祁丹丹，陈 维，苗爱清，王雯雯，庞 式，马成英*

（1.广东省农业科学院茶叶研究所/广东省茶树资源创新利用重点实验室，广州510640；2.安捷伦科技（中国）有限公司，北京100102）

白茶是我国特有的茶类，属微发酵茶。在中国6大茶类中白茶加工工艺最简单，鲜叶仅经过萎凋和干燥2个步骤即制成白茶毛茶，具有毫香明显、滋味清淡回甘、汤色黄绿清澈的品质特点。白茶在贮藏过程中，内含成分会发生变化，品质能得到提升，例如陈年白茶中黄酮含量明显升高[1-2]，滋味比新白茶更为醇和[1]。因此，白茶自古以来就有“一年茶，三年药，七年宝”的美誉。而香气品质是新鲜白茶和陈化白茶最明显的区别之一，新鲜白茶以清鲜毫香为主，而陈年白茶则以陈香为主，并伴随枣香、木香、梅子香等香气[3]。

近年来，白茶开始走向世界茶叶市场，关于其品质[4]和药理[5]的研究也逐渐深入。其中，陈年白茶以其独特的滋味品质和药用价值得到广泛关注，但因白茶在自然条件下转化较慢，陈年白茶的品质风格难以在短时间内形成，因此人工快速陈化白茶技术应运而生。人工快速陈化白茶技术是指将新鲜白茶以散茶的形式贮存在可调控温度、湿度的陈化房内来加速白茶内含物快速转化[6-7]，使其能在相对较短的时间内达到陈年白茶品质的技术。本文通过顶空固相微萃取（headspace solid-phase micro-extraction,HS-SPME）和气相色谱质谱（gas chromatographymass spectrometry,GC-MS）联用法，分析在相同时间内自然条件存放白茶和陈化房中存放白茶的香气成分组成和含量差异，采用感官审评的方法判定2种白茶香气类型；分析讨论了人工快速陈化对白茶香气品质的影响，为进一步研究快速陈化技术改善白茶品质提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

白茶样品共6个，其中：对照样品3个，快速陈化白茶样品3个。

制作方法如下：2015年11月于广东省农业科学院茶叶研究所英德基地茶园采集茶叶，茶树品种为英红九号，采摘标准为一芽二叶。将茶青原料均匀铺于萎凋槽上，初始叶层厚约15 cm，于控温、控湿条件下（20～23℃，相对湿度＜60%）鼓风萎凋48 h，随后80℃烘干，制得毛茶样品。将所制白茶均分为6份，用锡箔袋密封保存，其中3份置于常温干燥通风处自然陈化（180 d），作为对照样品；另3份放在陈化房[6]中利用人工快速陈化技术进行陈化（180 d），作为快速陈化白茶样品。

1.2 顶空固相微萃取方法

分别准确称取白茶样品各3.5 g，置于150 mL的萃取瓶中，加入10 mL沸水后迅速盖上瓶盖，随后将萃取瓶置于60℃水浴锅中平衡5 min，然后立刻插入装有50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头（美国Supelco公司）的微萃取装置中，在60℃条件下萃取40 min。萃取结束后采用7890B-7000D气相色谱三重串联四极杆质谱联用仪[gas chromatography/triple quadrupole mass spectrometry（GC/MS/MS），美国Agilent公司]进行样品香气分析，萃取头解吸附时间为4.5 min。

1.3 气相色谱与质谱条件

本研究的色谱和质谱条件在文献[8-9]的基础上加以改进。

1.3.1 气相色谱条件

采用DB-5MS毛细管色谱柱（60 m×0.32 mm，0.25 μm；美国Agilent公司）；进样口温度270 ℃；载气为高纯氦气，纯度＞99.999%，流速设为1 mL/min；柱温为起始温度50℃保持3 min，再以5℃/min升温至250℃并保持5 min；不分流进样。

1.3.2 质谱条件

采用电子轰击型离子源；离子源温度为280℃，电子能量为70 eV，转接口温度为280℃，四极杆温度设为150℃；运行全扫描模式；扫描质量范围m/z为35～450。

1.4 数据处理

由GC-MS采集得到的数据利用MassHunter定性分析软件（Qualitative Analysis B.07.00，美国Agilent公司）进行解卷积。解卷积条件：保留时间窗口比例系数，100；信噪比阈值，2.0；剔除m/z为28的化合物。

解卷积后的数据保存为.cef文件，导入到代谢组学分析软件MPP（mass profiler professional B.14.5，美国Agilent公司）中进行统计学分析，得到香气差异化合物。MPP过滤参数：最小绝对丰度，5 000；组内最大变异系数，25%；组内化合物最小出现频率，60%；统计分析参数，0.01（P＜0.01）；最小差异倍数，2。

对筛选所得的香气差异化合物进行定性分析：1）通过NIST14库比对，质谱匹配得分总分在70以上；2）保留指数偏差在10以内，采用文献[10-12]的方法计算保留指数。最后，利用定性后的差异化合物通过MPP软件进行主成分分析（principal component analysis,PCA）。

1.5 白茶香气感官审评

白茶香气感官审评参照GB 23776—2009。取3.0 g茶样置于审评杯中，用150 mL沸水冲泡5 min。根据本研究需要，重点审评香气，审评结果采用评语和评分相结合的形式。

2 结果与分析

2.1 2种白茶样品感官审评结果

自然陈化白茶（对照）和快速陈化白茶样品香气的感官审评结果（香气评语和评分）如表1所示。审评结果显示：对照白茶3个样品香型以尚甜带青为主，评分在85左右；快速陈化白茶3个样品香型评语较好，以甜香较浓为主，评分在92左右。此结果显示，人工快速陈化处理有助于白茶青气消退，改善白茶香气品质。

表1 2种处理的白茶香气感官审评结果Table1 Sensory evaluation results of aromas of white tea with two kinds of treatments

2.2 自然陈化白茶和快速陈化白茶样品的香气差异化合物

GC-MS采集的数据经过解卷积后，为了保证化合物的组成和含量在组内具有较好的重复性，对化合物出现频率（＞60%）及变异系数（＜25%）进行过滤。为了筛选差异显著的化合物，对过滤后的化合物进行进一步的显著性（P＜0.01）分析和差异倍数（≥2）分析，将所得的差异化合物利用质谱图和保留指数比对进行定性，最终得到25种香气差异化合物，其中造成2种白茶香气差异的化合物以酯类、酮类和烃类化合物为主，还有少量吡嗪类香气物质、酸类物质、醛类物质和醇类物质，如表2所示。

表2 2种处理的白茶样品香气差异化合物Table2 Differential aroma compounds of white tea with two kinds of treatments

利用25种定性后的差异化合物，采用主成分分析（PCA）考察快速陈化对白茶香气的影响，结果如图1所示。PC1和PC2的贡献率为99.79%和0.10%，能够很好地概括原数据中的信息；这25种化合物均为两组间差异极显著的化合物，能够很好地说明快速陈化白茶及其对照白茶的香气差异，同时表明快速陈化对白茶的香气成分有显著影响。

从表2中可以进一步看出，造成2种白茶香气差异的这25种化合物中，包括7种酯类、6种酮类、5种烃类、3种醛类、2种吡嗪类、1种酸类和1种醇类化合物。其中：有10种化合物如己酸、4-甲基-3-戊烯-2-酮、甲基吡嗪、乙基吡嗪、E，E-2，6-二甲基-1，3，5，7-辛四烯、3-壬烯-2-酮、2-癸酮、3-呋喃甲醛、1，4-二甲基-3-环己烯-1-乙醛和5-甲基呋喃-2-甲醛仅存在于快速陈化白茶中；6种化合物如棕榈酸甲酯、辛酸甲酯、乙酸苯乙酯、壬酸甲酯、庚酸甲酯和己酸-顺-3-己烯酯仅存在于对照白茶中；9种化合物如植酮、己酸甲酯、α-紫罗酮、β-紫罗酮、甲苯、4-异丙烯基甲苯、丁羟甲苯、3-甲基十三烷和6-异雪松醇在2种陈化白茶中都存在，但在含量上具有差异。

在仅存于快速陈化白茶中的10种化合物中，包含1种酸类、1种烯类、2种吡嗪类、3种醛类和3种酮类，其中己酸具有甜香和青香[13]，4-甲基-3-戊烯-2-酮具有甜香[14]，甲基吡嗪具有爆米花的香气[14]，乙基吡嗪表现为花生酱的香气[14]，E，E-2，6-二甲基-1，3，5，7-辛四烯是花香化合物[15]，3-壬烯-2-酮是果香化合物[16]，2-癸酮呈现类似青草的香气[17]。

9种化合物在快速陈化白茶和对照白茶中都存在，其中甲苯和4-异丙烯基甲苯在快速陈化白茶中含量上升，分别为对照白茶样品含量的4.0倍和8.7倍。而α-紫罗酮、β-紫罗酮、己酸甲酯、植酮、丁羟甲苯、3-甲基十三烷和6-异雪松醇在快速陈化白茶中含量均下降，其中己酸甲酯和植酮含量差异较大，在对照白茶样品中这2种化合物的含量均为快速陈化白茶样品中的9倍，其他5种化合物在对照白茶样品中的含量约为快速陈化白茶样品中的2～4倍（图2）。

图1 主成分分析Fig.1 Principal component analysis

图2 2种处理的白茶中共同存在的香气差异化合物的丰度值Fig.2 Abundance of differential components found in white tea with two kinds of treatments

仅存在于对照白茶样品中的是6种酯类化合物，其中己酸-顺-3-己烯酯呈李子果香[14]、壬酸甲酯呈椰子香[14]、辛酸甲酯有橙子香气[14]，另外3种化合物香型未知。

3 讨论

白茶经过人工快速陈化，可以在短时间内获得与长时间传统自然陈化品质相当的陈化白茶。前期研究表明，利用快速陈化技术所制得的白茶品质（陈化时间为6～9个月）与自然陈化3年白茶品质相当，具体表现为汤色橙红明亮，滋味醇和，回甘好，青香消退，甜香显并带有药香[7]。因此，研究白茶人工快速陈化对于白茶产业的发展及基础理论的拓宽具有重要意义。本研究以相同时间内自然陈化和快速陈化白茶为研究对象，探究了快速陈化技术对白茶香气所产生的影响。利用GC-MS技术分析对照白茶样品和快速陈化白茶的香气组分种类及含量异同，能够全面解析快速陈化技术改变白茶整体香气品质的物质基础。而感官审评则可更直观地判定对照白茶样品和快速陈化白茶样品的香型。

感官审评（重点审评香气品质）的结果表明：对照白茶香气尚甜带青，推测可能与具有青叶香的植酮[18]，紫罗兰香、木香的α-紫罗酮[14]，花香、紫罗兰香的β-紫罗酮[14]，果香、甜香的己酸甲酯[14]有关；对照白茶样品中特有的李子果香的己酸-顺-3-己烯酯[14]、椰子香气的壬酸甲酯[14]、橙子香气的辛酸甲酯[14]也可能是导致对照白茶香气尚甜的重要因素。

而与对照白茶相比，快速陈化白茶的青草气消退，甜香显露，整体香气品质得到改善，这与白茶中香气成分的变化有直接关系。植酮有青叶香气和果香味[18]，推测其含量减少也可能是导致快速陈化白茶青气消退的原因之一，但因其阈值及对白茶香气的贡献未知，因此还需进一步研究验证。白茶在陈化过程中的香气品质变化除与时间有关外，还与贮藏环境中光照、温湿度等条件有关。刘琳燕等[3]、丁玎等[19]研究不同年份白茶香气组分差异的数据显示，植酮在短期陈化过程中含量均升高，推测快速陈化与自然陈化白茶条件有所差异，可能会抑制其他生成植酮的转化途径，并促进植酮分解和转化。

根据GC-MS数据结合感官审评结果分析，快速陈化白茶香气除与共存于2种白茶中的香气化合物含量变化有关，其特有的香气化合物还可能是其香气形成的重要因素之一。在快速陈化白茶特有的10种香气化合物中，以甜香和花香化合物为主，其中4-甲基-3-戊烯-2-酮呈甜香[14]，3-壬烯-2-酮表现为果香[16]，E，E-2，6-二甲基-1，3，5，7-辛四烯呈花香[15]，己酸也可以表现为甜香[13]，这些物质可能是使快速陈化白茶甜香显露的重要因子。

吡嗪类化合物是美拉德反应的主要挥发性化合物[20]，由于在白茶加工过程中缺乏美拉德反应所需要的温度条件，因此吡嗪类化合物很少作为香气物质出现在白茶中，目前对吡嗪类化合物与白茶香气相关性的研究[21]也相对较少。在本研究中，2种具有烘烤香、坚果香的吡嗪类物质——甲基吡嗪和乙基吡嗪仅存在于快速陈化白茶中，推测快速陈化条件适合于美拉德反应的发生，丰富了快速陈化白茶香气物质基础。

该研究结果表明，快速陈化对白茶香气成分的组成、含量和香气表现均有影响，为快速陈化改善白茶香气品质提供了理论依据，对进一步研究和指导实际生产具有重要意义。本研究采用化学计量学软件MPP先对挥发性化合物进行严格过滤和统计学分析，找出2组白茶间的关键差异化合物后再对其定性，不仅保证了化合物在组内的良好重复性，而且使数据处理流程得到简化，能更便捷、直观地找到香气成分的差异。

4 结论

根据GC-MS数据分析和感官审评结果，快速陈化技术能在一定程度上加速白茶香气物质转化，促使具有甜香、果香等香型的化合物出现或含量增加，从而促使白茶青气消退，甜香显露，说明快速陈化技术能在短时间内改善白茶香气品质，对实际生产有指导意义，同时也为进一步研究白茶快速陈化过程中的香气品质变化提供了一定的理论基础。