重庆针形名优绿茶香气特征及成分分析

杨娟,徐泽,吴全,钟应富,王杰,罗红玉,袁林颖*

(重庆市农业科学院茶叶研究所,重庆市茶叶工程技术研究中心,重庆,402160)

摘 要 为探究重庆针形名优绿茶香气品质特征及成分组成,收集重庆市38个针形名优绿茶样品,采用感官审评及顶空固相微萃取联用气相色谱-质谱技术对其香气特征及含量进行分析。结果表明,重庆针形名优绿茶主要表现为清香型或栗香型。共检测出香气成分40种,包括醇类11种,酯类6种,醛类4种,酮类5种,碳氢化合物类10种,芳烃2种,杂环及含硫化合物各1种。香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、β-芳樟醇、顺-茉莉酮、吲哚、橄榄醇、橙花叔醇、顺-已酸-3-己烯酯、2-甲基戊酸甲酯、水杨酸甲酯、β-杜松烯、顺-β-法尼烯等香气物质对构成重庆针形名优绿茶特征香气品质具有重要作用。酯类在清香型绿茶中含量显著高于栗香型绿茶。通过主成分分析,清香型与栗香型绿茶主要贡献香气成分有明显差异,清香型绿茶差异成分有反,反-3,5-辛二烯-2-酮、柠檬烯、反-戊酸-2-己烯酯、香叶基丙酮、橙花叔醇、氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)、β-芳樟醇、顺-茉莉酮、6,10,14-三甲基-十烷-2-酮,主要为呈现花香和果香类物质;栗香型绿茶差异成分主要有环氧芳樟醇Ⅱ、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、壬醛、二甲硫,主要为呈现甜香和鲜味类物质。产地聚类分析表明,地区微域环境对重庆针形名优绿茶香气品质形成有重要影响,其中永川区所产永川秀芽的聚类效果最好。该研究可为重庆针形名优绿茶特征香气形成研究及品质评价提供理论参考。

关键词 绿茶;香气;特征;成分

茶叶香气是决定茶叶品质的重要因素之一,它是由茶叶中各种挥发性物质以不同比例所构成的。其含量虽然只占茶叶总干质量的0.01%~0.05%,但种类却多达600余种[1]。绿茶是我国第一大茶类,其香气类型丰富,有毫香、嫩香、清香、花香、栗香等,其中栗香又分为清栗香、板栗香、熟栗香[2-3]。在绿茶香气成分组成研究中,尹洪旭[4]筛选出12种栗香绿茶特征关键组分,主要包括1-辛烯-3-醇、异丁醛、己醛、苯乙醛、壬醛、癸醛、1-辛烯-3-酮、芳樟醇、β-紫罗兰酮、庚醛、对伞花烃、己酸乙酯。张铭铭等[5]研究认为己醛、1-辛烯-3-酮、β-紫罗兰酮在栗香的形成中贡献作用大,尤其是1-辛烯-3-酮。黄海涛等[6]研究发现花香型绿茶茶样的酯类物质含量高,而醇类物质和烯烃类物质含量低,清香型绿茶茶样的醇类物质和烯烃类物质含量高,酯类物质含量相对较低。清香型和花香型茶样中存在显著差异的香气物质有顺-己酸-3-己烯酯、β-紫罗酮、苯甲醛、萘、3,5-辛二烯-2-酮、α-雪松烯、吲哚和茉莉内酯共8种成分。

绿茶香型表现及成分组成的不同来源于多因素的综合影响,包括品种特性[7-11]、季节条件[8-11]、栽培环境[12-13]、加工工艺[14-16]以及生物胁迫[17-18]等。如汪琦等[8]研究不同季节青岛绿茶香气的差异,发现起到关键作用的主要是各自特有香气成分,春茶特有壬醛、1-石竹烯等,夏茶特有苯乙醛、环辛四烯等,秋茶特有2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、茶香螺烷等。董迹芬等[12]研究发现钾对改善茶叶的香气品质效应明显,施钾处理的茶叶中烯类、醇类等物质质量分数与对照相比显著增加。ZHANG等[19]研究发现在足火前添加茶氨酸或蔗糖能促进绿茶栗香品质的形成。而在一定的区域内,栽培品种、环境条件、加工方式等相对一致,且较稳定,造就了各地名茶独有的特征品质,满足了消费者多元化的消费需求。

重庆主产绿茶,地处秦巴茶区、武陵茶区、川黔茶区三大优势区域接壤中心,地形以丘陵山地为主,亚热带季风气候,夏季高温多雨,冬季温和,春季回暖早,雾日较多,有雾都之称,生态气候环境独特,是全国12个绿茶优势区域之一。其主栽品种有四川中小叶群体种及无性系良种福鼎大白茶、巴渝特早等。其中,以永川秀芽为代表的针形名优绿茶约占绿茶市场份额的80%,其独特的做形工艺不仅造就了针形名优绿茶紧圆细直的秀美外形,同时也是影响重庆针形绿茶独特香气形成的重要环节。近年来,重庆针形名优绿茶消费市场逐渐扩大,但其产品品质特征及优势却尚未清晰,相关研究较少,一定程度上影响了重庆针形名优绿茶品质定位及品牌建设。因此,本研究拟采用顶空固相微萃取联用气相色谱-质谱技术(headspace solid phase microextraction-gas chromatograph-mass spectrometer,HS-SPME-GC-MS)检测分析重庆市内针形名优绿茶香气成分,感官审评其香气表现,结合主成分分析(principal component analysis,PCA)探究重庆针形名优绿茶香气成分组成,以为重庆针形绿茶香气品质特征分析提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

于2020年4月下旬,收集重庆市内各区县38家企业3~4月产针形名优绿茶产品各250 g,原料标准为1芽1~2叶初展。样品信息见表1。

表1 样品来源信息

Table 1 Sample source information

注:产地结尾数字代表同一产地的不同生产企业,无数字则代表仅1家生产企业

样品编号样品名称产地生产时间样品编号样品名称产地生产时间1渝珠香芽荣昌13月20四面绿针江津24月2秀芽荣昌23月21猫山鹰舌芽江津33月3秀芽荣昌33月22缙云毛峰北碚4月4毛峰城口3月23平川秀芽永川14月5巴南银针巴南14月24永川秀芽永川23月6一品爽巴南24月25永川秀芽永川33月7南湖春巴南33月26武隆高山茶武隆13月8巴山雪芽巴南43月27双凤绿茶武隆23月9龙芽玉蕊巴南53月28金佛玉翠南川13月10巴南银针巴南63月29金佛玉翠南川23月11边城秀芽秀山13月30金佛玉翠南川33月12边城一号秀山23月31金佛玉翠南川43月13秀山毛尖秀山33月32金佛玉翠南川54月14秀芽梁平13月33金佛玉翠南川63月15金宝玉露梁平23月34永川秀芽永川43月16三峡银针万州13月35永川秀芽永川53月17山峡佛印万州23月36永川秀芽永川64月18万州秀芽万州33月37永川秀芽永川74月19江津雪芽江津13月38永川秀芽永川83月

1.2 仪器与设备

QP2010气相色谱-质谱联用仪,日本岛津公司;非结合型聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)萃取头、57330-U手动固相微萃取进样器,美国Supelco公司;电子分析天平,沈阳龙腾电子称量仪器有限公司;电热恒温鼓风干燥箱,上海齐欣科学仪器有限公司;HH-2数显恒温水浴锅,常州滇华仪器有限公司;20 mL固相微萃取瓶,天津奥特赛斯公司。

1.3 实验方法

1.3.1 香气组分的萃取

采用HS-SPME萃取香气组分。准确称取0.6 g研磨茶样置于固相微萃取瓶中,加入10 mL沸超纯水加盖密封,平衡5 min后于70 ℃恒温水浴锅中静置萃取60 min。GC-MS进样口(230 ℃)解析5 min后进行香气组分分析。

1.3.2 香气组分的解析

色谱柱:DB-5MS弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);升温程序:40 ℃保持2 min,以4 ℃/min升至110 ℃,以3 ℃/min升至180 ℃,以10 ℃/min升至230 ℃,保持8 min;总程序时间为55.83 min;载气He,流速1.0 mL/min;进样方式为不分流进样;检测器为FID。

质谱条件:离子源温度230 ℃;接口温度230 ℃;EI源;电子能量70 eV;m/z 35~400 u。

1.3.3 数据处理及质谱检索

定性分析:各试样经气相色谱-质谱分析后,所得各总离子色谱图(total ion chromatogram,TIC)经质谱库NIST 08.LIB和NIST 08 s.LIB匹配并参考文献辅助定性(相似度SI>85%),鉴定挥发性香气组分,采用峰面积归一法确定各香气组分的相对含量。

1.3.4 感官审评方法

由5位高级评茶员按GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》对茶叶香气品质进行密码评分审评。

1.4 数据统计与分析

采用 Excel、Origin 2019、Tbtools软件绘图,SPSS19.0 软件进行PCA分析。

2 结果与分析

2.1 重庆针形名优绿茶香气成分分析

对38个重庆针形名优绿茶香气进行分析,检测出香气成分40种,包括醇类11种,酯类6种,醛类4种,酮类5种,烯烃类10种,芳烃2种,杂环及含硫化合物各1种。其中相对含量较高的香气成分有香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、β-芳樟醇、橄榄醇、顺-已酸-3-己烯酯、2-甲基戊酸甲酯、水杨酸甲酯、顺-茉莉酮、β-紫罗酮、β-杜松烯、顺-β-法尼烯、吲哚、二甲硫等。

2.1.1 醇类化合物

茶叶中醇类化合物通常带有特殊的花香和果香,绿茶中共检测出11种醇类化合物,含量为22.09%~67.93%,分别是香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、β-芳樟醇、橄榄醇、橙花叔醇、α-萜品醇、环氧芳樟醇Ⅱ、辛醇、α-雪松醇、氧化芳樟醇 Ⅰ(呋喃型)。其中香叶醇、β-芳樟醇含量所占比例较高(图1)。香叶醇具有温和、甜的玫瑰花气息,有研究表明香叶醇是龙井茶中含量最丰富的挥发性物质[20],样品中19号、3号、35号含量丰富。β-芳樟醇具有浓青带甜的木青气息,似玫瑰木香气,34号、35号样品中含量较高。

图1 重庆针形名优绿茶醇类挥发性物质含量

Fig.1 Content of alcohol volatile compounds in Chongqing famous needle shaped green tea

2.1.2 酯类化合物

绿茶中共检测出6种酯类化合物,其主要是脂肪酸类在制茶过程中与醇类物质发生化学反应形成的,含量为6.26%~18.85%,分别是顺-已酸-3-己烯酯、2-甲基戊酸甲酯、水杨酸甲酯、反-戊酸-2-己烯酯、乙酸乙酯、壬酸甲酯,其中顺-已酸-3-己烯酯、2-甲基戊酸甲酯、水杨酸甲酯含量所占比例较高(图2)。顺-已酸-3-己烯酯具有强烈的青香、果香,8号、12号、15号茶样中含量丰富,超过了10%;2-甲基戊酸甲酯同样具有甜的青香和果香,22号、23号、29号、30号茶样中含量丰富,超过了8%;水杨酸甲酯具有强烈的冬青油香气,6号茶样中含量最高,达6.22%。

图2 重庆针形名优绿茶酯类挥发性物质含量

Fig.2 Content of esters volatile compounds in Chongqing famous needle shaped green tea

2.1.3 醛类化合物

绿茶中共检测出4种醛类化合物,含量为2.36%~12.13%,分别是苯甲醛、壬醛、癸醛、藏红花醛(图3)。其中壬醛呈现油脂气味和甜橙气息;癸醛呈现果香、甜香,均来自脂肪酸类前体的酶促氧化或者非酶促氧化的氧化断裂或降解。壬醛在9号、21号、27号绿茶中含量较丰富,癸醛在13号、21号、36号绿茶中含量较丰富。苯甲醛具有苦杏仁气味,在普洱茶中含量丰富,主要是以苯丙酸为起点,经过一系列复杂的生物合成途径,在C9位上发生酰基化或甲基化形成的[21],其含量在绿茶样品中低于3%。

图3 重庆针形名优绿茶醛类挥发性物质含量

Fig.3 Content of aldehyde volatile compounds in Chongqing famous needle shaped green tea

2.1.4 酮类化合物

茶叶中的酮类化合物主要来自于胡萝卜素类的氧化降解,这类物质通常具有典型的花果香及木质香味。绿茶中共检测出5种酮类化合物,含量为8.18%~26.56%,分别是顺-茉莉酮、β-紫罗酮、香叶基丙酮、反,反-3,5-辛二烯-2-酮(图4)、6,10,14-三甲基-十烷-2-酮。其中顺-茉莉酮、β-紫罗酮、顺-茉莉酮、香叶基丙酮含量较高。顺-茉莉酮呈现天然茉莉花样、西芹籽样香气,除34号、36号稍低外,其余样品中含量均较高;β-紫罗酮具有紫罗兰香味和木质香味,但更多呈现出木香气,在21号、34号、36号绿茶中含量丰富;香叶基丙酮具有玫瑰香、果香,所占比例约1%~5%。

图4 重庆针形名优绿茶酮类挥发性物质含量

Fig.4 Content of ketones volatile compounds in Chongqing famous needle shaped green tea

2.1.5 碳氢化合物

绿茶中共检测出10种碳氢化合物类物质,含量为7.06%~25.23%,分别是β-杜松烯、α-荜澄茄油烯、β-月桂烯、2-莰烯、柠檬烯、顺-β-法尼烯、L-菖薄烯、β-荜澄茄油烯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、2-异丙基-5-甲基-9-亚甲基双环[4.4.0]癸-1-烯(图5)。其中β-杜松烯、β-月桂烯、2-莰烯、顺-β-法尼烯所占比例较高。β-杜松烯呈现刺激气味、木香;β-月桂烯具清淡的香脂香气,多存在于红茶及砖茶、沱茶等后发酵茶中。2-莰烯类似樟脑香气,是一种萜烯类化合物,香料中少量用于木香型香精中。法尼烯则与植物在胁迫条件下释放的挥发性物质有关[18,22]。总体来看,在5号、9号、14号、22号、23号、25号、31号、33号绿茶中萜烯类化合物含量较高,超过了20%。

图5 重庆针形名优绿茶碳氢类挥发性物质含量

Fig.5 Content of hydrocarbons volatile compounds in Chongqing famous needle shaped green tea

2.1.6 芳烃、杂环类及含硫化合物

绿茶中还检测出芳烃2种、杂环化合物及含硫化合物各1种,含量为3.57%~19.72%,分别是萘、1,2,3,4,4a,7-六氢-1,6-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘、吲哚和二甲硫(图6)。其中吲哚具有典型茉莉花香味的物质,在乌龙茶做青过程中含量显著增加[23],在重庆绿茶香气物质中含量丰富,24号样品中含量达到18.71%。二甲硫有着如海鲜般特殊气味物质,在自然界中,常由蛋白质的分解产生,被认为是判断新茶的特征物质,并有研究提出是中黄1号绿茶呈现熟玉米香香型的关键物质[7]及崂山绿茶的特征香气物质[24],在4号、17号、21号茶样中含量丰富。

图6 重庆针形名优绿茶芳烃、杂环及含硫化合物含量

Fig.6 Content of aromatic hydrocarbons, heterocyclic compounds and sulfur compounds in Chongqing famous needle shaped green tea

2.2 重庆针形名优绿茶特征香气表现

如表2所示,重庆针形名优绿茶香气主要表现为清香型或栗香型,部分呈现足火香,少量样品呈现花香。结合香气成分含量分析(图1~图6),香气感官评分较高的清香型样品中,香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、β-芳樟醇、橄榄醇、橙花叔醇、顺-已酸-3-己烯酯、水杨酸甲酯、顺-茉莉酮、吲哚等香气物质含量表现突出;香气感官评分较高的栗香型样品中,香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、β-芳樟醇、2-甲基戊酸甲酯、顺-茉莉酮、β-杜松烯、顺-β-法尼烯、吲哚、二甲硫等香气物质含量表现突出。其中香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、β-芳樟醇具有柔和的玫瑰花或铃兰花香气,顺-茉莉酮、吲哚2种物质具有茉莉花香味,在以上2种香气类型的重庆针形名优绿茶香气物质中均含量丰富,推测以上物质是重庆针形名优绿茶的特征香气物质。此外,橄榄醇、橙花叔醇、顺-已酸-3-己烯酯、2-甲基戊酸甲酯、水杨酸甲酯、β-杜松烯、顺-β-法尼烯等香气物质均对构成重庆针形名优绿茶特征香气品质具有重要作用。

表2 重庆针形名优绿茶香气因子感官审评表现

Table 2 Sensory evaluation of aroma performance in Chongqing famous needle shaped green tea

样品序号香气评语得分/分样品序号香气评语得分/分1清香较醇84.17±3.5920清香醇爽87.40±2.972足火香84.67±1.7321足火香85.14±2.123栗香醇86.50±3.5922栗香较浓83.86±1.214尚纯79.17±3.6923栗香浓84.43±2.305栗香醇爽88.50±1.5024清香鲜爽89.57±1.816清爽85.67±2.1625栗香较浓83.71±2.437清香醇正87.33±1.4126栗香较高长86.57±2.708花香较醇83.83±2.6327栗香较浓83.29±2.149熟栗香高长88.67±2.5228足火香84.43±4.0410清香较醇85.00±3.1129欠纯78.00±3.0011栗香醇正87.00±1.4130栗香高87.50±1.8712尚纯79.60±3.3631栗香高88.00±1.7913清香较醇和83.20±2.5932平正81.67±3.6714足火香84.40±2.5133尚纯79.50±2.9515鲜嫩91.00±1.0034栗香高长88.17±2.2316栗香醇爽88.20±1.1035栗香较浓83.17±2.8617清香高86.60±1.1436花香81.50±1.9718栗香醇正87.60±1.8237栗香较高长86.00±1.1019平正81.40±2.9738清香高长89.15±2.71

两类型香气成分含量比较见图7,其中醇类、醛类、酮类、烯烃、芳烃、其他(杂环及含硫化合物)所占百分含量差异不明显,仅酯类在清香型绿茶中含量显著高于栗香型绿茶。

图7 清香型与栗香型绿茶不同种类香气成分含量比较

Fig.7 Comparison of different kinds of aroma components’ content in clean and refreshing type green tea and chestnut aroma type green tea

2.3 重庆针形名优绿茶香气特征性香气成分分析

进一步采用PCA分析重庆针形名优绿茶中代表性清香型产品(主要有1、6、7、10、15、17、20、24、38号)的特征性香气物质、代表性栗香型产品(主要有3、5、9、11、16、18、22、23、25、26、27、30、31、34、35、37号)。结果表明,经主成分提取后,清香型绿茶中,第一主成分的初始特征值为12.886,方差贡献率为32.216%;第二主成分的初始征值为9.086,方差贡献率为22.714%;前5个主成分解释的方差累计贡献率达到了88.334%,基本能够解释原有香气成分所包含的大部分信息。栗香型绿茶中,第一主成分的初始特征值为8.31,方差贡献率为20.776%;第二主成分的初始征值为6.695,方差贡献率为16.737%;前8个主成分解释的方差累计贡献率达到了88.291%,基本能够解释原有香气成分所包含的大部分信息。具体见表3。

表3 主成分特征值及其累积方差贡献率

Table 3 Principal component eigenvalue and its cumulative variance contribution rate

序号清香型绿茶栗香型绿茶初始特征值方差百分比/%累积方差百分比/%初始特征值方差百分比/%累积方差百分比/%112.88632.21632.2168.31020.77620.77629.08622.71454.9296.69516.73737.51237.45718.64373.5735.75014.37651.88843.1067.76681.3394.27810.69562.58252.7986.99688.3343.2828.20670.78863.0627.65678.44472.3025.75584.19981.6374.09288.291

如附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028521)所示,清香型绿茶中第一主成分的主要贡献香气成分有β-月桂烯、苯甲醛、藏红花醛、反,反-3,5-辛二烯-2-酮、柠檬烯、β-紫罗酮、苯甲醇、吲哚、反-戊酸-2-己烯酯、橄榄醇等16种香气成分,主要反映了该主成分具有香脂香气、似苦杏仁味、柠檬、茉莉花等果香、花香混合气味;第二主成分的主要贡献香气成分有氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)、β-芳樟醇、β-荜澄茄油烯、顺-β-法尼烯、香叶醇、辛醇、顺-茉莉酮、壬酸甲酯、6,10,14-三甲基-十烷-2-酮,主要反映了该主成分具有花香、玫瑰香;第三主成分的主要贡献香气成分有α-荜澄茄油烯、L-菖薄烯、β-杜松烯、1,2,3,4,4a,7-六氢-1,6,-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘、α-萜品醇、乙酸乙酯,主要反映了该主成分具有果香、木香;第四、五、六主成分的主要贡献香气成分数量较少,分别是萘;苯乙醇、2-莰烯;α-雪松醇,主要反映了樟木香带花香的木质香气。

如附表2(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028521)所示,栗香型绿茶中第一主成分的主要贡献香气成分有苯甲醛、α-荜澄茄油烯、1,2,3,4,4a,7-六氢-1,6,-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘、β-紫罗酮、藏红花醛、环氧芳樟醇Ⅱ、橄榄醇、β-杜松烯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、癸醛,主要反映了该主成分具有似苦杏仁味、木香、花香、果香、甜香等混合香气;第二主成分的主要贡献香气成分有壬酸甲酯、水杨酸甲酯、2-甲基戊酸甲酯、香叶醇、2-异丙基-5-甲基-9-亚甲基双环[4.4.0]癸-1-烯、α-萜品醇,主要反映了该主成分具有青香、果香和玫瑰香;第三主成分的主要贡献香气成分有壬醛、β-荜澄茄油烯、辛醇、顺-β-法尼烯、L-菖薄烯、α-雪松醇,主要反映了该主成分具有甜橙油脂香;第四主成分的主要贡献香气成分有苯甲醇、苯乙醇,主要反映了该主成分具有柔和花香;第五主成分的主要贡献香气成分有乙酸乙酯、顺-已酸-3-己烯酯,主要反映了该主成分具有强烈的青香、果香;第六、七、八主成分主要贡献香气成分各1种,分别是二甲硫、萘、β-月桂烯,主要反映了鲜味、清淡的香脂香气。

综上,清香型绿茶与栗香型绿茶基础香气表现为果香、花香的混合香气,主要贡献香气成分中共有成分有月桂烯、苯甲醛、藏红花醛、β-紫罗酮、苯甲醇等(附表1和附表2);但其主要贡献香气成分亦有明显差异(表4)。清香型绿茶差异成分主要有反,反-3,5-辛二烯-2-酮、柠檬烯、反-戊酸-2-己烯酯、香叶基丙酮、橙花叔醇、氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)、β-芳樟醇、顺-茉莉酮、6,10,14-三甲基-十烷-2-酮等萜烯醇及萜酮、脂环酮类物质,香气特征主要呈现为花香和果香;栗香型绿茶差异成分主要有环氧芳樟醇Ⅱ、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、壬醛、二甲硫,香气特征主要呈现为甜香和鲜香。

表4 清香型与栗香型绿茶主要贡献香气成分差异

Table 4 The difference of main aroma components between refreshing type and chestnut flavor aroma type green tea

注:-表示未找到相关香气描述

香气类型差异香气成分分子式香气描述含量范围/%含量均值/%反,反-3,5-辛二烯-2-酮C8H12O-0.26~2.590.97±0.62柠檬烯C10H16类似柠檬的香味0.3~3.371.24±0.80反-戊酸-2-己烯酯C10H18O2-0.27~2.551.21±0.69香叶基丙酮C13H22O新鲜、清、淡的花香香气,略带甜蜜-玫瑰香韵味1.37~3.162.09±0.47清香型橙花叔醇C15H26O呈玫瑰及苹果香气0.49~16.313.46±3.35氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)C10H18O2具有鲜花和草本的芳香0.24~1.940.82±0.66β-芳樟醇C10H18O铃兰花香,浓青带甜的木青气息,似玫瑰木香气4.03~15.098.86±3.64顺-茉莉酮C11H16O天然茉莉花香4.24~22.8212.54±5.666,10,14-三甲基-十烷-2-酮C18H36O-0.18~0.570.38±0.10环氧芳樟醇ⅡC10H18O2具有强烈、新鲜的甜香、木香和花香0.45~3.501.55±0.59栗香型4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯C11H18-1.05~7.072.38±1.00壬醛C9H18O油脂气味和甜橙气息0.93~4.612.12±0.79二甲硫C2H6S海鲜般特殊气味0.23~3.271.53±0.78

2.4 重庆针形名优绿茶香气产地聚类分析

对香气成分含量进行均一化处理后聚类分析(图8)。苯甲醇、苯乙醇等醇类及二甲硫在江津、南川、城口、万州、永川等地绿茶中含量丰富;苯甲醛、藏红花醛、β-紫罗酮、香叶基丙酮、2-莰烯等香气成分在永川区域绿茶中含量丰富;辛醇、α-雪松醇、氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)等醇类、水杨酸甲酯、反-戊酸-2-己烯酯等酯类香气成分在荣昌、南川、巴南等地绿茶中含量丰富;烯烃类香气组分在秀山、南川、荣昌等地绿茶中含量丰富。根据各香气组分含量对重庆针形名优绿茶产地进行聚类分析可以看出,永川、巴南、南川、秀山、荣昌等地聚类效果较好,以第2层次距离聚类可将重庆针形名优绿茶产地分为四大区域,其中永川区在第2区域内聚类效果最好,推测在香气特征上存在一定的共性,值得进一步研究。

图8 重庆针形名优绿茶香气组分聚类热图

Fig.8 Cluster heat map of aroma components of Chongqing famous needle shaped green tea

3 结论与讨论

香气是由其茶叶中不同含量及不同比例的挥发性物质组合而被人体嗅觉感官感知形成的一种综合感受。针形名优绿茶是重庆第一大茶类,其香气品质是影响消费者购买意愿的重要因素之一。本文通过对重庆地区内针形名优绿茶香气组分进行分析,共检测出香气成分40种,主要种类包括醇类11种,酯类6种,醛类4种,酮类5种,烯烃类10种,芳烃2种,杂环及含硫化合物各1种。其中醇类、酮类、烯烃类在重庆针形名优绿茶中占比较高。感官审评重庆针形名优绿茶,其香气品质主要表现为清香型或栗香型。通过比较主要香型绿茶香气种类及香气成分含量发现,酯类在清香型绿茶中含量显著高于栗香型绿茶。其中香叶醇、苯甲醇、苯乙醇、β-芳樟醇、顺-茉莉酮、吲哚、橄榄醇、橙花叔醇、顺-已酸-3-己烯酯、2-甲基戊酸甲酯、水杨酸甲酯、β-杜松烯、顺-β-法尼烯等香气物质对构成重庆针形名优绿茶特征香气品质具有重要作用。

通过PCA进一步分析,清香型绿茶中提取出5个主成分,栗香型绿茶中提取出8个主成分,清香型与栗香型绿茶主要贡献香气成分有明显差异。清香型绿茶差异成分主要有反,反-3,5-辛二烯-2-酮、柠檬烯、反-戊酸-2-己烯酯、香叶基丙酮、橙花叔醇、氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)、β-芳樟醇、顺-茉莉酮、6,10,14-三甲基-十烷-2-酮,主要为萜烯醇及萜酮、脂环酮类,主要为呈现花香和果香类物质;栗香型绿茶差异成分主要有环氧芳樟醇Ⅱ、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、壬醛、二甲硫,主要为呈现甜香和鲜味类物质。

茶叶挥发性组分受很多因素的影响,一般认为茶叶加工工艺对茶叶中香气物质的影响较大[25]。重庆针形绿茶加工主要包括杀青、揉捻、理条、干燥等主要环节。其中杀青环节,杀青方式及温度均对香气的形成有所影响,如汪蓓[26]以重庆巴渝特早品种原料采用滚筒杀青方式发现,270 ℃杀青利于具有青草气和清香属性绿茶的加工,320和270 ℃ 两个杀青温度则更容易加工出具有嫩香、焙烤香、栗香、豆香香型的绿茶。揉捻是针形茶紧细外形形成的关键步骤,有研究[27]表明,针形茶较其他做形茶香气物质总量更丰富,兼具栗香型和花香型物质,香气品质最佳。理条环节即是针形茶紧圆细直品质形成的关键,也是茶条失水的重要过程。振动理条过程主要通过利用茶叶与锅壁的接触和反复摩擦传热,有研究表明,此种干燥方式制成的茶叶香气表现为清香[15];而干燥采用链板式热风对流方式,通过空气中不饱和蒸汽与饱和蒸汽间的压力差使热空气与茶叶发生质热交换,该过程茶叶由外到内受热、传热方向与水分扩散方向相反,为茶叶创造了内部湿热、外部干热的环境,在一定的温度[28]和时间下容易形成栗香、焦香。由此可见,在针形绿茶加工的各个环节及工艺参数均对茶叶香气的形成有巨大影响,而重庆针形名优绿茶由于造型的品质要求,揉捻充分,细胞破碎率高,且理条做形是必要的工序,经理条后多采用链板式烘干,若控制好烘干温度及时间,极易造就清香及栗香的香气品质。

其次,物质基础也是影响香气成分组成及香气表现的重要因素。叶伟华等[29]研究得出茶叶香气成分中碳氢化合物含量随着海拔的升高而下降,酮类和醛类含量升高。重庆茶区多处于丘陵山区之中,区域环境及栽培品种均有所差异。如城口、武隆、江津等地海拔较高(约1 000 m),其加工品种主要为四川中小叶群体种;而永川、荣昌、巴南等地茶区海拔适中(300~600 m),加工品种多为引种的无性系良种福鼎大白茶及巴渝特早。因此,造就了各区域茶叶特征香气物质组成差异,与郝麒麟等[30]评价重庆市X区绿茶品质认为绿茶样本的特征性成分含量存在差异可能与绿茶品种、制作工艺等相关的结论一致。根据香气组分含量的聚类效果来看,永川、巴南、南川、秀山、荣昌等地聚类效果较好,以第2层次距离聚类可将重庆针形名优绿茶产地分为四大区域,其中永川区在第2区域内聚类效果最好,可能是因为永川地处渝西地区,相对于渝东南、渝东北地势较平,且永川秀芽加工工艺成熟,加工品种、栽培环境相对一致,造就了其香气成分及组成上具有一定的共性,聚类效果最好。

综上,本研究通过对重庆针形名优绿茶香气成分进行检测及分析,初步探明了重庆针形名优绿茶香气品质及影响绿茶香气表现的关键香气成分,探讨了香气品质形成成因,为下一步深入分析重庆针形名优绿茶品质形成成因奠定了基础,同时也为重庆绿茶香气品质提升提供理论参考。

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附表1 清香型绿茶各主成分主要香气成分载荷

Table A.1 Main aroma components of main components in light flavor green tea

注:表中显示为与主成分之间相关系数的绝对值>0.6的成分

主成分123456序号 香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷1β-月桂烯0.962氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)-0.945α-荜澄茄油烯0.946萘0.739苯乙醇-0.719α-雪松醇0.6042苯甲醛0.948β-芳樟醇-0.923L-菖薄烯0.8692-莰烯0.6713藏红花醛0.919水杨酸甲酯-0.919β-杜松烯0.8454反,反-3,5-辛二烯-2-酮0.885β-荜澄茄油烯0.8121,2,3,4,4a,7-六氢-1,6,-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘0.8135柠檬烯0.847顺-β-法尼烯0.795α-萜品醇0.8096β-紫罗酮0.842香叶醇-0.776乙酸乙酯0.6177苯甲醇0.825辛醇-0.7368吲哚-0.816顺-茉莉酮0.7209反-戊酸-2-己烯酯-0.759壬酸甲酯-0.65610橄榄醇0.7546,10,14-三甲基-十烷-2-酮0.64711顺-已酸-3-己烯酯-0.745122-甲基戊酸甲酯0.70413癸醛0.704142-异丙基-5-甲基-9-亚甲基双环[4.4.0]癸-1-烯0.69615香叶基丙酮0.67116橙花叔醇-0.665

附表2 栗香型绿茶各主成分主要香气成分载荷

Table A.2 Load of main aroma components in chestnut flavor green tea

注:表中显示为与主成分之间相关系数的绝对值>0.6的成分

主成分12345678序号 香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷香气成分载荷1苯甲醛-0.878壬酸甲酯-0.836壬醛-0.836苯甲醇-0.813乙酸乙酯0.824二甲硫0.615萘0.626β-月桂烯-0.5322α-荜澄茄油烯0.748水杨酸甲酯-0.825β-荜澄茄油烯-0.825苯乙醇-0.757顺-已酸-3-己烯酯0.69931,2,3,4,4a,7-六氢-1,6,-二甲基-4-(1-甲基乙基)-萘0.7462-甲基戊酸甲酯0.721辛醇0.7214β-紫罗酮-0.746香叶醇-0.711顺-β-法尼烯-0.7115藏红花醛-0.7282-异丙基-5-甲基-9-亚甲基双环[4.4.0]癸-1-烯0.689L-菖薄烯0.6896环氧芳樟醇Ⅱ0.720α-萜品醇-0.639α-雪松醇-0.6397橄榄醇-0.6888β-杜松烯0.67994,8-二甲基-1,3,7-壬三烯0.66710吲哚0.64611癸醛-0.634

Analysis of aroma characteristics and components of Chongqing famous needle shaped green tea

YANG Juan,XU Ze,WU Quan,ZHONG Yingfu,WANG Jie,LUO Hongyu,YUAN Linying*

(Tea Research Institute of Chongqing Academy of Agricultural Sciences, Chongqing Engineering Research Center for Tea, Chongqing 402160, China)

ABSTRACT To explore the aroma characteristics and compositions of Chongqing famous needle shaped green tea, thirty-eight samples of Chongqing famous needle green tea were collected as raw materials. The aroma components were extracted by headspace solid phase microextraction (HS-SPME) and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) coupled with sensory evaluation. The result showed that clean and refreshing type and chestnut aroma type were the two main aromatic types of Chongqing famous needle shaped green tea. Totally, forty aroma components could be detected including eleven alcohols, six esters, four aldehydes, five ketones, ten hydrocarbons, two aromatics, one nitrogen-containing and one sulfur-containing compound. Geraniol, benzyl alcohol, phenylethanol β-linalool, CIS jasmonate, indole, olive alcohol, nerolidol, cis-3-hexenyl hexanoate, methyl 2-methylvalerate, methyl salicylate β-terpinene, CIS-β-farnesene, etc. These components also played important roles in the aromatic characteristics of Chongqing famous needle shaped green tea. The content of esters in clean and refreshing green tea was significantly higher than that in chestnut aroma green tea. Moreover, significant differences in the main aromatic components between clean and refreshing green tea and chestnut aroma green tea were identified by PCA analysis. The different components of clean and refreshing green tea include anti-3,5-octylene-2-one, limonene, trans-pentanoate-2-hexene ester, vanillin acetone, nerhuatert alcohol, linalool oxide I (furan type) β-linalool, cis jasmonane, 6,10,14-trimethyl-decane-2-one, which were mainly floral and fruity. The different components of chestnut aroma green tea were epoxy linalool II, 4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene, nonanal and dimethylsulfide, which were sweet and fresh. Furthermore, in the cluster analysis results of product areas, regional micro-environment had an important effect on the formation of aroma characteristics of Chongqing famous needle shaped green tea, and the clustering effect of Yongchuan Xiuya was the best. This study could provide a theoretical reference for the characteristic aroma formation and quality evaluation of Chongqing famous needle shaped green tea.

Key words green tea; aroma; characteristic; component

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.028521

引用格式:杨娟,徐泽,吴全,等.重庆针形名优绿茶香气特征及成分分析[J].食品与发酵工业,2022,48(18):256-264.YANG Juan,XU Ze,WU Quan, et al.Analysis of aroma characteristics and components of Chongqing famous needle shaped green tea[J].Food and Fermentation Industries,2022,48(18):256-264.

第一作者:硕士,助理研究员(袁林颖研究员为通信作者,E-mail:350129893@qq.com)

基金项目:重庆市科技局科研机构绩效激励引导专项(cstc2020jxjl80014);重庆市科技局技术创新与应用示范专项(cstc2018jscx-mszdX0032);“科技助力经济2020”重点专项(SQ2020YFF0422398)

收稿日期:2021-07-01,改回日期:2021-09-27