茉莉花茶香气品质评价指标的构建与研究

陈梅春，林增钦，郑梅霞，王艳娜，陈秀娟*，刘 波，朱育菁*

1. 福建省农业科学院 农业生物资源研究所，福建 福州 350003；2. 福建东来茶业有限公司，福建 福州 350002；3. 福州市经济作物技术站，福建 福州 350002

茉莉花茶是将茶坯和茉莉鲜花拼合，由茶坯吸附鲜花香气窨制而成[1]。花茶品质评价以感官审评为主，但感官审评受较多因素的影响，不可避免地产生误差，同时感官审评过程繁琐复杂、耗时长、成本高[2-3]。因此，建立科学有效的花茶品质评价方法，对于保证产品质量稳定性、促进产业标准化生产具有重要意义。

茶叶的感官品质特征（色、香、味）是其内含物质的外在表现，利用茶叶内含物质化学指纹图谱模型可将感官品质指标量化[4-6]。花茶品质取决于香气，在感官评审中香气权重占40%[7]。目前，已有许多应用香气质量指纹图谱模型方法评价花茶品质的报道，如康受姈[8]、陈美丽等[9]、唐夏妮等[10]和张俊[11]采用判别模型的方法建立茉莉花茶香气质量模型进行花茶等级评判，与感官审评结果具有很好的一致性，但 是应用模型判断较为麻烦，无法实现快速 评价。

研究表明，茉莉花茶香气成分主要由酯类、 醇类和萜烯类化合物组成[12-13]，国内外已展开了花茶香气成分与品质的相关性研究，如Yamanishi 等[14]认为茉莉花茶的品质与芳樟醇/（苯甲醇+乙酸苄酯+苯甲酸-3-己烯酯+苯甲酸甲酯+氨茴酸甲酯）的浓度比值呈负相关；陆宁等[15]认为芳樟醇、乙酸苄酯、顺-3-己烯醇和水杨酸甲酯与花茶香气品质呈正相关；Lin等[16]认为茉莉花茶香气品质可利用JTF 指数[JTF=（α-法呢烯+苯甲酸-3-己烯酯+氨茴酸甲酯+吲哚）含量/芳樟醇含量]来评价，JTF数值越大，花茶的等级越高。本研究应用该JTF指数评价不同级别茉莉花茶香气品质时发现该指数仅能区分花茶品质高低明显的样本，对级别判定不够准确。基于此，本试验采用同一厂家生产的茶叶样本，旨在建立茉莉花茶香气品质评价新指标，从而对不同品质花茶进行准确分级，为花茶品质评价提供客观有效的方法，促进茉莉花茶产业的发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

不同级别的福州茉莉花茶由福建东来茶业有限公司生产，茶样经质检后根据品质进行定价。检验茶来源于当地市场和网络市场；茶王赛样本由福州市经济作物技术站提供。

1.2 仪器设备

气相色谱-质谱联用仪7890A/5975C（美国安捷伦科技公司）；液相色谱1100（美国安捷伦科技公司）；水浴锅（上海江星仪器有限公司）；紫外分光光度计UV-2550（日本岛津公司）；萃取装置：SPME 手动进样手柄、萃取头（65 µm PDMS/DVB）；电子天平（梅特勒-托利多仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 香气萃取

利用顶空固相微萃取方法富集花茶香气成分。萃取头老化：萃取头用丙酮浸泡30 min后，65 µm PDMS/DVB 萃取头在250℃老化30 min。萃取条件：称取1 g 茶叶置于密封的顶空瓶中，65℃水浴5 min 后插入SPME 纤维头吸附20 min。于250℃解吸3 min 后进行GC-MS 测定。

1.3.2 香气测定

利用GC-MS 技术测定茉莉花茶香气组成。色谱条件：进样口温度250℃，柱温50℃。程序为：起始温度50℃，保持2 min，以5℃/min 升到120℃，保持15 min，以5℃/min 升到180℃，保持2 min，以30℃/min 升到280℃，保持2 min。质谱条件：离子源EI；采集模式为全扫描；溶剂延迟6 min；EMV 模式为相对值；质量扫描范围：25.00 ～ 550.00 amu；MS 离子源温度为230℃，MS 四级杆温度150℃。正己烷稀释正构烷烃混合对照品，按上述色谱条件进行分析。

1.3.3 定性与定量分析

检测的化合物经NIST 谱库检索，同时采用线性升温公式计算各组分的实验保留指数（KI），结合文献进行香气成分鉴定。香气组分相对含量采用峰面积归一化法进行计算，表示为各香气组分的峰面积占总峰面积之比值。利用MPP和SPSS软件对香气数据进行主成分和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 不同级别茉莉花茶的香气成分

2.1.1 香气组成与相对含量

表1 结果表明，从11 个级别不同的福州茉莉花茶中共鉴定出40 种香气物质，包括5 种醇类、11 种酯类、3 种含N 化合物、17 种萜烯类化合物和4 种其他类化合物。醇类化合物以芳樟醇和苯甲醇为主；酯类化合物以乙酸卞酯、乙酸叶醇酯、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯和水杨酸甲酯为主；含N 化合物以吲哚和氨茴酸甲酯为主；萜烯类化合物以α-法呢烯为主。

表1 11 个不同级别的茉莉花茶香气成分及其相对含量 （%）Table 1 Aroma components and their relative content in 11 different grades of Jasmine tea （%）

续表

2.1.2 香气品质的JTF 指数

利用Lin 等提出的茉莉花茶品质评价公式计算11 个不同级别福州茉莉花茶的JTF 指数[16]，结果如表2 所示。从表中可以看出，Y1、Y2、Y3 和Y6 茶样的JTF 指数低于1，其中Y1 茶样的JTF 指数最低，Y9 茶样JTF 指数最高。将11个茶叶的定价与Lin 等提出的JTF 指数对照后，发现该指数只能区分低价和高价的花茶，区分率较差。

2.1.3 香气的主成分和聚类分析

主成分分析结果如图1 所示，图中每一个点代表1 个茶叶样本。前3 个主成分贡献率分别为43.82%、23.53%和17.20%，其累积贡献率达84.55%。在PCA 得分图中，11 个茶叶样本分为4 组，Y1、Y2 和Y3 号茶样分为一组，Y4、Y5、Y6 和Y7 号 茶 样 分 为 一 组，Y8 和Y10号茶样分为一组；Y9和Y11号茶样分为一组。聚类分析结果如图2 所示，结果发现，11 个茶叶聚为4 类，聚类结果和主成分分析结果一致。

表2 11 个不同级别茉莉花茶香气评价指数JTF 值Table 2 JTF value of aroma evaluation index of 11 different grades of Jasmine tea

图1 不同级别茉莉花茶主成分分析Figure 1 Principal component analysis of Jasmine tea in different grades

图2 不同级别茉莉花茶聚类分析Figure 2 Cluster analysis of Jasmine tea in different grades

利用SPSS 软件对可鉴定的香气成分进行主成分分析，结果显示前7 个主成分的特征根λ＞1，这7 个主成分的累计方差贡献率达到95.94%，表明前7 个主成分能够代表全部可鉴定的香气成分组成。通过计算得到各茶叶样本主成分综合得分如表3 所示。11 个茶样的样品品质高低排序分别是：Y11、Y10、Y7、Y8、Y9、Y4、Y5、Y6、Y3、Y1 和Y2。

2.2 茉莉花茶香气成分评价指标的构建

主成分分析结果显示了可鉴定香气成分在各主成分上的载荷量分布，其中与主成分有较大正相关（载荷量＞ 0.6）的成分包括：丙酸香叶酯、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯、苯甲酸苄酯、吲哚、氨茴酸甲酯、大牛儿烯D、β-榄香烯、丁香烯、β-蒎烯、蛇麻烯、β-法呢烯、cis-Muurola-4(15),5-diene、γ-依兰油烯、δ-杜松烯、α-杜松烯和1,5,5-三甲基-6-亚甲基-环己烯；与主成分有较大负相关（载荷量＜ -0.6）的香气成分包括：芳樟醇、乙酸叶醇酯、乙酸卞酯和β-环柠檬醛。然而茉莉花茶香气中主要成分α-法呢烯在各主成分上的载荷量绝对值低于0.25，表明其与各主成分相关性小。

根据各香气成分与主成分相关性大小，选择其中香气成分相对含量较高的组分构建用以评价茉莉花茶香气品质的计算公式，即XFJTF=（顺式-3-己烯醇苯甲酸酯+吲哚+氨茴酸甲酯）含量/（芳樟醇+乙酸叶醇酯+乙酸卞酯）含量×100，得分越高，花茶品质越好，价格越高。根据得分，将茉莉花茶品质分为5 个级别，分别是低等（0 ～ 15 分）、中等（16 ～ 30 分）、高等（31 ～ 45 分）、优等（46 ～ 60 分）和特优等（≥61 分）。各茶叶的XFJTF 得分计算结果如表4 所示。

表3 不同级别茉莉花茶香气成分主成分分析Table 3 Principal component analysis of aroma components of Jasmine tea in different grades

表4 不同级别的福州茉莉花茶香气品质评价新指数Table 4 A new index for evaluating the aroma quality of Fuzhou Jasmine tea in different grades

从表4 中可以看出，除7 号茶样外，其他样本的指数计算得分高低与定价排序非常吻合。11 个茶样可分为4 个级别，其中低等茶样2 个（Y1 和Y2）、中等茶样4 个（Y3、Y4、Y5 和Y6）、高等茶样4 个（Y7、Y8、Y9 和Y10）、 优等茶样1 个（Y11）。

2.3 茉莉花茶香气品质评价指标的验证

以福建东来茶业生产的茶样（松针，190 元/500 g）进行验证，利用构建的香气品质评价得分（XFJTF）公式计算该验证茶样品质评价得分为25.46，位于Y3 ～ Y5 茶样之间，与定价范围相吻合，表明该指数能够较好的反应茉莉花茶的品质。

利用构建的香气品质评价得分评价市场随机抽取的茉莉花茶茶样，表5 结果表明，利用XFJTF 指数对市场随机抽样花茶香气品质评价与专家审评得分基本一致：S3 和S4 样品的专家香气审评得分一样，计算的XFJTF 指数数值相差极小，而JTF 指数差异约1.5 倍；S6 样品的专家审评香气得分和XFJTF 指数均略高于S5 样品，但S5 样品的JTF 指数值为S6 的1.7 倍，说明XFJTF 指数评价花茶香气品质比JTF 指数准确度和区分度更高。

进一步以福州市茶王赛样本（售价＞1 万）进行验证，计算得到的14 个福州茉莉特种茶茶王赛样本得分均高于61 分，为特优级茉莉花茶。不同形状的茉莉特种茶各自按照相应标准样进行专家审评得分，将本研究构建的香气品质评价得分顺序与专家审评得分进行对比发现，茉莉扁形茶、茉莉圆珠茶和茉莉条形茶等三种特种茶香气审评得分顺序与专家审评得分顺序一致；茉莉束形茶除1 号样本外，另外2 个茶样顺序一致；茉莉卷曲茶除3 号样本外，另外两个茶样顺序一致。综上计算，XFJTF 指数对14个福州茉莉特种茶茶王赛样本评价的准确度可以达到85.7%；JTF 指数对14 个福州茉莉特种茶茶王赛样本评价的准确度为64.3%，说明本研究建立的XFJTF 指数对福州茉莉花茶香气品质评价更接近专家审评结果。

表5 市售茉莉花茶样本香气品质评价Table 5 Evaluation of the aroma quality of commercial Jasmine tea samples

表6 福州茉莉花茶王赛茶样本香气品质评价Table 6 Evaluation of the aroma quality of Fuzhou Jasmine tea samples in the competition of tea King

3 讨论

茉莉花茶是由茶坯吸附茉莉鲜花香气后形成的，呈现了茉莉鲜花的香气特征[1]。茉莉花茶香气主要由醇类、酯类、萜烯类化合物和含氮化合物组成，其中醇类以芳樟醇为主，酯类以乙酸卞酯为主，萜烯类化合物以α-法呢烯为主，含氮化合物主要为吲哚和氨茴酸甲酯[17-18]。前人研究表明，茉莉花茶香气品质与芳樟醇的含量成反比，与吲哚、氨茴酸甲酯、α-法呢烯等含量成反比[15-16]。在茉莉花茶实际生产过程中，有时为了提高茉莉花茶香味浓度加入玉兰“调香”，但优质茉莉花茶不应呈现玉兰香味。研究表明，玉兰花的香气主要由醇类和萜烯类化合物组成，其中醇类化合物以甲醇和乙醇为主，萜烯类化合物中α-法呢烯的含量最高[19-20]。茉莉花香气主要由芳樟醇、乙酸卞酯和α-法呢烯组成，由茉莉鲜花窨制形成的花茶中α-法呢烯的含量也很高。本研究中Y1 和Y2 号茶样均为玉兰打底茶样，其含有的α-法呢烯相对含量均在8%以上。因此，在研究茉莉花茶香气品质与香气成分相关性时，应不考虑α-法呢烯香气成分的作用，以排除可能由玉兰香气成分带来的影响。

通过主成分分析方法建立香气品质评价模型，寻找香气品质重要影响因素是品质方法研究的一种重要手段，如郭丽等筛选了香基因子、酚基因子和酯基因子，以此构建白茶香气质量评价模型，能够较为客观的评价白茶香气品 质[21]；赵华武等筛选了10 个与烤烟香气品质显著相关的香气成分，建立评价模型，能够真实区分烤烟香气品质的优劣[22]；尹洪旭等筛选出了38 种区分不同栗香特征的重要挥发性组分，以评判不同栗香绿茶品质[23]；陈思奇等发现醇类和酯类是区分不同菌种发酵刺梨果渣的香气的主要因素[24]，以此建立的香气品质模型评价结果与感官评价结果具有较好的一致性；刘淑娟等筛选出14 种绿茶特征香气成分，构建嫩栗香绿茶香气评价模型计算茶叶样品得分，判断结果与感官审评结果一致[25]；Wang 等筛选了18 个香气成分建立评价方法，有效准确地区分不同级别的浓香铁观音[26]。本文利用主成分分析方法对不同级别的福州茉莉花茶香气成分进行分析，筛选出对主成分有显著影响的香气成分，构建了香气品质评价得分公式，根据得分将花茶分为5 个级别（低等、中等、高等、优等、特优等），得分越高，香气品质越好，价格越贵；同时进一步研究发现利用该XFJTF 指数对福州茉莉特种茶茶王赛样本评价的准确度可以达到85.7%，比Lin 等提出的JTF 评价指数的准确度提高约20%。该方法不受主观因素的影响，评判结果客观、可行，能真实区分茉莉花茶香气品质的优劣，为茉莉花茶的品质评价提供了科学依据。