2.4 杜仲葉茯磚茶加工過程中GC-IMS揮發(fā)性氣味成分指紋圖譜分析

為了進一步更具體直觀的表現(xiàn)杜仲葉茯磚茶加工過程中揮發(fā)性物質(zhì)的變化規(guī)律，使用GalleryPlot插件繪制了EF0、EF1EF2、EF3、EF4和EF5的揮發(fā)性物質(zhì)離子遷移指紋譜圖，如圖4所示，每個樣本3個平行，圖中右側為樣本名稱，底部為揮發(fā)性物質(zhì)定性結果，各點顏色深淺代表物質(zhì)濃度高低，紅色代表濃度較高，白色代表濃度較低。

從圖4可以直觀看出茯磚茶不同階段揮發(fā)性物質(zhì)組成具有明顯差異，且隨著加工過程的進行，杜仲葉茯磚茶中一部分揮發(fā)性成分不斷減少，另有一部分揮發(fā)性成分先增加后減少，還有一部分揮發(fā)性成分不斷增加。將不同加工階段的杜仲葉茯磚茶樣本指紋圖譜分為A、B、C、D、E、F、G等7個區(qū)域，A區(qū)域的揮發(fā)性成分包括康硫醇、2-甲基-3-甲硫基呋喃、環(huán)己酮和2-己酮，上述成分主要具有泥土氣息，熟菜香和洋蔥、大蒜、肉、咖啡香等，在樣本中的相對含量總體上隨加工過程的進行而逐步減少，其中2-己酮自渥堆階段起開始逐漸下降，2-甲基-3-甲硫基呋喃、環(huán)己酮和康硫醛在發(fā)花過程中下降明顯。B區(qū)域的揮發(fā)性成分是壬醛二聚體、二乙二醇丁醚、2-甲基-3-庚酮、2-乙基-3，5-二甲基吡嗪單體、2-乙基-3，5-二甲基吡嗪二聚體、2-乙基-5-甲基吡嗪單體、2-乙基-5-甲基吡嗪二聚體、甲基庚烯酮、芳樟醇和γ-松油烯，上述揮發(fā)性成分以焦香、烤香、青草香、橘香和果香為主，且在原料中相對含量較低，而經(jīng)過渥堆處理后上升明顯，這可能是由于渥堆提供的高溫高濕環(huán)境促進了糖類物質(zhì)發(fā)生脫水、縮合、聚合等焦糖化反應，從而產(chǎn)生焦香，而甜香、果香和花香則可能是由渥堆過程中微生物的作用。此外，呈青草香、焦香和烤香的吡嗪類物質(zhì)在進入發(fā)花階段后下降明顯，這有助于改善茶葉的風味。C區(qū)域的揮發(fā)性成分為辛醛、乙酸、苯甲醛二聚體、3-甲基-1-戊醇、4-甲基-1-戊醇和丙酸，從圖4中可以看出，這些成分在原料、渥堆和氣蒸及壓制成型階段變化較小，而進入發(fā)花階段后，上述揮發(fā)性成分明顯下降直至發(fā)花結束（25d），該區(qū)域的揮發(fā)性成分主要以苦杏仁味、烘烤味和醋味為主，其相對含量的下降有助于產(chǎn)品風味的改善。同時，在陳化階段具有真菌香氣的3-甲基-1-戊醇相對含量明顯上升，從而增強產(chǎn)品菌香味。D區(qū)域包含的鑒定出的揮發(fā)性成分包括2，4-庚二烯醛、1-辛烯-3-醇、葉醇、異丙醇、2-庚酮、異戊醛和乙酸異戊酯，這些成分主要以青香、藥香和果香為主，在原料、渥堆和氣蒸壓制成型樣本中含量均較低，但發(fā)花促進了上述揮發(fā)性成分含量的增加，隨著發(fā)花時間的延長，2-庚酮、異戊醛和乙酸異戊酯相對含量繼續(xù)增加，至陳化階段則開始下降，而其他揮發(fā)性成分則在發(fā)花8d后和后續(xù)干燥陳化階段，相對含量開始下降。區(qū)域E中包含的揮發(fā)性成分主要有2-庚酮、異戊醛、乙酸異戊酯、3-甲硫基丙醛、2-甲基丁醛和3-呋喃甲醇等，上述揮發(fā)性成分以藥香、果香和醇厚的醬香為主，在發(fā)花的8～25d中增加較為明顯，這對于形成杜仲葉茯磚茶良好的風味具有重要作用。F區(qū)域中包含的揮發(fā)性成分包括3-呋喃甲醇、5-甲基糠醛、二氫-2（3H）-呋喃酮單體、二氫-2（3H）-呋喃酮二聚體、丙烯酸正丁酯單體、丙烯酸正丁酯二聚體、2-已烯醛單體、2-已烯醛二聚體、糠醛單體、糠醛二聚體、2，3-丁二醇等，上述揮發(fā)性成分主要具有甜香、辛香、青草香和乳酪香，其中，除具有青草味的2-已烯醛單體相對含量明顯下降外，其余成分在杜仲葉茯磚茶陳化階段的含量均高于其他階段。區(qū)域G中包括的揮發(fā)性成分主要為二甲基二硫單體、二甲基二硫二聚體、正己醛單體、正己醛二聚體、乙酸乙酯、丙酮、正丁醇和己酸甲酯，上述揮發(fā)性成分以果酒香、果香和青草香為主，值得注意的是，此區(qū)域中大多數(shù)揮發(fā)性成分在加工不同階段相對含量較穩(wěn)定，包括具有青草香的正己醛單體和二聚體，由于杜仲葉茯磚茶樣本中呈青草香氣揮發(fā)性成分較多，除正己醛和其他階段相比變化不大外，其他如2-乙基-5-甲基吡嗪單體、2-已烯醛單體隨加工過程的進行均明顯下降，因此最終杜仲葉茯磚茶中青辛氣不明顯，這和感官評審結果基本一致。此外，不在上述區(qū)域中的呈甜香、花香、橙香和橘香的葵醛、壬醛單聚體在隨著加工的進行相對含量逐步上升，促進了杜仲葉茯磚茶良好風味的形成。

從圖4還可以發(fā)現(xiàn)，陳化和渥堆階段紅點最多，說明揮發(fā)性成分最為豐富，其次為原料和氣蒸及壓制成型階段，最后為發(fā)花階段樣本，這可能是由于在發(fā)花階段以冠突散囊菌為主的曲霉屬為絕對優(yōu)勢菌群，茯磚茶發(fā)酵過程中微生物多樣性較低導致的，尚需進一步證實。此外，和其他加工階段相比，發(fā)花階段促進了杜仲葉茯磚茶藥香、果香和菌香的形成，因此，發(fā)花和陳化是促進杜仲葉茯磚茶香氣和風味形成的重要步驟?？傮w來看，所有的70種揮發(fā)性成分在EF5中的含量較EF0上升的有37種，主要為醛類，醇類，酮類和酯類，這些成分具有良好的香氣，而下降的成分有33種，其中下降較為明顯的有呈醋酸味的乙酸以及具有青草味，堅果味的2-乙基-5-甲基吡嗪二聚體等，上述成分的含量變化有助于改善杜仲葉茯磚茶成品的香氣。不同香氣成分之間具有一定的協(xié)同作用，如甲苯、乙醇、苯甲醛、2-庚酮、乙酸乙酯、乙酸等風味物質(zhì)可發(fā)生加成或協(xié)同作用，從使酒香、果香和花香更強烈，酯類香氣物質(zhì)之間也有較強的協(xié)同作用。本實驗表明，和EF0相比，EF5中苯甲醛二聚體、2-庚酮、乙酸乙酯含量均增加，而且所鑒定出的5種酯類揮發(fā)性成分中有4種含量增加，這有助于增強各成分之間的協(xié)同作用，從而提升杜仲葉茯磚茶的香氣品質(zhì)。此外，渥堆樣本中2-乙基-3，5-二甲基吡嗪二聚體，發(fā)花8d樣本中的2，4-庚二烯醛和發(fā)花25d樣本中的3-甲硫基丙醛，以及陳化階段5-甲基糠醛、丙烯酸正丁酯單體、丙烯酸正丁酯二聚體、糠醛二聚體、2，3-丁二醇等在圖4中各點的顏色明顯較其他階段深，說明其相對含量明顯高于上述各成分在其他階段樣本中的含量，這些成分可以分別作為杜仲葉茯磚茶渥堆、發(fā)花和陳化階段的候選標記物進行深入研究。

2.5 基于GC-IMS的主成分分析

主成分分析可以簡化數(shù)據(jù)并揭示變量間的相互關系，其作為一種多元統(tǒng)計分析技術已廣泛應用于食品加工過程中品質(zhì)差異分析。從圖5可以看出，不同加工階段杜仲葉茯磚茶揮發(fā)性成分PCA圖中PC1的貢獻率為47%，PC2的貢獻率為27%，累計貢獻率為74%，表明PC1、PC2的總貢獻率包含了杜仲葉茯磚茶樣本的大部分信息，較好的反映了不同茶樣之間揮發(fā)性成分差異的影響因素。從主成分分析圖中可以看出，EF1和EF2樣本間距離最近，說明渥堆和氣蒸壓制成型樣本之間差異性相對較小，而EF0和EF1樣本間距離較大，說明渥堆對杜仲葉茯磚茶揮發(fā)性成分變化影響較大。發(fā)花和陳化階段樣本在PCA圖上和其他樣本呈現(xiàn)明顯的分離，說明茶樣揮發(fā)性成分在此過程中發(fā)生了很大的變化，發(fā)花和陳化對于杜仲葉茯磚茶香氣和風味的形成具有重要作用，這與感官審評結果基本一致。

3 結論

采用GC-IMS分析技術分析了杜仲葉茯磚茶加工過程中揮發(fā)性成分，共檢測出70種揮發(fā)性成分，其中明確定性的有51種，包括醛類、酮類、醇類、酯類、吡嗪類、酸類、萜烯類、呋喃類、醚類及含硫化合物等。通過構建杜仲葉茯磚茶GC-IMS揮發(fā)性成分指紋圖譜和PCA分析，可明確各不同階段杜仲葉茯磚茶特征風味物質(zhì)，發(fā)花和陳化對于形成杜仲葉茯磚茶香氣和風味特征具有重要作用，最終形成了杜仲葉茯磚茶較好的藥香、果香和菌香?？紤]到各不同揮發(fā)性成分在賦予茯磚茶良好風味和香氣時的互補和協(xié)調(diào)作用，因此，除GC-IMS外，還可以結合GC-MS、電子鼻、氣相色譜-嗅覺-質(zhì)譜測定法（GC-O-MS）等多種儀器分析和感官評審結合起來進行研究將有助于更準確的評價其風味和品質(zhì)。2-乙基-3，5-二甲基吡嗪二聚體、2，4-庚二烯醛、3-甲硫基丙醛、5-甲基糠醛、丙烯酸正丁酯單體、丙烯酸正丁酯二聚體、糠醛二聚體、2，3-丁二醇等揮發(fā)性成分分別在杜仲葉茯磚茶加工特定階段的相對含量遠高于其他階段，可以作為杜仲葉茯磚茶渥堆、發(fā)花和陳化階段的候選標記物，后續(xù)應進一步對此進行深入研究，從而為杜仲葉茯磚茶的加工水平的提升、風味鑒別和品質(zhì)評價等提供依據(jù)和參考。

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