劉 曄，葛麗琴，王遠興*

廬山云霧茶揮發(fā)性成分主成分分析及產(chǎn)地判別

劉 曄，葛麗琴，王遠興*

（南昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室，江西 南昌 330047）

以頂空固相微萃取法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對3 個不同產(chǎn)地廬山云霧茶揮發(fā)性成分進行測定。在廬山云霧茶樣本中共鑒定出76 種揮發(fā)性成分，其中相對含量較高的有順-3-己烯-1-醇（4.00%）、庚醛（3.87%）、芐醇（13.76%）、十一烷（11.21%）、芳樟醇（3.70%）、苯乙醇（14.41%）、雪松醇（5.37%）等。利用主成分分析方法尋找影響揮發(fā)性成分的主要因子。結(jié)果表明，提取了6 個主成分累計方差貢獻率達到82.63%，3 個不同產(chǎn)地的廬山云霧茶能通過各自的化學(xué)特征被完全區(qū)分開。市場上隨機采集茶葉樣本，采用同樣的方法對其進行產(chǎn)地判別。結(jié)果可以從試樣中鑒定出相同產(chǎn)地的廬山云霧茶，判別率為100%。

廬山云霧茶；氣相色譜-質(zhì)譜法；揮發(fā)性成分；主成分分析；產(chǎn)地判別

自東漢年間便有廬山云霧茶的記載，古名“聞林茶”，又名“鉆林茶”?！翱飶]奇秀甲天下，云霧醇香益壽年”的廬山云霧茶宛若碧玉，味似龍井而更醇香，色如沱茶卻更清淡，是綠茶中的珍品。廬山云霧茶的制法：清明前后采摘鮮葉，隨海拔高度的增加，開采期亦相應(yīng)延遲到谷雨前后。以一芽一葉初展為標(biāo)準(zhǔn)，長度在3 cm左右。采回后，薄攤于潔凈簸箕上，置于陰涼通風(fēng)處，保持鮮葉純凈。炒制分殺青、抖散、抖捻、炒二青（初干）、理條、搓條、揀剔、提毫、除茶末、烘干等工序。在殺青過程中茶葉香氣成分大量形成，低沸點物質(zhì)大量揮發(fā)，高沸點物質(zhì)得到顯露或轉(zhuǎn)化[1]。

固相微萃取技術(shù)是一種新型無溶劑樣品預(yù)處理技術(shù)，該技術(shù)集采樣、萃取、濃縮、進樣于一體，簡單快速，能節(jié)約70%的樣品預(yù)處理時間且能提高檢測限，其廣泛地應(yīng)用于揮發(fā)性成分的富集[2]。揮發(fā)性成分的測定多采用氣相色譜-質(zhì)譜[3]和氣相色譜-質(zhì)譜-嗅聞[4]的方式。保留指數(shù)（retention index，RI）主要指物質(zhì)在固定液上的保留值行為，與色譜分析中的很多參數(shù)和條件無關(guān)，故常被用來區(qū)分不同的同分異構(gòu)化合物，是一種重現(xiàn)性和準(zhǔn)確度都很好的定性分析參數(shù)[5]。主成分分析常采用減少數(shù)據(jù)集的維數(shù)，同時保持對數(shù)據(jù)集方差貢獻最大的特征，通過保留低階主成分，忽略高階主成分，這樣低階成分往往能夠保留住數(shù)據(jù)的最重要方面[6]。故主成分能更加形象地表現(xiàn)原樣本的信息如等級分類、產(chǎn)地的鑒別等[7]。

本實驗采用固相微萃取方法對不同產(chǎn)地廬山云霧茶樣本中的揮發(fā)性成分進行萃取，并采用氣相色譜-質(zhì)譜對樣本中揮發(fā)性成分進行定性分析。利用主成分分析法對不同產(chǎn)地廬山云霧茶進行分類，建立模型，并收集若干樣本來檢驗產(chǎn)地判別的準(zhǔn)確性。為今后廬山云霧茶產(chǎn)地溯源提供一種方便快速的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

來源于通遠鎮(zhèn)廬山云霧茶（5 種，每種6 個批次）廬山茶科所茶場；賽陽鎮(zhèn)廬山云霧茶（4 種，每種6 個批次） 廬山露語茶業(yè)有限公司；星子縣廬山云霧茶（3 種，每種6 個批次） 星子縣廬山七尖云霧茶有限公司；廬山市本地市面上采買的8 個茶葉樣本。

供試品均采于2016年5月，樣品放置于4 ℃冰箱中保存。正構(gòu)烷烴（C6～C10、C8～C20）混合標(biāo)準(zhǔn)品（色譜級）美國AccuStandard公司；正己烷（色譜純） 德國Merck公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890-7000 GC-QQQ-MS氣相色譜-三重串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀（配有MassHunter Workstation色譜工作站和NIST MS Search 2.0質(zhì)譜檢索數(shù)據(jù)庫） 美國Agilent公司；57330-U SPME手柄、50/30 μm二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）固相微萃取纖維頭 美國Supelco公司；AL104電子天平 瑞士Mettler Toledo公司；DKS-24不銹鋼新型電熱恒溫水浴鍋嘉興市中新醫(yī)療儀器有限公司。

1.3.1 前處理條件

參考宋萌萌[8]、陳熠敏[9]等前處理方法：將通遠鎮(zhèn)、賽陽鎮(zhèn)、星子縣3 個地區(qū)的廬山云霧茶，粉碎過篩，用電子天平稱取2.00 g茶樣于20 mL頂空萃取瓶中，立即用聚四氟乙烯隔墊蓋子密封；將頂空萃取瓶置于80 ℃水浴鍋中水浴平衡30 min，每隔10 min晃動瓶身；再將固相萃取頭插入頂空萃取瓶中，萃取吸附30 min。萃取結(jié)束后將萃取頭放入氣相色譜-質(zhì)譜進樣口中，250 ℃解吸5 min，使得揮發(fā)性成分得到分離。測試茶樣重復(fù)此操作。

1.3.2 色譜條件

色譜柱：HP-5MS石英毛細柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：起始柱溫50 ℃，保持5 min，以5 ℃/min升至80 ℃，然后以2 ℃/min升至140 ℃，最后以5 ℃/min升至210 ℃保持5 min；載氣為高純氦氣（純度≥99.999%）；載氣流速1 mL/min；進樣口溫度250 ℃；分流比10∶1。

1.3.3 質(zhì)譜條件

電子電離源；電子能量70 eV；傳輸線溫度250 ℃；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；溶劑延遲1 min；質(zhì)量掃描方式為全掃描；質(zhì)量掃描范圍m/z 40～400。

達爾文說:“最有價值的知識是關(guān)于方法的知識?！北M管我們很難判斷一次教學(xué)改革，是肇始于教學(xué)觀念的變革，還是源自于教學(xué)方法的模仿與改造，但其結(jié)果總是使教學(xué)方法的改革與探討最為活躍，影響也最直接最廣泛。中國近代語文教育方法的演變證實了這一觀點。

1.3.4 廬山云霧茶揮發(fā)性成分RI的測定

將正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品以液體進樣的形式，按照1.3.2節(jié)的升溫程序進行分離。進樣量為1 μL，分流比為20∶1。記錄每個正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品出峰的RI，各組分的RI計算采用Kovats保留指數(shù)計算公式[10]：

式中：TRx為待測組分的保留時間/min；n和n＋1分別表示正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù)；TRn表示有n 個碳原子數(shù)的正構(gòu)烷烴的保留時間/min；TR（n＋1）表示有n＋1 個碳原子數(shù)的正構(gòu)烷烴的保留時間/min。其中TRn＜TRx＜TR（n＋1）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)NIST MS Search 2.0質(zhì)譜圖庫檢索結(jié)果，并結(jié)合RI文獻值對廬山云霧茶揮發(fā)性成分進行了初步篩查鑒定，并運用峰面積歸一化法測得各揮發(fā)性成分的相對含量。結(jié)果以 ±s計。以樣本揮發(fā)性成分的相對峰面積為變量，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入SIMCA-P 13.0版軟件，將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后進行無監(jiān)督的主成分分析。將測試茶樣數(shù)據(jù)同樣導(dǎo)入SIMCA-P 13.0版軟件中，加入之前構(gòu)建好的3 個產(chǎn)地廬山云霧茶樣本中判別產(chǎn)地。

2 結(jié)果與分析

2.1 廬山云霧茶揮發(fā)性成分的定性分析

圖1 典型廬山云霧茶揮發(fā)性成分的總離子流色譜Fig. 1 Typical total ion current chromatograms of volatile components in Lu Mountain Clouds-Mist tea

將樣品經(jīng)過氣相色譜-質(zhì)譜檢測后，得到較為典型的廬山云霧茶總離子流色譜圖，如圖1所示。本實驗所采用的氣相色譜-質(zhì)譜條件可以有效分離廬山云霧茶的揮發(fā)性成分。

圖2 12 種廬山云霧茶揮發(fā)性成分縱向疊加總離子流色譜圖Fig. 2 Stacked total ion current chromatograms of volatile components in 12 Lu Mountain Clouds-Mist tea samples

將通遠、賽陽、星子3 個地區(qū)共12 種廬山云霧茶樣本依次測定揮發(fā)性成分，如圖2所示。來自相同產(chǎn)地的總離子流色譜圖更加相似。不同產(chǎn)地的廬山云霧茶揮發(fā)性成分峰形有較為明顯的變化，3 個地區(qū)的廬山云霧茶揮發(fā)性成分及相對含量結(jié)果見表1。

表1 廬山云霧茶揮發(fā)性成分定性分析結(jié)果Table 1 Volatile components identified in Lu Mountain Clouds-Mist tea from three regions

續(xù)表1

續(xù)表1

由表1可知，所有廬山云霧茶樣品中共鑒定出76 種揮發(fā)性成分，包括烯烴類、烷烴類、醇類、醛類、酮類、酯類等。其中相對含量較高的有庚醛（3.87%）、2-正戊基呋喃（3.05%）、芐醇（13.76%）、十一烷（11.21%）、芳樟醇（3.70%）、苯乙醇（14.41%）、十二烷（3.88%）、鳳梨醛（3.91%）、橙花醇甲醚（3.20%）、雪松醇（5.37%）。在這些揮發(fā)性成分中，具有香氣成分的有[42]：己醛（強烈的清香、草香、蔬菜、水果香氣）、順-3-己烯-1-醇（青葉香）、庚醛（稀釋后具有類似甜杏、堅果香氣）、芐醇（微弱芳香氣味）、苯乙醛（清香、玫瑰、花香、巧克力香氣）、芳樟醇（鈴蘭香、玉蘭花香、玫瑰花香）、壬醛（蠟香、甜桔香、脂肪香、花香）、苯乙醇（玫瑰香）、α-松油醇（丁香味）、吲哚（稀釋到一定濃度后，具有花香）、水楊酸甲酯（薄荷味）、茉莉酮（花香）、β-紫羅酮（木香）、植醇（青草香）等。這些香氣成分對茶葉的氣味有很大貢獻。

2.2 廬山云霧茶揮發(fā)性成分的主成分分析

表2 廬山云霧茶6 個主成分的特征值及其貢獻率Table 2 Eigenvalues and cumulative contribution rates of 6 principal components in Lu Mountain Clouds-Mist tea

由表2可知，前6 個成分的累計方差貢獻率已經(jīng)達到82.63%，可見前6 個主成分足以說明該數(shù)據(jù)的變化趨勢。以各個茶樣在第1～3主成分上的得分作圖，獲得所有茶樣的三維散點分布圖，如圖3a所示。3 個產(chǎn)地的廬山云霧茶在主成分空間上的分布較為分散，各產(chǎn)地樣本均處于相對獨立的空間，除了3號樣本略有異常外，3 個產(chǎn)地的分類很明顯，相同產(chǎn)地的廬山云霧茶樣本之間的距離非常小?？梢?，主成分分析方法對廬山云霧茶不同產(chǎn)地有較好區(qū)分效果，說明不同產(chǎn)地茶樣揮發(fā)性成分的相對含量有一定程度的區(qū)別。

圖3 3 個不同產(chǎn)地廬山云霧茶樣本的主成分三維得分圖（a）、二維得分圖（b）和二維載荷圖（c）Fig. 3 PCA 3D score plots (a), 2D score plots (b) and 2D loading plots (c)for 12 Lu Mountain Clouds-Mist tea samples from 3 regions

圖3 b表示各種樣品基于揮發(fā)性成分相對含量的相似性和差異性，圖3c則能找出引起這些樣品差異的關(guān)鍵變量。其中苯乙醛（21）、2,6-二甲基辛烷（23）、壬醛（29）、α-松油醇（39）、1-甲基萘（49）、石竹烯（57）、長葉烯（62）、β-紫羅酮（64）和咖啡堿（74），這些揮發(fā)性成分在圖3c中的位置與圖3b中通遠鎮(zhèn)茶樣所處位置類似，說明在產(chǎn)自通遠的茶樣中這些揮發(fā)性成分相對含量較高，而順-3-己烯-1-醇（4）、3-蒈烯（22）和十一烷（27）在圖3c中所處位置與圖3b中通遠鎮(zhèn)茶樣的位置相反，說明通遠鎮(zhèn)茶樣中的這些揮發(fā)性成分相對含量，要比其他2 個產(chǎn)地的茶樣低。這些化合物能作為該產(chǎn)地茶樣中的關(guān)鍵揮發(fā)性成分，用來和其他2 個產(chǎn)地的廬山云霧茶進行區(qū)分。檸檬烯（19）、異佛爾酮（24）、2-甲基十二烷（48）、吲哚（50）、4,6-二甲基十二烷（51）、α-衣蘭油烯（66），其在圖3c中位置與圖3b中賽陽鎮(zhèn)茶樣的位置類似，說明賽陽鎮(zhèn)茶樣中的這些揮發(fā)性成分相對含量較高，而芐醇（20）、四氫薰衣草醇（35）和十二烷（42）在圖3c中位置與圖3b中賽陽鎮(zhèn)茶樣的位置相反，說明賽陽鎮(zhèn)相對于通遠鎮(zhèn)和星子縣2 個產(chǎn)地揮發(fā)性成分相對含量較低。圖3c中正癸烷（15）、橙花醚（34）、水楊酸甲酯（40）和茉莉酮（54）的位置與圖3b中星子縣茶樣的位置類似，說明它們在星子茶樣中相對含量較高，而圖3c中2-正戊基呋喃（14）、均三甲苯（17）和植醇（76）與圖3b中星子縣茶樣的位置相反，說明星子縣茶樣中的這些揮發(fā)性成分相對含量較低。此分析結(jié)果也和表1中的數(shù)據(jù)相對應(yīng)。

不同的變量對區(qū)分模型的建立和貢獻不同。從理論上來說，越是遠離中心點的變量，對得分的貢獻也就越大，而這種物質(zhì)正是不同類型樣本中的差異成分[43]。由圖3c可知，己醛（3）、檸檬烯（19）、3-蒈烯（22）、胡薄荷酮（33）、馬鞭草烯酮（41）、橙花醇甲醚（47）、2-甲基十二烷（48）、可巴烯（53）、石竹烯（57）、表圓線藻烯（61）、雪松醇（71）等揮發(fā)性成分遠離y軸，第1主成分主要和這些物質(zhì)有關(guān)。其中3-蒈烯、橙花醇甲醚、2-甲基十二烷、可巴烯、表圓線藻烯等呈正向分布，而己醛、檸檬烯、胡薄荷酮、馬鞭草烯酮、石竹烯、雪松醇等呈負向分布。順-3-己烯-1-醇（4）、2-正戊基呋喃（14）、均三甲苯（17）、十一烷（27）、橙花醚（34）、α-松油醇（39）、水楊酸甲酯（40）、α-廣藿香烯（65）等揮發(fā)性成分遠離x軸，第2主成分主要和這些物質(zhì)有關(guān)。其中順-3-己烯-1-醇、十一烷、α-廣藿香烯等呈正向分布，而2-正戊基呋喃、均三甲苯、橙花醚、α-松油醇、水楊酸甲酯等呈負向分布。

2.3 廬山云霧茶產(chǎn)地判別分析

圖4 8 個茶樣揮發(fā)性成分縱向疊加總離子流色譜圖Fig. 4 Stacked total ion current chromatograms of volatile components in eight commercial tea samples

表3 8 個茶樣的揮發(fā)性成分及相對含量Table 3 Volatile components and relative contents in eight commercial tea samples

續(xù)表3

續(xù)表3

由圖4可以看出，這8 個茶樣的總離子流色譜圖總體趨勢類似，但部分區(qū)域差異較明顯。結(jié)合表3可以看出：73號樣品中相對含量最高的6 個揮發(fā)性成分是3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環(huán)己烷（10.69%）、芐醇（10.45%）、苯乙醇（9.15%）、十一烷（7.51%）、萘（6.52%）、3-蒈烯（3.95%）。74號樣品中相對含量最高的6 個揮發(fā)性成分是苯乙醇（20.08%）、芐醇（15.29%）、萘（8.63%）、十二烷（4.18%）、二甲基硫醚（3.87%）、順-3-己烯-1-醇（3.47%）。75號樣品中相對含量最高的6 個揮發(fā)性成分是苯乙醇（11.11%）、芐醇（10.70%）、十一烷（7.06%）、異胡薄荷醇（4.53%）、2-正戊基呋喃（3.82%）、3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環(huán)己烷（3.62%）。76號樣品中相對含量最高的6 個揮發(fā)性成分是檸檬烯（21.40%）、3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環(huán)己烷（9.12%）、芐醇（6.18%）、異佛爾酮（4.89%）、鄰異丙基甲苯（4.41%）、3-蒈烯（4.38%）。77號樣品中相對含量最高的6 個揮發(fā)性成分是3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環(huán)己烷（11.52%）、芐醇（10.83%）、苯乙醇（8.85%）、2-甲基十二烷（7.30%）、十一烷（6.60%）、4,6-二甲基十二烷（4.40%）。78號樣品中相對含量最高的6 個揮發(fā)性成分是β-紫羅酮（8.96%）、2-正戊基呋喃（8.54%）、壬醛（7.71%）、芐醇（6.30%）、β-環(huán)檸檬醛（6.06%）、異胡薄荷醇（4.73%）。79號樣品中相對含量最高的6 個揮發(fā)性成分是苯乙醇（8.20%）、3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環(huán)己烷（7.63%）、δ-畢澄茄烯（7.15%）、β-紫羅酮（5.16%）、芐醇（5.08%）、異胡薄荷醇（4.23%）。80號樣品中相對含量最高的6 個揮發(fā)性成分是甲苯（8.78%）、芐醇（8.12%）、β-紫羅酮（6.55%）、2-甲基十二烷（5.34%）、異佛爾酮（4.22%）、苯乙醇（4.03%）?？傮w來說，在這8 個茶樣中芐醇、苯乙醇、十一烷和3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環(huán)己烷是主要的揮發(fā)性成分。

圖5 8 個茶樣和廬山云霧茶樣本的主成分二維得分圖（a）和二維載荷圖（b）Fig. 5 PCA 2D score plots (a) and 2D loading plots (b) for 8 commercial tea samples and 12 experimental Lu Mountain Clouds-Mist tea samples

73號、74號樣本產(chǎn)自鳳凰鎮(zhèn)（廬山云霧茶產(chǎn)地保護區(qū)域），由圖5a可見，該圖很好地區(qū)分開鳳凰鎮(zhèn)樣本和3 大產(chǎn)區(qū)，并且在模型范圍內(nèi)。對照圖5b，并結(jié)合表1和表3可知，正癸烷（15）和萘（37）是區(qū)分該產(chǎn)地的關(guān)鍵變量。其中正癸烷相對含量：74號（2.06%）＞73號（1.15%）＞星子（0.87%）＞通遠（0.65%）＞賽陽（0.41%）。萘相對含量：74號（8.63%）＞73號（6.52%）＞賽陽（1.00%）＞通遠（0.40%）＞星子（0.13%）。75號樣本產(chǎn)自碧龍?zhí)讹L(fēng)景區(qū)（廬山云霧茶產(chǎn)地保護區(qū)域），從圖5a可以看出它在模型范圍內(nèi)，但游離于三大產(chǎn)區(qū)之外的。對照圖5b，并結(jié)合表1和表3可知，α-蒎烯（9）、橙花醚（34）和2-癸炔-1-醇（36）是區(qū)分該產(chǎn)地的關(guān)鍵變量。其中α-蒎烯相對含量：75號（0.39%）＞通遠（0.14%）＞星子（0.10%）＞賽陽（0.09%）。橙花醚相對含量：75號（0.76%）＞星子（0.41%）＞通遠（0.27%）＞賽陽（0.17%）。2-癸炔-1-醇相對含量：75號（3.27%）＞通遠（1.69%）＞賽陽（1.60%）＞星子（1.52%）。76號、77號樣本完全重合在賽陽鎮(zhèn)樣本的范圍內(nèi)，這2 個樣本確實產(chǎn)自賽陽鎮(zhèn)，這使得該樣本得到了很好的產(chǎn)地驗證效果。

而78號、79號和80號樣本明顯脫離了模型范圍，該茶葉樣品為非廬山云霧茶的普通綠茶，對照圖5b，并結(jié)合表1和表3可知，這些樣本中的2-正戊基呋喃（14）、壬醛（29）、馬鞭草烯酮（41）、β-環(huán)檸檬醛（43）、β-紫羅酮（64）等揮發(fā)性成分的相對含量要遠高于已知3 個產(chǎn)地的茶樣，故可以將它們作為判別廬山云霧茶的關(guān)鍵變量。其中2-正戊基呋喃相對含量：78號（8.54%）＞80號（3.59%）＞79號（3.49%）＞賽陽（3.05%）＞通遠（2.62%）＞星子（1.75%）。壬醛相對含量：78號（7.71%）＞80號（2.36%）＞79號（2.10%）＞通遠（0.61%）＞星子（0.26%）＞賽陽（0.23%）。馬鞭草烯酮相對含量：78號（2.88%）＞80號（2.83%）＞79號（1.09%）＞通遠（0.38%）＞賽陽（0.25%）＞星子（0.23%）。β-環(huán)檸檬醛相對含量：78號（6.06%）＞79號（3.08%）＞80號（3.01%）＞通遠（0.92%）＞賽陽（0.66%）＞星子（0.46%）。β-紫羅酮相對含量：78號（8.96%）＞80號（6.55%）＞79號（5.16%）＞通遠（1.66%）＞賽陽（0.77%）＞星子（0.54%）。由于受地理、氣候等因素的影響，茶葉揮發(fā)性成分的富集也是不同的，地理分布越接近的茶葉樣本，其主成分空間分布位置也越接近，這種分布的差異也驗證了表1和表3揮發(fā)性成分相對含量的分析結(jié)果。綜上，8 個茶葉樣本驗證率達100%，產(chǎn)地判別得到了良好的結(jié)果。

3 結(jié) 論

本實驗通過氣相色譜-質(zhì)譜方法結(jié)合主成分分析對3 個不同產(chǎn)地廬山云霧茶揮發(fā)性成分進行了研究。結(jié)果顯示，在廬山云霧茶樣本中共鑒定出76 種揮發(fā)性成分，利用主成分分析方法提取了6 個主成分，累計方差貢獻率達到82.63%。從圖3可直觀看出不同產(chǎn)地廬山云霧茶間的差異。茶葉的產(chǎn)地、品種及加工工藝不同，是導(dǎo)致?lián)]發(fā)性成分差異的主要原因[44]。利用不同產(chǎn)地和非廬山云霧茶樣本驗證模型也得到了較好的效果。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)不同產(chǎn)地廬山云霧茶的區(qū)分，所建立起來的模型和廬山云霧茶的揮發(fā)性成分含量信息較吻合，判別率為100%。主成分分析不僅能夠減少分析的變量，提取有效信息，還能利用建立的模型來分析廬山云霧茶的產(chǎn)地歸屬。今后可以嘗試如高效液相色譜法[45]、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法[46]、近紅外光譜法[47]等檢測技術(shù)，以期為廬山云霧茶產(chǎn)地、品種、等級或不同香型的預(yù)測判別方面，提供一種簡便快速的方法。

[1] 施夢南, 龔淑英. 茶葉香氣研究進展[J]. 茶葉, 2012, 38(1)∶ 19-23.DOI∶10.3969/j.issn.0577-8921.2012.01.004.

[2] SANG Z Y, WANG Y T, TSOI Y K, et al. CODEX-compliant eleven organophosphorus pesticides screening in multiple commodities using headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry[J]. Food Chemistry, 2013, 136(2)∶ 710-717.

[3] FENG Y, CAI Y, SUN-WATERHOUSE D, et al. Approaches of aroma extraction dilution analysis (AEDA) for headspace solid phase microextraction and gas chromatography-olfactometry (HS-SPMEGC-O)∶ altering sample amount, diluting the sample or adjusting split ratio?[J]. Food Chemistry, 2015, 187∶ 44-52.

[4] 呂世懂, 孟慶雄, 徐詠全, 等. 普洱茶香氣分析方法及香氣活性物質(zhì)研究進展[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(11)∶ 292-298. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201411058.

[5] 尹團章, 熊國璽, 王娜, 等. GC-MS 結(jié)合保留指數(shù)分析烘焙咖啡揮發(fā)性成分[J]. 香料香精化妝品, 2016(2)∶ 9-12; 16.

[6] LILAND K H. Multivariate methods in metabolomics-from preprocessing to dimension reduction and statistical analysis[J]. Trends in Analytical Chemistry, 2011, 30(6)∶ 827-841.

[7] 康受姈. GC-MS結(jié)合化學(xué)計量學(xué)對茶葉種類及品質(zhì)判斷研究[D].杭州∶ 浙江大學(xué), 2012.

[8] 宋萌萌, 王遠興. SPME-GC-QQQ-MS測定兩種婺源名優(yōu)綠茶香氣成分[J]. 南昌大學(xué)學(xué)報(理科版), 2016, 40(4)∶ 334-340. DOI∶10.3969/j.issn.1006-0464.2016.04.007.

[9] 陳熠敏, 何洪, 王遠興. 靖安白茶與安吉白茶特征香氣成分的比較[J]. 南昌大學(xué)學(xué)報(理科版), 2015, 39(6)∶ 573-578. DOI∶10.3969/j.issn.1006-0464.2015.06.012.

[10] WANG Y, YANG C, LI S, et al. Volatile characteristics of 50 peaches and nectarines evaluated by HP-SPME with GC-MS[J]. Food Chemistry, 2009, 116(1)∶ 356-364.

[11] BONAITI C, IRLINGER F, SPINNLER H E. An iterative sensory procedure to select odor-active associations in complex consortia of microorganisms: application to the construction of a cheese model[J].Journal of Dairy Science, 2005, 88(5)∶ 1671-1684. DOI:10.3168/jds.S0022-0302(05)72839-3.

[12] XIE J, SUN B, ZHENG F, et al. Volatile flavor constituents in roasted pork of Mini-pig[J]. Food Chemistry, 2008, 109(3)∶ 506-514.DOI∶10.1016/j.foodchem.2007.12.074.

[13] ROUX M L, CRONJE J C, BURGER B V, et al. Characterization of volatiles and aroma-active compounds in honeybush (Cyclopia subternata) by GC-MS and GC-O analysis[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(10)∶ 2657-2664. DOI∶10.1021/jf2048383.

[14] IBRAHIM M A, EGIGU M C, KASURINEN A, et al. Diversity of volatile organic compound emissions from flowering and vegetative branches of Yeheb, Cordeauxia edulis (Caesalpiniaceae), a threatened evergreen desert shrub[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2010, 25(2)∶83-92. DOI∶10.1002/ffj.1971.

[15] VARARU F, MORENO-GARCIA J, ZAMFIR C I, et al. Selection of aroma compounds for the differentiation of wines obtained by fermenting musts with starter cultures of commercial yeast strains[J]. Food Chemistry, 2016, 197∶ 373-381. DOI∶10.1016/j.foodchem.2015.10.111.

[16] 陳瑋玲, 鐘培培, 范琳琳, 等. 固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜分析青錢柳葉揮發(fā)性成分[J]. 食品工業(yè)科技, 2016, 37(22)∶ 52-58.DOI∶10.13386/j.issn1002-0306.2016.22.002.

[17] PINO J A, QUERIS O. Analysis of volatile compounds of mango wine[J]. Food Chemistry, 2011, 125(4)∶ 1141-1146. DOI∶10.1016/j.foodchem.2010.09.056.

[18] MAIETTI S, ROSSI D, GUERRINI A, et al. A multivariate analysis approach to the study of chemical and functional properties of chemodiverse plant derivatives∶ lavender essential oils[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2013, 28(3)∶ 144-154.

[19] FORERO M D, QUIJANO C E, PINO J A. Volatile compounds of chile pepper (Capsicum annuum L. var. glabriusculum) at two ripening stages[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2009, 24(1)∶ 25-30.

[20] JAVIDNIA K, MIRI R, JAMALIAN A. Composition of the essential oil of Salvia macrosiphon Boiss. from Iran[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2005, 20(5)∶ 542-543.

[21] FERNANDO L N, GRUN I U. Headspace-SPME analysis of volatiles of the ridge gourd (Luffa acutangula) and bitter gourd (Momordica charantia)flowers[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2001, 16(4)∶ 289-293.

[22] WU Y, Lü S, LIAN M, et al. Study of characteristic aroma components of baked Wujiatai green tea by HS-SPME/GC-MS combined with principal component analysis[J]. CyTA-Journal of Food, 2016, 14(3)∶ 423-432.

[23] 申明月, 劉玲玲, 聶少平, 等. 頂空-氣相色譜-四極桿質(zhì)譜結(jié)合保留指數(shù)法測定普洱茶香氣成分[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(6)∶ 103-106.DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201406021.

[24] ZENG Y X, ZHAO C X, LIANG Y Z, et al. Comparative analysis of volatile components from Clematis species growing in China[J].Analytica Chimica Acta, 2007, 595(1)∶ 328-339. DOI∶10.1016/j.aca.2006.12.022.

[25] 呂世懂, 吳遠雙, 姜玉芳, 等. 不同產(chǎn)區(qū)烏龍茶香氣特征及差異分析[J].食品科學(xué), 2014, 35(2)∶ 146-153. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201402027.

[26] CAPRIOLI G, IANNARELLI R, CIANFAGLIONE K, et al. Volatile profile, nutritional value and secretory structures of the berry-like fruits of Hypericum androsaemum L[J]. Food Research International,2016, 79∶ 1-10. DOI∶10.1016/j.foodres.2015.11.021.

[27] CARDILE V, RUSSO A, FORMISANO C, et al. Essential oils of Salvia bracteata and Salvia rubifolia from Lebanon∶ chemical composition, antimicrobial activity and inhibitory effect on human melanoma cells[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2009, 126(2)∶265-272. DOI∶10.1016/j.jep.2009.08.034.

[28] MUHAIDAT R, AL-QUDAH M A, SAMIR O, et al. Phytochemical investigation and in vitro antibacterial activity of essential oils from Cleome droserifolia (Forssk.) Delile and C. trinervia Fresen.(Cleomaceae)[J]. South African Journal of Botany, 2015, 99∶ 21-28.DOI∶10.1016/j.sajb.2015.03.184.

[29] JAVIDNIA K, MIRI R, KAMALINEJAD M, et al. Chemical composition of the essential oils of Anthemis altissima L. grown in Iran[J]. Flavour & Fragrance Journal, 2004, 19(3)∶ 213-216.DOI∶10.1002/ffj.1277.

[30] ALISSANDRAKIS E, TARANTILIS P A, HARIZANIS P C, et al.Comparison of the volatile composition in thyme honeys from several origins in Greece[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2007,55(20)∶ 8152-8157. DOI∶10.1021/jf071442y.

[31] SAROGLOU V, MARIN P D, RANCIC A, et al. Composition and antimicrobial activity of the essential oil of six Hypericum species from Serbia[J]. Biochemical Systematics & Ecology, 2007, 35(3)∶ 146-152. DOI∶10.1016/j.bse.2006.09.009.

[32] LIU Z, CHEN Z, HAN F, et al. Microwave-assisted method for simultaneous hydrolysis and extraction in obtaining ellagic acid, gallic acid and essential oil from Eucalyptus globulus leaves using Br?nsted acidic ionic liquid [HO3S(CH2)4mim]HSO4[J]. Industrial Crops and Products, 2016, 81∶ 152-161.

[33] 張曉珊, 陳圖鋒, 陳耀文, 等. 固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析沙茶醬香氣物質(zhì)的研究[J]. 食品與藥品, 2014, 16(6)∶ 410-413. DOI∶10.3969/j.issn.1672-979X.2014.06.010.

[34] ROUT P K, NAIK S N, RAO Y R. Composition of the concrete, absolute,headspace and essential oil of the flowers of Michelia champaca Linn[J].Flavour and Fragrance Journal, 2006, 21(6)∶ 906-911.

[35] BENKACI-ALI F, BAALIOUAMER A, MEKLATI B Y, et al.Chemical composition of seed essential oils from Algerian Nigella sativa extracted by microwave and hydrodistillation[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2007, 22(2)∶ 148-153.

[36] CUI L, WANG Z Y, ZHOU X H. Volatile constituents in the roots and rhizomes oils of Valeriana amurensis[J]. Journal of Essential Oil Bearing Plants, 2010, 13(1)∶ 130-134.

[37] XIE Y, WANG J, YANG F, et al. Comparative analysis of essential oil components of two Cryptomeria species from China[J]. Industrial Crops and Products, 2011, 34(1)∶ 1226-1230. DOI∶10.1016/j.indcrop.2011.04.016.

[38] DU L, LI J, LI W, et al. Characterization of volatile compounds of Puerh tea using solid-phase microextraction and simultaneous distillationextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry[J].Food Research International, 2014, 57∶ 61-70.

[39] TEIXEIRA B, MARQUES A, RAMOS C, et al. Chemical composition and antibacterial and antioxidant properties of commercial essential oils[J]. Industrial Crops and Products, 2013, 43∶ 587-595.DOI∶10.1016/j.indcrop.2012.07.069.

[40] PAPA F, MAGGI F, CIANFAGLIONE K, et al. Volatile profiles of flavedo, pulp and seeds in Poncirus trifoliata fruits[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2014, 94(14)∶ 2874-2887.

[41] DE SOUZA A, LOPES E M C, DA SILVA M C, et al. Chemical composition and acetylcholinesterase inhibitory activity of essential oils of Myrceugenia myrciolides (Cambess.) O. Berg and Eugenia riedelliana O. Berg, Myrtaceae, Brazs[J]. Pharmacognosy, 2010,20(2)∶ 175-179.

[42] 朱蔭, 楊停, 施江, 等. 西湖龍井茶香氣成分的全二維氣相色譜-飛行時間質(zhì)譜分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(20)∶ 4120-4146.

[43] 周降生. 基于LC-MS技術(shù)結(jié)合化學(xué)計量學(xué)方法對不同類型茶葉的鑒定研究[D]. 昆明∶ 昆明理工大學(xué), 2014.

[44] 呂世懂, 吳遠雙, 姜玉芳, 等. 不同產(chǎn)區(qū)烏龍茶香氣特征及差異分析[J].食品科學(xué), 2014, 35(2)∶ 146-153. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201402027.

[45] 鄧靜. 高效液相色譜法和化學(xué)計量學(xué)在白茶及其多糖質(zhì)量控制中的應(yīng)用[D]. 南昌∶ 南昌大學(xué), 2014.

[46] 俞邱豪, 張九凱, 葉興乾, 等. 基于代謝組學(xué)的食品真實屬性鑒別研究進展[J]. 色譜, 2016, 34(7)∶ 657-664. DOI∶10.3724/SP.J.1123.2016.03040.

[47] CHEN Y, DENG J, WANG Y, et al. Study on discrimination of white tea and albino tea based on near-infrared spectroscopy and chemometrics[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture,2014, 94(5)∶ 1026-1033.

Analysis of Volatile Compounds and Geographical Origin Discrimination of Lu Mountain Clouds-Mist Tea by Principal Components Analysis

LIU Ye, GE Liqin, WANG Yuanxing*
(State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China)

The volatile compounds of Lu Mountain Clouds-Mist tea from three producing regions were investigated by headspace solid phase microextraction coupled to gas chromatography-mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS). A total of 76 volatile components were identified from the samples, the predominant ones being (Z)-3-hexen-1-ol (4.00%), heptanal(3.87%), benzyl alcohol (13.76%), undecane (11.21%), linalool (3.70%), phenylethyl alcohol (14.41%), and cedrol(5.37%). Principal component analysis (PCA) was applied to find the main factors affecting the volatile components. The results showed that 6 principal components could reflect most of the information on Lu Mountain Clouds-Mist tea with a cumulative contribution rate of 82.63%. The tea samples from three different regions could be clearly discriminated based on their chemical properties. The geographical origin discrimination of tea samples collected randomly from a local market was also achieved by PCA. Lu Mountain Clouds-Mist tea from the same region could be identified with an accuracy of 100%.

Lu Mountain Clouds-Mist tea; gas chromatography-mass spectrometry; volatile compounds; principal component analysis; geographical origin discrimination

DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724010

TS207.3

A

1002-6630（2017）24-0060-08

劉曄, 葛麗琴, 王遠興. 廬山云霧茶揮發(fā)性成分主成分分析及產(chǎn)地判別[J]. 食品科學(xué), 2017, 38(24)∶ 60-67. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724010. http∶//www.spkx.net.cn

LIU Ye, GE Liqin, WANG Yuanxing. Analysis of volatile compounds and geographical origin discrimination of Lu Mountain Clouds-Mist tea by principal components analysis[J]. Food Science, 2017, 38(24)∶ 60-67. (in Chinese with English abstract) DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724010. http∶//www.spkx.net.cn

2017-03-15

國家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項目（31560478；31160321）

劉曄（1994—），女，碩士研究生，研究方向為食品化學(xué)及分析技術(shù)。E-mail：lovingyouliuye@163.com

*通信作者：王遠興（1964—），男，教授，博士，研究方向為食品化學(xué)、色譜與質(zhì)譜分析。E-mail：yuanxingwang@ncu.edu.cn