红茶作为全球消费量最大茶类，以红叶红汤、香高味浓为典型特征，而陈香型红茶在其基础上经自然转化形成陈醇红浓的独特风味，深受消费者喜爱。红茶经全发酵工艺处理，储藏稳定性较高，且长期储存可显著降低其苦涩味。经过陈化，红茶的香气演变呈现明显阶段性：初期（1～2 年）香气逐渐馥郁，后期（3 年以上）则因过度氧化导致风味衰减。茶叶自然陈化受温度、湿度、氧气及微生物等多因素影响，不仅周期冗长而且品质稳定性不佳。湿仓陈化的高湿环境易滋生有害霉菌，导致类似后发酵茶“渥堆”过程中的黄曲霉污染等问题。相比之下，人工控温控湿陈化通过精准调控环境参数，既能定向促进陈香物质形成，又可抑制微生物活动以降低污染风险，有效避免茶叶品质劣变。饱和盐回吸装置可在密闭空间内通过饱和盐溶液维持特定湿度，已广泛应用于食品贮藏与保质期研究。研究表明，适度湿度有利于促进氧化反应及风味前体物质的转化，从而影响产品的香气特征。课题组前期研究亦发现，此类装置在红茶人工陈化中具有应用潜力。
陈香作为茶叶陈化过程中形成的标志性复合香气，其物质基础与形成机理备受关注。Zhang Huan等的研究表明，黑茶自然陈化中醛类、酮类挥发性物质的积累是其陈香风味的重要支撑。水分活度（aw）是评估茶叶微生物风险及贮藏稳定性的重要指标。现有红茶贮藏研究多侧重于对自然陈化机理的解析或高温的加速效应。Lv Helin等研究发现，茶叶贮藏往往因缺乏精准工艺设计而导致品质波动，难以实现风味的定向调控。值得注意的是，在普洱茶等后发酵茶领域基于aw的精准调控已取得突破。Ma Bingsong等的研究表明，将aw控制在特定区间内能够调节微生物代谢及酶促反应路径，从而高效提升陈化风味。目前人工陈化技术的研究多集中于白茶、普洱茶及黑茶，对于红茶领域的探索较少，尤其是关于陈香型红茶香气物质动态演变规律及关键环境因子（如湿度）的量化调控机制还尚未明确。
福建农林大学园艺学院的郑昌坤、孙威江*，福建农林大学安溪茶学院（数字经济学院）的黄艳*等人基于可控湿度的密闭空间模拟红茶陈化过程，结合感官定量描述分析（QDA）量化香气特征，采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱（HS-SPME-GC-MS）技术对挥发性化合物进行定性定量分析，通过相对气味活性值（ROAV）与正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）等多元统计方法，筛选陈化相关关键挥发性化合物，解析陈年红茶香气的演变规律。本研究旨在为陈香型红茶定向加工提供科学依据，同时为工业化陈化工艺设计提供理论支持。
1 密闭控湿处理对红茶感官品质的影响
依据GB/T 23776—2018对各处理样品进行感官审评，各处理样品综合得分接近，整体品质保持稳定 （表1）。20 d时陈香开始显现，滋味也由甜醇向略带陈味转变。本研究进一步采用QDA对香气和滋味属性进行量化分析。不同处理时间使红茶香气特征存在显著差异（图1A）。其中，10 d处理组未表现出陈香特征；20 d处理组陈香评分为0.5，达到感官可感知阈值；30 d处理组的陈香评分显著提升至1.0。花香、甜香的强度随处理时间的延长呈逐渐衰减趋势，花香强度从10 d时的5.0降至30 d时的2.0，甜香评分从3.0降至1.5；青气在10 d和20 d样品中均未被感知，30 d样品为1.0；香气持久性则在30 d内从4.0降至2.0。结果表明，花香、甜香的衰减和陈香的出现存在“此消彼长”现象；而30 d时青气的出现，推测与密闭环境湿度引发的茶叶轻微吸湿返青有关。整体而言，随处理时间的延长，茶叶中与陈香相关的挥发性物质逐步积累并达到感官阈值，推动香气特征从花果香主导向陈香主导转变，呈现典型的陈香属性。
在滋味特征方面，10 d和20 d样本的滋味中未感受到陈味，直至30 d时陈味开始显现，强度达到1.0 （图1B），与香气分析结果相印证。涩味强度从10 d时的0.0升至30 d时的1.5；酸味在10 d时为0.5，30 d时维持在1.0；粗感和青味在30 d时均达到1.0；浓厚感则从10 d时的4.0降至30 d时的2.0。上述结果进一步表明，在密闭控湿条件下延长处理时间，可促使茶叶滋味形成陈化特征，同时并伴随涩感增强、浓厚感减弱等变化。
综上，陈香与陈味的同步出现，说明茶叶在密闭控湿陈化过程中发生了系列化学反应，并通过味觉受体感知形成陈味特征。
2 密闭控湿处理对红茶挥发性成分的影响
采用HS-SPME-GC-MS技术分析红茶样品的挥发性化合物及其相对含量。结果显示，共鉴定出89 种挥发性化合物（表2、图2），包括醇类19 种、醛类22 种、酯类21 种、酮类11 种、萜烯类11 种及其他类5 种，其中醇类、酯类和萜烯类为主要挥发性成分。CK组中醇类含量最高（占挥发性化合物总量的62.1%），其中芳樟醇（（617.6±33.53）μg/L）和香叶醇（（3 865.43±330.65）μg/L）为主要贡献成分，赋予茶叶花果香特征；30 d组各类物质变化显著，醇类占比从CK组的62.1%降至57.9%；酮类占比从3.9%升至5.0%，其中2,2,6-三甲基环己酮（（9.98±0.96）μg/L）的质量浓度增幅尤为明显，随处理时间的延长提高了37.5%。此外，酯类物质二氢猕猴桃内酯（（11.98±0.38）μg/L）的质量浓度增幅也尤为明显，提高了42.6%。
为进一步解析CK组与不同时长处理红茶的化学分类特征，对挥发性成分数据进行OPLS-DA。该模型能有效区分不同处理组，第1主成分和第2主成分的方差贡献率分别为30.2%和24.1%（图3A），表明处理时长会显著影响红茶挥发性化合物组成。随着处理时间的延长，样品组间区分度逐步增强；CK组与各处理组在二维坐标空间中呈现明显分离趋势，且同组样本点均聚集于95%置信区间内，表明实验数据重复性良好。通过置换检验验证模型可靠性（图3B）：原始模型拟合优度，预测能力 Q 2 ＝0.939； Q 2 截距小于0，且置换后 Q 2 分布未出现异常偏移，表明模型无过拟合现象，统计学可靠性良好。上述结果表明，不同处理组间存在显著的化学特征差异。
变量投影重要性（VIP）作为衡量OPLS-DA模型变量权重的关键指标，可量化变量对分类模型的贡献程度，VIP值越大则变量相关性越高，通常选取VIP＞1的成分作为影响茶叶香气的关键挥发性化合物。如表2所示，有41 种挥发性化合物VIP＞1，其中醇类主要包括2-十二烯醛醇、二氢芳樟醇、正己醇等；醛类主要有(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、反式-2-壬烯醛等；酮类主要为2-庚酮、植酮等；酯类主要有(Z)-2-甲基丙酸-3-己烯酯、N-丁酸反-2-己烯基酯等；烯类以(E)-β-罗勒烯为代表；此外，芳香族硝基化合物β-硝基苯乙烷、杂环类的茶吡咯、吲哚类的吲哚等也具有较高的VIP值，这些成分可能是调控茶叶贮藏过程中香气特征变化的关键物质。
热图聚类分析显示，同处理组样本优先聚类（图4），表明组内香气成分含量特征高度相似；不同处理组间颜色分布差异明显，说明随着贮藏时间的延长，样品间香气物质相对含量变化明显。其中，芳樟醇（柑橘花香、甜玫瑰气息）、水杨酸甲酯（薄荷气息）等含量显著下降（P＜0.05），2,2,6-三甲基环己酮（泥土气息）、二氢猕猴桃内酯（香豆素、麝香气息）等含量显著上升（P＜0.05）。上述变化揭示了贮藏过程对特定香气成分的生成与降解的差异化调控。
3 感官特征与挥发性化合物的相关性分析
基于VIP＞1且ROAV＞1的筛选标准，筛选出反式-2-壬烯醛、反式-2,4-癸二烯醛、2,2,6-三甲基环己酮、芳樟醇、β-硝基苯乙烷等16 种关键差异香气成分，其含量变化趋势如图5所示。反式-2-壬烯醛能够赋予茶叶醇厚的风味特征，其含量随处理时间的延长而降低，与QDA中浓厚感评分下降趋势相印证。正己醇（药草香、木质香）及2-十一烯醛（新鲜醛香）也随着处理时间的延长呈现出下降的趋势；3,6-亚壬基-1-醇（甜果香）仅在CK组检出。吲哚是乌龙茶中赋予花果香的重要成分。本研究发现，其含量在陈化过程中显著下降（P＜0.05），在一定程度上解释了陈化后期花香衰减的现象。此外，芳樟醇、水杨酸甲酯、(E)-2-辛烯醛等关键香气活性化合物的含量持续下降，其中芳樟醇作为茶叶中最典型的萜烯醇类香气物质，其含量从陈化初期的617.6 μg/L降至30 d时的428.47 μg/L，与感官评价花香强度从5.0降至2.0的结果相印证，表明花果香成分的减少是陈化过程的核心特征之一。
为明确不同处理红茶的香气与滋味特征同挥发性化合物之间的关联性，结合QDA强度评分与关键挥发性成分的相对含量，进行Pearson相关性分析，并以相关性热图形式呈现。如图6所示，花香与芳樟醇、β-硝基苯乙烷等10 种化合物的相关系数均在0.8以上。其中，芳樟醇是含量最高的挥发性化合物，具有花果香，其含量与花香强度呈高度正相关，与陈化初期相比，含量降幅为30.6%。此外，与陈化初期相比，吲哚含量降幅75.1%、(E)-2-辛烯醛含量降幅65.6%、正己醇含量降幅62.0%、2-十一烯醛含量降幅47.7%、水杨酸甲酯含量降幅43.9%、反式-2-壬烯醛含量降幅37.6%、反式-2,4-癸二烯醛含量降幅37.4%、叶醇含量降幅30.0%、β-硝基苯乙烷含量降幅25.8%，表明芳樟醇、吲哚等物质含量的显著下降是花香衰减的主要原因；甜香与(E)-2-辛烯醛、叶醇等13 种酯类、烯类化合物呈正相关；陈香与2,2,6-三甲基环己酮和二氢猕猴桃内酯均呈较高正相关（相关系数分别为0.996和0.886）；青气与2-己烯醛、庚醛等呈正相关；香气持久性与反式-2-壬烯醛、正己醇等13 种高沸点挥发性化合物呈正相关。
如图6和表3所示，二氢猕猴桃内酯和2,2,6-三甲基环己酮与陈香呈高度正相关，同时二者与花香、甜香和香气持久性均呈明显负相关，表明二者是花果香型向陈香型转变过程中的关键“转折”化合物。二氢猕猴桃内酯的ACI从CK组的0.86%增至30 d组的1.62%，增幅达88.4%；2,2,6-三甲基环己酮从CK组14.82%升至30 d组27.02%，增幅达82.3%。进一步对2,2,6-三甲基环己酮与二氢猕猴桃内酯进行标准曲线绝对定量（表4），2,2,6-三甲基环己酮由CK的21.72 μg/L升至30 d的26.81 μg/L（提升23.43%），二氢猕猴桃内酯由CK组的60.58 μg/L升至30d组的85.93 μg/L（提升41.85%），这与感官评分中陈香增强趋势相印证。二者均由 β -胡萝卜素非酶促降解生成（图7），Meléndez-Martínez等 指出，在食品贮藏过程中，类胡萝卜素极易发生氧化降解生成一系列具有重要感官贡献的降异戊二烯类香气物质，包括二氢猕猴桃内酯、 β -紫罗兰酮及其衍生物。Lavelli等 研究发现，在脱水基质中， a w 的改变可以直接调节氧化反应速率，当 a w 处于0.33～0.75时， β -胡萝卜素的氧化降解速率随 a w 升高显著加快。本研究设定的NaNO 3 饱和盐环境（ a w ＝0.73）恰好处于这一氧化活跃区间，从而有效促进了非酶促氧化反应的发生： β -胡萝卜素在 1 O 2 、弱光条件下可生成 β -胡萝卜素5,6-环氧化物 ，后续形成的饱和三醇经过分子内环化、氧化生成二氢猕猴桃内酯和 β -紫罗兰酮 。 β -紫罗兰酮进一步氧化降解为2,2,6-三甲基环己酮 。二氢猕猴桃内酯呈现麝香、香豆素类气味特征 ，与陈香QDA评分呈显著正相关，已被证实是区分新老白茶的重要标志物 ，同时也是多种茶类陈韵的关键贡献物质 ；2,2,6-三甲基环己酮呈现木质香 ，其在陈化过程中的累积趋势与其作为波特酒陈年标志物的作用机制一致 ，进一步支持了其在红茶陈香形成中的潜在作用。
然而，茶叶的陈化品质还应关注非挥发性功能成分及其生物活性的变化。研究表明，贮藏条件还会显著影响茶叶中茶多酚、氨基酸等物质的稳定性，进而改变其对体外糖脂代谢酶的抑制活性 。此外，茶多酚等内含成分已被证实是茶叶发挥降糖降脂和消炎功效的关键物质基础，其含量与感官品质及生物活性之间存在密切关联 。本研究虽证实了NaNO 3 饱和盐环境（ a w ＝0.73）对陈香形成的促进作用，但该条件下非挥发性功能成分的演变规律仍有待探明。此外，本研究目前仅选取了单一品种（金牡丹）及单一水分活度点（ a w ＝0.73）作为模型体系，主要关注短期内陈香从无到有的形成。后续将扩大样本和 a w 范围，监测贮藏过程中微生物群落的变化，建立 a w 与香气成分变化之间的动力学模型，探寻陈香形成的最优 a w 区间。
4 结论
本研究结合不同陈化处理时长红茶的感官评价、挥发性成分及相关性分析，揭示了红茶陈化过程中香气品质变化。处理时间显著影响红茶的感官特征与挥发性物质组成，芳樟醇、橙花醇等花果香相关物质含量下降，而二氢猕猴桃内酯、2,2,6-三甲基环己酮等陈香特征物质显著积累，是红茶从花果香型向陈香型转变的物质基础。
β-胡萝卜素降解产物主导红茶陈化风味形成，二氢猕猴桃内酯与2,2,6-三甲基环己酮持续积累，二者对整体ACI随处理时间的延长显著上升，且与陈香感官评分呈高度正相关，可作为红茶陈化进程的关键标志物。本研究中关键陈香物质的积累趋势与红茶、白茶自然陈化样品表现出高度一致性，表明本研究建立的人工陈化调控条件，可在短时间内有效模拟自然陈化过程，为提升红茶陈化品质、优化加速陈化工艺提供可行的技术路径。
作者简介
通信作者：
黄艳，女，茶学博士，中共党员，福建农林大学安溪茶学院副教授，福建省高层次人才，中国农技协福鼎白茶科技小院责任专家。主要从事茶叶加工与品质调控、茶叶风味化学及标准化研究工作，在白茶加工贮藏关键技术、乌龙茶做青工艺创新等方面取得突出成果。主持或参与国家自然科学基金、福建省自然科学基金、福建省星火项目等多项科研课题；在《Food Chemistry》《Food Chemistry：X》《茶叶科学》等刊物发表多篇学术论文；为主要成员参与制定《白茶加工技术规范》国家标准及其英文版、《白茶产地溯源 近红外光谱法》国家标准、福建省地方标准《传统白茶形态图卡》，并参与国际标准ISO 20716（乌龙茶）和ISO 20680（白茶）的研制工作。以第一完成人获授权国家发明专利1 项、软件著作权3 项；参与项目荣获福建省科技进步一等奖、福建省标准贡献一等奖、神农中华农业科技奖一等奖等多项奖励。
第一作者：
郑昌坤，男，福建农林大学园艺学院 硕士研究生 ，研究方向为茶叶加工与贮藏。
引文格式：
郑昌坤, 陈尚洲, 张鹏, 等. 湿度调控下红茶陈香形成的物质基础与变化规律[J]. 食品科学, 2026, 47(12): 216-227. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251124-188.
ZHENG Changkun, CHEN Shangzhou, ZHANG Peng, et al. Material basis and evolutionary pattern of aged aroma formation in black tea under controlled humidity[J]. Food Science, 2026, 47(12): 216-227. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251124-188.
实习编辑：安宏琳；编辑：阎一鸣；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
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