6種不同香型白茶香氣成分的GC-MS分析

傅海峰， 林瓊珍， 朱 晨，4， 唐雅弦， 李小楨， 陳 蘭，周承哲， 歐陽明秋， 賴鐘雄，4， 郭玉瓊*，3

（1.福建農林大學 園藝學院，福建 福州350002；2.福建農林大學 中國白茶研究所，福建 福州350002；3.茶學福建省高等學校重點實驗室，福建 福州350002；4.福建農林大學 園藝植物生物工程研究所，福建 福州350002）

白茶是中國的六大茶類之一，因其外形滿披白毫、湯色清澈明亮、滋味清鮮回甘，廣受消費者的好評[1]。白茶加工工藝簡易，僅有萎凋和干燥兩道工序，但其富含活性成分，具有抗氧化等多種功效[2-4]。近幾年來，白茶越來越受消費者的歡迎[5]，茶葉市場上出現了各種類型的白茶產品，除了傳統的白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉等傳統型白茶，還出現了花香型白茶、緊壓白茶、金花白茶、顆粒白茶和γ-氨基丁酸白茶等創新型白茶[6]，通過工藝的改進不僅提高和豐富了白茶的風味品質，而且促使白茶的風味品質受到更多關注。

茶葉的品質主要由外形、香氣、滋味、湯色等因素構成，其中茶葉的香氣由“揮發性物質”組成。目前已鑒定出11大類共600多種揮發性化合物，這些化合物僅占茶葉干物質質量的0.01%左右[7-8]。茶葉中的揮發性物質種類和含量的多種組合，形成了茶葉多種多樣的香氣類型[9]。茶葉的香氣特征受到品種、產地以及加工技術等多方面因素的影響，不同茶葉之間的香氣有較大的差異性[10]。香氣在白茶感官審評中的評分系數為25%，是衡量白茶風味品質差異的重要影響因素[11]。白茶不同于其他茶類，獨特工藝不僅形成了獨特的滋味特征，也形成了獨特的香氣特征。新白茶有毫香型、花香型、青草香型、清香型和嫩香型等香型；陳年老白茶則具有棗香型、藥香型、粽葉香型和梅子香型等香型[12]。

CHEN Yang等[13]比較了白毫銀針、白牡丹和壽眉3個不同等級白茶的香氣前體物質含量；丁玎等[14]分析了白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉4個不同等級白茶的香氣組分特征，表明白牡丹的香氣含量最高；劉琳燕等[15]研究了白毫銀針、白牡丹和壽眉3個不同等級白茶不同年份的香氣成分，表明隨著貯藏年份的增加，陳年白茶的陳香特征逐漸顯現；陳維等[16]以“英紅9號”為原料，探討白茶萎凋過程中的香氣變化，表明香氣總量隨萎凋時間的延長先增加后減少，在24 h達到最高含量，不同的萎凋時間均以醇類化合物占比最高；WANG Yu等[17]以“鄂茶1號”為原料，研究白茶萎凋過程中的香氣變化及相關基因的表達，結果表明香氣物質含量在48 h含量達到最高。CHEN Qincao等[18]研究白茶萎凋過程中白茶香氣的形成，發現香氣前體物質游離氨基酸和糖基結合對白茶特征香氣的形成有重要作用。QI Dandan等[19]通過與自然陳放的老白茶和新鮮白茶的比較，發現以45～50℃溫度條件貯藏白茶，能夠有效加速白茶陳化，形成具有草藥特征香型的白茶。迄今為止，有關不同香型白茶的特征性香氣組分鑒定與分析的研究較少，作者研究選取福鼎白茶6種代表性香型，分別是花香型、毫香型、青草香型、棗香型、藥香型和粽葉香型為供試材料，采用頂空進樣和氣相色譜-質譜法（GC-MS），鑒定6種不同香型白茶的主要香氣成分，分析不同香型白茶的特異性香氣成分，以期為研究不同香型白茶的香氣形成機制提供理論依據與參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試劑

試驗材料包括青草香型白茶（2017年白牡丹），編號T1；花香型白茶（2017年白牡丹），編號T2；毫香型白茶（2016年白毫銀針），編號T3；粽葉香型白茶（2014年壽眉），編號T4；棗香型白茶（2013年壽眉），編號T5；藥香型白茶（2012年白牡丹），編號T6，共6種不同香型的白茶，由福建清鏵茶業股份有限公司提供。參照GB/T 14487-2017茶葉感官審評方法，進行密碼審評。

1.2 試驗儀器

氣相色譜-質譜聯用儀（Clarus S Q 8個）：美國PerkinElmer公司產品。

1.3 試驗方法

香氣成分測定參照王麗麗等[20]方法并進行改進。茶葉磨碎，過40目篩。分別稱取6種不同香型白茶樣品1.000 0 g，放入干凈頂空瓶，加入蒸餾水4 mL，加蓋密封。

頂空條件：爐溫85℃，取樣針100℃，傳輸線溫度120℃，樣品平衡30 min，捕集阱高280℃，低40℃，保持5 min，干吹1 min，解析0.5 min。頂空出口分流。

GC條件：Elite-FFAP色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 mm）；進樣口溫度250℃；載氣（He），純度＞99.999%；升溫程序：柱溫起始50℃，保持1 min，以5℃/min升至180℃，保持5 min，再以10℃/min升至230℃，保持8 min，總運行時間為45 min。

MS條件：電子轟擊（EI）離子源；相對質量掃描范圍為45～500，溶劑延遲時間0.05 min。

1.4 數據處理

對總離子流量圖中的各峰質譜圖進行NIST 11標準譜庫檢索，參照相關的白茶香氣文獻[20]報道并依據特征離子、相對豐度、保留時間等條件進行質譜匹配度比對。再利用面積歸一化法計算香氣成分的相對含量（組分峰面積占總峰面積的百分比）[21]。運用Excel2016、SPSS22和SIMCA-P13軟件進行多元統計學分析[22-23]。

2 結果與分析

2.1 6種香型白茶香氣成分鑒定與分析

試驗從6種不同香型白茶中共鑒定出48種香氣成分，見表1。其中，青草香型白茶鑒定出47種香氣成分，花香型白茶鑒定出46種香氣成分，毫香型白茶鑒定出44種香氣成分，而粽葉香型白茶鑒定出29種香氣成分，棗香型白茶鑒定出41種香氣成分，藥香型白茶鑒定出28種香氣成分。48種香氣成分的種類包括醇類化合物、碳氫類化合物、醛類化合物、呋喃類化合物以及其他類化合物（吡喃、酯類和酮類化合物等），醇類化合物所占比例在6種不同香型白茶中均為最高。

表1 6種香型白茶的主要香氣組分Table 1 The main aroma compenents of 6 types aromas of white tea 質量分數/%

續表1

2.1.1 青草香型白茶主要香氣成分 青草香型白茶鑒定出47種主要香氣成分，包括18種醇類化合物，占揮發物總量的61%；13種碳氫類化合物，占揮發物總量3.75%；9種醛類化合物，占揮發物總量的19.44%；7種其他類化合物，占揮發物總量的6.83%。其中相對質量分數較高的依次為芳樟醇、1-戊烯-3-醇、己醛、順-3-己烯醇、2-甲基丁醛、2-乙基呋喃、己醇、4-戊烯醇、香葉醇和苯乙醇，分別為26.97%、11.87%、10.21%、6.67%、5.38%、4.23%、2.29%、2.10%、1.89%和1.68%。

2.1.2花香型白茶主要香氣成分 花香型白茶鑒定出46種主要香氣成分，包括18種醇類化合物，占揮發物總量的74.35%；13種碳氫類化合物，占揮發物總量的2.47%；8種醛類化合物，占揮發物總量的11.11%；7種其他類化合物，占揮發物總量的6.53%。其中相對質量分數較高的是芳樟醇、1-戊烯-3-醇、己醛、2-甲基丁醛、香葉醇、順-3-己烯醇、2-乙基呋喃、4-戊烯醇和順式芳樟醇氧化物，分別為36.92%、18.59%、4.56%、4.53%、3.86%、3.79%、3.41%、2.17%和2.12%。

2.1.3 毫香型白茶主要香氣成分 毫香型白茶鑒定出44種主要香氣成分，包括14種醇類化合物，占揮發物總量的72.69%；14種碳氫化類合物，占揮發物總量的3.75%；9種醛類化合物，占揮發物總量的10.06%；7種其他類化合物，占揮發物總量的5.99%。其中相對含量較高的是芳樟醇、1-戊烯-3-醇、2-甲基丁醛、己醛、香葉醇、苯乙醇、2-乙基呋喃、2-戊基呋喃、順-3-己烯醇和1，2，3，4，5，8-六氫萘，相對質量分數分別為33.12%、27.41%、4.04%、3.27%、3.01%、2.82%、2.81%、2.00%和1.82%。

2.1.4 粽葉香型白茶主要香氣成分 粽葉香型白茶鑒定出29種香氣成分，其中醇類化合物11種，占揮發物總量50.79%；碳氫類化合物7種，占揮發物總量3.82%；醛類化合物7種，占揮發物總量30.05%；其他類化合物4種，占揮發物總5.20%。香氣成分中相對質量分數較高的是1-戊烯-3-醇、2-甲基丁醛、己醛、芳樟醇、2-乙基呋喃、苯甲醇、順-2-己烯醛、順式芳樟醇氧化物、反式芳樟醇氧化物和2，6，6-三甲基環己酮，相對質量分數分別為：39.71%、20.86%、5.45%、3.52%、2.58%、2.26%、1.89%、1.47%、1.13%和1.01%。

2.1.5 棗香型白茶主要香氣成分 棗香型白茶鑒定出41種香氣成分，其中醇類化合物17種，占揮發物總量58.30%；碳氫類化合物8種，占揮發物總量2.67%；醛類化合物9種，占揮發物總量的24.04%；其他類化合物7種，占揮發物總量4.88%。香氣成分中相對質量分數較高的是1-戊烯-3-醇、2-甲基丁醛、己醛、芳樟醇、順-3-己烯醇、4-戊烯醇、2-乙基呋喃、2-甲基丁醇、苯甲醇和己醇，分別為32.82%、12.48%、7.08%、7.04%、4.01%、2.98%、2.33%、2.22%、1.69%和1.54%。

2.1.6 藥香型白茶主要香氣成分 藥香型白茶鑒定出了28種香氣成分，其中醇類化合物11種，占揮發物總量58.7%；碳氫類化合物6種，占揮發物總量1.98%；醛類化合物6種，占揮發物總量23.58%；其他類化合物5種，占揮發物總量4.73%。香氣成分中相對質量分數較高的是1-戊烯-3-醇、2-甲基丁醛、芳樟醇、己醛、2-乙基呋喃、紫蘇醇、苯甲醇、2-戊基呋喃、順-2-己烯醛和順式芳樟醇氧化物，相對質量分數分別為：46.64%、16.10%、6.56%、5.51%、3.05%、1.52%、1.39 %、0.97%、0.87%和0.79%。

2.2 不同香型白茶香氣成分的聚類分析

利用SPSS22對6種不同香型白茶的香氣成分相對質量分數進行聚類分析（圖1）。圖1表明6種不同香型白茶可分為2類，粽葉香型白茶、棗香型白茶和藥香型白茶相似度較高，聚為一類，其中藥香型白茶和粽葉香型白茶的歐式距離僅為1，棗香型白茶與藥香型白茶、粽葉香型白茶之間的歐式距離為5。青草香型白茶、花香型白茶和毫香型白茶相似度較高，聚為另一類，毫香型白茶與花香型白茶的歐式距離為2，青草香型白茶與毫香型白茶、花香型白茶之間的相對距離為7。這一結果表明棗香型、藥香型和粽葉香型白茶之間的相似度高于青草香型、毫香型和花香型之間的相似度。

圖1 6種不同香型白茶聚類分析圖Fig.1 Cluster analysis dendrogram for 6 aroma types of white tea

2.3 不同香型白茶香氣成分的主成分分析

將6種不同香型白茶的香氣成分相對含量矩陣表（6樣品×48組分）輸入多元統計學軟件SIMCA-P13中，進行主成分分析。通過主成分分析，表明第1主成分和第2主成分總共能代表98.20%的香氣組分變量信息，因此，主成分分析能夠有效地區分6種不同香型的白茶。主成分分析6種不同香型白茶的主成分得分結果如圖2所示，6種不同香型白茶樣品可分為兩類，青草香型白茶、花香型白茶和毫香型白茶為一類，粽葉香型白茶、棗香型白茶和藥香型白茶為另一類。6種不同香型白茶主成分分析的成分載荷圖如圖3所示，距離中心點最遠的為編號2和30，對應的香氣組分分別是1-戊烯-3-醇和芳樟醇，表明1-戊烯-3-醇和芳樟醇2種香氣成分對主成分得分的影響較大，即對6種不同香型白茶的區分起到重要作用。

圖2 6種不同香型白茶的主成分得分圖Fig.2 PCA score plot for 6 aroma types of white tea

1-戊烯-3-醇和芳樟醇2種成分在6種不同香型白茶中的相對質量分數（圖4）差異明顯，1-戊烯-3-醇在青草香型白茶、花香型白茶、毫香型白茶、粽葉香型白茶、棗香型和藥香型白茶中的相對質量分數為11.87%、18.59%、27.41%、39.71%、32.82%和46.64%。芳樟醇在青草香型白茶、花香型白茶、毫香型白茶、粽葉香型白茶、棗香型白茶和藥香型白茶中的相對質量分數為26.97%、36.92%、33.12%、3.52%、7.04%和6.56%。結果表明，芳樟醇在青草香型白茶、花香型白茶和毫香型白茶中的相對質量分數較高，而1-戊烯-3-醇在粽葉香型白茶、棗香型和藥香型白茶中的相對質量分數較高。

圖3 6種不同香型白茶的變量載荷圖Fig.3 PCA loading plot for variables in 6 aroma types of white tea

圖4 6種不同香型的白茶中1-戊烯-3-醇和芳樟醇的相對質量分數Fig.4 Relative content of 1-pentene-3-alcohol and linalool in 6 aroma types of white tea

3 結語

在6種不同香型的白茶中，共分析鑒定出48種主要的香氣成分，醇類化合物在6種不同香型白茶的香氣組成上占比均為最高。陳維等[16]對不同萎凋時間的白茶樣品進行香氣分析，表明醇類化合物在白茶的揮發性物質中所占比例最大，與本研究的結果一致。