12種單叢茶香氣成分研究

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(1.深圳市深寶技術(shù)中心有限公司,廣東深圳 510115;2.婺源縣聚芳永茶業(yè)有限公司,江西婺源 333200)

單叢茶是廣東烏龍茶的特色品種,集花香、果香、蜜香、茶香于一體,是我國珍稀的高香型名茶品種資源,至今已有700余年歷史[1]。其鮮葉原料均是由鳳凰水仙群體品種中選育出來的優(yōu)異單株及其培育出來的品種、品系和株系,多分株(品系)單采、單株(品系)制作[2],因各個株(品系)生長環(huán)境[3]和制作工藝[4]不同,制得的成品茶具有不同的特征香氣,如黃枝香型、蜜蘭香型、杏仁香型、芝蘭香型等香型[5]。

單叢茶濃郁的香氣,多樣的香型,引起了諸多學者對香氣組分廣泛研究。戴素賢等[6]采用SDE法檢測出肉桂香單叢的主要賦香成分為橙花叔醇、吲哚、植醇、芳樟醇及其氧化物,嚴贊開等[7]采用SDE法分析出肉桂香單叢的主要香氣物質(zhì)為芳樟醇、脫氫芳樟醇、吲哚、丁位辛內(nèi)酯、α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇。研究側(cè)重各香型茶葉的主要呈香物質(zhì),對不同香型茶葉香氣物質(zhì)的差異、感官評價與香氣物質(zhì)的聯(lián)系研究較少。本研究采用操作便捷、接近感官評價氣味的香氣富集方法頂空固相微萃取(HS-SPME)法,對銀花香、茉莉香、雪片、柚花香、黃枝香、杏仁香、芝蘭香、蜜蘭香、鴨屎香、鋸朵仔、白葉單叢、肉桂香12種單叢茶的香氣組分和相對含量進行測定,比較分析不同香型茶樣間香氣組分的差別,及與感官評價的聯(lián)系，以期為單叢茶葉香氣品質(zhì)鑒定、完善管理標準提供科學依據(jù)。

表1 單叢茶葉香氣感官評審結(jié)果Table 1 Sensory analysis of aroma quality for Dancong teas

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

茶葉 共12種測試樣,均購于鳳凰茗韻茶葉有限公司,雪片生產(chǎn)于2018年11月,其他均為2018年4月,錫箔袋密封,存于-18 ℃待用。

50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭 美國Supeclo公司;7890B氣相色譜儀、5977A DMS質(zhì)譜儀 美國安捷倫科技有限公司;HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司;電子天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 香氣物質(zhì)的萃取 采用HS/SPME對茶葉香氣物質(zhì)進行萃取,取0.6 g茶樣于60 mL頂空瓶中,加入沸水30 mL,用密封墊迅速密封頂空瓶,50 ℃下加熱10 min,將已老化的DVB/CAR/PDMS固相萃取頭插入頂空瓶,在50 ℃頂空萃取40 min,取出后立即插入氣相色譜儀的進樣口中,解析5 min,同時啟動儀器收集數(shù)據(jù)。

1.2.2 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析條件 GC條件:安捷倫HB-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細管柱。進樣口溫度為240 ℃;流速1.0 mL/min。升溫程序:50 ℃保持5 min,以3 ℃/min升至180 ℃保持2 min,然后以10 ℃/min升至250 ℃保持3 min。MS條件:EI電離能量為70 eV;質(zhì)量掃描范圍為50～450 amu;離子源溫度為230 ℃;四級桿溫度為150 ℃;質(zhì)譜傳輸線溫度為220 ℃。

1.2.3 茶葉香氣物質(zhì)的定性和定量 利用GC-MS工作站自帶NIST 11.L標準譜庫自動檢索各組分質(zhì)譜數(shù)據(jù),并進行人工分析。查對相關(guān)資料,對基峰、質(zhì)核比和相對豐度等方面進行分析,結(jié)合保留時間和質(zhì)譜分別對各峰進行確認。定量方法采取峰面積歸一法,得到各組分的相對含量(組分峰面積占總峰面積的百分比)。

1.2.4 感官評價 邀請4位具有高級評茶師資格證的評審員,對12種茶葉樣品的香氣品質(zhì)進行測試,參照GB/T 23776-2009[8]茶葉感官審評方法中的烏龍茶蓋碗審評法,評審結(jié)果以評語加評分的方式表示。評分總分為10分,依據(jù)GB/T 23776表B.4中香氣評分標準打分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel系統(tǒng)處理數(shù)據(jù),與感官評分結(jié)合評價茶葉香氣品質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單叢茶香氣特征感官分析

單叢茶以多香型、香氣持久,具有獨特的天然花香著稱,其中以濃郁而細膩的花果香(有類似水蜜桃或蘭花香的香氣)為最優(yōu)[9]。感官評審結(jié)果如表1所示,12種茶樣中銀花香、茉莉香、雪片、鴨屎香、鋸朵仔白葉單叢、肉桂香茶樣的花果香氣濃郁,得分較高,屬于濃花型,但香氣特點各不相同。銀花香茶樣以清爽花香為主,甜蜜香較弱,雪片以甜花香為主,茉莉香茶樣似茉莉花香氣,白葉單叢茶樣甜花香較淡雅持久,但不似雪片濃烈;柚花香、鋸朵仔、芝蘭香、黃枝香茶樣香氣純正花香焙香共存,屬于花蜜協(xié)調(diào)型,但是芝蘭香香氣欠高,評分較低;杏仁香、蜜蘭香、肉桂香香氣品質(zhì)上都屬于濃蜜型,但肉桂香香氣濃郁高揚,特征香氣非常明顯,得最高評分10分,蜜蘭香茶樣由于蜜香不明顯,整體香氣欠佳,得最低評分7分,各自均呈現(xiàn)出獨特的香氣。

2.2 單叢茶香氣種類和含量分析

表2 12種單叢茶主要香氣成分組成及相對含量(%)Table 2 Main aroma components and relative content in twelve kinds of Dancong teas(%)

續(xù)表

注:“-”為未檢出。

采用HS/SMPE-GC/MS對單叢茶樣品的香氣物質(zhì)進行鑒定,各茶樣的總離子流圖見圖1,單叢茶樣品香氣組分的定性定量結(jié)果如表2。根據(jù)表2的分析結(jié)果對不同類別的香氣物質(zhì)進行歸類,如圖2所示。

圖1 12種單叢茶葉揮發(fā)性成分GC-MS總離子流重疊圖Fig.1 Overlapping plots of GC-MS chromatogram for volatiles compounds in twelve kinds of Dancong teas

圖2 12種單叢茶香氣物質(zhì)種類及相對含量Fig.2 Aroma compound classes and their contents in 12 kinds of Dancong tea

在12種單叢茶樣中共鑒定出47種揮發(fā)性化合物,主要為醇類,其次是含氮類,再次是烯類和醛類。醇類物質(zhì)是單叢茶的主要香氣物質(zhì),平均含量占總香氣的45.52%(12種茶樣醇類物質(zhì)相對含量的平均值,下同);含氮類的平均含量為20.14%;烯類的平均含量為10.40%;醛類平均含量為12.15%。12種茶樣中檢出香氣物質(zhì)種類差異明顯,47種化合物中脫氫芳樟醇、氧化芳樟醇、芳樟醇、β-環(huán)檸檬醛、藏紅花醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、水楊酸甲酯、檸檬烯、吲哚、1-乙基-2-甲酰基吡咯10種為共同檢出香氣物質(zhì),其他物質(zhì)在各茶樣中不同頻次出現(xiàn)。同類香氣物質(zhì)在不同茶樣中所占比例有明顯差異,如醇類物質(zhì)在雪片中相對含量為73.82%,而銀花香中僅有32.60%。

2.2.1 醇類香氣物質(zhì) 從圖2中可以看出,醇類是單叢茶中含量最高的香氣物質(zhì),12種茶樣的相對平均含量為45.52%,其中雪片相對含量最高為73.82%,銀花香單叢最低為32.60%。主要包括脫氫芳樟醇、氧化芳樟醇、芳樟醇、雪松醇、香葉醇、橙花叔醇、α-萜品醇等,脫氫芳樟醇為含量最高的醇類物質(zhì)。醇類化合物通常帶有花香和果香[10],是單叢茶具有花果香的主要香氣物質(zhì),在臺灣、閩南、廣東烏龍茶中均含量較高,大于30%[11]。結(jié)合感官評價發(fā)現(xiàn)花香濃郁的雪片、茉莉香、白葉單叢中醇類物質(zhì)含量均高于50%。

2.2.2 含氮類香氣物質(zhì) 由表2可知含氮類化合物在單叢茶中相對含量較高,僅次于醇類物質(zhì),主要包括吲哚、苯乙腈、1-乙基-2-甲酰基吡咯、1-乙基吡咯等。苯乙腈在各種烏龍茶中常檢出,但相對含量差異明顯[12],其對茶葉香氣的貢獻研究較少。低濃度的吲哚具有柑橘花乃至茉莉香氣,并具有固香作用[13],在清香的銀花香、鴨屎香、茉莉香中相對含量較高,均大于10%,也是清香鐵觀音的風味成分[14]和金萱烏龍茶的主要香氣組分[15]。吡咯類、吡嗪類物質(zhì)主要是在烘焙過程中形成的,閾值較低,感官特性強烈,具有烤堅果香、烘焙香[16],在杏仁香、肉桂香等烘焙較重的茶樣中含量較高,對茶葉香氣貢獻很大[17]。

2.2.3 烯類香氣物質(zhì) 烯類物質(zhì)大都帶有愉悅香氣,是茶葉香氣的重要組成成分。12種單叢茶樣中共檢測出檸檬烯、苯乙烯、傘花烴、α-雪松烯等8種烯類化合物,檸檬烯是所有茶葉均檢出的烯類香氣物質(zhì),但是相對含量差別較大。檸檬烯在焙香型的肉桂香、杏仁香、蜜蘭香單叢中相對含量較高(大于10%);在濃花型的雪片、鴨屎香單叢中相對含量很低(小于1%)。除檸檬烯外其他烯類化合物的檢出頻次和相對含量均較低。

2.2.4 醛類香氣物質(zhì) 醛類物質(zhì)主要體現(xiàn)為清香、青草香,個別體現(xiàn)出花香[18],是茶葉香氣中一類重要的揮發(fā)性香氣化合物,在各個茶樣中相對含量差異較明顯,雪片中相對含量最低(3.02%),鋸朵仔最高(25.16%)。由表2可知,12個茶樣中共檢出己醛、苯乙醛、β-環(huán)檸檬醛、癸醛、藏紅花醛、庚醛等9種醛類物質(zhì),其中己醛,苯甲醛含量相對較高。己醛具有青草香,是鐵觀音、金萱等清香烏龍茶的重要香氣組分[15,19]。

2.2.5 酮類化合物 由表2和圖2可知,茉莉香、雪片、肉桂香中酮類物質(zhì)相對含量相似且較低(4.16%～4.30%),其他樣品中相對含量在6.07%～10.54%之間。6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-紫羅酮、反-香葉基丙酮、α-紫羅酮、順-茉莉酮是主要的酮類香氣物質(zhì)。

2.2.6 其他類香氣物質(zhì) 酯類化合物主要有水楊酸甲酯、順-3-己烯己酸酯、丁酸苯乙酯等5種化合物,茉莉香單叢中相對含量最高(8.46%),其他茶樣相對含量較低,在0.43%～3.86%之間。烷烴類物質(zhì)在單叢茶中經(jīng)常檢出,由于沒有香氣且總體含量較低,對茶葉香氣的貢獻不大。

2.3 不同香型單叢茶主要香氣成分

結(jié)合2.1單叢茶香氣感官評價將12種茶樣按香氣中花香和蜜香的強弱程度分為濃花型、花蜜協(xié)調(diào)型和濃蜜型三類,分別討論不同類型茶樣的主要香氣成分。依據(jù)各香氣組分的平均相對含量高低排序,選出相對含量較高且對茶葉香氣有重要影響的8種香氣物質(zhì),這些化合物均占香氣總量的60%以上,視為主要的香氣成分。

2.3.1 濃花型單叢 銀花香、茉莉香、雪片、鴨屎香、白葉單叢為濃花型,主要香氣成分為脫氫芳樟醇、芳樟醇、氧化芳樟醇、橙花叔醇、吲哚、苯乙腈、己醛、順-茉莉酮,占香氣總量的74%以上(如圖3所示)。雪片花香最高,具有花香的脫氫芳樟醇、芳樟醇、氧化芳樟醇占總含量的68.42%,為主要呈香組分;銀花香、鴨屎香單叢均是花香帶明顯清香,其具有清香的吲哚和己醛含量明顯高于其他,與感官評價結(jié)果一致,而吲哚和己醛相對含量的差異導致兩者清香濃郁程度不同。同為濃花型茶樣主要香氣組分含量不同,呈現(xiàn)出的香氣亦有差異。

圖3 濃花型茶樣主要香氣組分Fig.3 Main aroma compounds in thick flower Dancong teas

2.3.2 花蜜協(xié)調(diào)型單叢 感官表現(xiàn)為花蜜協(xié)調(diào)型的茶樣有柚花香、鋸朵仔、芝蘭香、黃枝香。主要香氣成分為脫氫芳樟醇、芳樟醇、氧化芳樟醇、檸檬烯、1-乙基-2-甲酰基吡咯、1-乙基吡咯、吲哚、苯乙腈,8種香氣物質(zhì)相對含量之和為62.79%～71.79%。由圖4可以看出,脫氫芳樟醇、芳樟醇、氧化芳樟醇依然是最主要香氣成分,同時主成分中增加了具有烘烤香的1-乙基-2-甲酰基吡咯[12]和具有檸檬香的檸檬烯[1],具有清香的己醛和橙花叔醇、茉莉香的吲哚相對含量減少,與水仙高溫膨化后出現(xiàn)相同香氣物質(zhì)變化[20]。

圖4 花蜜協(xié)調(diào)型茶樣主要香氣組分Fig.4 Main aroma compounds in flower-baked coordinated Dancong teas

2.3.3 濃蜜型單叢 杏仁香、蜜蘭香、肉桂香感官表現(xiàn)為濃蜜型,脫氫芳樟醇、檸檬烯、1-乙基-2-甲酰基吡咯、1-乙基吡咯、芳樟醇、氧化芳樟醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、水楊酸甲酯8種香氣含量之和占總量的61.47%～74.55%,如圖5所示。脫氫芳樟醇、芳樟醇等醇類依然是主要香氣組分。與花蜜協(xié)調(diào)型和濃花型茶樣相比具有烘烤香的1-乙基-2-甲酰基吡咯、1-乙基吡咯和具有檸檬香的檸檬烯相對含量增加,6-甲基-5-庚烯-2-酮、水楊酸甲酯作用凸顯,苯乙腈、吲哚相對含量進一步降低,不再是主要香氣成分。與感官評價中烘焙香明顯的描述一致。

圖5 濃蜜型茶樣主要香氣組分Fig.5 Main aroma compounds in Dancong teas with baking flavor

3 討論

本研究采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)對銀花香、茉莉香、雪片、柚花香、黃枝香、杏仁香、芝蘭香、蜜蘭香、鴨屎香、鋸朵仔、白葉、肉桂香12種單叢茶中鑒定出47種香氣化合物,包括醇類、含氮類、醛類、烯類、酮類、酯類和烷烴類香氣物質(zhì),其中醇類相對含量最高,其次是含氮類物質(zhì)。醛、烯、酮類物質(zhì)種類和相對含量有差異但不明顯,其中己醛、苯乙醛、檸檬烯、順-茉莉酮相對含量較高。酯類和烷烴類相對含量和種類均較少。

12個茶樣按香氣中花香和蜜香的強弱程度分為三類,濃花型單叢的主要香氣成分是脫氫芳樟醇、芳樟醇和氧化芳樟醇、橙花叔醇、吲哚、苯乙腈、己醛、順-茉莉酮,占香氣總量的74%以上,主要呈現(xiàn)出花果香、青香、茉莉香;脫氫芳樟醇、芳樟醇、氧化芳樟醇、檸檬烯、1-乙基-2-甲酰基吡咯、1-乙基吡咯、吲哚、苯乙腈是花蜜協(xié)調(diào)型單叢茶的主要香氣成分;脫氫芳樟醇、檸檬烯、1-乙基-2-甲酰基吡咯、1-乙基吡咯、芳樟醇、氧化芳樟醇、6-甲基-5-庚烯-2-酮、水楊酸甲酯是濃蜜型單叢茶的主要香氣成分。其中脫氫芳樟醇、芳樟醇和氧化芳樟醇在各茶樣中含量均較高(22.14%～68.42%),是單叢茶主導香氣成分,與史敬芳等[1]對單叢香氣分析一致。隨著蜜香增強,具有花香的芳樟醇、果香的橙花叔醇、青香的己醛、柑橘香的吲哚和苯乙腈相對含量降低,1-乙基-2-甲酰基吡咯、1-乙基吡咯等吡咯類和檸檬烯的相對含量增加。可能是各茶葉的加工工藝和茶樹品種造成的,如張俊等[21]發(fā)現(xiàn)烘焙時間延長芳樟醇、橙花叔醇含量下降,吡咯類物質(zhì)的種類和相對含量增加;魏新林等[22]發(fā)現(xiàn)低溫做青有利于芳香物質(zhì)的積累。這些香氣物質(zhì)含量的差異,形成各茶樣獨特的香氣,與感官評價表現(xiàn)出的香氣品質(zhì)一致。