黄茶感官闷黄程度标定及不同闷黄程度莫干黄芽香气组分研究

龚淑英 周森杰 谢雨欣 范方媛* 钱虹 汪春云

（1.浙江大学茶叶研究所，浙江 杭州 310058；2.浙江省德清县农业农村局，浙江 德清 313200）

茶叶是全球三大功能性饮料之一，受到国内外人民的广泛喜爱。黄茶是我国六大茶类之一，其基本加工工艺为：杀青—揉捻—闷黄—干燥。因其独特的“闷黄”工序，形成了黄茶独特的“干茶黄、汤色黄、叶底黄”的“三黄”品质特征［1］。随着对黄茶生物活性成分研究的深入，其杀菌和抗病毒［2］、抗氧化［3］、抗癌［4］、肝脏保护［5］、调节节糖脂代谢紊乱［6］等功能逐步被研究发现，黄茶也越来越多的受到消费者关注。

黄茶在闷黄时由于在制茶叶的含水量、温度与闷的时间的区别，物质成分的转化程度不同，感官品质差异很大，从闷黄时间较短品质接近绿茶到长时间闷出现熟闷酸味，呈现出明显的变化梯度，产生不同的黄茶特征。

莫干黄芽是浙江省黄茶的典型代表，是国家地理标志地域保护的产品，其具体规定是必须采用产地范围规定划出的德清县产区内的茶树新梢，再通过黄茶传统的工艺加工，也即“摊青—杀青—揉捻—闷黄—初烘—做形—足干”加工而成。由于“闷黄”是形成黄茶品质的关键工序，近年来我们一直对黄茶的闷黄工艺、技术及关联品质特征开展研究［7－10］。本研究以25种不同闷黄时间的试验样品和5种不同闷黄程度的莫干黄芽为实验材料，感官标定闷黄程度，探究莫干黄芽特征香气组分与闷黄程度之间的关系。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 莫干山当地品种鲜叶。

1.1.2 从大量莫干黄芽产品中，根据感官审评筛选出具有代表性的五个莫干黄芽产品，其均具有莫干黄芽的典型品质特征，同时表现出不同的闷黄程度。五个品牌莫干黄芽产品具体信息如表1。

表1 实验产品信息

1.2 仪器设备

恒温水浴锅（HWS28型，上海一恒仪器公司），电子加热套（杭州明远仪器有限公司）；超纯水器；电子天平（温州维多利亚仪器有限公司）；GCMSQP2020气相色谱-质谱联用仪（日本shizouka公司）；冷凝管；500 mL平底烧瓶；250 mL圆底蒸馏瓶等。

1.3 试验方法

1.3.1 不同闷黄程度黄茶制备 参考范方媛等［8］提出的最佳闷黄工艺参数，闷黄叶温为（45±2）℃、在制叶含水率为（37±3）%、环境相对湿度为（80±5）%、通气频率为每10 min 1次。间隔30 min取样。

1.3.2 莫干黄芽感官审评方法 邀请5位具有评茶师（二级及以上）技能的专业审评的人员，根据《茶叶感官审评方法》（GB／T23776－2018）对选取的30个样品进行感官审评。

1.3.3 香气分析样品处理方法 本实验采用的是可控温的同时萃取法，实验参照施梦南［11］的方法链接SDE改良装置，萃取时间设置为2 h。计时结束停止加热，装置冷却至室温。收集萃取液脱水并过滤，滤液在40～50℃水浴锅中加热浓缩至5 mL，等待进行GC-MS分析。

1.3.4 GC-MS分析条件 色谱条件：气相谱柱为HP-5MS毛细管柱（30 m×0.25μm×0.25 mm）。以高纯氦气（纯度99.999%）为载气，恒定柱流量为1.0 mL／min，不分流进样，进样量1.0μL。升温程序：50℃保持5 min，以3℃／min上升至210℃，保持5 min，再以15℃／min上升至230℃，保持5 min。

质谱条件：接口温度为230℃，离子源温度为250℃。电离方式为电子轰击（EI），电子能量70 eV，扫描质量范围为35～450 amu。

定性分析：利用LabSolutions／GCMSsolution（岛津企业管理（中国）有限公司）对总离子色谱图（TIC）进行峰面积积分，利用计算机中的NIST17谱库检索寻找每个峰所对应的大于70%的物质，并结合相关文献与保留时间确定香气成分名称。

定量分析：各香气组分的相对浓度用该物质的峰面积与内标物（Butylated hydroxytoluene，BHT）［12－13］峰面积的比值来表示。

1.4 数据分析

采用Excel2019对香气化学组分的相对含量进行分析；采用simca-p 14.5对香气化学组分进行主成分分析（principal component analysis，PCA）、正交偏最小二乘判别分析（Orthogonal Partial Least Squares Discrimination Analysis，OPLS-DA）。

2 结果与分析

2.1 黄茶闷黄程度感官标定

通过对原料进行不同时间的闷黄处理得到闷黄程度不同的黄茶茶样25个。组织专业人员对闷黄程度不同的黄茶样品进行感官审评，发现伴随着闷黄程度的增加，黄茶外形色泽上由翠绿鲜润向嫩黄再向黄褐色转变；汤色上由嫩绿向嫩黄再向橙黄转变；香气的高爽度和鲜度下降，甜度和浓度逐渐上升，最后出现闷味和酵味；滋味上鲜度和浓度下降，收敛性变弱，柔滑度上升，甜度逐渐上升，最后出现闷味和酵味，与香气变化一致；叶底色泽上变化与外形色泽变化趋势相似，由嫩绿向嫩黄再向黄褐色转变，呈现出很好的变化梯度与趋势。根据变化梯度与趋势，总结样品的特征，我们把闷黄的程度分成11个梯度，0度最轻，无闷黄工序，属于绿茶；10度最重，开始出现闷黄过度的特征，品质开始下降。具体闷黄程度标定如表2所示。

根据闷黄度可以将黄茶的闷黄程度分为轻度闷黄、中度闷黄、重度闷黄。轻度闷黄，闷黄度1－3，外形、叶底色泽呈绿色，汤色较嫩绿明亮，滋味甜味出现，但任保持一定的鲜爽度，滋味上收敛性减弱，口感柔和，甜味初显，出现黄茶的风格但带有绿茶的特征。中度闷黄，闷黄度4－7，外形嫩黄或黄带褐、叶底色泽出现嫩黄色，汤色嫩黄，香气甜纯浓爽，滋味甜度较轻度闷黄上升，口感上出现柔滑感，黄茶特征明显。重度闷黄，闷黄度8－10，外形、叶底呈现出黄带褐的色泽特点，汤色逐渐转变为橙黄明亮，香气甜纯浓郁，同时会出现闷黄过度产生的熟闷味和酵味，滋味上甜度与柔滑度进一步提升，闷黄过度产生的闷味与酵味也会在滋味中呈现。此类黄茶如用盖碗，水温掌控在80度左右冲泡，也会出现很好的黄茶品质风格。

表2 闷黄度对应黄茶感官审评结果

2.2 不同闷黄程度莫干黄芽感官特征

对五个莫干黄芽进行感官审评，同时根据表2中对黄茶闷黄度的标定，利用对五个莫干黄芽进行闷黄度打分，并判断其闷黄程度，如表3所示。

表3 不同闷黄程度黄茶香气感官审评结果

2.2 不同闷黄程度黄茶挥发性成分

2.2.1 不同闷黄程度黄茶香气组分差异 从5种莫干黄芽产品中一共检测出127种挥发性成分（表4）包括醇类、酚类、醛类、酸类、酮类、烷烃类、烯烃类等11类挥发性化合物。其中包括雪松醇、橙花醇、芳樟醇在内的20种醇类化合物，以2，4-二叔丁基苯酚为代表的的2种酚类化合物，包括苯甲醛、苯乙醛等对香气具有突出贡献的12种醛类化合物，包括2-羟基肉桂酸在内的9种酸类化合物，以茉莉酮、紫罗兰酮为代表的的28种酮类化合物，10种烷烃类化合物，以及以柠檬烯为代表的8种烯烃类化合物，以吡咯、喹啉等为代表的11种吡咯类及其衍生物化，2-呋喃甲醇、2-乙氧基丙烷为代表的杂氧类化合物以及以二乙基三硫醚、2-噻吩乙醇为代表的含硫化合物。

表4 黄茶样品香气成分及相对含量*

*：相对含量%＝（标定物峰面积／总峰面积）×100

不同茶样中不同种类挥发性组分相对含量如图1所示。总体来看，热裂解反应产生的烯烃类、醇类、醛类、酯类的含量较高［14］。

五种莫干黄芽产品香气中的挥发性化学物质占比最大的组分都是醇类，并且醇类物质随着闷黄程度加深总体呈现逐步增加的趋势，其中含量较高的依次是植物醇、苯甲醇、芳樟醇、2－呋喃甲醇、苯乙醇、香叶醇、橙花叔醇，其中已知的具有花香属性的芳樟醇、苯乙醇、香叶醇在重度闷黄样品中相对含量较高，而具有花香属性的橙花叔醇在中度闷黄样品中含量最高，在闷黄程度较重的样品中相对含量较低，这说明橙花叔醇可能在适宜的闷黄程度下会达到其峰值，而闷黄程度较高过会引起橙花叔醇的含量明显减少。具有果香属性的代表物质——苯甲醇在重度闷黄样品中的相对浓度更高，而被认为具有木质香的萜烯醇类物质（如雪松醇）随闷黄程度加深，其相对含量减少。

在黄茶闷黄过程中，由于氧气和热的双重作用，许多氨基酸会脱羧而产生醛类物质，比如苯丙氨酸脱羧就产生了具有清香属性的苯乙醛，而这一物质含量随着闷黄程度加深显著提高，这是美拉德反应的典型产物［15］。而同样具有清香属性的庚醛、正己醛在中度闷黄样品中相对含量最高，其他样品中相对含量较低，这说明这两种物质在适宜的闷黄程度下会达到高峰状态，而重度闷黄会造成这两种香气有益物质的损失。具有果香属性的苯甲醛在重度闷黄样品中相对含量最高，表明果香会在闷黄过程中逐渐浓郁。

酯类物质中被认为具有“果实香、干果类香气”的茉莉内酯在轻度闷黄样品中含量较高，并根据闷黄程度依次降低。木质香的代表性物质——二氢猕猴桃内酯则在中度闷黄的样品中含量最低，说明一定的闷黄程度可以最大程度去除青气和木质气，而过度闷黄会导致木质气太重而盖过黄茶的清香和花香。

碳氢化合物也是莫干黄芽香气成分中占比很大的一类化学物质，其中主要是独特的闷黄工艺使得脂质裂解产生不饱和烯烃。其中具有甜香味的苯乙烯和具有果香属性的月桂烯、柠檬烯等在重度闷黄的茶样中含量较高。

酮类物质中具有花香属性的代表性物质茉莉酮在中度闷黄样品中含量最高，并且重度闷黄条件下茉莉酮含量最低，这意味着可能闷黄程度太高将会损失茉莉酮这。甜香型的代表物质——紫罗兰酮则在中度闷黄样品中含量最低，且重度闷黄样品中含量最高，说明黄茶闷黄可能有利于发展紫罗兰酮具有的甜香。

2.2.2 基于主成分分析和正交偏最小二乘判别分析的香气化学组分分析 为了探究5种不同闷黄程度莫干黄芽的香气物质是否具有显著差异性，并寻找出检测所得的134种挥发性香气成分中的差异性因子，本研究基于表4（平均值）采用主成分分析（PCA）进行多元统计分析，得分图如图2所示。

图1 不同闷黄程度莫干黄芽香气物质组成

图2 基于PCA得分的样品分布图

主成分1和主成分2的联合解释率为0.499，接近0.5。5种不同闷黄程度的莫干黄芽产品在PCA得分图上能够显著地区分开，尤其是轻度闷黄的2号、重度闷黄的4号、5号基本位于不同的象限，说明它们之间香气物质成分差异较显著，而中度闷黄的3号则位于1号和4号之间，没有特别显著的差异。

采用正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA），并建立香气化学成分与5种莫干黄芽产品之间的关系模型（图3）。

图3 基于OPLS-DA的样品分布图

OPLS-DA模型的拟合参数R2＝0.561、Q2＝－0.994，这说明本研究构建的模型拟合情况乐观。其分析结果图3显示，重度闷黄的3号接近标准原点，说明其各项差异因子数值居中，没有突出的特征性成分，重度闷黄的4号和中度闷黄的5号差距非常显著，基本和轻度闷黄的1号分别位于不同的象限，表明莫干黄芽黄茶不同闷黄程度形成了了不同的香气物质，进而表现出感官香气特征的差异。

计算并汇总各种香气组成物质的变量投影重要度（Variable Importance for the Projection，VIP），该指标通常被用以表征香气组分物质是否具有显著影响力，在本研究中，以VIP值衡量所鉴定的化学物质含量变化与闷黄程度之间是否具有强联系、强影响。以VIP＞1为标准从127种检出香气物质中筛选出影响力最大的几种物质如表5所示。

表5 不同闷黄程度莫干黄芽差异性香气成分*

从表5可以看出，莫干黄芽香气成分中与闷黄程度相关性较大的成分（VIP＞1）共有34种，其中包括醇类物质9种、酯类物质7种、醛类物质5种、酸类物质3种、酮类物质3种、烷烃类物质2种、烯烃类物质2种、吡咯等衍生物3种。受闷黄过程的湿热作用下热裂解产生的醇类、醛类、酮类物质对组间差异的贡献度较高。

醇类中含量较高的植物醇、苯甲醇、芳樟醇、2-呋喃甲醇、苯乙醇、香叶醇、橙花叔醇均具有大于1的VIP值，说明影响花香特征的芳樟醇、苯乙醇、香叶醇以及影响果香特征的苯甲醇、影响木质气味的萜烯醇类都会受到闷黄程度的显著影响。几种已知影响香型的重要醛类物质含量与闷黄程度也有显著关联，比如散发清香的苯乙醛、庚醛、正己醛，以及被认为能散发出果香的苯甲醛。多种酯类物质含量也随闷黄程度不同呈现显著差异，包括具有果香的茉莉内酯和散发木质香的二氢猕猴桃内酯［17］。酮类物质中的茉莉酮、紫罗兰酮含量也与闷黄程度相关，前者被认为与茶叶的花香有关，后者则散发甜香。烯烃类物质中的苯乙烯、柠檬烯也与莫干黄芽的闷黄程度显著相关，苯乙烯具有代表性的甜香气息，而柠檬烯如同其名带有典型果香。

3 结论

本研究对25个相同原料不同闷黄时间的黄茶进行感官审评，根据感官品质梯度变化，总结闷黄特征，将闷黄度分为10个梯度。再对选取的5个莫干黄芽代表性产品，利用对其闷黄度进行打分，分析其闷黄程度。

研究通过定性在五个莫干黄芽中共鉴定得出127种挥发性成分，结果显示闷黄程度较高的黄茶，其香气物质含量也相对较高。结合主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA），探寻与闷黄程度相关的香气组分，发现花香型的芳樟醇、苯乙醇、茉莉酮等，果香型的苯甲醇、茉莉内酯、柠檬烯等，甜香型的紫罗兰酮、苯乙烯等34种香气物质与闷黄程度相关性较高。