《Food Chemistry》：GC–MS and GC-O reveal the differences in aroma quality of three typical varieties of Fenghuang Dancong tea
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丹霞单丛茶（FHDC）三种典型品种（白叶、大叶、鸭屎香）的香气差异通过感官评价、GC-O/MS及rOAV分析，发现其关键香气成分分别为3-甲基二酮、(Z)-3-己烯醛和3-辛酮，为科学鉴定茶品种提供依据。
史俊贤|孙玲丽|张素婉|李秋华|赖兴飞|郝梦娇|陈若虹|张振标|陈中正|孙世立
华南农业大学食品科学学院/广东省营养保健品与功能性食品重点实验室，中国广东省广州市天河区五山路483号
摘要
凤凰单丛（FHDC）是一种以其香气而闻名的乌龙茶。由于FHDC品种繁多，很难确定其主要风味类型和关键香气化合物。本研究通过感官评价、气相色谱-嗅闻法（GC-O）、气相色谱-质谱法（GC–MS）和相对气味活性值（rOAV）分析了三种典型FHDC品种（白叶（BY）、大窝叶（DW）和雅士香（YS）之间的香气质量差异。结果表明，这三种FHDC都具有甜味、花香和果香，但强度不同。GC/MS和GC-O分别鉴定出26种挥发性代谢物（包括苯乙醛）和6种香气化合物（包括吲哚）作为关键香气化合物（rOAV≥1）。其中，3-甲基壬-2,4-二酮、（Z）-3-己烯醛和3-辛酮分别是BY、DW和YS中的关键香气差异代谢物。本研究揭示了三种典型FHDC品种在香气质量和关键化合物方面的差异。
引言
茶叶是通过一系列工艺从茶树嫩叶制成的，是全球仅次于水的第二大流行饮料（Zeng等人，2020年）。根据茶叶的加工方式和品质特点，茶叶可以分为六大类：绿茶、白茶、黄茶、乌龙茶、红茶和黑茶（Cai等人，2022年）。其中，乌龙茶属于中国半发酵茶类（Cao等人，2021年）。乌龙茶独特的半发酵工艺使其具有与全发酵红茶和未发酵绿茶不同的香气，并以其优雅的果香和花香而闻名于世（Wang等人，2022年；Wang等人，2022年；Zhang等人，2018年）。香气化合物代表茶树的代谢产物，这些代谢产物决定了茶叶产品的香气质量，从而极大地影响了消费者的偏好和接受度（Feng等人，2019年）。不同品种茶叶香气质量的差异归因于其挥发性化合物的组成和含量（Dunkel等人，2014年；Zheng等人，2024年）。许多研究探讨了不同品种乌龙茶中的挥发性化合物。例如，一项研究使用顶空固相微萃取气相色谱-质谱法（HS-SPME/GC–MS）分析了8种化合物，包括2,4-二叔丁基苯酚和2-呋喃甲醇，这些化合物是5种FHDC品种的共同特征（Zheng等人，2024年）。
凤凰单丛茶是中国传统上著名的茶叶之一，它是从凤凰水仙群体品种中挑选出优质单株茶树经过栽培、采摘和加工制成的（Yu等人，2024年）。FHDC被归类为乌龙茶。成品具有深棕色至金黄色的色泽、清澈的汤色、清淡持久的香气、独特的风味以及较高的品质，因此在国内外都备受推崇。FHDC的独特香气得益于其单株采摘的种植方式，这使得它具有多种茶型和香气。根据最新统计，天然花香类别包含超过50种类型，天然果香类别包含超过10种类型，清雅香气类别包含超过10种类型。感官评估发现了10种不同的香气类型，分别是：米兰香（蜜兰花香）、黄芝香（栀子花香）、芝兰香（兰花花香）、桂花香（桂花花香）、玉兰香（玉兰花香）、杏仁香（杏仁花香）、肉桂香（肉桂花香）、月桂香（ Tuberose花香）、茉莉香（茉莉花香）和姜花香（Li & Wang，2020年；Sun等人，2023年）。品种的多样性也带来了识别上的挑战。识别香气特征是区分不同FHDC品种的一种方法。传统的人工感官评价存在主观性强、耗时且不适用于大规模应用的问题（Hu等人，2022年）。这导致不同FHDC品种之间的香气特征感知存在主观差异，缺乏统一的科学评价方法。为填补识别和区分不同FHDC品种的知识空白，有必要开展研究以确定不同FHDC品种的特征香气。
茶叶的香气特征由少数关键香气化合物决定。许多研究表明，人类感知到的气味与这些化合物的阈值和浓度有关。因此，检测器获得的信息并不能完全反映真实的香气（Wang等人，2022年；Wang等人，2022年）。以往的研究通常采用顶空固相微萃取气相色谱-质谱法（HS-SPME/GC–MS）进行检测。然而，目前缺乏将仪器分析与人类感官感知相结合的综合性研究，以系统地探讨不同FHDC品种之间的香气差异。以往的研究仅使用GC–MS分析了FHDC十种香气类型的关键挥发性代谢物，且很少有研究同时探讨不同品种之间的香气差异（Qin等人，2023年）。现在，GC-O也成为分析和鉴定茶叶质量的一种常用工具，它结合了人类嗅觉感知和挥发性化合物的仪器分析。此外，GC-O与相对气味活性值（rOAV）、香气感官分析和多变量数据分析的结合，有助于识别特征性香气挥发性代谢物的组成、特征和香气强度。这种方法能够精确确定每种挥发性化合物对茶叶整体香气质量的贡献，展现出准确的预测和识别能力（Liu等人，2021年；Liu等人，2021年）。因此，GC-O/MS成为分析茶叶风味的一种有前景的方法。一些研究已使用GC-O/MS来研究茶叶香气质量（Wei等人，2024年）。
本研究的目的是识别FHDC中的关键香气物质，并探讨不同FHDC品种之间的挥发性化合物差异，从而为品种鉴定建立科学依据。本研究选择了三种代表性的FHDC品种（白叶、大窝叶和雅士香）作为分析材料。通过传统的感官评价、气相色谱-嗅闻分析（GC-O）、顶空固相微萃取气相色谱-质谱法（HS-SPME/GC–MS）和rOAV计算，系统地分析、鉴定和比较了这三种FHDC品种的香气特征成分。结合PCA、HCA和k-means聚类分析，本研究深入探讨并验证了不同品种之间挥发性香气代谢物的相似性和差异性，还旨在识别特定品种独有的关键挥发性香气化合物。本研究对于准确鉴定不同FHDC品种具有重要意义，并具有广泛的应用前景。研究结果为识别不同FHDC品种的香气特征和关键香气活性化合物提供了科学依据，为选择和培育高香气FHDC品种以及提升其香气质量提供了坚实的理论基础和广泛的应用前景。
部分摘录
茶叶样品和试剂
不同品种（BY、DW、YS）的凤凰单丛茶样品由广东省农业科学院茶叶研究所提供。原始茶叶样品于4月份从广东省潮州市潮安区凤凰山（23°N, 116E）采摘，属于春茶。这些茶园采用无性繁殖方式栽培和管理，所有茶叶均来自同一个茶园，并采用相同的加工方法。
三种FHDC品种的香气质量感官评价
传统的感官评价方法用于判断三种FHDC品种的香气质量。综合评审者的意见，结果如图1A所示。三种FHDC品种均具有花香和甜味香气。其中，白叶（BY）的香气持久且纯净；大窝叶（DW）的香气更为持久且纯净；雅士香（YS）的香气浓郁、甜美且果香明显，且香气持久纯净。对于传统FHDC的香气而言，花香和
结论
品种对FHDC的代谢物含量和香气特征有重要影响。然而，不同FHDC品种的关键香气化合物及其香气质量的差异尚未完全阐明，因此仍需进一步深入研究。本研究采用感官评价和ODP嗅闻技术评估了三种FHDC品种的香气，结果表明不同品种均具有花香和甜味。
作者贡献声明
史俊贤：撰写初稿、验证、软件使用、方法设计、数据分析、概念构思。孙玲丽：撰写初稿、资源获取、项目管理、研究设计、资金筹集、概念构思。张素婉：资源获取、研究设计、资金筹集、概念构思。李秋华：资源获取、研究设计、资金筹集。赖兴飞：资源获取、研究设计、资金筹集。郝梦娇：资源获取、研究设计、资金筹集
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了广东省基础与应用研究基金会（项目编号：2022A1515110190、2023A1515010264、2024A1515010696）、广州市科技计划（项目编号：20212100005、2023E04J0781）、广东省农业科学院引进科技人才专项基金（项目编号：R2024YJ-YB3005、R2021YJ-YB3014）、清远市科技计划项目（项目编号：2021ZDZX002）以及广东省农业科学院的支持。
