浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分差异分析

黄毅彪，林燕萍，张见明，陈孙友，陈荣冰*

（1.武夷学院茶与食品学院，福建 武夷山 354300；2.武夷学院生态与资源工程学院，福建 武夷山 354300；3.福建武夷康安茶叶有限公司，福建 浦城 353400）

主产于福建浦城县的浦城丹桂（Pucheng Dangui）为桂花的重要品种之一，其种植历史悠久[1-2]。桂花中富含黄酮、氨基酸、矿质元素等营养物质，常用于制作桂花蜜、桂花糕、桂花酒等食品[3-4]。已检测到的桂花香气成分主要有芳樟醇及其氧化物、α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮及二氢-β-紫罗兰酮、α-甲基-α-（4-甲基-3-戊烯基）环氧甲醇、对羟基苯乙醇、石竹烯等[5-9]。桂花香味独特，从中提取的精油用于香水、护肤品、日用品等产品的开发，深受人们的喜爱[10]。浦城丹桂花香较浓，留香持久，适合窨制花茶[11]。黄棪又名黄金桂、黄旦，制作乌龙茶香气馥郁芬芳，俗称“透天香”[12-13]。冯红钰等[14]研究表明，黄棪茶树品种适合制作红茶和乌龙茶产品，不适合加工绿茶产品。

桂花红茶是由鲜桂花和红茶坯窨制而成。陈慧敏等[15]研究表明桂花红茶窨制过程中醇类物质相对含量显著降低，而酮类和酯类成分明显增加。然而采用黄棪鲜叶制作的红茶坯、浦城丹桂红茶的品质差异研究鲜见报道。本文探究浦城丹桂红茶与红茶坯的品质差异，可为丹桂红茶的加工提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

黄棪鲜叶、鲜桂花采自福建武夷康安茶叶有限公司浦城丹桂示范生态茶园，位于浦城县莲塘镇十里排。结合《制茶学》[16]中红茶、花茶制作理论，在前期预试验的基础之上，采用春茶黄棪鲜叶，采摘标准一芽二叶，按工夫红茶工艺制作红茶坯（black tea，BT）；红茶坯按照桂花红茶的窨制工艺加工成浦城丹桂红茶（Pucheng Dangui black tea，PDBT）。

1.2 试验试剂

氯化钠（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；正己烷（色谱纯）：美国默克Merck公司。

1.3 仪器与设备

7890B-7000D GC-MS/MS气质联用仪：美国安捷伦有限公司；MM400球磨仪：德国莱驰公司；UV-3200PC紫外可见分光光度计：上海美谱达有限公司。

1.4 方法

1.4.1 感官审评方法

由3名茶学专业一级评茶员按国家标准GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》对浦城丹桂红茶与红茶坯进行感官审评。

1.4.2 挥发性香气成分的测定

挥发性香气成分的测定参考文献[17]。茶样挥发性化合物的定性分析参考NIST20质谱数据库，保留相似度大于80的化合物进行鉴定确认；挥发性化合物定量采用的是相对定量的方法，通过检测出的峰面积进行对比寻找浦城丹桂红茶、红茶坯的差异代谢物，并采用归一化法计算各物质分别在浦城丹桂红茶、红茶坯的相对含量。

1.5 数据处理

每个样品生化成分、香气成分重复3次。含量采用SPSS 21.0进行统计分析。将香气成分数据导入到SIMCA14.1，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）。结合 t检验的 p值（p＜0.05）、差异倍数（fold change，FC）（FC＞1.50 或＜0.67）[18]和变量投影重要性指标（variable importance in the projection，VIP）值筛选出差异代谢物。VIP值可以量化OPLS-DA的各个变量对分类的贡献大小，VIP≥1表示该变量具有重要作用。FC值为浦城丹桂红茶香气成分峰面积/红茶坯香气成分峰面积。采用Origin 2018绘制主成分得分图，采用TBtools 1_09832绘制热图。

2 结果与分析

2.1 感官审评特征

浦城丹桂红茶与红茶坯感官品质特征如表1所示。

表1 浦城丹桂红茶与红茶坯感官品质特征Table 1 Sensory quality characteristics of Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

由表1可知，浦城丹桂红茶条索较紧结，色泽呈栗褐；汤色橙红明亮；香气甜爽桂花香；滋味甜醇鲜爽，桂花香明显；叶底嫩匀红亮。红茶坯条索较紧结，色泽呈栗褐；橙红明亮；香气呈甜花香；甜醇鲜爽；叶底嫩匀红亮。可以看出浦城丹桂红茶具有明显的桂花香味。

2.2 香气成分分析

2.2.1 香气成分PCA、OPLS-DA分析

应用气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）技术检测浦城丹桂红茶、红茶坯挥发性香气成分，以检测的挥发性成分峰面积值为指标进行PCA、OPLS-DA，香气成分PCA、OPLS-DA得分如图1和图2所示。

图1 PCA得分图Fig.1 PCA score plot

图2 OPLS-DA得分图Fig.2 OPLS-DA score plot

由图1和图2可知，浦城丹桂红茶坯与红茶坯各聚成一簇，区分明显，说明浦城丹桂红茶与红茶坯挥发性香气成分存在明显差异。

2.2.2 香气成分分析

浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分峰面积如表2所示。

表2 浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分峰面积Table 2 Peak area of aroma components of Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

续表2 浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分峰面积Continue table 2 Peak area of aroma components of Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

由表2可知，浦城丹桂红茶与红茶坯样品中共检出挥发性成分72种，其中醇类14种、含氮类9种、醛类7种、烃类21种、酮类9种、酯类9种、杂氧类1种、内酯类2种，浦城丹桂红茶未检测出吲哚，红茶坯未检测出植物醇。浦城丹桂红茶峰面积较大的香气成分有2-苯乙醇、苯甲醇、β-蒎烯、水杨酸甲酯、苯甲醛、香叶醇、反式芳樟醇氧化物、δ-3-烯、苯乙醛、2，5-二甲基吡嗪、顺式芳樟醇氧化物、乙基甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2，5-二甲基-3-乙基吡嗪、甲基吡嗪、β-紫罗兰酮。红茶坯峰面积较大的香气成分有水杨酸甲酯、2-苯乙醇、苯甲醇、香叶醇、反式芳樟醇氧化物、δ-3-烯、β-蒎烯、苯甲醛、苯乙醛、芳樟醇、顺式芳樟醇氧化物。浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分类型如表3所示。

表3 香气成分类型Table 3 Types of aroma components

由表3可知，浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分总峰面积为222 081 943.40、281 048 973.90。红茶坯挥发性香气成分峰面积大于浦城丹桂红茶（p＜0.05）。浦城丹桂红茶含氮类、酮类、杂氧类、内酯类峰面积显著高于红茶坯；红茶坯烃类、酯类峰面积显著高于浦城丹桂红茶；浦城丹桂红茶与红茶坯醇类、醛类峰面积差异不显著（p>0.05）。

浦城丹桂红茶峰面积最大的香气组分为醇类，达42.23%，其中苯乙醇、苯甲醇、香叶醇峰、反式芳樟醇氧化物面积较大。峰面积排行第二的组分为烃类，达17.29%，其中β-蒎烯、δ-3-烯、十五烷峰面积较大。峰面积排行第三的组分为含氮类，达12.95%，其中2，5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、乙基甲基吡嗪峰面积较大。峰面积排行第四的组分为醛类，达12.24%，其中苯甲醛、苯乙醛、糠醛峰面积较大。峰面积排行第五的组分为酯类，达9.22%，其中水杨酸甲酯、辛酸乙酯峰面积较大。峰面积排行第六的组分为酮类，占比4.53%，其中β-紫罗兰酮、3，5-辛二烯酮峰面积较大。峰面积排行第七的组分为杂氧类的乙酰呋喃，占比0.85%。峰面积排行第八的组分为内酯类，为二氢猕猴桃内酯（0.55%）、茉莉内酯（0.14%）。

红茶坯峰面积最大的香气组分为醇类，占比达40.74%，其中苯乙醇、苯甲醇、香叶醇、反式芳樟醇氧化物峰面积较大。峰面积排行第二的组分为酯类，达26.75%，其中水杨酸甲酯占比25.82%，其它组分峰面积较小。峰面积排行第三的组分为烃类，达17.18%，其中β-蒎烯、δ-3-烯、柠檬烯峰面积较大。峰面积排行第四的组分为醛类，达11.62%，其中苯甲醛、苯乙醛、糠醛、脱氢β-环柠檬醛峰面积较大。峰面积排行第五的组分为含氮类，占比1.73%，其中N-乙基琥珀酰亚胺、2-乙酰基吡咯峰面积较大。峰面积排行第六的组分为酮类，占比1.72%，其中3，5-辛二烯酮、β-紫罗兰酮峰面积较大。峰面积排行第七的组分为内酯类，为二氢猕猴桃内酯（0.08%）、茉莉内酯（0.09%）。峰面积排行第八的组分为杂氧类的乙酰呋喃，占比0.10%。

2.2.3 浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分差异分析

香气成分差异代谢物及其热图分别见表4和图3。香气特点描述参考文献[18-20]。统计分析发现，浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分共存在 46个差异代谢物（VIP＞1.00，FC＞1.50或＜0.67，p＜0.05）。浦城丹桂红茶28个代谢物高于红茶坯（VIP＞1.00，FC＞1.5，p＜0.05），醇类 1 种，为植物醇；含氮类8种，为甲基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、乙基甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2，5-二甲基-3-乙基吡嗪、1-乙基-1H-吡咯、N-乙基琥珀酰亚胺；醛类为2，4-二甲基苯甲醛；碳氢类3种，为去氢白菖烯、1，2-二氢-1，1，6-三甲基-萘、α-柏木烯；酮类 7 种，为 α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、植酮、2-庚酮、甲基异己烯基酮、苯乙酮、1-（3-甲基苯基）-乙酮；酯类6种，为苯甲酸甲酯、乙酸苄酯、辛酸乙酯、十六酸甲酯、苯甲酸2-甲基丙酯、甲酸乙酸酐；杂氧类为乙酰呋喃；内酯类为二氢猕猴桃内酯。红茶坯18个代谢物高于浦城丹桂红茶（VIP＞1.00，FC＜0.67，p＜0.05），醇类 6 种，为芳樟醇、反式芳樟醇氧化物、香叶醇、反-3-己烯醇、橙花醇、二氢芳樟醇；含氮类为吲哚；醛类3种，为脱氢β-环柠檬醛、己醛、苯乙醛；碳氢类 6 种，δ-3-烯、γ-萜品烯、柠檬烯、1-甲基-3-（1-甲基乙基）-苯、1-甲基-3-（1-甲基乙烯基）-苯、对薄荷脑1，5，8-三烯；酯类2种，为乙酸己烯酯、水杨酸甲酯。窨制后的浦城丹桂红茶中具有烘焙香的物质甲基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、乙基甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2，5-二甲基-3-乙基吡嗪、1-乙基-1H-吡咯、酰呋喃等含量显著增加；具有花香或果香的醇类物质芳樟醇、反式芳樟醇氧化物、香叶醇、橙花醇显著减少；具有花香或果香的酮类物质α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、2-庚酮、苯乙酮、1-（3-甲基苯基）-乙酮显著增加；这与浦城丹桂红茶香气表现为甜爽桂花香密切相关。浦城丹桂红茶经过复火、加工等工序促进美拉德反应，促进生成具有烘焙香的物质。α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、苯乙酮香气阈值较低，对茶叶香气贡献较大[21]。类胡萝卜素的氧化降解生成β-紫罗酮等酮类物质[22-23]。陈慧敏等[15]研究表明桂花红茶窨制过程中醇类物质相对含量显著降低，酮类和酯类则表现出明显的上升趋势。酮类含量增加的主要有α-紫罗兰酮、3，5-辛二烯酮、二氢-β-紫罗兰酮、香叶基丙酮、β-紫罗兰酮；而酯类有（Z）-丁酸-3-己烯酯、（Z）-2-甲基丙酸-3-己烯酯等，与本研究结果有所不同，可能是因产地、茶树品种、桂花品种等存在差异。

表4 浦城丹桂红茶与红茶坯的差异代谢物Table 4 Differential metabolites between Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

续表4 浦城丹桂红茶与红茶坯的差异代谢物Continue table 4 Differential metabolites between Pucheng Dangui black tea and black tea dhool

图3 差异代谢物的热图Fig.3 Heatmap of differential metabolites

3 结论

为探究浦城丹桂红茶与红茶坯的品质差异，以黄棪鲜叶为原料加工成红茶坯，红茶坯进一步窨制成浦城丹桂红茶，并进行感官品质审评与香气成分分析。结果表明：浦城丹桂红茶香气呈甜爽桂花香；红茶坯香气呈甜花香。共鉴定出72种香气成分，其中醇类14种、含氮类9种、醛类7种、烃类21种、酮类9种、酯类9种、杂氧类1种、内酯类2种。浦城丹桂红茶含氮类、酮类、杂氧类、内酯类香气成分峰面积显著高于红茶坯；红茶坯烃类、酯类峰面积显著高于浦城丹桂红茶；浦城丹桂红茶与红茶坯醇类、醛类峰面积差异不显著。浦城丹桂红茶与红茶坯香气成分共存在46个差异代谢物，其中浦城丹桂红茶28个代谢物高于红茶坯。窨制后的浦城丹桂红茶中具有烘焙香的物质甲基吡嗪、2，5-二甲基吡嗪、乙基吡嗪、乙基甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2，5-二甲基-3-乙基吡嗪、1-乙基-1H-吡咯、酰呋喃等含量显著增加；具有花香或果香的醇类物质芳樟醇、反式芳樟醇氧化物、香叶醇、橙花醇显著减少；具有花香或果香的酮类物质α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、2-庚酮、苯乙酮、1-（3-甲基苯基）-乙酮显著增加；这与浦城丹桂红茶香气表现为甜爽桂花香密切相关。