不同类型红茶风味物质研究进展

彭 云，刘明丽，王沙凝，许艳艳，曾 旭，刘 云，刘跃云

宜宾市茶产业研究院，四川 宜宾 644000

红茶属于全发酵茶，是我国最具影响力的茶类之一。根据国家现有标准对我国红茶产品进行系统分类，我国红茶主要分工夫红茶、小种红茶和红碎茶三大类别，其中工夫红茶大多是以产地命名，主要涵盖了福建、安徽、云南、湖南、湖北、河南、江西、贵州、四川等地，具有明显的地域特性和风格特点[1]。越来越多的研究表明，红茶具有降脂减肥等多种保健功效[2]。近年来，优质、高档红茶受到越来越多的国内消费者欢迎。风味是决定红茶品质的关键指标，也是影响消费者购买意愿的重要因素。茶树品种[3-7]、原料等级[8,9]、制茶时期[10]、地理环境[11]的多样性和加工工艺[12,13]的复杂性等往往会造成香气和滋味等各异，致使红茶风味品质多样。

茶叶风味主要是指通过嗅觉和味觉感受到各种非挥发性和挥发性化合物的组成，其中非挥发性化合物主要是多酚类物质、茶红素、茶黄素、氨基酸和咖啡因等，是造就茶叶独特滋味的生化物质基础；挥发性化合物包括醇、醛、酮和酯类等香气物质，其含量的高低有助于独特香气的形成[14,15]。当前，国内外茶叶科技工作者研究破解了茶树滋味和香气的密码，发现其存在高质量的参考基因组，明确了决定茶叶滋味和香气的次生代谢产物如多酚类化合物、茶氨酸、咖啡碱及挥发性化合物等[16]。相关研究表明，不同茶树品种具有不同的表型和特征代谢谱，茶叶在加工过程中发生的化学转化导致内源挥发物出现部分损失或重新合成，致使制作的红茶具有不一样的风味[17]。不同茶树品种加工的红茶具有不同的挥发性物质，茶树品种是形成茶叶香气的关键因素，香气的强度可能受到加工过程中氧化和聚合等强烈的酶促反应的影响[18]。王成燕等[19]对红茶色、香、味品质化学成分的研究进展进行了综述。本文系统梳理与红茶香气、滋味等风味物质相关的化学因子，为后续红茶品质的提升研究及红茶产业提质增效等提供参考。

1 红茶的香气组分

风味轮作为一种用于食品、白酒和香料行业中香气、滋味等感官描述性特征表达的工具，被视为具有风味属性的共享词汇表[20]。近几年，研究人员常把茶叶风味的定量描述分析与风味轮相结合，利用风味轮的直观表现形式将茶叶专业术语按照类型归类整理，形成花茶[21]、普洱茶[22]、绿茶[23]、红茶[24]、黄茶[25]、六堡茶[26]等的特定风味轮图谱，有利于科研人员和茶叶企业更为明晰地了解茶叶的风味特征[15,27,28]。

香气是决定红茶感官品质和风格的主要特征之一，是衡量红茶整体品质及典型性的重要标准，在红茶感官审评中的占比高达25% ～30%[29]。前人研究发现，红茶中挥发性物质的形成主要涉及萜烯类化合物生成机理、氨基酸转换作用以及脂类的氧化降解机理[30]。香气物质作为茶叶中一类重要的次生代谢物质，其种类、含量、阈值及各成分间的相互作用赋予了不同红茶独特的风味品质[31]。香气是评估红茶整体品质的重要指标，是未来红茶品质提升研究的重要方面[32]。由于香味的复杂性，单一的香气属性不能充分表达所有成分的贡献[33]。不同红茶的典型性香气取决于多种挥发性物质含有的不同的发香性功能团之间的相互作用及相互配合。文献调研对比分析发现，常见红茶香气的挥发性化合物可以分为酯、醇、有机酸、醛、酮、萜烯类等，它们的香气强烈程度与其各自基团的碳链长度和相对分子质量有密切关联[34,35]。红茶中鉴定出来的挥发性成分并不是每个成分都对红茶的香气有贡献，只有满足能够被嗅闻且含量高于规定阈值的组分才被认定为真正对红茶的香气有贡献的成分[33,36,37]。通过对红茶香气关键贡献物质研究的汇总发现，醇类和醛类是红茶中的最主要香气物质，总体上为芳樟醇、苯乙醇、(Z)-3-己烯醇、香叶醇以及水杨酸甲酯等化合物具有较高的香气贡献[38,39]。

祁门红茶具有独特的品质和典型“祁门香”，现普遍认为祁门红茶香气物质中含有较多的香叶醇。运晶[40]利用SAFE 联合GC-MS 技术对祁门红茶进行香气成分分析，检测出84 种香气组分，其中主要贡献成分是醇类物质，占总相对含量的65.17%，以苯乙醇、苯甲醇、芳樟醇氧化物Ⅰ、芳樟醇氧化物Ⅱ、香叶醇、芳樟醇氧化物Ⅲ等化合物为主，它们的比例和含量组成了祁门红茶“祁门香”的特殊香型，并指出香叶醇和芳樟醇是祁门红茶的关键活性香气成分，这与王红玲[41]、王华夫等[42]的研究结果一致。气味活性值（OAVs）大于1 被认为是一种重要的芳香化合物，对参与香气协同研究的化合物进行阈值测定发现，香叶醇、苯乙醇、(Z)-3-己烯醇、苯乙醛、糠醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、3-甲基壬烷-2,4-二酮、β-大马酮、水杨酸甲酯、2-庚酮、β-月桂烯、二甲基硫化物和2,6-二甲基吡嗪对祁门红茶香气贡献较大，这些化合物的OAVs 均大于10，其中祁门红茶中OAVs 最大的化合物是己醛（537.30）[39]。

大量的试验样本得到的分析结果可鉴别不同产地来源的红茶的香气特征。李俊以贵州9个地区2019 年生产的红茶样品为试验对象，对其香气成分进行综合检测分析发现，不同产区的红茶香气表现出不同的风味特点，香叶醇含量较高的贵阳、黔南、六盘水等地的红茶呈现出明显的花香，芳樟醇及其氧化物含量较高的安顺、铜仁、黔东南、遵义、黔西南等地的红茶呈现出明显的甜花香[43]。对于在描述性感官分析、香气活性化合物（挥发性化合物）和味觉活性化合物（糖、有机酸和游离氨基酸组成）方面的差异，相关的研究表明，某些风味属性与味觉和香气活性化合物密切相关，味觉活性化合物与芳香活性化合物的叠加产生组合效应，造就了不同等级红茶的特色风味[9,44]。范捷[45]对不同等级英德红茶品质特征进行研究分析发现，芳樟醇（17.98% ～ 21.28%）是高级（名优）英德红茶最关键的特征香气组分，苯乙醇、香叶醇、α-松油醇等16 种香气成分是影响英德红茶等级的主要香气组分，可作为评价英德红茶感官品质的重要化学指标，这与王秋霜等的研究结果基本一致[46]。银霞等[47]对湖南红茶香气品质进行系统研究发现，香叶醇、苯乙醇、苯乙醛、芳樟醇、壬醛、β-紫罗酮、己醛、水杨酸甲酯、苯甲醇、反式橙花叔醇对湖南红茶整体风味贡献很大，是区别于其他红茶的标志性物质；这与湖南红茶感官品质表现出薯甜香显著具有高度相关性[48]。川红工夫的香气物质以醇类成分含量最高，相对含量在5%以上的成分主要为橙花醇、芳樟醇、苯乙醇、芳樟醇氧化物Ⅱ、芳樟醇氧化物Ⅰ，具有甜香、花香、果香等特殊香型，可作为四川红茶特征香气的主要挥发性成分判别因子[49]。据报道，芳樟醇氧化物包括反式芳樟醇氧化物（呋喃类）和反式芳香醇氧化物（吡喃类）对云南工夫红茶的香气特征有积极贡献作用，这些成分共同构成了红茶甜香、糖香及花香的物质基础[35]。

F Ye 等[50]研究发现：热风干燥增加了与红茶的甜味和花香风味正相关的挥发性成分，而热风滚筒干燥增加了与水果风味正相关的成分，这可能是由于热风滚筒干燥独特的热传导；热风干燥可能会增加葡萄糖苷醇的含量，导致醇类物质含量下降，且可能是形成甜味的良好促进剂；在高温加热的作用下，热风滚筒处理过的茶中的这些成分发生水解反应，变成自由状态，发出花香和果香。

此外，研究人员依托茶树品种资源优势，同时结合乌龙茶花香形成关键工序做青，创新研制出了兼具传统红茶风格又有独特花果香的优质红茶产品[51-53]。罗学平等[54]的研究发现：与传统红茶品种‘福选9号’加工的红茶相比，‘青心乌龙’茶树品种加工的红茶在香气上有较大的优势，其香气的甜花香馥郁程度明显优于传统品种红茶，而传统品种红茶主要以甜香为主，不易呈现甜花香；‘青心乌龙’红茶的香叶醇含量（28.83%）是‘福选9 号’红茶（13.03%）的两倍之多，这可能是区别于‘福选9 号’红茶的根本原因所在。粟本文等[55]对比分析了以‘金观音’品种创制的兰花香型、奶花香型和岩花香型这三种高花香型工夫红茶的香气成分，发现三种不同香型工夫红茶样主要挥发性香气成分均以醇类化合物为主，所占比例高达60%，其次是酯类化合物、醛类化合物和酮类化合物等。蔡烈伟等[56]研究发现，‘黄金桂’‘铁观音’‘金萱’‘梅占’4 个乌龙茶品种试制的红茶具有果香浓郁持久的特征。颜廷宇等[57]研究表明，以‘金观音’制作的高香红茶醇类含量显著高于醛类，以‘福云6 号’制作的传统工夫红茶醛类含量显著高于醇类，其中正戊醇、2-环丙基乙醇、氧化芳樟醇、芳樟醇、香芹醇、β-环柠檬醛、水杨酸甲酯、2-戊基呋喃、对薄荷-1,3,8-三烯和1,4-戊二烯等是区分不同风味红茶的关键挥发性香气物质。

2 红茶的滋味物质

滋味是茶叶的重要感官属性，影响茶叶滋味的化学组分多且存在复杂的交互影响。生化成分含量的高低与茶叶品质的优劣有着高度相关性，具体体现在茶汤滋味中的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱、黄酮等主要相关物质。茶汤的风味受到发酵等过程的影响，主要是由于茶叶生化活性成分在加工过程中的湿热反应主导作用和生物酶主导作用[58-60]；分析其滋味特征发现，不同茶类滋味形成的差异主要是由非挥发性成分对成茶滋味的贡献度不同导致的[61]。茶多酚和氨基酸共同构成了茶叶感官滋味，茶多酚主要负责红茶茶汤的涩味、亮度、色泽和鲜度[62,63]，在呈苦涩味的同时还具有酸、甜、爽的味觉滋味[64]。

儿茶素（也称为黄烷醇）是类黄酮亚类的生物活性化合物，在茶叶中是主要的次生代谢物[65]。儿茶素类及其氧化产物生物碱和有机酸类物质为醇厚型红茶中主要滋味贡献物质，而“清鲜”滋味特征主要由茶汤中的游离氨基酸造成[62]。儿茶素是红茶发酵过程中的主要活性物质，它对成品茶的最终质量和味道具有决定性影响，红茶的加工涉及单体黄烷-3-醇通过多酚氧化酶的氧化聚合，导致形成双黄烷醇、茶黄素、茶红素和其他低聚物[66]。儿茶素是茶叶中存在的主要生物化学成分，它们在发酵过程中氧化成茶黄素和茶红素[67]。TF 是在红茶制造过程中儿茶素被酶氧化时产生的独特化合物[68]。据报道，高温发酵能够降低茶汤的红度、亮度和饱和度；而低温发酵则有利于茶汤中TFs 和TRs 等黄色和红色物质的富集，使茶汤颜色呈鲜红色，低温发酵有利于TFs 的形成，更有利于橙色外观属性和鲜亮色度属性的形成[69]。作为红茶发酵过程中形成的天然茶色素，茶黄素的含量仅占红茶干重的2% ～ 6%，但它们对红茶汤的色泽和口感有很大影响[70]。红茶中报道的茶黄素主要是茶黄素（TF1）、茶黄素-3-没食子酸酯（TF2A）、茶黄素-3'-没食子酸酯（TFB）和茶黄素-2,3'-二没食子酸酯（TF3）；在评估茶叶质量时，有关单个茶黄素而非总含量的信息更为有用[71]。

黄酮类化合物是植物代谢过程中合成的一组生物活性化合物；茶中的黄酮类化合物种类繁多且含量丰富，主要包括黄酮醇、黄酮苷、查尔酮、黄烷酮等[72]。Penghui Yu 等[73]研究发现TAA 和总黄酮对红茶滋味品质的影响最大，其次是儿茶素、EGCG、赤霉素、总胆固醇、茶多酚和总色氨酸，茶汤中的TAA 含量与口味质量评分呈显著正相关（p＜ 0.01，r= 0.846），总黄酮含量与味觉评分呈显著负相关（p＜ 0.01，r= -0.858），ECG、EGCG、TC、TP、GA 和TR 含量也与味觉质量评分呈显著负相关（p＜0.05）。Mingchun Wen 等[74]研究发现羟基肉桂酰奎尼酸作为发酵茶中重要的酚酸，使祁门红茶呈现苦涩的滋味属性，经过进一步核磁共振谱分离鉴定发现反式-4-o-对香豆酰奎宁酸是祁门红茶中的关键涩味化合物。

氨基酸是茶叶中的主要化学物质之一，在滋味感官中呈鲜味[75,76]。茶叶中的游离氨基酸在食用过程中能够立即水解，对茶叶滋味影响重大，其中游离氨基酸呈味特性可分为四类：鲜味氨基酸[77]（天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸）、苦味氨基酸[78]（缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、精氨酸、色氨酸）、甜味氨基酸[79]（苏氨酸、甘氨酸、丝氨酸、丙氨酸、组氨酸、脯氨酸）和芳香族氨基酸[80]（酪氨酸、苯丙氨酸）。茶氨酸是茶叶中含量最多、最具特征的游离氨基酸，不仅影响茶叶的口感和香气，而且在人体内还具有多种生理功能[81]。生产工艺对形成最佳的茶叶风味和品质起着决定性的作用，游离氨基酸对红茶的风味特征贡献显著，其含量在发酵过程中发生显著变化，前人的研究证实了游离氨基酸是在发酵过程中逐渐转化为红茶挥发性香气成分的[82]。

感官审评所感知的滋味特征是由涩味、苦味、酸味、甜味和鲜味等基本味道属性之间的复杂相互作用形成的，是茶叶质量评价的关键标准之一[19]。某些赋予不同味道品质的非挥发性化合物可能是造成茶叶滋味特征的原因。茶中的甜味物质主要包括可溶性糖和某些氨基酸，酸性物质主要包括一些在红茶发酵过程中形成的氨基酸、有机酸和没食子酸[71]。甘甜醇厚的口感是优质工夫红茶独特风味和典型特征；研究人员为了探究影响甜味的关键味觉活性成分，对湖北宜昌、安徽祁门、浙江杭州、浙江丽水、云南临沧、四川宜宾等33 种不同工夫红茶进行感官审评和分子表征，发现咖啡因、γ-氨基丁酸、芦丁、琥珀酸、柠檬酸和没食子酸对甜味有抑制作用，其中芦丁、γ-氨基丁酸、没食子酸和咖啡因对甜醇味的表现具有主要抑制作用，被确定为关键影响成分，而葡萄糖、蔗糖、鸟氨酸对甜味有积极贡献作用[83]。余鹏辉等[84]以黄金茶工夫红茶为对象，采取甜味量化评分结合生化检测分析的方法研究发现，甜味物质（包括单糖、双糖和甜味氨基酸）和茶氨酸含量均与甜味强度呈正相关，儿茶素、没食子酸、咖啡碱、茶黄素和茶红素含量与甜味强度呈负相关，在一定程度上明确了红茶滋味甜度呈现的表象。鲜味是一种能够让人感到愉悦并增强食欲的基本味觉，红茶中的鲜味成分主要包括有机酸、有机碱、核苷酸以及氨基酸等[85]。Lin Chen 等[86]研究发现富氧发酵过程中随着氧气浓度的增加能够降低儿茶素、酚酸、黄酮苷和一些氨基酸的含量，并促进TFs、糖物质、谷氨酸和谷氨酰胺的积累，从而降低苦味和涩味强度，增加甜度和鲜味强度。

滇红工夫和祁门红茶冲泡的茶汤存在很大程度的相似性，人们的肉眼通常难以区分识别，研究学者利用不同电子舌传感器对工夫红茶的响应值不同判别分析了两种茶之间的差异，电子舌技术检测分析了两种红茶的生化成分与电子舌反应之间的关系，不同含量的生化成分导致不同的茶风味，从而导致不同的响应值；电子舌反应结合PCA 主成分分析和DA 主成分分析判别分析方法可以区分这两种类型的工夫红茶，电子舌结合感官评价对两种红茶进行了检测判别分析发现，滇红茶的水提取物、EC 和ECG 的含量高于祁门红茶，而祁门红茶的咖啡碱、EGCG、GCG 和EGC 的含量高于滇红茶。滇红茶对酸味和甜味敏感的ZZ 传感器值低于祁门红茶，而滇红茶对酸味敏感的BA 传感器值高于祁门红茶[71]。Chenxi Gao 等[87]通过探讨不同等级坦洋工夫红茶与特征风味的关系，发现EGC、C、多酚、GA 和游离氨基酸等7 个生化成分对特级坦洋工夫红茶甜醇味存在正向影响。

3 展望

风味成分是影响茶叶初精深加工产品品质的重要因素，目前虽然众多的检测仪器与检测手段能够对红茶风味品质成分进行定性定量测定，但是风味物质在加工过程中受多因素的影响，致使红茶品质表现出的不稳定，影响在制品的风格。未来在加工生产上如何解决因制作工艺复杂而造成的产品风味品质批次稳定性差的问题还需进一步研究摸索。此外，作为茶叶科研工作者，要借助分子感官组学技术及分子生物学技术手段对加工过程中风味物质的变化及其特征物质的表达进行调控研究，了解特征性挥发物和感知气味之间的关系，以进一步解决红茶加工过程中风味物质减少或改变的难题。