陈林,张应根,陈键,宋振硕,项丽慧,余文权,2*,尤志明*
乌龙茶品种鲜叶加工白茶过程中香气成分动态变化规律
陈林1,张应根1,陈键1,宋振硕1,项丽慧1,余文权1,2*,尤志明1*
1. 福建省农业科学院茶叶研究所,福建 福州 350013;2. 福建省农业科学院,福建 福州 350003
乌龙茶品种茶树鲜叶加工白茶具有明显的花香特征。为探明该原料在白茶加工过程中香气成分的形成与变化规律,在室内控温控湿(温度18~22℃,湿度45%~60%)环境条件下,选用福鼎大毫茶、福安大白茶和福云6号制成的传统白茶为对照,采用顶空固相微萃取法-气质联用法对茗科1号等10个适制乌龙茶品种鲜叶的萎凋在制品及其成品茶(简称花香白茶)进行了香气成分检测和化学计量分析。结果表明,花香白茶与传统白茶存在迥然不同的香气组成化学模式。各乌龙茶品种鲜叶加工的花香白茶及其在制品的香气组成化学模式具有较高相似度;随着鲜叶萎凋减重率的增加,其香气组成在主成分分析二维得分视图中的模式分布渐趋离散,并发生群体定向逐步偏移。聚类分析结果显示,花香白茶在加工过程中香气组成的动态变化与采制原料的品种特性密切相关。鲜叶萎凋减重率30%~60%为影响花香白茶香气品质形成的关键发展阶段,并以萎凋后期(减重率≥45%)对其在制品香气组成的影响最为突出。从乌龙茶品种试样中可检出的136种香气成分显著富集于3种变化趋势模型,其中芳樟醇及其氧化物、香叶醇、橙花醛、水杨酸甲酯、-紫罗酮、二氢猕猴桃内酯等香气成分可视为花香白茶香气品质工艺耦合调控的主要化学评测指标。
白茶;香气成分;萎凋;气质联用;模式识别
白茶发源于福建,属于中国六大茶类中的特色小众茶类[1]。白茶外形芽叶完整、外披白色茸毫、色泽银白灰绿,汤色杏黄明亮、滋味清淡甘甜,又因其具有保护神经、去脂减肥、消炎抗菌、预防糖尿病和心血管疾病等诸多保健功效,近年广受国内外消费者青睐[2-3]。白茶制作工艺流程主要包括萎凋和干燥两道工序,其中萎凋是使白茶风味明显有别于其他茶类的关键品质控制工序。李凤娟[4]研究表明,醇类和醛类在低温长时间(20℃,36 h)萎凋过程中逐渐增加,并逐步体现出白茶香气鲜嫩、滋味醇和的特点,且其香气品质优于室内自然萎凋(25~30℃)。周有良[5]比较了自然萎凋与控温萎凋对白茶香气总量的影响,结果显示控温萎凋的香气总量较高,且香气化合物种类更为丰富。罗玲娜[6]以无光萎凋为对照,采用红光、黄光、绿光、蓝光和白光5种发光二极管(LED)光源开展白茶光照萎凋试验,结果表明LED光照处理的白茶品质均优于无光萎凋,其中黄光萎凋白茶品质最佳,且香气清新带花香。干燥是白茶风味品质形成的发展定型阶段。谷兆骐[7]研究指出,不同干燥温度(50℃、80℃和100℃)对白茶品质特征有一定影响;低温干燥有利于保留白茶清鲜的特点,而高温干燥则有助于提升其甘醇滋味。福鼎大毫茶、福鼎大白茶、福安大白茶、福云6号、政和大白茶、福建水仙、武夷菜茶等为福建加工传统白茶常见茶树品种,制成的白茶香气清鲜、多带毫香。茶树品种的适制性研究结果表明,采用茗科1号等高香型乌龙茶品种鲜叶制成的白茶滋味浓度有所改善,并带有明显的花香特征[8]。为进一步探明该原料在白茶加工过程中香气成分的形成与变化规律,本试验在室内控温控湿环境条件下,选用福鼎大毫茶、福安大白茶和福云6号制成的传统白茶为对照,采用顶空固相微萃取法-气质联用法(HS-SPME/GC-MS)对茗科1号等10个适制乌龙茶品种鲜叶的萎凋在制品及其成品茶(简称花香白茶)进行了香气成分检测和化学计量分析,以期为白茶香气品质的工艺耦合调控提供参考依据。
供试鲜叶均采自福建省农业科学院茶叶研究所试验茶园茶树春季(3月中旬至4月中旬)第一轮新梢,采摘标准为一芽二叶或一芽三叶。茶树品种为(1)传统加工白茶品种:福鼎大毫茶、福安大白茶和福云6号;(2)适制乌龙茶品种:茗科1号、黄观音、肉桂、福建水仙、大红袍、矮脚乌龙、佛手、黄棪、梅占和白芽奇兰。
萎凋环境控制装备:KF-35GW/35356格力空调(珠海格力电器股份有限公司)、ROBO60T工业电热风机(上海固途工业品销售有限公司)、CH150D转轮式除湿机(广州市森井贸易有限公司)、AOTE-JS06A超声波加湿机(广州市傲特电子科技有限公司)和S520-EX温湿度记录仪(深圳市华图测控系统有限公司)。HAW-15AB计重电子天平(福州衡之展电子有限公司)、G80F23CN2L-Q6(R0)微波炉(广东格兰仕集团有限公司)和DHG-9246A电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪(GC-MS,美国Agilent公司)、手动固相微萃取装置(美国Supelco公司)等。
将传统加工白茶品种鲜叶薄摊在尼龙网筛上(=90 cm,每筛摊叶量约1.0 kg),于室内进行控温控湿(温度18~22℃,湿度45%~60%)萎凋,并将减重率达60%以上的萎凋叶放入烘箱,于80℃烘至足干。各茶树品种均采摘和加工3个批次,制得传统白茶[福鼎大毫茶(DH1、DH2和DH3)、福安大白茶(DB1、DB2和DB3)和福云6号(LH1、LH2和LH3)]。在相同生产工艺条件下,分别对萎凋减重率为0、15%、30%、45%和60%的乌龙茶品种鲜叶进行微波固样[P-HI(火力)×60 s],并将减重率达60%以上的萎凋叶放入烘箱,80℃烘至足干,制得花香白茶。全部供试茶样按四分法取样及粉碎后过40目筛,于–18℃冷藏备用。各乌龙茶品种试样来源及编码见表1[9]。
分别称取供试磨碎茶样5.0 g,倒入60 mL棕色顶空萃取瓶,拧紧带本色PTFE/硅胶隔垫瓶盖,置60℃恒温水浴10 min后,插入固相微萃取头[65 μm PDMS/DVB(聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯)]。顶空萃取30 min后,拔出萃取头并立即插入GC进样口中进行热解吸(5.0 min),同时启动仪器进行数据采集。(1)色谱条件:HP-5 MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度:250℃;程序升温:50℃,维持1 min;2℃·min-1升至80℃,维持1 min;5℃·min-1升至160℃,维持1 min;10℃·min-1升至220℃,维持10 min。载气为氦气(纯度>99.999%),流速为1.0 mL·min-1。进样方式:不分流进样。(2)质谱条件:EI离子源,电离电压70 eV;离子源温度:230℃;四极杆温度:150℃;辅助通道温度:250℃;电子倍增器电压:350 V。扫描时间:0.5~50.0 min。质量分析范围(m/z):40~600。萃取头首次使用时,在GC进样口老化30 min(进样口温度:250℃,分流比30∶1,载气流速:0.5 mL·min-1),其后每次萃取前预先老化10 min;萃取头老化结束后,毛细管柱于250℃恒温老化25 min,载气流速1.5 mL·min-1。检索谱库:NIST2017和茶叶香气成分自建谱库[10]。
表1 乌龙茶品种试样来源及编码
预先将在GC-MS数据分析化学工作站MSD ChemStation E.02.02中创建的供试茶样数据文件导入到质谱软件AnalyzerPro 6.0中进行化合物鉴定[峰面积≥500,峰高≥0.1%,峰宽≥0.01 min,信噪比(S/N)=5;正向和反向匹配度≥650,置信度≥80%]和谱峰匹配。通过空白对照剔除萃取头纤维涂层和毛细管固定相流失等原因产生的目标杂峰,同时将各供试茶样香气成分峰面积数据矩阵按“80%规则”去除零值[11],共可获得168种香气成分。将各化合物峰面积数据经供试茶样干物质含量[12]校正后导入到ChemPattern 2017软件[科迈恩(北京)科技有限公司]进行相似度分析(夹角余弦)、聚类分析(欧氏距离-近邻法)和主成分分析。由相似度分析结果可知,传统白茶的香气组成化学模式存在较大相似度变化范围(0.956~0.996),而不同乌龙茶品种试样均具有较高相似度(0.990~1.000)(图1-A)。主成分分析结果表明,69个供试茶样的香气组成化学模式可用8个主成分来刻画,累积方差贡献度为86.20%,其中前3个主成分的方差贡献度分别为31.61%、17.31%和10.12%。从图1-B可以看出,传统白茶与不同乌龙茶品种试样在前2个主成分二维得分视图中可区分成2个类群。此外,10个乌龙茶品种鲜叶在萎凋过程中随着减重率的增加,各类群茶样(S0—S)香气组成的模式分布渐趋离散,并向右下方发生逐步偏移。聚类分析结果显示,传统白茶(DH1—DH3、DB1—DB3和LH1—LH3)香气组成化学模式亦可划为一类,而多数乌龙茶品种试样在萎凋减重率≤45%时的香气组成化学模式较为相近[如茗科1号(A1—A3)、黄观音(B1—B3)、大红袍(E0—E3)、矮脚乌龙(F0—F3)、佛手(G0—G3)、白芽奇兰(J0—J3)等],尤其是肉桂(C0—C)和福建水仙(D0—D)与其他茶样存在明显的类群区分(图1-C)。由此可见,花香白茶在加工过程香气组成的动态变化与鲜叶原料的品种特性密切相关。
应用MetaboAnalyst 4.0(http://www. metaboanalyst.ca)对表2中各乌龙茶品种试样香气成分含量(干物质校正峰面积)按不同萎凋减重率试样和花香白茶分组进行基于配对样品的Wilcoxon秩和检验,结果表明花香白茶与其鲜叶样间(S vs S0)共有58种香气成分存在显著性差异,其中55种香气成分含量高于鲜叶样,仅2-甲基戊酸酐(T46)和2种未知化合物(T44、T108)含量明显低于鲜叶样(<0.05,表3)。另由表3可知,鲜叶萎凋减重率≤30%时的香气组成无明显变化,此后部分香气成分有显著增加,仅有少数香气成分明显减少。虽然花香白茶(S)与萎凋减重率≤45%的白茶在制品间有最大的香气组成差异,但其与减重率为60%的白茶在制品(S4)并无明显差别。此外,相邻过程茶样以减重率60%与45%的萎凋样间(S4 vs S3)存在最多的差异香气成分,其中香叶醇(T43)、芳樟醇氧化物Ⅳ(T21)、6-甲基-5-乙基-3-庚烯-2-酮(T15)、4-(2,2-二甲基-6-亚甲基环己基)-3-丁烯-2-酮(T92)、-紫罗酮(T103)、环己烷甲酸 3-氟苯酯(T109)和5种未知化合物(T19、T41、T51、T71、T101)含量有显著提高,()-丁酸-3-己烯酯(T23)含量明显降低。由此可见,鲜叶萎凋减重率达30%~60%时,为影响花香白茶香气品质形成的关键发展阶段,并以萎凋后期(减重率≥45%)对花香白茶在制品香气组成的影响最为突出。
为直观呈现各香气成分在花香白茶加工过程中的变化,采用STEM 1.3.12软件(卡内基梅隆大学)对各乌龙茶品种不同萎凋阶段茶样(减重率0%~60%)和花香白茶进行基于变量标准化预处理的趋势分析(STEM聚类法)[16]。结果表明,在预设的50种模型轮廓中可将从乌龙茶品种试样中检出的136种香气成分划分成32种变化趋势,且在3种趋势模型(Profile#39、Profile#22和Profile#49)中有显著性富集(图2)。其中Profile#39包括40种香气成分,且呈不断增加趋势;Profile#22包括15种香气成分,其表现为萎凋后期(减重率≥45%)增加,而继续萎凋(减重率≥60%)和烘干过程中减少的趋势;Profile#49包括13种香气成分,其在萎凋减重率≤45%时明显增加,萎凋后期(减重率≥45%)下降,且在继续萎凋(减重率≥60%)和烘干过程中又有明显增加。在这3种显著富集的变化趋势模型中,花香白茶(S)共有48种香气成分含量显著高于鲜叶样(S0),其分别为Profile#39中的芳樟醇(T7)、芳樟醇氧化物Ⅰ(T5)、芳樟醇氧化物Ⅲ(T18)、壬醛(T8)、橙花醛(T49)、(,)-3,5-辛二烯-2-酮(T3)、6-甲基-5-乙基-3-庚烯-2-酮(T15)、4-(2,2-二甲基-6-亚甲基环己基)-3-丁烯-2-酮(T92)、()-6,10-二甲基-5,9-十一双烯-2-酮(T97)、水杨酸甲酯(T26)、甲酸橙花酯(T58)、环己烷甲酸3-氟苯酯(T109)、二氢猕猴桃内酯(T111)、3-甲基-十三烷(T80)、3-乙基-2,6,10-三甲基十一烷(T99)、正二十一烷(T106)、正二十四烷(T113)、()-3-二十碳烯(T60)、2-正丙基呋喃(T1)和14种未知化合物(T9、T16、T19、T30、T39、T59、T69、T71、T79、T101、T117、T122、T125、T128),Profile#22中的香叶醇(T43)、芳樟醇氧化物Ⅳ(T21)、-紫罗酮(T103)、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯(T123)和6种未知化合物(T2、T41、T48、T51、T62、T84),Profile#49中的4-甲基-十三烷(T78)和4种未知化合物(T98、T100、T119、T130)。此外,花香白茶(S)中的2种显著低于鲜叶样(S0)的香气成分,即Profile#8中的未知化合物T44和T108含量在白茶加工过程不断减少。综上表明,花香白茶中除保留鲜叶原有78种香气成分外,其在加工过程发生显著增减的香气成分大多数呈现出较为明显的规律性变化。
注:R:传统白茶;S0—S4:减重率为0~60%的乌龙茶品种萎凋样;S:花香白茶。各样品编码指代详见表1。图A和图C变量采用UV-scaling 标度化预处理;图B变量采用Par-scaling标度化预处理
表2 10个乌龙茶品种试样香气成分定性分析结果
注:从各乌龙茶品种试样中共可检出136种香气成分,其中连续编码有缺失的香气成分为谱库检索未能定性成分。MS:通过NIST2017谱库检索定性;AC:采用香气成分标准品定性;RI:以供试茶样中可检出的正构烷烃(C12~C18)为参照计算各香气成分保留指数(RI),并与NIST2017谱库和已发表文献中的RI进行比较定性[13-15]
Note: 136 aroma components are detected in all samples from oolong tea cultivars, and missing in continuous coding are aroma components not satisfactorily identified by mass spectrum library. The aroma components identified by mass spectrum are also confirmed with authentic chemicals or retention index calculated with retention time of-alkanes (C12-C18) detected in tea samples
表3 花香白茶加工过程中香气成分的含量变化
注:S0—S4:减重率为0~60%的乌龙茶品种萎凋样;S:花香白茶。对角线“0”下方为左侧分组中含量高于其他分组的香气成分种类,上方为低于其他分组的香气成分种类;分组间采用配对样品的Wilcoxon秩和检验及Benjamini-Hochberg校正(<0.05)
Note: S0-S4 respectively are tea samples prepared from fresh leaves of oolong tea cultivars with weight loss rate from 0 to 60%, and S denotes the samples of fragrant white tea. The lower part of the diagonal "0" indicates the numbers of aroma components in the left group with higher abundance than the other groups, and the upper part represents the numbers of aroma components with lower abundance than the other groups. The results are obtained from Wilcoxon rank sum test and Benjamini-Hochberg corrected<0.05
茶叶在加工过程可产生多达600余种香气成分,类胡萝卜素、脂质、糖苷和糖/氨基酸等均是其重要前体来源[17]。陈维等[18]分析了不同萎凋时间英红九号白茶香气化合物的组成及含量,结果表明不同萎凋时间白茶的香气化合物组成较为相似,其中芳樟醇、水杨酸甲酯等多数化合物含量随着萎凋进行先升后降,而苯甲醛和-香叶烯含量在萎凋过程(30 h)中总体持续上升。Wang等[19]研究表明,鄂茶1号一芽一叶的香气成分数量和种类在萎凋过程中不断增加,其中2-己烯醛及其衍生物在12 h含量最高,芳樟醇及其氧化物、香叶醇、橙花醛、-罗勒烯等萜烯类挥发物含量显著增加,挥发性的苯丙素类/苯类化合物(苯乙醇、苯甲醛、苯甲醇)、-紫罗酮、水杨酸甲酯和香叶酸甲酯也呈现类似趋势,而反式-橙花叔醇则在萎凋3 h后含量达到最高。陈勤操[20]研究了福鼎大毫茶一芽一叶在白茶加工过程中挥发性成分的变化规律,结果显示萎凋过程中大部分非酯类脂肪酸来源的挥发物(FADVs)含量增加,酯类FADVs含量先增加后下降,或后期大量增加;绝大部分氨基酸来源的挥发物含量在中后期大量增加;挥发性萜类化合物呈多样性变化(单萜中醇类、倍半萜中的烯烃类成分含量增加,而单萜中烯烃类、倍半萜中的醇类成分含量下降或保持稳定);干燥后大部分烯烃类、醇类、部分酯类物质含量显著降低;部分烷烃类、醛类、大部分酮类、部分酯类物质含量显著上升。由于鲜叶原料、加工环境、茶样制备和检测方法的差异,选用单一茶树品种鲜叶原料并通过单批次白茶工艺试验所呈现出的香气成分动态变化趋势并非完全一致。本研究结果表明,花香白茶在加工过程中香气组成的动态变化与茶树鲜叶的品种特性密切相关。芳樟醇及其氧化物、香叶醇和橙花醛等挥发性萜类化合物大多带有宜人花果香气,糖苷水解产生的挥发性水杨酸甲酯(有强烈的冬青油香气)、源自-胡萝卜素降解产生-紫罗酮(具有类似木香和紫罗兰花香)和二氢猕猴桃内酯(带有香豆素样香气,并有麝香样气息)均具有特殊的香型风味,其在花香白茶产品中均显著增加,故可将其视为花香白茶香气品质工艺耦合调控的主要化学评测指标。此外,其他具有明显规律性变化的壬醛(青油脂花香)、(,)-3,5-辛二烯-2-酮(青果香)等醛类、酮类及烷烃类化合物对花香白茶香气品质的贡献也不容忽视。
注:每个方框表示一种趋势模型。在方框左上方数字为模型编号,左下方为香气成分种类。有颜色方框表示该模型有显著性富集(P<0.001)。方框中的模型轮廓(黑色线条)自左至右分别为减重率为0~60%的乌龙茶品种萎凋样(S0—S4)和花香白茶(S)
Fig. 2Aroma profiling of tea samplesprepared fromoolong tea cultivarsbased on STEM clustering method
受茶树品种、芽叶嫩度、采摘时期、生态环境、制茶工艺和贮藏条件等因素的影响,白茶产品呈现有清(青)香、嫩香、花香、陈香等多种香气品质类型[21-22]。传统白茶加工常在萎凋后期(鲜叶减重率≥56%)通过“并筛”或“堆青”以促进白茶香味物质的转化。尽管如此,通过萎凋环境调控并辅以低温干燥仍然是目前促成传统白茶清香或带花香的主要工艺途径。根据现有实际生产条件,白茶加工采用的萎凋方式有日光自然萎凋、室内自然萎凋、室内加温萎凋,并以通过上述方式进行的组合复式萎凋较为常见[23]。然而无论哪种萎凋方式,其本质都是通过改变光照、温度、湿度和通气状况等外界环境因子来实现茶鲜叶水分的逐步散失(物理萎凋),促使在制品内含成分向既定的产品风味发生目标转化(化学萎凋)[24]。为阐明茶叶风味品质成分在白茶加工过程中的动态变化规律,Dai等[25]应用UHPLC-Q-TOF/MS研究了福鼎大白茶一芽三叶在加温除湿萎凋过程中代谢物的变化趋势,结果表明,萎凋叶(36 h)中的氨基酸(酪氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、脯氨酸和异亮氨酸)以及儿茶素二聚体(茶黄素、茶黄素-3-没食子酸酯、茶黄素-3,3'-双没食子酸酯、聚酯型儿茶素A和聚酯型儿茶素B)含量相较鲜叶增加了5倍以上,而儿茶素类(没食子儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯和儿茶素)和香气前体物质(苯甲醇樱草糖苷、芳樟醇及其氧化物樱草糖苷)均有显著降低。Feng等[26]比较了同一种植区域的龙井43春季一芽三叶加工成6种茶类(绿茶、白茶、黄茶、乌龙茶、红茶和黑茶)的香气组成差异,结果发现脂肪酸氧化和糖苷水解是白茶香气成分的主要来源。近年基于液相色谱-质谱联用法的多种代谢组学分析平台被广泛应用于不同种类或质量等级的白茶产品及其加工过程非挥发性成分的检测分析[27-31],至于白茶香气成分的检测分析则以气相色谱-质谱联用法较为常见[32-34]。茶叶香气成分种类和形成途径复杂多样[35-36],不同香气化合物有其特定的理化性质和香味阈值,如何深入地挖掘和调控在花香白茶加工过程中有明显规律性变化的特征性香气成分仍有待于进一步研究。
[1] 梅宇, 梁晓. 2019年中国茶叶产销形势报告[J]. 茶世界, 2020(s1): 1-14. Mei Y, Liang X. Report on China tea production and marketing situation in 2019 [J]. Tea World, 2020(s1): 1-14.
[2] 欧阳明秋, 傅海峰, 朱晨, 等. 白茶保健功效研究进展[J]. 亚热带农业研究, 2019, 15(1): 66-72. Ouyang M Q, Fu H F, Zhu C, et al. Research progress on health effects of white tea [J]. Subtropical Agriculture Research, 2019, 15(1): 66-72.
[3] Sanlier N, Atik İ, Atik A. A minireview of effects of white tea consumption on diseases [J]. Trends in Food Science & Technology, 2018, 82: 82-88.
[4] 李凤娟. 白茶的滋味、香气和加工工艺研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2012. Li F J. Studies on the taste, aroma and processing of white tea [D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2012.
[5] 周有良. 萎凋、造型工艺对白茶化学成分含量及品质的影响[D]. 福州: 福建农林大学, 2010. Zhou Y L. Effects of withering and shaping techniques on the chemistry and quality of white tea [D]. Fuzhou: Fujian Agriculture & Forestry University, 2010.
[6] 罗玲娜. 白茶连续化生产线及LED光质萎凋工艺与品质的研究[D]. 福州: 福建农林大学, 2015. Luo L N. Studies on technology and quality of the white tea produced by continuous and cleaning producing line and the white tea withered by LED lights [D]. Fuzhou: Fujian Agriculture & Forestry University, 2015.
[7] 谷兆骐. 浙江省主栽茶树品种加工白茶的品质与工艺研究[D]. 杭州: 浙江大学, 2016. Gu Z Q. Research on the quality and processing of white tea in Zhejiang Province [D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2016.
[8] 陈林, 张应根, 项丽慧, 等. ‘茗科1号’等5个福建乌龙茶品种的白茶适制性鉴定[J]. 茶叶学报, 2019, 60(2): 64-68. Chen L, Zhang Y G, Xiang L H, et al. Quality appraisal on white teas processed from Fujian oolong cultivars () [J]. Acta Tea Sinica, 2019, 60(2): 64-68.
[9] 王丽丽, 宋振硕, 陈键, 等. 茶鲜叶萎凋过程中儿茶素和生物碱的动态变化规律[J]. 福建农业学报, 2015, 30(9): 856-862. Wang L L, Song Z S, Chen J, et al. Changes on catechin and alkaloid contents in fresh tea leaves during withering [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences, 2015, 30(9): 856-862.
[10] 陈林, 余文权, 张应根, 等. 基于SDE和HS-SPME/GC-MS的乌龙茶香气组成特征分析[J]. 茶叶科学, 2019, 39(6): 692-704. Chen L, Yu W Q, Zhang Y G, et al. Aroma profiling of oolong tea by SDE and HS-SPME in combination with GC-MS [J]. Journal of Tea Science, 2019, 39(6): 692-704.
[11] Bijlsma S, Bobeldijk I, Verheij E R, et al. Large-scale human metabolomics studies: a strategy for data (pre-) processing and validation [J]. Analytical Chemistry, 2006, 78(2): 567-574.
[12] 全国茶叶标准化技术委员会. 茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定: GB/T 8303—2013[S]. 北京: 中国标准出版社, 2014. National Technical Committee 339 on Tea of Standardization Administration of China. Tea-preparation of ground sample and determination of dry matter content: GB/T 8303—2013 [S]. Beijing: China Standard Press, 2014.
[13] 林杰, 陈莹, 施元旭, 等. 保留指数在茶叶挥发物鉴定中的应用及保留指数库的建立[J]. 茶叶科学, 2014, 34(3): 261-270. Lin J, Chen Y, Shi Y X, et al. Application of retention index on volatile compound identification of tea and development of retention index database [J]. Journal of Tea Science, 2014, 34(3): 261-270.
[14] 胡西洲, 彭西甜, 周有祥, 等. 顶空固相微萃取-气相色谱/质谱法结合保留指数法测定龙井茶的香气成分[J]. 中国测试, 2017, 43(2): 55-59. Hu X Z, Peng X T, Zhou Y X, et al. Determination of aroma components from Longjing tea by headspace solid phase micro-extraction and GC-MS combined with retention index [J]. China Measurement & Test, 2017, 43(2): 55-59.
[15] Chen Q C, Zhu Y, Dai W D, et al. Aroma formation and dynamic changes during white tea processing [J]. Food Chemistry, 2019, 274: 915-924.
[16] Ernst J, Bar-Joseph Z. STEM: a tool for the analysis of short time series gene expression data [J]. BMC Bioinformatics, 2006, 7: 191. doi: 10.1186/1471-2105-7-191.
[17] Ho C T, Zheng X, Li S. Tea aroma formation [J]. Food Science and Human Wellness, 2015, 4(1): 9-27.
[18] 陈维, 马成英, 王雯雯, 等. 萎凋时间对“英红九号”白茶香气的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(18): 138-143. Chen W, Ma C Y, Wang W W, et al. Effects of withering duration on the aroma profile of Yinghong No. 9 white tea [J]. Food Science, 2017, 38(18): 138-143.
[19] Wang Y, Zheng P C, Liu P P, et al. Novel insight into the role of withering process in characteristic flavor formation of teas using transcriptome analysis and metabolite profiling [J]. Food Chemistry, 2019, 272: 313-322.
[20] 陈勤操. 代谢组学联合蛋白组学解析白茶的品质形成机理[D]. 武汉: 华中农业大学, 2019. Chen Q C. Study on formation mechanism of white tea characteristics based on metabolomics and proteomics analysis [D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2019.
[21] 郭丽, 郭雅玲, 廖泽明, 等. 中国白茶的香气成分研究进展[J]. 食品安全质量检测学报, 2015, 6(9): 3580-3586. Guo L, Guo Y L, Liao Z M, et al. Research advance in aroma components of white tea [J]. Journal of Food Safety and Quality, 2015, 6(9): 3580-3586.
[22] 刘琳燕, 周子维, 邓慧莉, 等. 不同年份白茶的香气成分[J]. 福建农林大学学报(自然科学版), 2015, 44(1): 27-33. Liu L Y, Zhou Z W, Deng H L, et al. Analysis of the aromatic components in white tea produced in different years [J]. Journal of Fujian Agriculture and Forestry University (Natural Science Edition), 2015, 44(1): 27-33.
[23] 俞少娟, 李鑫磊, 王婷婷, 等. 白茶香气及萎凋工艺对其形成影响的研究进展[J]. 茶叶通讯, 2015, 42(4): 14-18. Yu S J, Li X L, Wang T T, et al. Research progress on white tea flavor and its withering processing [J]. Journal of Tea Communication, 2015, 42(4): 14-18.
[24] Pou K R J. A review of withering in the processing of black tea [J]. Journal of Biosystems Engineering, 2016, 41(4): 365-372.
[25] Dai W D, Xie D C, Lu M L, et al. Characterization of white tea metabolome: comparison against green and black tea by a nontargeted metabolomics approach [J]. Food Research International, 2017, 96: 40-45.
[26] Feng Z, Li Y, Li M, et al. Tea aroma formation from six model manufacturing processes [J]. Food Chemistry, 2019, 285: 347-354.
[27] Ning J M, Ding D, Song Y S, et al. Chemical constituents analysis of white tea of different qualities and different storage times [J]. European Food Research and Technology, 2016, 242(12): 2093-2104.
[28] Yang C, Hu Z Y, Lu M L, et al. Application of metabolomics profiling in the analysis of metabolites and taste quality in different subtypes of white tea [J]. Food Research International, 2018, 106: 909-919.
[29] Yue W J, Sun W J, Rao R S P, et al. Non-targeted metabolomics reveals distinct chemical compositions among different grades of Bai Mudan white tea [J]. Food Chemistry, 2019, 277: 289-297.
[30] Zhao F, Qiu X H, Ye N X, et al. Hydrophilic interaction liquid chromatography coupled with quadrupole-orbitrap ultra high resolution mass spectrometry to quantitate nucleobases, nucleosides, and nucleotides during white tea withering process [J]. Food Chemistry, 2018, 266: 343-349.
[31] Zhao F, Ye N X, Qiu X H, et al. Identification and comparison of oligopeptides during withering process of white tea by ultra-high pressure liquid chromatography coupled with quadrupole-orbitrap ultra-high resolution mass spectrometry [J]. Food Research International, 2019, 121: 825-834.
[32] 丁玎, 宁井铭, 张正竹, 等. 不同等级和储藏时间白茶香气组分差异性研究[J]. 安徽农业大学学报, 2016, 43(3): 337-344. Ding D, Ning J M, Zhang Z Z, et al. Volatile compounds of white tea of different grades and different storage times [J]. Journal of Anhui Agricultural University, 2016, 43(3): 337-344.
[33] 陈志达, 温欣黎, 陈兴华, 等. 不同等级福鼎白茶香气成分研究[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2019, 45(6): 715-722. Chen Z D, Wen X L, Chen X H, et al. Research on aroma components in different grades of Fuding white tea [J]. Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 2019, 45(6): 715-722.
[34] Qi D D, Miao A Q, Cao J X, et al. Study on the effects of rapid aging technology on the aroma quality of white tea using GC-MS combined with chemometrics: in comparison with natural aged and fresh white tea [J]. Food Chemistry, 2018, 265: 189-199.
[35] Zheng X Q, Li Q S, Xiang L P, et al. Recent advances in volatiles of teas [J]. Molecules, 2016, 21(3): 338. doi: 10.3390/molecules21030338.
[36] Yang Z Y, Baldermann S, Watanabe N. Recent studies of the volatile compounds in tea [J]. Food Research International, 2013, 53(2): 585-599.
Aroma Profiling of Fresh Leaves of Oolong Tea Cultivarsduring White TeaProcessing
CHEN Lin1, ZHANG Yinggen1, CHEN Jian1, SONG Zhenshuo1, XIANG Lihui1, YU Wenquan1,2*, YOU Zhiming1*
1. Tea Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, China; 2. Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350003, China
White teas processed from fresh leaves of oolong tea cultivars can be always detected with flower flavor characteristics. In order to investigate the formation and changes of aroma components during the manufacture of such fragrant white tea, fresh leaves harvested from 10 oolong tea cultivars includingwere respectively processed into white teas under controlled indoor air conditions set at 18-22℃ and humidity of 45%-60%. Compared with traditional white teas produced from, the aroma components of white teas and the WIP (work in process) samples prepared according to the weight loss rate of fresh leaves from oolong tea cultivars were isolated by head space solids-phase micro-extraction (HS-SPME) and determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) in combination with stoichiometric analysis. The results show that there were very different chemical patterns of aroma components between fragrant white teas and traditional white teas. The aroma patterns of white teas and in-process products obtained from oolong tea cultivars were of high similarity. With the increase of the weight loss rate of fresh leaves, the distribution of these tea samples in the two-dimensional score plot obtained from principal component analysis tended to disperse gradually, resulting in oriented migration as a group. It could be seen that the dynamic changes of aroma components during the processing of fragrant white tea were also closely related to the properties of the raw materials from each tea cultivars by cluster analysis. From 30% to 60% of the weight loss rate was the key development stage affecting the formation of aroma quality of fragrant white tea, especially for the weight loss rate≥45%. The 136 aroma components detected in tea samples from oolong tea cultivars were significantly enriched in three changing trend models, including linalool and its oxide, geraniol, geranial, methyl salicylate,-ionone and dihydroactinidiolide and some other volatile components with pleasant flavor, which can be regarded as the most important chemical indicators for the coupling process to regulate aroma quality of fragrant white tea.
white tea, aroma component, withering, gas chromatography-mass spectrometry, pattern recognition
S571.1;TS272.5+9
A
1000-369X(2020)06-771-11
2020-05-06
2020-07-10
福建省属公益类项目(2018R1012-5、2019R1029-5)、福建省农业科学院科技创新团队(STIT2017-1-3)
陈林,男,博士,研究员,主要从事茶叶加工、茶叶生物化学及其综合利用方面的研究,chenlin_xy@163.com。*通信作者