不同海拔烘青绿茶的品质成分分析

张 悦，朱 荫,*，吕海鹏，黄 海，邵晨阳，彭佳堃，林 智,*

（1.农业农村部茶树生物学与资源利用重点实验室，中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008；2.国家茶叶产业技术体系安庆综合试验站，安庆市农业技术推广中心，安徽 安庆 246000）

海拔高度是影响茶叶风味品质形成的重要因素之一，一般情况下，海拔每升高100 m，年平均气温会降低0.5 ℃，昼夜温差也随海拔升高而增加[1]，而茶树的物质代谢受气温的影响较大[2]，从而导致生长于不同海拔高度的茶叶品质有所不同。Chen Guanheng等[3]通过对170～1 600 m海拔乌龙茶样品研究发现，其滋味品质与栽培海拔呈正相关，随着海拔升高，乌龙茶中表儿茶素（epicatechin，EC）、表儿茶素没食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、表没食子儿茶素（epigallocatechin，EGC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）4 种成分的含量总体呈下降趋势。黄纪刚等[4]对庐山不同海拔49 个茶园中一芽二叶茶鲜叶的主要生化成分进行了测定分析。结果表明，随海拔高度的增加，氨基酸呈线性关系显著提高，茶多酚和酚氨比则呈指数关系显著降低，咖啡碱及儿茶素总量变化不大。另有多项研究表明茶叶中氨基酸含量随海拔高度升高而增加[5-8]。此外，海拔高度对茶叶香气化合物的组成和含量也有一定影响。杨勇等[9]采用同时蒸馏萃取-气相色谱-质谱方法分析了汤记高山茶（绿茶）与平地茶的香气成分，发现二者香气组分差异不大，但是它们在香精油的总量及各香气成分的相对含量差异明显，因此认为含量较高的庚醛和雪松醇可能是形成高山茶香气馥郁的主要原因。孙慕芳等[10]发现在信阳毛尖中，高山茶（670 m）香气物质种类和含量都明显高于低山茶（200 m），二者均以醇类化合物为主，但高山茶萜烯醇类化合物含量更高且种类更丰富，低山茶含有更高比例的丁香烯、β-丁香烯和α-荜澄茄油烯等具有木香的芳香物质。倪子鑫等[11]通过对不同海拔的“周宁高山云雾茶”分析可知，中高海拔（600～900 m）绿茶特征香气物质为茉莉酮和顺式-α-法尼烯等，带有花果香；低海拔（200～400 m）绿茶特征香气物质为苯乙醇、芳樟醇及其氧化物和反式-γ-丁香烯，带有木质花香。

虽然海拔高度对茶叶品质的影响目前已有研究报道，然而随着研究水平及分析手段的提升，茶叶品质成分的传统分析方法也暴露出了一定的不足。如在茶叶香气成分分析上，传统的一维气相色谱-质谱联用技术存在检测时间长、灵敏度低、峰容量不足和检测成分重叠等缺陷，容易导致重要的痕量成分定性不准确甚至被忽视[12]。全二维气相色谱-飞行时间质谱（comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry，GC×GC-TOFMS）技术可以有效弥补传统气相色谱-质谱的上述缺陷，使可分析的化合物数量显著提升5 倍以上，从而实现茶叶香气组分的精确定性定量分析[13-17]。本研究拟采用GC×GC-TOFMS技术结合超高效液相色谱（ultra-high performance liquid chromatography，UPLC）和氨基酸自动分析仪等手段对不同海拔烘青绿茶的香气成分进行精确定性和相对定量分析以及主要非挥发性成分的含量分析，同时结合多种数据分析方法，筛选出不同海拔烘青绿茶中的关键差异性化合物，最后查明这些化合物在不同海拔烘青绿茶中的分布规律及其与海拔的相关性，以期能比较系统和全面地了解海拔因素与茶叶品质及茶叶品质成分间的具体联系。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

不同海拔烘青绿茶样品委托安庆市农业科学研究所选择当地加工工艺相同、品种及海拔信息齐全且品质较好的2019年春茶样品。加工工艺流程：鲜叶→摊放→杀青→整形→摊凉→初烘→摊凉→复烘→摊凉→包装。低海拔（400～600 m）样品5个，编号L1（乌牛早）、L2（群体种）、L3（舒茶早）、L4（石佛翠）、L5（群体种）；高海拔（650～1 102 m）样品8个，编号H1（石佛翠）、H2（群体种）、H3（群体种）、H4（群体种）、H5（群体种）、H6（群体种）、H7（石佛翠）、H8（群体种）。以上茶样均用研磨机磨粉过40 目筛后保存于4 ℃冰箱备用。

EGC、儿茶素（catechin，C）、EGCG、EC和ECG标准品 上海源叶生物科技有限公司；茶氨酸、γ-氨基丁酸、色氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺和咖啡碱标准品北京百灵威科技有限公司；2.5 μmol/mL氨基酸标准品盐酸混合溶液 美国Sigma-Aldrich公司；正构烷烃C8～C40混合标准品 上海安谱实验科技股份有限公司；甲醇、乙腈（均为色谱级） 德国默克公司；茚三酮和钾钠缓冲液 德国Sykam公司；冰乙酸、碳酸钠、福林-酚、茚三酮等均为国产分析纯；纯净水 杭州娃哈哈公司。

1.2 仪器与设备

S-433(D)型全自动氨基酸分析仪 德国Sykam公司；Acquity H-Class UPLC仪 美国沃特世仪器公司；Pegasus 4D GC×GC-TOFMS联用仪 美国LECO公司；HH-1数显恒温水浴锅 常州澳华仪器有限公司；UV3600紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；AB104-S电子分析天平 瑞士梅特勒-托利多集团；5430R高速离心机 德国艾本德股份公司；65 μm聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯（polydimethylsiloxane/divinylbenzene，PDMS/DVB）萃取头 美国Supelco公司。

1.3 方法

1.3.1 感官审评

委托中国农业科学院茶叶研究所农业农村部茶叶质量监督检验测试中心对全部样品进行感官审评，并分别对每个样品的外形、汤色、香气、滋味以及叶底的感官品质进行打分。

1.3.2 主要非挥发性化学成分含量及氨基酸组分分析

水浸出物含量：根据GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》方法；茶多酚总量：根据GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素含量的检测方法》测定；游离氨基酸总量：根据GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量测定》方法；儿茶素组分和咖啡碱含量：采用UPLC法，参照Yang Chen等[18]的方法测定；氨基酸组成和含量：采用全自动氨基酸分析仪进行分析。

1.3.3 GC×GC-TOFMS分析条件

前处理方法：采用顶空-固相微萃取（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）对茶叶中香气成分进行萃取[12]。65 μm PDMS/DVB萃取头，茶水比为1∶5（g/mL），提取温度60 ℃，萃取时间60 min。

色谱柱：一维柱：DB-5MS（30 m×250 μm，0.25 μm）；二维柱：DB-17HT（1.9 m×100 μm，0.10 μm）；进样口及传输线温度280 ℃和250 ℃；载气为氦气；不分流进样；调制解调时间间隔5.0 s；一维柱升温程序：先由60 ℃保持3.0 min，以4.0 ℃/min升至280 ℃，保持2.5 min；二维柱升温程序：先由65 ℃保持3.0 min，以4.0 ℃/min升至285 ℃，保持2.5 min；总分析时间为33.75 min。

MS条件：电离能量-70 eV；质量扫描范围33～600 u；离子源温度220 ℃。

1.3.4 GC×GC-TOFMS数据处理

数据处理软件采用ChromaTOF软件系统，参数设置和化合物定性参考朱荫等[12]的方法。数据预处理参数设置：一维峰宽24；二维峰宽0.2；最低RSN为20；数据处理起始时间3.0～33.75 min。化合物检索谱库选择NIST2014谱库；检索参数：化合物名称、CAS号、一维色谱保留时间、二维色谱保留时间、正相似度、反相似度、可能性、RSN、峰面积及特征离子质量数等。

化合物定性过程：1）谱库检索初步定性：从谱库中选择正、反相似度均不小于800，可能性不小于1 000的化合物，同时结合化合物的结构和性质，通过人工谱图解析排除杂质、柱流失等干扰化合物。2）共有香气化合物筛选：从初步定性化合物中选择一维保留时间差不大于0.1 min，二维保留时间差不大于0.1 s的共有香气化合物。3）保留指数（retention index，RI）验证：通过正构烷烃计算化合物RI，与参考文献中报道的RI进行对比，舍去差值大于20的定性不准确的化合物。RI按下式[19]计算：

式中：n为正构烷烃碳原子数；tx为被测组分保留时间/min；t（n+1）和tn分别为碳数为n+1、n的正构烷烃保留时间/min；t（n+1）＞tx＞tn。

香气化合物含量计算：采用峰面积归一法计算各化合物的相对含量[20-21]。

1.4 数据处理

采用Excel 2013进行数据初步处理，计算平均含量和标准差以及绘制折线图等。采用SPSS Statistics 20.0（美国IBM公司）、SIMCA 14.1（瑞典Umetrics公司）及MultiExperiment Viewer 4.8.1（美国Oracle公司）进行多元统计[22-23]和相关性分析[24]。

2 结果与分析

2.1 不同海拔烘青绿茶感官审评结果

烘青绿茶一般根据原料嫩度分普通（大宗）烘青绿茶和特种（细嫩）烘青绿茶[25]，本研究选择的样品均为一芽一叶初展至一芽二叶采摘标准制成的特种（细嫩）烘青绿茶。不同海拔茶叶样品的感官审评结果如表1所示，从外形、汤色、香气、滋味和叶底这几个评价指标看，其各项评分均在87～92.5 分之间，总分在88.1～91 分之间。可见该批次的茶叶样品等级相当，具有较好的品质特征和代表性。

表1 不同海拔烘青绿茶感官审评结果Table 1 Sensory evaluation of baked green tea samples with different altitudes

2.2 不同海拔烘青绿茶主要非挥发性成分含量分析

茶树物质代谢受气温的影响，导致来自不同海拔高度茶叶中品质成分的组成和含量不同。茶叶滋味决定于多种水溶性非挥发性成分的含量和组成比例。本研究对不同海拔烘青绿茶的主要非挥发性成分进行检测分析，结果如表2所示。不同海拔烘青绿茶中的茶多酚质量分数介于11.80%～21.60%之间；咖啡碱质量分数介于2.20%～4.30%之间；游离氨基酸总质量分数介于2.64%～6.37%之间；水浸出物含量介于41.10%～49.40%之间；儿茶素总量范围介于93.32～184.07 mg/g之间；5 种儿茶素单体在不同海拔烘青绿茶中的含量均表现出EGCG＞ECG＞C＞EC＞EGC的分布趋势。统计分析表明，茶多酚、咖啡碱、水浸出物含量、儿茶素总量以及5 种儿茶素单体在不同海拔烘青绿茶中含量水平均不存在统计学性差异（P＞0.05）；而游离氨基酸总量在不同海拔烘青绿茶中的含量存在统计学差异（P＜0.05），在高海拔烘青绿茶中的含量显著高于低海拔烘青绿茶。由于氨基酸是茶汤鲜爽滋味的重要贡献物质，因此该结果与滋味感官审评结果一致，高海拔烘青绿茶样品中的滋味感官审评得分相对更高，大部分在90.00 分以上，表现出更好的鲜爽滋味。

表2 不同海拔烘青绿茶的主要非挥发性成分比较Table 2 Comparison of major non-volatile components in baked green tea samples with different altitudes

2.3 不同海拔烘青绿茶的氨基酸组成及含量差异分析

茶叶中游离氨基酸的组成、含量和配比对茶叶滋味品质的构成具有重要作用[26]。由于游离氨基酸总量水平在不同海拔烘青绿茶中存在统计学差异（表2），因此进一步分析不同海拔烘青绿茶中的氨基酸组成和含量。由表3可知，不同海拔烘青绿茶中共检测到22 种氨基酸，且氨基酸的组成比例具有较高的相似性。其中茶氨酸的含量明显高于其他氨基酸，其平均质量分数范围在1.03%～1.67%之间。茶氨酸的味觉阈值相对较低（0.06%），其在茶汤中的主要呈味特点是鲜爽带甜[25]，它能在一定程度上增强茶汤的甜味、缓解苦涩味，因此它对绿茶良好滋味的形成具有非常重要的作用[1]。天冬氨酸、谷氨酸和谷氨酰胺也是茶叶中含量较高的几种氨基酸，它们在不同海拔烘青绿茶中平均含量基本介于0.19%～0.37%之间。其次是赖氨酸、精氨酸和色氨酸，其平均质量分数范围在0.09%～0.22%之间。其余氨基酸在不同海拔烘青绿茶中的平均质量分数基本在0.09%以下。此外，部分氨基酸在不同海拔的烘青绿茶中体现出显著差异性，统计分析结果表明，茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、丝氨酸和精氨酸在高海拔烘青绿茶中的含量均显著高于低海拔烘青绿茶（P＜0.05）。而其他氨基酸含量在不同海拔烘青绿茶中不存在统计学差异（P＞0.05）。茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸及丝氨酸主要表现为鲜爽甘甜的滋味特征[25,27]，可能是导致高海拔烘青绿茶鲜甜味更突出的重要原因。

表3 不同海拔烘青绿茶的氨基酸组成分析Table 3 Contents of free amino acids in baked green tea samples with different altitudes%

2.4 不同海拔烘青绿茶香气成分分析

2.4.1 不同海拔烘青绿茶GC×GC-TOFMS鉴定与分析采用GC×GC-TOFMS技术对不同海拔烘青绿茶中的香气成分进行鉴定和分析。如图1所示，经NIST2014谱库自动检索，初步匹配出不同海拔烘青绿茶香气成分中的上千个色谱峰。然后根据1.3.4节数据处理方法，通过筛选正、反相似度（≥800）和可能性（≥1 000），再结合保留时间、特征离子质量数以及手动比对分析，从不同海拔烘青绿茶样品中共初步鉴定出600余种共有香气成分；继而通过对比RI文献值和计算值，保留二者差值在20以内的化合物，删除RI差值大于20的化合物[13]。RI差值较大化合物一般属于定性错误，所以通过RI的对比筛选，可以排除定性有误的化合物，从而实现不同海拔烘青绿茶香气成分的精确定性分析。

图1 烘青绿茶香气成分的3D色谱图（A）和总离子流图（B）Fig. 1 3D chromatogram (A) and total ion current chromatogram (B) of aroma components in baked green tea

通过上述一系列筛选，最终在不同海拔烘青绿茶中鉴定出298 种香气成分。这些香气成分按照化合物类别可分为16 类，分别为醛类、醇类、烯烃类、烷烃类、酮类、芳香烃类、有机酸类、酯类、内酯类、酚类、炔类、胺类、醚类、氧杂环化合物、含氮化合物及含硫化合物。各类别化合物的相对含量及化合物数目分布如图2所示。在高海拔烘青绿茶中以醛类化合物相对含量最高，占所有香气成分的28.55%，烷烃类化合物相对含量排名第2，占所有香气成分的18.20%；而在低海拔烘青绿茶中烷烃类化合物的相对含量最高（24.07%），醛类化合物相对含量居第2位，占所有香气成分的23.09%；醇类、烯烃类、酮类、芳香烃类及氧杂环化合物在高、低海拔烘青绿茶中的分布趋势保持一致，其相对含量依次递减，介于3.96%～16.03%之间；上述7 类化合物相对含量总和占所有香气成分的90%以上，而含氮化合物、酯类、有机酸类等9 类化合物的相对含量总和不足所有香气成分的10%。按照各类化合物检出数量看，烯烃类化合物（52 种）最多，其次是酮类化合物（47 种）；醛类和烷烃类化合物作为相对含量最高的2类化合物，其化合物也较多，分别为34 种和35 种化合物；检出超过10 种的化合物还有醇类、芳香烃类、氧杂环化合物、含氮化合物和酯类，其余类别化合物在10 种以下。

图2 不同海拔烘青绿茶中各类香气化合物的相对含量及数目Fig. 2 Relative content and number of aroma components in each class in baked green tea samples with different altitudes

2.4.2 不同海拔烘青绿茶香气成分含量差异比较及关键差异性香气成分的鉴定

2.4.2.1 不同海拔烘青绿茶香气成分含量差异比较

从不同海拔烘青绿茶中鉴定出的298 种香气化合物及其相对含量如表4所示。醛类化合物中，戊醛和己醛的相对含量居前两位，在高海拔烘青绿茶中，戊醛平均相对含量最高（10.26%），己醛相对含量次之（7.41%）；而在低海拔烘青绿茶中，己醛相对含量最高（6.56%），戊醛相对含量次之（5.90%）。不论在高海拔还是低海拔烘青绿茶中，均以庚醛（高海拔3.71%，低海拔2.90%）含量排名第3；平均相对含量大于1%的醛类化合物还有辛醛、壬醛和苯甲醛等（1.22%～2.21%）。在烷烃类化合物中，2,3-二甲基癸烷（高海拔5.29%，低海拔6.16%）和2,4-二甲基癸烷（高海拔5.28%，低海拔7.28%）平均相对含量居前两位；2,5,6-辛烷（高海拔1.89%，低海拔2.35%）含量排第3；平均相对含量较高的化合物还有辛烷、4-甲基辛烷、3-乙基-3-甲基庚烷、2,2,6-三甲基辛烷和3-甲基十一烷（0.46%～1.20%）等。

表4 不同海拔烘青绿茶中的香气化合物相对含量Table 4 Relative contents of aroma components in baked green tea samples with different altitudes

醇类化合物中，正戊醇相对含量最高（高海拔6.11%，低海拔4.78%）；顺-3-己烯醇（高海拔3.79%，低海拔3.26%）、芳樟醇（高海拔3.06%，低海拔3.10%）、1-戊烯-3-醇（高海拔2.27%，低海拔1.81%）相对含量次之。烯烃类化合物中，β-月桂烯相对含量最高（高海拔2.07%，低海拔2.10%）；顺式-2,3-二甲基庚烯（高海拔1.59%，低海拔1.92%）、柠檬烯（高海拔1.26%，低海拔1.87%）次之。酮类化合物中，相对含量最高为4-甲基-3-戊烯-2-酮（高海拔3.79%，低海拔4.24%），其次为2-庚酮（高海拔1.13%，低海拔1.22%），其余化合物相对含量均在0.55%以下。在芳香烃类化合物中，邻异丙基甲苯（高海拔1.55%，低海拔1.76%）相对含量最高，甲苯和间二甲苯相对含量也较高，在0.89%～1.30%之间；其余化合物相对含量都在0.36%以下。氧杂环化合物中，2-戊基呋喃（高海拔2.34%，低海拔2.31%）相对含量最高，2-乙基呋喃（高海拔0.68%，低海拔0.79%）相对含量次之。在有机酸类、酯类、内酯类、酚类、炔类、胺类、醚类、含氮化合物及含硫化合物类香气化合物中，相对含量最高的为N-乙基吡咯（高海拔1.75%，低海拔1.66%），而异戊腈在高海拔烘青绿茶中相对含量较高（1.04%），低海拔烘青绿茶中相对含量较低（0.32%）；其余化合物相对含量基本在0.59%以下。

续表4

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2.4.2.2 不同海拔烘青绿茶中关键差异性香气成分鉴定

偏最小二乘判别分析（partial least squaresdiscriminant analysis，PLS-DA）是基于偏最小二乘法回归的一种判别方式，PLS-DA变量重要性因子（variable important for the projection，VIP）值可以量化PLS-DA的每个变量对分组的贡献，VIP值大于1的化合物，可作为2 组变量互相区分的关键化合物[26]。采用SIMCA 14.1软件对不同海拔烘青绿茶中鉴定出的298 种香气化合物进行分析，基于香气成分的相对含量建立PLS-DA模型（拟合参数为通过该模型成功区分高海拔和低海拔2 组样品，并从298 种香气成分中鉴定出影响烘青绿茶香气的83种关键香气成分（VIP＞1）。PLS-DA得分图如图3A所示。由图3B PLS-DA验证模型可见，Q2回归直线与Y轴的截距均小于0，表明该PLS-DA模型不存在过拟合现象，模型较为可靠（R2=0.693，Q2=-0.32）。

图3 不同海拔烘青绿茶香气成分PLS-DA得分图（A）及其验证模型（B）Fig. 3 Score plot (A) and validation (B) of PLS-DA model of aroma components in baked green tea samples with different altitudes

采用SPSS Statistics 20.0对这83种关键香气成分进行Mann-Whitney U非参数检验，最终筛选出26 种香气化合物在高海拔和低海拔2 组样品之间存在统计学差异（P＜0.05）。这些关键差异香气成分分别为异戊腈、α-水芹烯、吲哚、3-戊烯-2-酮、2-甲基戊醛、乙酰丙酮、4-甲基辛烷、3-乙基庚烷、顺式-2-庚烯醛、1-辛烯-3-酮、(反,反)-2,4-庚二烯醛、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、1-苯基-1-丙炔、4-丙基甲苯、1,2,3,4-四甲基苯、4-甲基茚满、辛酸、萘、异戊酸己酯、1-甲基萘、α-柏木萜烯、β-柏木烯、亚联苯、α-法尼烯、花侧柏烯和橙花叔醇。

由于茶叶香气化合物种类繁多、成分复杂，本研究通过降维手段将目标聚焦到上述26 种关键差异性香气成分上。由于挥发性化合物的气味特征及嗅闻阈值差别较大，因此各化合物对茶叶香气形成的贡献情况也差别较大。有研究表明，橙花叔醇、吲哚、萘、(反,反)-2,4-庚二烯醛、1-辛烯-3-酮和辛酸等是某些绿茶、红茶或乌龙茶中的关键呈香成分[30]，它们对茶叶香气品质的形成有重要作用。例如，吲哚（花香）等是西湖龙井和金萱乌龙茶中的特征香气成分[31-32]；橙花叔醇（花香）是西湖龙井和铁观音中的关键活性香气成分[31,33]；(反,反)-2,4-庚二烯醛（甜香）是甜香型“安吉红茶”和花香、甜香型红茶中的呈香活性成分之一[34-35]。而4-甲基辛烷、3-乙基庚烷等烷烃类成分并无明显的气味特征，对茶叶香气品质形成并未起到直接的促进作用[12]。

2.5 关键差异品质成分在不同海拔烘青绿茶中的分布特征分析

综上统计学分析结果可知，游离氨基酸总量、茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、丝氨酸、精氨酸等氨基酸类化学成分以及异戊腈、α-水芹烯、吲哚、3-戊烯-2-酮、2-甲基戊醛、乙酰丙酮、4-甲基辛烷、3-乙基庚烷、顺式-2-庚烯醛、1-辛烯-3-酮、(反,反)-2,4-庚二烯醛、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、1-苯基-1-丙炔、4-丙基甲苯、1,2,3,4-四甲基苯、4-甲基茚满、辛酸、萘、异戊酸己酯、1-甲基萘、α-柏木萜烯、β-柏木烯、亚联苯、α-法尼烯、花侧柏烯和橙花叔醇等香气化合物在不同海拔烘青绿茶中存在统计学差异。为了直观地展示这些差异化合物在不同海拔烘青绿茶中的分布规律，采用层序聚类分析（hierarchical cluster analysis，HCA）对这些关键差异化合物进行分析，结果见图4，其中红色表示化合物在茶样中含量高于平均值，红色越深表示含量越高；绿色代表化合物在茶样中含量低于平均值，绿色越深表示含量越低。

由图4可以看出，这32 种差异性成分的含量分布具有较强的规律性，其中游离氨基酸总量、茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、丝氨酸、精氨酸等氨基酸类化合物以及异戊腈在高海拔烘青绿茶中（H1～H8）含量显著高于低海拔烘青绿茶（L1～L5）。已有多项研究表明氨基酸在较高海拔样品中含量更高[4-8]，本研究结果也进一步印证了这一结论。一般认为高海拔茶园具有相对低温、高湿和多云雾的气候特征，相对低温导致茶叶生长缓慢，有利于氨基酸等含氮化合物的合成和积累[1]。异戊腈属于含氮香气化合物，因此推断它的积累在一定程度上也受到海拔因素的影响。此外，α-水芹烯、吲哚等25 种香气化合物在低海拔烘青绿茶中（L1～L5）含量总体较高，但不同香气化合物在各样品中的含量表现又不尽相同，比如，4-丙基甲苯、α-水芹烯、3-戊烯-2-酮、橙花叔醇和吲哚这5 种香气化合物在低海拔样品中含量均普遍较高；β-柏木烯、1,2,3,4-四甲基苯、4-甲基茚满、α-柏木萜烯、α-法尼烯、花侧柏烯、乙酰丙酮、异戊酸己酯和2-甲基戊醛在L3和L4样品中的含量显著高于其他低海拔样本；此外，1-甲基萘、萘、亚联苯、1-苯基-1-丙炔在L2及L5样本中含量显著较高，4-甲基辛烷、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、3-乙基庚烷、(反,反)-2,4-庚二烯醛、顺式-2-庚烯醛、1-辛烯-3-酮和辛酸在L1和L5样本中含量显著较高。同时这些化合物在高海拔烘青绿茶中含量普遍较低，特别体现在700～800 m较高海拔样品（H3、H4）中；结合所有关键差异性品质成分分布可以看出，650 m海拔高度的烘青绿茶H2样品中以上化合物含量都普遍较高，结合感官审评结果，所制备的绿茶也具有较高的审评得分，说明该海拔高度比较适合制备烘青绿茶。唐颢等[36]的研究表明，300～400 m海拔高度凤凰单丛茶鲜叶中吲哚和反-橙花叔醇等香气化合物相对含量较高，这与本研究结果基本一致，但其他香气成分与本研究存在一定差异。“周宁高山云雾茶”中高海拔（600～900 m）绿茶以顺式-α-法尼烯等为特征香气物质[11]，与本研究结论也有所不同。究其原因主要是研究对象不同，同时不同的香气富集方法、仪器灵敏度等都会直接影响茶叶香气的定性和定量结果。因此导致不同研究之间较难得到完全一致的结论。

图4 不同海拔烘青绿茶中差异成分热图Fig. 4 Heatmap of differential components in baked green tea samples with different altitudes

2.6 相关性分析

采用SPSS Statistics 20.0分析在不同海拔烘青绿茶中存在统计学差异的化合物含量与海拔高度、滋味及香气审评得分之间的相关性。如表5所示，茶氨酸、丝氨酸、苏氨酸及游离氨基酸总量与滋味感官得分呈显著正相关，尤其茶氨酸的相关系数高达0.823，说明以上化合物对烘青绿茶茶汤滋味的形成有十分重要的贡献。在香气方面，由于各样品间的香气审评得分差异较小，因此香气得分与这些化合物之间并不存在显著相关（P＞0.05），今后将扩大样本量，系统研究香气化合物与香气品质间的具体关联性。

表5 相关性分析结果Table 5 Correlation analysis between altitude and taste and aroma components

值得注意的是，虽然香气化合物与感官品质间未呈现显著相关，但部分化合物与烘青绿茶的海拔高度间呈现出一定的关联性，且均呈现负相关，包括顺式-2-庚烯醛、3-戊烯-2-酮、4-甲基辛烷、3-乙基庚烷、1-辛烯-3-酮、α-水芹烯、(反,反)-2,4-庚二烯醛、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮及4-甲基茚满等，其中顺式-2-庚烯醛与海拔高度的负相关达-0.693。绿茶香气形成机制非常复杂，它是鲜叶中糖、氨基酸、脂肪酸、糖苷等内含物在茶树生长和茶叶加工过程中进行生物合成、酶促反应和剧烈的热物理化学作用的结果[1]，主要源于糖苷前体水解、脂肪酸和类胡萝卜素氧化或高温下氨基酸的美拉德反应，因此茶叶香气成分含量与这些前体物质有直接关系。茶叶香气中大量存在醇类、醛类及内酯类化合物等通常是由饱和或不饱和脂肪酸转化而来[37]。比如本研究中与海拔高度呈显著负相关的顺式-2-庚烯醛就是以不饱和脂肪酸为前体。前人研究发现，无性系茶鲜叶中不饱和脂肪酸含量与海拔在一定范围内呈现负相关，其总量随海拔升高有所降低[38]。此外，在浙江红花油茶和牡丹种子的研究中也发现类似规律[39-40]。由此可以初步推断，脂肪酸和不饱和脂肪酸的积累与海拔有一定关系，较低的海拔条件更有利于脂肪酸和不饱和脂肪酸的生成，而丰富的不饱和脂肪酸可以为顺式-2-庚烯醛以及(反,反)-2,4-庚二烯醛等脂肪族醛类化合物的生成提供更充足的物质储备，从而进一步佐证了顺式-2-庚烯醛等化合物与海拔呈负相关。因此推断，上述香气成分与海拔呈现负相关的部分原因可能是其前体物质的形成和积累受海拔因素的影响。

3 结 论

为了查明海拔与茶叶中主要品质化学成分的关系，本研究对产自400～1 102 m海拔高度的13个代表性烘青绿茶的品质成分进行全面分析。研究表明，游离氨基酸总量、茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、丝氨酸和精氨酸在不同海拔烘青绿茶中的含量存在统计学差异（P＜0.05）。采用GC×GC-TOFMS技术鉴定出不同海拔烘青绿茶中共有298 种香气成分，并查明异戊腈、α-水芹烯、吲哚等26 种香气化合物是高、低海拔烘青绿茶中的关键差异性香气成分。通过对关键差异化合物聚类分析可知，在高海拔烘青绿茶中，游离氨基酸总量、茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、丝氨酸、精氨酸和异戊腈含量普遍较高；α-水芹烯、吲哚等25 种香气化合物在低海拔烘青绿茶中含量较高。

相关性分析结果表明，茶氨酸、丝氨酸、苏氨酸及游离氨基酸总量与滋味感官得分呈显著正相关。顺式-2-庚烯醛等9种香气化合物与海拔高度呈显著负相关，初步推断，可能是由于前体物质的形成和积累受到海拔因素的影响。以上研究结果有助于提高人们对不同海拔烘青绿茶品质成分分布的科学认知，其结果深化了茶叶化学理论知识体系，并为后续开展茶叶滋味和香气品质形成机理研究以及茶叶品质提高与定向调控技术研究提供了理论基础。