不同季节保靖黄金茶1号工夫红茶挥发性成分的HS-SPME-GC-MS ...

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不同季节保靖黄金茶1号工夫红茶挥发性成分的HS-SPME-GC-MS 分析
黄 浩1，余鹏辉1,2,3，赵 熙1，钟 妮1,2,3，郑红发1,*

（1.湖南省农业科学院茶叶研究所，湖南 长沙 410125；2.湖南农业大学 教育部茶学重点实验室，湖南 长沙 410128；3.国家植物功能成分利用工程技术研究中心，湖南 长沙 410128）

摘 要：为研究不同季节湖南保靖黄金茶1号工夫红茶的香气品质特点，以春、夏和秋季保靖黄金茶1号一芽一叶为原料分别加工成工夫红茶样品，采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用对3 个季节工夫红茶的挥发性成分进行分析，结合感官审评考察不同季节对保靖黄金茶1号工夫红茶挥发性成分的影响。结果表明，3 个季节工夫红茶香气均以甜香为主要特征，具体表现为春茶甜香纯正，夏茶甜香尚高，秋茶甜香带花香，秋茶香气指数最高，香气品质最好，夏、春茶次之，与感官审评结果一致。3 个季节工夫红茶样品检出并鉴定到80 种香气成分，其中春、夏和秋季红茶样品中分别检测出51、63 种和66 种香气成分，共有组分40 种，主要以醇类、醛类、碳氢化合物、酯类和酮类物质为主；基于不同季节工夫红茶香气成分的含量作主成分分析（拟合参数为R2X=0.941，Q2=0.825）并建立偏最小二乘-判别分析模型（拟合参数为R2X=0.972，R2Y=0.994，Q2=0.982）可有效区分春、夏和秋季的工夫红茶样品，不同季节工夫红茶的标志差异性化合物有13 种，分别为水杨酸甲酯、苯甲醛、月桂烯、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、1-乙基-2-甲酰吡咯、藏红花醛、反-橙叔醇、苯乙烯、2-辛烯-1-醛、反-2-癸烯醛、苯乙醇、反-芳樟醇氧化物（吡喃型）、反-2-壬烯醛。

关键词：工夫红茶；保靖黄金茶1号；挥发性成分；季节；顶空固相微萃取；气相色谱-质谱联用

黄金茶原产于湖南湘西地区保靖县葫芦镇黄金村，是经长期自然选择而形成的一种富含氨基酸的特异茶树品种资源[1]，具有萌芽早、品质优、产量高、抗性强等特点，因“一两黄金一两茶”而得名[2]，现已从中选育出保靖黄金茶1号、2号、168号等特色茶树新品种3 个[3-5]。黄金茶内质丰富，所制绿茶品质突出，具有“四高四绝”的品质特征[2]，享有“中国最好的绿茶之一”的美誉。同时，黄金茶还具有较强红茶适制性，所制红茶乌黑油润显金毫，滋味醇和甘爽，香气高长[6]。受饮茶习惯和经济效益的影响，每年春季的3-5月，黄金茶多被加工成名优绿茶，之后才被加工成红茶和其他茶类，因此与该品种的绿茶相比，保靖黄金茶1号加工的工夫红茶产品风格不一，品质不高，外界对其认知不足。

香气是茶叶品质的重要因素之一，其实质是不同芳香物质以不同浓度组合，并对嗅觉神经综合作用所形成的茶叶特有的香型[7]，茶叶香气受茶树品种、栽培措施、加工时间、加工工艺和贮藏条件等综合影响，可作为判别茶叶品质优劣的关键因子[8]。就季节而言，可分为春茶、夏茶和秋茶，季节不同，茶树生长受气候、湿度、水分、温度等生态环境的影响，其酶的特性、化学成分与化学特性存在不同程度的差异，制茶香气品质不尽相同[9]。王华夫等[10]研究表明，各季节祁红地区主要茶树品种茶鲜叶中，键合态和游离态香气成分含量表现为春季高于夏季和秋季，即春茶香气最高，秋茶次之，夏茶香气最低；张正竹等[11]研究表明，槠叶齐鲜叶中春、秋季的糖苷类香气前体总量高于夏季，且香气前体种类则随季节变化的消长规律也存在明显差异；而乌龙茶加工研究表明，秋季鲜叶制茶香气高锐，品质最优，春季鲜叶制茶香气较高，品质次之，夏季鲜叶制茶香气较低，品质最差[12]。由此可知，生产季节对茶叶香气品质的形成具有重要的作用。香气化合物的提取方法——顶空固相微萃取（headspace solid-phase microextraction，HSSPME）法具有精准灵敏、简便快速的特点[13-15]，已被广泛应用于酒类[16-18]、水果[19]、鲜花[20]、辣椒[21]、青稞[22]和茶叶[23-25]等材料的香气分析，能较好地反映样品中的挥发性香气组分。因此，本研究选用保靖黄金茶1号这一特异湖南主栽茶树品种加工的工夫红茶样品为研究对象，采用HS-SPME结合气相色谱-质谱（gas chromatographymass spectrometry，GC-MS）分析其一年生长发育周期内不同季节的挥发性香气组分，结合样品的感官审评与香气指数分析、主成分分析（principal component analysis，PCA）、偏最小二乘-判别分析（partial least squares-discrimination analysis，PLS-DA）和分层聚类分析（hierarchical cluster analysis，HCA）等多元统计分析，明确保靖黄金茶1号各季节红茶特异性香气成分、不同季节标志差异性成分并探讨其香气发展趋势，以进一步丰富湖南工夫红茶香气品质化学理论，为湖南工夫红茶香气品质形成机理及加工过程品质调控提供科学依据。

1 材料与方法
1.1 材料与试剂
分别于2018年4月、2018年7月和2018年9月，在湖南省茶叶研究所实验茶场（位于长沙县高桥镇）生产茶园，手工采摘一芽一叶的保靖黄金茶1号鲜叶，按照湖南工夫红茶的标准化工艺分别加工成工夫红茶，单个季节每1 周制样1 次，所得工夫红茶样品9 个，分别编号为A4-1、A4-2、A4-3，B7-1、B7-2、B7-3，C9-1、C9-2、C9-3。

癸酸乙酯标准品（纯度99%） 美国Sigma-Aldrich公司；NaCl（分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；超纯水由Millipore超纯水仪制得。

1.2 仪器与设备
手动SPME进样手柄、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司；SPME专用加热磁力搅拌装置美国Corning公司；明澈-D 24UV超纯水系统 美国Millipore公司；HHS型电热恒温水浴锅 上海博讯实业有限公司医疗设备厂；AE240万分之一电子天平 美国梅特勒-托利多公司；DW-86L338立式超低温冰箱 青岛海尔特种电器有限公司；15 mL透明样品瓶 德国CNW公司；BJ-150型高速多功能粉碎机 浙江德清拜杰电器有限公司；7890A-5975C GC-MS联用仪 美国Agilent公司。

1.3 方法
1.3.1 工夫红茶加工流程

参照湖南工夫红茶加工技术规程[26]：手工采摘一芽一叶保靖黄金茶1号鲜叶3.5 kg，在人工气候箱内进行萎凋，至鲜叶含水率达60%～62%，采用25型揉捻机进行揉捻：空揉（15 min）→轻压揉捻（15 min）→中压揉捻（15 min）→重压揉捻（20 min）→松压揉捻（5 min）→下机解块；发酵室温度30 ℃，相对湿度95%，发酵时长4 h；干燥用提香机初烘温度120 ℃，时间15 min，适当摊凉后进行足干，足干温度90 ℃，时间60 min。

1.3.2 感官审评

参照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》和GB/T 14487—2017《茶叶感官审评术语》，组织3 位具有长期茶叶审评经验的茶叶专家对供试样茶进行感官审评。

1.3.3 HS-SPME分析

准确称取5 g粉碎茶叶样品放入100 mL顶空瓶中，加入50 mL沸水，加入一定量内标（癸酸乙酯），然后将装有50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取头的SPME手持器通过瓶盖的橡皮垫插入到萃取瓶顶空部分，在60 ℃水浴中平衡10 min后推出纤维头，吸附50 min，待萃取完成后收回纤维头立即插入GC进样口，解吸附3 min。

1.3.4 GC-MS分析

G C条件：D B-5 M S弹性石英毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度240 ℃；载气为高纯氦气（纯度＞99.999%）；流速1.0 mL/min；手动脉冲不分流进样；升温程序：起始温度50 ℃，保持5 min，以3 ℃/min升至180 ℃，保持2 min，再以10 ℃/min升至250 ℃，保持3 min。

MS条件：电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；质量扫描范围m/z 50～550；四极杆温度150 ℃。1.3.5 工夫红茶香气组分定性与定量分析

利用NIST标准谱库对GC-MS分析得到的色谱峰信息进行串联检索和人工解析，结合文献报道及待测物质的相对保留时间进行鉴定；釆用内标法定量，将最终确定的香气组分按照面积归一法计算获得各组分的相对含量。

1.4 数据处理
实验重复3 次，取平均值并计算相对偏差；Excle 2010（Microsoft，美国）、IBM SPSS Statistics 24（IBM, 美国）、Simca-P 14.0（Umetrics AB, 瑞典）、Origin 2017（OriginLab，美国）及Adobe Illustrator CS6（Adobe，美国）等软件用于本实验所有数据统计分析及相关图片的制作与处理。

2 结果与分析
2.1 不同季节工夫红茶感官审评
表1 不同季节保靖黄金茶1号工夫红茶香气感官审评结果
Table 1 Sensory analysis of aroma attributes of Congou black tea samples from different harvesting seasons

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注：评审时间为2018年12月。

由表1可知，春季、夏季和秋季工夫红茶香气均以甜香为主要特征，其中春季红茶表现为甜香纯正，夏季红茶表现为甜香尚高，秋季红茶则表现为甜香带花香，香气品质描述以秋季最好，其次是夏季和春季，表明在品种原料级别与加工工艺一致的前提下，季节的差异导致工夫红茶品质风格差别较大。而同一季节内不同工夫红茶样品感官品质表现较为一致，表明本研究中加工工艺对保持工夫红茶品质的稳定性与准确性无干扰影响。

2.2 不同季节工夫红茶挥发性成分的组成特点
2.2.1 不同季节工夫红茶挥发性成分的组成与含量

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图1 三季工夫红茶挥发性组分的GC-MS代表性总离子流色谱图
Fig. 1 Total ion current chromatograms of volatile components of Congou black tea samples from different harvesting seasons

对3 个季节工夫红茶样品的香气成分进行GC-MS检测分析，如图1所示。其种类及相对含量如表2和图2、3所示。由表2可知，3 个季节工夫红茶样品检出并鉴定到80 种挥发性成分，春、夏和秋季红茶样品中分别检测出51、63 种和66 种挥发性香气成分，包括醛类27 种、碳氢化合物16 种、酮类13 种、醇类12 种、酯类7 种、杂氧化合物1 种、酚类1 种、含氮化合物1 种、含硫化合物1 种和其他1 种。挥发性成分的种类与含量随着春季、夏季、秋季的推移逐渐增加，其秋季红茶中挥发性成分种类与含量均为最多，共66 种，总量为345.67 µg/L，其次为夏季红茶，共63 种，总量为271.61 µg/L，春季红茶中最少，共51 种，总量为206.09 µg/L。

表2 不同季节保靖黄金茶1号工夫红茶香气化合物的组成和含量
Table 2 Analysis of volatile organic compounds in Congou black tea samples from different harvesting seasons

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续表2

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续表2

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注：—.未检测到。

三季工夫红茶香气物质主要以醛类、醇类、酯类和碳氢化合物为主，其中醛类物质种类最多，香气含量较高，在春、夏和秋季红茶中分别检测鉴定到17、26 种和24 种，相对含量分别为28.32%、43.23%和27.54%；其次是醇类物质，在春、夏和秋季茶样中分别检测鉴定到8、9 种和12 种，相对含量分别为27.385%、25.59%和29.89%；再是酯类物质，在春、夏和秋季茶样中分别检测鉴定到4、3 种和6 种，相对含量分别为17.49%、10.64%和25.43%；碳氢化合物，在春、夏和秋季茶样中分别检测鉴定到11、12 种和13 种，相对含量分别为17.20%、8.39%和9.97%。

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图2 不同季节工夫红茶挥发性香气组分含量及占比
Fig. 2 Relative contents of volatile components in Congou black tea samples from different harvesting seasons

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图3 三季红茶中共有香气组分散点图
Fig. 3 Scatter plot for aroma components common to Congou black tea samples from different harvesting seasons

三季工夫红茶中共有香气成分有40 种，分别占春季、夏季和秋季工夫红茶检测香气总量的87.7%、86.5%和85.2%，主要以醇类、醛类、碳氢化合物、酯类和酮类物质为主，将40 种共有香气绘制散点图（图3），直观地了解三季红茶中香气成分所占相对含量及相同香气成分在不同季节茶的相对含量。如在秋茶中水杨酸甲酯相对含量最多，其次是芳樟醇；同一物质芳樟醇在秋茶的相对含量最多，其次是春茶、夏茶。

2.2.2 不同季节工夫红茶香气指数分析

表3 3 个季节工夫红茶的香气指数
Table 3 FI of Congou black tea samples from different harvesting seasons

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Owuor香气指数能反映茶叶的香气品质，香气指数高的红茶，其香气品质较好[27]。Owuor分析了世界主产茶国红茶的香气组成，将主要香气成分分为两组，第1组包括己醛、戊烯-2-醇、顺-3-己烯醛、反-2-己烯醛、顺-2-戊烯醇、顺-3-己烯醇、反-2-己烯醇、戊醇、己醇及2,4-庚二烯醛等化合物，这些化合物对红茶的特征香气很重要，但浓度过高会产生不良香气（如青草气）；第2组包括苯甲醛、芳樟醇及其氧化物、苯乙醛、水杨酸甲酯、香叶醇、香叶酸、苯甲醇及β-紫罗酮等化合物，它们能使红茶产生甜润花香。第2组化合物总量与第1组化合物总量之比即为Owuor香气指数。不同季节工夫红茶中，秋茶的香气品质最好，香气甜香带花果香；其次是夏茶，甜香尚高；春茶的香气是甜香尚纯。以上结果表明，香气指数与三季工夫红茶的审评结果相符合。

2.3 不同季节工夫红茶挥发性成分差异分析
2.3.1 不同季节工夫红茶挥发性成分的主要成分及特有成分分析

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图4 三季红茶中特异香气成分的相对含量
Fig. 4 Relative contents of aroma components unique to Congou black tea samples from each harvesting season

春茶相对含量较高的香气成分为芳樟醇及其氧化物、水杨酸甲酯、苯乙醛、苯甲醛、月桂烯、反-2-己烯醛、苯乙烯、1-乙基-2-甲酰吡咯、β-紫罗酮和壬醛，平均含量分别占香气总量的23.83%、15.96%、6.25%、4.90%、4.88%、3.85%、3.32%、2.25%、2.15%、2.11%；夏茶相对含量较高的香气成分为芳樟醇及其氧化物、水杨酸甲酯、苯甲醛、苯乙醛、壬醛、β-紫罗酮、反-2-己烯醛、藏红花醛、2-辛烯-1-醛和β-环柠檬醛，平均含量分别占香气总量的20.84%、9.61%、9.09%、7.24%、2.87%、2.69%、2.15%、2.13%、1.85%、1.83%；秋茶相对含量较高的香气成分为水杨酸甲酯、芳樟醇及其氧化物、苯甲醛、苯乙醛、藏红花醛、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、月桂烯、反-橙花叔醇、反-2-己烯醛、壬醛，平均含量分别占香气总量的23.57%、22.04%、4.17%、3.96%、2.70%、2.63%、2.45%、2.34%、2.25%、2.09%。各挥发性组分类别在3 个季节的占比结果显示，醇类和酯类在秋季红茶中占比高于春季和夏季，醛类和酮类在夏季红茶中占比高于春季和秋季，而碳氢化合物则在春季红茶中占比高于夏季和秋季（图2B）。

由图4可知，三季红茶中特异香气成分种类与含量随季节变化而逐渐增加，其特异香气成分种类分别占春季、夏季和秋季工夫红茶检测香气总量的1.1%（3 种）、2.9%（8 种）和4.0%（9 种）。其中春季红茶特有成分为2-甲基萘、反-2-(2-戊烯基)呋喃、2,6-二叔丁基苯醌；夏季红茶特有成分为戊醛、反,反-2,4-己二烯醛、1-戊烯-3-酮、6-甲基-2-庚酮、3,5-辛二烯-2-酮、6,10-二甲基-十一烷-2-酮、γ-十一烷酸内酯、甲苯；秋季红茶特有成分为顺-2-戊烯醇、苯乙醇、糠醛、1-辛烯-3-酮、顺-茉莉酮、顺-3-己烯异戊酸酯、己酸己酯、反-石竹烯、α-法呢烯。

2.3.2 不同季节工夫红茶香气成分的判别分析

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图5 不同季节工夫红茶挥发性成分PCA（A）与HCA（B）
Fig. 5 PCA (A) and HCA (B) of volatile components of Congou black tea samples from different harvesting seasons

本研究以所有工夫红茶挥发性组分相对含量建立PCA模型，结果显示3 个主成分共提取到挥发性成分94.1%的信息，其中拟合参数为R2X＝0.941、Q2＝0.825。同时采用HCA对PCA所得全部3 个主成分进行归类（图5），根据HCA图可知，聚类分析将三季节茶分为2 类，夏季和秋季工夫红茶聚为1 类，春季红茶单独成1 类，说明同1 种茶树鲜叶在加工工艺相同时，春季红茶与夏、秋季红茶的香气特征差距较大，此分类结果与三季工夫红茶感官评价结果基本保持一致，同时说明季节这个指定变量也可作为影响保靖黄金茶工夫红茶香气特色的一个重要指标。

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图6 不同季节工夫红茶挥发性成分PLS-DA得分图与验证模型
Fig. 6 Score plot and cross-validation of PLS-DA model for volatile components of Congou black tea samples from different harvesting seasons

为比较保靖黄金茶工夫红茶挥发性成分在不同季节的变化与差异，对所有样品的挥发性成分进行多元统计分析，基于各样品香气成分的检测结果建立PLS-DA模型（采用SIMCA-P 14.0软件），通过该模型可有效地区分春、夏和秋三季的工夫红茶样品（图6a），拟合参数为R2X＝0.972、R2Y＝0.994、Q2＝0.982，同时使用置换检验方法考察PLS-DA模型的建模效果，结果显示经过200次交叉验证后，模型的截距明显低于原始模型，图6b表明，模型没有过度拟合现象，所建模型较为可靠（R2＝0.351、Q2＝－0.358）。对于潜在的差异挥发性成分，使用变量投影重要性因子（variable important in projection，VIP）值大于1的进行不同季节差异挥发性成分筛选。由图7可知，VIP值大于1的化合物有20 种，为了使分析结果更为准确，采用Kruskal-Wallis检验[28]对VIP值大于1的化合物进行进一步分析。如表4所示，20 种VIP值大于1的化合物中，大部分化合物的P值小于0.05，即在3 个季节样品中存在统计学差异，被鉴定为不同季节工夫红茶间的标志差异性挥发性成分，分别为水杨酸甲酯、苯甲醛、月桂烯、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、1-乙基-2-甲酰吡咯、藏红花醛、反-橙花叔醇、苯乙烯、2-辛烯-1-醛、反-2-癸烯醛、苯乙醇、反-芳樟醇氧化物（吡喃型）、反-2-壬烯醛。如表4所示，13 种挥发性成分的香气特征描述不尽相同，主要表现为冬青油香、花果香、甜香、木香及肉香等，推测这些化合物在不同季节工夫红茶中含量分布的差异对相应工夫红茶的香气品质形成有着重要的影响。

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图7 三季工夫红茶挥发性成分的VIP值
Fig. 7 VIP values of volatile components of Congou black tea samples from different harvesting seasons

表4 PLS-DA模型中VIP值大于1的20 种挥发性化合物P值及其香气特征描述与香气强度值
Table 4 Twenty volatile components with VIP ＞ 1 from PLS-DA model and their P values, aroma OAV values and characteristics

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注：香气强度值=茶样品中的浓度/嗅觉阈值，阈值由查阅相关文献得到；—.未查询到。

2.3.3 不同季节工夫红茶标志差异性成分的HCA及香气变化趋势

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图8 三季工夫红茶13 种标志差异性挥发性成分的谱系和Heatmap分析
Fig. 8 Heatmap and feature-wise HCA dendrogram of 13 VOCs that significantly differed among Congou black tea samples from different harvesting seasons

为进一步分析季节对保靖黄金茶1号工夫红茶香气品质的影响，在2.3.2节基础上对13 种标志差异性化合物做谱系和热图分析，以便更好地体现这13 种差异化合物在各季节工夫红茶样品中的分析及变化趋势。由图8可知，根据这些化合物及其含量在各样品中的分布基本可以分为3 类：I类，共有5 种挥发性成分，这些化合物分属醇类、酯类和醛类化合物，且香气特征普遍偏冬青油香、花香和药香，除苯乙醇为秋季红茶样品的特异性化合物外，其余4 种成分在样品中的分布总体随春→夏→秋季的变化而逐渐增加；II类，共有5 种挥发性成分，该类化合物在夏、秋季红茶样品中的分布基本均高于春季样品，这些化合物分属醇类和醛类化合物，香气特征普遍偏花果香、杏仁香和肉香，其中反-芳樟醇氧化物（吡喃型）、反-2-壬烯醛和反-2-癸烯醛只存在夏、秋季红茶样品中；III类，共有3 种挥发性成分，这些化合物均为碳氢化合物，其中1-乙基-2-甲酰吡咯和月桂烯只存在春、秋两季红茶样品中。

3 结论与讨论
保靖黄金茶1号一种富含氨基酸的特异茶树资源，具有红、绿茶兼制的特性，制绿茶品质突出，辨识度高。与绿茶相比，该品种加工的工夫红茶产品风格不一，品质有待提升。为发掘保靖黄金茶工夫红茶各季节的香气品质特点，全面提升保靖黄金茶1号工夫红茶的产品质量，本研究对保靖黄金茶1号一年生长发育周期内不同季节的香气进行了分析。就感官审评而言，春、夏和秋季工夫红茶香气均以甜香为主要特征，其中秋季红茶香气品质最好，香气甜香带花香，其次是夏季红茶，香气甜香尚高，再是春季红茶，香气甜香纯正。由此可见，不同季节下黄金茶加工的工夫红茶品质风格迥异，其中秋季的鲜叶更易加工成大众追捧的花果香、蜜香风格的工夫红茶[29]。

3 个季节工夫红茶样品检出并鉴定到80 种挥发性成分，三季红茶样品的香气组成以醛类、醇类、酯类和碳氢化合物为主，其中醇类和酯类在秋季红茶中占比最高，醛类和酮类在夏季红茶中占比最高，而碳氢化合物则在春季红茶中占比最高。赖幸菲等[30]以香气为主要特点的乌龙茶品种金萱为原料加工工夫红茶，结果表明，秋茶的香气品质最好，夏茶次之，春茶最次。香气指数表明，本研究结果与赖幸菲等[30]的研究结果一致。由此可见，工夫红茶特征香气不仅取决于香气成分的种类和含量，还和香气活度值及其相互间协同作用密切相关[31]，因此后续研究有必要采用GC嗅觉测量法联合香气活度值对工夫红茶活性成分进一步进行分析鉴定，为全面提高工夫红茶品质提供理论基础。基于挥发性化合物相对含量的PLS-DA模型将3 个不同季节的工夫红茶有效地区分，并鉴定出VIP值大于1且具有统计学差异的标志差异性香气成分13 种。进一步的HCA结果表明，I类化合物（水杨酸甲酯、苯乙醇等）是随着季节的变化而逐渐增加，II类化合物主要为醇类、醛类，其含量表现为夏季＞秋季＞春季，III类化合物主要为碳氢化合物，其含量则是春、秋季＞夏季。以上3 类化合物的组成与含量分布基本能反应保靖黄金茶1号工夫红茶的香气变化趋势，对判定保靖黄金茶1号工夫红茶香气组成具有一定的作用。在本研究基础上，将扩大样本量研究不同产地保靖黄金茶1号工夫红茶及其加工过程中香气品质的变化，以期为深入了解保靖黄金茶1号工夫红茶香气品质形成机理及全面提高该品种工夫红茶产品质量提供依据。

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HS-SPME-GC-MS Analysis of Volatile Components of Congou Black Tea Processed from Baojing Huangjincha 1 from Different Harvesting Seasons

HUANG Hao1, YU Penghui1,2,3, ZHAO Xi1, ZHONG Ni1,2,3, ZHENG Hongfa1,*
(1. Tea Research Institute, Hunan Academy Agricultural Sciences, Changsha 410125, China;2. Key Laboratory of Tea Science, Ministry of Education, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;3. National Research Center of Engineering Technology for Utilization Ingredients from Botanicals, Changsha 410128, China)

Abstract: In order to evaluate the aroma characteristics of Congou black tea from different harvesting seasons, Congou black tea were processed from one bud with one leaf from the cultivar Baojing Huangjincha 1 harvested in spring, summer and autumn and were analyzed for their volatile components by using headspace solid-phase microextraction (HS-SPME)combined with gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS). Meanwhile, sensory evaluation was conducted to investigate the effects of different harvesting seasons on the volatile aroma characteristics of Congou black tea. The results showed that the aroma of Congou black tea was mainly characterized as sweet and fragrant for all three seasons,specifically pure sweet aroma for spring tea, strong sweet aroma for summer tea, and sweet and flowery aroma for autumn tea. In addition, the flavor index (FI) of autumn tea was the highest and its aroma quality was the best, followed by summer and spring teas. This was consistent with the results of sensory evaluation. A total of 80 aroma components were detected and identified in the three samples, and 51, 63 and 66 in spring, summer and autumn teas respectively. In total, 40 aroma components were common to these samples mainly including alcohols, aldehydes, hydrocarbons, esters and ketones.The contents of aroma components in Congou black tea were analyzed by principal component analysis (R2X = 0.941,Q2 = 0.825), and we further established a partial least squares-discriminant analysis model (R2X = 0.972, R2Y = 0.994, and Q2 = 0.982) to effectively distinguish the three tea samples. There were 13 landmark compounds that differed among these samples, including methyl salicylate, benzaldehyde, myrcene, 3,7-octad iene-2,6-diol,2,6-dimethyl, 1-ethyl-1H-pyrrole-2-carbaldehyde, safranal, (E)-nerolidol, styrene, 2-octen-1-al, trans-2-decenal, phenylethyl alcohol, 2-[(2S,5S)-5-ethenyl-5-methyltetrahydrofuran-2-yl]propan-2-ol-2H-pyran, and (E)-2-nonenal.

Keywords: Congou black tea; Baojing Huangjincha 1; volatile components; seasons; headspace solid-phase microextraction;gas chromatography-mass spectrometry

收稿日期：2019-07-21

基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项（2017YFD0400802）；湖南省重点研发计划项目（2018NK2035）；现代农业（茶叶）产业技术体系建设专项（CARS-19）；湖南省农业科技创新资金项目（2018QN31）

第一作者简介：黄浩（1984—）（ORCID: 0000-0002-8002-1236），男，副研究员，博士，研究方向为茶叶加工及功能成分化学。E-mail: haohuang_08@163.com

*通信作者简介：郑红发（1975—）（ORCID: 0000-0003-4201-3830），男，研究员，学士，研究方向为茶叶加工与生物化学。E-mail: zhenghongfa11@163.com

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190721-265

中图分类号：TS272

文献标志码：A

文章编号：1002-6630（2020）12-0188-09

引文格式：黄浩, 余鹏辉, 赵熙, 等. 不同季节保靖黄金茶1号工夫红茶挥发性成分的HS-SPME-GC-MS分析[J]. 食品科学, 2020,41(12): 188-196. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190721-265. http://www.spkx.net.cn

HUANG Hao, YU Penghui, ZHAO Xi, et al. HS-SPME-GC-MS analysis of volatile components of Congou black tea processed from Baojing Huangjincha 1 from different harvesting seasons[J]. Food Science, 2020, 41(12): 188-196.(in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190721-265. http://www.spkx.net.cn