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        保康不同等級綠茶主要化學(xué)成分的比較分析

        2021-08-30 05:34:40劉盼盼龔自明王雪萍程一方唐前勇鄭鵬程
        茶葉通訊 2021年3期

        鄭 琳,劉盼盼,龔自明,王雪萍,程一方,楊 偉,唐前勇*,鄭鵬程*

        1. 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹茶葉研究所/湖北省茶葉工程技術(shù)研究中心,湖北 武漢 430064;

        2.襄陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,湖北 襄陽 441057

        綠茶作為世界范圍內(nèi)最受歡迎的茶飲料之一,除了提神清心、清熱解暑、生津止渴功能外,還對“三高”及癌癥等疾病有一定的藥理功效[1-3]。不管是風(fēng)味還是功效,其價值都取決于沖泡過程中從茶葉中提取成分的數(shù)量和類型[4]。數(shù)年來,對綠茶的研究熱情從未消退,檢測分析技術(shù)手段日新月異[5-9],不同產(chǎn)地[10]、不同原料[11]、不同設(shè)備[12]、不同加工方式[13-15]等都會帶來化學(xué)成分的組成及含量差異。保康縣隸屬湖北襄陽市,地處鄂西北,東依襄樊,南接宜昌,西連神農(nóng)架,北交武當(dāng)山。作為襄陽市唯一全山區(qū)縣,具有典型的立體分層氣候特征,地貌復(fù)雜,素有“高一丈,不一樣;陰陽坡,差得多”之說,如此環(huán)境造就其所產(chǎn)茶葉質(zhì)地獨(dú)特,香氣突出,但關(guān)于??稻G茶的感官品質(zhì)和化學(xué)成分研究尚不多見。本試驗(yàn)聯(lián)合采用感官審評法、高效液相色譜法、氣質(zhì)色譜聯(lián)用法和主成分分析法,系統(tǒng)測定分析了8種??荡硇跃G茶的香氣成分和滋味成分的組成與含量,以期了解不同等級??稻G茶的品質(zhì)特征及其差異,為進(jìn)一步提升茶葉品質(zhì)、完善和統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、打造??稻G茶品牌提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 茶葉原料

        從湖北省襄陽市??档貐^(qū)具有代表性的茶廠(茶企)共收集綠茶樣品8個,其中1 ~ 4號樣為一級綠茶,5 ~ 8號樣為二級綠茶,均為炒青?;拘畔⒃斠姳?。

        表1 ??稻G茶樣品基本信息Table 1 Basic information of green tea samples from Baokang

        1.2 儀器與試劑

        1.2.1 儀器設(shè)備

        手動SPME進(jìn)樣器和50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭,美國Supeclo公司;7890 A氣相色譜儀,5975 C質(zhì)譜儀,美國Agilent公司;Waters 2695高效液相色譜、2998 PDA檢測器,美國Waters 公司;島津UV-2550紫外-可見光分光光度計,日本島津公司;Milli-RO PLUS 30純水機(jī),法國Millipore公司。

        1.2.2 試劑耗材

        Waters Symmetry C18(150 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱;Atlantis T3 C18(150 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱;癸酸乙酯(≥98%)、咖啡堿、沒食子酸(GA)、沒食子兒茶素(GC)、表沒食子兒茶素(EGC)、兒茶素(C)、表兒茶素(EC)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)和兒茶素沒食子酸酯(CG)等購自Sigma 公司;乙酸、乙腈、甲醇、磷酸二氫鉀等試劑為色譜純;氯化亞錫、茚三酮等試劑均為分析純。

        1.3 方法

        1.3.1 感官評價

        按照GB/T 23776—2018方法,由專業(yè)人員分別對茶樣的外形、湯色、香氣、滋味和葉底進(jìn)行審評,總分=外形×0.25 +湯色×0.10 +香氣×0.25 +滋味×0.30 +葉底×0.10。

        1.3.2 滋味成分測定

        水浸出物參照GB/T 8305—2013恒溫干燥法測定;氨基酸含量參照GB/T 8314—2013茚三酮比色法測定;茶多酚含量參照GB/T 8313—2018福林酚法測定;兒茶素、沒食子酸及咖啡堿含量的測定采用高效液相色譜法,流動相為0.2%乙酸和乙腈,色譜條件:檢測波長為278 nm,流速1 mL/min,柱溫25℃,進(jìn)樣量10 μL,流動相A:2%乙酸水溶液(V/V),流動相B:乙腈,梯度洗脫條件為:流動相B 在16 min內(nèi)由6.5%線性變化至15%,在16 ~ 25 min內(nèi)保持25%,在25 ~ 30 min由25%線性變化至初始狀態(tài)。每個樣品重復(fù)3次。

        1.3.3 香氣成分檢測

        采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析法。

        茶樣處理:取出茶樣混勻,磨碎后稱取1.0 g放入萃取瓶中,加入 30 mL沸水,然后將 SPME 手 持 器( 裝 有 50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取頭,實(shí)驗(yàn)前須在250 ℃溫度下老化15 min)通過瓶蓋的橡皮墊插入到萃取瓶中,在60℃水浴中平衡10 min,推出纖維頭,吸附50 min后取出并立即插入GC儀的進(jìn)樣口中,解吸附5 min,同時啟動儀器收集數(shù)據(jù)。

        GC條件:安捷倫HB-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 mm× 0.32 mm× 0.25 μm);載氣為高純氦氣;進(jìn)樣口溫度240℃;升溫程序:50℃保持5 min,以3℃/min升至180℃保持2 min,然后以10℃/min升至250℃保持3 min;電子俘獲檢測器溫度250℃;流速1.0 mL/min。

        MS條件:EI電離能量為70 eV;質(zhì)量掃描范圍50 ~ 600 u;離子源溫度230℃;四極桿溫度150℃;質(zhì)譜傳輸線溫度280℃。

        物質(zhì)鑒定:利用NIST11.L譜庫對得到的質(zhì)譜圖進(jìn)行串連檢索和人工解析。查對有關(guān)質(zhì)譜資料,對基峰、質(zhì)核比和相對峰度等方面進(jìn)行分析,結(jié)合保留時間和質(zhì)譜分別對各峰加以確認(rèn)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 感官品質(zhì)

        由表2結(jié)果可見,感官評價總分最高為90.60分,最低為88.25分,其中一級綠茶樣總分均高于90分,二級綠茶樣總分均低于90分,感官品質(zhì)與市場所定等級一致;干茶外形多為條形,基本上都顯毫,其中一級綠茶均較為勻凈,二級綠茶有花雜;湯色得分全部在90分以上,黃/綠、亮,其中一級綠茶的得分相對較高;一級綠茶除3號茶樣香氣悶以外,基本顯示出綠茶特有的栗香或清香,二級綠茶僅7號樣顯示出清香;一級綠茶葉底芽葉嫩軟,較勻亮,得分均高于90分,二級綠茶葉底存在花雜欠勻的問題。

        表2 感官審評Table 2 Sensory evaluation results of green tea samples from Baokang

        2.2 滋味成分

        表3結(jié)果可看出,一級綠茶的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、酯型兒茶素和兒茶素總量均值均高于二級綠茶,僅非酯型兒茶素總量略小于二級綠茶;一級綠茶與二級綠茶相比,水浸出物、茶多酚、氨基酸、非酯型兒茶素的含量均值無顯著差異,咖啡堿、沒食子酸(GA)、酯型兒茶素和兒茶素總含量均值有顯著差異;一級綠茶4個樣品,所有滋味成分含量均具有差異性,其中4號茶樣的水浸出物、茶多酚、氨基酸和兒茶素含量均相對較高。二級綠茶4個樣品,所有滋味成分含量均具有差異性,其中7號茶樣的水浸出物、茶多酚、氨基酸含量較高,5號茶樣酯型兒茶素、非酯型兒茶素和兒茶素總量均相對較高??梢?,本試驗(yàn)的8個茶樣,一級綠茶的滋味成分含量高于二級綠茶,意味著有效功能成分含量較多,與市場等級定位較為一致;而同一等級綠茶的滋味成分含量和比例均存在不同,可能源于原料品種、地理環(huán)境、機(jī)械設(shè)備、加工工藝等的不同。

        表3 不同等級保康綠茶滋味化學(xué)成分含量Table 3 Content of taste chemical contents in different grades of Green tea from Baokang

        2.3 主要香氣成分

        2.3.1 主要香氣成分組成與含量

        8個茶樣的香氣組分見表4,代表性樣品的香氣譜圖如圖1,香氣種類與含量如圖2。8個茶樣共檢測到64種香氣化合物,包括醇類13種、醛類9種、酮類5種、烯類12種、芳香烴6種、酯類15種和其他類4種;其中醇類物質(zhì)含量最高,平均含量為31.36%;其次為酯類,平均含量為26.19%;含量較高的成分有芳樟醇(8.97%~ 30.08%)、香葉醇(3.07% ~ 16.79%)和己酸順式-3-己烯酯(1.37% ~ 14.61%),與馬林龍[11]等人的研究結(jié)果較一致;一級綠茶中醛類、酮類、烯類、芳烴類和其他類香氣化合物含量均高于二級綠茶,主要是壬醛、順-茉莉酮、δ-杜松烯、鄰二甲苯和二甲硫的含量相對較高;二級綠茶醇類和酯類香氣化合物中平均含量高于一級綠茶,主要是香葉醇和己酸順式-3-己烯酯含量較高。

        圖 1 ??荡硇跃G茶樣品的香氣GC-MS譜圖Figure 1 GC-MS spectrogram of aroma of representative samples of Baokang green tea

        圖 2 保康綠茶樣品的香氣種類與含量Figure 2 Aroma types and contents of green tea samples from Baokang

        續(xù)表

        2.3.2 香氣成分的主成分分析

        8個綠茶樣品共檢出30種共有的香氣成分(取平均含量高于0.5%的香氣成分),以30個共有的香氣成分含量構(gòu)成的30×8的矩陣,利用SPSS軟件進(jìn)行主成分分析,相關(guān)矩陣的特征值如表5所示,特征向量如表6所示??梢姡? ~ 4矩陣,4個主成分方差累計貢獻(xiàn)率達(dá)到89.608%,可基本反映總體情況;第1主成分方差貢獻(xiàn)率為45.080%,主要綜合了β-紫羅酮、鄰二甲苯、乙苯、苯乙烯、二甲基戊酸甲酯和順-茉莉酮的貢獻(xiàn),對應(yīng)的特征向量依次為0.967、0.966、0.966、0.948、0.925 和 0.917,β -紫羅酮和順-茉莉酮具有花香[21-22],鄰二甲苯、乙苯和苯乙烯都具有特殊芳香[23-25],二甲基戊酸甲酯具有果香[26],故第1主成分主要反映綠茶中的花果香及特有芳香;第2主成分方差貢獻(xiàn)率為26.009%,6 -甲基-5-庚烯-2-酮和順-3-己烯-苯甲酸酯的貢獻(xiàn)率最大,對應(yīng)的特征向量為0.932和0.877,6 -甲基-5-庚烯-2-酮具有檸檬草的香氣[27],順-3-己烯-苯甲酸酯具花香[28],故第2主成分主要反映綠茶中的檸檬果香和花香;第3主成分方差貢獻(xiàn)率為11.533%,乙酸乙酯的貢獻(xiàn)率最大,對應(yīng)的特征向量為0.550,乙酸乙酯濃度較低時有怡人的甜香,故第3主成分主要反映綠茶中的甜香;第4主成分方差貢獻(xiàn)率為6.986%,庚醛的貢獻(xiàn)率最大,對應(yīng)的特征向量為0.659,庚醛具有青草氣[29],故第4主成分主要反映綠茶中的青味。

        表5 香氣主成分分析的特征值Table 5 Characteristic value of aroma principal component analysis

        3 結(jié)論

        本試驗(yàn)選取湖北省襄陽市保康地區(qū)具有代表性的8個綠茶樣,其中一級茶樣4個、二級茶樣4個。由感官審評結(jié)果可見,一級綠茶樣總分均高于90分,二級綠茶樣總分均低于90分,感官品質(zhì)與市場所定等級一致。

        比較分析不同等級綠茶的滋味成分,發(fā)現(xiàn)不同等級綠茶水浸出物、茶多酚、氨基酸、非酯型兒茶素含量均值無顯著差異,咖啡堿、沒食子酸(GA)、酯型兒茶素和兒茶素總量均值有顯著差異;一級綠茶的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、酯型兒茶素和兒茶素總量均值均高于二級綠茶,僅非酯型兒茶素總量略小于二級綠茶。一級綠茶中滋味品質(zhì)成分含量較高,意味著有效功能物質(zhì)較多。8個茶樣共檢測到64個香氣化合物,包括醇類13種、醛類9種、酮類5種、烯類12種、芳香烴6種、酯類15種和其他類4種,其中醇類物質(zhì)平均含量最高,酯類其次,含量較高的成分有芳樟醇、香葉醇和己酸順式-3-己烯酯;主成分分析發(fā)現(xiàn),4個主成分方差累計貢獻(xiàn)率達(dá)到89.608%,其中第1主成分方差貢獻(xiàn)率為45.080%,綜合了β-紫羅酮、鄰二甲苯、乙苯、苯乙烯、二甲基戊酸甲酯和順-茉莉酮的貢獻(xiàn),主要反映綠茶中的花果香及特有芳香。進(jìn)一步比較分析發(fā)現(xiàn),一級綠茶醛類、酮類、烯類、芳烴類和其他類香氣化合物含量均高于二級綠茶,主要是壬醛、順-茉莉酮、δ-杜松烯、鄰二甲苯和二甲硫等成分的含量相對較高,一級綠茶中醇類物質(zhì)芳樟醇與反-橙花叔醇等含量也相對較高。結(jié)果表明與市場所定等級基本一致。

        表6 香氣主成分的特征向量Table 6 Eigenvectors of aroma principal components

        綠茶品質(zhì)受茶樹品種、栽培管理?xiàng)l件、采摘季節(jié)、茶葉嫩度、加工工藝及儲存條件等多種因素影響。王海利[30]等研究比較了安吉白茶、碧螺春、龍井三個品種的綠茶,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同品種的綠茶茶多酚、酚氨比、抗壞血酸、EGCG、酯型兒茶素與非酯型兒茶素的比值均有顯著差異性,且與三種綠茶感官品質(zhì)均有顯著相關(guān)性,三種綠茶共有20種揮發(fā)性成分,其中醇類化合物、酮類和醛類化合物大部分具有花香和清香等香型特征,在綠茶成分中含量較高;李昌濤[10]等從緯度、氣候和土壤等地理環(huán)境特殊性的角度解釋了山東綠茶獨(dú)特品質(zhì)的成因。針對保康綠茶,下一步有待開展品質(zhì)特征與茶樹品種及地域性之間的相關(guān)性等研究。

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