《Horticulturae》:Analysis of Quality Differences in Floral and Fruity Black Teas Made from Three High-Aroma Tea Cultivars
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'Jinmudan'、'Mingke NO.1'和'Baiyaqilan'三个高香茶树品种的鲜叶采用统一加工工艺制成花果香型红茶(floral and fruity black tea,FBT),分别记为JBT、MBT和BBT。研究人员通过感官评价、生化成分测
'Jinmudan'、'Mingke NO.1'和'Baiyaqilan'三个高香茶树品种的鲜叶采用统一加工工艺制成花果香型红茶(floral and fruity black tea,FBT),分别记为JBT、MBT和BBT。研究人员通过感官评价、生化成分测定、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography–mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)以及多元统计分析,探究了茶树品种对FBT感官品质、生化组成和挥发性谱的影响。MBT感官评分最高(89.7),其后依次为BBT(87.6)和JBT(86.6)。JBT的水浸出物(water extracts,WEs)、茶黄素(theaflavins,TFs)、茶红素(thearubigins,TRs)和总挥发性成分含量最高(800,866.22 μg/kg);MBT富含茶多酚(tea polyphenols,TPs)和咖啡碱(caffeine,CAF);BBT的游离氨基酸(free amino acids,FAAs)含量最高(2.71%)。共鉴定出251种挥发性化合物(volatile compounds,VCs),通过偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)以VIP > 1且p < 0.05为标准筛选出70种差异VCs。(3E,5Z)-1,3,5-十一碳三烯和1-(2-噻吩基)乙酮是三种茶共同的香气活性核心化合物,而3-癸酮、正辛醛和正戊基吡嗪可作为品种鉴别的标记物。总体而言,在统一加工条件下,茶树品种的遗传特性对FBT的风味分化具有重要影响。
研究背景
花果香型红茶(floral and fruity black tea,FBT)是选用高香茶树品种并引入乌龙茶做青(shaking)工艺创制的特色红茶,做青可加速脂肪酸与类胡萝卜素氧化降解并调控萜烯类合成,对提升红茶香气品质具有关键作用。茶树品种(tea cultivar)决定鲜叶化合物组成,是茶叶风味形成的关键。然而,现有研究多聚焦加工工艺对FBT品质的影响,或品种对传统工夫红茶的加工适应性,针对'Jinmudan'、'Mingke NO.1'和'Baiyaqilan'三个高香品种在统一加工技术下FBT品质的系统比较仍然缺乏。为此,研究人员开展了本研究,旨在为特色花果香型红茶的品种选择、定向风味调控和品质鉴别提供科学依据。
研究方法
2025年4月17日,'Jinmudan'、'Mingke NO.1'和'Baiyaqilan'三个品种的一芽二叶标准鲜叶由寿宁滴水源农业专业合作联社提供(每品种3个独立加工批次),按统一标准化工艺(萎凋→轻做青→揉捻→发酵→干燥→精制)加工成条形FBT。感官评价依据GH/T 1382-2022、GB/T 23776-2018和GB/T 14487-2017标准,由5名高级评茶员盲评;主要生化成分采用分光光度法等常规方法测定;挥发性化合物(volatile compounds,VCs)采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography–mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)检测鉴定,结合偏最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis,PLS-DA)与气味活性值(odor activity value,OAV)、相对气味活性值(relative odor activity value,rOAV)分析筛选差异成分和关键香气成分。
研究结果
3.1 三个品种FBT的感官品质分析:三种茶样均为深褐色干茶,BBT干茶乌润有光泽,MBT和JBT光泽较弱;汤色红度顺序为BBT > JBT > MBT,MBT汤色亮度显著高于其余两种茶样。滋味上,MBT鲜醇带花香且香气入水,JBT醇和但微带涩味,BBT柔和醇和。综合感官评分(均值±标准差,n = 5)为MBT(89.7 ± 0.55)> BBT(87.6 ± 0.54)> JBT(86.6 ± 0.71),三者差异显著(p < 0.05)。
3.2 三个品种FBT的主要生化成分分析:三种茶样水浸出物(water extracts,WEs)含量均高于35%,JBT最高(39.88%)。MBT的茶多酚(tea polyphenols,TPs,16.21%)、咖啡碱(caffeine,CAF,4.90%)、黄酮糖苷(flavonoid glycosides,FGs,12.20 mg/g)和茶褐素(theabrownins,TBs,4.95%)含量最高;JBT的WEs、茶黄素(theaflavins,TFs,0.31%)和茶红素(thearubigins,TRs,3.36%)最高;BBT的游离氨基酸(free amino acids,FAAs,2.71%)最高。除CAF外,各成分品种间差异均达显著水平(p < 0.05),生化差异与感官评价结果基本一致。
3.3 三个茶样的挥发性化合物分析
3.3.1 HS-SPME-GC-MS检测结果与分析:共鉴定出251种VCs,分属8大类,以萜烯类(64种)最多,其次为酯类(57种)和杂环类(32种)。总挥发性含量顺序为JBT(800,866.22 μg/kg)> BBT(713,792.31 μg/kg)> MBT(450,362.95 μg/kg)。三种茶共有的2种核心香气化合物为具果香木香的2-丁烯酸己酯和具玫瑰蜜甜香的苯乙醇;JBT独有具坚果香的1-(2-噻吩基)乙酮,MBT独有1-甲基-1H-吡咯-2-甲醛和2,2-二甲基丁醛,BBT独有具新鲜青叶香和梨果香的(Z)-3-己烯基-(E)-2-丁烯酸酯;JBT与BBT共享的特征VCs最多,风味最相似。前10位VCs主要为花香果香化合物,分别占MBT、JBT、BBT总挥发性的45.36%、43.67%和48.87%。
3.3.2 关键差异VCs分析:主成分分析(principal component analysis,PCA)显示PC1与PC2累计解释93.21%的香气变异,组间变异大于组内变异。PLS-DA模型经200次置换检验无过拟合风险(R2Y = 0.997,Q2 = 0.992)。以VIP > 1且p < 0.05筛选出70种差异VCs,其中酯类最多(26种,占37.1%);萜烯类、酮类和杂环类化合物相对含量最高,可能是构成不同品种特征香气谱的主要差异成分。
3.3.3 关键差异VCs的rOAV分析:VCs含量不能直接反映其对整体香气的贡献,27种具气味阈值和香气描述信息的VCs用于OAV/rOAV计算,三种茶共有的香气活性化合物(OAV > 1)为11种。基于OAV和rOAV的PLS-DA模型实现三组完全分离(R2Y = 0.998,Q2 = 0.997)。变量重要性投影(variable importance in projection,VIP)分析显示3-癸酮、正辛醛和正戊基吡嗪的VIP值均大于1,是区分三种茶香气特征的关键标记物。(3E,5Z)-1,3,5-十一碳三烯和1-(2-噻吩基)乙酮是三种茶共同的香气活性核心化合物;JBT对多数关键VCs的OAV和rOAV值最高,L-薄荷醇为JBT独有。
讨论
统一标准化加工技术最大程度减少了加工引起的变异,使三个高香品种遗传背景对FBT品质的影响得以可靠评估,与品种是决定茶叶品质的重要因素的既有认识一致。评分居首的MBT其TPs和CAF含量最高,JBT的WEs、TFs和TRs最高,BBT的FAAs最高,与游离氨基酸对茶汤鲜爽味的贡献一致;JBT茶黄素含量低于传统工艺典型水平,可能与做青改变了多酚氧化进程有关。与工夫红茶关键气味物质以芳樟醇及其氧化物、香叶醇和(E,E)-2,4-壬二烯醛为主不同,FBT主要受(3E,5Z)-1,3,5-十一碳三烯和1-(2-噻吩基)乙酮支配。研究人员结合既往文献指出:糖苷结合态挥发物(glycosidically bound volatiles,GBVs)在萎凋、揉捻和发酵中被内源糖苷酶水解释放游离香气物质;脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)途径将不饱和脂肪酸转化为C6/C9醛醇并进一步酯化为果香酯类,做青引起的机械损伤强化该途径;类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenases)催化类胡萝卜素裂解释放花香果香降异戊二烯类物质;干燥阶段的热反应(美拉德反应、斯特雷克降解、硫胺素降解)生成吡嗪类和1-(2-噻吩基)乙酮,与三种茶的坚果香和焙烤香特征一致。研究亦指出若干局限:仅涉及单一地区、单一季节的三个品种和一种加工方式,未测定多酚氧化酶、过氧化物酶、LOX和糖苷酶等相关酶活性,差异VCs筛选未进行多重检验校正,相关化合物应视为候选标记物而非确证性判别标记;(3E,5Z)-1,3,5-十一碳三烯在茶树中的来源仍有待验证。
结论
本研究表明,三个高香品种加工的FBT在感官品质、生化组成和挥发性谱上差异显著:MBT评分最高(89.7),呈鲜醇带花香特征,多酚和咖啡碱含量最丰富;JBT积累的水浸出物、茶黄素、茶红素和总挥发性成分最多,呈突出花香果香与坚果香并微带涩味;BBT游离氨基酸含量最高,呈柔和甜润的梨果香风味。在251种鉴定出的VCs中,(3E,5Z)-1,3,5-十一碳三烯和1-(2-噻吩基)乙酮为三种茶共有的核心香气活性化合物,正辛醛、3-癸酮和正戊基吡嗪为潜在的品种鉴别标记物。研究证实,在统一加工条件下,茶树品种的遗传特性对红茶叶品质和风味分化具有重要影响;但由于仅涉及单一地区、单一季节的三个品种,数据尚不能完全证实差异由基因型单独决定,基因型与环境的互作效应有待进一步探究。研究结果可为花果香型红茶的品种选择、定向风味调控和品质鉴别提供系统参考。