茉莉花茶香氣品質(zhì)評價指標(biāo)的構(gòu)建與研究

陳梅春，林增欽，鄭梅霞，王艷娜，陳秀娟*，劉 波，朱育菁*

1. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)生物資源研究所，福建 福州 350003；2. 福建東來茶業(yè)有限公司，福建 福州 350002；3. 福州市經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)站，福建 福州 350002

茉莉花茶是將茶坯和茉莉鮮花拼合，由茶坯吸附鮮花香氣窨制而成[1]。花茶品質(zhì)評價以感官審評為主，但感官審評受較多因素的影響，不可避免地產(chǎn)生誤差，同時感官審評過程繁瑣復(fù)雜、耗時長、成本高[2-3]。因此，建立科學(xué)有效的花茶品質(zhì)評價方法，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)具有重要意義。

茶葉的感官品質(zhì)特征（色、香、味）是其內(nèi)含物質(zhì)的外在表現(xiàn)，利用茶葉內(nèi)含物質(zhì)化學(xué)指紋圖譜模型可將感官品質(zhì)指標(biāo)量化[4-6]?；ú杵焚|(zhì)取決于香氣，在感官評審中香氣權(quán)重占40%[7]。目前，已有許多應(yīng)用香氣質(zhì)量指紋圖譜模型方法評價花茶品質(zhì)的報道，如康受姈[8]、陳美麗等[9]、唐夏妮等[10]和張俊[11]采用判別模型的方法建立茉莉花茶香氣質(zhì)量模型進(jìn)行花茶等級評判，與感官審評結(jié)果具有很好的一致性，但 是應(yīng)用模型判斷較為麻煩，無法實現(xiàn)快速 評價。

研究表明，茉莉花茶香氣成分主要由酯類、 醇類和萜烯類化合物組成[12-13]，國內(nèi)外已展開了花茶香氣成分與品質(zhì)的相關(guān)性研究，如Yamanishi 等[14]認(rèn)為茉莉花茶的品質(zhì)與芳樟醇/（苯甲醇+乙酸芐酯+苯甲酸-3-己烯酯+苯甲酸甲酯+氨茴酸甲酯）的濃度比值呈負(fù)相關(guān)；陸寧等[15]認(rèn)為芳樟醇、乙酸芐酯、順-3-己烯醇和水楊酸甲酯與花茶香氣品質(zhì)呈正相關(guān)；Lin等[16]認(rèn)為茉莉花茶香氣品質(zhì)可利用JTF 指數(shù)[JTF=（α-法呢烯+苯甲酸-3-己烯酯+氨茴酸甲酯+吲哚）含量/芳樟醇含量]來評價，JTF數(shù)值越大，花茶的等級越高。本研究應(yīng)用該JTF指數(shù)評價不同級別茉莉花茶香氣品質(zhì)時發(fā)現(xiàn)該指數(shù)僅能區(qū)分花茶品質(zhì)高低明顯的樣本，對級別判定不夠準(zhǔn)確?；诖?，本試驗采用同一廠家生產(chǎn)的茶葉樣本，旨在建立茉莉花茶香氣品質(zhì)評價新指標(biāo)，從而對不同品質(zhì)花茶進(jìn)行準(zhǔn)確分級，為花茶品質(zhì)評價提供客觀有效的方法，促進(jìn)茉莉花茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

不同級別的福州茉莉花茶由福建東來茶業(yè)有限公司生產(chǎn)，茶樣經(jīng)質(zhì)檢后根據(jù)品質(zhì)進(jìn)行定價。檢驗茶來源于當(dāng)?shù)厥袌龊途W(wǎng)絡(luò)市場；茶王賽樣本由福州市經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)站提供。

1.2 儀器設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀7890A/5975C（美國安捷倫科技公司）；液相色譜1100（美國安捷倫科技公司）；水浴鍋（上海江星儀器有限公司）；紫外分光光度計UV-2550（日本島津公司）；萃取裝置：SPME 手動進(jìn)樣手柄、萃取頭（65 μm PDMS/DVB）；電子天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 香氣萃取

利用頂空固相微萃取方法富集花茶香氣成分。萃取頭老化：萃取頭用丙酮浸泡30 min后，65 μm PDMS/DVB 萃取頭在250℃老化30 min。萃取條件：稱取1 g 茶葉置于密封的頂空瓶中，65℃水浴5 min 后插入SPME 纖維頭吸附20 min。于250℃解吸3 min 后進(jìn)行GC-MS 測定。

1.3.2 香氣測定

利用GC-MS 技術(shù)測定茉莉花茶香氣組成。色譜條件：進(jìn)樣口溫度250℃，柱溫50℃。程序為：起始溫度50℃，保持2 min，以5℃/min 升到120℃，保持15 min，以5℃/min 升到180℃，保持2 min，以30℃/min 升到280℃，保持2 min。質(zhì)譜條件：離子源EI；采集模式為全掃描；溶劑延遲6 min；EMV 模式為相對值；質(zhì)量掃描范圍：25.00 ～ 550.00 amu；MS 離子源溫度為230℃，MS 四級桿溫度150℃。正己烷稀釋正構(gòu)烷烴混合對照品，按上述色譜條件進(jìn)行分析。

1.3.3 定性與定量分析

檢測的化合物經(jīng)NIST 譜庫檢索，同時采用線性升溫公式計算各組分的實驗保留指數(shù)（KI），結(jié)合文獻(xiàn)進(jìn)行香氣成分鑒定。香氣組分相對含量采用峰面積歸一化法進(jìn)行計算，表示為各香氣組分的峰面積占總峰面積之比值。利用MPP和SPSS軟件對香氣數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分和聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同級別茉莉花茶的香氣成分

2.1.1 香氣組成與相對含量

表1 結(jié)果表明，從11 個級別不同的福州茉莉花茶中共鑒定出40 種香氣物質(zhì)，包括5 種醇類、11 種酯類、3 種含N 化合物、17 種萜烯類化合物和4 種其他類化合物。醇類化合物以芳樟醇和苯甲醇為主；酯類化合物以乙酸卞酯、乙酸葉醇酯、順式-3-己烯醇苯甲酸酯和水楊酸甲酯為主；含N 化合物以吲哚和氨茴酸甲酯為主；萜烯類化合物以α-法呢烯為主。

表1 11 個不同級別的茉莉花茶香氣成分及其相對含量 （%）Table 1 Aroma components and their relative content in 11 different grades of Jasmine tea （%）

續(xù)表

2.1.2 香氣品質(zhì)的JTF 指數(shù)

利用Lin 等提出的茉莉花茶品質(zhì)評價公式計算11 個不同級別福州茉莉花茶的JTF 指數(shù)[16]，結(jié)果如表2 所示。從表中可以看出，Y1、Y2、Y3 和Y6 茶樣的JTF 指數(shù)低于1，其中Y1 茶樣的JTF 指數(shù)最低，Y9 茶樣JTF 指數(shù)最高。將11個茶葉的定價與Lin 等提出的JTF 指數(shù)對照后，發(fā)現(xiàn)該指數(shù)只能區(qū)分低價和高價的花茶，區(qū)分率較差。

2.1.3 香氣的主成分和聚類分析

主成分分析結(jié)果如圖1 所示，圖中每一個點代表1 個茶葉樣本。前3 個主成分貢獻(xiàn)率分別為43.82%、23.53%和17.20%，其累積貢獻(xiàn)率達(dá)84.55%。在PCA 得分圖中，11 個茶葉樣本分為4 組，Y1、Y2 和Y3 號茶樣分為一組，Y4、Y5、Y6 和Y7 號 茶 樣 分 為 一 組，Y8 和Y10號茶樣分為一組；Y9和Y11號茶樣分為一組。聚類分析結(jié)果如圖2 所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，11 個茶葉聚為4 類，聚類結(jié)果和主成分分析結(jié)果一致。

表2 11 個不同級別茉莉花茶香氣評價指數(shù)JTF 值Table 2 JTF value of aroma evaluation index of 11 different grades of Jasmine tea

圖1 不同級別茉莉花茶主成分分析Figure 1 Principal component analysis of Jasmine tea in different grades

圖2 不同級別茉莉花茶聚類分析Figure 2 Cluster analysis of Jasmine tea in different grades

利用SPSS 軟件對可鑒定的香氣成分進(jìn)行主成分分析，結(jié)果顯示前7 個主成分的特征根λ＞1，這7 個主成分的累計方差貢獻(xiàn)率達(dá)到95.94%，表明前7 個主成分能夠代表全部可鑒定的香氣成分組成。通過計算得到各茶葉樣本主成分綜合得分如表3 所示。11 個茶樣的樣品品質(zhì)高低排序分別是：Y11、Y10、Y7、Y8、Y9、Y4、Y5、Y6、Y3、Y1 和Y2。

2.2 茉莉花茶香氣成分評價指標(biāo)的構(gòu)建

主成分分析結(jié)果顯示了可鑒定香氣成分在各主成分上的載荷量分布，其中與主成分有較大正相關(guān)（載荷量＞ 0.6）的成分包括：丙酸香葉酯、順式-3-己烯醇苯甲酸酯、苯甲酸芐酯、吲哚、氨茴酸甲酯、大牛兒烯D、β-欖香烯、丁香烯、β-蒎烯、蛇麻烯、β-法呢烯、cis-Muurola-4(15),5-diene、γ-依蘭油烯、δ-杜松烯、α-杜松烯和1,5,5-三甲基-6-亞甲基-環(huán)己烯；與主成分有較大負(fù)相關(guān)（載荷量＜ -0.6）的香氣成分包括：芳樟醇、乙酸葉醇酯、乙酸卞酯和β-環(huán)檸檬醛。然而茉莉花茶香氣中主要成分α-法呢烯在各主成分上的載荷量絕對值低于0.25，表明其與各主成分相關(guān)性小。

根據(jù)各香氣成分與主成分相關(guān)性大小，選擇其中香氣成分相對含量較高的組分構(gòu)建用以評價茉莉花茶香氣品質(zhì)的計算公式，即XFJTF=（順式-3-己烯醇苯甲酸酯+吲哚+氨茴酸甲酯）含量/（芳樟醇+乙酸葉醇酯+乙酸卞酯）含量×100，得分越高，花茶品質(zhì)越好，價格越高。根據(jù)得分，將茉莉花茶品質(zhì)分為5 個級別，分別是低等（0 ～ 15 分）、中等（16 ～ 30 分）、高等（31 ～ 45 分）、優(yōu)等（46 ～ 60 分）和特優(yōu)等（≥61 分）。各茶葉的XFJTF 得分計算結(jié)果如表4 所示。

表3 不同級別茉莉花茶香氣成分主成分分析Table 3 Principal component analysis of aroma components of Jasmine tea in different grades

表4 不同級別的福州茉莉花茶香氣品質(zhì)評價新指數(shù)Table 4 A new index for evaluating the aroma quality of Fuzhou Jasmine tea in different grades

從表4 中可以看出，除7 號茶樣外，其他樣本的指數(shù)計算得分高低與定價排序非常吻合。11 個茶樣可分為4 個級別，其中低等茶樣2 個（Y1 和Y2）、中等茶樣4 個（Y3、Y4、Y5 和Y6）、高等茶樣4 個（Y7、Y8、Y9 和Y10）、 優(yōu)等茶樣1 個（Y11）。

2.3 茉莉花茶香氣品質(zhì)評價指標(biāo)的驗證

以福建東來茶業(yè)生產(chǎn)的茶樣（松針，190 元/500 g）進(jìn)行驗證，利用構(gòu)建的香氣品質(zhì)評價得分（XFJTF）公式計算該驗證茶樣品質(zhì)評價得分為25.46，位于Y3 ～ Y5 茶樣之間，與定價范圍相吻合，表明該指數(shù)能夠較好的反應(yīng)茉莉花茶的品質(zhì)。

利用構(gòu)建的香氣品質(zhì)評價得分評價市場隨機(jī)抽取的茉莉花茶茶樣，表5 結(jié)果表明，利用XFJTF 指數(shù)對市場隨機(jī)抽樣花茶香氣品質(zhì)評價與專家審評得分基本一致：S3 和S4 樣品的專家香氣審評得分一樣，計算的XFJTF 指數(shù)數(shù)值相差極小，而JTF 指數(shù)差異約1.5 倍；S6 樣品的專家審評香氣得分和XFJTF 指數(shù)均略高于S5 樣品，但S5 樣品的JTF 指數(shù)值為S6 的1.7 倍，說明XFJTF 指數(shù)評價花茶香氣品質(zhì)比JTF 指數(shù)準(zhǔn)確度和區(qū)分度更高。

進(jìn)一步以福州市茶王賽樣本（售價＞1 萬）進(jìn)行驗證，計算得到的14 個福州茉莉特種茶茶王賽樣本得分均高于61 分，為特優(yōu)級茉莉花茶。不同形狀的茉莉特種茶各自按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行專家審評得分，將本研究構(gòu)建的香氣品質(zhì)評價得分順序與專家審評得分進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，茉莉扁形茶、茉莉圓珠茶和茉莉條形茶等三種特種茶香氣審評得分順序與專家審評得分順序一致；茉莉束形茶除1 號樣本外，另外2 個茶樣順序一致；茉莉卷曲茶除3 號樣本外，另外兩個茶樣順序一致。綜上計算，XFJTF 指數(shù)對14個福州茉莉特種茶茶王賽樣本評價的準(zhǔn)確度可以達(dá)到85.7%；JTF 指數(shù)對14 個福州茉莉特種茶茶王賽樣本評價的準(zhǔn)確度為64.3%，說明本研究建立的XFJTF 指數(shù)對福州茉莉花茶香氣品質(zhì)評價更接近專家審評結(jié)果。

表5 市售茉莉花茶樣本香氣品質(zhì)評價Table 5 Evaluation of the aroma quality of commercial Jasmine tea samples

表6 福州茉莉花茶王賽茶樣本香氣品質(zhì)評價Table 6 Evaluation of the aroma quality of Fuzhou Jasmine tea samples in the competition of tea King

3 討論

茉莉花茶是由茶坯吸附茉莉鮮花香氣后形成的，呈現(xiàn)了茉莉鮮花的香氣特征[1]。茉莉花茶香氣主要由醇類、酯類、萜烯類化合物和含氮化合物組成，其中醇類以芳樟醇為主，酯類以乙酸卞酯為主，萜烯類化合物以α-法呢烯為主，含氮化合物主要為吲哚和氨茴酸甲酯[17-18]。前人研究表明，茉莉花茶香氣品質(zhì)與芳樟醇的含量成反比，與吲哚、氨茴酸甲酯、α-法呢烯等含量成反比[15-16]。在茉莉花茶實際生產(chǎn)過程中，有時為了提高茉莉花茶香味濃度加入玉蘭“調(diào)香”，但優(yōu)質(zhì)茉莉花茶不應(yīng)呈現(xiàn)玉蘭香味。研究表明，玉蘭花的香氣主要由醇類和萜烯類化合物組成，其中醇類化合物以甲醇和乙醇為主，萜烯類化合物中α-法呢烯的含量最高[19-20]。茉莉花香氣主要由芳樟醇、乙酸卞酯和α-法呢烯組成，由茉莉鮮花窨制形成的花茶中α-法呢烯的含量也很高。本研究中Y1 和Y2 號茶樣均為玉蘭打底茶樣，其含有的α-法呢烯相對含量均在8%以上。因此，在研究茉莉花茶香氣品質(zhì)與香氣成分相關(guān)性時，應(yīng)不考慮α-法呢烯香氣成分的作用，以排除可能由玉蘭香氣成分帶來的影響。

通過主成分分析方法建立香氣品質(zhì)評價模型，尋找香氣品質(zhì)重要影響因素是品質(zhì)方法研究的一種重要手段，如郭麗等篩選了香基因子、酚基因子和酯基因子，以此構(gòu)建白茶香氣質(zhì)量評價模型，能夠較為客觀的評價白茶香氣品 質(zhì)[21]；趙華武等篩選了10 個與烤煙香氣品質(zhì)顯著相關(guān)的香氣成分，建立評價模型，能夠真實區(qū)分烤煙香氣品質(zhì)的優(yōu)劣[22]；尹洪旭等篩選出了38 種區(qū)分不同栗香特征的重要揮發(fā)性組分，以評判不同栗香綠茶品質(zhì)[23]；陳思奇等發(fā)現(xiàn)醇類和酯類是區(qū)分不同菌種發(fā)酵刺梨果渣的香氣的主要因素[24]，以此建立的香氣品質(zhì)模型評價結(jié)果與感官評價結(jié)果具有較好的一致性；劉淑娟等篩選出14 種綠茶特征香氣成分，構(gòu)建嫩栗香綠茶香氣評價模型計算茶葉樣品得分，判斷結(jié)果與感官審評結(jié)果一致[25]；Wang 等篩選了18 個香氣成分建立評價方法，有效準(zhǔn)確地區(qū)分不同級別的濃香鐵觀音[26]。本文利用主成分分析方法對不同級別的福州茉莉花茶香氣成分進(jìn)行分析，篩選出對主成分有顯著影響的香氣成分，構(gòu)建了香氣品質(zhì)評價得分公式，根據(jù)得分將花茶分為5 個級別（低等、中等、高等、優(yōu)等、特優(yōu)等），得分越高，香氣品質(zhì)越好，價格越貴；同時進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)利用該XFJTF 指數(shù)對福州茉莉特種茶茶王賽樣本評價的準(zhǔn)確度可以達(dá)到85.7%，比Lin 等提出的JTF 評價指數(shù)的準(zhǔn)確度提高約20%。該方法不受主觀因素的影響，評判結(jié)果客觀、可行，能真實區(qū)分茉莉花茶香氣品質(zhì)的優(yōu)劣，為茉莉花茶的品質(zhì)評價提供了科學(xué)依據(jù)。