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                                          首頁 >> 論文評鑒 >>農林論文 >> 中國農業科學院茶葉研究所林智研究員:不同海拔烘青綠茶的品質成分分析
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                                          中國農業科學院茶葉研究所林智研究員:不同海拔烘青綠茶的品質成分分析

                                            海拔高度是影響茶葉風味品質形成的重要因素之一,一般情況下,海拔每升高100m,年平均氣溫會降低0.5℃,晝夜溫差也隨海拔升高而增加,而茶樹的物質代謝受氣溫的影響較大,從而導致生長于不同海拔高度的茶葉品質有所不同。

                                            農業農村部茶樹生物學與資源利用重點實驗室,中國農業科學院茶葉研究所的張悅、朱蔭*、林智*等人擬采用GC×GC-TOFMS技術結合超高效液相色譜(UPLC)和氨基酸自動分析儀等手段對不同海拔烘青綠茶的香氣成分進行精確定性和相對定量分析以及主要非揮發性成分的含量分析,同時結合多種數據分析方法,篩選出不同海拔烘青綠茶中的關鍵差異性化合物,最后查明這些化合物在不同海拔烘青綠茶中的分布規律及其與海拔的相關性,以期能比較系統和全面地了解海拔因素與茶葉品質及茶葉品質成分間的具體聯系。

                                            1、不同海拔烘青綠茶感官審評結果

                                            本研究選擇的樣品均為一芽一葉初展至一芽二葉采摘標準制成的特種(細嫩)烘青綠茶。不同海拔茶葉樣品的感官審評結果如表1所示,從外形、湯色、香氣、滋味和葉底這幾個評價指標看,其各項評分均在87~92.5分之間,總分在88.1~91分之間?梢娫撆蔚牟枞~樣品等級相當,具有較好的品質特征和代表性。

                                            2、不同海拔烘青綠茶主要非揮發性成分含量分析

                                            本研究對不同海拔烘青綠茶的主要非揮發性成分進行檢測分析,結果如表2所示。不同海拔烘青綠茶中的茶多酚質量分數介于11.80%~21.60%之間;咖啡堿質量分數介于2.20%~4.30%之間;游離氨基酸總質量分數介于2.64%~6.37%之間;水浸出物含量介于41.10%~49.40%之間;兒茶素總量范圍介于93.32~184.07mg/g之間;5種兒茶素單體在不同海拔烘青綠茶中的含量均表現出EGCG>ECG>C>EC>EGC的分布趨勢。統計分析表明,茶多酚、咖啡堿、水浸出物含量、兒茶素總量以及5種兒茶素單體在不同海拔烘青綠茶中含量水平均不存在統計學性差異(P>0.05);而游離氨基酸總量在不同海拔烘青綠茶中的含量存在統計學差異(P<0.05),在高海拔烘青綠茶中的含量顯著高于低海拔烘青綠茶。

                                            3、不同海拔烘青綠茶的氨基酸組成及含量差異分析

                                            由表3可知,不同海拔烘青綠茶中共檢測到22種氨基酸,且氨基酸的組成比例具有較高的相似性。其中茶氨酸的含量明顯高于其他氨基酸,其平均質量分數范圍在1.03%~1.67%之間。茶氨酸的味覺閾值相對較低(0.06%),其在茶湯中的主要呈味特點是鮮爽帶甜,它能在一定程度上增強茶湯的甜味、緩解苦澀味,因此它對綠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葉中含量較高的幾種氨基酸,它們在不同海拔烘青綠茶中平均含量基本介于0.19%~0.37%之間。其次是賴氨酸、精氨酸和色氨酸,其平均質量分數范圍在0.09%~0.22%之間。其余氨基酸在不同海拔烘青綠茶中的平均質量分數基本在0.09%以下。

                                            4、不同海拔烘青綠茶香氣成分分析

                                            不同海拔烘青綠茶GC×GC-TOFMS鑒定與分析

                                            如圖1所示,經NIST2014譜庫自動檢索,初步匹配出不同海拔烘青綠茶香氣成分中的上千個色譜峰。然后根據1.3.4節數據處理方法,通過篩選正、反相似度(≥800)和可能性(≥1000),再結合保留時間、特征離子質量數以及手動比對分析,從不同海拔烘青綠茶樣品中共初步鑒定出600余種共有香氣成分;繼而通過對比RI文獻值和計算值,保留二者差值在20以內的化合物,刪除RI差值大于20的化合物。RI差值較大化合物一般屬于定性錯誤,所以通過RI的對比篩選,可以排除定性有誤的化合物,從而實現不同海拔烘青綠茶香氣成分的精確定性分析。

                                            不同海拔烘青綠茶香氣成分含量差異比較及關鍵差異性香氣成分的鑒定

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                                            不同海拔烘青綠茶香氣成分含量差異比較:從不同海拔烘青綠茶中鑒定出的298種香氣化合物及其相對含量如表4所示(點擊下方閱讀原文即可查看表4)。醛類化合物中,戊醛和己醛的相對含量居前兩位,在高海拔烘青綠茶中,戊醛平均相對含量最高(10.26%),己醛相對含量次之(7.41%);而在低海拔烘青綠茶中,己醛相對含量最高(6.56%),戊醛相對含量次之(5.90%)。不論在高海拔還是低海拔烘青綠茶中,均以庚醛(高海拔3.71%,低海拔2.90%)含量排名第3;平均相對含量大于1%的醛類化合物還有辛醛、壬醛和苯甲醛等(1.22%~2.21%)。在烷烴類化合物中,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%)平均相對含量居前兩位;2,5,6-辛烷(高海拔1.89%,低海拔2.35%)含量排第3;平均相對含量較高的化合物還有辛烷、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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                                            不同海拔烘青綠茶中關鍵差異性香氣成分鑒定:PLS-DA得分圖如圖3A所示。由圖3BPLS-DA驗證模型可見,Q2回歸直線與Y軸的截距均小于0,表明該PLS-DA模型不存在過擬合現象,模型較為可靠(R2=0.693,Q2=-0.32)。采用SPSSStatistics20.0對這83種關鍵香氣成分進行Mann-WhitneyU非參數檢驗,最終篩選出26種香氣化合物在高海拔和低海拔2組樣品之間存在統計學差異(P<0.05)。這些關鍵差異香氣成分分別為異戊腈、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、順式-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-甲基茚滿、辛酸、萘、異戊酸己酯、1-甲基萘、α-柏木萜烯、β-柏木烯、亞聯苯、α-法尼烯、花側柏烯和橙花叔醇。

                                            5、關鍵差異品質成分在不同海拔烘青綠茶中的分布特征分析

                                            由圖4可以看出,這32種差異性成分的含量分布具有較強的規律性,其中游離氨基酸總量、茶氨酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、絲氨酸、精氨酸等氨基酸類化合物以及異戊腈在高海拔烘青綠茶中(H1~H8)含量顯著高于低海拔烘青綠茶(L1~L5)。已有多項研究表明氨基酸在較高海拔樣品中含量更高,本研究結果也進一步印證了這一結論。一般認為高海拔茶園具有相對低溫、高濕和多云霧的氣候特征,相對低溫導致茶葉生長緩慢,有利于氨基酸等含氮化合物的合成和積累。異戊腈屬于含氮香氣化合物,因此推斷它的積累在一定程度上也受到海拔因素的影響。此外,α-水芹烯、吲哚等25種香氣化合物在低海拔烘青綠茶中(L1~L5)含量總體較高,但不同香氣化合物在各樣品中的含量表現又不盡相同。

                                            6、相關性分析

                                            采用SPSSStatistics20.0分析在不同海拔烘青綠茶中存在統計學差異的化合物含量與海拔高度、滋味及香氣審評得分之間的相關性。如表5所示,茶氨酸、絲氨酸、蘇氨酸及游離氨基酸總量與滋味感官得分呈顯著正相關,尤其茶氨酸的相關系數高達0.823,說明以上化合物對烘青綠茶茶湯滋味的形成有十分重要的貢獻。在香氣方面,由于各樣品間的香氣審評得分差異較小,因此香氣得分與這些化合物之間并不存在顯著相關(P>0.05),今后將擴大樣本量,系統研究香氣化合物與香氣品質間的具體關聯性。

                                            結論

                                            研究表明,游離氨基酸總量、茶氨酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、絲氨酸和精氨酸在不同海拔烘青綠茶中的含量存在統計學差異(P<0.05)。采用GC×GC-TOFMS技術鑒定出不同海拔烘青綠茶中共有298種香氣成分,并查明異戊腈、α-水芹烯、吲哚等26種香氣化合物是高、低海拔烘青綠茶中的關鍵差異性香氣成分。通過對關鍵差異化合物聚類分析可知,在高海拔烘青綠茶中,游離氨基酸總量、茶氨酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、絲氨酸、精氨酸和異戊腈含量普遍較高;α-水芹烯、吲哚等25種香氣化合物在低海拔烘青綠茶中含量較高。

                                            相關性分析結果表明,茶氨酸、絲氨酸、蘇氨酸及游離氨基酸總量與滋味感官得分呈顯著正相關。順式-2-庚烯醛等9種香氣化合物與海拔高度呈顯著負相關,初步推斷,可能是由于前體物質的形成和積累受到海拔因素的影響。以上研究結果有助于提高人們對不同海拔烘青綠茶品質成分分布的科學認知,其結果深化了茶葉化學理論知識體系,并為后續開展茶葉滋味和香氣品質形成機理研究以及茶葉品質提高與定向調控技術研究提供了理論基礎。

                                            本文《不同海拔烘青綠茶的品質成分分析》來源于《食品科學》2022年43卷2期257-268頁,作者:張悅,朱蔭,呂海鵬,黃海,邵晨陽,彭佳堃,林智。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210114-152。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。


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