金骏眉是正山小种红茶的新品。由于研发问世时间短，目前尚没有开始关于化学品质，尤其是香气化学特征的组成及无机成分的研究。但通过近几年来有关正山小种化学成分的分析研究，就不难看出，金骏眉作为正山小种顶级红茶所具有独特的品质特征。
2005年10月29日，姚珊珊、郭雯飞、吕毅、江元勋等在美国《农业与食品文化》(Journal of Agriculrural and Food chemistry)第53卷21期发表的对正山小种、烟正山小种及烟小种等香气化学的研究结果：共鉴定出49种化合物，包括l7种醇、12种酚、7种醛、5种烯烃、2种酮、2种脂、2种酸、1种醚和一种环氧化合物。正山小种的主要成分为长叶烯、香叶醇、a-萜品醇、(E)-2-己烯醛和苯乙醛等，占香气总量的45.6％。若以挥发性香气化学物质——萜烯类、芳香族、紫罗酮化合物的含量以及5个碳、6个碳的醛和醇的含量比值来看，正山小种红茶的指数为3.80，祁门红茶为2.51，印度、斯里兰卡红茶为1.28～3.06，正山小种红茶的比值最大。它表明生长在武夷山自然保护地区的茶树比武夷山外的茶树含有较高的香气成分，而且具有极强的吸收萜烯类香气成分的能力。因而，成茶香高，质优。
2004——2005年，国家茶叶质量检测中心周卫龙等人，用国际标准化组织(ISO)标准对国内红茶样测定分析研究，结果表明正山小种红茶发酵较充足，茶多酚及儿茶素的转化比较大。2011年4月中国农科院茶叶研究所对正山堂金骏眉茶样内含茶多酚、咖啡碱、氨基酸、水浸出物等含量进行检测，发现其氨基酸含量占5.54%，茶多酚占26.58%、水浸出物占42.32%，明显高于武夷山自然保护区外的红茶品种，所以具有不苦、不涩，醇厚、甘滑的特点(见周卫龙等对正山小种红茶理化成分分析表及中国农业科学研究院茶叶研究所关于正山堂金骏眉的检验报告)。
2005年，北京师范大学分析测试中心赵承易等人对茶叶分析测试结果表明，正山小种含有较丰富的矿物元素，这也与特定的生态环境及品种密切相关。
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