红茶是中国六大茶类中最具影响力的茶类之一，其产量和消费量均位居世界第一，2017年世界红茶产量379.4万 t（数据来源：国际茶叶委员会），占茶叶总产量的65%左右。中国是红茶生产起源地，传统的工夫红茶曾为国家出口创汇做出了重要贡献[1]。进入上世纪九十年代，随着国内名优绿茶的迅猛发展和国际茶叶市场的变化，我国传统红茶发展走入低谷。2009年前后，以“金骏眉”为代表的名优红茶在国内的兴起，带动全国红茶产业的复苏[2]。近些年，随着国内红茶消费需求的转变，以细嫩茶鲜叶为原料，精心加工制作的内销工夫红茶因外形秀美、风味独特、品质佳而得到快速发展。目前，中国大部分茶区均可加工工夫红茶，国内外知名红茶主要有安徽祁红、云南滇红、湖北宜红、福建闽红等，然而不同产区的环境条件、品种、加工方式等不尽相同，导致各地工夫红茶在品质上有较大差异，如何客观判定其品质的优劣及差异，是茶叶研究热点之一。
滋味和香气是茶叶的重要品质因子，也是评价茶叶风味品质的重要指标。祁门红茶滋味甜醇，香气清鲜持久，以其似花、果、蜜的独特香味“祁门香”而享誉国内外；云南滇红具有香高味浓、浓强鲜爽的特点；湖北宜红茶滋味鲜爽，香气甜纯；福建闽红茶香气高而鲜甜，滋味浓厚。经研究，祁红、滇红、宜红、闽红等红茶的特征风味成分已基本明确[3-6]，这对客观评价其产品品质、指导加工过程调控有积极意义。不同茶树品种因鲜叶中的生化成分种类、含量、组成比例等不同，对所制红茶的感官品质影响较大[7-8]。如大叶种滇红滋味醇厚、鲜爽、香气浓郁[9-10]；而小叶种祁红滋味清鲜、香气甜爽[11]。国内工夫红茶生产区域广阔，不同地区生产的红茶风格特征各不相同，因此，进一步系统开展中国工夫红茶品质评价与鉴定标准研究，建立科学的评价体系对工夫红茶品质提升和市场推广意义重大。
为进一步研究中国工夫红茶的品质特征和评价标准，项目组遴选中国大陆主要产茶省份的工夫红茶样品，采用国标法、液相色谱法、气相色谱-质谱联用仪等分析其品质化学成分，并结合主成分分析（principal component analysis，PCA）、系统聚类和偏最小二乘-判别分析（partial least squares-discrimination analysis，PLS-DA）等多元统计分析技术展开综合评价，以期明确其特征风味成分和客观准确的评价其品质，为工夫红茶产品的品质判定、标准建立及加工过程品质调控提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
实验样品来自国内主要产茶区，所有红茶样品的加工均按照工夫红茶初制工艺进行，工艺流程为鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→干燥，样品信息见表1。
表1 国内主要工夫红茶样品信息
Table 1Information about Congou black tea samples collected in this study
编号 名称 产地 鲜叶规格 样品来源 品种1 鲁红 山东日照 一芽一叶初展 日照市茶叶科学研究所 群体种2 陕红 陕西汉中 一芽一叶 陕西省紫阳县向阳茶厂 群体种3 信阳红 河南信阳 一芽一叶初展 浉茗茶叶专业合作社 群体种4 祁红 安徽祁门 一芽一叶 安徽省农业科学院茶叶研究所 槠叶种5 苏红 江苏无锡 一芽一叶 无锡市茶叶品种研究所 群体种6 川红 四川雅安 一芽一叶 四川省农业科学院茶叶研究所 群体种7 渝红 重庆永川 一芽一叶 重庆市农业科学院茶叶研究所 群体种8 宜红 湖北宜昌 一芽一叶初展 湖北采花茶业有限公司采花分厂 群体种9 越红 浙江丽水 一芽一叶 丽水职业技术学院 群体种10 湘红 湖南常德 一芽一叶初展 湖南壹瓶山茶业有限公司 群体种11 宁红 江西修水 一芽一叶 江西大椿茶业有限公司 宁川种12 黔红 贵州贵阳 一芽一叶 贵阳春秋实业有限公司 群体种13 桂红 广西桂林 一芽一叶 广西桂林茶叶科学研究所 群体种14 滇红 云南凤庆 一芽一叶 云南滇红集团股份有限公司 群体种15 闽红 福建福安 一芽一叶 福建省同泰春茶业有限公司 群体种16 英红 广东英德 一芽一叶 广东省农业科学院茶叶研究所 英红9号17 海红 海南海口 一芽一叶 海南五指雨林茶业有限公司 群体种
甲醇、乙腈、乙酸（均为色谱级） 美国Fisher公司；表没食子儿茶素没食子酸酯（≥98%）、表没食子儿茶素（≥95%）、表儿茶素（≥98%）、表儿茶素没食子酸酯（≥98%）、没食子儿茶素没食子酸酯（≥98%）、儿茶素没食子酸酯（≥98%）、没食子儿茶素（≥98%）、儿茶素（≥99%）、咖啡碱（≥99%）美国Sigma Aldrich公司；茶黄素（≥95%）、茶黄素-3-没食子酸酯（≥98%）、茶黄素-3’-没食子酸酯（≥98%）、茶黄素双没食子酸酯（≥98%） 上海源叶生物科技有限公司。其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
手动固相微萃取进样器、50/30 µm DVB/CAR/PDMS固相微萃取头 美国Supelco公司；7890A气相色谱仪、5975C质谱仪 美国Agilent公司；2695高效液相色谱仪、2998 PDA检测器 美国Waters公司；HHS型恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；Milli-RO PLUS 30纯水机 美国Millipore公司；Eppendorf 5804R低温离心机 德国艾本德公司；CM-5型台式分光测色仪 柯尼卡美能达（中国）投资有限公司。
1.3 方法
1.3.1 感官审评
根据GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》中的红茶审评法[12]，由3 名专业人员对样品的外形、汤色、香气、滋味和叶底进行感官审评，每项100 分，感官总分=外形分值×25%+汤色分值×10%+香气分值×25%+滋味分值×30%+叶底分值×10%。
1.3.2 品质成分测定
茶叶磨碎样的制备：采用GB/T 8304—2013《茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定》[13]；水分测定：采用GB/T 8304—2013《茶 水分测定》规定的（103±2）℃质量恒定法[14]；水浸出物测定：采用GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》规定方法[15]；茶多酚含量测定：采用GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》福林-酚比色法[16]；游离氨基酸总量测定：采用GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》茚三酮显色法[17]；可溶性总糖含量测定：采用蒽酮比色法[18]；黄酮含量测定：采用三氯化铝比色法[18]；茶黄素、茶红素和茶褐素测定：采用系统分析法[18]；儿茶素组分与咖啡碱采用高效液相色谱法[11]。
茶黄素组分采用高效液相色谱法：流动相A为2%乙酸，流动相B为乙腈，流速1.5 mL/min；柱温35 ℃，检测波长380 nm，进样量10 μL；梯度洗脱：0～35 min，80%～75% A，20%～25% B；35～38 min，75% A，25% B；38～40 min，75%～80% A，25%～20% B。在38～40 min线性变化至初始状态。
香气组分测定：香气成分吸附处理采用顶空固相微萃取法，香气成分检测采用气相色谱-质谱联用仪[5]。
1.3.3 茶汤色泽属性检测
称取3.0 g茶样，150 mL沸纯水在审评杯里浸提5.0 min，之后茶水分离，茶汤降至室温待测。取茶汤置于比色皿，在CM-5型台式分光测色仪进行色差测定，获得茶汤色泽属性值L、a、b等，每个样品重复测定3 次，其中L代表汤色明亮度，a代表汤色红绿色度，b代表汤色黄蓝色度。
1.3.4 PC的计算
采用Z-Score标准化法进行原始数据无量纲化处理，然后利用PCA提取因子，计算各红茶品质指标的特征值以及方差贡献率。采用因子所对应的方差贡献率作为权重，最后将因子得分和对应的权重系数进行加权求和，计算得到各工夫红茶滋味品质的综合得分[19-20]。
按式（1）对工夫红茶的13 个滋味指标数据进行标准化处理，获得第i个红茶第j项指标（Xij）的标准化值Z（Xij），其中Xj为全部样品第j项指标的平均值，σj为第j项指标的标准差。
按式（2）建立前5 个PC的线性回归方程Fk，最后通过式（3）计算第i个红茶滋味品质综合评价得分Fm。
1.4 数据处理
利用NIST11.L谱库对香气的质谱图进行串连检索和人工解析。采用内标癸酸乙酯定量香气成分，按式（4）计算：
方差分析、PCA和聚类分析采用SPSS 17.0软件进行运算，PLS-DA采用SIMCA 13.0软件。
2 结果与分析
2.1 工夫红茶滋味品质特征分析与评价
2.1.1 感官品质分析
由表2可知，国内17 个工夫红茶样品的感官品质均较优，总分以信阳红、鲁红和宜红的较高，分别为94.4、94.2和94.1，其他总分为90.3～93.5。大多外形紧细、乌润，有金毫；汤色以红亮为主，香气以甜香为主，滋味以甜醇为主，其中陕红、湘红汤色深红、香气带薯香，这可能与其发酵较重有关；滇红、英红和海红的香气甜、浓，滋味甜浓、厚，香气和滋味的浓度与厚度较其他红茶高，与其鲜叶是大叶种相关。鲁红、苏红、宁红的香气为焦糖香、高火香，与其干燥工艺温度高有关，导致滋味醇而甜度欠佳。相关研究也表明祁红、宜红、滇红具有甜香明显、滋味醇厚的品质特征，而苏红糖香风格突出[11,21-22]。
表2 国内工夫红茶感官品质评价
Table 2Sensory quality evaluation of Congou black tea
样品编号外形 汤色 香气 滋味 叶底总分评语 得分 评语 得分 评语 得分 评语 得分 评语 得分1 条紧、卷曲、毫显露、乌褐泛灰 94.0 橙红 94.0 焦糖香、较高 95.0 醇、较厚 94.0 红尚匀 93.094.2 2 条紧结、乌褐 91.0 深红 89.0 甜香带薯味 90.0 醇 90.0 乌褐，尚亮 91.090.3 3 条紧、纤细、乌黄相间 95.0 红稍暗 93.0 甜浓、稍闷 94.0 甜浓醇 95.0 红匀、稍暗 93.094.4 4 条紧结、乌尚润 91.0 红尚亮 94.0 甜爽 94.0 甜醇 94.0 红亮、较碎 94.093.3 5 条紧、金毫多 96.0 红亮 94.0 焦糖香 92.0 甜醇、淡薄、滞口 92.0 红匀 94.093.4 6 条紧结、少毫、乌黑 91.0 橙黄 94.0 甜香、微花 93.0 甜醇、尚厚 93.0 红较匀 93.092.6 7 条紧实、尚直、有金毫、乌褐 92.0 红尚明 95.0 甜纯 92.0 甜醇、微涩 91.0 红欠匀 93.092.1 8 条紧细、金毫显露 95.0 红亮 92.0 甜香、细腻 93.0 甜醇、较鲜 95.0 红匀 94.094.1 9 条紧细、卷曲、褐、金毫多 93.0 橙红 93.0 甜香尚持久 93.5 甜醇 93.5 乌褐 90.093.0 10 条紧细、色尚润、金毫显 93.0 深红 89.0 薯甜香 89.0 浓厚 89.0 红褐，尚亮 92.090.3 11 条紧细、有锋苗、乌润、金毫显 95.0 红尚亮 91.0 高火香 89.0 醇和 90.0 红匀 95.091.6 12 条紧实、乌较润 88.0 橙红 94.0 甜香、带青气 93.0 甜和、微涩 92.0 红匀 94.091.7 13 条肥壮、尚紧结、褐润、金毫显 93.0 红尚亮 91.0 甜香 92.0 尚甜醇 92.0 柔软，乌褐 92.092.2 14 条直略扁、芽头肥壮、灰褐 92.0 红亮 93.0 甜纯、尚浓 94.0 甜浓、较厚 94.0 红亮 95.093.5 15 条较紧细、乌较润 92.0 橙红 94.0 甜香 93.0 甜醇 93.0 红亮 94.093.0 16 条肥壮、乌褐 87.0 红亮 93.0 甜、尚浓 93.0 甜浓、有收敛性 93.0 红亮 95.091.7 17 条紧结、棕褐 91.0 红亮 94.0 甜、尚浓 93.0 甜浓、厚 93.0 红亮 94.092.7
2.1.2 主要品质成分分析
如表3、4所示，茶叶水浸出物含量的高低体现了茶汤浓度和滋味的浓强，茶多酚是茶汤苦涩味的主要物质，直接影响茶汤滋味浓度和强度，在红茶发酵过程中进一步氧化生成茶黄素、茶红素和茶褐素，儿茶素是茶多酚的主体物质，约占茶多酚总量的70%～80%，其味感上也主要表现为苦涩味[23-24]。工夫红茶的水浸出物质量分数为42.20%～49.48%，其中渝红和英红的水浸出物明显高于其他红茶。宜红、越红的茶多酚含量较高，而英红、鲁红的儿茶素总量明显高于其他红茶。茶黄素被认为对红茶茶汤的鲜爽、涩味起作用，是滋味强度和鲜度的重要成分[25]。4 个茶黄素单体中，茶黄素双没食子酸酯的平均质量分数（0.23%）最高，而茶黄素（0.07%）最低。工夫红茶中信阳红、祁红、宜红和滇红的4 个茶黄素单体含量较高，可能是其茶汤滋味醇厚鲜爽的重要因素。茶红素含量以桂红、海红较高，茶褐素含量在湘红和陕红中较高。茶红素是构成红茶汤色的主体物质，对茶汤滋味与汤色浓度起主要作用，而茶褐素一般被认为是造成茶汤发暗、无收敛性的重要因素，因此湘红和陕红的茶汤颜色较深与其积累较高水平的茶褐素直接相关[26]。滑金杰等[27]研究表明，茶黄素和茶红素之和与茶褐素的比值可有效代表茶黄素和茶红素在叶内的贡献表征，国内主产区工夫红茶该比值为1.05～1.12，是其滋味鲜醇，汤色红亮的物质基础。
表3 中国工夫红茶多酚类及其氧化产物的含量
Table 3Contents of tea polyphenols and their oxidation products in Congou black tea
%
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05），下同。
样品编号 水浸出物 茶多酚 儿茶素总量 茶黄素 茶黄素-3-没食子酸酯茶黄素-3’-没食子酸酯茶黄素双没食子酸酯 茶红素 茶褐素1 47.49±0.34d15.90±0.05b 2.39±0.02b 0.09±0.01c 0.18±0.01bc 0.11±0.01c 0.28±0.01a 2.42±0.13h 5.26±0.59g 2 45.50±0.13g14.40±0.29cd 1.40±0.14e 0.04±0.00f 0.09±0.01e 0.09±0.01de 0.22±0.02b 5.33±0.21e 8.86±0.09ab 3 48.81±0.26b14.11±0.83cd 2.28±0.10b 0.11±0.01b 0.22±0.02a 0.15±0.00ab 0.23±0.02b 3.39±0.20g 6.31±0.29ef 4 46.95±0.17e14.11±0.64cd 1.45±0.10e 0.15±0.01a 0.20±0.01b 0.13±0.01b 0.21±0.02bc 6.39±0.08d 7.71±0.22cd 5 45.96±0.27f14.88±0.10c 1.08±0.06f 0.07±0.00d 0.12±0.01d 0.12±0.01bc 0.20±0.01c 6.94±0.10c 7.29±0.12d 6 45.34±0.17g16.12±0.10b 1.78±0.11d 0.05±0.01f 0.19±0.02b 0.14±0.01b 0.27±0.02ab 4.75±0.13f 6.65±0.13e 7 49.48±0.24a16.08±0.29b 1.87±0.25cd 0.05±0.00f 0.11±0.01de 0.06±0.01e 0.21±0.02bc 7.17±0.15bc 7.91±0.12c 8 46.75±0.33e18.14±0.25a 1.30±0.06ef 0.10±0.01c 0.18±0.01bc 0.16±0.02a 0.23±0.01b 5.52±0.14e 6.43±0.08ef 9 48.66±0.27b17.73±0.34a 2.03±0.11c 0.09±0.01c 0.19±0.01b 0.10±0.01cd 0.23±0.02b 6.21±0.12d 5.89±0.21f 10 47.88±0.17c14.98±0.20c 1.26±0.15ef 0.05±0.00f 0.09±0.01e 0.10±0.01d 0.22±0.01b 4.92±0.07f 9.28±0.12a 11 43.83±0.04i13.14±0.15de 1.34±0.11e 0.05±0.00f 0.12±0.01d 0.12±0.01bc 0.22±0.02b 6.38±0.07d 7.62±0.07cd 12 42.20±0.15j10.85±0.74f 0.92±0.06f 0.05±0.00f 0.13±0.01cd 0.10±0.01d 0.22±0.02b 6.88±0.19c 6.82±0.18de 13 44.81±0.02h 11.41±0.24f 0.88±0.09f 0.05±0.00f 0.14±0.01cd 0.11±0.01cd 0.26±0.02ab 8.87±0.22a 8.55±0.13b 14 46.12±0.16f15.08±0.44c 1.71±0.04d 0.09±0.00c 0.20±0.02b 0.15±0.01ab 0.24±0.01ab 2.16±0.17i 7.28±0.56d 15 48.56±0.11b12.98±0.49e 1.24±0.01ef 0.06±0.00e 0.15±0.01c 0.11±0.01cd 0.21±0.01bc 3.39±0.08g 7.04±0.30de 16 49.40±0.27a13.55±0.54d 2.56±0.04a 0.07±0.01e 0.16±0.02c 0.10±0.01cd 0.24±0.02ab 6.91±0.09c 8.70±0.15b 17 47.43±0.16d13.46±0.29d 1.69±0.05d 0.06±0.00e 0.15±0.01c 0.10±0.01d 0.23±0.02b 7.35±0.06b 8.31±0.14bc
氨基酸是构成茶汤鲜爽滋味、甜味的重要物质，可溶性糖是构成茶汤甜醇滋味的重要成分，咖啡碱对茶汤的苦味及茶汤浓度有直接影响，而黄酮类物质与茶汤的色泽及苦味有一定关系[10,28]。工夫红茶的氨基酸质量分数为1.55%～3.15%，其中闽红和宜红的氨基酸明显高于其他红茶，对其鲜爽滋味有重要贡献。英红、海红、信阳红、宜红、越红、黔红和祁红的可溶性糖质量分数均高于4%，是其茶汤甜醇滋味的重要物质基础。渝红（5.04%）和湘红（4.61%）中咖啡碱含量较高，对其滋味浓厚有直接影响。黄酮在大叶种红茶（滇红、英红和海红）中的质量分数较高且大于2.7%，可能与其品种有关系。Scharbert等[29]选用大吉岭红茶，利用滋味重组和缺省实验证明黄酮醇苷类物质对涩味有贡献，同时发现黄酮类物质能增加咖啡碱在茶汤中的苦味，可见大叶种红茶滋味浓厚与其较高水平的黄酮类有关。研究证实色差分析法可以快速客观地评价工夫红茶品质[30-31]，渝红和闽红的L值较高，与感官审评结果一致，英红、滇红、鲁红、信阳红和苏红的a/b值均高于0.3，其汤色评分均较优，色差衍生指标a/b值可一定程度反映红茶汤色品质的优劣。
表4 中国工夫红茶生化成分含量与茶汤色差
Table 4Biochemical composition and color parameters in Congou black tea infusion
样品编号质量分数/% 茶汤色差氨基酸 咖啡碱 黄酮 可溶性糖 L值 a值 b值1 2.45±0.02c3.94±0.09d1.78±0.09f3.98±0.26b 65.33±0.09j31.70±0.06d101.33±0.15a 2 2.27±0.10d4.24±0.05cd2.43±0.04c3.27±0.02cd 70.01±0.32e24.27±0.37j94.31±0.17f 3 2.06±0.03e4.29±0.16c2.08±0.01d4.62±0.20ab 66.35±0.13i29.71±0.09e97.35±0.04cd 4 2.26±0.08d4.06±0.17cd2.28±0.04c4.34±0.55ab 69.97±0.19e25.69±0.11i97.51±0.14c 5 1.55±0.05gh3.47±0.04ef2.53±0.37bc2.83±0.35de 59.16±0.07k37.62±0.04c96.14±0.07e 6 2.16±0.10de4.24±0.04cd2.41±0.08c3.00±0.04de 73.03±0.05d23.50±0.06k96.79±0.04e 7 1.73±0.11fg5.04±0.22a2.46±0.08c3.54±0.31c 78.02±0.46a14.76±0.64n82.10±0.87j 8 2.81±0.07b4.23±0.18cd2.03±0.01de5.44±0.51a 72.70±0.07d20.63±0.06l91.56±0.02h 9 2.43±0.04c3.61±0.16e1.99±0.04e5.23±0.57ab 74.15±0.32c20.56±0.35l92.47±0.21g 10 2.11±0.08de4.61±0.15b2.21±0.05cd2.10±0.15e 68.71±0.04f26.57±0.05h98.18±0.02b 11 1.86±0.02f4.00±0.09cd2.42±0.21c3.14±0.26d 74.13±0.03c 6.96±0.03o 73.13±0.03k 12 2.06±0.06e3.55±0.06ef2.31±0.04c4.52±0.24ab 66.85±0.35h29.29±0.29f100.84±0.01a 13 1.66±0.03g3.33±0.07f2.52±0.07bc3.86±0.09bc 69.86±0.01e25.64±0.03i96.24±0.08e 14 2.24±0.12d4.06±0.08cd2.74±0.05b3.96±0.51b 58.66±0.18l39.76±0.07b98.01±0.34bc 15 3.15±0.01a3.63±0.11e2.32±0.04c2.04±0.55e 74.85±0.10b18.13±0.09m 87.07±0.03i 16 1.78±0.05fg4.10±0.02cd2.81±0.01ab4.88±0.44ab 55.76±0.44m 43.18±0.09a94.55±0.74f 17 2.11±0.01de4.26±0.05c2.98±0.01a4.60±0.06ab 67.72±0.12g28.33±0.08g96.67±0.07e
2.1.3 滋味品质综合评价及模型构建
将17 个工夫红茶的13 个主要滋味成分构成17×13的矩阵，利用SPSS 17.0软件对其进行PCA。由表5可知，前5 个PC的累计方差贡献率达到81.076%，基本解释13 个变量中的大部分信息。PC1解释了总变异信息的34.586%，主要综合了茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素、茶黄素-3′-没食子酸酯及茶多酚的信息，这些是影响红茶茶汤滋味强度和鲜度的重要因素，茶多酚一般具有涩味，对茶汤的醇厚度有重要影响[23]，因此将其定义为“鲜醇度因子”。PC2包含了原始信息的16.968%，其大小主要由咖啡碱和水浸出物决定，咖啡碱一般具有苦味，水浸出物反映了茶汤的醇厚度[23]，因此将其定义为“浓度因子”。PC3包含了原始信息的12.548%，其大小主要由可溶性糖决定，糖类物质是甜味的主体，因此将其定义为“甜味因子”。PC4包含了原始信息的9.300%，其大小主要由氨基酸总量决定，因此将其定义为“鲜爽度因子”。PC5包含了原始信息的7.674%，其大小主要由黄酮决定，黄酮一般具有苦味、收敛性等特点，因此将其定义为“苦味因子”[20]。
表5 各主成分的特征向量和方差贡献率
Table 5 Eigenvectors of first five principal components and their contribution rates to total variance
滋味品质指标 特征向量PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 X1水浸出物 0.372 0.777 0.024 0.189 0.013 X2茶多酚 0.600 0.432 －0.171 0.036 －0.267 X3儿茶素总量 0.570 0.596 0.326 －0.297 0.082 X4茶黄素 0.715 －0.082 0.219 0.539 0.068 X5茶黄素-3-没食子酸酯 0.849 －0.192 0.351 0.029 0.226 X6茶黄素-3′-没食子酸酯 0.616 －0.471 0.056 0.181 0.429 X7茶黄素双没食子酸酯 0.396 －0.116 0.168 －0.825 0.066 X8茶红素 －0.655 －0.048 0.517 0.163 －0.423 X9茶褐素 －0.787 0.300 0.089 0.145 0.303 X10氨基酸 0.553 －0.103 －0.552 0.143 －0.019 X11咖啡碱 0.028 0.813 －0.112 0.039 0.152 X12黄酮 －0.592 0.125 0.426 0.034 0.528 X13可溶性糖 0.447 －0.039 0.720 0.097 －0.319初始特征值 4.496 2.206 1.631 1.209 0.998方差贡献率/% 34.586 16.968 12.548 9.300 7.674
利用1.3.4节预测模型分别计算出17 个工夫红茶滋味品质综合评价得分和各PC得分，对各红茶滋味品质进行综合评价分析，如表6所示。为检验上述滋味品质评价模型的可靠性，结合滋味品质感官审评法的评分对模型进行进一步验证。由表2、6可知，所测样品滋味品质的感官审评得分和模型的评价结果较为相似，相关性分析表明滋味品质的感官审评得分和模型评价得分存在极显著相关性（P＜0.01），相关系数为0.735，说明该评价模型能够较好评估所测样品的滋味品质。
表6 工夫红茶滋味品质评价模型
Table 6Model evaluation of the taste quality of Congou black tea
编号 模型评价F1 F2 F3 F4 F5 Fm 1 －0.13 0.35 －1.74 2.08 －0.18 －0.03 2 －1.12 0.00 0.12 －0.30 －0.81 －0.57 3 1.66 0.81 －0.01 0.25 0.15 0.92 4 1.65 0.06 0.14 －1.66 0.71 0.61 5 －0.00 －0.87 0.28 －1.18 0.17 －0.26 6 0.13 －0.11 0.06 1.84 －0.89 0.17 7 －1.79 1.89 0.09 －0.67 0.53 －0.39 8 0.87 0.05 －1.49 －0.60 0.58 0.14 9 －0.25 0.41 －1.77 0.05 1.70 －0.13 10 －1.18 0.73 0.01 －0.75 －1.54 －0.59 11 －0.46 －0.90 0.35 －0.12 －0.33 －0.37 12 －0.60 －2.09 －0.24 －0.15 0.71 －0.67 13 －0.64 －1.80 0.95 0.83 0.80 －0.33 14 1.67 0.11 0.95 0.63 －1.16 0.84 15 0.22 －0.30 －0.80 －0.97 －2.02 －0.39 16 0.00 1.19 1.67 0.73 1.03 0.69 17 －0.04 0.45 1.43 －0.01 0.57 0.35
PCA得分图已经被广泛应用于反映样品与品质指标之间的关系[22-32]，由图1能够看出，滋味得分较高的鲁红、信阳红、宜红和越红（编号分别为1、3、8、9）与其他样品有明显区分，均在PC1的正向区间，说明这些样品的茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素、茶黄素-3′-没食子酸酯及茶多酚含量较高，因此滋味得分较高。而渝红、湘红和英红（编号分别为7、10、16）在PC1的负向区间和PC2的正向区间，说明这些样品的茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素、茶黄素-3′-没食子酸酯及茶多酚含量较低，而水浸出物和咖啡碱含量较高，因此滋味得分偏低。总体而言，位于PC1正向区间的样品滋味得分较高，茶黄素和茶多酚是工夫红茶品质评价的重要指标。
图1 工夫红茶PCA得分图
Fig.1 PCA score plot for Congou black tea
2.2 工夫红茶香气组分比较分析
如表7所示，釆用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用对国内不同产区工夫红茶的挥发物成分进行分析鉴定，共得到99 个主要的挥发物成分，总量为143.73～430.09 μg/L，国内工夫红茶的香气主要是由醇类、醛类、酯类、酮类、杂环化合物、烯类、芳香烃等组成，其中含量较低的酸类、醌类和烷烃化合物等归在其他类中（图2）。另外，不同产地红茶样品中含量较高的香气成分一致，主要包括芳樟醇、香叶醇、水杨酸甲酯和β-紫罗酮等，它们是构成国内不同产区工夫红茶香气的主体成分。
表7 中国工夫红茶香气组成及质量浓度
Table 7 Aroma constituents and their average contents in Congou black tea μg/L
序号 香气物质 保留时间/min 鲁红 陕红 信阳红 祁红 苏红 川红 渝红 宜红 越红 湘红 宁红 黔红 桂红 滇红 闽红 英红 海红1二甲硫 1.74 — 0.17 — — — — — 0.91 — 0.38 — 0.21 0.11 — — — 0.48 2 2-甲基呋喃 2.03 0.46 0.22 0.44 0.20 — — 0.25 0.16 — 0.35 0.36 0.20 0.20 0.33 0.56 0.11 0.95 3 3-甲基丁醛 2.35 1.44 0.92 2.30 0.64 0.65 1.26 0.70 1.27 0.41 2.09 0.48 0.27 0.39 1.38 0.52 0.88 6.52 4 2-甲基丁醛 2.43 4.33 4.85 6.27 3.33 5.38 2.85 4.89 3.43 1.82 12.88 6.86 2.79 1.53 5.04 1.20 2.75 —5 2-乙基呋喃 2.79 1.90 3.95 2.15 2.84 2.01 4.49 3.27 2.28 2.31 2.66 2.61 4.83 3.31 1.47 4.63 1.31 1.75 6 反-2-甲基-2-丁烯醛 3.60 — 0.34 1.38 0.18 0.61 1.39 — — — 0.44 — — 0.29 0.27 0.45 0.16 0.26 7反-2-戊烯醛 3.60 — — — 0.25 — — — 0.30 0.28 — — 0.74 — 1.50 — 0.25 —8甲苯 3.84 3.71 2.11 4.33 1.65 6.21 3.52 1.55 3.59 1.70 4.92 4.18 1.01 1.51 — 2.37 2.67 5.16 9己醛 4.57 8.58 12.27 12.11 11.47 10.84 12.84 8.44 10.20 8.67 8.43 5.08 23.99 11.75 4.51 9.86 4.18 6.74 10 2-乙基吡咯 5.01 0.76 0.97 — 0.29 1.80 1.29 0.48 0.62 1.45 1.32 1.24 — 0.69 0.89 0.96 0.39 0.94 11 2-己烯醛 6.30 4.12 2.08 3.09 4.14 2.67 6.68 3.68 2.66 3.08 2.73 2.51 22.59 6.35 1.47 3.62 6.02 2.23 12 3-己烯-1-醇 6.41 — 2.45 — 3.71 — — 2.10 2.26 1.78 2.75 1.21 — 3.26 1.77 1.57 4.39 3.67 13 乙苯 6.76 — —3.46 14 顺-2-己烯-1-醇 6.84 — 0.56 1.30 — — — — 0.37 — — — — 1.27 0.52 2.96 1.01 —15 邻二甲苯 7.05 — — — — —2.19 — — — —1.29 — — — — —6.61 16 2-庚酮 7.74 2.08 1.11 0.27 1.60 1.52 3.35 1.40 — 2.26 1.61 1.34 3.36 1.33 — 2.33 — 6.38 17 庚醛 8.25 1.31 1.31 1.37 1.85 2.15 1.78 2.08 1.92 1.41 1.81 1.01 5.37 2.22 1.63 1.60 2.27 1.72 18 己酸甲酯 9.35 — 0.52 — 1.28 0.82 2.56 0.53 0.49 2.92 1.01 0.48 3.36 0.97 0.39 1.19 0.32 1.03 19 α-蒎烯 9.64 — — — 0.13 0.20 — — 0.18 — — — — — 0.14 — — —20 3-己烯酸甲酯 9.72 — — 0.37 0.21 — 0.47 — — 0.50 — — 0.61 0.20 — 0.41 0.20 0.18 21 反-2-庚烯醛 10.79 — — — 0.33 — — — 0.19 — — — 1.02 — — — 0.17 17.96 22 苯甲醛 10.88 8.66 5.61 11.01 9.54 8.86 19.19 7.18 4.29 6.43 14.37 9.57 32.18 9.33 7.64 9.77 10.04 1.51 23 2,6,6-三甲基-2-乙烯基四氢吡喃 11.42 — — 0.30 — 0.87 — — — — — — 0.88 — 0.46 — 0.30 —24 庚醇 11.51 0.35 0.27 — — —0.51 — — — — — — — —1.01 — —25 2-乙基-2-己烯醛 11.58 — 0.14 0.33 0.22 0.35 1.16 — — 0.36 0.67 0.41 0.54 0.15 — — — —26 1-辛烯-3-醇 11.92 1.19 0.65 1.32 1.43 1.03 2.66 0.80 0.61 1.90 1.24 0.70 3.28 0.85 1.21 2.32 0.58 1.49 27 6-甲基-5-庚烯-2-酮 12.30 2.10 1.46 2.23 5.28 2.21 4.80 2.04 1.71 3.72 3.03 3.48 4.14 1.75 1.17 3.56 0.66 1.77 28 2-正戊基呋喃 12.49 9.74 7.64 8.78 7.53 11.91 18.48 5.71 — 14.85 11.62 — 19.92 7.29 5.49 14.39 — 7.89 29 反-2-(2-戊烯基)呋喃 12.97 2.02 1.10 1.91 1.00 2.70 3.17 1.19 0.79 1.96 — — 3.87 1.66 0.96 2.14 0.75 1.38 30 辛醛 13.04 — — 0.64 0.42 — 1.31 0.74 — 0.50 — — 3.38 0.40 0.82 0.47 — 1.10 31 反,反-2,4-庚二烯醛 13.32 — 0.66 — — — — — — — — — 2.62 0.76 — — 0.36 —32 乙酸己酯 13.50 — — — — — — — — — — — — —1.21 — — —33 柠檬烯 14.24 1.61 1.33 1.97 0.91 6.86 1.70 1.27 1.91 2.36 3.99 2.77 3.41 1.08 — 4.10 2.09 —34 桉树醇 14.34 — —2.28 35 2,6,6-三甲基环己烷酮 14.45 1.97 0.92 1.78 1.56 1.05 3.54 1.80 — 1.06 1.53 1.20 2.21 2.10 1.89 1.94 1.21 2.39 36 苯甲醇 14.54 — — — — — — —1.88 — — — —1.47 — — — —37 反-β-罗勒烯 14.82 — — — — 1.58 — — 0.76 — — 1.03 — — — 4.31 0.41 —38 苯乙醛 14.99 8.77 4.00 6.65 3.87 6.00 4.06 4.10 5.35 1.43 11.47 5.45 7.02 7.46 4.17 — 7.45 15.45 39 1-乙基-2-甲酰吡咯 15.28 — 1.93 1.65 1.21 5.35 5.88 1.68 3.85 6.44 3.37 5.83 4.28 2.93 8.75 5.94 2.52 2.77 40 2-乙酰基吡咯 16.12 — — — — — — — — — — 0.73 — — 1.26 — —41 顺-氧化芳樟醇 16.48 — 3.75 3.15 5.29 2.53 — 3.57 4.40 — 4.85 1.86 16.60 4.50 3.44 11.65 1.72 5.46 42 反-氧化芳樟醇 17.27 — 4.53 — 8.61 — 6.29 5.82 11.55 8.03 7.74 — 16.06 5.25 9.07 22.55 2.66 9.42 43 3,5-辛二烯-2-酮 17.52 — 0.73 — 1.00 — 2.32 — — 3.06 0.92 — 4.04 0.73 — — — —44 芳樟醇 17.95 53.82 25.33 36.95 31.32 71.33 38.35 37.59 38.46 38.27 62.57 33.31 72.01 13.56 122.63 92.81 118.83 93.49 45 脱氢芳樟醇 18.11 — — 3.30 — 3.60 3.41 5.24 — 4.93 5.30 — — 12.11 — 9.52 — —46 壬醛 18.12 3.62 3.28 0.99 3.26 — — — 4.56 — — 2.37 11.76 — 4.00 — 2.22 3.29 47 苯乙醇 18.45 — 0.61 — 0.70 — — 1.16 1.75 3.37 2.19 2.22 2.08 2.66 1.27 3.47 0.43 —48 辛酸甲酯 19.13 — — — 0.16 — — — — 0.46 — —0.64 0.15 — — — 0.21 49 反-2-壬烯醛 20.79 0.42 0.30 — 0.32 0.50 0.72 0.34 — 0.40 0.55 0.52 1.30 0.59 — 0.82 0.35 0.32 50 2,5-二甲基苯甲醛 21.33 — — — — — — — — — — — — — — — 0.61 —51萘21.691.79 0.30 0.58 0.48 0.57 0.67 0.32 1.03 1.18 1.12 0.55 1.18 0.54 1.02 1.20 0.48 0.60 52 反-丁酸-3-己烯酯 22.16 0.65 0.42 — 0.32 0.14 0.63 0.20 — 1.22 0.09 0.15 0.73 0.66 0.36 4.13 0.12 0.40 53 α-萜品醇 22.23 — 0.15 0.33 0.21 0.57 — 0.25 0.54 0.44 0.71 0.31 0.44 0.13 0.94 — 0.70 0.32 54 水杨酸甲酯 22.39 4.75 27.65 6.55 15.81 10.20 13.96 12.45 21.81 25.74 19.52 9.71 42.50 15.00 28.02 60.24 10.22 25.31 55 藏红花醛 22.64 1.67 0.89 1.25 1.85 0.67 3.78 1.00 0.58 2.39 1.18 1.84 2.61 1.22 2.13 3.89 1.32 2.35 56 癸醛 23.02 1.63 1.03 1.55 0.87 1.13 0.98 0.90 1.09 1.22 1.00 1.77 2.62 1.13 2.08 1.90 1.02 1.98
图2 中国工夫红茶香气化合物类型及比例
Fig.2 Types and relative contents of aroma components in Congou black tea
不同产区红茶的醇类化合物相对含量有一定差异，其中相对含量最高的为英红（62.96%），其次为滇红（58.04%），而川红中醇类的相对含量最低，为30.34%。检出的17 个醇类化合物中有3 个共性成分，其中质量浓度均值大于1 μg/L的组分有芳樟醇（68.59 μg/L）、香叶醇（25.64 μg/L），这些成分共同构成了红茶甜香、糖香及花香的物质[5]。萜烯醇占醇类总量的85.54%～98.82%，是中国工夫红茶香气主要的醇类化合物，研究证实萜烯醇主要来源于萜类化合物的糖苷，且阈值很低[33-35]，因此对红茶花香和甜香风味贡献很大。萜烯指数（terpene index，TI）的高低与香气特征也有一定关系，TI高，则香气馥郁怡人，TI低，则香气高锐[36]。TI=（芳樟醇+芳樟醇氧化物）/（芳樟醇+芳樟醇氧化物+香叶醇）[11]。由表8可知，英红、海红及滇红TI（0.99、0.99、0.93）较高，越红TI值（0.46）最低，其他地区Ti差异较小，说明大叶种红茶香气馥郁，而其他中小叶种红茶香气高锐。从表8看，英红、海红、滇红、渝红、鲁红、陕红、信阳红、苏红、川红、黔红和湘红是以芳樟醇占优势型，呈现为甜香、糖香，越红是以香叶醇占优势型，其他地区红茶属于中间型，富含芳樟醇和香叶醇，表现出甜香、花果香等。
表8 中国工夫红茶TI与香气类型
Table 8Terpene index and aroma classification of Congou black tea
香气分析 鲁红 陕红 信阳红 祁红 苏红 川红 渝红 宜红 越红 湘红 宁红 黔红 桂红 滇红 闽红 英红 海红TI 0.75 0.77 0.73 0.61 0.91 0.73 0.87 0.65 0.46 0.62 0.59 0.88 0.57 0.93 0.61 0.99 0.99香气类型 第1种 第1种 第1种 第2种 第1种 第1种 第1种 第2种 第3种 第2种 第2种 第1种 第2种 第1种 第2种 第1种 第1种
醛类物质的相对含量以黔红最高（34.66%），而闽红最低（10.06%）。检出的25 个醛类化合物中有8 个共性成分，其中质量浓度均值较高的组分有苯甲醛（10.51 μg/L）、己醛（9.34 μg/L）、苯乙醛（6.53 μg/L）、2-甲基丁醛（3.83 μg/L）。这些醛类成分的阈值都比较低，主要形成红茶的甜香、果香、清香等风味[37-38]。酯类物质中以陕红和闽红的相对含量较高，分别为20.50%和19.67%，其中水杨酸甲酯的平均质量浓度（25.81 μg/L）远高于其他成分。酮类物质的含量在不同产区红茶中变化不大，其中以β-紫罗酮的平均含量最高（4.51 μg/L），其阈值仅为0.2 μg/L，对红茶花香风味有贡献[35]。烯类含量以信阳红中最高（5.91%），其中反-β-罗勒烯、柠檬烯的含量远高于其他红茶。杂环化合物主要是氧杂和氮杂化合物，在苏红、鲁红、宁红中含量较高，对红茶的焦糖香、高火形成有着直接影响[39]。四大高香红茶香气的研究结果表明[40]，芳樟醇、苯乙醇、苯乙醛、己醛和柠檬烯等成分是关键香气活性成分，这些成分对国内工夫红茶香气的表征也有重要贡献。
续表7 μg/L
注：—.未检出。
序号 香气物质 保留时间/min 鲁红 陕红 信阳红 祁红 苏红 川红 渝红 宜红 越红 湘红 宁红 黔红 桂红 滇红 闽红 英红 海红57 β-环柠檬醛 23.63 3.81 1.55 3.29 3.00 1.97 6.15 3.06 1.61 2.28 2.65 2.31 7.35 4.30 3.58 3.93 2.70 4.50 58 顺-3-己烯醇 2-甲基丁酸酯 24.17 0.99 0.58 0.73 0.62 0.32 — 0.51 — 1.66 0.68 — 1.10 0.48 1.64 3.40 0.33 —59 顺-3-己烯异戊酸酯 24.30 — — 0.31 0.13 — 0.30 — 0.97 — 0.67 — 0.75 — — 1.38 — —60 香叶醇 25.36 18.28 9.76 14.64 17.53 7.09 16.36 7.27 28.87 53.38 23.41 24.94 14.37 17.52 9.72 81.70 1.46 1.08 61 反-2-癸烯醛 25.55 — — — — — — — — — — — 0.85 — — — 0.36 —62 3,7-二甲基-2,6-二辛烯醛 26.03 — 0.87 — 1.44 — — — 2.14 3.64 2.65 — 2.53 1.89 — 3.47 0.51 0.91 63 2-甲基萘 26.83 2.84 0.24 — 0.39 — 0.85 — 0.65 1.56 0.61 0.33 — 0.41 — 2.68 0.25 —64 4-辛酮 27.00 — — — — — — — — —1.68 — — — — — — —65 1-甲基萘 27.47 0.79 — — — — — — — 0.41 — — — — — 1.71 — —66 2-异戊基-3,6-二甲基吡嗪 27.89 — — — — — — — — — — 0.46 — — — — — —67 茶香螺烷 27.93 — —1.11 0.57 — — — — — — —1.11 — — —0.58 1.49 68 香叶酸甲酯 28.43 — 0.26 — 0.41 — — — 0.88 1.87 0.60 — — — — 1.50 — —69 α-荜澄茄油烯 29.49 — — 0.49 — — — — 0.59 — — — — — — 0.40 — —70 1,1,6-三甲基-1,2-二氢萘 29.57 0.85 0.18 — 0.16 0.69 1.01 0.23 0.33 0.34 0.56 0.92 0.65 0.53 — 1.08 0.20 0.23 71 1,2,3,4-四氢-1,1,6-三甲基萘 29.66 — 0.07 — — — 0.50 0.22 — 0.23 0.28 0.14 0.34 0.30 — 0.68 — —72 4-甲基-2-苯基-2-戊烯醛 30.49 — — 1.24 — — — — — — — — — — — — 0.34 0.79 73 2-丁基-2-辛烯醛 30.54 — — — — — 1.50 0.40 — 1.48 — — 1.85 — — 1.77 — —74 己酸顺-3-己烯酯 30.89 0.51 0.57 — 0.63 — 1.13 0.22 — 2.25 — 0.25 1.45 0.60 — 7.98 0.28 0.19 75 β-大马烯酮 31.01 — — — — — — — — — — — — 0.60 — — 0.25 0.33 76 己酸己酯 31.16 — 0.11 — 0.11 — — — 0.15 0.79 — — 0.47 — — 1.97 — —77 反-2-己烯己酸酯 31.25 — — — — — — — — — — — — — — 2.25 — —78 十四烷 31.71 1.42 0.35 0.30 0.29 0.36 0.36 0.48 0.88 0.58 0.86 0.53 — 1.44 — — 0.34 0.42 79 长叶烯 31.82 — —2.38 — — — —0.15 0.39 — — — — — — —0.44 80 α-柏木烯 32.01 0.60 0.20 — — 0.46 — 0.30 — 0.98 1.04 1.20 — 0.55 — 1.29 1.41 0.35 81 红没药醇 32.02 — — — — — — — — — — — — — —1.14 — —82 2,6-二甲基萘 32.17 0.41 — — — 0.12 — — — — — — — — — — — —83 反-石竹烯 32.38 — — 0.86 — — — — — — — — — — — 1.09 0.69 0.40 84 α-紫罗酮 32.79 0.61 0.14 0.88 0.57 0.31 1.37 0.43 — 0.91 0.66 0.27 1.07 0.48 — 0.83 1.00 0.64 85 反-香叶基丙酮 33.90 1.02 0.34 1.23 0.88 0.38 1.77 0.63 0.68 1.23 0.87 0.58 2.14 1.03 0.15 1.37 0.59 0.98 86 2,6-二叔丁基苯醌 34.31 0.62 0.21 0.78 0.43 0.50 0.45 0.19 — 0.52 0.80 1.17 0.34 0.40 — 0.82 0.42 0.72 87 β-愈创烯 34.96 — — — — — — — — — — — — — — —0.16 —88 β-紫罗酮 35.23 3.24 1.54 2.81 3.47 3.37 9.27 3.34 1.36 4.55 3.02 1.88 10.64 5.64 4.19 4.42 3.59 5.85 89 5-甲基-2-苯基己烯-2-醛 35.30 0.61 — 1.14 — — 0.69 0.76 — — 1.00 1.72 — — — — 0.33 0.96 90 δ-杜松烯 36.71 2.61 0.73 4.20 0.81 0.80 0.84 — 4.39 2.25 2.91 1.19 1.80 1.08 — 2.01 0.23 —91 二去氢菖蒲烯 37.44 — 0.11 — — — — — 0.63 — 0.73 0.40 0.77 0.35 — — — —92 反-橙花叔醇 38.30 4.14 0.30 2.54 — 0.49 0.41 — 1.30 — 1.30 1.01 1.97 1.27 2.13 — 0.52 0.82 93 顺-3-己烯-苯甲酸酯 38.53 0.46 — — — — — — — — — — — — — — — —94 α-雪松醇 39.67 — 0.24 — — 1.08 0.93 0.68 0.62 1.34 1.70 1.94 — 1.87 — 2.30 1.77 0.68 95 1,2,3,4,4a,7-六氢-1,6-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘 40.58 — — — — — — — — — — — 0.19 — — 0.41 — —96 δ-杜松醇 41.23 — — — — — — —0.36 — — — — — — — — —97 植酮 48.30 0.26 — — 0.13 — 0.28 — — 0.12 — 0.07 0.10 0.05 1.48 — 0.23 0.08 98 十六酸甲酯 51.28 0.29 0.01 — 0.06 0.03 0.19 — — 0.11 0.07 0.06 0.40 0.05 1.56 0.16 0.08 —99 棕榈酸 52.24 0.91 0.12 — 0.10 0.28 0.53 0.26 — 0.27 0.25 0.33 — 0.10 8.61 0.76 0.19 0.21
2.3 工夫红茶系统聚类分析
使用SPSS分析软件，聚类方法为组间联接，度量标准为平方欧氏距离，对17 个红茶的38 个主要香气成分、13 个滋味成分与3 个色差指标进行个案系统聚类分析，结果如图3所示。由图3可知，当类间距为15时，将17 个工夫红茶分为3 类。第1类聚集了13 个红茶，即鲁红、陕红、祁红、宜红等，该类红茶基本为中小叶种工夫红茶，以灌木型茶树的鲜叶为原料加工制成。第2类聚集了3 个红茶，即滇红、英红和海红，该类都是典型的大叶种工夫红茶，以乔木或半乔木茶树的鲜叶为原料加工制成。闽红自为一类，香气成分中醇类和醛类较其他茶样有明显区别，可能与其鲜叶品种、地域环境等因素有关。
图3 中国工夫红茶的系统聚类分析谱系图
Fig.3 Dendrogram of hierarchical cluster analysis (HCA) of Congou black tea
2.4 基于PLS-DA对不同品种工夫红茶的区分
从2.3节系统聚类分析结果可明显区分大叶种红茶与中小叶种红茶，为进一步发现两类红茶的差异特征化合物并对其进行筛选，引出一种有监督模式的识别方法PLS-DA。以2.3节中选取的54 个品质化学成分为X变量，16 个红茶（闽红除外）为Y变量进行PLS-DA。由图4A可以看出，16 个红茶茶样根据其品种被明显区分，其中R2Y为0.962为、Q2为0.827，说明该模型对大叶种和中小叶种红茶具有良好的稳定性和较好的预测能力。将模型建立时定义的分类Y矩阵的变量随机排列200 次，得到随机的不同相应Q2值作为衡量模型是否过拟合的标准。检验结果如图4B所示，R2为0.756，Q2为－0.330，Q2负值表明该PLS-DA模型可靠，未存在过拟合现象，可以用于各自类别的判别分析。
图4C反映各变量对不同品种红茶在得分图上分布的影响，离密集区越远的变量对红茶分类的影响越大。2-乙基呋喃（16）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（27）和δ-杜松烯（48）可作为中小叶种红茶的特征性组分，棕榈酸（51）、黄酮（12）和3-甲基丁醛（14）可作为大叶种红茶的特征性组分，一般认为变异权重参数（variable importance in projection，VIP）值大于1.0表示在判别过程中具有重要作用。VIP值越大，变量在不同品种红茶间的差异越显著。由图4D可以看出，有8 个品质指标VIP大于1.0，可作为区分大叶种和中小叶种红茶的标志物，特别是芳樟醇、香叶醇和己醛等品质成分及色差a值、L值。
图4 工夫红茶品质成分PLS-DA 得分图（A）、拟合曲线（B）、载荷图（C）及其VIP值（D）
Fig.4 Score plot of PLS-DA (A), PLS-DA model of validate components (B), loading plot (C) and VIP values (D) of Congou black tea
图A中1～17对应表1中的工夫红茶样品；图C中1～13依次为水浸出物、茶多酚、儿茶素总量、茶黄素、茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素-3’-没食子酸酯、茶黄素双没食子酸酯、茶红素、茶褐素、氨基酸、咖啡碱、黄酮、可溶性糖，14～51对应表7香气成分编号依次为：3～5、8、9、11、12、16～18、21、22、26～29、33、35、38、39、41、42、44～47、54～57、60、62、74、88、90、91、94、99，52～54分别对应L、a、b值。
3 结 论
本研究对中国17 个主要产茶区工夫红茶的品质特征及其化学成分进行鉴定和分析，并利用PCA法建立工夫红茶滋味品质评价模型。中国工夫红茶在感官品质上表现出甜香、薯甜香、甜醇等良好的香气、滋味特性。其中滇红、英红和海红的香气呈现甜香浓郁、滋味甜浓，鲁红、陕红、湘红、苏红等带薯甜香、焦糖香、滋味醇厚，其他红茶以甜香纯正、甜醇滋味为主。通过比较发现，不同产区工夫红茶的品质成分组成与含量存在差异。红茶水浸出物质量分数为42.20%～49.48%，其中渝红和英红的水浸出物含量明显高于其他红茶。宜红、越红的茶多酚含量较高，而英红、鲁红的儿茶素总量明显高于其他红茶。4 个茶黄素单体中，茶黄素双没食子酸酯的平均质量分数（0.23%）最高，而茶黄素（0.07%）最低。信阳红、祁红、宜红和滇红的4 个茶黄素单体含量较高，茶红素含量以桂红、海红较高，而茶褐素含量在湘红和陕红中较高。工夫红茶的茶黄素和茶红素之和与茶褐素比值为1.05～1.12，是其滋味鲜醇、汤色红亮的物质基础。英红、海红、信阳红、宜红、越红、黔红和祁红的可溶性糖质量分数均高于4%，是其茶汤甜醇滋味的重要物质基础。渝红（5.04%）和湘红（4.61%）中咖啡碱含量较高，黄酮在大叶种红茶（滇红、英红和海红）中的质量分数水平较高且大于2.7%。渝红和闽红的L值较高，与感官审评结果相一致，英红、滇红、鲁红、信阳红和苏红的a/b值均高于0.3，其汤色评分均较优，色差衍生指标a/b值可一定程度反映红茶汤色品质的优劣。茶叶风味品质同时受香气组分含量和比例结构的影响，尤其是组分构成的转变对香气品质的形成更为重要。工夫红茶中共鉴定出99 个香气成分，其中醇类和醛类是主要的香气化合物，尤其是呈现甜香、花香的萜烯醇含量高，其中英红和滇红中醇类含量较高，黔红中醛类含量最高。
基于17 个红茶13 个主要滋味成分利用PCA法建立滋味品质评价模型，该预测模型对红茶滋味品质评价结果与感官审评结果较为相似，相关系数为0.735（P＜0.01），能够较好评估所测样品的滋味品质，茶黄素和茶多酚是工夫红茶进行品质评价的重要指标。系统聚类分析显示闽红自为一类，滇红、英红和海红等大叶种红茶聚为一类，其他中小叶种红茶样品聚为一类。基于PLS-DA的多元统计分析可将2 类不同品种工夫红茶明显区分，并获得标志性差异化合物，尤其是芳樟醇、a值、香叶醇、L值和己醛等，可作为大叶种和中小叶种工夫红茶区分的主要特征标志物。不同产区红茶因种植环境、鲜叶品种和加工工艺等不同，其风味品质上存在较大差异。通过PCA所建的滋味评价模型可区分上述因素引起的品质差异，在产地溯源、等级判别等方面具有广泛的应用前景。本研究后续还需丰富红茶样本容量，如不同等级、采摘季节等样品，同时补充完善单糖、有机酸类等品质成分，以建立更加科学、合理的评价体系，对红茶综合品质进行评价和预测。同时系统聚类分析可实现大叶种和中小叶种工夫红茶的准确分类，PLS-DA可以得到两类红茶区别的主要标志物，说明通过聚类分析与PLS-DA相结合的方式能够更全面、客观地对红茶的综合品质进行分析和评价。
[1]邰莉.近代祁门红茶出口贸易研究[D].合肥: 安徽大学, 2019.
[2]李达敏.浅谈海南大叶种工夫红茶品质[J].中国茶叶, 2019, 41(2):50-52.
[3]FANG S M, NING J M, HUANG W J, et al.Identification of geographical origin of Keemun black tea based on its volatile composition coupled with multivariate statistical analyses[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2019, 99(9): 4344-4352.DOI:10.1002/jsfa.9668.
[4]WANG C, ZHANG C X, KONG Y W, et al.A comparative study of volatile components in Dianhong teas from fresh leaves of four tea cultivars by using chromatography-mass spectrometry, multivariate data analysis, and descriptive sensory analysis[J].Food Research International, 2017, 100: 267-275.DOI:10.1016/j.foodres.2017.07.013.
[5]郑鹏程, 刘盼盼, 龚自明, 等.湖北红茶特征性香气成分分析[J].茶叶科学, 2017, 37(5): 465-475.DOI:10.13305/j.cnki.jts.2017.05.005.
[6]李晓静, 游芳宁, 李磊磊, 等.不同工艺不同品种坦洋工夫红茶品质的比较[J].食品工业科技, 2018, 39(19): 27-33; 39.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2018.19.005.
[7]杨娟, 李中林, 袁林颖, 等.不同茶树品种夏季鲜叶工夫红茶适制性比较[J].食品安全质量检测学报, 2019, 10(13): 4242-4248.
[8]易超, 吕才有.基于GC-MS的几种云南中小叶种红茶香气分析[J].黑龙江农业科学, 2019(3): 122-126.
[9]马玉青, 方成刚, 夏丽飞, 等.不同发酵程度对重萎凋“云抗10号”红茶香气成分的影响[J].西南农业学报, 2020, 33(4): 760-768.DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2020.4.012.
[10]宋楚君, 范方媛, 龚淑英, 等.不同产地红茶的滋味特征及主要贡献物质[J].中国农业科学, 2020, 53(2): 383-394.DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2020.02.012.
[11]龚自明, 刘盼盼, 郑鹏程, 等.长江中下游产区红茶品质分析[J].食品工业科技, 2018, 39(23): 247-254.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2018.23.043.
[12]国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.茶叶感官审评方法: GB/T 23776—2018[S].北京: 中国标准出版社, 2018.
[13]国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.茶 磨碎试样的制备及其干物质含量测定: GB/T 8304—2013[S].北京:中国标准出版社, 2013.
[14]国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.茶 水分测定: GB/T 8304—2013[S].北京: 中国标准出版社, 2013.
[15]国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.茶 水浸出物测定: GB/T 8305—2013[S].北京: 中国标准出版社, 2013.
[16]国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法: GB/T 8313—2018[S].北京:中国标准出版社, 2018.
[17]国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.茶 游离氨基酸总量的测定: GB/T 8314—2013[S].北京: 中国标准出版社, 2013.
[18]黄意欢.茶学实验技术[M].北京: 中国农业出版社, 1997: 124-135.
[19]李勋兰, 洪林, 杨蕾, 等.11 个柑橘品种果实营养成分分析与品质综合评价[J].食品科学, 2020, 41(8): 228-233.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190526-307.
[20]马林龙, 刘艳丽, 曹丹, 等.不同茶树品种<系>绿茶滋味品质分析及其评价模型构建[J].农业工程学报, 2020, 36(10): 277-286.DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2020.10.034.
[21]王秋霜, 陈栋, 许勇泉, 等.中国名优红茶香气成分的比较研究[J].中国食品学报, 2013, 13(1): 195-200.DOI:10.16429/j.1009-7848.2013.01.030.
[22]安会敏, 熊一帆, 张杨波, 等.临沧工夫红茶季节判定模型及风味轮的构建[J].食品工业科技, 2019, 40(23): 199-206.DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2019.23.033.
[23]刘盼盼, 邓余良, 尹军峰, 等.绿茶滋味量化及其与化学组分的相关性研究[J].中国食品学报, 2014, 14(12): 173-181.DOI:10.16429/j.1009-7848.2014.12.029.
[24]TAN J F, DAI W D, LU M L, et al.Study of the dynamic changes in the non-volatile chemical constituents of black tea during fermentation processing by a non-targeted metabolomics approach[J].Food Research International, 2016, 79: 106-113.DOI:10.1016/j.foodres.2015.11.018.
[25]LIU P P, YIN J F, CHEN G S, et al.Flavor characteristics and chemical compositions of oolong tea processed using different semifermentation times[J].Journal of Food Science and Technology, 2018,55: 1185-1195.DOI:10.1007/s13197-018-3034-0.
[26]JIANG Y W, HUA J J, WANG B, et al.Effects of variety, season, and region on theaflavins content of fermented Chinese Congou black tea[J].Journal of Food Quality, 2018: 1-9.DOI:10.1155/2018/5427302.
[27]滑金杰, 袁海波, 姚月凤, 等.温度对茶发酵叶色泽及茶色素含量的影响[J].农业工程学报, 2018, 34(12): 300-308.DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2018.12.038.
[28]AI Z Y, ZHANG B B, CHEN Y Q, et al.Impact of light irradiation on black tea quality during withering[J].Journal of Food Science and Technology, 2017, 54: 1212-1227.DOI:10.1007/s13197-017-2558-z.
[29]SCHARBERT S, HOFMANN T.Molecular definition of black tea taste by means of quantitative studies, taste reconstitution and omission experiments[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2005, 53(13): 5377-5384.DOI:10.1021/jf050294d.
[30]王家勤, 姚月凤, 袁海波, 等.基于色差系统的工夫红茶茶汤亮度的量化评价方法研究[J].茶叶科学, 2020, 40(2): 259-268.DOI:10.13305/j.cnki.jts.2020.02.012.
[31]刘洪林.工夫红茶品质客观评价研究[D].重庆: 西南大学, 2015.
[32]张春岭, 刘慧, 刘杰超, 等.基于主成分分析与聚类分析的中、早熟桃品种制汁品质评价[J].食品科学, 2019, 40(17): 141-149.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190222-137.
[33]OWUOR P O, OBANDA M, NYIRENDA H E, et al.Influence of region of production on clonal black tea chemical characteristics[J].Food Chemistry, 2008, 108(1): 263-271.DOI:10.1016/j.foodchem.2007.09.017.
[34]QIU X L, WANG J X, YU X F, et al.Aroma formation in Dianhong black tea: effects of baking[J].International Journal of Food Properties,2017, 20(11): 2724-2735.DOI:10.1080/10942912.2016.1249797.
[35]SCHUH C, SCHIEBERLE P.Characterization of the key aroma compounds in the beverage prepared from Darjeeling black tea:quantitative differences between tea leaves and infusion[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(3): 916-924.DOI:10.1021/jf052495n.
[36]程超, 夏兰欣, 杜芬妮, 等.基于9 种风味物质的利川红SPME优化及PLS-DA风味识别[J].食品科学, 2021, 42(6): 215-222.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200324-353.
[37]SHI J, XIE D C, QI D D, et al.Methyl Jasmonate-induced changes of flavor profiles during the processing of green, oolong, and black tea[J].Frontiers in Plant Science, 2019, 10: 781.DOI:10.3389/fpls.2019.00781.
[38]ZHU J C, CHEN F, WANG L Y, et al.Evaluation of the synergism among volatile compounds in Oolong tea infusion by odour threshold with sensory analysis and E-nose[J].Food Chemistry, 2017, 221:1484-1490.DOI:10.1016/j.foodchem.2016.11.002.
[39]ZHENG X Q, LI Q S, XIANG L P, et al.Recent advances in volatiles of teas[J].Molecules, 2016, 21: 338.DOI:10.3390/molecules21030338.
[40]KANG S Y, YAN H, ZHU Y, et al.Identification and quantification of key odorants in the world’s four most famous black teas[J].Food Research International, 2019, 121: 73-83.DOI:10.1016/j.foodres.2019.03.009.