4 个茶树品种与季节对绿茶香气成分特征的影响

汪　琦，赵贵福，张续周，赵　磊，夏　涛，张新富,

（1.青岛农业大学园艺学院，山东 青岛 266109；2.云南农业大学龙润普洱茶学院，云南 昆明 650201；3.青岛黄岛区农村经济发展局，山东 青岛 266400；4.安徽农业大学 茶树生物学与资源利用国家重点实验室，安徽 合肥 230036）

4 个茶树品种与季节对绿茶香气成分特征的影响

汪琦1,2，赵贵福1，张续周3，赵磊1，夏涛4，张新富1,*

（1.青岛农业大学园艺学院，山东 青岛 266109；2.云南农业大学龙润普洱茶学院，云南 昆明 650201；3.青岛黄岛区农村经济发展局，山东 青岛 266400；4.安徽农业大学 茶树生物学与资源利用国家重点实验室，安徽 合肥 230036）

以青岛茶区的4 个茶树品种的夏季茶鲜叶及春夏秋三季黄山群体种的茶鲜叶为原料，通过摊放→杀青→揉捻→干燥→提香工艺制得成品绿茶。采用顶空固相微萃取结合气质联用分析其香气成分及组成比例，相关性分析、系统聚类分析和主成分分析结果表明，不同品种青岛绿茶主要的45 种香气物质中除去各自特有香气成分外，共有成分中二甲苯、右旋萜二烯、芳樟醇、β-紫罗兰酮、萘、十四烷、2-异丙基-5-甲基茴香醚对香气类型起到关键作用；不同季节青岛绿茶主要的37 种香气物质中对香气类型起到关键作用的主要是各自特有香气成分，共有香气成分作用不显著。

绿茶；香气成分；品种；季节；顶空固相微萃取技术；气相色谱-质谱联用

茶叶香气是衡量茶叶品质的重要因素［1］，其不仅是茶叶等级评价的标准，也是消费者选泽的重要依据。其来源主要有两部分，一部分是鲜叶中固有的，这一部分占整个香气组分的含量比较少，大约80余种，另一部分是其他物质在加工过程中经过酶促作用和热物理作用转化而来，这是形成茶叶香气的主要部分［2］。茶叶香气形成的影响因素亦很多，如茶树品种、采摘季节及加工工艺等［3］。

茶树品种不同，其茶多酚、氨基酸和咖啡碱等品质化学成分含量不同，酶的特性和芳香物质等的化学特性也不同，茶树资源的适制性也就不同，由其制作的茶叶香气类型也就不同，因而不同品种茶叶就形成了各具特色的“品种香”。茶叶按采摘季节可分为春茶、夏茶和秋茶，季节不同，茶树生长的气候、湿度、水分、温度等生态环境不同，其化学成分含量及化学特性存在差异，加工为绿茶后其香气特点也会表现出不同。

“南茶北移”之后茶树生物学特性发生了显著变化，其适制性也发生了相应的变化［4］。山东作为最北茶区，其主产区是东南沿海的丘陵区［5-6］，以生产绿茶为主，茶叶品质独特具有“叶片厚、香气高、滋味浓、耐冲泡”的特点，尤其是栗香突出深受消费者的喜爱，目前已形成了较为稳定的制作工艺。近年来随着无性系品种的引进与推广，青岛茶区也在广泛种植黄山群体种的基础上，大力引种金观音、金萱、龙井43等品种，改善品种特色［7-9］，其产品出现了多元化，香气特征表现出一定的差异性。顶空固相微萃取已经被证明是一种精准简便的香气萃取方法［10-12］，已应用于红酒［13］、醋［14］、蝴蝶兰［10］等的香气成分分析，且因其具有所需样品量少、重现性好、灵敏度高等特点，逐渐应用于绿茶［15-19］、乌龙茶［20］、普洱茶［21］等香气物质的萃取，能较好地反应茶叶中挥发性香气成分［22］。统计学如系统聚类分析和主成分分析均用作特征值的测验及可视化［23-24］。本研究基于顶空固相微萃取技术与气相色谱-质谱联用分析以及统计分析，通过香气成分来辨别品种与季节对青岛绿茶香气成分特点的影响，进而为青岛茶树引种提供参考依据，也为山东绿茶香气特征的形成机理及科学审评提供依据。

1　材料与方法

1.1材料

鲜叶来源：2014年6月10日采自青岛茶区的金观音、金萱、龙井43、黄山群体种4 种品种茶，以及分别于2014年5月7日、6月10日、9月12日采摘的黄山群体种的鲜叶作为春夏秋三季茶的原材料，采摘标准为一芽二三叶。

1.2仪器与设备

6CST-40茶叶滚筒杀青机、6CR-30揉捻机、6CH941烘干机、6CTH-3.0提香机 浙江上洋机械有限公司；ALPHA 1-2 LDplus 冻干机 德国Christ公司；手动固相微萃取进样器 美国Supelco公司；7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪 美国安捷伦公司；75 μm的CAR/PDMS萃取头 上海安谱科学仪器有限公司；DF-101S型恒温磁力搅拌器 郑州市英峪予华仪器有限公司。

1.3方法

1.3.1绿茶加工工艺

摊放（5～6 cm，4 h）→杀青（220 ℃，1 min）→揉捻（轻揉20 min，重揉10 min，轻揉10 min）→干燥（毛火110 ℃，足火90 ℃）→提香（110 ℃，50 min）

1.3.2茶叶香气成分固相微萃取

称取6 g粉碎的茶样，加入顶空瓶，内置磁力搅拌转子，用60 mL 100 ℃的开水冲泡，密封瓶口后立即置于60 ℃恒温水浴平衡5 min。然后插入预先老化好的羧乙基/聚二甲基硅氧烷（carboxen/polydimethylsiloxane，CAR/ PDMS）固相微萃取头，开启恒温60 ℃磁力搅拌装置，顶空萃取60 min。微萃取头取出后立即插入色谱仪进样口，解吸3.5 min，进行数据采集分析。

1.3.3茶叶香气成分气相色谱-质谱联用分析

1.3.3.1气相色谱条件

进样口温度250 ℃，电子捕获检测器，温度250 ℃，载气为高纯度氮，流速1 mL/min，柱温起始为50 ℃，保持1 min，以2 ℃/min升至60 ℃，保持2 min，以3 ℃/min升至150 ℃保持3 min，以10 ℃/min升至250 ℃，保持5 min，再以10 ℃/min升至300 ℃，保持4 min。

1.3.3.2质谱条件

离子化方式为电子电离源，离子源温度230 ℃，电子能量70 eV，检测器电压1 659 V，接口温度300 ℃；质量扫描范围35～550 u；进样口温度250 ℃；分流模式：不分流；恒定流量1 mL/min。

1.3.4茶叶感官审评

由4 位专业的茶叶审评人员按照GB/T 23776—2009《茶叶感官审评方法》中名优绿茶审评方法对所制样品进行感官审评。

1.3.5香气成分定性与定量分析

定性分析：气相色谱-质谱采集的数据经NIST 11.L标准谱库的检索，通过质谱数据的比对，筛选匹配度达到80%以上的化合物，并通过查阅文献，分析基峰、质核比、相对丰度等，确定各香气组分。

定量分析：香气组分含量以相对含量表示，即各香气组分的峰面积占总峰面积的比值的百分数。实验重复3 次，取平均值。

1.4数据统计分析

数据主成分分析、系统聚类分析采用DPS v7.05软件进行。

2　结果与分析

2.1不同茶树品种茶叶香气成分比较

2.1.1对不同品种茶叶感官审评分析

表1　不同品种山东绿茶感官审评结果Table1　Sensory evaluation results for different varieties of Qingdao green tea

由表1可知，金观音、金萱、龙井43、黄山群体种，香气类型分别为花香、奶香、嫩栗香、栗香，表明不同品种茶叶经一系列的生化反应后显露出各具特色的香气类型。

2.1.2香气组分及相对含量

本实验的4 种品种茶共确定45 种香气成分，如表2所示，其中包括各品种特有的香气成分，如金观音独有棕榈酸、己醛、1-石竹烯、α-石竹烯、十六烷、水杨酸甲酯、2-乙基对二甲苯、2,6,10,14-四甲基十五烷等，占总香气物质的21.82%；金萱独有（+）-香橙烯、2,6-二叔丁基苯醌、间异丙基甲苯、2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-羧醛等，占总香气物质的9.55%；龙井43独有邻异丙基甲苯、顺式-3-己烯醇2-甲基丁酸酯、二十七烷、（Z）-3,7-二甲基-1,3,6-十八烷三烯等，占总香气物质的18.83%；黄山群体种则独有（+）-α-柏木萜烯、1,3-二甲基-4-乙基苯、2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、2,6,6-三甲基-1-环己烯基乙醛等，占总香气物质的11.70%。这些特有成分对品种茶的香气类型起到了重要的贡献，如水杨酸甲酯表现为冬青油香，（+）-香橙烯表现为甜橙香，顺式-3-己烯醇2-甲基丁酸酯表现为果香，（+）-α-柏木萜烯表现为柏木、檀香香气，这些香气物质对4 种品种茶的香气类型发挥着一定的作用。

4 种品种茶的共有香气成分有13 种，占总香气物质的30.53%，主要为二甲苯、苯乙烯、右旋萜二烯、2,4-二甲基苯乙烯、芳香樟、壬醛、萘、十二烷、2-异丙基-5-甲基茴香醚、正十三烷、1,2,3,4-四氢-1,1,6-三甲基萘、十四烷、β-紫罗兰酮，见表2，这些物质已被证明为绿茶的致香物质［25］，由于其在茶叶中的组分及相对含量不同，对茶叶香气的贡献率也就存在差异。

表2　不同品种绿茶主要挥发性成分的种类和相对含量Table2　Contents of the main volatile compounds in different varieties of green tea

2.1.3相关性分析

对4 种品种茶的13 种共有香气成分（表2）绘制散点图，可以直观地得知各香气成分在四者中所占的相对含量及相同香气成分在不同品种茶中的相对含量，见图1。如在金观音中右旋萜二烯相对含量最多，其次是芳香樟、壬醛等；对同一物质芳香樟来讲，其在黄山群体种的相对含量最多，其次是龙井43、金萱、金观音。

图1　不同品种绿茶共有香气成分含量散点图Fig.1　Scatter plot for common aroma components in different varieties of green tea

直观性判断后，对金观音、金萱、龙井43、黄山群体种进行相关系数计算，四者之间呈差异极显著（P＜0.01），见表3。这表明四者间的差异并非由样本误差引起的，而是因其本质不同即香气成分的相对含量差异造成的，但要了解品种茶与香气成分之间更深刻的关系还要进行系统聚类分析与主成分分析。

表3　不同品种绿茶间的相关性Table3　Correlation among different varieties of green tea

2.1.4系统聚类分析

图2　不同品种茶数据系统聚类分析图Fig.2　Dendrogram obtained from data for different varieties of green tea

如图2所示，4 种品种茶可分为3 类：第1类，1、2（金观音、金萱）；第2类，样品4（黄山群体种）单独成一类；第3类，样品3（龙井43）单独成一类。龙井43、黄山群体种各自单独为一类，说明相同加工工艺制作的山东绿茶，其香气成分在组分含量上的差异影响了香型的差异，故品种可作为影响山东绿茶香气特点的一个重要指标。

2.1.5主成分分析

采用上述13 种共有香气成分的相对含量水平作为变量，本实验中所用的金观音、金萱、龙井43、黄山群体种作为考察对象，利用DPS v7.05软件进行主成分分析。相关矩阵特征值及特征向量如表4所示，前2 个主成分的累积贡献率为88.93%。第2主成分贡献率最高，为57.87%，主要综合了二甲苯、右旋萜二烯、芳樟醇、β-紫罗兰酮、萘、十四烷的含量信息，第2主成分贡献率为30.52%，主要综合了2-异丙基-5-甲基茴香醚的含量信息。故二甲苯、右旋萜二烯、芳樟醇、β-紫罗兰酮、萘、十四烷、2-异丙基-5-甲基茴香醚影响了山东绿茶的香气类型，其含量可用作香气特点的评价。

表4　前2个主成分中各变量的特征向量及累计方差贡献率Table4　Eigenvectors and cumulative contribution of variance of the first two principal components

2.2不同季节茶叶香气成分比较

2.2.1对不同品种茶叶感官审评分析

对春茶、夏茶、秋茶进行感官审评，香型分别为嫩栗香、栗香、栗香带花香，见表5。表明同一品种的茶叶采摘季节不同，成茶的香气类型也略微不同。

表5　不同季节山东绿茶感官审评结果Table5　Sensory evaluation results for Qingdao green tea in different seasons

2.2.2香气组分及相对含量

3 种季节茶共确定37 种主要的香气成分，其中包括各季节特有的香气成分。由表6可知，春茶特有成分为壬醛、4-氨基邻甲酚、1-石竹烯等，占总香气物质的15.47%；夏茶特有成分为苯乙醛、环辛四烯、2-异丙基-5-甲基茴香醚、n-戊酸cis-3-己烯-1-基酯、β-柏木烯等，占总香气物质的24.27%；秋茶特有成分为苯乙烯、月桂烯、2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、茶香螺烷、α-萜品烯等，占总香气物质的25.04%。如壬醛具有玫瑰和香橙气味，苯乙醛具有玉簪花香，月桂烯具有甜香脂气味，这些香气物质对不同季节茶叶的香气特点起着不可忽视的贡献。

共有香气成分包括二甲苯、苯并环丁烯、苯甲醛、右旋萜二烯、苯乙酮、2,4-二甲基苯乙烯、芳香樟、2,3-二氢-2,2,6-三甲基苯甲醛、十二烷、β-环柠檬醛、2,6,6-三甲基-1-环己烯基乙醛、正十三烷、1,2,3,4-四氢-1,1,6-三甲基萘、十四烷和β-紫罗酮共15 种，占总香气物质的39.29%，其对春夏秋茶香气类型的贡献需要进行相关性分析、系统聚类与主成分分析。

表6　不同季节绿茶主要挥发性成分的种类和相对含量Table6　Contents of the main volatile compounds green tea in different seasons

2.2.3相关性分析

将15 种共有香气成分绘制散点图，直观地了解三季茶中香气成分所占的相对含量及相同香气成分在不同季节茶的相对含量，见图3。如在春茶中右旋萜二烯相对含量最多，其次是芳香樟、邻二甲苯等；对同一物质芳香樟来讲，其在秋茶的相对含量最多，其次是春茶、夏茶。

图3　不同季节绿茶共有香气成分散点图Fig.3　Scatter plot for common aroma components green tea in different seasons

对春夏秋茶共有香气成分进行相关系数计算，可知春茶、夏茶和秋茶之间差异极显著（P＜0.01），见表7。

表7　不同季节绿茶间的相关性Table7　Correlation among green tea in different seasons

2.2.4系统聚类分析

图4　不同季节茶数据系统聚类分析图Fig.4　Dendrogram obtained from data for different seasons of green tea

如图4所示，聚类分析将季节茶分为两类，第1类：1、3（春茶、秋茶）；第2类：样品2（夏茶）单独成一类。说明加工工艺相同时，夏季山东绿茶与春秋季山东绿茶的香气特征差距较大，故季节也可作为影响山东绿茶香气特色的一个重要指标。

2.2.5主成分分析

采用15 种共有香气成分的相对含量水平作为变量，本实验中所用的春茶、夏茶、秋茶作为考察对象，利用DPS v7.05软件进行主成分分析，结果显示第1主成分的贡献率达到90%以上，表明对于不同季节的山东绿茶，共有香气成分对茶叶的香气类型起到的作用基本一致，因此春茶、夏茶、秋茶各自的特有香气成分对香气类型起主导作用。

3　结 论

采用顶空固相微萃取法结合气相色谱-质谱联用分析茶样香气成分及所占比例，发现不同品种及不同季节的青岛绿茶均含有对香气类型起作用的特有香气物质，且不同品种的青岛绿茶的共有香气物质含量的不同对其香气类型造成了一定的影响。

采用相关性分析、系统聚类分析和主成分分析法表明不同品种青岛绿茶的香气类型主要受特有香气成分和部分共有香气成分的影响，如金观音独有1-石竹烯等，金萱独有（+）-香橙烯，龙井43独有邻异丙基甲苯等，黄山群体种则独有（+）-α-柏木萜烯等；共有香气中关键致香物质为二甲苯、右旋萜二烯、芳樟醇、β-紫罗兰酮、萘、十四烷、2-异丙基-5-甲基茴香醚，这些香气成分共同作用形成了品种的特征香气类型。

对不同季节青岛绿茶香气差异起到关键作用的主要是各自特有香气成分，如春茶特有壬醛、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，采用主成分分析法发现共有香气成分作用不明显。

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Effects of Four Different Tea Varieties and Harvesting Seasons on Aroma Characteristics of Green Tea

WANG Qi1,2, ZHAO Guifu1, ZHANG Xuzhou3, ZHAO Lei1, XIA Tao4, ZHANG Xinfu1,*
（1. College of Horticulture, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China；2. College of Long Run Pu-erh Tea, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China；3. Agricultural Development Bureau of Huangdao District in Qingdao, Qingdao 266400, China；4. State Key Laboratory of Tea Plant Biology and Utilization, Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China）

Fresh tea leaves from four different varieties picked in summer and those picked in three different seasons from tea populations from Huangshan mountain region, all of which were collected from the growing area of Qingdao, were processed into green tea by spreading, fixing, rolling, drying and aroma improvement. Using headspace solid phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry, aroma components and proportions were analyzed. A total of forty-five main aroma components of different varieties from Qingdao green tea were identified. Correlation analysis, hierarchical cluster analysis （HCA） and principal component analysis （PCA） showed that besides the unique aroma components, dimethylbenzene, D-limonene, linalool, β-ionone, naphthalene, tetradecane and 2-methoxy-4-methyl-1-（1-methylethyl）-benzene, among the shared aroma components, also played a key role in the aroma of Qingdao green tea. Among the 37 major aroma components identified in Qingdao green tea in different seasons, the unique aroma components made vital contributions to each type of aroma, but the common aroma components were not important.

green tea； aroma components； varieties； season； HS-SPME； GC-MS

10.7506/spkx1002-6630-201620017

TS272

A

1002-6630（2016）20-0102-06

汪琦, 赵贵福, 张续周, 等. 4 个茶树品种与季节对绿茶香气成分特征的影响［J］. 食品科学, 2016, 37（20）： 102-107.

DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620017. http：//www.spkx.net.cn

WANG Qi, ZHAO Guifu, ZHANG Xuzhou, et al. Effects of four different tea varieties and harvesting seasons on aroma characteristics of green tea［J］. Food Science, 2016, 37（20）： 102-107. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/ spkx1002-6630-201620017. http：//www.spkx.net.cn

2016-03-30

青岛农业大学高层次人才启动基金项目（663/1114343）；安徽农业大学茶树生物学与资源利用国家重点实验室项目（SKLTOF20150110）；青岛市民生科技计划项目（15-9-2-106-nsh）；山东省现代农业茶产业体系专项

汪琦（1990—），女，硕士研究生，研究方向为茶学。E-mail：18354256158@163.com

张新富（1979—），男，副教授，博士，研究方向为制茶工程及天然产物化学。E-mail：zxftea@163.com