Analysis of Flavor and Quality of Different Plant Wolfberry Tea Processed from Bud and Leaf
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摘要: 为探明枸杞单株芽叶的适制茶类,本研究将2种枸杞单株芽叶分别用绿茶和白茶加工工艺,制成4种枸杞芽叶茶,并采用顶空固相微萃取-气相色谱-飞行时间质谱联用技术(HS-SPME-GC-TOF-MS)、生化成分分析和感官审评法,结合主成分分析(principal component analysis,PCA)、香气活度值(odor activity value,OAV)及多元统计分析4种枸杞芽叶茶的风味特征。结果表明,M单株加工的绿茶感官品质得分最高,其次是M和A单株分别加工的白茶,而A单株加工的绿茶得分最低。M单株加工的绿茶类黄酮含量最高,A单株加工的绿茶水浸出物含量最高。4种茶中共检测出58种挥发性物质,其中香叶基丙酮、正己醇、二氢猕猴桃内酯、苯乙醇、苯甲醇、萘、α-松油醇为AB、MB呈现花香、清香的特征香气成分;1-辛烯-3-醇为AL呈现果香的特征香气成分;2,5-二甲基吡嗪、3,5-辛二烯-2-酮、β-环柠檬醛、苯甲醛、乙酸叶醇酯、乙酸己酯为ML呈现花果香、清香的特征香气成分。可见M单株适制绿茶、白茶,A单株适制白茶,A、M单株加工白茶呈花香、清香的风味特征,A单株加工绿茶呈果香的风味特征,M单株加工绿茶呈花果香、清香的风味特征。本研究明确了枸杞A、M单株适制茶类及枸杞芽叶茶的风味特征,为枸杞芽叶茶的利用提供参考。
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关键词:
- 枸杞芽叶茶 /
- 挥发性成分 /
- 生化成分 /
- 顶空固相微萃取-气相色谱-飞行时间质谱联用技术(HS-SPME-GC-TOF-MS) /
- 香气活度值(OAV)
Abstract: In order to investigate the suitable tea types of wolfberry, this study prepared 4 kinds of wolfberry tea made from two kinds of wolfberry plant respectively with green tea or white tea processing technology. Headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry (HS-SPME-GC-TOF-MS), biochemical compositional analysis and sensory evaluation combined with principal component analysis (PCA), aroma activity value (OAV) and multivariate statistical analysis were used to analyze the flavor characteristics of the four types of wolfberry tea processed from bud and leaf. The results showed that green tea processed by M plant had the highest sensory quality score, followed by white tea processed by M and A plant respectively, and green tea processed by A plant had the lowest score. The highest flavonoid contents were found in green tea processed by M, meanwhile, the highest water extracts were found in green tea processed by A. A total of 58 volatiles were detected in the four teas, among which geranylacetone, n-hexanol, dihydrokiwi lactone, phenylethanol, benzyl alcohol, naphthalene, and α-pinitol were the characteristic aroma components of AB and MB presenting sweet floral and light aroma. 1-octen-3-ol was the characteristic aroma component of AL presenting fruity aroma, and 2,5-dimethylpyrazine, 3,5-octadien-2-one, β-cyclic citral, benzaldehyde, foliate acetate and hexyl acetate were the characteristic aroma components of ML presenting floral, fruity and light aroma. It could be seen that M plant was suitable for green tea and white tea, A plant was suitable for white tea, A and M processed white tea were floral, light flavor characteristics, A plant processed green tea was fruity flavor characteristics, M plant processed green tea was floral, fruity, light flavor characteristics. This study clarified the suitable tea types of wolfberry A and M plant and the flavor characteristics of wolfberry buds and leaves tea, and provided reference for the excavation and utilization of wolfberry buds and leaves tea. -
宁夏枸杞(Lycium barbarum L)为多年生落叶灌木,是我国一味补益类名贵中药,具有润肺止咳、滋补肝肾、延缓衰老等功效[1],同时是宁夏最具地方特色的主导产业和走向世界的“红色名片”。截至2022年底,宁夏枸杞种植保有面积38万亩,其每年的枸杞芽叶产量巨大,具有丰富的枸杞及枸杞芽叶资源[2]。枸杞除了果以外,其芽叶也被称为“长寿茶”,与枸杞果实中含有的营养成分相似,同样具有重要的药用价值。近年来不少学者对枸杞芽叶的药用价值、生化成分及抗氧化活性等方面有所研究,魏智清等[3]研究枸杞芽、叶茶水煎剂对糖尿病小鼠的降血糖作用,发现一定剂量的宁夏枸杞芽、叶茶水煎剂对四氧嘧啶糖尿病小鼠具有明显的降血糖作用。Xie等[4]研究表明枸杞多糖可以起到增强肾组织细胞自噬,减少肾组织凋亡,延缓铅致肾损伤的作用。廖家乐等[5]对枸杞叶黄酮研究发现,枸杞叶黄酮通过改变胰脂肪酶结构和微环境,进而对胰脂肪酶的活性起到抑制作用。周志阳等[6]研究发现,枸杞芽茶与叶茶提取物对DPPH自由基、ABTS+自由基以及超氧阴离子自由基均具有良好的清除能力,且枸杞芽茶比叶茶具有更好的抗氧化活性。宁夏枸杞芽叶资源丰富且枸杞芽叶茶具有多种保健功效,使得宁夏枸杞芽叶茶具有广阔的市场发展前景。但是除保健功效外,枸杞芽叶茶的风味品质也同样是影响市场发展的重要因素。而滋味和香气是决定茶叶品质优劣的关键因素,其中植物总酚、类黄酮及水浸出物、挥发性物质含量高低对茶叶滋味品质具有重要影响。目前关于枸杞芽叶加工成不同茶类的风味品质研究相对较少。本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-飞行时间质谱联用技术(HS-SPME-GC-TOF-MS)技术及生化成分分析,对2种枸杞单株芽叶用绿茶、白茶加工工艺制成的4种枸杞芽叶茶进行生化成分和挥发性成分分析,旨在明确2种枸杞单株适制茶类及枸杞芽叶茶的风味特征,为更好地开发利用枸杞芽叶茶提供参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
枸杞芽叶 于2022年7月在宁夏农林科学院枸杞科学研究所品种基地,采摘宁夏枸杞单株A和M的芽叶(长度4 cm),如图1所示,A单株梗较细,节间长,叶片细长;M单株节间短,梗粗,叶簇生状;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;乙醇试剂 分析纯,西陇科学股份有限公司;植物类黄酮试剂盒 苏州科铭生物技术有限公司;正构烷烃(C8~C20)、芳樟醇、苯甲醇、苄醇、β-苯乙醇、2-甲基丁酸己酯、己酸己酯、苯乙腈、萘、5-羟甲基糠醛、吲哚、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-乙酰吡咯、2,5-二甲基吡嗪、香叶醇、(Z)-己酸-3-己烯酯、罗勒烯 标准品,美国Sigma-Aldrich公司;2-甲基丁酸己酯、2-甲基-3-戊酮、己酸反2-己烯酯、异丙叉丙酮、3-己烯-2-酮、苯乙醛、双戊烯、柠檬烯、柠檬油精、正己醛、辛醛 标准品,罗恩生物科技有限公司;2-乙酰吡咯、丁酸苯乙酯、2-乙酰-5-甲基呋喃、己酸-2-苯乙酯、2,6-二甲基-3,7-辛二烯、(E)-2-辛烯醛、1,1,3-三甲基环己烯酮,异佛乐酮、1-庚醇 上海源叶生物技术有限公司;2-壬酮 标准品,上海实验科技股份有限公司;橙花叔醇 标准品,西力生物有限公司;己酸己酯、β-蒎烯、松萜、己酸乙酯 标准品,上海甄准生物科技有限公司;以上所有标准品纯度均不低于95%。
Pegasus HT飞行时间质谱仪 美国LECO公司;PDMS/DVB萃取针 美国Supelco公司;7890B气相色谱仪 美国安捷伦科技公司;722S可见分光光度仪 上海棱光技术有限公司;GL-20G-Ⅱ高速冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵 郑州长城科工贸有限公司;GZY-P1O-W超纯水机 湖南科尔顿水务有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 鲜叶加工
单株A和M的芽叶采用绿茶工艺(摊放环境温度25±2 ℃,湿度65%±2%,摊放8 h,杀青锅锅温220 ℃,杀青时间3~5 min,100 ℃干燥80 min)、白茶工艺(萎凋环境温度25±2 ℃,湿度65%±2%,萎凋48 h,80 ℃干燥80 min)进行加工。由A单株按白茶工艺制成的茶样记为AB,按绿茶工艺制成的茶样记为AL;由M单株按白茶工艺制成的茶样记为MB,按绿茶工艺制成的茶样记为ML。样品加工流程见图2。
1.2.2 感官审评方法
感官审评参照GB/T 23776-2018《茶叶感官审评方法》中绿茶、白茶审评法及评分标准对枸杞芽叶茶的外形、汤色、香气、滋味及叶底五因子进行感官审评(百分制),审评人员由3位专业评茶师组成。
1.2.3 生化成分检测方法
1.2.3.1 水浸出物测定
参照GB/T 8305-2013《茶 水浸出物》[7]中水浸出物测定方法,用磨碎机将茶样磨成粉,称取2 g茶粉于500 mL锥形瓶中,加沸蒸馏水300 mL,在沸水浴中浸提,浸提完毕后过滤并移入烘皿内,然后移入恒温干燥箱内烘至足干。每个样品均重复3次。
1.2.3.2 类黄酮测定
按照植物类黄酮试剂盒的测定方法,将枸杞芽叶茶样品研磨并过40目筛,称取0.02 g茶粉,加入2 mL提取液,以10000×g在25 ℃下离心10 min,取上清液,用分光光度仪在510 nm波长下测定吸光值,并按照试剂盒的计算公式计算类黄酮含量。每个样品均重复3次。
1.2.4 挥发性成分测定方法
1.2.4.1 茶样前处理
参考李炫烨等[8]、魏子淳等[9]的方法测定挥发性成分,将AL、AB、ML、MB枸杞芽茶样品研磨并过60目筛,称取2 g茶粉于20 mL顶空瓶中,并加入1 μL癸酸乙酯(C12H24O2)内标物(108.12 μg/kg溶液),每个样品称取等量茶粉置于顶空瓶中,制成质量控制样品(QC),在检测时每隔5个样品加入1个QC样品,以检测仪器的稳定性。每个样品均重复3次。
1.2.4.2 检测条件
HS-SPME条件:萃取针为PDMS/DVB;孵化温度80 ℃,孵化时间30 min;萃取时间30 min;解吸附时间设定至5 min。
GC条件:色谱柱:Rxi-5silMS(30 m×0.25 mm,0.25 μm);进样口温度和传输线温度分别设定至250 ℃、275 ℃;不分流进样模式下,载气(氦气)流速为1.5 mL/min;以程序升温50 ℃保持5 min;再以3 ℃/min升至210 ℃,保持3 min;最后以15 ℃升至230 ℃,保持5 min。
MS条件:EI电离能量为70 eV;采集速度10谱图/s;质量范围30~500 u;离子源温度和质谱检测器电压分别设定为250 ℃、1570 V;质谱数据采集时间200 s。
1.2.4.3 保留指数(RI)及OAV值计算
利用质谱数据库(NIST 11)对GC-MS数据结果进行筛选,筛选出相似度大于700的挥发性成分,结合特征离子碎片进行对比及利用相同GC-MS条件下C8~C22的保留时间(RT),用于计算保留指数(RI),再将RI与NIST报道的相同色谱柱上保留指数(RI0)进行比对[10]。RI具体计算如(式1)[11];利用内标物质峰面积计算挥发物质成分含量(式2);挥发性物质的OAV值为香气成分质量浓度与其香气阈值的比值[12−13](式3)。
(1) 式中:RIx表示待测成分的RI;RTx表示待测成分的RT;RTn表示正构烷烃Cn的RT;RTn+1表示正构烷烃Cn+1的RT。
(2) (3) 1.3 数据处理
采用Microsoft Office、OriginPro 2021和TBtools制作图表;采用IBM SPSS Statistics 27统计软件对数据进行显著性分析;采用SIMCA-P 14.1软件进行主成分分析。
2. 结果与分析
2.1 枸杞芽叶茶感官品质分析
枸杞芽叶茶AL、AB、ML、MB感官品质分析如表1所示,感官品质综合得分为ML(87.15)>MB(85.75)>AB(85.70)>AL(84.85)。ML香气呈现花果香,略带清香,滋味醇和清甜;AL香气呈现果香,略带闷味,滋味浓较甜醇;MB香气呈现花果香、奶香,略带清香,滋味醇和略淡;AB香气呈现清香和花香,滋味醇和。A、M单株加工白茶(AB、MB)香气风格差异不明显,均呈现花香、清香;A、M单株加工绿茶(AL、ML)香气风格差异明显。结合感官品质综合得分可知,M单株加工的绿茶和白茶(ML、MB)品质均优于A单株(AL、AB);M单株制成的绿茶(ML)优于白茶(MB),A单株制成的白茶(AB)优于绿茶(AL)。可见,M单株适制绿茶、白茶,A单株更适合加工白茶。
表 1 枸杞芽叶茶感官审评结果Table 1. Results of sensory evaluation of wolfberry tea processed from bud and leaf样品
名称外形(25%) 汤色(10%) 香气(25%) 滋味(30%) 叶底(10%) 综合
得分评语 评分 评语 评分 评语 评分 评语 评分 评语 评分 ML 尚卷曲,梗略粗,带黄绿 85±0.62 绿亮 90±0.41 花果香,
略带清香88±0.82 醇和清甜 89±0.94 暗绿 82±1.25 87.15 AL 卷曲细紧,梗稍多,绿带褐 86±0.24 绿黄偏暗 86±0.47 果香,
略带闷味81±1.47 浓,较甜醇 87±0.41 绿 84±0.62 84.85 MB 自然稍平展,灰绿带褐,梗稍粗 84±0.82 浅橙黄 88±0.85 花果香,奶香,略带清香 89±1.08 醇和略淡 85±1.03 暗褐绿 82±0.62 85.75 AB 自然带卷边,梗细,黄绿 85±0.94 橙黄 86±0.82 清香,花香 87±0.85 醇和 86±0.47 暗绿带褐 83±0.24 85.70 2.2 主要生化成分分析
2.2.1 水浸出物含量
4种枸杞芽叶茶样品中水浸出物含量分析结果如图3A所示,AB、AL、MB、ML样品中水浸出物含量分别为46.44%、47.92%、45.21%、45.29%;AL的水浸出物含量显著高于AB、MB和ML(P<0.05);AB的水浸出物含量显著高于MB、ML(P<0.05);MB和ML之间差异不显著(P>0.05)。4种枸杞芽茶中水浸出物含量均高于黑果枸杞芽茶(36.4%)[14]。水浸出物含量高低与茶汤的厚薄、滋味的浓强程度密切相关,在一定程度上反映茶叶品质的优劣[15]。这与AL具有浓较甜醇滋味的感官品质结果一致。
2.2.2 类黄酮含量
由图3B可知,AB、AL、MB、ML枸杞芽叶茶样品中类黄酮含量分别为6.18、10.95、5.31、17.41 mg/g;ML的类黄酮含量显著高于AL、AB和MB(P<0.05);AL的类黄酮含量显著高于AB和MB(P<0.05);AB和MB之间差异不显著(P>0.05)。
可见,ML类黄酮含量最高,AL水浸出物和类黄酮含量较高,MB水浸出物和类黄酮含量均较低,与感官品质分析中ML滋味醇和清甜,AL滋味浓较甜醇,AB滋味醇和及MB滋味醇和略淡的结果一致。
2.3 枸杞芽叶茶挥发性成分分析
4种枸杞芽叶茶共检测到58种挥发性成分,包括14种醇类,7种酮类,12种酯类,5种碳氢化合物,12种吡咯类,5种醛类,1种杂氧化合物,2种酚类(表2);其中有55种挥发性成分为4种枸杞芽叶茶所共有。AB、AL、MB、ML挥发性物质总量分别为1030.76、411.87、1043.43、598.48 μg/kg。
表 2 4种枸杞芽叶茶的挥发性成分Table 2. Volatile components of 4 types of wolfberry tea processed from bud and leaf序号 类别 化合物名称 CAS号 相似度 特征离子
碎片RI0 RI 含量(μg/kg) AB AL MB ML 1 醇类 1-戊醇 71-41-0 840 31 42 55 778 779.46 1.10±0.06a 0.96±0.15ab 1.19±0.10a 0.71±0.01b 2 异戊烯醇 556-82-1 833 28 41 71 778 783.64 1.38±0.12a 0.25±0.03b 1.12±0.11a 0.22±0.01b 3 反式-3-己烯-1-醇 544-12-7 893 41 55 67 856 861.51 119.78±9.48a 19.1±3.64b 106.54±9.88a 33.73±0.71b 4 反式-2-己烯醇 928-95-0 828 57 67 82 868 869.49 6.25±0.60a 1.35±0.30c 6.03±0.61a 3.43±0.05b 5 正己醇 111-27-3 890 31 41 56 872 872.47 18.58±1.88a 2.49±0.56c 17.44±1.51a 7.74±0.27b 6 1-辛烯-3-醇 3391-86-4 899 29 43 57 979 979.38 5.49±0.58b 8.50±1.95a 6.00±0.57b 1.98±0.01c 7 6-甲基-5-庚烯-2-醇 1569-60-4 847 41 67 95 985 992.15 7.27±0.84a 0.17±0.04b 7.78±0.89a 1.42±0.02b 8 苯甲醇 100-51-6 923 51 79 108 1030 1030.69 31.21±0.84a 9.85±0.04b 29.70±0.89a 7.30±0.01b 9 芳樟醇 78-70-6 860 43 71 93 1099 1099.01 5.84±0.58b 1.90±0.40c 7.67±0.87a 1.89±0.01c 10 苯乙醇 60-12-8 942 91 65 39 1110 1105.31 117.95±12.53a 15.42±3.49b 113.51±11.20a 24.73±0.16b 11 α-松油醇 98-55-5 923 59 93 43 1197 1198.18 452.37±27.47a 120.99±22.40b 465.56±46.63a 159.32±0.07b 12 橙花醇 106-25-2 883 41 69 93 1120 1220.73 − 31.93±6.88b − 65.24±0.79a 13 反式-橙花叔醇 40716-66-3 754 41 69 93 1560 1558.36 0.35±0.02a 0.10±0.03b 0.36±0.04a 0.37±0.01a 14 紫苏醇 536-59-4 801 39 122 163 1297 1298.19 0.03±0.01c 0.53±0.10a 0.04±0.02c 0.30±0.02b 15 酮类 2-庚酮 110-43-0 840 27 43 58 889 888.49 1.96±0.13b 1.66±0.31c 2.32±0.66a 2.22±0.27a 16 6-甲基-5-庚烯-2-酮 110-93-0 846 43 55 69 982 982.80 8.77±1.45c 11.25±3.38a 9.34±1.03b 8.00±0.04c 17 2,2,6-三甲基环己酮 2408-37-9 789 41 57 71 1036 1028.94 0.51±0.09b 0.34±0.06c 0.74±0.20a 0.60±0.07b 18 3,5-辛二烯-2-酮 30086-02-3 868 43 81 95 1068 1066.26 2.39±0.25ab 1.93±0.43b 2.54±0.28ab 2.88±0.43a 19 茉莉酮 488-10-8 851 39 55 79 1392 1389.60 1.64±0.32b 0.30±0.08c 2.67±0.54a 1.70±0.04b 20 香叶基丙酮 3796-70-1 918 43 69 107 1449 1444.06 75.40±2.17a 42.22±4.08b 74.90±3.99a 70.60±1.00a 21 4-[2,2,6-三甲基-7-氧杂二环
[4.1.0]庚-1-基]-3-丁烯-2-酮23267-57-4 903 43 79 123 1473 1479.37 24.77±1.00b 16.85±2.23c 22.96±1.42b 34.26±0.34a 22 戊酸乙酯 539-82-2 767 29 57 88 900 898.97 0.26±0.02b 0.03±0.04d 0.63±0.01a 0.09±0.02c 23 酯类 2-甲基丁酸乙酯 7452-79-1 817 29 41 57 853 855.94 0.60±0.01a 0.11±0.02c 0.68±0.08a 0.21±0.03b 24 正己酸乙酯 123-66-0 856 43 60 88 997 997.51 3.84±0.43b 1.00±0.13c 7.68±0.19a 0.80±0.04c 25 乙酸叶醇酯 3681-71-8 904 43 67 82 1004 1000.88 5.60±0.47b 6.46±1.97b 5.25±0.57b 20.30±0.09a 26 乙酸己酯 142-92-7 898 27 43 56 1008 1008.64 1.27±0.07b 1.62±0.50b 1.34±0.37b 6.73±0.02a 27 乙酸反-2-己烯酯 2497-18-9 808 27 43 67 1014 1011.14 − 0.79±0.27b − 2.42±0.28a 28 水杨酸甲酯 119-36-8 801 39 92 120 1190 1187.66 2.70±0.24b 3.11±0.67a 3.45±1.02a 0.97±0.12c 29 苯乙酸乙酯 101-97-3 900 29 65 91 1230 1236.54 8.14±0.60b 0.67±0.17d 12.91±0.11a 2.55±0.10c 30 癸酸甲酯 110-42-9 766 43 55 74 1324 1319.07 1.44±0.30b 0.21±0.03d 2.35±0.42a 0.74±0.04c 31 己酸叶醇酯 31501-11-8 879 41 67 82 1379 1378.54 2.22±0.19b 1.00±0.34b 3.07±1.05a 0.43±0.03b 32 二氢猕猴桃内酯 17092-92-1 848 67 111 137 1520 1520.28 53.61±0.81a 35.83±3.92c 51.97±1.54aab 47.37±1.57b 33 顺式-3-己烯醇苯甲酸酯 25152-85-6 814 67 77 105 1571 1566.82 1.26±0.08a 0.21±0.05b 1.61±0.30a 0.17±0.02b 34 碳氢化合物 反式-4-癸烯 19398-89-1 816 41 55 69 994 994.57 0.49±0.04a 0.30±0.06b 0.49±0.05a 0.23±0.02b 35 4-羟基苯乙烯 2628-17-3 752 39 91 120 1229 1221.51 1.10±0.04c 2.06±0.51a 1.15±0.20c 1.73±0.08b 36 3-甲基十三烷 6418-41-3 879 41 57 71 1371 1370.28 13.47±0.64a 8.22±1.63d 11.65±0.95b 9.73±1.19c 37 萘 91-20-3 895 51 75 128 1177 1177.18 2.85±0.12a 1.56±0.30b 2.79±0.30a 1.14±0.12b 38 1-十六烯 629-73-2 875 43 57 71 1592 1596.78 9.20±0.32a 4.29±0.94b 8.19±0.56a 4.79±0.41b 39 吡咯类 2,5-二甲基吡嗪 123-32-0 911 42 81 108 915 912.54 6.30±0.43c 18.09±1.48b 5.70±0.50c 20.02±0.03a 40 2-乙基吡嗪 13925-00-3 867 39 80 107 914 915.56 0.70±0.06a 0.35±0.09b 0.63±0.03a 0.48±0.03b 41 2,3-二甲基吡嗪 5910-89-4 865 40 67 108 915 917.33 1.29±0.10a 0.55±0.04c 1.21±0.10a 0.75±0.01b 42 2-甲基吡嗪 109-08-0 897 40 67 94 838 837.64 1.70±0.15a 1.37±0.11b 1.46±0.13ab 1.73±0.01a 43 2-乙基-6-甲基吡嗪 13925-03-6 850 28 39 121 994 993.67 0.59±0.06b 0.50±0.05b 0.54±0.05b 0.76±0.02a 44 2,3,5-三甲基吡嗪 14667-55-1 840 42 81 122 997 997.20 6.90±0.43b 8.45±0.85b 12.99±1.20a 13.06±0.02a 45 2-乙基-5-甲基吡嗪 13360-64-0 843 39 56 121 997 998.10 1.02±0.13b 3.68±0.97a 0.93±0.09b 2.98±0.03a 46 3-乙基-2,5-甲基吡嗪 13360-65-1 847 42 56 135 1079 1072.37 0.64±0.03b 2.72±0.35a 0.62±0.05b 2.67±0.03a 47 2-乙基-3,5-二甲基吡嗪 13925-07-0 851 39 108135 1077 1078.51 0.05±0.01c 0.19±0.03b 0.07±0.03c 0.54±0.01a 48 2-甲氧基-3-异丁基吡嗪 24683-00-9 795 41 94 124 1171 1172.50 0.16±0.01a 0.16±0.03a 0.16±0.01a 0.11±0.01b 49 2-异戊基-6-甲基吡嗪 91010-41-2 778 39 66 108 1242 1244.77 0.09±0.01c 0.57±0.05a 0.04±0.05c 0.40±0.01b 50 苯乙腈 140-29-4 879 63 90 117 1135 1130.13 5.28±0.51a 1.35±0.16c 4.43±0.48b 5.31±0.02a 51 醛类 正己醛 66-25-1 715 43 57 75 800 799.57 0.47±0.01a 0.36±0.04b 0.52±0.05a 0.35±0.04b 52 苯甲醛 100-52-7 911 51 77 105 961 958.38 4.87±0.43b 5.06±1.01b 6.16±0.59b 7.80±0.12a 53 β-环柠檬醛 432-25-7 820 39 67 81 1220 1211.08 2.25±0.25bc 2.00±0.40c 2.95±0.38ab 3.31±0.41a 54 α-亚乙基-苯乙醛 4411-89-6 861 39 91 115 1273 1263.36 1.72±0.27b 1.24±0.24c 3.56±0.31a 1.17±0.01c 55 可卡醛 21834-92-4 873 77 104 115 1482 1480.89 0.22±0.02b 2.49±0.69a 0.26±0.05b 0.66±0.05b 56 杂氧化合物 2-正戊基呋喃 3777-69-3 872 27 53 81 989 988.06 4.03±0.39b 5.95±0.53a 5.27±0.24a 5.30±0.66a 57 酚类 甲基麦芽酚 118-71-8 725 43 55 126 1110 1102.09 − − − 0.39±0.03a 58 4-乙烯基-2-甲氧基苯酚 7786-61-0 836 77 107 135 1311 1302.53 1.39±0.14b 1.20±0.22b 2.31±0.30a 1.53±0.01b 注:不同小写字母代表不同样品之间的显著性差异水平(P<0.05)。 结合4种枸杞芽叶茶挥发性物质成分分类(图4)、4种枸杞芽叶茶挥发性物质占比(图5)可知,醇类在AB、MB中含量最高,分别占比74.5%、73.1%;酮类次之(占比11.2%、11.1%);其次是酯类(占比7.9%、8.7%);上述3类物质含量分别占AB、MB挥发物总量的93.6%、92.9%,是A、M单株加工成白茶的主要挥发性物质。这与前人[16−17]的研究认为碳氢类、醇类和醛类为白茶香气的主要成分略有差异,说明用枸杞芽叶加工白茶与茶叶加工白茶之间的挥发性物质含量差异较大。MB中酯类、吡咯类、醛类、杂氧化合物和酚类含量均显著高于AB(P<0.05);AB、MB中醇类、酮类及碳氢化合物含量差异不显著(P>0.05)。在AL、ML中醇类占比分别为51.9%、51.5%,比例最高;酮类次之分别占比18.1%、20.1%;其次是酯类和吡咯类;上述4类物质含量分别占AL、ML挥发物总量的91.6%、93.6%,是A、M单株加工成绿茶的主要挥发性物质。这与李晓莺等[14]研究认为酯类和醛类是黑果枸杞芽茶中主要的香气化合物略有差异,说明不同枸杞单株间的挥发性物质差异较大。ML枸杞茶中酮类、酯类、吡咯类及酚类含量均显著高于AL(P<0.05);AL、ML中醇类、碳氢化合物、醛类及杂氧化合物含量无显著性差异(P>0.05)。醇类通常具有花果香气特征[18],这与ML具有花果香,AL具有果香,MB具有花果香,AB具有花香的感官品质结果一致。由上文可知,M单株加工绿茶、白茶(ML、MB)挥发性物质总量优于A单株。
2.4 不同枸杞芽叶茶挥发性成分差异分析
OPLS-DA可作为筛选关键标志性差异物质的有效方法之一[19−20]。为研究枸杞芽叶茶的香气特征,将4种枸杞芽叶茶的58种挥发性物质进行分析,构建OPLS-DA模型(图6A)。由图6A所示,拟合参数R2X=0.812,R2Y=0.653,Q2=0.508,R2和Q2值均大于0.5,表明拟合结果可接受[18];对4种枸杞芽叶茶样品进行内部两两判别分析,除AB、MB外,其他茶样均分布在不同区域(95%置信区间),表明其存在显著差异。经过200次置换检验,得到置换检验模型(图6B),Q2的回归线与纵轴的相交点小于0,表明模型不存在过拟合现象,模型验证有效,认为该结果可用于4种枸杞芽叶茶挥发性物质的差异分析。为明确OPLS-DA模型下区分4种枸杞芽叶茶的关键差异挥发性物质,通过拟合预测变量投影重要性(Variable importance in projection,VIP)分布图(图6C),筛选出29种VIP值高于1(P<0.05)的化合物,这些挥发性物质是区分4个茶样的关键挥发性物质(图6D),其中酮类3种、酚类1种、酯类5种、醇类10种、吡咯类6类、醛类3种、碳氢化合物1种。A、M单株加工成白茶(AB、MB)的关键挥发性物质差异不大,Ⅰ区域为AB、MB含量较突出的16种香气成分,包括1-辛烯-3-醇、2-甲氧基-3-异丁基吡嗪、苯甲醛、萘、6-甲基-5-庚烯-2-醇等。A、M单株加工成绿茶(AL、ML)的关键挥发性物质差异明显,AL含量较突出的香气成分有5种,包括1-辛烯-3-醇、2-甲氧基-3-异丁基吡嗪、可卡醛、橙花醇、2,5-二甲基吡嗪;ML含量较突出的香气物质有15种,包括苯乙腈、反式-橙花叔醇、香叶基丙酮等;其中只有橙花醇和2,5-二甲基吡嗪为AL、ML所共有的关键挥发性物质。可见,A、M单株加工的白茶(AB、MB)香气风格差异不明显,加工的绿茶(AL、ML)香气风格差异较大,这与感官品质分析结论一致。
图 6 4种枸杞芽茶的OPLS-DA图(A)、置换检验结果(B)、VIP分布图(C)、差异香气成分聚类热图(D)注:图6(C)X轴编号与表2序号对应。Figure 6. OPLS-DA (A), replacement test results (B), VIP distribution plots (C), and differential aroma component clustering heat map (D) of four wolfberry tea processed from bud and leaf2.5 不同枸杞芽叶茶关键呈香物质分析
OAV是香气成分质量浓度与其气味阈值的比值。通常认为,OAV≥1的挥发性物质对样品整体香气贡献较大,OAV>10的挥发性物质则对样品香气形成具有显著影响[21−23]。参照相关文献中香气物质阈值[15,24−29]大小计算枸杞芽叶茶中各香气成分 OAV 值,结合 VIP 值筛选出 14 种 VIP>1(P<0.05)且OAV>1的香气物质,其中醇类5种、吡咯类1种、酯类3种、酮类2种、醛类2种、碳氢化合物1种。基于热图可视化层次聚类分析这14种物质如图7所示,图中Ⅰ、Ⅱ区域包含的3,5-辛二烯-2-酮、β-环柠檬醛(果香、清香)、苯甲醇(花香、杏仁味、焦糖香)、1-辛烯-3-醇(蘑菇味、柑橘香)、香叶基丙酮(清甜香、花香)、正己醇(清香、花果香)、萘(刺激焦油味)、二氢猕猴桃内酯(甜香、奶香)、苯乙醇(甜香、花香)、α-松油醇(花香)和苯甲醛(花香、杏仁味、焦糖香)11种挥发性物质为A、M单株加工成白茶所共有的关键呈香物质,以花果香为主,清甜为辅,与AB、MB均有花香、清香的感官品质结果一致。以花香、果香为主的3,5-辛二烯-2-酮、β-环柠檬醛(果香、清香)、苯甲醇(花香、杏仁味、焦糖香)、1-辛烯-3-醇(柑橘香、蘑菇味)、香叶基丙酮(清甜香、花香)、二氢猕猴桃内酯(甜香、奶香)、萘(刺激焦油味)、α-松油醇(花香)和苯甲醛(花香、杏仁味、焦糖香)9种挥发性物质为A、M单株加工成绿茶所共有的关键呈香物质;其中AL的1-辛烯-3-醇含量显著高于其他样品(P<0.05),为AL呈现果香的特征香气成分;区域Ⅲ中的物质为ML呈现花果香、清香的特征香气成分,其含量皆显著高于其他样品(P<0.05)。可见,香叶基丙酮、正己醇、二氢猕猴桃内酯、苯乙醇、苯甲醇、萘、α-松油醇是AB、MB呈现花香、清香香气特征的物质基础;1-辛烯-3-醇是AL呈现果香香气特征的物质基础;2,5-二甲基吡嗪、3,5-辛二烯-2-酮、β-环柠檬醛、苯甲醛、乙酸叶醇酯、乙酸己酯是ML呈现花果香、清香香气特征的物质基础。A、M单株加工白茶呈花香、清香的风味特征,A单株加工绿茶呈果香的风味特征,M单株加工绿茶呈花果香、清香的风味特征。
图 7 4种枸杞芽叶茶OAV>1的香气物质含量热图注:图7是以OAV>1的香气物质所对应的实际物质含量作图,标注的数字代表样品所对应的OAV值。Figure 7. Heat map of aroma substance content of OAV>1 in four wolfberry tea processed from bud and leaf3. 结论
本研究采用顶空固相微萃取-气相色谱-飞行时间质谱联用技术(HS-SPME-GC-TOF-MS)与生化成分分析揭示了M与A两个不同单株制成白茶及绿茶的重要风味品质差异。M单株加工的绿茶(ML)香气呈花果香,略带清香,滋味醇和、清甜,类黄酮含量最高;加工的白茶(MB)香气呈花果香,奶香,略带清香,滋味醇和略淡。A单株加工的绿茶(AL)香气呈果香,略带闷味,滋味浓较甜醇,水浸出物和类黄酮含量较高;加工的白茶(AB)香气呈清香,花香,滋味醇和。ML感官品质总分最高,其次是MB和AB,AL最低。4种枸杞芽叶茶中共检测出58种挥发性物质,结合VIP值和OAV值进一步筛选出14种VIP>1且OAV>1的挥发性差异物质,其中呈花香、清香的香叶基丙酮、正己醇、二氢猕猴桃内酯、苯乙醇、苯甲醇、萘、α-松油醇是AB、MB的特征香气物质;呈果香的1-辛烯-3-醇是AL的特征性香气物质;呈花果香、清香的2,5-二甲基吡嗪、3,5-辛二烯-2-酮、β-环柠檬醛、苯甲醛、乙酸叶醇酯、乙酸己酯是ML的特征香气物质。
综上所述,M单株加工的绿茶和白茶品质均优于A单株;M单株制成的绿茶品质优于白茶,A单株制成的白茶品质优于绿茶。可见,M单株适制绿茶、白茶,A单株适制白茶,A、M单株加工白茶呈花香、清香的风味特征,A单株加工绿茶呈果香的风味特征,M单株加工绿茶呈花果香、清香的风味特征。该研究结果为枸杞芽叶茶的开发利用提供参考。
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图 6 4种枸杞芽茶的OPLS-DA图(A)、置换检验结果(B)、VIP分布图(C)、差异香气成分聚类热图(D)
注:图6(C)X轴编号与表2序号对应。
Figure 6. OPLS-DA (A), replacement test results (B), VIP distribution plots (C), and differential aroma component clustering heat map (D) of four wolfberry tea processed from bud and leaf
图 7 4种枸杞芽叶茶OAV>1的香气物质含量热图
注:图7是以OAV>1的香气物质所对应的实际物质含量作图,标注的数字代表样品所对应的OAV值。
Figure 7. Heat map of aroma substance content of OAV>1 in four wolfberry tea processed from bud and leaf
表 1 枸杞芽叶茶感官审评结果
Table 1 Results of sensory evaluation of wolfberry tea processed from bud and leaf
样品
名称外形(25%) 汤色(10%) 香气(25%) 滋味(30%) 叶底(10%) 综合
得分评语 评分 评语 评分 评语 评分 评语 评分 评语 评分 ML 尚卷曲,梗略粗,带黄绿 85±0.62 绿亮 90±0.41 花果香,
略带清香88±0.82 醇和清甜 89±0.94 暗绿 82±1.25 87.15 AL 卷曲细紧,梗稍多,绿带褐 86±0.24 绿黄偏暗 86±0.47 果香,
略带闷味81±1.47 浓,较甜醇 87±0.41 绿 84±0.62 84.85 MB 自然稍平展,灰绿带褐,梗稍粗 84±0.82 浅橙黄 88±0.85 花果香,奶香,略带清香 89±1.08 醇和略淡 85±1.03 暗褐绿 82±0.62 85.75 AB 自然带卷边,梗细,黄绿 85±0.94 橙黄 86±0.82 清香,花香 87±0.85 醇和 86±0.47 暗绿带褐 83±0.24 85.70 表 2 4种枸杞芽叶茶的挥发性成分
Table 2 Volatile components of 4 types of wolfberry tea processed from bud and leaf
序号 类别 化合物名称 CAS号 相似度 特征离子
碎片RI0 RI 含量(μg/kg) AB AL MB ML 1 醇类 1-戊醇 71-41-0 840 31 42 55 778 779.46 1.10±0.06a 0.96±0.15ab 1.19±0.10a 0.71±0.01b 2 异戊烯醇 556-82-1 833 28 41 71 778 783.64 1.38±0.12a 0.25±0.03b 1.12±0.11a 0.22±0.01b 3 反式-3-己烯-1-醇 544-12-7 893 41 55 67 856 861.51 119.78±9.48a 19.1±3.64b 106.54±9.88a 33.73±0.71b 4 反式-2-己烯醇 928-95-0 828 57 67 82 868 869.49 6.25±0.60a 1.35±0.30c 6.03±0.61a 3.43±0.05b 5 正己醇 111-27-3 890 31 41 56 872 872.47 18.58±1.88a 2.49±0.56c 17.44±1.51a 7.74±0.27b 6 1-辛烯-3-醇 3391-86-4 899 29 43 57 979 979.38 5.49±0.58b 8.50±1.95a 6.00±0.57b 1.98±0.01c 7 6-甲基-5-庚烯-2-醇 1569-60-4 847 41 67 95 985 992.15 7.27±0.84a 0.17±0.04b 7.78±0.89a 1.42±0.02b 8 苯甲醇 100-51-6 923 51 79 108 1030 1030.69 31.21±0.84a 9.85±0.04b 29.70±0.89a 7.30±0.01b 9 芳樟醇 78-70-6 860 43 71 93 1099 1099.01 5.84±0.58b 1.90±0.40c 7.67±0.87a 1.89±0.01c 10 苯乙醇 60-12-8 942 91 65 39 1110 1105.31 117.95±12.53a 15.42±3.49b 113.51±11.20a 24.73±0.16b 11 α-松油醇 98-55-5 923 59 93 43 1197 1198.18 452.37±27.47a 120.99±22.40b 465.56±46.63a 159.32±0.07b 12 橙花醇 106-25-2 883 41 69 93 1120 1220.73 − 31.93±6.88b − 65.24±0.79a 13 反式-橙花叔醇 40716-66-3 754 41 69 93 1560 1558.36 0.35±0.02a 0.10±0.03b 0.36±0.04a 0.37±0.01a 14 紫苏醇 536-59-4 801 39 122 163 1297 1298.19 0.03±0.01c 0.53±0.10a 0.04±0.02c 0.30±0.02b 15 酮类 2-庚酮 110-43-0 840 27 43 58 889 888.49 1.96±0.13b 1.66±0.31c 2.32±0.66a 2.22±0.27a 16 6-甲基-5-庚烯-2-酮 110-93-0 846 43 55 69 982 982.80 8.77±1.45c 11.25±3.38a 9.34±1.03b 8.00±0.04c 17 2,2,6-三甲基环己酮 2408-37-9 789 41 57 71 1036 1028.94 0.51±0.09b 0.34±0.06c 0.74±0.20a 0.60±0.07b 18 3,5-辛二烯-2-酮 30086-02-3 868 43 81 95 1068 1066.26 2.39±0.25ab 1.93±0.43b 2.54±0.28ab 2.88±0.43a 19 茉莉酮 488-10-8 851 39 55 79 1392 1389.60 1.64±0.32b 0.30±0.08c 2.67±0.54a 1.70±0.04b 20 香叶基丙酮 3796-70-1 918 43 69 107 1449 1444.06 75.40±2.17a 42.22±4.08b 74.90±3.99a 70.60±1.00a 21 4-[2,2,6-三甲基-7-氧杂二环
[4.1.0]庚-1-基]-3-丁烯-2-酮23267-57-4 903 43 79 123 1473 1479.37 24.77±1.00b 16.85±2.23c 22.96±1.42b 34.26±0.34a 22 戊酸乙酯 539-82-2 767 29 57 88 900 898.97 0.26±0.02b 0.03±0.04d 0.63±0.01a 0.09±0.02c 23 酯类 2-甲基丁酸乙酯 7452-79-1 817 29 41 57 853 855.94 0.60±0.01a 0.11±0.02c 0.68±0.08a 0.21±0.03b 24 正己酸乙酯 123-66-0 856 43 60 88 997 997.51 3.84±0.43b 1.00±0.13c 7.68±0.19a 0.80±0.04c 25 乙酸叶醇酯 3681-71-8 904 43 67 82 1004 1000.88 5.60±0.47b 6.46±1.97b 5.25±0.57b 20.30±0.09a 26 乙酸己酯 142-92-7 898 27 43 56 1008 1008.64 1.27±0.07b 1.62±0.50b 1.34±0.37b 6.73±0.02a 27 乙酸反-2-己烯酯 2497-18-9 808 27 43 67 1014 1011.14 − 0.79±0.27b − 2.42±0.28a 28 水杨酸甲酯 119-36-8 801 39 92 120 1190 1187.66 2.70±0.24b 3.11±0.67a 3.45±1.02a 0.97±0.12c 29 苯乙酸乙酯 101-97-3 900 29 65 91 1230 1236.54 8.14±0.60b 0.67±0.17d 12.91±0.11a 2.55±0.10c 30 癸酸甲酯 110-42-9 766 43 55 74 1324 1319.07 1.44±0.30b 0.21±0.03d 2.35±0.42a 0.74±0.04c 31 己酸叶醇酯 31501-11-8 879 41 67 82 1379 1378.54 2.22±0.19b 1.00±0.34b 3.07±1.05a 0.43±0.03b 32 二氢猕猴桃内酯 17092-92-1 848 67 111 137 1520 1520.28 53.61±0.81a 35.83±3.92c 51.97±1.54aab 47.37±1.57b 33 顺式-3-己烯醇苯甲酸酯 25152-85-6 814 67 77 105 1571 1566.82 1.26±0.08a 0.21±0.05b 1.61±0.30a 0.17±0.02b 34 碳氢化合物 反式-4-癸烯 19398-89-1 816 41 55 69 994 994.57 0.49±0.04a 0.30±0.06b 0.49±0.05a 0.23±0.02b 35 4-羟基苯乙烯 2628-17-3 752 39 91 120 1229 1221.51 1.10±0.04c 2.06±0.51a 1.15±0.20c 1.73±0.08b 36 3-甲基十三烷 6418-41-3 879 41 57 71 1371 1370.28 13.47±0.64a 8.22±1.63d 11.65±0.95b 9.73±1.19c 37 萘 91-20-3 895 51 75 128 1177 1177.18 2.85±0.12a 1.56±0.30b 2.79±0.30a 1.14±0.12b 38 1-十六烯 629-73-2 875 43 57 71 1592 1596.78 9.20±0.32a 4.29±0.94b 8.19±0.56a 4.79±0.41b 39 吡咯类 2,5-二甲基吡嗪 123-32-0 911 42 81 108 915 912.54 6.30±0.43c 18.09±1.48b 5.70±0.50c 20.02±0.03a 40 2-乙基吡嗪 13925-00-3 867 39 80 107 914 915.56 0.70±0.06a 0.35±0.09b 0.63±0.03a 0.48±0.03b 41 2,3-二甲基吡嗪 5910-89-4 865 40 67 108 915 917.33 1.29±0.10a 0.55±0.04c 1.21±0.10a 0.75±0.01b 42 2-甲基吡嗪 109-08-0 897 40 67 94 838 837.64 1.70±0.15a 1.37±0.11b 1.46±0.13ab 1.73±0.01a 43 2-乙基-6-甲基吡嗪 13925-03-6 850 28 39 121 994 993.67 0.59±0.06b 0.50±0.05b 0.54±0.05b 0.76±0.02a 44 2,3,5-三甲基吡嗪 14667-55-1 840 42 81 122 997 997.20 6.90±0.43b 8.45±0.85b 12.99±1.20a 13.06±0.02a 45 2-乙基-5-甲基吡嗪 13360-64-0 843 39 56 121 997 998.10 1.02±0.13b 3.68±0.97a 0.93±0.09b 2.98±0.03a 46 3-乙基-2,5-甲基吡嗪 13360-65-1 847 42 56 135 1079 1072.37 0.64±0.03b 2.72±0.35a 0.62±0.05b 2.67±0.03a 47 2-乙基-3,5-二甲基吡嗪 13925-07-0 851 39 108135 1077 1078.51 0.05±0.01c 0.19±0.03b 0.07±0.03c 0.54±0.01a 48 2-甲氧基-3-异丁基吡嗪 24683-00-9 795 41 94 124 1171 1172.50 0.16±0.01a 0.16±0.03a 0.16±0.01a 0.11±0.01b 49 2-异戊基-6-甲基吡嗪 91010-41-2 778 39 66 108 1242 1244.77 0.09±0.01c 0.57±0.05a 0.04±0.05c 0.40±0.01b 50 苯乙腈 140-29-4 879 63 90 117 1135 1130.13 5.28±0.51a 1.35±0.16c 4.43±0.48b 5.31±0.02a 51 醛类 正己醛 66-25-1 715 43 57 75 800 799.57 0.47±0.01a 0.36±0.04b 0.52±0.05a 0.35±0.04b 52 苯甲醛 100-52-7 911 51 77 105 961 958.38 4.87±0.43b 5.06±1.01b 6.16±0.59b 7.80±0.12a 53 β-环柠檬醛 432-25-7 820 39 67 81 1220 1211.08 2.25±0.25bc 2.00±0.40c 2.95±0.38ab 3.31±0.41a 54 α-亚乙基-苯乙醛 4411-89-6 861 39 91 115 1273 1263.36 1.72±0.27b 1.24±0.24c 3.56±0.31a 1.17±0.01c 55 可卡醛 21834-92-4 873 77 104 115 1482 1480.89 0.22±0.02b 2.49±0.69a 0.26±0.05b 0.66±0.05b 56 杂氧化合物 2-正戊基呋喃 3777-69-3 872 27 53 81 989 988.06 4.03±0.39b 5.95±0.53a 5.27±0.24a 5.30±0.66a 57 酚类 甲基麦芽酚 118-71-8 725 43 55 126 1110 1102.09 − − − 0.39±0.03a 58 4-乙烯基-2-甲氧基苯酚 7786-61-0 836 77 107 135 1311 1302.53 1.39±0.14b 1.20±0.22b 2.31±0.30a 1.53±0.01b 注:不同小写字母代表不同样品之间的显著性差异水平(P<0.05)。 -
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