古茶树是指分布在天然林中野生古茶树及其群落、半驯化的野生茶树或栽培100年以上古茶园中的茶树[1]，因生境和园艺措施相对比较原始，未被人们大量破坏，其具备了优良品质特性和丰富生化成分[2]，研究表明，利用古茶树鲜叶试制红茶产品具有滋味甜醇、醇和的滋味特征[3]。
发酵是红茶品质特征形成的关键环节。茶叶在发酵过程中，多酚类化合物在酶作用下发生酶促氧化聚合，进而合成茶色素[4-5]，形成红茶固有品质特性[6]。温度是茶叶发酵过程中一个关键参数，影响茶叶多酚的氧化速度和酶活性[7]。较低发酵温度有利于多酚氧化酶活性维持和茶黄素、茶红素和茶褐素的持续形成。过高的温度导致更高的酶活性、更高的儿茶素氧化损耗率以及茶红素和茶褐素的过量产生。不同发酵温度控制策略，对茶黄素、茶红素、茶褐素等不同类别色素影响程度不同，曹冰冰等[8]采用先高后低的变温发酵方式，既能节省时间，也能有效积累茶黄素，成品茶品质较好；ASIL M H等[9]研究发现，发酵温度在25 ℃时茶黄素含量较高，在30 ℃以上时，茶黄素开始显著下降，茶红素含量显著增加；红茶在发酵初期利用高温快速激活酶活性，有利于初级及中间产物形成，中后期利用低温维持酶活性，有利于抑制茶红素、茶褐素等高级聚合物形成，不仅减少发酵时间，且茶黄素生成量较多[10]。变温发酵原理在于前期迅速激发酶活性，中后期稳定酶活性有效发挥酶促氧化作用，抑制不利品质成分生成促进有利品质成分得以高效生成，形成高品质红茶[11-13]。BHATTACHARYYA N等[14]研究表明，在发酵的早期阶段充分通风及高温有利于茶黄素（theaflavin，TF）的形成，提升红茶品质。说明合理调控红茶发酵温度，对于改变茶黄素、茶红素、茶褐素的比例和形成量具有实际意义。
本研究以古茶树鲜叶为原料制备功夫红茶，采用感官评价、电子舌技术和高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC）探究不同发酵方式（变温发酵、恒温发酵和常温发酵）对功夫红茶感官品质、滋味、理化成分、汤色成分及游离氨基酸含量的影响，并结合化学计量学和滋味活性值（taste activity value，TAV）分析不同发酵方式所制红茶品质的差异。旨在获得优质功夫红茶最佳发酵方法，为红茶技术改进和创新提供理论依据和技术指导。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 原料
古茶树鲜叶：2022年6月采集于贵州安顺岩腊乡一芽一叶和二叶。
1.1.2 化学试剂
咖啡碱（caffeine，CAF）、无水乙醇、绿原酸（chlorogenic acid，CA）、茶黄素-3,3'-双没食子酸酯（theaflavin-3,3'-digallate，TFDG）、酒石酸亚铁、盐酸、浓硫酸、没食子酸（gallic acid，GA）、茶黄素（theaflavin，TF）、茶黄素-3-单没食子酸酯（theaflavin-3-monogallate，TF-3-G）、茚三酮、茶黄素-3'-单没食子酸酯（theaflavin-3'-monogallate，TF-3'-G）（均为分析纯）：上海源叶生物技术公司；表没食子儿茶素（epigallocatechin，EGC）、没食子儿茶素（gallocatechin，GC）、表儿茶素（epicatechin，EC）、儿茶素（catechin，C）、表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、儿茶素没食子酸酯（catechin gallate，CG）、表儿茶素没食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、没食子儿茶素没食子酸酯（gallatechin gallate，GCG）：美国Sigma Aldrich公司；各氨基酸标准品（纯度均＞98%）、四氢呋喃、乙腈、甲醇、乙酸（均为色谱纯）：长沙隆和化玻实验用品有限公司。
1.2 仪器与设备
5424R型离心机：美国Eppendorf公司；SHZ-III型真空抽滤装置：天津市恒奥科技发展有限公司；WGL-230B型电热鼓风干燥箱、DK-98-Ⅱ型电热恒温水浴锅：天津市泰斯特仪器有限公司；QP2010气质联用（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）仪、LC-2030C型高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）仪：谱质分析检测技术（上海）有限公司；YXQ-50A立式压力蒸汽灭菌器、BSD-150振荡培养箱：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；FBS-750A型快速水分测干仪：厦门弗布斯检测设备有限公司；PL203型电子分析天平：梅特勒-托利多仪器有限公司；6CR-65揉捻机：浙江高远机械有限公司；6CHFJ-10B发酵机、6CTH-6型茶叶箱式烘干机：浙江上洋机械有限公司；α-Astree电子舌系统：法国Alpha MOS公司；AccQ·Tag TM色谱柱（4 μm，3.9 mm×150 mm）：美国Waters公司。
1.3 方法
1.3.1 古茶树鲜叶样品处理及发酵参数设计
将鲜叶薄摊（约4 cm）在萎调槽内，进行自然萎凋13 h；揉捻：采用65型揉捻机揉捻，揉捻总时间80 min，加压方式采取不加压10 min、轻压35 min，重压揉20 min，轻压揉15 min。发酵温度设在已有文献[11，15]报道设置温度以内，利用5台发酵机进行发酵，每一发酵方式均进行每隔1 h人工翻动一次，古茶树鲜叶分别设置不同的发酵方式（变温发酵、恒温发酵和常温发酵），具体发酵温度、相对湿度和发酵时间设计见表1。
表1 不同发酵方式制备功夫红茶试验设计
Table 1 Experimental design of Congou black tea prepared by different fermentation methods
注：以上温度、相对湿度为发酵机显示温度。
样品编号 发酵条件SJ1 SJ2 SJ3 SJ4 CW1 CW2 SW变温发酵（35 ℃1 h+30 ℃2 h），相对湿度95%变温发酵（35 ℃1 h+25 ℃2 h），相对湿度95%变温发酵（30 ℃1 h+25 ℃2 h），相对湿度95%变温发酵（27 ℃1 h+23 ℃2 h），相对湿度95%恒温发酵（27 ℃3 h），相对湿度95%恒温发酵（23 ℃3 h），相对湿度95%自然发酵（22～30 ℃3 h），相对湿度83%
发酵叶厚度约10 cm，其中室温自然发酵按照传统红茶发酵篓盛装发酵方式进行发酵，时间和其他发酵方式时间一致；初烘采用箱式烘干机120 ℃烘30 min，继续在温度75 ℃条件下烘3 h。
1.3.2 分析检测
（1）感官评价
参照国标GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》，由茶叶专业评审人员（男女各半）对不同发酵方式茶样进行感官评价。准确称取3 g茶样，加入150 mL沸水冲泡5 min后，按冲泡次序依次将茶汤等速沥入审评碗，对茶汤的滋味、香气、汤色进行品评，按百分制进行评分。感官评分=滋味评分×45%+香气评分×35%+汤色评分×20%
（2）理化成分及汤色成分
水浸出物测定：按照国标GB/T 8305—2013《茶水浸出物测定》；茶多酚测定：参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》；咖啡碱、儿茶素测定：按照国标GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》；茶黄素、茶红素、茶褐素测定：采用系统分析法[7]；茶黄素测定：按照GB/T 30483—2013《茶黄素测定》；可溶性总糖测定：采用蒽酮比色法。
（3）游离氨基酸检测
利用HPLC-荧光检测器（fluorescence detector，FLD）对茶样18种游离氨基酸组分定量分析。准确称取1 g古茶树鲜叶发酵样品于250 mL锥形瓶中加入150 mL沸蒸馏水，在沸水浴中浸提45 min，每10 min摇晃一次，浸提结束后趁热过滤，冷却至室温，采用250 mL容量瓶定容，用0.45 μm水系滤头过滤。HPLC色谱条件为：AccQ·Tag TM色谱柱（4 μm，3.9 mm×150 mm），流速0.25 mL/min，进样量5 μL，柱温40 ℃；流动相A（AccQ.Tag洗脱液∶水为1∶10，V/V），流动相B（乙腈），流动相C（超纯水），梯度洗脱程序为：0～17 min，100%～91%A相，5%B相，4%C相；18～24 min，80%A相，17%B相，3%C相；25～32 min，68%A相，20%B相，12%C相；33～34 min，68%A相，20%B相，12%C相；35 min，60%B相，40%C相；38 min，100%A相；36～45 min，100%A相。
1.3.3 茶汤滋味电子舌检测
参考吴仕敏等[16]检测方法，略作修改，按照国标GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》中感官评价方法冲泡，每个茶样冲泡3次，趁热用滤纸减压抽滤，3次茶汤过滤后混合摇匀，待冷却至室温进行电子舌数据采集。
1.3.4 数据处理
采用Excel 2019、SPSS 19.0进行数据分析，Origin 9.8.0软件绘图。
2 结果与分析
2.1 不同发酵方式制备功夫红茶的感官品质
对不同发酵方式所制功夫红茶进行感官评价，结果见表2。由表2可知，不同发酵方式对红茶香气、滋味和汤色影响较大。在滋味方面，不同发酵方式制得红茶样品感官评分由高到低依次是SJ3＞SJ4＞CW1＞SJ2＞SW＞CW2＞SJ1，其中样品SJ3感官品质最佳（92.23分），汤色红亮，甜醇回甘，滋味甜醇度较高；样品SJ1和CW2感官评分最低，均为88分。发酵温度过低或过高均不利于红茶优良品质的形成，均会使茶汤滋味和香气感官品质变差。自然发酵和常温23 ℃发酵红茶香气略带青气，汤色欠红亮，滋味带涩，总体得分均较低，可能与23 ℃和自然环境温度达不到发酵要求，酶活性激活程度不足，发酵转化不足，导致多酚类物质过多保留、茶红素类物质形成量不足有关，同时自然发酵湿度也较低；变温发酵样品SJ1得分最低，这可能由于该处理发酵前后温度均较高，导致多酚类氧化、转化过快，产物生成量不协调，同时茶黄素类物质快速高聚合形成茶褐素类物质，使得茶汤尚亮[17]。与常温发酵、自然发酵相对比，变温发酵红茶SJ2、SJ3和SJ4在汤色亮度、香气类型、滋味方面均较优，可能与前期适当高温快速激活酶活性，后期低温保持酶活性使得整个茶叶发酵体系得以均衡稳定有关。
表2 不同发酵方式对功夫红茶感官品质的影响
Table 2 Effect of different fermentation methods on sensory quality of Congou black tea
样品编号 感官评分/分滋味评语香气评语滋味评分/分 香气评分汤色评语 汤色评分/分SJ1 SJ2 SJ3 SJ4 CW1 CW2 SW甜醇，稍闷甜醇甜醇回甘尚甜醇尚甜醇尚甜醇微苦涩甜醇带涩88.0 91.0 92.5 90.5 90.0 88.0 89.0甜香带闷甜香甜香带花香甜香带花香甜香甜香略有青气甜香略有青气87.0 90.0 92.0 91.5 90.5 89.0 89.0红、尚亮红、尚亮红亮红亮橙红明亮橙红较亮橙红明亮90.0 90.0 92.0 92.0 89.5 88.0 89.0 88.05 90.45 92.23 91.15 90.80 88.35 89.00
2.2 电子舌分析不同发酵方式制备功夫红茶茶汤滋味
滋味是评价茶叶品质优异重要指标之一，是指茶叶中可溶性物质溶于茶汤后综合味觉表征。电子舌通过茶汤综合表征滋味物质呈味特性，是量化滋味评价一种新技术手段。本研究利用传感器包括ANS（甜）、SCS（苦）、NMS（鲜）、AHS（酸）4个茶叶主要滋味属性和2个综合属性（CPS和PKS）对不同发酵方式所制红茶进行电子舌检测，结果见图1。不同发酵方式下古树红茶电子舌响应值方差分析结果见图2。
图1 不同发酵方式制备功夫红茶滋味雷达图
Fig.1 Taste radar chart of Congou black tea prepared by different fermentation methods
图2 不同发酵方式制备功夫红茶电子舌响应值方差分析结果
Fig.2 Variance analysis results of electronic tongue response values of Congou black tea prepared by different fermentation methods
不同字母表示差异显著（P＜0.05）。
由图1和图2可知，不同发酵方式制得红茶茶汤滋味轮廓不同。样品SJ1在AHS（酸）、CPS传感器响应值最高，且显著高于其他茶样（P＜0.05），但在SCS（苦）、PKS、NMS（鲜）传感器响应值最低，且显著低于其他茶样（P＜0.05）；样品CW2在ANS（甜）传感器响应值最低，显著低于其他茶样（P＜0.05），但SCS（苦）和PKS传感器响应值较高；样品CW1在CPS传感器响应值最低，显著低于其他茶样（P＜0.05）；其他古树红茶茶样各传感器响应值均较适中，但样品SJ3在ANS（甜）、NMS（鲜）、CPS、PKS强度均较高，且在SCS（苦）、AHS（酸）传感器响应值均较低。即样品SJ3在甜味、鲜味和综合滋味强度较强，且苦味较低。综合而言，样品SJ3品质较佳。该结论与2.1中滋味感官评价结果一致。
2.3 不同发酵方式制备功夫红茶理化成分
不同发酵方法对所制红茶主要理化指标的影响，结果见表3。由表3可知。不同发酵方式制备红茶茶样水浸出物含量为36.85%～38.43%，样品SJ3水浸出物最高为38.43%，其次是样品SJ2为38.27%，样品SW水浸出物为36.85%，显著低于其他茶样（P＜0.05）；咖啡碱含量为42.42～42.91 mg/g，且差异不显著（P＞0.05），这与谢念祠等[11]的研究结果一致；可溶性糖是形成红茶茶汤甜醇的主要贡献物质，能削弱咖啡碱苦味，提高茶汤滋味品质[18]。茶样可溶性糖含量为6.17%～6.34%，且各茶样间差异不显著（P＞0.05）。
表3 不同发酵方式制备功夫红茶理化成分的检测结果
Table 3 Determination results of physicochemical compositions of Congou black tea prepared by different fermentation methods
注：同行不同小写字母表示各处理组之间差异显著（P＜0.05）。下同。
项目水浸出物/%茶多酚/%EGC/（mg·g-1）C/（mg·g-1）EC/（mg·g-1）EGCG/（mg·g-1）ECG/（mg·g-1）GC/（mg·g-1）CG/（mg·g-1）GCG/（mg·g-1）CAF/（mg·g-1）可溶性总糖/%酯型儿茶素/（mg·g-1）非酯型儿茶素/（mg·g-1）儿茶素总量/（mg·g-1）样品编号SJ1 SJ2 SJ3 SJ4 CW1 CW2 SW 37.92±0.28ab 15.32±0.26c 19.31±0.87a 0.48±0.02a 2.14±0.01d 19.57±0.46 10.22±0.18bc 20.59±0.42a 0.96±0.04a 5.94±0.06a 42.85±0.12a 6.32±0.03a 36.69±0.49c 42.52±0.70a 79.22±0.65b 38.27±0.53a 15.54±0.16bc 18.98±0.71a 0.43±0.02ab 2.18±0.03d 19.4±0.25 10.17±0.05c 20.41±0.23ab 0.87±0.06ab 5.42±0.08b 42.67±0.50a 6.26±0.03a 35.87±0.32c 42.02±0.57a 77.89±0.90b 38.43±0.48a 15.41±0.26c 19.29±1.03a 0.42±0.01b 2.54±0.07c 19.65±0.10 10.44±0.2bc 20.44±0.08ab 0.84±0.03ab 5.43±0.09b 42.42±0.03a 6.17±0.01a 36.37±0.17c 42.69±1.06a 79.06±0.95ab 37.65±0.45bc 15.61±0.45bc 18.43±0.30a 0.43±0.02ab 2.87±0.09b 20.41±0.15 10.54±0.06b 20.12±0.11ab 0.80±0.02b 5.94±0.05a 42.91±0.02a 6.34±0.04a 37.70±0.17b 41.86±0.32a 79.56±0.48ab 36.85±0.66d 16.16±0.35ab 18.40±0.2a 0.47±0.02ab 2.66±0.12c 21.17±0.04 11.23±0.12a 20.33±0.15ab 0.87±0.02ab 5.50±0.43ab 42.69±0.06a 6.32±0.06a 38.77±0.49a 41.86±0.37a 80.64±0.81ab 37.39±0.58bc 15.68±0.28bc 21.49±3.90a 0.46±0.02ab 3.12±0.11a 21.45±0.29 10.34±0.09bc 19.90±0.06b 0.87±0.03ab 5.63±0.04ab 42.77±0.10a 6.22±0.010a 38.31±0.33ab 44.99±3.81a 83.30±4.02a 37.30±0.27cd 16.33±0.20a 20.15±0.15a 0.44±0.01ab 3.22±0.09a 21.44±0.09 11.25±0.09a 20.35±0.35ab 0.93±0.01ab 5.44±0.04b 42.50±0.05a 6.31±0.02a 39.07±0.11a 44.18±0.44a 83.25±0.53a
红茶茶多酚含量为15.32%～16.33%，样品SW茶多酚为16.33%，显著高于其他茶样（P＜0.05），样品SJ1、SJ3和SJ2显著低于其他茶样（P＜0.05）。茶叶中多酚类物质在酶催化作用下，发生酶促氧化、降解、聚合反应，由于温度的不同，酶激活程度不同，氧化程度也不同，在低温时表现出低消耗和高残留水平，而在高温时则表现出高消耗、低残留水平[19]，说明前期适当提高发酵温度，有利于茶多酚氧化聚合反应更充分。儿茶素含量为77.89～83.3 mg/g，样品CW2和SW儿茶素含量分别为83.3 mg/g、83.25 mg/g，显著高于其他茶样（P＜0.05），样品SJ1和SJ2儿茶素含量分别为79.22 mg/g、77.89 mg/g，显著低于其他茶样（P＜0.05）；8种儿茶素组分中，GC含量最高，为19.9～20.59 mg/g，其余依次为EGCG、EGC、ECG、GCG，C含量最低，为0.42～0.48 mg/g；酯型儿茶素含量为35.87～39.07 mg/g，样品SW、CW1和CW2酯型儿茶素含量分别为39.07 mg/g、38.77 mg/g和38.31 mg/g，显著高于其他茶样（P＜0.05），样品SJ1、SJ3和SJ2酯型儿茶素含量分别为36.69 mg/g、36.37 mg/g和35.87 mg/g，显著低于其他茶样（P＜0.05）；非酯型儿茶素含量为41.86～44.99 mg/g，且各茶样间差异不显著（P＞0.05）。儿茶素在红茶发酵过程中含量变化趋势相近，但因各组分化学性质以及参与的化学反应不同，导致各组分氧化规律不一，通常简单儿茶素氧化速度呈起伏不定的变化规律；而酯型儿茶素氧化速度基本保持逐步降低趋势，且在发酵过程中的消耗量也存在显著差异[20]。这可能是酯型儿茶素含量均较低、各儿茶素在7个处理茶样中变化趋势存在差异的原因。
2.4 不同发酵方式制备功夫红茶游离氨基酸
不同发酵方式所制红茶游离氨基酸含量分析结果见表4。
表4 不同发酵方式制备功夫红茶氨基酸含量检测结果
Table 4 Determination results of amino acid contents in Congou black tea prepared by different fermentation methods mg/g
项目天冬氨酸丝氨酸苏氨酸谷氨酸丙氨酸甲硫氨酸组氨酸甘氨酸亮氨酸样品编号SJ1 SJ2 SJ3 SJ4 CW1 CW2 SW 0.51±0.01b 1.03±0.04bc 0.31±0.01a 2.11±0.02c 0.09±0.01ab 0.41±0.01ab 0.86±0.04ab 0.03±0a 0.31±0.01a 0.44±0.03c 0.87±0.01bc 0.27±0.01a 2.03±0.03d 0.11±0.01a 0.40±0.02ab 0.90±0.03a 0.04±0.01a 0.32±0.01a 0.58±0.01a 1.06±0.04b 0.33±0.02a 2.33±0.02a 0.10±0ab 0.45±0.01a 0.76±0.02c 0.03±0.02a 0.32±0a 0.54±0.01ab 0.92±0.26bc 0.29±0.04a 2.17±0.06bc 0.09±0.01ba 0.41±0.01b 0.85±0.01ab 0.03±0.00a 0.31±0.01a 0.45±0.03c 0.77±0.04c 0.26±0.02a 2.22±0.02b 0.10±0ab 0.36±0.01b 0.81±0.02bc 0.04±0.00a 0.32±0.01a 0.45±0.02c 1.31±0.02a 0.34±0.04a 2.12±0.02c 0.07±0b 0.42±0.00ab 0.92±0.01a 0.04±0.00a 0.28±0a 0.50±0.01bc 1.32±0.02a 0.31±0.02a 2.19±0.02bc 0.08±0b 0.39±0.02ab 0.84±0.05ab 0.03±0.0a 0.31±0.01a
续表
项目酪氨酸茶氨酸苯丙氨酸赖氨酸精氨酸半胱氨酸异亮氨酸脯氨酸缬氨酸总游离氨基酸鲜味氨基酸苦味氨基酸甜味氨基酸样品编号SJ1 SJ2 SJ3 SJ4 CW1 CW2 SW 0.38±0.01a 6.87±0.08b 0.29±0a 0.30±0a 0.41±0a 0.05±0a 0.25±0.01a 0.25±0.01ab 0.31±0.01a 14.83±0.09ab 9.50±0.07ab 3.54±0.04a 1.72±0.03ab 0.41±0a 6.59±0.04c 0.31±0.01a 0.33±0.01a 0.39±0.02a 0.05±0a 0.22±0.01a 0.24±0.01b 0.32±0.01a 14.3±0.13c 9.07±0.08d 3.63±0.10a 1.54±0.06bc 0.43±0.01a 6.78±0.02b 0.32±0a 0.30±0a 0.41±0a 0.06±0a 0.25±0.02a 0.26±0.01a 0.27±0.01b 15.08±0.06a 9.69±0.03a 3.54±0.07a 1.78±0.02ab 0.41±0.01a 6.55±0.04c 0.27±0.01a 0.31±0.02a 0.42±0.01a 0.05±0a 0.19±0.01a 0.26±0.01a 0.34±0a 14.46±0.32c 9.27±0.02c 3.53±0.04a 1.60±0.3bc 0.43±0.02a 7.11±0.02a 0.30±0.01a 0.31±0.01a 0.43±0.01a 0.05±0a 0.21±0.04a 0.22±0.01c 0.33±0.02a 14.80±0.12b 9.46±0.03b 3.54±0.05a 1.40±0.05c 0.43±0.02a 6.64±0.03c 0.24±0.01a 0.32±0a 0.44±0.04a 0.06±0a 0.22±0.02a 0.25±0.01ab 0.30±0.01a 14.89±0.03a 9.22±0.04c 3.59±0.07a 2.02±0.01a 0.42±0a 6.38±0.03d 0.29±0.02a 0.32±0.01a 0.42±0.03a 0.04±0a 0.14±0.10a 0.22±0.01c 0.28±0.02b 14.55±0.11bc 9.07±0.03d 3.45±0.08a 1.98±0.03a
由表4可知，红茶中共检出18种氨基酸组分，总含量为14.30～15.41 mg/g，样品SJ3茶样总游离氨基酸最高，且显著高于其他茶样（P＜0.05），样品SJ2总游离氨基酸显著低于其他茶样（P＜0.05）；随着发酵过程进行，游离氨基酸总量呈现下降趋势，与余鹏辉等[21-22]研究结果相似。在18种游离氨基酸组分中苏氨酸、甘氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸、半胱氨酸和异亮氨酸含量在7个茶样间无显著差异（P＞0.05）。茶样中氨基酸组分中含量较多的分别是茶氨酸、谷氨酸、丝氨酸、组氨酸和天冬氨酸。样品CW1中茶氨酸含量最高，为7.11 mg/g，显著高于其他茶样（P＜0.05），SW茶样中茶氨酸含量最低，为6.38 mg/g，显著低于其他茶样（P＜0.05）；样品SJ3中谷氨酸含量最高，为2.33 mg/g，显著高于其他茶样（P＜0.05），样品SJ2中谷氨酸含量最低，为2.03mg/g，显著低于其他茶样（P＜0.05）。根据各氨基酸滋味呈味特性，将18种游离氨基酸组分分为鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸和无味氨基酸[24]。茶样中鲜味氨基酸含量＞苦味氨基酸＞甜味氨基酸，样品SJ3中鲜味氨基酸最高，样品SJ2和SW中鲜味氨基酸最低；样品CW2中甜味氨基酸最高，样品中甜味氨基酸CW1最低，这与谢念祠等[11]研究结果一致。在发酵过程中氨基酸类物质可与儿茶素氧化产物—邻醌结合形成芳香物质，同时部分氨基酸，如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸等转化为醛、醇等物质[23-25]。这可能是氨基酸在发酵过程中含量下降的主要原因。
2.5 不同发酵方式制备功夫红茶主要汤色成分
对不同发酵方式所制茶样主要汤色成分含量进行检测，结果见表5。由表5可知，茶黄素组分以茶黄素-3,3'-没食子酸酯（TF-D-G）和茶黄素-3'-没食子酸酯（TF-3'-G）含量为主，且TF-D-G和TF-3'-G在不同发酵方式下各茶样间无显著差异（P＞0.05）；茶黄素（TF）含量为0.56～0.94 mg/g，其中样品SW中茶黄素含量最高，为0.94 mg/g，显著高于其他茶样（P＜0.05），样品SJ2中茶黄素含量最低，为0.56 mg/g，显著低于其他茶样（P＜0.05）；茶黄素-3-没食子酸酯（TF-3-G）含量为0.53～0.65 mg/g，样品SJ4中TF-3-G含量显著高于其他茶样（P＜0.05）；茶黄素总含量为0.62～0.72%，样品SJ3中茶黄素含量为0.72%，显著高于其他茶样（P＜0.05）；样品SJ1中茶红素和茶褐素含量最高，分别为3.08%、5.53%；而样品SJ3的品质指数[（10TFs+TRs）/TB][26]最高，为2.16，样品SJ1的品质指数最低，为1.67。
表5 不同发酵方式制备功夫红茶汤色成分含量的检测结果
Table 5 Determination results of soup color composition contents of Congou black tea prepared by different fermentation methods
项目TF/（mg·g-1）TF-3-G/（mg·g-1）TFDG/（mg·g-1）TF-3'-G/（mg·g-1）茶黄素/%茶红素/%茶褐素/%（10茶黄素+茶红素）/茶褐素样品编号SJ1 SJ2 SJ3 SJ4 CW1 CW2 SW 0.60±0.01cd 0.62±0.01ab 2.33±0.04a 0.63±0.01a 0.62±0.01c 3.08±0.07a 5.53±0.02a 1.67±0.01e 0.56±0.02d 0.59±0.01bc 2.36±0.04a 0.63±0.01a 0.65±0.01b 2.89±0.08b 5.24±0.04b 1.79±0.03d 0.59±0.01cd 0.56±0.01cd 2.53±0.33a 0.64±0.01a 0.72±0.02a 2.54±0.10c 4.54±0.02c 2.16±0.02a 0.63±0.01c 0.65±0.02a 2.56±0.36a 0.63±0.01a 0.66±0b 2.64±0.04c 4.50±0.07c 2.06±0.01b 0.57±0.02d 0.53±0.01d 2.52±0.39a 0.64±0a 0.65±0.01b 2.71±0.02bc 4.53±0.13c 2.03±0.05b 0.80±0.01b 0.62±0.01ab 2.74±0.3a 0.64±0a 0.64±0bc 2.89±0.04b 4.63±0.03c 2.01±0.03b 0.94±0.03a 0.57±0.01c 2.93±0.03a 0.63±0.01a 0.62±0.01c 2.61±0.08c 4.65±0.02c 1.89±0c
茶色素（茶黄素、茶红素、茶褐素）三者之间比例和含量是红茶滋味和汤色品质形成关键因素之一[27]。茶黄素对红茶滋味有极为重要的作用，影响着红茶茶汤的浓度、强度和鲜爽度，茶红素影响红茶汤色红亮度[17]。茶黄素和茶红素之和与茶褐素的比值（（TFs+TRs）/TBs，TFRB）可有效代表茶黄素和茶红素在叶内的贡献表征[28]；样品SJ3具有较高茶黄素含量、品质指数和适中茶红素含量，较低茶褐素含量，品质较优。结果表明，发酵前期适当高温处理、中后期低温处理的变温发酵方式，可能有利于茶黄素、茶红素、茶褐素类物质协调形成。
2.6 主要滋味成分贡献分析
TAV是综合考虑滋味成分的含量和呈味阈值，避免仅以滋味成分含量反映其对滋味贡献的误区；当TAV＞1时，表示该物质对茶汤滋味品质有显著贡献，且TAV越大，该物质对滋味的贡献度越大[29]。基于不同发酵方式所得7个红茶样主要滋味成分含量，并通过相关文献查找各滋味成分的呈味阈值[30]，进一步对所测样品进行滋味贡献度分析，结果见表6。由表6可知，EGCG、ECG、组氨酸和咖啡碱4个主要苦味物质TAV＞1，是茶汤苦味主要贡献物质，其中EGC、GCG、GC、精氨酸、缬氨酸和赖氨酸TAV介于0.5～1.0之间，是其茶汤苦味形成的次要贡献物质；EGCG、ECG、GCG、EGC和GC5个主要涩味物质TAV＞1，表明这5种物质是茶汤涩味主要贡献物质；谷氨酸TAV＞1，表明是其鲜味主要贡献物质，其中天冬氨酸在部分样品TAV介于0.5～1.0之间；茶氨酸在7个茶红茶中含量虽最高，但由于阈值较大，导致其对鲜味的贡献相对较小；甜味氨基酸仅有丝氨酸TAV介于0.5～1.0之间，其余甜味氨基酸TAV均＜0.5。
表6 不同发酵方式制备功夫红茶主要呈味成分的滋味活性值
Table 6 Taste activity values of main taste components in Congou black tea prepared by different fermentation methods
呈味特性呈味成分阈值/（mg·g-1）TAV SJ1 SJ2 SJ3 SJ4 CW1 CW2 SW苦味EGCG ECG EGC GCG EC C CG GC CAF精氨酸亮氨酸缬氨酸组氨酸赖氨酸酪氨酸5.09 4.13 27.53 7.85 12.95 12.94 3.90 25.91 5.03 0.5 1.9 0.4 0.2 0.5 2.6 3.85 2.48 0.70 0.76 0.17 0.04 0.25 0.79 8.52 0.82 0.16 0.79 4.30 0.61 0.15 3.81 2.46 0.69 0.69 0.17 0.03 0.22 0.79 8.48 0.79 0.17 0.82 4.52 0.66 0.16 3.86 2.53 0.70 0.69 0.20 0.03 0.22 0.79 8.43 0.83 0.17 0.68 3.83 0.61 0.17 4.01 2.55 0.67 0.76 0.22 0.03 0.21 0.78 8.53 0.84 0.16 0.87 4.25 0.63 0.16 4.16 2.72 0.67 0.70 0.21 0.04 0.22 0.78 8.49 0.87 0.17 0.83 4.07 0.63 0.17 4.22 2.50 0.78 0.72 0.24 0.04 0.22 0.77 8.50 0.89 0.15 0.77 4.60 0.65 0.17 4.21 2.72 0.73 0.69 0.25 0.03 0.24 0.79 8.45 0.85 0.16 0.72 4.23 0.64 0.16
续表
呈味特性呈味成分阈值/（mg·g-1）TAV SJ1 SJ2 SJ3 SJ4 CW1 CW2 SW涩味1.9 0.9 3.7 3.1 4.39 5.23 12.95 10.38 2.64 5.24 0.13 0.32 5.29 3.30 4.40 1.14 0.17 0.05 0.36 3.93 0.12 0.34 5.24 3.28 4.32 1.04 0.17 0.04 0.33 3.90 0.13 0.36 5.31 3.37 4.39 1.04 0.20 0.04 0.32 3.90鲜味甜味异亮氨酸苯丙氨酸EGCG ECG EGC GCG EC C CG GC茶氨酸谷氨酸天冬氨酸丝氨酸苏氨酸丙氨酸脯氨酸甘氨酸0.3 1.0 1.5 2.6 0.6 3.0 1.3 7.06 0.51 0.69 0.12 0.15 0.08 0.03 6.79 0.45 0.58 0.11 0.19 0.08 0.03 7.77 0.58 0.71 0.13 0.17 0.09 0.02 0.10 0.30 5.52 3.40 4.20 1.14 0.22 0.04 0.30 3.84 0.01 7.24 0.54 0.62 0.11 0.16 0.09 0.02 0.11 0.34 5.72 3.62 4.19 1.05 0.21 0.05 0.33 3.88 0.01 7.42 0.45 0.52 0.10 0.17 0.07 0.04 0.12 0.27 5.80 3.34 4.90 1.08 0.24 0.04 0.33 3.80 0.01 7.09 0.45 0.88 0.13 0.13 0.08 0.03 0.08 0.33 5.79 3.63 4.59 1.04 0.25 0.04 0.35 3.88 0.01 7.30 0.50 0.88 0.12 0.14 0.08 0.03
进一步对不同发酵方式所制7个红茶样品中在TAV＞1呈味成分及表5中色素物质含量进行主成分分析（principal component analysis，PCA），用7个茶样在前两个主成分上的得分绘制得分图和载荷图，结果见图3。
图3 不同发酵方式制备功夫红茶主要呈味、呈色物质主成分分析得分图（A）和载荷图（B）
Fig.3 Score chart (A) and loading diagram (B) of principal component analysis of taste and color components in Congou black tea prepared by different fermentation methods
由图3A可知，PC1方差贡献率为35.88%，PC2方差贡献率为24.24%，前两个主成分累计方差贡献率为60.12%。样品CW2、SW、CW1、SJ3和SJ1、SJ2、SJ4茶样在主成分1上得到明显区分。由图3B可知，谷氨酸、TFs、TF、EGCG和EGC等物质在第一主成分中贡献最大，谷氨酸、ECG、GC、TF-3'-G、咖啡碱、TRs和TFs等物质在第二主成分中方差贡献率最大，解释了主成分2方差的24.24%。
3 讨论
红茶发酵机理主要是酶驱动的多酚类物质氧化聚合反应，温度直接影响茶叶中多酚类物质消耗和酶活性[6]，而酶活性随着发酵温度升高增强，一般30 ℃是激活酶高活性的最佳温度[19]。过高或过低的温度都不利于红茶发酵，当发酵温度过低时，酶活性较低，多酚难以完成氧化聚合，而过高的发酵温度又会加速蛋白质与氧化的多酚类结合成不溶性复合物[28]。变温发酵前期利用高温迅速激活酶活性，促进多酚物质向茶黄素转化，降低茶汤苦涩味，后期利用低温稳定酶活性，利于茶黄素持续积累[15]，而且缩短了发酵时间。而恒温发酵和常温发酵由于温度不能太高，虽然有利于茶黄素的积累，但发酵时间偏长，会使茶叶中呈酸性物质生成且发酵体系不稳定。WANG H J等[15]研究认为，红茶不利长时间发酵，发酵时间对红茶品质有显著影响，最适发酵时间为3 h。本研究通过三种不同发酵方式制作古树红茶，发现变温发酵所制古树红茶在一定程度优于恒温发酵和自然发酵所制古树红茶，以30 ℃1 h+25 ℃2 h、相对湿度95%，变温发酵制得古树红茶在滋味、汤色、香气得分最高。而以恒温发酵（23 ℃、3 h）、相对湿度为95%，室内竹篓自然发酵（22～30 ℃、3 h）、环境自然湿度，发酵古树红茶香气均带青气且滋味带涩，这可能是由于发酵温度过低，在规定时间内发酵不充分导致。
红茶在发酵初期，茶黄素的合成速率高于聚合和分解速率，适当提高温度有利于促进茶黄素的合成。随着发酵中后期氧化消耗和茶黄素的积累，茶黄素聚合和分解速度加快，降低温度可明显减缓茶黄素聚合和分解。HUA J J等[19]研究发现，以低温短时组合能有效控制酚类化合物转化率。变温发酵制得古树红茶，茶黄素含量最高，且综合指标[（10茶黄素＋茶红素）/茶褐素]最高；茶黄素组分含量均较适中，且汤色红亮感官评分最高。茶叶品质特性形成是建立在成分基础上，茶汤中滋味物质不仅仅呈现单一滋味属性，是多种滋味物质综合反映结果[29]。
4 结论
本研究采用变温发酵、恒温发酵和自然发酵三种不同的发酵方式，采用HPLC、紫外分光光度计和电子舌技术及成品茶感官品质分析等方法，对红茶感官品质、滋味、理化成分、汤色成分及游离氨基酸等进行检测，并结合化学计量学和TAV分析方法分析不同发酵方式对所制红茶内质成分的影响。结果表明，变温发酵（30 ℃1 h+25 ℃2 h）所制古树红茶酯型儿茶素显著低于其他红茶样（P＜0.05），18种游离氨基酸总量显著高于其他红茶样（P＜0.05），水浸出物、GC、TF-3-G、脯氨酸、可溶性总糖、茶黄素、天冬氨酸、茶氨酸、鲜味氨基酸、品质指数等较高；变温发酵古树红茶在ANS（甜）、NMS（鲜）、CPS、PKS 强度均较高，在SCS（苦）、AHS（酸）传感器响应值均较低。结果表明，变温发酵古树茶制备功夫红茶，样品SJ3品质最优，具有滋味甜醇回甘、香气甜香带花香、汤色红亮、较高的甜味、鲜味感官特征。
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