不同茶树品种制龙井茶的香气特征研究

吴小清，周菲菲，叶 影，黄艳梅，杨蕾玉，黄海涛，吴媛媛，*

(1.浙江大学 茶学系，浙江 杭州 310058；2.杭州市农业科学研究院 茶叶研究所，浙江 杭州 310024)

龙井茶以“色翠、香郁、味醇、形美”而居中国名茶前列，其中香气是影响龙井茶感官品质的重要因子。龙井茶的香型大致分为4种——嫩香型、花香型、清香型、栗香型。茶树品种对香气品质具有显著的影响，与成茶香气物质组成及其香型具有密切关系，是决定香气物质差异性的根本原因。朱荫等研究发现，不同茶树品种制成的龙井茶其醇类、醛类、酸类、酯类等香气成分存在较大的差异。敖存对6个产地、3个品种、5个等级的59个龙井茶样香气质量进行分析，研究表明，不同龙井茶中共有的主要香气成分有：苯甲醛、芳樟醇及其氧化物、(Z)-己酸-3-己烯酯、香叶醇等。黄海涛等对呈现清香和花香两种香型绿茶的香气特征成分及其与品种的相关性进行了研究，发现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、苯甲醛等8种成分。张铭铭等研究认为，芳樟醇、顺-3-己烯醇、顺-3-己酸己烯酯等为栗香型呈现的主要香气成分。周春明等研究分析了4个花香型绿茶的香气成分，认为构成花香绿茶的主要香气成分为芳樟醇及其氧化物、香叶醇、α-法呢烯、橙花叔醇等。

龙井茶香气的研究一直是热点，目前的研究多集中于龙井茶特征鉴别、质量等级鉴定、产地溯源等方面，而有关茶树品种对龙井茶香气的影响研究较少，本文选取了20个茶树品种(传统品种和新品种)并按照统一的加工方法制成龙井干茶。采用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用(HS-SPME/GC-MS)对样品进行香气组分检测分析，通过不同品种制成的龙井茶香气特征研究，明确各品种制成的龙井茶香气类型，为制作不同香型龙井茶的茶树品种选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验选用的20个茶树品种详细信息见表1，20个参试品种均种植于杭州市余杭区瓶窑镇杭州市农业科学研究院茶叶研究基地茶树种质资源圃，栽培管理方式基本一致。采制时间：2018年3—4月，以各品种的第一批鲜叶原料为采制对象，采摘标准均为一芽一叶，确保各品种原料嫩度基本一致。

表1 二十个茶树品种信息Table 1 Information of 20 tea cultivars

生产工艺：采用扁形茶炒制机(电热R-280E，浙江恒峰技术开发有限公司)，所有样品鲜叶统一按照“摊放—杀青—整形—辉锅”的工序进行生产。鲜叶采摘后摊放厚度3 cm，时间约8 h，杀青温度200 ℃，时间2 min，整形温度160 ℃，时间4 min，辉锅温度140 ℃，时间12 min，各品种鲜叶加工工艺保持一致，尚不足干的茶样均80 ℃烘至足干。

1.2 仪器设备

QP 2010 SE气相色谱-质谱联用仪，日本Shimadzu Corporation；HP-5石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，DVB/CAR/PDMS(50/30 μm film thickness)固相萃取头，美国Supelco Corporation；AL104电子分析天平，梅特勒-托利多仪器上海有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 茶样的香气感官评审

所有茶样的香气感官审评参考GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》。具体方法为：取茶样3.0 g，按照茶水比(质量体积比)1∶50，置于相应的评茶杯中，注满100 ℃沸水、加盖、计时4min，依次等速滤出茶汤，对茶叶香气进行感官评审。

1.3.2 茶样的香气萃取、检测和分析

精确称取1 g磨碎茶样于20 mL顶空瓶，60 ℃平衡5 min，将固相萃取头插入顶空瓶，在60 ℃恒温水浴条件下萃取吸附60 min，其间自动进样器每5 min轻微振动10 s，每个样品检测之前SPME萃取头老化5 min，GC-MS解析3 min。每个样品重复3次。

GC条件：进样口温度250 ℃，载气为高纯氦(纯度为99.999%)，柱流量为1 mL·min；升温程序为：50 ℃保持10 min，以3 ℃·min的速度升到150 ℃，保持5 min；再以10 ℃·min的速度升温至230 ℃，保持3 min。

MS条件：离子源温度180 ℃，电离方式EI，电子能量70 eV，扫描质量范围m/z 40～500，扫描模式为Scan。

进样方式：不分流进样，热解吸附时间3.5 min，溶剂延迟时间0 min。

通过计算机检索与NIST11.1质谱库提供的标准质谱图进行对照，各特征峰进行定性分析，结合各色谱峰的峰面积进行香气相对含量分析。

1.4 数据处理与分析

各样品的香气成分的数据分析采用Excel、TBtools软件，关键香气组分的判别与聚类采用Simca软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 二十个茶树品种制龙井茶的香气审评结果

表2为20个品种制成的龙井茶香气感官评分和评语。由结果可见，除了LJCY制成的茶样香气得分为86，样品的香气得分均在在88～92分，呈现较好的香气品质。各样品的香气主要表现为清香、嫩栗香和花香。

表2 二十个茶树品种所制作的龙井茶样品香气审评结果Table 2 Aroma evaluation results of Longjing tea samples made from twenty tea cultivars

2.2 二十个龙井茶样的主要香气成分及相对含量

实验采用顶空固相微萃取法提取茶叶的香气，并通过气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)检测了样品的特征香气组分，共检测出74种主要香气成分，其相对含量范围见表3。结果显示，不同茶树品种制得的龙井茶在香气成分构成与含量上都有显著差异。芳樟醇、β-紫罗兰酮、3-甲基-4-戊烯-1-醇、4-甲基-3-戊烯基缩水甘油、3，6-二甲基辛基-2-酮、十二烷、烯丙基2-乙基丁酸酯、十三烷、()-己酸-3-己烯酯、()-10-十四碳烯-1-醇乙酸酯、十四烷等成分的共有率达90%以上，为龙井茶特征香气物质。上述共有香气成分在不同品种间相对含量差异显著，形成了不同品种龙井间的香气差异。同时，柠檬烯、植醇、香叶醇、β-古巴烯、石竹烯、6-表白菖醇、4-表荜澄茄醇只在某些品种中检测到，例如只在JM1H中检测到柠檬烯，在J1401、L5、LS01、YS、CY1H、JKZ、ZN117、LJ43、ZC108这几个品种中检测到4-表荜澄茄醇。不同的香气物质成分构成了不同品种独特香气。

表3 二十个茶树品种制成的龙井茶香气含量分布Table 3 Volatile compounds contents of Longjing tea samples made from twenty cultivars

续表3 Continued Table 3

图1是20个龙井茶样品的香气热点图，能更直观地对比样品间的香气差异。如图1中色阶条所示，颜色从白渐变至红色，颜色越深代表香气成分的相对含量越大。总体而言，不同香气成分之间的平均含量差异较大，最高达21.16%(芳樟醇)，最低仅为0.01%(雪松醇、8-丙氧基-柏木烷)。

图1 20个茶树品种龙井茶香气组分含量热点图Fig.1 Heat map of the volatile components of 20 Longjing tea samples made from different cultivars

醇类成分中，芳樟醇的平均含量最高(21.16%)，样本中的含量分布在10.24%～36.03%，分别在YS和L5中检测到最小值和最大值，并且在每个样品中均有检测到。除芳樟醇外，只有2，6，10-三甲基-十四烷和3，7-二甲基-2-辛烯-1-醇-异丁酸能在所有样品中检测到。芳樟醇是所有检测到的物质中含量占比最大的成分，在香气成分总量中占据“绝对领导地位”，是龙井茶中重要的呈香成分和香气活性物质。2-丁基-1-辛醇在各个样本中的平均含量也相对较高，为8.46%。

酯类成分中，()-己酸-3-己烯酯的平均含量较高(1.93%)，样本中的含量为0～4.84%，在J1137中相对含量最大，而L2，LJCY，YS中未检测到。研究表明，()-己酸-3-己烯酯呈现强烈弥散性梨香，对龙井茶香气的形成具有显著贡献。

酮类成分中，3，6-二甲基辛基-2-酮平均含量最高(1.22%)，样本中的含量为0～4.68%，LJ43样品中相对含量最大。β-紫罗兰酮具暖木香和紫罗兰香气，对龙井茶香气的影响较大。β-紫罗兰酮在样品中的含量为0～0.78%，在FDDB和LJ43中相对含量最高。

除上述成分外，十二烷，1-(乙烯氧基)-十八烷，癸醚的平均含量也相对较高，分别为6.38%、5.90%、2.62%。

对单个品种样而言，JM1H含有丰富的果香味柠檬烯；FDDB含有丰富花香味的苯甲醇和苯乙醇；LJ43含有丰富的花香味4-甲基-3-戊烯基缩水甘油、4-表荜澄茄醇和香叶基乙烯基醚；J1401和JK8含有丰富甜香味正戊酸顺式-3-己烯酯；LF和J1137含有丰富的果香味()-己酸-3-己烯酯。

2.3 不同香气类型关键香气成分判别和聚类分析

对20个龙井茶样品的香气数据进行最小二乘判别分析(partial least squares discriminant analysis，PLS-DA)，结果如图2。在得分图(scorts plot)中，各样品在主成分1和主成分2构成的平面位置直观地反映出样本间的相似或者差异性。代表样品的点在得分图中的相对位置越远代表样本之间的香气差异越明显，反之亦然。如图2所示，不同品种制成的龙井茶样品可分成三大类，L2、L5、J1132、J1137、J1142、JK8、JK12、JK211、LF 9个品种样主要位于第二象限；LJ43、FDDB、J1401 3个品种样主要位于第三象限；YS、CY1H、ZN117、LJCY、ZC108、JM1H、LS01、JKZ 8个品种样主要位于第四象限。结合载荷图(Loading plot)，载荷图上的点代表样品香气成分分布情况如图3所示。将得分图、载荷图重叠，与样品位于同一方向的香气成分在该样品中含量越高，位于相反方向越远的表示其含量越低。由此可知不同品种中主要特征香气成分：位于第二象限的9个品种制得的龙井茶含有丰富的栗香特征性成分芳樟醇、熟栗香香气特征成分()-己酸，3-己烯酯，栗香显。位于第三象限的3个品种制得的龙井茶含有丰富的烯丙基2-乙基丁酸酯、β-紫罗兰酮、4-甲基-3-戊烯基缩水甘油、(Z)-8-甲基-9-十四烯酸等，呈清香。位于第四象限的8种品种制得的龙井茶含有丰富的花香物质如香叶醇、顺-芳樟醇氧化物、香叶基异戊酸酯等，花香显。

图2 20个品种龙井茶的香气PLS-DA得分图Fig.2 PLS-DA scores plot of aroma of 20 Longjing tea samples

图3 20个品种龙井茶的香气PLS-DA载荷图Fig.3 PLS-DA loading plot of volatile components of 20 Longjing tea samples

综合上述结果可见，鸠坑系列品种易制得栗香型龙井，鸠坑系列选育而得的7个无性系单株品种J1132、J1137、J1142、JK8、JK12、JK211、LF制成的龙井茶带丰富栗香特征香气物质，J1401呈清香，LS01、JKZ带花香。龙井群体种香气类型丰富，龙井群体种中选育而得的单株L2、L5制成的龙井茶栗香显，LJ43呈清香，ZC108、LJCY带花香，体现了龙井群体种丰富多样的香气类型。而福云杂交系列品种易制得花香型龙井。

3 讨论

龙井茶挥发性香气物质成分是判断龙井茶品质的重要指标，而茶树品种对龙井茶香气成分构成与含量产生显著影响，因为除了加工过程中热、化学等作用产生的香气，以及酶促反应释放的香气外，茶叶鲜叶本身有的游离态香气是茶叶香气的一个重要来源途径，不同茶树品种鲜叶中的香气前体物质存在较大差异，鲜叶理化基础是决定茶叶香气香型的物质基础。朱荫等研究不同茶树品种(龙井长叶、龙井群体种、龙井43、乌牛早、迎霜以及鸠坑群体种)之间龙井茶的香气成分差异发现，迎霜和龙井43中分别有较多的杂环化合物类香气成分和醛类香气成分；龙井长叶和龙井群体种中分别有相对丰富的酸类香气成分和酯类香气成分；鸠坑群体种中则具有相对丰富的醇类、酮类和酚类香气成分。虽然6个品种龙井茶的香气成分在不同种类上差异较大，但芳樟醇、()-己酸-3-己烯酯、茉莉酮、-紫罗兰酮的含量都相对较高。本研究的结果显示，芳樟醇、-紫罗兰酮、3-甲基-4-戊烯-1-醇、4-甲基-3-戊烯基缩水甘油、3，6-二甲基辛基-2-酮、十二烷、烯丙基2-乙基丁酸酯、十三烷、()-己酸-3-己烯酯、()-10-十四碳烯-1-醇乙酸酯、十四烷等为样品龙井茶的特征香气物质，这些成分与张新亭报道的龙井香气成分相一致。同时，20个品种龙井茶按照香气类型分为3类：LJ43、FDDB、J1401呈清香，YS、CY1H、ZN117、LJCY、ZC108、JM1H、LS01、JKZ带花香，L2、L5、J1132、J1137、J1142、JK8、JK12、JK211、LF栗香显。由上述结果可知，从有性系群体种中选育而出的品种制作成龙井茶后可呈现花香型、栗香型、清香型等类型，品种香气类型丰富。由于有性系品种表型、生化等变异广泛，遗传多样性丰富，具有重要的开发利用价值，生产中可充分利用群体种中的变异株，选育出性状优良的茶树新品种。本文研究了不同茶树品种制成龙井茶的特征香气，研究结果可为定向选择合适的品种制成栗香、清香、花香等目标香气类型的龙井茶提供了参考。