基于HS-SPME-GC-MS和OAV鉴定4种武夷岩茶关键呈香物质

陈倩莲; 刘仕章; 占仕权; 潘冠均; 刘宝顺; 高峰; 郝志龙

doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022090092

基于HS-SPME-GC-MS和OAV鉴定4种武夷岩茶关键呈香物质

1.
福建农林大学园艺学院，福建福州 350002
2.
武夷山市福亭茶业有限公司，福建南平 354306
3.
武夷山市幔亭岩茶研究所，福建南平 354301
4.
武夷山市茶业局，福建南平 354399
5.
福建省农业农村厅种植业技术推广总站，福建福州 350003

基金项目: 国家现代农业（茶叶）产业技术体系建设专项资金项目（CARS-19）；福建省现代农业（茶叶）产业技术体系专项（闽财指[2021]637号）；高香型武夷岩茶加工关键工艺及配套技术研究与应用（2022R1009001）；福建农林大学茶产业链科技创新与服务体系建设项目（K1520005A06）；福建张天福茶叶发展基金会科技创新基金（FJZTF03）。

详细信息

作者简介:
陈倩莲（1998−），女，硕士研究生，研究方向：茶叶加工工程与品质调控研究，E-mail：1048240119@qq.com

通讯作者:
郝志龙（1979−），男，副教授，研究方向：茶叶加工工程与装备，E-mail：haozhilong@126.com

中图分类号: S571.1
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出版历程
- 收稿日期: 2022-09-12
- 网络出版日期: 2023-05-16
- 刊出日期: 2023-07-14

Identification of Four Kind Key Aroma Components of Wuyi Rock Tea Based on HS-SPME-GC-MS and OAV

1.
College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China
2.
Wuyishan Futing Tea Industry Co., Ltd., Nanping 354306, China
3.
Wuyishan Manting Rock-essence Tea Research Institute, Nanping 354301, China
4.
Wuyishan Tea Industry Bureau, Nanping 354399, China
5.
Planting Technology Promotion Station, Fujian Provincial Department of Agriculture and Countryside, Fuzhou 350003, China

摘要

摘要: 本研究采用顶空固相微萃取-气质联用（Headspace-Solid Phase Microextraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometry，HS-SPME-GC-MS）技术鉴定4个武夷岩茶品种的挥发性物质，通过主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）与香气活度值（Odor Activity Value，OAV）相结合筛选其关键呈香物质。结果表明，4个品种共检测出已知挥发性物质303种，包括酯类、吡咯类、醇类、碳氢化合物类、酮类、烷类、醛类等，其中酯类、醇类挥发性物含量相对较高；PCA分析筛选出55种VIP>1的挥发性物质，OAV分析筛选出29种挥发性物质，结合VIP>1且OAV>1共筛选出17种特征挥发性物质；将17种特征挥发性物质聚类分析，发现2-正戊基呋喃、吲哚、反式-紫罗兰酮、乙酸苯乙酯、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、香叶基丙酮、苯乙醛、己酸己酯、苯乙腈、异丁香酚是形成大红袍香气特征的重要成分；α-法呢烯、香叶醇是形成肉桂香气特征的重要成分；α-法呢烯、（反,反）3,5-辛二烯-2-酮是形成黄化肉桂香气特征的重要成分；芳樟醇、正戊酸是形成水仙茶香气特征的重要成分。本研究为解析不同品种武夷岩茶的特征香气及品质调控提供参考。
- 武夷岩茶 /
- 挥发性物质 /
- 顶空固相微萃取-气质联用（HS-SPME-GC-MS） /
- 主成分分析（PCA） /
- 香气活度值（OAV）
Abstract: In this study, headspace solid phase microextraction gas chromatography mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) was used to identify the volatile substances of four Wuyi rock teas varieties, and the key aroma components were screened by principal component analysis (PCA) and aroma activity value (OAV). The results showed that 303 kinds of known volatile substances were detected in four Wuyi rock teas varieties by GC-MS, including esters, pyrrole, alcohols, hydrocarbons, ketones, alkanes, aldehydes, etc. The relative contents of esters and alcohols were higher than others. 55 volatile substances with VIP>1 were screened by PCA analysis, 29 volatile substances were screened by OAV analysis. Based on VIP>1 values and OAV>1 analysis, a total of 17 characteristic volatiles were identifified. Meantime, the clusting analysis results showed that 2-n-pentylfuran, indole, trans violet ketone, phenylethyl acetate, cis-3-hexenol benzoate, 6-methyl-5-hepten-2-one, geranyl acetone, phenylacetaldehyde, hexyl caproate, phenylacetonitrile and isoeugenol might be the characteristic volatiles that form the different aroma profifile of dahongpao. α-Farnesene and geraniol might be the characteristic components that form the different aroma of Rougui. α-Farnesene, (trans, trans) 3,5-octadiene-2-one might be the characteristics of Huanghua Rougui. Linalool and n-valeric acid might be the characteristics of Shuixian. These results would provide a reference for analyzing the characteristic aroma and quality control of Wuyi rock teas.

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武夷岩茶是中国传统名茶，属于乌龙茶类，产于福建省武夷山市。因其香气馥郁、滋味醇厚，具有独特的“岩韵”备受消费者青睐^[1-2]。香气是评定武夷岩茶品质的重要指标之一，也是影响消费者购买的关键因素^[3]。岳翠男等^[4]采用HS-SPME-GC-MS（顶空固相微萃取-气质联用）鉴定浮梁红茶的挥发性成分，通过OAV（香气活度值）与PCA（主成分分析）相结合筛选其关键呈香物质；马敬宜^[5]、杨霁虹等^[6]基于HS-SPME/GC-MS和OAV分析了黄山地区不同茶树品种红茶香气的差异及春季信阳红茶关键呈香化合物；Wang等^[7]结合SBSE/GC-MS（搅拌棒吸附萃取-气质联用）、GC-O（气相色谱嗅觉测定）、OAV和初步香气重组实验，阐明龙井茶中的关键香气成分；张传海^[8]、王鹏杰等^[9]采用HS-SPME-GC-MS技术分析三个不同产地武夷岩茶“水仙”品种鲜叶的挥发性组分及大红袍、铁罗汉、白鸡冠、奇兰等4个品种的武夷岩茶香气成分的差异；Yang等^[10]结合HS-SPME/GC-MS、GC-O及OAV技术分析武夷岩茶碳焙过程中与美拉德反应有关的芳香活性物质香气活性成分的变化和差异；邱晓红等^[11]采用质子传递反应-飞行时间质谱仪（Proton Transfer Reaction-Time of Flight-Mass Spectrometry，PTR-TOFMS）与GC-MS技术对不同品种武夷岩茶（水仙、肉桂）香气成分进行分析，结果表明不同品种的武夷岩茶品质差异明显。大红袍、肉桂、水仙是武夷岩茶的三大代表，但关于这3种乌龙茶特征性挥发成分的系统比较、鉴别研究尚不多见。因此，本研究以大红袍、肉桂、黄化肉桂及水仙4个品种制成的武夷岩茶为材料，采用顶空固相微萃取结合气-质联用（HS-SPME-GC-MS）技术、PCA（主成分分析）及香气活度值（OAV）对其香气物质进行鉴定和分析，旨在鉴别这4种武夷岩茶中的特征香气成分，探明其呈香物质基础，为武夷岩茶品种特征香气解析及品质调控提供参考。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试茶样为大红袍（DHP）、幔亭肉桂（MRG）、黄化肉桂（HRG）、幔亭水仙（MRG）　由福建武夷山市幔亭岩茶研究所提供；癸酸乙酯色谱纯（纯度≥99.8%）　上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

7890B气相色谱仪　美国安捷伦科技公司；Pegasus HT飞行时间质谱仪　美国LECO公司；PDMS/DVB萃取针　美国Supelco公司。

1.2 实验方法

1.2.1 感官审评方法

参照GB/T 23776-2018《茶叶感官审评方法》中乌龙茶的感官审评法重点对香气进行感官审评，由3位专业评茶师对香气进行描述与评分（百分制）。

1.2.2 茶样前处理

将茶叶样品研磨成过60目筛的均匀粉末，称取2.00 g置于20 mL顶空瓶中，加入108.12 μg/kg癸酸乙酯（C₁₂H₂₄O₂）溶液1 μL作为内标物，参考李炫烨^[12]、林冬纯等^[13]的方法采用HS-SPME测定挥发性成分，同时各样品等量混合制成质量控制样品（QC），数据采集时每隔5个样品加入1个QC样品，以检测仪器的稳定性。所有实验均重复3次。

1.2.3 检测条件

GC条件：萃取针PDMS/DVB，孵化温度80 ℃，孵化时间31 min，萃取时间60 min，解吸附时间5 min。色谱柱Restek Rxi-5Sil MS capillary column（30 m×0.25 mm×0.25 µm），进样口温度250 ℃，传输线温度275 ℃；载气氦气，流速1.5 mL/min；程序升温50 ℃保持5 min，3 ℃/min升至210 ℃保持3 min，15 ℃升至230 ℃保持5min；不分流进样。

MS条件：离子源温度250 ℃，电子能70 eV；质谱检测器电压：1530 V；采集速率：10 spectra/s；质量范围：30~500 u；质谱数据采集时间200 s。

1.2.4 定性定量和OAV分析

GC-MS数据检测结果通过NIST11谱库进行检索比对实验得到的质谱图，解析图谱后找出匹配度大于90%的物质作为鉴定标准。每种挥发性物质浓度根据内标物峰面积按式（1）计算；挥发性物质OAV值按式（2）计算^[14-15]。

$\begin{split} & \rm 香气成分质量浓度( \text{µ}\mathrm{g}/\mathrm{k}\mathrm{g} )= \frac{\mathrm{各}\mathrm{成}\mathrm{分}\mathrm{的}\mathrm{峰}\mathrm{面}\mathrm{积}}{\mathrm{内}\mathrm{标}\mathrm{物}\mathrm{的}\mathrm{峰}\mathrm{面}\mathrm{积}}\times \\ & \mathrm{内}\mathrm{标}\mathrm{物}\mathrm{的}\mathrm{质}\mathrm{量}\mathrm{浓}\mathrm{度} \end{split}$

(1)

$\rm OAV= \frac{\mathrm{香}\mathrm{气}\mathrm{成}\mathrm{分}\mathrm{质}\mathrm{量}\mathrm{浓}\mathrm{度}}{\mathrm{香}\mathrm{气}\mathrm{阈}\mathrm{值}}$

(2)

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010对数据进行归类、作图；采用SPSS 25.0统计软件对数据进行方差分析；采用SIMCA-P 14.1软件进行主成分分析；采用TBtools软件作图。

2. 结果与分析

2.1 4种武夷岩茶香气感官品质

4种武夷岩茶的香气感官品质结果如表1所示，DHP样品花香馥郁，得分最高；MRG样品呈现花果香，香气浓郁持久，得分仅次于DHP样品；HRG花香强度低于MRG；MSX样品的品种香显，香气浓郁清长。

表 1 4种武夷岩茶香气感官品质

Table 1. Sensory quality of aroma on four kinds of Wuyi rock teas

样品	评语	评分（分）
DHP	花香馥郁、香气幽远	96
MRG	花果香显、浓郁持久	94
HRG	花香较显、清高悠长	91
MSX	品种香显、浓郁清长	92

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2.2 4种武夷岩茶总挥发性物质分析

4种武夷岩茶通过GC-MS共检出635种挥发性化合物，其中已知挥发性物质303种，包括酯类51种，吡咯类15种，醇类25种，碳氢化合物类44种，酮类47种，烷类63种，醛类20种，酸类8种，杂氧化合物5种，其他化合物25种。DHP、MRG、HRG、MSX挥发性物质总量分别为6783.65、3278.88、2908.92、2674.8964 μg/kg。结合图1、图2可知，酯类和醇类在4种武夷岩茶中含量较高，酯类在DHP、MRG、HRG样品中均占主导地位，比例最高，MSX样品中比例含量最高的是醇类。除酯类和醇类外， MRG、HRG、MSX中碳氢化合物类含量较高，而DHP样品吡咯类含量较高，碳氢化合物类含量较低。DHP样品中酯类、吡咯类、酮类、烷类、醛类、杂氧化合物类和其他化合物类的含量均显著（P<0.05）高于MRG、HRG、MSX。MRG和HRG挥发性物质含量占比较高的均是醇类、酯类和碳氢化合物类，且已知挥发性物质比例接近，与黄毅彪等^[16]研究的肉桂品种相对含量较高的挥发性物质类别一致，已知挥发性物质比例接近可能是由于MRG与HRG都是肉桂品种。可见，酯类和吡咯类物质是DHP的主要挥发性物质，酯类和醇类物质是MRG和HRG的主要挥发性物质，醇类物质是MSX的主要挥发性物质。

图 1 4种武夷岩茶挥发性物质分类

注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05）。

Figure 1. Effect of classification of volatile substances of four kinds of Wuyi rock teas

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图 2 4种武夷岩茶挥发性物质的比例

Figure 2. Proportion of volatile substances of four kinds of Wuyi rock teas

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2.3 4种武夷岩茶已知挥发性物质差异分析

正交偏最小二乘法判别分析（Orthogonal partial least squares-discriminant analysis，OPLS-DA）作为一种有监督的多元判别分析统计方法，可有效筛选关键标志性差异物质^[17-18]。4种武夷岩茶挥发性物质OPLS-DA得分图如图3所示。对4种武夷岩茶样品逐一进行OPLS-DA内部两两判别分析，除了两个肉桂茶样，其他茶样在95%置信区间内均分布不同区域，表明它们之间存在显著差异。按VIP值从大到小排列，筛选出55种VIP>1的已知挥发性物质如表2所示，其中，52种挥发性物质在4个样品间存在显著性差异（P<0.05）。

图 3 4种武夷岩茶挥发性物质OPLS-DA得分图

Figure 3. OPLS-DA scores of four kinds of Wuyi rock teas volatile substances

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表 2 4种武夷岩茶VIP>1的挥发性物质（μg/kg）

Table 2. Volatile substances with VIP>1 in four kinds of Wuyi rock teas (μg/kg)

编号	挥发性物质名称	CAS	VIP值	DHP	MRG	HRG	MSX
1	α-法呢烯	502-61-4	4.89	155.21±23.16^c	380.73±11.58^a	311.70±6.22^b	121.18±1.72^d
2	己酸叶醇酯	31501-11-8	4.84	722.45±30.52^a	419.12±9.58^b	316.06±8.68^c	111.78±1.34^d
3	吲哚	120-72-9	4.76	1092.88±36.30^a	−	−	107.15±0.59^b
4	苯乙醇	60-12-8	3.89	804.53±26.98^a	65.74±0.25^b	88.47±1.88^b	31.49±0.72^c
5	二氢芳樟醇	29957-43-5	3.65	15.82±0.96^d	133.12±1.17^a	64.54±2.25^c	72.82±0.23^b
6	茉莉内酯	25524-95-2	3.21	15.15±13.28^c	78.11±56.35^ab	24.98±0.38^bc	89.36±2.77^a
7	正戊酸	109-52-4	2.95	−	−	−	87.71±3.33^a
8	苯乙腈	140-29-4	2.57	260.79±11.90^a	50.29±0.28^c	88.55±2.41^b	25.13±0.46^d
9	2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4（H）-吡喃-4-酮	28564-83-2	2.54	31.12±0.26^a	25.19±3.83^b	−	17.51±1.16^c
10	2,2-二甲基丙酸-2-苯基乙酯	67662-96-8	2.53	−	26.44±0.26^b	50.65±1.40^a	8.13±0.05^c
11	2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢吡喃-3-醇	14049-11-7	2.40	11.86±0.62^d	85.33±0.43^a	64.58±1.58^b	20.67±0.24^c
12	反式-橙花叔醇	40716-66-3	2.33	32.05±0.84^b	229.28±207.20^ab	256.84±231.89^ab	338.29±5.15^a
13	2,5-二甲基-壬烷	17302-27-1	2.28	15.70±0.88^c	16.95±0.47^b	−	20.90±0.62^a
14	Β-硝基苯乙烷	6125-24-2	2.25	244.66±10.02^a	13.42±13.42^b	−	−
15	顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇	5989-33-3	2.18	12.74±0.53^d	73.56±0.85^a	62.05±2.13^b	17.91±0.12^c
16	香叶醇	106-24-1	2.17	30.50±1.30^c	51.86±1.36^a	32.78±0.55^b	25.80±0.09^d
17	己酸己酯	6378-65-0	2.16	250.12±10.30^a	87.01±1.24^b	68.27±1.77^c	40.15±0.26^d
18	5-甲基-1,2,5,6-四氢吡啶-2-酮	uk	1.96	11.76±4.40^a	15.47±0.06^a	−	−
19	金合欢烯	18794-84-8	1.94	29.58±1.58^c	43.41±0.82^b	47.52±0.94^a	11.98±0.06^d
20	二氢猕猴桃内酯	17092-92-1	1.87	89.01±1.32^a	60.43±1.15^c	45.59±0.46^d	73.98±7.24^b
21	N-乙基琥珀酰亚胺	2314-78-5	1.83	48.09±1.72^a	34.21±0.36^c	20.38±0.11^d	40.41±0.79^b
22	6-氮杂双环[3.2.1]辛烷	279-85-6	1.79	2.98±2.98^b	11.50±0.22^a	−	12.51±0.17^a
23	2-甲基十七烷	1560-89-0	1.77	160.39±4.64^a	3.39±0.09^b	5.64±0.11^b	4.60±0.05^b
24	芳樟醇	78-70-6	1.77	28.14±1.60^d	43.29±0.71^b	34.29±1.03^c	64.82±0.58^a
25	吲嗪	274-40-8	1.75	−	31.82±0.99^a	32.11±0.96^a	−
26	己酸反-2-己烯酯	53398-86-0	1.74	149.59±6.02^a	62.43±0.95^b	54.58±1.18^c	24.05±0.14^d
27	顺式-3-己烯醇苯甲酸酯	25152-85-6	1.68	151.81±1.12^a	18.41±0.52^b	13.67±0.13^c	9.60±0.38^d
28	（3E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯	19945-61-0	1.67	6.50±6.50^c	32.04±0.60^a	21.62±0.52^b	3.42±0.07^c
29	1-十六烯	629-73-2	1.58	21.94±1.36^b	23.00±18.60^b	34.19±1.14^b	52.95±0.18^a
30	顺-3-己烯酸顺-3-己烯酯	61444-38-0	1.52	28.06±1.19^a	28.37±0.78^a	23.33±0.44^b	2.82±0.12^c
31	丁酸苯乙酯	103-52-6	1.47	112.45±3.88^a	8.34±0.14^c	13.81±0.34^b	4.05±0.11^d
32	2-乙酰基吡咯	1072-83-9	1.44	−	19.46±0.17^b	30.45±0.69^a	16.65±0.36^c
33	（顺,反）-α-法呢烯	28973-98-0	1.41	18.15±1.01^a	10.88±0.24^b	−	−
34	新植二烯	504-96-1	1.41	7.61±0.18^c	15.22±0.56^a	7.68±0.02^c	11.16±0.36^b
35	2,6,8-三甲基癸烷	62108-26-3	1.39	10.39±0.56^b	6.53±0.16^d	12.88±0.41^a	7.96±0.30^c
36	（反，反）3,5-辛二烯-2-酮	30086-02-3	1.39	8.33±0.47^b	7.88±6.17^b	15.65±0.39^a	6.97±0.11^b
37	2-正戊基呋喃	3777-69-3	1.32	48.23±4.07^a	18.25±0.98^c	19.80±0.45^c	39.45±0.36^b
38	顺-3-己烯基丁酯	16491-36-4	1.30	12.52±0.77^b	14.62±0.25^a	7.60±0.01^c	4.94±0.09^d
39	顺式-3-己烯醇2-甲基丁酸酯	53398-85-9	1.28	40.21±2.32^a	25.57±0.41^b	15.07±0.51^d	18.34±0.03^c
40	苯甲酸己酯	6789-88-4	1.27	88.32±2.25^a	9.83±0.41^b	7.79±0.10^b	9.22±0.36^b
41	香叶基丙酮	3796-70-1	1.19	91.59±2.17^a	31.33±0.68^d	39.78±0.72^b	33.88±0.81^c
42	顺式茉莉酮	488-10-8	1.16	12.65±0.69^a	8.30±0.16^b	13.33±0.30^a	7.01±0.25^c
43	三丁酸甘油酯	60-01-05	1.14	22.35±1.02^c	27.67±3.75^b	25.24±3.12b^c	39.68±0.36^a
44	丙位己内酯	695-06-7	1.14	68.47±2.58^a	17.70±0.32^d	26.55±0.65^b	21.49±0.06^c
45	6-甲基-5-庚烯-2-酮	110-93-0	1.13	105.99±6.71^a	41.76±1.18^b	44.38±1.49^b	43.78±0.85^b
46	2-氯-3-甲基丁烷	631-65-2	1.09	5.83±0.32^a	5.31±0.11^b	−	−
47	乙酸苯乙酯	103-45-7	1.09	53.35±2.55^a	−	6.29±0.20^b	1.04±1.04^c
48	4-己烯酸	35194-36-6	1.06	−	2.25±2.25^b	6.57±0.45^a	−
49	异丁香酚	97-54-1	1.04	24.47±0.30^a	2.19±0.05^c	9.13±0.06^b	−
50	棕榈酸甲酯	112-39-0	1.04	65.29±0.31^a	11.86±0.13^c	12.52±0.09^c	15.75±2.16^b
51	2-庚酮	110-43-0	1.03	29.58±2.63^a	12.24±0.36^c	12.07±0.29^c	24.41±0.70^b
52	1-甲基-2-哌啶甲醇	20845-34-5	1.03	−	4.07±0.05^a	−	4.26±0.13^a
53	异戊酸己酯	10032-15-2	1.03	23.54±1.32^a	12.91±0.11^c	7.96±0.25^d	16.43±0.00^b
54	反式-紫罗兰酮	79-77-6	1.01	54.27±1.50^a	19.55±0.48^c	15.54±0.33^d	25.17±0.59^b
55	苯乙醛	122-78-1	1.01	40.67±2.74^a	4.75±0.24^c	11.82±0.36^b	5.33±5.00^c
注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05），-表示未检出。

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由表2可知， 4种武夷岩茶的挥发性成分含量和比例差异较大，样品DHP、MRG、HRG、MSX中VIP>1的挥发性物质含量在100 μg/kg以上的分别有12、4、3、4种。其中，MRG和HRG样品均以己酸叶醇酯（果香、清香）的含量最高（316.06~419.12 μg/kg）；DHP样品含量最高的是吲哚（烘烤香、樟脑香，1092.88 μg/kg），但在MRG和HRG样品未检出；MSX样品含量最高的是反式-橙花叔醇（清香、果香，338.29 μg/kg）。己酸叶醇酯（果香、清香）、α-法呢烯（花香）在4个样品中均有较高含量；具有果香的反式-橙花叔醇在MRG、HRG、MSX中含量较高。这与王梦琪等^[19]研究认为α-法呢烯、吲哚等是普遍存在于乌龙茶中的关键呈香物质略有差异，说明不同品种间的挥发性物质差异较大。

2.4 4种武夷岩茶特征性呈香物质分析

OAV是挥发性化合物质量浓度与其气味阈值的比值，用于评估挥发性化合物对茶叶样品香气的贡献。一般认为，OAV $\ge$ 1的挥发性化合物对整体香气的贡献较大，OAV>10的挥发性化合物则被确定为重要香气成分^[20-21]。对已知挥发性物质OAV值进行计算，筛选出29种OAV>1的挥发性物质（表3），其中DHP、MRG、HRG、MSX样品分别筛选27、16、22、21种。进一步筛选OAV>10的挥发性化合物，反式-紫罗兰酮、反,顺-2,6-壬二烯醛、α-紫罗兰酮、（反,反）3,5-辛二烯-2-酮在四个样品中OAV值均大于10；反式-橙花叔醇在样品MRG、HRG、MSX中的OVA值均大于10；己酸戊酯在样品DHP和MSX中的OVA值均大于10；乙酸苯乙酯在样品DHP和HRG中的OVA值均大于10，除此之外，DHP样品中OAV>10的挥发性物质有正辛醛、雪松醇、吲哚、1-辛烯-3-醇；MSX样品中正戊酸、芳樟醇的OAV值在10以上，可见这些挥发性物质为各样品特征香气的重要成分。这与前人^[11,22-24]的研究认为反-橙花叔醇、紫罗酮类物质、芳樟醇等是武夷水仙的主要香气成分，反-橙花叔醇等是武夷肉桂的主要香气成分的结果相似。

表 3 4种武夷岩茶OAV>1的挥发性物质

Table 3. Volatile substances with OAV>1 in four kinds of Wuyi rock teas

编号	挥发性物质名称	阈值（μg/kg） ^[25-33]	OAV值				香型
编号	挥发性物质名称	阈值（μg/kg） ^[25-33]	DHP	MRG	HRG	MSX	香型
1	2-甲基吡嗪	1.8	7.50	1.91	2.79	1.89	坚果等烘烤食品味
2	α-紫罗兰酮	0.4	44.83	21.92	11.58	28.37	木香、紫罗兰香气
3	β-环柠檬醛	3	2.34	1.40	1.13	1.92	青草香
4	1-辛烯-3-醇	1	10.04	2.59	3.04	6.32	蘑菇香、柑橘味
5	2,5-二甲基吡嗪	20	2.83	1.06	1.22	1.31	−
6	正庚醇	3	1.13	<1	<1	<1	草香
7	正己醛	7	4.39	<1	1.23	1.67	木香、清香、水果香
8	月桂烯	1.2	<1	4.59	4.14	2.41	花香、果香
9	正辛醛	0.1	18.02	<1	1.70	5.07	油脂、柑橘味
10	雪松醇	0.5	15.06	<1	1.38	<1	杉木花香
11	顺式-3-己烯醇苯甲酸酯	106	1.43	<1	<1	<1	花香
12	反，顺-2,6-壬二烯醛	0.02	130.22	60.52	77.86	66.89	−
13	己酸戊酯	0.05	13.12	7.62	5.34	10.18	−
14	α-法呢烯	87	1.78	4.38	3.58	1.39	花香
15	吲哚	100	10.93	<1	<1	1.07	烧焦、樟脑
16	正戊酸	0.36	<1	<1	<1	243.65	发酵味的酸气
17	苯乙腈	60	4.35	<1	1.48	<1	辛辣
18	反式-橙花叔醇	10	3.20	22.93	25.68	33.83	清香、果香
19	香叶醇	7.5	4.07	6.91	4.37	3.44	玫瑰花香、甜果香
20	己酸己酯	40	6.25	2.18	1.71	1.00	青刀豆香气及果香
21	芳樟醇	6	4.69	7.21	5.72	10.80	花香、果香
22	（反，反）3,5-辛二烯-2-酮	0.15	55.52	52.51	104.31	46.48	−
23	2-正戊基呋喃	6	8.04	3.04	3.30	6.57	果香
24	香叶基丙酮	60	1.53	<1	<1	<1	花香香气，略带甜蜜玫瑰香韵
25	6-甲基-5-庚烯-2-酮	50	2.12	<1	<1	<1	甜香、果香
26	乙酸苯乙酯	0.25	213.42	<1	25.17	4.17	花香、蜜甜香
27	异丁香酚	10	2.45	<1	<1	<1	甜香
28	反式-紫罗兰酮	0.007	7753.31	2792.23	2219.54	3595.14	花香
29	苯乙醛	6.3	6.46	<1	1.88	<1	花香、清香

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结合表2、表3，进一步筛选出VIP>1且OAV>1的挥发性物质共17种，被认为是4个样品的特征挥发性物质，包括顺式-3-己烯醇苯甲酸酯、α-法呢烯、吲哚、正戊酸、苯乙腈、反式-橙花叔醇、香叶醇、己酸己酯、芳樟醇、（反,反）3,5-辛二烯-2-酮、2-正戊基呋喃、香叶基丙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸苯乙酯、异丁香酚、反式-紫罗兰酮、苯乙醛。

基于热图可视化层次聚类分析17种特征挥发性物质（图4），结果表明，共有11种挥发性物质被确定为DHP样品中的特征挥发性成分，以花香成分占主导，甜香、果香为辅，包括2-正戊基呋喃（果香）、吲哚（烘烤香、樟脑）、反式-紫罗兰酮（花香）、乙酸苯乙酯（花香、蜜甜香）、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯（花香）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（甜香、果香）、香叶基丙酮（花香香气，略带甜蜜玫瑰香韵味）、苯乙醛（花香、清香）、己酸己酯（青刀豆香气及果香）、苯乙腈（辛辣）、异丁香酚（甜香）；α-法呢烯（花香）、香叶醇（玫瑰花香、甜果香）被确定为MRG样品的特征性物质，以花香、果香为主；α-法呢烯（花香）、（反,反）3,5-辛二烯-2-酮（甜香）被确定为HRG样品的特征性物质，以花香、甜香为主；芳樟醇（花香、果香）、正戊酸（发酵味的酸气）被确定为MSX样品的特征性物质，以花香、果香为主。以上结果与审评结果相一致，香气特征可能与各样品的特征性挥发成分密切相关，有研究表明不同茶树品种的香型特征不同^[34]。这可能是由于不同品种的武夷岩茶香气物质含量和比例存在差异，是不同品种武夷岩茶特征香气的物质基础。

图 4 4种武夷岩茶特征挥发性物质热图

Figure 4. Heat map of characteristic volatile substances of four kinds of Wuyi rock teas

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3. 结论

GC-MS结合PCA、OAV分析4种武夷岩茶的挥发性物质，共检测出已知挥发性物质303种，包括酯类、吡咯类、醇类、碳氢化合物类、酮类、烷类、醛类等，其中酯类、醇类挥发性物质含量较高。主成分分析（PCA）筛选出55种VIP>1的挥发性物质，结合OAV分析筛选出17种特征挥发性物质（OAV>1），其中2-正戊基呋喃、吲哚、反式-紫罗兰酮、乙酸苯乙酯、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、香叶基丙酮、苯乙醛、己酸己酯、苯乙腈、异丁香酚是DHP样品香气特征的重要成分；α-法呢烯、香叶醇是形成MRG样品香气特征的重要成分；α-法呢烯、（反，反）3,5-辛二烯-2-酮是形成HRG样品香气特征的重要成分；芳樟醇、正戊酸是形成MSX样品香气特征的重要成分。研究结果对不同品种武夷岩茶的特征性风味解析及品质调控具有一定的理论和实践指导意义。今后可在此基础上联合广泛靶向代谢组学技术对挥发性代谢物的合成深入研究，以揭示不同品种香气品质的形成机制。

图 1 4种武夷岩茶挥发性物质分类

注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05）。

Figure 1. Effect of classification of volatile substances of four kinds of Wuyi rock teas

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图 2 4种武夷岩茶挥发性物质的比例

Figure 2. Proportion of volatile substances of four kinds of Wuyi rock teas

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图 3 4种武夷岩茶挥发性物质OPLS-DA得分图

Figure 3. OPLS-DA scores of four kinds of Wuyi rock teas volatile substances

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图 4 4种武夷岩茶特征挥发性物质热图

Figure 4. Heat map of characteristic volatile substances of four kinds of Wuyi rock teas

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表 1 4种武夷岩茶香气感官品质

Table 1 Sensory quality of aroma on four kinds of Wuyi rock teas

样品	评语	评分（分）
DHP	花香馥郁、香气幽远	96
MRG	花果香显、浓郁持久	94
HRG	花香较显、清高悠长	91
MSX	品种香显、浓郁清长	92

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表 2 4种武夷岩茶VIP>1的挥发性物质（μg/kg）

Table 2 Volatile substances with VIP>1 in four kinds of Wuyi rock teas (μg/kg)

编号	挥发性物质名称	CAS	VIP值	DHP	MRG	HRG	MSX
1	α-法呢烯	502-61-4	4.89	155.21±23.16^c	380.73±11.58^a	311.70±6.22^b	121.18±1.72^d
2	己酸叶醇酯	31501-11-8	4.84	722.45±30.52^a	419.12±9.58^b	316.06±8.68^c	111.78±1.34^d
3	吲哚	120-72-9	4.76	1092.88±36.30^a	−	−	107.15±0.59^b
4	苯乙醇	60-12-8	3.89	804.53±26.98^a	65.74±0.25^b	88.47±1.88^b	31.49±0.72^c
5	二氢芳樟醇	29957-43-5	3.65	15.82±0.96^d	133.12±1.17^a	64.54±2.25^c	72.82±0.23^b
6	茉莉内酯	25524-95-2	3.21	15.15±13.28^c	78.11±56.35^ab	24.98±0.38^bc	89.36±2.77^a
7	正戊酸	109-52-4	2.95	−	−	−	87.71±3.33^a
8	苯乙腈	140-29-4	2.57	260.79±11.90^a	50.29±0.28^c	88.55±2.41^b	25.13±0.46^d
9	2,3-二氢-3,5二羟基-6-甲基-4（H）-吡喃-4-酮	28564-83-2	2.54	31.12±0.26^a	25.19±3.83^b	−	17.51±1.16^c
10	2,2-二甲基丙酸-2-苯基乙酯	67662-96-8	2.53	−	26.44±0.26^b	50.65±1.40^a	8.13±0.05^c
11	2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢吡喃-3-醇	14049-11-7	2.40	11.86±0.62^d	85.33±0.43^a	64.58±1.58^b	20.67±0.24^c
12	反式-橙花叔醇	40716-66-3	2.33	32.05±0.84^b	229.28±207.20^ab	256.84±231.89^ab	338.29±5.15^a
13	2,5-二甲基-壬烷	17302-27-1	2.28	15.70±0.88^c	16.95±0.47^b	−	20.90±0.62^a
14	Β-硝基苯乙烷	6125-24-2	2.25	244.66±10.02^a	13.42±13.42^b	−	−
15	顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇	5989-33-3	2.18	12.74±0.53^d	73.56±0.85^a	62.05±2.13^b	17.91±0.12^c
16	香叶醇	106-24-1	2.17	30.50±1.30^c	51.86±1.36^a	32.78±0.55^b	25.80±0.09^d
17	己酸己酯	6378-65-0	2.16	250.12±10.30^a	87.01±1.24^b	68.27±1.77^c	40.15±0.26^d
18	5-甲基-1,2,5,6-四氢吡啶-2-酮	uk	1.96	11.76±4.40^a	15.47±0.06^a	−	−
19	金合欢烯	18794-84-8	1.94	29.58±1.58^c	43.41±0.82^b	47.52±0.94^a	11.98±0.06^d
20	二氢猕猴桃内酯	17092-92-1	1.87	89.01±1.32^a	60.43±1.15^c	45.59±0.46^d	73.98±7.24^b
21	N-乙基琥珀酰亚胺	2314-78-5	1.83	48.09±1.72^a	34.21±0.36^c	20.38±0.11^d	40.41±0.79^b
22	6-氮杂双环[3.2.1]辛烷	279-85-6	1.79	2.98±2.98^b	11.50±0.22^a	−	12.51±0.17^a
23	2-甲基十七烷	1560-89-0	1.77	160.39±4.64^a	3.39±0.09^b	5.64±0.11^b	4.60±0.05^b
24	芳樟醇	78-70-6	1.77	28.14±1.60^d	43.29±0.71^b	34.29±1.03^c	64.82±0.58^a
25	吲嗪	274-40-8	1.75	−	31.82±0.99^a	32.11±0.96^a	−
26	己酸反-2-己烯酯	53398-86-0	1.74	149.59±6.02^a	62.43±0.95^b	54.58±1.18^c	24.05±0.14^d
27	顺式-3-己烯醇苯甲酸酯	25152-85-6	1.68	151.81±1.12^a	18.41±0.52^b	13.67±0.13^c	9.60±0.38^d
28	（3E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯	19945-61-0	1.67	6.50±6.50^c	32.04±0.60^a	21.62±0.52^b	3.42±0.07^c
29	1-十六烯	629-73-2	1.58	21.94±1.36^b	23.00±18.60^b	34.19±1.14^b	52.95±0.18^a
30	顺-3-己烯酸顺-3-己烯酯	61444-38-0	1.52	28.06±1.19^a	28.37±0.78^a	23.33±0.44^b	2.82±0.12^c
31	丁酸苯乙酯	103-52-6	1.47	112.45±3.88^a	8.34±0.14^c	13.81±0.34^b	4.05±0.11^d
32	2-乙酰基吡咯	1072-83-9	1.44	−	19.46±0.17^b	30.45±0.69^a	16.65±0.36^c
33	（顺,反）-α-法呢烯	28973-98-0	1.41	18.15±1.01^a	10.88±0.24^b	−	−
34	新植二烯	504-96-1	1.41	7.61±0.18^c	15.22±0.56^a	7.68±0.02^c	11.16±0.36^b
35	2,6,8-三甲基癸烷	62108-26-3	1.39	10.39±0.56^b	6.53±0.16^d	12.88±0.41^a	7.96±0.30^c
36	（反，反）3,5-辛二烯-2-酮	30086-02-3	1.39	8.33±0.47^b	7.88±6.17^b	15.65±0.39^a	6.97±0.11^b
37	2-正戊基呋喃	3777-69-3	1.32	48.23±4.07^a	18.25±0.98^c	19.80±0.45^c	39.45±0.36^b
38	顺-3-己烯基丁酯	16491-36-4	1.30	12.52±0.77^b	14.62±0.25^a	7.60±0.01^c	4.94±0.09^d
39	顺式-3-己烯醇2-甲基丁酸酯	53398-85-9	1.28	40.21±2.32^a	25.57±0.41^b	15.07±0.51^d	18.34±0.03^c
40	苯甲酸己酯	6789-88-4	1.27	88.32±2.25^a	9.83±0.41^b	7.79±0.10^b	9.22±0.36^b
41	香叶基丙酮	3796-70-1	1.19	91.59±2.17^a	31.33±0.68^d	39.78±0.72^b	33.88±0.81^c
42	顺式茉莉酮	488-10-8	1.16	12.65±0.69^a	8.30±0.16^b	13.33±0.30^a	7.01±0.25^c
43	三丁酸甘油酯	60-01-05	1.14	22.35±1.02^c	27.67±3.75^b	25.24±3.12b^c	39.68±0.36^a
44	丙位己内酯	695-06-7	1.14	68.47±2.58^a	17.70±0.32^d	26.55±0.65^b	21.49±0.06^c
45	6-甲基-5-庚烯-2-酮	110-93-0	1.13	105.99±6.71^a	41.76±1.18^b	44.38±1.49^b	43.78±0.85^b
46	2-氯-3-甲基丁烷	631-65-2	1.09	5.83±0.32^a	5.31±0.11^b	−	−
47	乙酸苯乙酯	103-45-7	1.09	53.35±2.55^a	−	6.29±0.20^b	1.04±1.04^c
48	4-己烯酸	35194-36-6	1.06	−	2.25±2.25^b	6.57±0.45^a	−
49	异丁香酚	97-54-1	1.04	24.47±0.30^a	2.19±0.05^c	9.13±0.06^b	−
50	棕榈酸甲酯	112-39-0	1.04	65.29±0.31^a	11.86±0.13^c	12.52±0.09^c	15.75±2.16^b
51	2-庚酮	110-43-0	1.03	29.58±2.63^a	12.24±0.36^c	12.07±0.29^c	24.41±0.70^b
52	1-甲基-2-哌啶甲醇	20845-34-5	1.03	−	4.07±0.05^a	−	4.26±0.13^a
53	异戊酸己酯	10032-15-2	1.03	23.54±1.32^a	12.91±0.11^c	7.96±0.25^d	16.43±0.00^b
54	反式-紫罗兰酮	79-77-6	1.01	54.27±1.50^a	19.55±0.48^c	15.54±0.33^d	25.17±0.59^b
55	苯乙醛	122-78-1	1.01	40.67±2.74^a	4.75±0.24^c	11.82±0.36^b	5.33±5.00^c
注：同行不同字母表示差异显著（P<0.05），-表示未检出。

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表 3 4种武夷岩茶OAV>1的挥发性物质

Table 3 Volatile substances with OAV>1 in four kinds of Wuyi rock teas

编号	挥发性物质名称	阈值（μg/kg） ^[25-33]	OAV值				香型
编号	挥发性物质名称	阈值（μg/kg） ^[25-33]	DHP	MRG	HRG	MSX	香型
1	2-甲基吡嗪	1.8	7.50	1.91	2.79	1.89	坚果等烘烤食品味
2	α-紫罗兰酮	0.4	44.83	21.92	11.58	28.37	木香、紫罗兰香气
3	β-环柠檬醛	3	2.34	1.40	1.13	1.92	青草香
4	1-辛烯-3-醇	1	10.04	2.59	3.04	6.32	蘑菇香、柑橘味
5	2,5-二甲基吡嗪	20	2.83	1.06	1.22	1.31	−
6	正庚醇	3	1.13	<1	<1	<1	草香
7	正己醛	7	4.39	<1	1.23	1.67	木香、清香、水果香
8	月桂烯	1.2	<1	4.59	4.14	2.41	花香、果香
9	正辛醛	0.1	18.02	<1	1.70	5.07	油脂、柑橘味
10	雪松醇	0.5	15.06	<1	1.38	<1	杉木花香
11	顺式-3-己烯醇苯甲酸酯	106	1.43	<1	<1	<1	花香
12	反，顺-2,6-壬二烯醛	0.02	130.22	60.52	77.86	66.89	−
13	己酸戊酯	0.05	13.12	7.62	5.34	10.18	−
14	α-法呢烯	87	1.78	4.38	3.58	1.39	花香
15	吲哚	100	10.93	<1	<1	1.07	烧焦、樟脑
16	正戊酸	0.36	<1	<1	<1	243.65	发酵味的酸气
17	苯乙腈	60	4.35	<1	1.48	<1	辛辣
18	反式-橙花叔醇	10	3.20	22.93	25.68	33.83	清香、果香
19	香叶醇	7.5	4.07	6.91	4.37	3.44	玫瑰花香、甜果香
20	己酸己酯	40	6.25	2.18	1.71	1.00	青刀豆香气及果香
21	芳樟醇	6	4.69	7.21	5.72	10.80	花香、果香
22	（反，反）3,5-辛二烯-2-酮	0.15	55.52	52.51	104.31	46.48	−
23	2-正戊基呋喃	6	8.04	3.04	3.30	6.57	果香
24	香叶基丙酮	60	1.53	<1	<1	<1	花香香气，略带甜蜜玫瑰香韵
25	6-甲基-5-庚烯-2-酮	50	2.12	<1	<1	<1	甜香、果香
26	乙酸苯乙酯	0.25	213.42	<1	25.17	4.17	花香、蜜甜香
27	异丁香酚	10	2.45	<1	<1	<1	甜香
28	反式-紫罗兰酮	0.007	7753.31	2792.23	2219.54	3595.14	花香
29	苯乙醛	6.3	6.46	<1	1.88	<1	花香、清香

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