科技赋能丨岛津GCMSMS破解千年浮梁茶的香气密码

　 导读

　　中国是茶叶的发源地，茶叶被西方人称为“神奇的东方树叶”。茶是中华民族的举国之饮，同时也是风靡世界的三大无酒精饮料（茶、咖啡、可可）之一。浮梁茶源自中国江西省景德镇市浮梁县，具有悠久的历史。唐代王敷的《茶酒论》“浮梁歙州，万国来求”，揭示了早在唐朝时浮梁茶叶就受到世界各地的追捧。唐代白居易的《琵琶行》“商人重利轻别离，前月浮梁买茶去”，也反映了浮梁茶在唐代的影响力和商业价值。浮梁茶以其"色艳、香郁、味醇、形美"的卓越风味特征和深厚的文化底蕴而闻名，2010年浮梁茶被指定为中国国家农产品地理标志保护产品。

图1. 浮梁绿茶和浮梁红茶制造工艺流程

　　茶香是茶叶的灵魂，关乎茶叶品质的优劣。不同品类的茶叶有不同的香气，茶叶香气分析一直受到茶叶研究者的关注。北京工商大学老年营养与健康教育部重点实验室采用岛津GCMSMS分析了浮梁绿茶和浮梁红茶整个加工过程中的挥发性香气成分。相关研究成果发表在食品科学领域优秀期刊《Food Bioscience》。（IF=5.9，2025年）

　　方法：使用同一批鲜叶（浮梁槠叶齐），通过顶空固相微萃取-气相色谱/质谱联用（HS-SPME-GC/MS）和超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用（UPLC-Q-TOF/MS）技术，系统探究了浮梁绿茶和浮梁红茶整个加工过程中挥发性和非挥发性化合物的动态变化及积累差异。

　　结论：本研究阐明了浮梁绿茶和浮梁红茶风味特征的化学基础，并揭示了其各自加工过程中关键风味化合物的动态变化和差异。通过对浮梁绿茶和浮梁红茶每个加工阶段的详细分析，揭示了不同加工步骤如何影响茶叶的代谢化合物和风味品质，同时进一步探究了关键香气化合物的生物合成途径及其与非挥发性化合物的相关性。

　　2.岛津香味数据库Smart Aroma Database

　　√ 香味数据库中包含超过500种气味化合物，无需目标物标准品，即可创建超过500种气味化合物的泛靶向筛查方法；

　　√ 香味数据库采集模式多样，包括Scan、SIM、MRM、FASST，可以满足不同用户的需求；

　　√ 与传统的定性（质谱图相似度检索）相比较，Smart Aroma Database利用保留时间、保留指数（RI）、质量色谱图、质谱图4种信息更加准确、快速、高效地检测气味化合物；

　　√ 数据库中内置标准曲线，可获得气味化合物半定量结果，基于含量而非峰面积的统计学分析，更有利于判断关键化合物。

　【研究成果展示】

　　该研究中通过GCMS-TQ8050NX结合Smart Aroma Database分别在浮梁红茶和浮梁绿茶加工过程中鉴定出123种（37种醇类、23种酯类、15种醛类、14种烯烃类、12种酮类、10种酸类、3种酚类、3种芳香烃、6种杂环化合物和1种含硫化合物）和114种（27种醇类、25种酯类、15种醛类、10种酮类、13种烯烃类、8种酸类、3种酚类、4种芳香烃、8种杂环化合物和1种含硫化合物）挥发性化合物。茶叶的整体香气由挥发性化合物的浓度及其各自的气味阈值决定。通常认为ROAV（相对气味活度值）>1的化合物是气味活性化合物，对茶样的整体香气特征有贡献。

　　浮梁红茶中鉴定出22种ROAV>1的挥发性化合物（主要是醇类和醛类）为潜在的香气活性化合物（见表1）。其中有八种化合物，即香叶醇、芳樟醇氧化物-1（吡喃型）、芳樟醇、（E）-橙花叔醇、壬醛、己醛、β-紫罗兰酮和二甲基硫醚，在五个加工阶段中ROAV均大于1，对浮梁红茶的整体香气贡献显著。浮梁绿茶共筛选出19种潜在的香气活性挥发性化合物，见表2，其中六种香气化合物在五个加工阶段中ROAV均大于1，包括二甲基硫醚、β-紫罗兰酮、芳樟醇、（E）-β-罗勒烯、香叶醇和壬醛，它们决定了浮梁绿茶的最终风味。

• 

  表1. 浮梁红茶不同加工阶段ROAV>1挥发性有机物

  （FRL、WIL、ROL、FEL、DRL分别表示鲜叶、萎凋、揉捻、发酵、干燥五个加工阶段）

• 

  表2. 浮梁绿茶不同加工阶段ROAV>1挥发性有机物

  （FRL、FIL、ROL、SHL、DRL分别表示鲜叶、杀青、揉捻、做型、干燥五个加工阶段）

　　浮梁红茶五个加工阶段中醇类的比例（68.78%-78.17 %）（图2A）和相对含量（1346.43–2676.68 μg/L）（图2B）均为最大，其次是含硫化合物（2.97 %–14.51 %）、醛类（1.72 %–11.99 %）和酯类（5.27 %–8.65 %）。醇类、硫化物、酯类、芳香烃和酮类的含量在整个加工过程中先增加后减少，而酚类则呈现相反的趋势（图2C）。醛类水平在加工过程中总体呈上升趋势，在干燥阶段达到最高含量（234.83 μg/L），酚类（3.68 μg/L）和有机酸（98.32 μg/L）亦然。浮梁红茶中的总挥发性含量在萎凋期间迅速增加，在揉捻后达到峰值，在干燥期间显著下降（图2C）。这表明萎凋和揉捻通过增强酶活性促进了挥发性物质的积累。在高温条件下，大多数低沸点醇类挥发，只有一小部分转化为醛类。

图2. 浮梁红茶五个加工阶段中挥发性化合物的相对比例(A)、相对含量(B)及变化趋势(C)

　　浮梁绿茶中醇类（34.50%–78.04 %）在加工过程中的比例也最大，其次是含硫化合物（7.29 %–48.37 %）、醛类（1.72 %–16.16 %）和酯类（1.89 %–5.76 %）（图3A）。然而，加工后的浮梁绿茶中的醇类总含量与鲜叶相比下降了78%（图3B），这可能是由于杀青过程中具有青草气的醇类挥发所致。醇类、酯类、烯烃类、酮类、有机酸和杂环化合物的相对含量显示出相同的变化模式，在杀青阶段后显著下降（图3C），这些发现凸显了杀青阶段在形成浮梁绿茶怡人香气化合物中的关键作用。

图3. 浮梁绿茶五个加工阶段中挥发性化合物的相对比例(A)、相对含量(B)及变化趋势(C)

　结语

　　本研究利用代谢组学全面探讨了浮梁绿茶和浮梁红茶的主要风味代谢物。通过对每个加工阶段的详细分析，揭示了不同加工步骤如何影响茶叶的代谢化合物和风味品质，结果表明，萎凋过程对浮梁红茶特征香气的形成至关重要，而杀青阶段对浮梁绿茶至关重要。这些结果为优化加工技术以提升浮梁茶的风味品质提供了有价值的指导。