基于HS-SPME/GCf GC-TOFMS/OAV 不同栗香特征绿茶关键香气组分分析

基于HS-SPME/GCf GC-TOFMS/OAV 不同栗香特征绿茶关键香气组分分析
张铭铭1,2，尹洪旭1，邓余良1，姚月凤1,2，江用文1，滑金杰1，袁海波1,*，杨艳芹1,*
（1.中国农业科学院茶叶研究所，农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，浙江 杭州 310008； 2.中国农业科学院研究生院，北京 100081）
摘 要：采用顶空固相微萃取结合全二维气相色谱-飞行时间质谱技术分析3 类典型栗香绿茶的挥发性成分，并采用香气活度值（odor activity value，OAV）法对关键香气组分进行筛选。结果表明：3 类不同栗香特征的绿茶共鉴定出79 种共有香气组分，其中萜烯类较多，醛类物质相对含量最高；基于OAV不小于1，共筛选出12 种关键香气组分，其中己醛、1-辛烯-3-酮、β-紫罗兰酮在3 类典型栗香绿茶中OAV均不小于10，特别是1-辛烯-3-酮在3 类典型栗香绿茶中OAV均超过100；以OAV结果为基础，在模拟体系中添加相同浓度和比例的关键香气组分进行香气重构，3 类典型栗香重构样与对照样的夹角余弦值均在0.97以上。本研究明确了12 种关键香气组分对栗香绿茶特征香气的贡献作用，并通过香气重组实验进一步证实了结果的可靠性，为绿茶赋香物的定性及量化理论研究提供了一定的理论依据。
关键词：顶空固相微萃取；全二维气相色谱-飞行时间质谱；栗香绿茶；气味活度值
绿茶是我国六大茶类之一，以其“清汤绿叶”的品质特征倍受消费者喜爱[1]。香气是茶叶品质的重要组成部分，其感官评定权重系数为25%，日本茶学家山西贞将茶叶香气比作“茶叶品质的命根子”，可见其重要性。
根据香气在类型、嗅感等感官表征上的差异，可将绿茶分为清香型、烘炒型（栗香）、花香型等类型[2]。栗香是绿茶重要的特征香型之一，根据栗香强度和持久度方面的差异，感官评审中又可将其细分为板栗香、嫩栗香、熟栗香。板栗香是一种基于特定品种的坚果香气，多见于制作中火功恰到好处的高档绿茶及个别品种茶；嫩栗香是在板栗香风味的基础上，突显柔和、新鲜幽雅的毫茶香，在原料幼嫩、采制精细的高档绿茶中较为常见；熟栗香则表现为由栗香到高火香过渡的香气特征，一般形成于足火的加工条件下[3]。
与普洱茶[4]、乌龙茶[5]、大吉岭红茶[6]等高香茶相比，绿茶香气的组分繁多且含量极低，加工和贮存过程中易发生转变的特点使得其关键组分的研究较为缓慢。目前，绿茶特征组分研究多针对于品类的特征物质判定及产区的差异性分析，研究方法主要是采用香气组分的相关性分析推断其特征物质[7]，如舒畅等[8]借助气相色谱-嗅觉测量等方法研究并提出了新、陈龙井茶的特征物质；王梦琪等[9]采用偏最小二乘法判别分析实现了3 个产区龙井茶香气的有效区分；叶国注等[10]通过贝叶斯逐步判别分析法筛选出了β-紫罗酮、植醇、芳樟醇等化合物用以区分栗香型和非栗香型茶样，却鲜见借助香气活度值（odor activity values，OAV）判断栗香特征物质的贡献度。香气重组是在筛选出特殊香气的关键组分后，将其按照定量分析得到的浓度添加至基质中，以基质是否重现该特殊香气轮廓检验筛选结果是否准确的方法。现今，该方法在食品领域较为常见[11-20]，却较少应用于茶叶香气，尤其是栗香的特征香气研究。
目前提取香气的常用技术主要包括同时蒸馏萃取法、减压蒸馏萃取法、顶空分析法、超临界二氧化碳萃取法等，其中顶空固相微萃取（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）以其操作时间短、样品量少、重复性好等优点广泛用于茶叶中挥发性与半挥发性物质的制备[21-26]。在检测技术方面，随着色谱技术的快速发展，全二维气相色谱-飞行时间质谱（comprehensive two-dimensional gas chromatographytime-of-flight mass spectrometry，GCh GC-TOFMS）技术以高灵敏度、高分辨率和信息量大等特点，广泛应用于食品香气检测[27-33]和农残检测[34]等领域，目前也普及到茶叶领域，如Zhang Lei等[35]将GCh GC-TOFMS技术运用于茶叶检测，并结合多元统计分析对绿茶、乌龙茶和红茶中的挥发性成分进行了比较研究，实现了3 种茶类的良好区分；朱荫等[36]对西湖龙井茶进行GCh GC-TOFMS与GC-MS联用技术检测的分析比较，发现GCh GC-TOFMS能鉴定出522 种香气成分，其数量是GC-MS的5 倍，展现了强大的分离性能。
基于栗香的关键组分尚不明晰，也鲜有人以香气活度值法判断香气组分贡献度寻找栗香的特征物质，本实验采用HS-SPME结合GCh GC-TOFMS技术对3 类典型栗香绿茶进行检测分析，借助OAV法对关键组分进行筛选。针对其共有组分构建栗香绿茶的香气骨架，并进一步采用香气重构法进行结果验证，旨在丰富栗香绿茶关键组分的理论体系，为栗香绿茶的品质调控技术提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器
从全国主要产茶区收集到具有栗香风味的炒青绿茶220 个（均产于2015年），经专业审评小组审评后从中筛选出9 个典型栗香风味的绿茶（板栗香、嫩栗香、熟栗香各3 个），置于4 ℃贮藏，具体信息见表1。
表 1 3 种栗香型茶样信息
Table 1 Detail information about three types of green teas with chestnut-like aroma

重构实验所用的鲜叶原料采自浙江省开化县名茶开发公司十里铺基地，品种为福鼎大白，嫩度为单芽至一芽一叶，采制时间为2018年9月20日。
Pegasus 4D GCh GC-TOFMS联用仪 美国LECO公司；50/30 μm二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）萃取头 美国Supe1co公司；20 mL顶空瓶 美国Agilent公司；癸酸乙酯（纯度99.5%） 梯希爱化成工业发展有限公司；异丁醛、正己醛、庚醛、壬醛、癸醛、苯乙醛、芳樟醇、1-辛烯-3-醇、 1-辛烯-3-酮、β-紫罗兰酮、对伞花烃、己酸乙酯（纯度 均≥95%） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；蒸馏水 娃哈哈纯净水。
1.2 方法
1.2.1 感官审评
本审评小组由3 男2 女组成，小组成员均具有国家中级评茶员证。感官审评标准依照GB/T 23776ü 2018《茶叶感官审评方法》，主要对绿茶的香气进行审评，审评顺序为热嗅、温嗅、冷嗅。具体方法为：取3 g茶叶倒入审评杯内，用沸水充至杯满（约150 mL），浸泡4 min，随后将茶汤沥入审评碗内，闻杯内香气并评其术语，判断香型。审评重复3 次，结果判定遵循少数服从多数原则，最终由审评小组一致通过从而筛选出具有典型栗香特征的茶样。
根据GB/T 14487ü 2008《茶叶感官术语》，结合典型栗香绿茶的香气特征，整理出6 个香气术语（熟甜、足火、花果香、清香、青草气、嫩香）描述栗香绿茶的特征，具体定义如表2所示。
表 2 栗香绿茶感官术语及其定义
Table 2 Sensory descriptor terms and definitions for green teas with chestnut-like aroma

1.2.2 样品前处理
HS-SPME法：称取0.5 g茶粉（精确至0.001 g）于20 mL的顶空瓶中，加入癸酸乙酯（100 mg/L）10 μL、沸蒸馏水10 mL，立即拧紧顶空瓶盖，置于加热振荡器中60 ℃预平衡3 min，然后用DVB/CAR/PDMS萃取头在顶空瓶的上部空间萃取1 h，完成香气吸附。
1.2.3 GCh GC-TOFMS测定条件
检测条件参考文献[37]的方法，具体条件如下：
色谱柱：一维柱：DB-5MS（30 mh 250 μm，0.25 μm）；二维柱：DB-17HT（1.9 mh 100 μm，0.10 μm）；进样口及传输线温度分别为280 ℃和270 ℃；载气为高纯氦气（99.9%）；不分流进样；调制解调周期4.0 s；样品进样量1.0 μL。一维柱升温程序：50 ℃保持1.0 min，以6.0 ℃/min升至200 ℃，保持2.0 min，然后以15 ℃/min升至270 ℃，保持2 min；二维柱升温程序：55 ℃保持1.0 min，以6.0 ℃/min升至205 ℃，保持2.0 min，然后以15 ℃/min升至275 ℃，保持2 min。总分析时间为34.7 min。
质谱条件：电子电离源；电离能量－70 eV；质量扫描范围33～500 u；离子源温度220 ℃。
将化合物的质谱与标准谱库（MAINLIB、REPLIB和NIST_RI）比对，辅助人工解谱。依据正反相似度（正相似度≥800，反相似度≥800）、可能性不小于1 000及保留指数值比对定性[37]。
1.2.4 挥发性成分的定量和OAV的计算
挥发性成分的定量采用内标法，按式（1）计算：

式中：Ci为任一组分的质量浓度/（μg/L）；Cis为内标的质量浓度/（μg/L）；Ai为任一组分的色谱峰面积；Ais为内标的色谱峰面积。
OAV按式（2）计算：

式中：Ci为任一组分的质量浓度/（μg/L）；OTi为任一组分在水中的香气阈值/（μg/L）。
1.2.5 重构方法
以产地、品种、嫩度均相同的鲜叶为原料，分别制成具有3 类典型栗香特征（参考文献中的描述并经专家和多名评茶员多次鉴定）的茶样3 个（板栗香1 个，嫩栗香1 个，熟栗香1 个）和具有高纯香气特征（具有绿茶的普遍香气，无特殊香型表现，经具有多年审评经验的专家认定）的茶样1 个，具体信息见表3。以3 类典型栗香茶样为标准对照样，高纯香气茶样为背景基质，将OAV不小于1的12 种关键香气组分按3 类香型在各自原茶汤中的比例配制成相应的香气溶液，分别添加至盛有3 g高纯香气茶叶的审评杯中，其中，标准对照样也分别添加与香气溶液等量的纯水以平衡水温，消除不必要的误差。以沸水冲泡至满杯，待4 min后闻其香气，重复3 次以保证准确性，然后由9 人审评小组（4 男5 女）对标准对照体系和模拟栗香体系的6 种特征香气属性强度进行打分（分值0～5：0 分为无感，1～2 分为有微弱香气感，3～4 分为有香气感，5 分为香气强烈），取其均值作为最终呈香结果，根据栗香各特征属性的评分作雷达图，直观展现模拟效果。
表 3 不同香型的绿茶标样信息
Table 3 Information about green tea standard samples with different aromas

1.3 数据处理
数据统计及图表绘制均采用Excel 2013软件。
2 结果与分析
2.1 栗香绿茶香气成分的鉴定与分析
3 类不同栗香特征的绿茶共定性出79 种共有香气组分（表4），主要包括16 种萜烯类、14 种醛类、11 种酮类、11 种芳香烃、10 种酯类、7 种烯类、4 种醇类、1 种酸类以及5 种其他类化合物，这些香气化合物大多已在相关文献里报道[38-39]。其中以萜烯类数量较多，研究表明，该类物质是由β-葡萄糖苷酶参与产生的香气物质[8]，是绿茶中花果香重要的物质基础[40]，可能对栗香中花果香的形成有重要作用。其中，月桂烯（甜橘味、香酯气）在3 种栗香中含量较高，均值为10.7 μg/L，尤在板栗香中含量最高，可能对果香味贡献较大。醛类物质通常给人以愉悦的感官体验，参与形成特殊的香气风格，此处该类化合物占香气化合物总量的29.98%～34.48%，相对含量最高。其中以己醛（青草气、苹果香）在3 类栗香中平均质量浓度最高，达到90.78 μg/L，参与构成栗香清新幽雅的气味特征。酮类占比9.72%～13.07%，以4-甲基-3-戊烯-2-酮（蜂蜜气味）质量浓度较高，尤其在板栗和熟栗香中较高，分别为62.79 μg/L和50.74 μg/L，可能对甜香的形成起重要作用。芳香烃类物质是优质香气的化学基础，其相对含量与酮类相近。其中，对二甲苯（芳香气息）的含量最高，参与形成栗香的愉悦气味。酯类物质通常呈现果香，(E)-乙酸叶醇酯和(Z)-顺-3-己烯基丁酯在栗香中含量较高，尤在板栗香和熟栗香中含量较高，其含量是嫩栗香的5 倍左右，推测可能与原料嫩度有关。烯类物质中，对伞花烃（水果的清新气味）平均含量居高，尤其在嫩栗香中最高（76.43 μg/L），参与栗香中清香分属性的形成。醇类化合物通常带有特殊的花香和果香，其种类和相对含量在各种茶中均较高，此处醇类化合物占比2.96%～7.35%。其中以蘑菇醇（清香带甜）在栗香中含量最高，对3 类栗香的贡献也较大，OAV均值达到17.1。酸类物质大多呈现不愉悦气味，不利于茶叶香气品质，本实验仅检出一种该类物质且相对含量也最低，仅占0.01%～0.12%。吕连梅[41]和沈力飞[42]等研究认为热物理化学反应下生成的吡咯、吡嗪、呋喃类物质对栗香的形成有利，本研究检测出1-乙基-1H-吡咯（40.64 μg/L）和2-正丁基呋喃（5.64 μg/L）含量较高，辅证了其观点。
表 4 3 类栗香绿茶香气组分的定量结果
Table 4 Qualitative results of volatile components in three chestnutlike aroma types of green teas

续表4

续表4

注：uk.化合物阈值未知；ü .无法计算OAV。
2.2 不同栗香特征绿茶香气组分的OAV分析
表 5 3 类栗香绿茶关键组分的相关信息
Table 5 Information about key compounds in three chestnut-like aroma types of green teas

香气组分对绿茶特征风味的贡献不仅与该组分在茶汤中的浓度有关，其阈值也是非常重要的参考依据[37]。OAV是香气化合物质量浓度与阈值之比，能确切地评价单一香气组分对整体香气的贡献度。一般认为OAV不小于1的化合物为呈现栗香的关键化合物[43]。本研究参照相关文献中部分化合物在水中的阈值计算各化合物的OAV，芳樟醇、己醛、1-辛烯-3-酮、β-紫罗兰酮、蘑菇醇在3 类典型栗香中OAV均值达到10以上（表4），对栗香的构成有重要贡献。为准确研究各自香型特点，以OAV不小于1为标准从3 种栗香绿茶中筛选出了12 种关键香气物质。
由表5可知，12 种关键香气物质以醛类物质最为主要，占比50%。研究表明[44-46]：异丁醛、正己醛、庚醛沸点较低，阈值较高，具有脂肪味、青草香、皂香，可能是导致栗香茶中稍带青草气的重要原因之一。其中，己醛和庚醛又带有果香，在3 种栗香中的贡献度要远大于异丁醛，这也是栗香总体呈现愉悦气味的原因之一。C9～C12饱和醛在高度稀释下有良好的香气特征，如壬醛具有玫瑰花香、蜜蜡花香气息；癸醛被认为是绿茶爽快香气的相关成分[2]，带有甜香和花香。两者的OAV在板栗香和熟栗香中较高，嫩栗香中较低，可能是它们对花香和果香的贡献较大。苯乙醛是由苯丙氨酸经脱氨脱羧后形成的相应醛类物质，使茶叶呈现类似风信子的花香，稀释后具有水果的甜香气，在3 种栗香中所占含量均等。萜烯醇类是茶叶中重要的芳香物，对茶叶香气的形成发挥着重要作用[41]，芳樟醇和1-辛烯-3-醇均属于该类物质。芳樟醇既有花香，又有木香和果香气息，香气柔和且持久，是茶叶中含量较高的香气物质之一，其含量与茶树品种关系密切[40]，板栗香中该物质的含量明显高于嫩栗香和熟栗香，这与板栗香常见于个别品种相印证，推测可能是板栗香茶叶品种中特有的香气组分。1-辛烯-3-醇常见于茶叶、蘑菇、甜瓜等天然植物中[47]，具有蘑菇和干草的香气，清香带甜，可能参与栗香青草气和甜香的构成。酮类物质中，1-辛烯-3-酮具有土壤香、清香、蔬菜香特征，其阈值极低，OAV在3 类典型栗香中均超过100，可能对栗香的清香分属性作用较大。β-紫罗兰酮具有紫罗兰香气，花香浓郁，对绿茶香气影响较大[40]，其阈值极低（仅次于1-辛烯-3-醇），对3 种栗香的风味贡献均较大，可能是栗香茶中花香馥郁的特征物质。对伞花烃具有水果的清新气味，在嫩栗香中贡献率较大，可能参与构成嫩栗香的清香。己酸乙酯天然存在于香蕉等水果中，有强烈的果香和酒香，在板栗香和熟栗香中贡献度较大，这与板栗香和熟栗香的果香和熟香味较浓相对应。
12 种关键化合物中，己醛、1-辛烯-3-酮、β-紫罗兰酮在3 类栗香中OAV均不小于10，需重点关注。其余化合物虽阈值相对较低，但都以一定的比例相协调而发挥各自的呈香作用，最终得以构成栗香这一特殊香型。
2.3 栗香绿茶的香气重构分析
茶叶香气品质特征是由众多香气组分以一定比例、通过协同作用而形成的整体感官评价[37]。OAV法仅考虑单一组分在水中的香气特征，无法说明组分之间的相互作用，且单一组分在水中的阈值并不能真正反映各个组分的实际阈值，香气特征也可能由于组分间的协同作用而加强，导致阈值降低[48-49]。为了进一步确认栗香绿茶的关键组分，本研究采用香气重构法进行验证。
以筛选出的典型栗香茶样（板栗香、嫩栗香、熟栗香各1 个）为标准对照样，将OAV分析得到的12 种关键香气物质按原茶汤中的比例配制成香气溶液，添加至以高纯香气茶汤为基质的溶液中，对熟甜、足火、花果香、清香、青草气、嫩香6 个特征属性进行打分，结果如表6所示。3 种香型的熟甜属性值较为接近，可能是3 种香型均是以板栗香为本体，熟甜味是其本质属性。其中，嫩栗香的嫩香较为突出，这与其原料幼嫩、采制精细相对应；青草气也是3 种香型中属性较明显的，这与火功不足有关。板栗香是一种基于特定品种的坚果香气，故其花果香的属性强度值在两体系中均最高。熟栗香一般形成于足火条件下，故其青草气已完全消失，表现为绿茶的普遍香气——清香，与其他2 种香型比较，足火值较高、熟甜味较重，符合其香气定义。
表 6 3 种香型模拟体系的审评结果
Table 6 Sensory evaluation results of three chestnut-like aroma simulation systems

图1直观展现了模拟效果，可以看出3 种不同栗香体系的6 个特征属性值都比较吻合。模拟体系中，板栗香型的嫩香和嫩栗香型的熟甜、足火、清香及熟栗香型的足火属性的描述强度得分比标准体系稍高，说明具有该气味属性的关键化合物质量浓度高、阈值低；而板栗香型中除嫩香、青草气外的4 种分属性和嫩栗香型的花果香、嫩香分属性及熟栗香型中除足火、青草气外的4 种分属性的描述强度得分比标准体系稍低，说明除了这些OAV不小于1的关键化合物起作用外，其他OAV较低的香气化合物也会对栗香的形成有不可忽视的贡献作用。
此外，对3 种不同栗香体系做相似度分析，以夹角余弦值作为评价两体系拟合度高低的量化指标。夹角余弦值一般介于0～1之间，越接近于1表明相似度越高。从表7可以看出，3 种香型的模拟体系样与标准对照样的相似度值均在0.97以上，重构效果较好，进一步验证了12 种关键香气组分对栗香绿茶特征香气的贡献作用。

图 1 高纯茶汤下3 种香型的模拟效果图
Fig. 1 Evaluation of three simulated chestnut-like aromas in high purity tea infusion
A.嫩栗香；B.板栗香；C.熟栗香。
表 7 体系相似度分析结果
Table 7 Results of similarity analysis

3 讨 论
本研究采用HS-SPME结合GCh GC-TOFMS技术对筛选出的板栗香、嫩栗香、熟栗香3 类典型栗香特征的茶样进行检测，定性定量分析得到了79 种共有组分，其中萜烯类较多，以醛类物质相对含量最高。萜烯类物质是绿茶中花果香重要的物质基础，参与构成栗香中花果香。醛类化合物广泛存在于各类食品中，对不同食品的特异香气形成有重要作用，如脂肪醛大多呈现浓烈的果香风味，还有轻微面包香气；芳香醛如苯乙醛主要呈现清香、花香[21]。这与本研究中检出的异丁醛、正己醛、庚醛、壬醛、癸醛和苯乙醛等重点参与栗香构成相对应。吡咯和呋喃类等化合物是美拉德反应的重要产物，使茶叶呈现烘烤香、焦糖香。本研究检出的N-甲基吡咯、 1-乙基-1H-吡咯、2-正丁基呋喃辅证了其观点，其中1-乙基-1H-吡咯含量较高，质量浓度达到40.64 μg/L，可能参与栗香中足火香气的形成。
基于OAV不小于1，筛选出12 种关键香气组分，其中己醛（花香、甜香）、1-辛烯-3-酮（清香、青草气）和β-紫罗兰酮（花香）在3 类栗香中OAV均不小于10，尤其是1-辛烯-3-酮的OAV最高，在3 类栗香的构成中贡献最大，可能对清香这一分属性作用更大，这与绿茶基本香气属性为清香相对应。
以OAV结果为基础，在模拟体系中添加相同浓度和比例的关键香气组分进行香气重组，模拟体系与标准体系的相似度值达0.97以上，成功构建了栗香绿茶的香气骨架。模拟体系中部分香气分属性的分值比标准体系稍高，说明具有这些气味属性的关键化合物浓度高、阈值低；部分香气分属性的分值比标准体系稍低，说明除了OAV不小于1的关键化合物起作用外，其他OAV较低的香气化合物也对栗香的形成有不可忽视的贡献作用。这在一定程度上也体现了绿茶香气物质繁多且性质各异带来的丰富性及香气形成过程中相互作用下的复杂性。
由于选取的茶样来自于全国主要茶产区，茶叶原料嫩度和品种间的差异可能影响其香气成分，使得检出的共有组分较少；此外，已鉴定的香气物质中有部分化合物由于阈值缺乏或未知，无法利用OAV法衡量其对栗香的贡献。如：顺-3-己烯酸顺-3-己烯酯可能作为栗香茶清香物质的基础[50]；顺-茉莉酮已被多次证明具有优雅的茉莉花香[51]，可能对栗香茶的花香特征属性贡献较大。
总体来说，本次研究对栗香绿茶样品的香气特征进行了较为系统和全面的分析，明确了栗香绿茶的主要香气化合物类别、含量以及OAV，同时探讨了关键香气组分对栗香风味的影响，并通过香气重组实验进一步证实了结果的可靠性。研究结果不仅能丰富栗香绿茶的香气理论体系，而且对栗香品质的评价及调控技术起到一定的借鉴作用。
4 结 论
本研究采用HS-SPME结合GCh GC-TOFMS技术，检测分析了3 种不同栗香特征（板栗香、嫩栗香、熟栗香）绿茶的挥发性成分，并借助OAV法对关键香气组分进行筛选。3 类栗香绿茶共鉴定出79 种共有香气组分，其化合物种类基本一致而含量差异较大，萜烯类较多，醛类物质相对含量最高；基于OAV不小于1共筛选出12 种关键香气组分，其中己醛、1-辛烯-3-酮、β-紫罗兰酮在3 类栗香中OAV均不小于10，特别是1-辛烯-3-酮在3 类典型栗香中OAV均超过100，在3 类栗香的形成中贡献作用最大；以OAV结果为基础，在模拟体系中添加相同浓度和比例的关键香气组分进行重构，3 类典型栗香重构样与对照样的夹角余弦值均在0.97以上，较好地验证了12 种关键香气组分对栗香风味的影响，也进一步证实了结果的可靠性。
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Analysis of Key Odorants Responsible for Different Chestnut-Like Aromas of Green Teas Based on Headspace Solid-Phase Microextraction Coupled with Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry and Odor Activity Value
ZHANG Mingming1,2, YIN Hongxu1, DENG Yuliang1, YAO Yuefeng1,2, JIANG Yongwen1, HUA Jinjie1,
YUAN Haibo1,*, YANG Yanqin1,*
(1. Key Laboratory of Tea Biology and Resource Utilization, Ministry of Agriculture, Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China;2. Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)
Abstract: The volatile components of green tea samples with three different typical chestnut-like aromas were investigated using headspace solid phase microextraction (HS-SPME) combined with comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry (GC × GC-TOFMS). The key odorants responsible for chestnut-like aroma were identified based on their odor activity values (OAV). The results showed that a total of 79 compounds were identified as common components among the three chestnut-like aromas, the majority of which were terpenes, while aldehydes showed the highest content. Moreover, 12 compounds with OAV ≥ 1 were identified as the key odorants responsible for the chestnut-like aromas, among which hexanal, 1-octen-3-one and trans-β-ionone exhibited higher OAV (≥ 10). Notably, 1-octen-3-one showed the highest OAV ( > 100) in all three chestnut-like aroma types. In addition, based on the OAV results, the key aroma components added at the same concentrations and ratios to the simulation system for aroma reconstitution. The cosine values of reconstituted samples and standard references for the three typical chestnut-like aromas were all above 0.97. The contribution of 12 key aroma components to the characteristic aroma of chestnut-like green teas were preliminarily confirmed, and the reliability was further confirmed by aroma reconstitution experiments. The results provide theoretical support for qualitatively and quantitatively evaluating green tea aroma compounds.
Keywords: headspace solid phase microextraction; comprehensive two-dimensional gas chromatography-time-offlight mass spectrometry; green teas with chestnut-like aroma; odor activity value
收稿日期：2019-01-26
基金项目：浙江省自然科学基金项目（LQ18C160006）；浙江省三农六方项目（CTZB-F180706LWZ-SNY1-13）；中国农业科学院创新工程项目（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）
第一作者简介：张铭铭（1994ü ）（ORCID: 0000-0002-9255-2077），女，硕士研究生，研究方向为茶叶加工工程与品控。E-mail: 1583764739@qq.com
*通信作者简介：
袁海波（1978ü ）（ORCID: 0000-0002-2479-5624），男，副研究员，硕士，研究方向为茶叶加工工程。E-mail: 192168092@tricaas.com
杨艳芹（1988ü ）（ORCID: 0000-0001-8793-9157），女，工程师，博士，研究方向为茶叶品质化学。E-mail: yangyq@tricaas.com
DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190126-337
中图分类号：TS272.5
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2020）02-0244-09
引文格式：张铭铭, 尹洪旭, 邓余良, 等. 基于HS-SPME/GC×GC-TOFMS/OAV不同栗香特征绿茶关键香气组分分析[J]. 食品科学, 2020, 41(2): 244-252. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190126-337. http://www.spkx.net.cn
ZHANG Mingming, YIN Hongxu, DENG Yuliang, et al. Analysis of key odorants responsible for different chestnut-like aromas of green teas based on headspace solid-phase microextraction coupled with comprehensive two-dimensional gas chromatography time-of-flight mass spectrometry and odor activity value[J]. Food Science, 2020, 41(2): 244-252. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190126-337. http://www.spkx.net.cn