蘇 敏,韋柳花,劉初生,楊 春,賴兆榮,覃榆蘢,張穎彬
(1.廣西桂林茶葉科學(xué)研究所,廣西 桂林 541004;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,浙江 杭州 310008)
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不同季節(jié)修仁品種茶葉香氣成分的GC-MS分析
蘇 敏1,韋柳花1,劉初生1,楊 春1,賴兆榮1,覃榆蘢1,張穎彬2
(1.廣西桂林茶葉科學(xué)研究所,廣西 桂林 541004;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,浙江 杭州 310008)
【目的】分析不同季節(jié)對修仁茶揮發(fā)性成分的影響,為從香氣組分的角度評價修仁茶的適制性提供理論依據(jù)?!痉椒ā坎捎肎C-MS法對春、夏、秋3季的修仁茶樹品種加工成的綠茶和紅茶的香氣進(jìn)行分析研究?!窘Y(jié)果】在不同季節(jié)加工的修仁綠茶中,春茶、夏茶和秋茶的香氣物質(zhì)種類都是55種,且3個季節(jié)綠茶的香氣成分組成比較相似,都是醇類物質(zhì)相對含量最高,分別是為45.83 %、37.75 %和42.39 %;春茶和秋茶的主導(dǎo)香氣成分以花香型的醇類物質(zhì)為主,分別占各自主導(dǎo)香氣成分64.50 %、57.10 %,夏茶的主導(dǎo)香氣成分種類最多。不同季節(jié)修仁紅茶的香氣成分組成比較相似,均為醇類物質(zhì)的相對含量最高,分別為54.35 %、52.80 %和51.98 %,且所占比例較綠茶高;主導(dǎo)香氣成分也較相似,都是以均以芳樟醇的氧化物、香葉醇、苯乙醇為主?!窘Y(jié)論】修仁品種茶的適制性較強(qiáng),春、夏和秋茶均可適制紅茶,且春茶可適制綠茶。
修仁茶;香氣成分;GC-MS分析;季節(jié)
【研究意義】我國茶區(qū)按采摘季節(jié)的不同,一般可以分為春茶、夏茶和秋茶。不同的季節(jié),茶園的氣候條件如溫度、濕度、雨量、日照強(qiáng)度、光質(zhì)等隨著季節(jié)的變化而變化,導(dǎo)致茶葉中生化成分的種類和含量有所差異,制成的成茶香氣化合物含量及比例差異較大[1-3]。一般而言,香氣最高的是春茶,秋茶次之,香氣最低的是夏茶[4]。修仁茶是廣西歷史名茶,亦稱“大瑤茶”,原產(chǎn)廣西荔浦修仁鎮(zhèn),屬于有性系品種。研究以不同季節(jié)修仁茶樹品種為原料,研究生產(chǎn)季節(jié)對修仁綠茶和紅茶香氣成分的影響,為從茶葉香氣的角度判斷該品種的適制性提供理論依據(jù)?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】賴幸菲等[4]研究表明,不同季節(jié)加工的翠玉綠茶中,春茶和夏茶的香氣物質(zhì)種類較多,秋茶較少,春茶和夏茶都是醇類物質(zhì)相對含量最高,秋茶是吡咯類及其衍生物的相對含量最高;不同季節(jié)翠玉紅茶的主導(dǎo)香氣成分組成較相似,都是以橙花醇、反.橙花叔醇及芳樟醇的氧化物為主。王潤賢等[5]研究比較了10個不同品種春茶和秋茶鮮葉中的芳香物質(zhì)的組分和含量,結(jié)果表明,在主要香氣成分中,春季各香氣成分含量和具有花香的芳香物質(zhì)含量普遍顯著高于秋季。而李麗霞等[6]對春、夏、秋等3個季節(jié)的四川紅茶香氣成分進(jìn)行分析,研究顯示,四川工夫紅茶的秋茶香氣品質(zhì)較優(yōu),其次是春茶,夏茶較差。目前,關(guān)于修仁茶的研究主要集中在修仁茶資源的內(nèi)含物含量、選育、生物學(xué)特性和生化成分含量等方面[7-9]?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】通過對不同季節(jié)修仁綠茶和紅茶香氣成分的差異分析,可對修仁茶品種的適制性提供重要的參考價值,但目前不同季節(jié)修仁茶的香氣組成及其含量方面的研究尚未見報道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】采用GC-MS法對春、夏、秋3季的修仁茶樹品種加工成的綠茶和紅茶的香氣組分進(jìn)行檢測,結(jié)合感官審評,了解不同季節(jié)修仁綠茶和紅茶的香氣組成特點(diǎn),對不同季節(jié)修仁茶品種加工成的不同茶類香氣組分進(jìn)行分析研究,從茶葉香氣的角度為該品種的不同季節(jié)茶葉的適制性提供理論依據(jù)。
1.1 供試材料
春、夏、秋季的修仁茶綠茶和紅茶均采制于廣西桂林茶葉科學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)基地,按駐芽一芽二葉標(biāo)準(zhǔn)分別采摘春季(2015年5月10)、夏季(2015年7月15日)和秋季(2015年9月20日)修仁茶鮮葉。各干茶樣經(jīng)過粉碎,過40目篩,用鋁箔袋封裝,進(jìn)行香氣組分檢測。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 樣品處理 采用HS-SPME法(頂空固相微萃取),將6.0 g茶樣置于100 mL樣品瓶中,加入30 mL 100 ℃蒸餾水在60 ℃ 恒溫水浴中5 min,插入老化5 min的萃取頭,頂空吸附50 min,直接插入GC-MS進(jìn)樣器中240 ℃ 解吸附5 min 同時啟動Thermo-DSQ收集數(shù)據(jù)。
1.2.2 色譜條件 氣相色譜柱為DB-5MS毛細(xì)管柱(60 m×0.25 μm×0.32 mm),載氣為高純氦氣純度99.999 %,柱流量1.0 mL/min,進(jìn)樣方式為手動無分流進(jìn)樣。
程序升溫 50 ℃保持5 min,以3 ℃/min上升至180 ℃保持5 min,再以10 ℃/min 上升至240 ℃保持5 min。
1.2.3 質(zhì)譜條件 進(jìn)樣口240 ℃,離子源230 ℃。電子轟擊源EI,電子能量70 eV,掃描質(zhì)量范圍為50~650 amu。對獲得的GC-MS圖譜通過與計(jì)算機(jī)檢索與NIST質(zhì)譜庫提供的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖進(jìn)行對照并參照已發(fā)表的質(zhì)譜圖鑒定芳香物質(zhì),相對百分含量按峰面積歸一化法計(jì)算,根據(jù)色譜圖保留峰面積計(jì)算各種香氣成分的相對百分含量。
1.2.4 數(shù)據(jù)檢索 在NIST Willey 標(biāo)準(zhǔn)譜庫上檢索匹配,并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)報道、各香氣成分的相對保留時間等進(jìn)行最后的定性,以各香氣組分的峰面積占總面積之比值表示組分的相對含量[4]。
1.3 感官品質(zhì)審評
按照GB/T 23776-2009茶葉感官審評方法,由具有評茶資格的5名審評員進(jìn)行密碼審評。
2.1 不同茶類修仁茶香氣成分分析
由6個樣品中分離鑒定的主要香氣成分結(jié)果(表1)可知,修仁綠茶共檢測出香氣物質(zhì)55種,紅茶共檢測出香氣物質(zhì)50種,由于采用相同的原料加工,因此修仁茶的紅茶和綠茶在某些香氣成分組成有相似之處,共有成分有31種,分別是β-芳樟醇、香葉醇、苯乙醇、氧化芳樟醇Ⅱ(呋喃型)、橄欖醇、氧化芳樟醇Ⅰ(呋喃型)、脫氫芳樟醇、3-己烯-1-醇、α-雪松醇和辛醇等。而由于茶類不同,導(dǎo)致修仁綠茶和紅茶香氣物質(zhì)組成的差異,如修仁綠茶未檢測出環(huán)氧芳樟醇Ⅱ、反-橙花叔醇、苯甲醇、環(huán)氧芳樟醇Ⅰ、α-萜品醇、橙花醇、壬醇、反-2-反-4-庚二烯醛等18種香氣物質(zhì),而在修仁紅茶中未檢測出橙花叔醇、2-乙基-1-己醇、1-辛烯-3-醇、蓽澄茄油醇、葵醛和辛醛等24種香氣物質(zhì);同時也形成了同種香氣組分含量的差異性。修仁茶綠茶和紅茶樣品分析得到的總離子流色譜圖(圖1)。
2.2 不同季節(jié)修仁茶綠茶香氣組成的特點(diǎn)
由表1的香氣成分相對含量結(jié)果可知,修仁綠茶的春茶、夏茶和秋茶的香氣物質(zhì)相同,均檢測出55種。從香氣成分的組成來看(圖2),修仁綠茶的夏茶和秋茶的香氣物質(zhì)組成比較相似,都是醇類物質(zhì)所占比例最高,相對含量分別是37.75 %和42.39 %,碳?xì)浠衔锎沃?,相對含量分別是25.85 %和18.21 %,再次就是酯類物質(zhì),含量分別是14.43 %和16.12 %;修仁綠茶的春茶也是醇類相對含量最高,高達(dá)45.83 %,而香氣物質(zhì)相對含量高排第二的是酯類物質(zhì),含量為23.86 %,其次是醛類物質(zhì),含量為8.99 %,再次是碳?xì)浠衔?,含量?.76 %。
表1 修仁茶綠茶和紅茶的春茶、夏茶和秋茶的香氣成分相對含量
續(xù)表1 Continued table 1
序號No.香氣組分Aromacomponent分子式MolecularformulaX1(%)X2(%)X3(%)X4(%)X5(%)X6(%)412,3?環(huán)氧?β?紫羅酮5,6?Epoxy?β?iononeC13H20O21.110.610.340.700.310.37426?甲基?5?庚烯?2?酮6?Methyl?5?heptene?2?oneC8H14O0.620.880.9∕∕∕432,3?辛二酮2,3?OctanedioneC8H14O20.470.490.56∕∕∕442,6,6?三甲基環(huán)己烷酮2,2,6?TrimethylcyclohexanoneC9H16O0.360.540.55∕∕∕45β?達(dá)馬烯酮β?DamascenoneC13H18O∕∕∕0.710.580.51酮類相對含量總和8.057.697.856.214.314.67酯類46順?己酸?3?己烯酯cis?HexanoicAcid,3?hexenylesterC12H22O212.315.283.893.063.722.7247二甲基戊酸甲酯Pentanoicacid,2?methyl?,methylesterC7H14O23.533.122.43∕∕∕48水楊酸甲酯Salicylicacid,methylesterC8H8O32.982.587.429.4614.0116.6749反?丁酸?3?己烯酯trans?3?HexenylButyrateC10H18O22.100.820.73∕∕∕50反?戊酸?2?己烯酯trans?2?HexenylcaproateC10H18O21.341.310.960.831.421.1051辛酸甲酯Octanoicacid,meyhylesterC9H18O21.191.120.41∕∕∕52順?3?己烯乙酸酯cis?3?HexenylAcetateC8H14O20.410.20.28∕∕∕53二氫獼猴桃內(nèi)酯dihydroactinidiolideC11H16O2∕∕∕0.790.410.26酯類相對含量總和23.8614.4316.1214.1419.5620.75碳?xì)浠衔?4順?β?羅勒烯cis?β?OcimeneC10H161.247.334.470.650.630.8055β?蒎烯β?PineneC10H161.160.870.96∕∕∕56檸檬烯LimoneneC10H161.021.731.85∕∕∕57β?丁香烯β?CaryophylleneC15H240.992.232.110.580.40.6958δ?杜松烯δ?CadineneC15H240.943.132.451.070.871.11592?乙烯基?1,1?二甲基?3?亞甲基?環(huán)己烷2?ethenyl?1,1?dimethyl?3?methylene?CyclohexaneC11H180.764.892.97∕∕∕60α?甜旗烯α?CalacoreneC15H200.450.880.500.550.360.3861反?β?羅勒烯trans?β?OcimeneC10H160.450.690.55∕∕∕622,6?二甲基?1,3,5,7?辛四烯2,6?Dimethyl?1,3,5,7?octatetraeneC10H140.430.610.58∕∕∕63α?蓽澄茄油烯α?CubebeneC15H240.410.680.51∕∕∕64α?古巴烯α?CopaeneC15H240.350.660.59∕∕∕65雪松烯CedreneC15H240.311.460.310.670.360.4166β?雪松烯β?CedreneC15H240.250.690.36∕∕∕67月桂烯β?MyrceneC10H16∕∕∕1.001.021.0868α?法尼烯α?FarneseneC15H24∕∕∕0.640.470.71碳?xì)浠衔锵鄬靠偤?.7625.8518.215.164.115.18吡咯類及其衍生物70苯乙腈BenzylnitrileC8H7N1.991.321.71∕∕∕吡咯類及其衍生物相對含量總和1.991.321.71酸類71橙花酸NericacidC10H16O2∕∕∕1.750.641.0772壬酸NonanoicacidC9H18O2∕∕∕1.160.520.26酸類相對含量總和2.911.161.33其他香氣物質(zhì)73二甲硫DimethylsulfideC2H6S1.611.711.58∕∕∕74氧化石竹烯CaryophylleneoxideC15H24O0.340.580.520.490.30.37752?正戊基呋喃2?PentylfuranC9H14O0.580.961.030.640.550.37其他香氣物質(zhì)相對含量總和2.533.253.131.130.850.74
注:X1:修仁綠茶春茶;X2:修仁綠茶夏茶;X3:修仁綠茶秋茶;X4:修仁紅茶春茶;X5:修仁紅茶夏茶;X6:修仁紅茶秋茶;“/”代表沒有檢測出該種香氣物質(zhì)。 Note: X1: The spring Xiuren green tea; X2: The summer Xiuren green tea; X3:The autumn Xiuren green tea; X4:The spring Xiuren black tea; X5:The summer Xiuren black tea; X6:The autumn Xiuren black tea; ‘/’means the aroma was not found by detection.
圖1 修仁茶綠茶、紅茶在春、夏、秋3季香氣的GC-MS總離子流圖Fig.1 GC-MS tolai ion-flow chromatograms of the aroma-producing components of Xiuren green tea and black tea from different seasons
X1:修仁綠茶春茶;X2:修仁綠茶夏茶;X3:修仁綠茶秋茶;X4:修仁紅茶春茶;X5:修仁紅茶夏茶;X6:修仁紅茶秋茶X1:Xiuren the spring green tea; X2: Xiuren the summer green tea; X3:Xiuren the autumn green tea; X4:Xiuren the spring black tea; X5:Xiuren the summer black tea; X6:Xiuren the autumn black tea圖2 修仁品種的綠茶和紅茶的香氣分類后的相對含量Fig.2 Relative content of classified aroma-producing components of Xiuren green tea and black tea from different seasons
由表2可知,在主導(dǎo)香氣成分中,修仁綠茶春茶、夏茶和秋茶的主導(dǎo)香氣成分的種類均較多,包括醇類、醛類、酯類等,且均是醇類物質(zhì)占各主導(dǎo)香氣成分的47.32 %以上,且大部分的主導(dǎo)香氣物質(zhì)呈花香型,如β-芳樟醇、香葉醇、氧化芳樟醇等,這與審評結(jié)果相符(表3)。其中修仁綠茶春茶的主導(dǎo)香氣成分中的醇類物質(zhì)比較多,醇類物質(zhì)占其主導(dǎo)香氣成分的62.34 %,β-芳樟醇和香葉醇的相對含量也較修仁綠茶夏茶和秋茶明顯高,碳?xì)漕愇镔|(zhì)沒有列入主導(dǎo)香氣成分當(dāng)中;修仁綠茶夏茶的主導(dǎo)香氣成分的種類較其他兩樣品的多,此外,碳?xì)漕愇镔|(zhì)占其主導(dǎo)香氣成分的30.34 %,比修仁綠茶秋茶高出15.69 %;修仁綠茶秋茶的主導(dǎo)香氣成分的種類也較多,其中氧化芳樟醇Ⅰ和水楊酸甲酯是修仁綠茶秋茶的獨(dú)有主導(dǎo)香氣成分,修仁綠茶春茶和夏茶的主導(dǎo)香氣成分中未見有。
表2 不同季節(jié)修仁綠茶主導(dǎo)香氣成分的相對含量(%)
注:主導(dǎo)香氣成分中的“主導(dǎo)”指占總香氣相對含量50 %所包括的相對含量排序在前的各香氣組分;“-”代表該香氣物質(zhì)不是所對應(yīng)茶樣的主導(dǎo)香氣成分。 Note: The dominant aroma component in the dominant aroma component refers to the relative content of the aromatic components in the relative content of 50 % of the total aroma; ‘-’ represents the aroma component does not correspond to the dominant aroma component of the tea sample.
表3 修仁各茶樣的感官審評結(jié)果
2.3 不同季節(jié)修仁茶紅茶香氣組成的特點(diǎn)
從修仁紅茶的春茶、夏茶和秋茶中均檢測出50種相同的香氣物質(zhì)(表1)。修仁紅茶3個季節(jié)茶樣的香氣成分組成較為相似,均為醇類物質(zhì)的相對含量最高,所占比例較修仁綠茶高,其相對含量分別是54.35 %、52.80 %和51.98 %;其次,修仁紅茶的春茶相對含量較高的香氣物質(zhì)是醛類,而修仁紅茶的夏茶和秋茶相對含量較高的香氣物質(zhì)為酯類物質(zhì)。
由表4修仁紅茶的主導(dǎo)香氣成分相對含量可知,修仁紅茶的春茶、夏茶和秋茶的主導(dǎo)香氣成分組成較為相似,都是以醇類物質(zhì)為主,如芳樟醇及其氧化物、香葉醇和苯乙醇為主,其次是醛類和酯類物質(zhì),如苯甲醛和水楊酸甲酯,這些香氣物質(zhì)具有花香、甜香及鮮爽氣味,有利于紅茶香氣物質(zhì)的形成;修仁紅茶春茶的主導(dǎo)香氣成分種類最多,夏茶次之,秋茶最少。從審評結(jié)果也可得知,修仁紅茶的春茶、夏茶和秋茶的香氣具有甜香的特點(diǎn),且在同樣的加工條件下,春茶和秋茶的香氣比夏茶的略好。
表4 不同季節(jié)修仁紅茶主導(dǎo)香氣成分的相對含量(%)
注:“-”代表該香氣物質(zhì)不是所對應(yīng)茶樣的主導(dǎo)香氣成分。
Note: ‘-’ represents the aroma component does not correspond to the dominant aroma component of the tea sample.
本研究結(jié)果表明,不同采摘季節(jié)對修仁綠茶和紅茶的香氣成分影響很大,構(gòu)成了它們自身的香氣特點(diǎn),與前人有關(guān)結(jié)果較為一致[10-11]。有關(guān)研究表明,環(huán)境條件對茶樹體內(nèi)的芳香物質(zhì)合成有直接關(guān)系,茶葉中糖苷類香氣前提含量的季節(jié)性變化明顯,在香氣前提總量上,春、秋季含量較高,而夏季含量較低[12]。龔自明等[13]研究表明,綠茶香氣的主導(dǎo)物質(zhì)主要為醇類和酯類化合物,其次是碳?xì)漕?、醛類、酮類和雜氧化合物。這一結(jié)果與本實(shí)驗(yàn)的修仁綠茶春茶香氣物質(zhì)組成相符合,與修仁綠茶夏茶和秋茶的主導(dǎo)香氣物質(zhì)有一定差異,兩者均是以醇類和碳?xì)浠衔餅橹鳎@可能與采摘季節(jié)和加工方式不同造成的。萜烯類衍生物,主要是單萜烯類衍生物如橙花叔醇、芳樟醇、香葉醇等,在春季占揮發(fā)油的比例比夏季高[14]。在各季節(jié)中均檢測出吡咯類及其衍生物,其中在修仁綠茶春茶中含量最高,這類化合物感官閾值較低,具有強(qiáng)烈的感官特性[15],使茶葉具有板栗香和炒熟香,在低溫加工時不利于這類物質(zhì)的產(chǎn)生。這一結(jié)果與感官品質(zhì)審評相符。在修仁綠茶香氣物質(zhì)中未檢測出酸類物質(zhì)。
本研究結(jié)果得出,修仁紅茶的香氣成分中醇類含量最高,芳樟醇、橙花醇、水楊酸甲酯、任醛、氧化芳樟醇、香葉醇、苯乙醇等一起構(gòu)成主導(dǎo)成分,與王秋霜等[16]人的觀點(diǎn)較為一致。有研究表明,紅茶有3種典型的香型,第一種是有高含量的芳樟醇及其氧化物,第二是中間類型,即含有芳樟醇和橙花醇,第三種是有高含量的橙花醇[17]。從本研究結(jié)果看,不同季節(jié)修仁紅茶均屬于第一種類型,這可能與茶樹品種有關(guān)。本研究僅從香氣組分結(jié)合感官審評的角度對修仁茶品種的適制性進(jìn)行了初步分析和評價,其他品質(zhì)指標(biāo)如生化成分等的評價還有待深入研究。
從本研究的香氣成分分析結(jié)果可得知,修仁品種的適制性較強(qiáng),春茶能適制綠茶和紅茶,其制成的綠茶具有花香,紅茶香氣濃郁持久;夏茶可能適制紅茶,其制成的紅茶香氣濃郁持久,帶甜香;秋茶可能適制紅茶,所制紅茶香氣甜香。
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(責(zé)任編輯 汪羽寧)
Aroma-producing Components of Xiuren TeaLeaves during Different Seasons by GC-MS
SU Min1, WEI Liu-hua1, LIU Chu-sheng1, YANG Chun1, LAI Zhao-rong1, QIN Yu-long1, ZHANG Ying-bin2
(1. Guangxi Guilin Tea Research Institute, Guangxi Guilin 541004, China;2.Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Zhejiang Hangzhou 310008, China)
【Objective】The effect of different seasons on the volatile components of Xiurentea was analyzed, which provided the theoretical basis for access the suitability of Xiuren tea from the perspective of aroma components.【Method】The aroma-producing components in Xiuren green tea and Xiuren black tea prepared from Xiuren tea leaves, were studied by using gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS). 【Result】There were 55 similar kinds of aroma substances in spring tea, summer tea and autumn tea of Xiuren green tea respectively. The alcohols was the highest content in spring tea(45.83 %), summer tea(37.75 %) and autumn tea(42.39 %) The dominant aroma components of spring tea and autumn tea were alcohols of floral aroma, accounting for 64.50 % and 57.10 % of the main aroma components respectively, dominant aroma-producing components was the main composition of summer tea. The aroma-producing components of Xiuren black tea from different seasons were similar. The alcohols was the highest content in spring tea(54.35 %), summer tea(52.80 %) and autumn tea(51.98 %), which higher than Xiuren green tea. The main aroma components of Xiuren black tea were trans-linalool oxide, trans-Geraniol and trans-Geraniol, which similar with Xiuren green tea.【Conclusion】Xiuren tea had a wide range of processing adaptability, spring, summer and autumn tea can be adapted to black tea, and spring tea can be adapted to green tea.
Xiuren tea; Aroma constituents; Analysys of gas chromatography-mass spectrometry; Season
1001-4829(2017)7-1538-08
10.16213/j.cnki.scjas.2017.7.013
2017-02-24
廣西農(nóng)業(yè)重點(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目“廣西野生茶樹保護(hù)性開發(fā)的配套技術(shù)研究”(201516);廣西科技開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“廣西茶樹種質(zhì)資源庫建設(shè)及開發(fā)研究”(桂科能14123006-39);桂林市科技開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“高黃酮含量茶產(chǎn)品開發(fā)及其加工工藝研究”(20160217-3)
蘇 敏(1965-),男,廣西大化人,副研究員,主要從事茶樹良種選育、茶葉加工及茶樹良種繁育等研究工作,E-mail:Sumin712@sina.com。
S571.1
A