《食品科学》中国农业科学院茶叶研究所林智研究员不同海拔烘青...
海拔高度是影响茶叶风味品质形成的重要因素之一，一般情况下，海拔每升高100 m，年平均气温会降低0.5 ℃，昼夜温差也随海拔升高而增加，而茶树的物质代谢受气温的影响较大，从而导致生长于不同海拔高度的茶叶品质有所不同。
农业农村部茶树生物学与资源利用重点实验室，中国农业科学院茶叶研究所的张 悦、朱 荫*、林 智*等人拟采用GC×GC-TOFMS技术结合超高效液相色谱（UPLC）和氨基酸自动分析仪等手段对不同海拔烘青绿茶的香气成分进行精确定性和相对定量分析以及主要非挥发性成分的含量分析，同时结合多种数据分析方法，筛选出不同海拔烘青绿茶中的关键差异性化合物，最后查明这些化合物在不同海拔烘青绿茶中的分布规律及其与海拔的相关性，以期能比较系统和全面地了解海拔因素与茶叶品质及茶叶品质成分间的具体联系。
1、不同海拔烘青绿茶感官审评结果
本研究选择的样品均为一芽一叶初展至一芽二叶采摘标准制成的特种（细嫩）烘青绿茶。不同海拔茶叶样品的感官审评结果如表1所示，从外形、汤色、香气、滋味和叶底这几个评价指标看，其各项评分均在87～92.5 分之间，总分在88.1～91 分之间。可见该批次的茶叶样品等级相当，具有较好的品质特征和代表性。
2、不同海拔烘青绿茶主要非挥发性成分含量分析
本研究对不同海拔烘青绿茶的主要非挥发性成分进行检测分析，结果如表2所示。不同海拔烘青绿茶中的茶多酚质量分数介于11.80%～21.60%之间；咖啡碱质量分数介于2.20%～4.30%之间；游离氨基酸总质量分数介于2.64%～6.37%之间；水浸出物含量介于41.10%～49.40%之间；儿茶素总量范围介于93.32～184.07 mg/g之间；5 种儿茶素单体在不同海拔烘青绿茶中的含量均表现出EGCG＞ECG＞C＞EC＞EGC的分布趋势。统计分析表明，茶多酚、咖啡碱、水浸出物含量、儿茶素总量以及5 种儿茶素单体在不同海拔烘青绿茶中含量水平均不存在统计学性差异（P＞0.05）；而游离氨基酸总量在不同海拔烘青绿茶中的含量存在统计学差异（P＜0.05），在高海拔烘青绿茶中的含量显著高于低海拔烘青绿茶。
3、不同海拔烘青绿茶的氨基酸组成及含量差异分析
由表3可知，不同海拔烘青绿茶中共检测到22 种氨基酸，且氨基酸的组成比例具有较高的相似性。其中茶氨酸的含量明显高于其他氨基酸，其平均质量分数范围在1.03%～1.67%之间。茶氨酸的味觉阈值相对较低（0.06%），其在茶汤中的主要呈味特点是鲜爽带甜，它能在一定程度上增强茶汤的甜味、缓解苦涩味，因此它对绿茶良好滋味的形成具有非常重要的作用。天冬氨酸、谷氨酸和谷氨酰胺也是茶叶中含量较高的几种氨基酸，它们在不同海拔烘青绿茶中平均含量基本介于0.19%～0.37%之间。其次是赖氨酸、精氨酸和色氨酸，其平均质量分数范围在0.09%～0.22%之间。其余氨基酸在不同海拔烘青绿茶中的平均质量分数基本在0.09%以下。
4、不同海拔烘青绿茶香气成分分析
不同海拔烘青绿茶GC×GC-TOFMS鉴定与分析
如图1所示，经NIST2014谱库自动检索，初步匹配出不同海拔烘青绿茶香气成分中的上千个色谱峰。然后根据1.3.4节数据处理方法，通过筛选正、反相似度（≥800）和可能性（≥1 000），再结合保留时间、特征离子质量数以及手动比对分析，从不同海拔烘青绿茶样品中共初步鉴定出600余种共有香气成分；继而通过对比RI文献值和计算值，保留二者差值在20以内的化合物，删除RI差值大于20的化合物。RI差值较大化合物一般属于定性错误，所以通过RI的对比筛选，可以排除定性有误的化合物，从而实现不同海拔烘青绿茶香气成分的精确定性分析。
不同海拔烘青绿茶香气成分含量差异比较及关键差异性香气成分的鉴定
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不同海拔烘青绿茶香气成分含量差异比较：从不同海拔烘青绿茶中鉴定出的298 种香气化合物及其相对含量如表4所示（点击下方阅读原文即可查看表4）。醛类化合物中，戊醛和己醛的相对含量居前两位，在高海拔烘青绿茶中，戊醛平均相对含量最高（10.26%），己醛相对含量次之（7.41%）；而在低海拔烘青绿茶中，己醛相对含量最高（6.56%），戊醛相对含量次之（5.90%）。不论在高海拔还是低海拔烘青绿茶中，均以庚醛（高海拔3.71%，低海拔2.90%）含量排名第3；平均相对含量大于1%的醛类化合物还有辛醛、壬醛和苯甲醛等（1.22%～2.21%）。在烷烃类化合物中，2,3-二甲基癸烷（高海拔5.29%，低海拔6.16%）和2,4-二甲基癸烷（高海拔5.28%，低海拔7.28%）平均相对含量居前两位；2,5,6-辛烷（高海拔1.89%，低海拔2.35%）含量排第3；平均相对含量较高的化合物还有辛烷、4-甲基辛烷、3-乙基-3-甲基庚烷、2,2,6-三甲基辛烷和3-甲基十一烷（0.46%～1.20%）等。
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不同海拔烘青绿茶中关键差异性香气成分鉴定：PLS-DA得分图如图3A所示。由图3B PLS-DA验证模型可见，Q 2 回归直线与Y轴的截距均小于0，表明该PLS-DA模型不存在过拟合现象，模型较为可靠（R2=0.693，Q2=-0.32）。采用SPSS Statistics 20.0对这83种关键香气成分进行Mann-Whitney U非参数检验，最终筛选出26 种香气化合物在高海拔和低海拔2 组样品之间存在统计学差异（P＜0.05）。这些关键差异香气成分分别为异戊腈、α-水芹烯、吲哚、3-戊烯-2-酮、2-甲基戊醛、乙酰丙酮、4-甲基辛烷、3-乙基庚烷、顺式-2-庚烯醛、1-辛烯-3-酮、(反,反)-2,4-庚二烯醛、3,4-二甲基-2,5-呋喃二酮、1-苯基-1-丙炔、4-丙基甲苯、1,2,3,4-四甲基苯、4-甲基茚满、辛酸、萘、异戊酸己酯、1-甲基萘、α-柏木萜烯、β-柏木烯、亚联苯、α-法尼烯、花侧柏烯和橙花叔醇。
5、关键差异品质成分在不同海拔烘青绿茶中的分布特征分析
由图4可以看出，这32 种差异性成分的含量分布具有较强的规律性，其中游离氨基酸总量、茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、丝氨酸、精氨酸等氨基酸类化合物以及异戊腈在高海拔烘青绿茶中（H1～H8）含量显著高于低海拔烘青绿茶（L1～L5）。已有多项研究表明氨基酸在较高海拔样品中含量更高，本研究结果也进一步印证了这一结论。一般认为高海拔茶园具有相对低温、高湿和多云雾的气候特征，相对低温导致茶叶生长缓慢，有利于氨基酸等含氮化合物的合成和积累。异戊腈属于含氮香气化合物，因此推断它的积累在一定程度上也受到海拔因素的影响。此外，α-水芹烯、吲哚等25 种香气化合物在低海拔烘青绿茶中（L1～L5）含量总体较高，但不同香气化合物在各样品中的含量表现又不尽相同。
6、相关性分析
采用SPSS Statistics 20.0分析在不同海拔烘青绿茶中存在统计学差异的化合物含量与海拔高度、滋味及香气审评得分之间的相关性。如表5所示，茶氨酸、丝氨酸、苏氨酸及游离氨基酸总量与滋味感官得分呈显著正相关，尤其茶氨酸的相关系数高达0.823，说明以上化合物对烘青绿茶茶汤滋味的形成有十分重要的贡献。在香气方面，由于各样品间的香气审评得分差异较小，因此香气得分与这些化合物之间并不存在显著相关（P＞0.05），今后将扩大样本量，系统研究香气化合物与香气品质间的具体关联性。
结论
研究表明，游离氨基酸总量、茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、丝氨酸和精氨酸在不同海拔烘青绿茶中的含量存在统计学差异（P＜0.05）。采用GC×GC-TOFMS技术鉴定出不同海拔烘青绿茶中共有298 种香气成分，并查明异戊腈、α-水芹烯、吲哚等26 种香气化合物是高、低海拔烘青绿茶中的关键差异性香气成分。通过对关键差异化合物聚类分析可知，在高海拔烘青绿茶中，游离氨基酸总量、茶氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、丝氨酸、精氨酸和异戊腈含量普遍较高；α-水芹烯、吲哚等25 种香气化合物在低海拔烘青绿茶中含量较高。
相关性分析结果表明，茶氨酸、丝氨酸、苏氨酸及游离氨基酸总量与滋味感官得分呈显著正相关。顺式-2-庚烯醛等9种香气化合物与海拔高度呈显著负相关，初步推断，可能是由于前体物质的形成和积累受到海拔因素的影响。以上研究结果有助于提高人们对不同海拔烘青绿茶品质成分分布的科学认知，其结果深化了茶叶化学理论知识体系，并为后续开展茶叶滋味和香气品质形成机理研究以及茶叶品质提高与定向调控技术研究提供了理论基础。
本文《不同海拔烘青绿茶的品质成分分析》来源于《食品科学》2022年43卷2期257-268页，作者：张悦，朱荫，吕海鹏，黄海，邵晨阳，彭佳堃，林智。DOI:10.7506/spkx1002-6630--152。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网。
为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于2022年5月7-8日在河南郑州共同举办“2022年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。