定。

1.5.5 茶叶儿茶素含量

儿茶素总量快速测定:香荚兰素比色法测定。

茶叶酚氨比：茶叶中茶多酚含量与氨基酸含量的比值。

1.6 数据处理和质谱检测

茶叶中各种挥发性香气GC-MS测定结果用NIST质谱数据库进行成分检索和确定，采用峰面积归一法进行成分定量分析。其他成分的分析按Excel 2003进行，所有数据均为3次重复的平均值。

2 结果与分析

2.1 凤凰单丛茶的感官评审结果

茶叶的感官评价是衡量茶叶品质的重要方法，根据凌彩金等[7]的研究结果，茶叶品质分为外形、汤色、香气、滋味和叶底等5项评审因素，这5项评审因素分别占比20%、5%、35%、35%和5%。评审结果显示(表1)，4个实验样品中，外形以老枞八仙“条索精细紧结，黄褐油润”为最佳，汤色以老枞蜜兰香“橙黄明亮”为最好，香气则以老枞八仙“芝兰花香浓郁持久”为最优，滋味以老枞八仙“浓醇甘爽，韵味明显，有甜味，耐冲泡”得分最高，叶底也以老枞八仙“软亮，匀齐，褐黄红镶边，耐冲泡”最为突出。评审结果显示，老枞八仙以总得分95.5分为最高，其次是老枞蜜兰香和新枞八仙，新枞蜜兰香得分最低。不同香型、不同树龄的凤凰茶叶品质的差异，特别是香气和滋味方面的差异，主要与茶树品种的遗传特性和树龄密切相关，也与茶叶加工过程中主要生化成分的变化差异有关。

表1 四种凤凰单丛茶的感官品质评分结果Table 1 The result of sensory evaluation of four Fenghuang Dancong tea

2.2 凤凰单丛茶挥发性成分分析测定

4个样品的凤凰单丛茶茶叶经SDE法提取，GC-MS分析，共检测得到61种香气成分(表2)，其中老枞蜜兰香37种，新枞蜜兰香43种，老枞八仙 43种，新枞八仙 44种。

表2 四种凤凰单丛茶主要香气成分的相对含量(以峰面积归一法计算) 单位：%

续表2

序号化合物名称老枞蜜兰香新枞蜜兰香老枞八仙新枞八仙591,3,5,8-十一碳四烯--0.550.87602,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯-0.431.390.6461波斯菊萜1.732.970.631.26

其中，在香气种类数量上，老枞蜜兰香与新枞蜜兰香相同的香气物质有30种，老枞八仙与新枞八仙相同的香气物质有38种。4种茶叶样品相同的香气物质有21种，占全部香气物质种类的34.4%。老枞蜜兰香和新枞蜜兰香的香气成分主要有芳樟醇、橙花叔醇、脱氢芳樟醇、吲哚、芳樟醇氧化物、植醇和苯乙腈等。老枞八仙和新枞八仙的香气成分主要有脱氢芳樟醇、芳樟醇、吲哚、芳樟醇氧化物、α-法呢烯、α-松油醇等。

将2种茶的香气成分按化合物的类别进行分析，其香气组成主要有醇类、芳香杂环类、烯烃类、酯类、烷烃类和酮类等化合物(图1)。

图1 四种凤凰单丛茶香气物质的类型和相对含量Fig.1 Different chemical classes of volatile compounds and their relative contents found in four Fenghuang Dancong teas

老枞蜜兰香茶叶中醇类物质8种，占全部香气物质总量57.22%,芳香杂环类物质7种占14.66%，烯

烃类物质7种占13.25%，酯类和醛类物质分别占4.52%和4.31%。新枞蜜兰香茶叶中醇类物质10种，占全部香气物质总量52.95%,芳香杂环类物质7种占16.60%，烯烃类物质10种占14.25%，酯类和醛类物质分别占6.14%和3.60%。老枞八仙茶叶中醇类物质10种，占全部香气物质总量56.98%,芳香杂环类物质9种占14.08%，烯烃类物质10种占15.06%，酯类和醛类物质分别占3.12%和3.32%。新枞八仙茶叶中醇类物质11种，占全部香气物质总量48.91%,杂环类物质7种占16.30%，烯烃类物质11种占17.43%，酯类和醛类物质分别占3.83%和3.13%。从实验结果来看，这2种香型4个样品的凤凰单丛茶叶主要香气成分主要以醇类、芳香杂环类和烯烃类为主，这3种香气成分在4个样品中所占比例达到老枞蜜兰香85.13%，新枞蜜兰香83.80%,老枞八仙86.12% 和新枞八仙82.64%，是4个茶叶样品主要的香气成分。

2.3 凤凰单丛茶化学品质物质分析测定结果

从表3可以看到，4个样品的凤凰单丛茶茶叶茶多酚的含量在22.55%～31.90%之间，其中含量最高的是新枞蜜兰香型茶叶，最低的是老枞八仙型茶叶，蜜兰香型茶叶茶多酚含量高于八仙香型，2种香型的新枞茶树茶叶茶多酚均含量高于老枞茶树，且都呈显著性差异。

表3 四种凤凰单丛茶主要品质成分含量百分比 单位：%

注：同一列中不同字母表示经Duncan检验后差异显著P<0.05.

凤凰单丛茶氨基酸的含量在1.47%～2.36%之间，其中含量最高的是老枞八仙香型茶叶，最低的是老枞入仙香型茶叶，八仙型茶叶氨基酸含量高于蜜兰香型，而老枞茶叶氨基酸含量高于新枞茶叶。从酚氨比的结果看，比值最高的是新枞蜜兰香香型茶叶，而最低的是老枞八仙型茶叶。2种香型的新枞茶树茶叶与老枞茶树茶叶酚氨比呈显著性差异，蜜兰香香型茶叶与八仙香型茶叶酚氨比也呈显著性差异。凤凰单丛茶咖啡碱的含量在3.74%～4.18%之间，其中含量最高的是老枞蜜兰香型茶叶，最低的是老枞八仙香型茶叶。蜜兰香香型茶叶咖啡碱含量与八仙型茶叶呈显著性差异。水浸出物含量高则茶味浓，含量低则茶味淡。从实验结果来看，4个凤凰单丛样品的水浸出物含量在37.59%～46.63%之间，含量最高的是老枞蜜兰香茶叶，最低的是新枞八仙型茶叶。儿茶素含量方面，4个凤凰单丛样品的儿茶素含量在9.48%～14.65%之间，其中含量最高的是新枞蜜兰香型茶叶，最低的是老枞八仙型茶叶。蜜兰香型茶叶与八仙茶叶儿茶素总量呈显著性差异。

3 讨论

从凤凰单丛茶挥发性成分的实验结果来看，蜜兰香和八仙的主要成分是脱氢芳樟醇、芳樟醇、芳樟醇氧化物、橙花醇、橙花叔醇、吲哚和苯乙腈等，其中，芳樟醇和橙花叔醇是凤凰单丛茶呈现花果香气的主要成分。周春娟等[8]研究认为，不同香型的凤凰单丛茶种芳樟醇与橙花叔醇的含量比例存在一定规律，比例高的花香味更加突出，而比例低的果香味更加明显。从实验结果看，无论是老枞或新枞的茶叶，八仙香型茶叶芳樟醇与橙花叔醇的含量比例要高于蜜兰香型，因此八仙茶叶花香味比蜜兰香茶叶更加浓郁，这与感官品种评审中老枞八仙茶“芝兰花香浓郁持久”相符合。茶叶中的芳樟醇和橙花叔醇含量不同，一般认为主要的影响因素有茶叶的品种、茶叶生长环境因素和茶叶的加工方式等[9]。这2种化学成分都属于萜烯糖类物质，它们的释放能力受鲜叶萜烯糖类物质含量和相关酶类活性的影响，不同品种香型中，萜烯糖类物质含量和相关酶活性不同，从而使茶叶中芳樟醇和橙花叔醇的含量不同。而这2种物质的释放则受温度、水分、光照时间和强度的影响[10]。茶叶加工方式也是影响这2种物质相差和释放的影响因素。例如八仙单丛茶的橙花叔醇含量在加工过程中的杀青、揉捻和烘培过程中逐渐升高，至成茶时含量已是鲜叶时的10多倍[11]。因此，茶叶的加工方式也是茶叶中芳樟醇和橙花叔醇形成的原因。从本实验结果来看，树龄对茶叶中芳樟醇和橙花叔醇含量也有一定的影响，体现在老枞蜜兰香和老枞八仙茶叶中的芳樟醇和橙花叔醇的含量高于新枞蜜兰香和八仙茶叶。脱氢芳樟醇是一种具有花果香的化合物，对于改善茶叶香气品质具有积极的作用，也是发酵型茶叶重要的标志性物质[12]。在本实验中，八仙和蜜兰香型茶叶中脱氢芳樟醇含量较高，达到9.34%～25.52%，且八仙香型茶叶含量大于蜜兰香型茶叶，老枞八仙和老枞蜜兰香含量也大于新枞八仙和新枞蜜兰香茶叶，这进一步验证了茶叶品质审评中，八仙型茶叶花香味比蜜兰香型茶叶浓郁，而老枞八仙和老枞蜜兰香花香味又比新枞八仙和新枞蜜兰香更加芳香持久的感官品质。

近年来在很多不同香型的凤凰单丛茶香气成分中都检测到了苯乙腈，对凤凰单丛茶茶香有一定的影响[13]。吲哚在高浓度时有浓烈的刺激性气味，低浓度时则具有柑橘花和茉莉花香气，并有固香作用[14]。1-乙基-1H-吡咯和1-乙基-2-甲酰吡咯是在茶叶焙烤加工过程中形成的，具有焦糖香。在高温焙烤过程中，茶叶中氨基与羰基会发生美拉德反应，形成含氮的吡嗪、吡咯等香气物质[15]。项雷文等[16]认为美拉德反应是乌龙茶品质形成的一个重要因素，美拉德反应形成的产物直接影响了茶叶的色香味方面的品质。

本实验还检测到一些烯类物质，蜜兰香茶叶主要有石竹烯、α-法呢烯、罗勒烯等，八仙茶叶主要有罗勒烯、月桂烯、α-法呢烯、β-蒎烯等。这些单萜烯及倍半萜烯类化合物大都带有浓郁的甜香、花香和木香，其种类和含量可能与单丛茶不同香气特点密切相关。检测中还发现了一些蜜兰香和八仙茶叶的特征香气物质，例如蜜兰香中的β-紫罗酮、石竹烯等，八仙茶叶中的青叶醛、叶绿醇等。β-紫罗酮是胡萝卜素派生类化合物，具有甜润馥郁的香气特点，它的气味感知阈值不高，对茶叶的香气品质有一定的贡献[17]；石竹烯具有松木和丁香似的香气，对茶叶香气有一定的影响。青叶醛具有青叶的香味，是八仙茶叶中淡淡青叶味道的来源[18]。

茶叶中多酚类物质呈苦涩的滋味，在茶汤中含量较高，凤凰单丛茶的橙黄汤色与茶多酚的初级氧化产物有关，因此茶多酚是茶汤滋味浓度、强度和汤色的主要决定因素。如果茶叶中多酚类物质含量高，可使茶汤苦涩味加重，鲜醇度降低[19]。本实验中，蜜兰香香型的凤凰单丛茶茶叶中多酚类物质含量高于八仙香型，而这2种香型的茶叶中，新枞的凤凰单丛茶茶叶中多酚类的物质含量高于老枞茶树的茶叶。这与感官评价中新枞蜜兰香茶汤有淡淡苦涩味是一致的。

茶叶中的氨基酸呈鲜甜味，可以抑制茶汤的苦涩味。同时具有加强茶多酚、儿茶素等对茶叶风味的作用。茶叶氨基酸的香味对茶叶香气的形成起着重要的作用，茶叶氨基酸含量高，茶叶香气好，茶汤滋味鲜爽甘醇，口感好[20]。本实验中，八仙香型茶叶氨基酸的含量高于蜜兰香香型，这与感官评价中八仙香型茶叶茶汤比蜜兰香茶汤更加鲜甜甘爽相一致。而2种香型的老枞茶树茶叶中氨基酸的含量都高于新枞茶叶，这也与老枞茶树茶汤比新枞茶汤更鲜爽一致。茶多酚与氨基酸的比值简称酚氨比，酚氨比值对凤凰单丛茶滋味有着重要的影响。如果酚氨比值高，茶多酚和氨基酸含量也高，那么茶汤味浓而涩；如果酚氨比较高，茶多酚和氨基酸含量低，则茶汤味淡而涩；如果酚氨比较低，茶多酚和氨基酸含量高，那么茶汤味浓而鲜爽，如果酚氨比例低，茶多酚和氨基酸含量也低，则茶汤味淡而鲜甜[21]。本实验中，八仙香型的茶叶酚氨比低于蜜兰香型，因此茶汤呈现鲜爽的口感。老枞八仙茶叶酚氨比低于新枞八仙茶树茶叶，口感上呈现味浓而鲜香，新枞八仙茶叶则有味淡而鲜爽之味。而新枞蜜兰香茶叶茶多酚和氨基酸含量在4个样品中最低，而酚氨比最高，因此在茶叶品质审评中呈现淡淡的苦涩味。

咖啡碱是茶叶中重要的滋味物质，本身呈微苦味，与茶多酚中的茶黄素以氢键结合后形成具有鲜爽味道的物质，对凤凰单丛茶的品质有重要的作用，可改善茶汤的涩味，提高茶汤的鲜爽度。适量的咖啡碱使茶汤滋味鲜爽，而过高的咖啡碱则使茶汤呈现苦涩味。因此，茶叶中咖啡碱的含量对茶汤口感有着一定的影响[22]。在本实验中，蜜兰香茶叶中咖啡碱的含量高于八仙茶叶，且2种香型的茶叶中，老枞茶树和新枞茶叶中咖啡碱的含量比较接近。晏嫦妤等[23]的研究证明，凤凰单丛茶种的咖啡碱含量比其他品种的茶叶略高，可能与凤凰单丛茶的生长环境有关。凤凰单丛茶主要生长在海拔600～1 200 m的山地地带，山高日照短，云雾雨量多，有利于茶叶中咖啡碱的生成。

茶叶水浸出物是指茶叶中能溶于热水的可溶性物质的总称，其含量在一定程度上可反映茶叶内含成分的多寡，茶汤的浓淡。含量高则味浓，含量低则味淡[24]。从本实验的结果来看，蜜兰香茶型茶叶水浸出物含量高于八仙型茶叶。2种茶型中，而老枞茶叶中水浸出物含量高于新枞茶叶。4个样品中，老枞蜜兰香水浸出物含量最高，这与品质感官评审中老枞蜜兰香茶汤“蜜韵浓醇，滋味醇厚，耐冲泡”的评价相一致。

儿茶素是茶树茶多酚的主要成分，大约占茶多酚总量的50%～70%，赋予了茶叶浓厚的滋味，使茶叶具有苦涩味和收敛性[24]。从实验结果看，蜜兰香茶叶中儿茶素总量高于八仙茶叶，而老枞茶树茶叶中儿茶素总量低于新枞茶叶，这与茶多酚含量是一致的。

4 结论

本研究采用SDE-GC-MS法分析测定了老枞蜜兰香、新枞蜜兰香、老枞八仙和新枞八仙等2个香型4个凤凰单丛茶样品，结果显示，共检测得到61种香气成分，其中老枞蜜兰香37种，新枞蜜兰香43种，老枞八仙 43种，新枞八仙 44种。其中，在香气种类数量上，老枞蜜兰香与新枞蜜兰香相同的香气物质有30种，老枞八仙与新枞八仙相同的香气物质有38种。4种茶叶样品相同的香气物质有21种，占全部香气物质种类的34.4%。老枞蜜兰香和新枞蜜兰香的香气成分主要有芳樟醇、橙花叔醇、脱氢芳樟醇、吲哚、芳樟醇氧化物、植醇和苯乙腈等。老枞八仙和新枞八仙的香气成分主要有脱氢芳樟醇、芳樟醇、吲哚、芳樟醇氧化物、α-法呢烯、α-松油醇等。4个样品其香气组成主要有醇类、芳香杂环类、烯烃类、酯类、烷烃类和酮类等化合物。其中醇类、芳香杂环类和烯烃类物质含量最多。从香气物质组成看，八仙香型茶叶花香味高于蜜兰香香型，而老枞八仙和老枞蜜兰香花香味高于新枞八仙和新枞蜜兰香。茶叶香气物质种类和含量除了与茶树品种的遗传特性、生长环境和加工方式有关之外，也与茶树树龄有关。

茶叶品质生化成分测定结果显示，4个样品中，新枞蜜兰香茶多酚和儿茶素含量最高，老枞八仙氨基酸和水浸出物含量最高，酚氨比最低，老枞蜜兰香咖啡碱含量最高。老枞八仙氨基酸和水浸物含量高，酚氨比低，因此茶汤有甜味，茶味浓，这与茶叶审评中“浓醇甘爽，有甜味，耐冲泡”的评价是一致的。

老枞茶树茶叶和新枞茶树茶叶在茶叶感官审评、茶叶挥发性香气物质和品质化学成分方面都有一定差别，而茶树的茶龄是造成这些差别的因素之一。茶树茶龄对茶叶的感官品质、挥发性香气物质和化学成分方面产生影响的作用机理，还需要进一步地探索和研究。