摘 要:分析肉桂茶純露和茶葉之間揮發(fā)性成分差異,為肉桂茶純露的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
采用頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)肉桂茶茶葉和水蒸氣蒸餾提取的肉桂茶純露中揮發(fā)性成分。結(jié)果表明:從肉桂茶純露和茶葉中分別鑒定出55種、12種揮發(fā)性成分,含醇類、醛類、萜烯類、酯類、生物堿類、酮類等10類成分,其中肉桂茶純露以醇類成分的數(shù)量最多,達(dá)10種,醛類成分的相對(duì)含量最高,達(dá)38.92%,相對(duì)含量較高的揮發(fā)性成分有2-甲酰組胺、2,4a,5,6,7,8,9,9a-八氫-3,5,5-三甲基-9-亞甲基-1H-苯并環(huán)庚烯、S-甲基-半胱氨酸、異丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛、正己醛,相對(duì)含量分別為17.91%、15.20%、14.51%、14.37%、11.93%、7.91%、3.41%。肉桂茶純露能很好的還原茶葉的香氣,且香氣成分?jǐn)?shù)量和種類更多,香氣層次更豐富,具有花香、果香等多種香韻。
關(guān)鍵詞:茶葉;肉桂茶純露;揮發(fā)性成分;頂空-氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用
中圖分類號(hào):Q946.85 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):0253?2301(2024)06?0049?07
DOI:10.13651/j.cnki.fjnykj.2024.06.009
收稿日期:2024?05?16
作者簡(jiǎn)介:徐曉俞,男,1985年生,助理研究員,主要從事食用豆品質(zhì)育種及天然產(chǎn)物研究。
*通信作者:李愛萍,女,1968年生,研究員,主要從事作物育種及農(nóng)產(chǎn)品天然產(chǎn)物提?。‥-mail:apl909@163.com)。
基金項(xiàng)目:福建省科技計(jì)劃省屬公益類項(xiàng)目(2023R1029004)。
Analysis of the Volatile Components in the Pure Dew of Cinnamon Tea
XU Xiao-yu1,LI Cheng-xun1,LI Ai-ping1*,ZHENG Kai-bin2,PAN Jian3,HOU Ming-xiang4
(1.Crop Research Institute,F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian350013,China;2.Institute of Resources,Environment and Soil Fertilizer,F(xiàn)ujian Academy of Agricultural Sciences,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian350013,China;3.Fuding Huaqianshu Agricultural Sciences and Technology Co.,Ltd,Ningde,F(xiàn)ujian355200,China;4.Yongtai Chuanshan Ecological Agriculture Co.,Ltd,F(xiàn)uzhou,F(xiàn)ujian350700,China)
Abstract:The difference of volatile components between cinnamon tea pure dew and tea leaves was analyzed to provide scientific basis for the development and utilization of cinnamon tea pure dew.The volatile components in the tea leaves of cinnamon were detected by using the headspace-gas chromatography-mass spectrometry,and the volatile components in the pure dew of cinnamon tea were extracted by using the steam distillation.The results showed that55and12kindsofvolatilecomponentswereidentifiedfromthepuredewofcinnamonteaandthetealeaves,respectively,including10kinds of components such as alcohols,aldehydes,terpenes,esters,alkaloids and ketones.Among them,the number of alcohols in the pure dew of cinnamon tea was the highest,up to10kinds,and the relative content of aldehydes was the highest,reaching38.92%.The volatile components with relatively high content were2-formylhistamine,2,4a,5,6,7,8,9,9,9a-octahydro-3,5,5-trimethyl-9-methylene-1H-benzocycloheptene,S-methyl-cysteine,isobutyraldehyde,2-methylbutyraldehyde,isovaleraldehydeandhexanal,withtherelativecontentsof17.91%,15.20%,14.51%,14.37%,11.93%,7.91%and3.41%,respectively.The pure dew of cinnamon tea could well restore the aroma of tea.The number and type of aroma components were more,the aroma level was more abundant,with a variety of aroma notes such as flowery odour and fruity odour.
Key words:Tea leaves;Pure dew of cinnamon tea;Volatile component;Headspace GC-MS
烏龍茶是六大茶類之一,也是我國(guó)的特有茶類,具有天然花果的獨(dú)特香氣和品種的特殊香韻。武夷巖茶作為烏龍茶的始祖,以“巖骨花香”之巖韻深受消費(fèi)者喜愛,主要品種為肉桂和水仙[1],其中武夷巖茶當(dāng)家品種—肉桂,具有香氣辛銳持久和特殊的桂皮香等品質(zhì)特征[2]。香氣是評(píng)判武夷巖茶品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一,主要受加工方法、茶樹品種、茶區(qū)環(huán)境、栽培措施等因素的影響[1]。武夷巖茶的特性與制作過程有關(guān),許多揮發(fā)性香氣化合物在加工過程中產(chǎn)生,以醇類、醛類、酮類和酯類為主[2]。香氣是茶葉感官品質(zhì)的重要構(gòu)成因子,實(shí)現(xiàn)茶葉香氣成分的準(zhǔn)確檢測(cè)對(duì)研究茶葉香氣的形成途徑、加工品質(zhì)的過程控制及茶葉香氣組成特征和風(fēng)味品質(zhì)評(píng)價(jià)等均具重要參考價(jià)值[3]?,F(xiàn)有茶葉香氣成分的提取主要利用其溶解性和揮發(fā)性原理進(jìn)行采集分析,其大致可分為溶劑萃取法、蒸餾法、頂空捕集法和吸附萃取法,而應(yīng)用于茶葉香氣成分的檢測(cè)方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)、全二維氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC×GCTOFMS)、氣相色譜-氣味測(cè)定法(GC-O)、電子鼻(E-nose)、實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜(DART-MS)等,并以GC-MS法最為常用[3]。對(duì)于武夷巖茶的研究多集中于武夷巖茶香氣成分分析、武夷巖茶加工工藝對(duì)香氣品質(zhì)的影響等方面。黃惠貞等[4]利用帶阱頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法分析福建特色茶葉中揮發(fā)性香味成分,發(fā)現(xiàn)武夷巖茶(肉桂)以醛類、酯類、醇類3大類成分為主。邱曉紅等[5]采用質(zhì)子傳遞反應(yīng)-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(PTR-TOFMS)與氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)對(duì)武夷巖茶肉桂的香氣成分進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)武夷肉桂以反式橙花叔醇、α-法尼烯、苯甲醛等化合物為主。陳林等[3]基于同時(shí)蒸餾萃取法(SDE)和頂空固相微萃取法(HS-SPME)結(jié)合GC-MS分析烏龍茶香氣組成,發(fā)現(xiàn)基于SDE法的肉桂香氣種類最多,并以苯甲醛、4-溴-1-環(huán)己烷、芳樟醇、苯乙腈、(Z)-己酸-3-己烯酯、(Z)-3-己烯醇苯甲酸酯等為其特有香氣成分;基于HS-SPME濕樣萃取法的肉桂以4-溴-1-環(huán)己烷類似物、異丁酸苯乙酯、乙酸苯乙酯等為其特有香氣成分;基于HS-SPME干樣萃取法的肉桂以甲酸甲酯、2-甲基呋喃、乙酸苯乙酯、2,3,7-三甲基辛烷、2,6,10-三甲基-十二烷、2-甲基戊二酸酐類似物、(1-氧雜-2-氮雜-螺環(huán)[2.5]辛-2-基)-苯基甲酮等為其特有香氣成分。胡騰飛等[6]基于GC×GC-TOFMS-O分析3種武夷巖茶的關(guān)鍵香氣成分,從肉桂中鑒定了17種關(guān)鍵香氣成分,并確定了香葉醇、3,5-二乙基-2-甲基-吡嗪、異戊酸正己酯、氧化芳樟醇Ⅱ(反式呋喃型)、正己醛、(E)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛、芳樟醇、苯乙醛8個(gè)主要關(guān)鍵香氣成分。張麗等[1]研究表明,焙火工藝對(duì)武夷巖茶揮發(fā)性組分有影響,肉桂以醇類和醛類為主,且隨焙火程度的增加,醇類呈降低趨勢(shì),酯類和酮類呈增加趨勢(shì)。詹寶珍等[2]研究表明,焙火時(shí)間對(duì)肉桂茶葉香氣有較大影響,炭焙12h的武夷巖茶肉桂桂皮香和火功香顯,品質(zhì)最佳。魏子淳等[7]發(fā)現(xiàn)武夷巖茶肉桂毛茶的揮發(fā)性物質(zhì)中醇類物質(zhì)占比最大,而己酸葉醇酯、γ-己內(nèi)酯、己酸己酯等酯類在6、12cm攤?cè)~厚度晾青毛茶中顯著高于18cm和傳統(tǒng)晾青,表明6、12cm攤?cè)~厚度晾青均有利于愉悅香氣物質(zhì)形成。洪翠云等[8]基于頂空固相微萃取法(HS-SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS),探討武夷巖茶炭焙工藝對(duì)肉桂烏龍茶揮發(fā)性組分的影響,發(fā)現(xiàn)烏龍茶精制烘焙過程中,香氣物質(zhì)的積累主要來自熱作用下的美拉德反應(yīng)及非酶促的降解和氧化,如黃酮苷類物質(zhì)的水解。
目前對(duì)于肉桂茶香氣成分的研究報(bào)道較多,而對(duì)于水蒸氣蒸餾提取的肉桂茶純露的香氣成分未見報(bào)道。因此,為了更好地了解肉桂茶純露能否“復(fù)原”肉桂茶葉的香氣,以為開發(fā)利用肉桂茶純露提供科學(xué)依據(jù),本研究采用水蒸氣蒸餾法提取肉桂茶純露,利用頂空—?dú)赓|(zhì)聯(lián)用法檢測(cè)肉桂茶茶葉和純露中的揮發(fā)性成分及其相對(duì)含量,對(duì)肉桂茶茶葉和純露中的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析和鑒定。
1材料與方法
1.1材料與儀器
本試驗(yàn)所用肉桂茶來源于福建省武夷山市武夷山茶場(chǎng)。
Thermo Scientific TSQ9000三重四級(jí)桿氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國(guó)賽默飛世爾科技公司;Thermo Scientific TriPlus300頂空自動(dòng)進(jìn)樣器,美國(guó)賽默飛世爾科技公司。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)于2022年2月20日在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所進(jìn)行。稱取肉桂茶2kg,置于100L提取罐中,料液比為1︰20,水蒸氣蒸餾提取,收集與茶葉等重量的肉桂茶純露。用移液槍吸取2mL肉桂茶純露樣品,置于20mL頂空瓶中。稱取2g肉桂茶茶葉,置于20mL頂空瓶中,作為參照樣品,用于比較肉桂茶純露揮發(fā)性成分與茶葉的差異。
1.3試驗(yàn)條件
頂空條件:爐溫90℃,腔溫110℃,傳輸線溫度135℃,瓶平衡時(shí)間3min。
色譜條件:TG-5SilMS色譜柱(30m×0.25mm,0.25μm);進(jìn)樣量1mL,載氣為純氦氣(99.99%),恒流模式,流量1.2mL·min?1,分流流量12.0mL·min?1,分流比10∶∶1;程序升溫:柱溫起始溫度50℃保持2min,以5℃·min?1升溫至180℃,再以10℃·min?1升溫至280℃保持2min??偝绦驎r(shí)間40min。
質(zhì)譜條件:進(jìn)樣口溫度280℃;電離方式EI,離子源溫度200℃;質(zhì)譜全掃描方式,掃描質(zhì)量范圍35?550amu。
1.4數(shù)據(jù)分析
測(cè)定的氣相色譜峰根據(jù)色譜保留時(shí)間,對(duì)比NIST2023標(biāo)準(zhǔn)譜庫中的質(zhì)譜信息對(duì)每個(gè)成分進(jìn)行定性,以譜庫匹配度大于80%作為定性標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)成分的物質(zhì)含量以相對(duì)含量表示,運(yùn)用峰面積歸一化法,求得各成分的相對(duì)含量。
2結(jié)果與分析
2.1肉桂茶純露和茶葉的揮發(fā)性成分總子流圖
肉桂茶純露和茶葉的揮發(fā)性成分總離子流圖見圖1。
2.2肉桂茶純露和茶葉的揮發(fā)性成分分析
由表1可知,從肉桂茶純露和茶葉中分別鑒定出55種、12種揮發(fā)性成分,包括醇類、酯類、醛類、酮類、萜烯類、烷烴類、芳香族類、生物堿類、酸類等10類成分。其中肉桂茶純露含有10類成分,相對(duì)含量較高的成分有2-甲酰組胺、2,4a,5,6,7,8,9,9a-八氫-3,5,5-三甲基-9-亞甲基-1H-苯并環(huán)庚烯、S-甲基-半胱氨酸、異丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛、正己醛,相對(duì)含量分別為17.91%、15.20%、14.51%、14.37%、11.93%、7.91%、3.41%,這些主要成分構(gòu)成肉桂茶純露的香氣物質(zhì)基礎(chǔ);肉桂茶茶葉含有醇類、酯類、醛類、生物堿類、酸類等5類成分,相對(duì)含量較高的成分有2-甲酰組胺、O-甲基異脲、正己醛、反式-2-甲基-環(huán)戊醇,相對(duì)含量分別為82.23%、1.77%、1.13%、0.75%。肉桂茶純露的揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)量和種類均多于茶葉,香氣物質(zhì)更豐富,能很好地反應(yīng)肉桂茶茶葉的香氣。
肉桂茶純露中醇類物質(zhì)相對(duì)含量大于1%的成分有順式-3-甲基環(huán)己醇和脫氫芳樟醇,相對(duì)含量分別達(dá)到1.19%、1.20%;茶葉中醇類物質(zhì)相對(duì)含量均低于1%,且未檢測(cè)到順式-3-甲基環(huán)己醇和脫氫芳樟醇。順式-3-甲基環(huán)己醇具有一定的水溶性,而脫氫芳樟醇的沸點(diǎn)高達(dá)228.4℃,因此通過水蒸氣蒸餾提取肉桂茶葉能更好地提取茶葉中的這兩種成分。肉桂茶純露和茶葉中酯類物質(zhì)相對(duì)含量均低于1%,純露以乙酸芳樟酯相對(duì)含量最高,相對(duì)含量達(dá)0.50%,茶葉中未檢測(cè)到。乙酸芳樟酯沸點(diǎn)高達(dá)220℃,且微溶于水,因此通過高溫蒸餾更易被提取出來。肉桂茶純露中醛類物質(zhì)的相對(duì)含量普遍較高,高于1%的成分有異丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛和正己醛,相對(duì)含量分別達(dá)到14.37%、11.93%、7.91%和3.41%;肉桂茶茶葉中的正己醛相對(duì)含量為1.13%,其他醛類成分相對(duì)含量低于1%,未檢測(cè)到異丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛;異丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛微溶于水,通過水蒸氣蒸餾更易被提取出來。肉桂茶純露中檢測(cè)到的酮類成分?jǐn)?shù)量有6種,但相對(duì)含量均低于1%,相對(duì)含量較高的成分為6-甲基-5-庚烯-2-酮,相對(duì)含量達(dá)0.57%,而茶葉中未檢測(cè)到酮類成分;6-甲基-5-庚烯-2-酮的水溶性高達(dá)3.02g·L?1,因此通過水蒸氣蒸餾易于被提取。萜烯類成分在肉桂茶純露中的數(shù)量達(dá)到8種,相對(duì)含量大于1%的成分有2,4a,5,6,7,8,9,9a-八氫-3,5,5-三甲基-9-亞甲基-1H-苯并環(huán)庚烯、2-丙烯基-環(huán)丁烯,相對(duì)含量分別達(dá)到15.20%和1.16%,而茶葉中未檢測(cè)到萜烯類成分,這可能與萜烯類成分具有一定的水溶性有關(guān)。肉桂茶純露中僅檢測(cè)到2種烷烴類成分和2種芳香族類成分,相對(duì)含量均低于1%,而茶葉中未檢測(cè)到這兩種成分。肉桂茶純露中檢測(cè)到7種生物堿類成分,相對(duì)含量最高的為2-甲酰組胺,相對(duì)含量達(dá)17.91%;茶葉中檢測(cè)到4種生物堿類成分,相對(duì)含量最高的為2-甲酰組胺,相對(duì)含量達(dá)82.23%。肉桂茶純露中還檢測(cè)到1種酸類成分S-甲基-半胱氨酸,相對(duì)含量高達(dá)14.51%,茶葉中未檢測(cè)到;S-甲基-半胱氨酸沸點(diǎn)高達(dá)300.3℃,因此通過高溫蒸餾更易被提取出來。茶葉中檢測(cè)到1種酸類成分羥基[(1-氧-2-丙烯基)氨基]-乙酸,相對(duì)含量低于1%。
2.3肉桂茶純露和茶葉的揮發(fā)性成分種類組成
由圖2可知,肉桂茶純露中醛類、生物堿類、萜烯類成分的相對(duì)含量較高,分別為38.92%、19.41%和18.27%,而茶葉中檢測(cè)出生物堿類成分是主要物質(zhì),相對(duì)含量高達(dá)84.72%,醇類和醛類成分的相對(duì)含量分別為1.51%和1.27%。從不同種類揮發(fā)性成分的數(shù)量上來看,肉桂茶純露以醇類成分最高,達(dá)10種,醛類成分次之,達(dá)9種,萜烯類、生物堿類和酯類成分分別為8種、7種、7種,而茶葉中檢測(cè)出的成分主要是生物堿類、醇類、酯類、醛類,數(shù)量分別為4種、3種、2種、2種。由此可見,肉桂茶純露中檢測(cè)到的揮發(fā)性成分包含了茶葉中的大部分成分,能很好的反應(yīng)茶葉的本體香氣。此外,肉桂茶純露中還檢測(cè)到茶葉中未檢測(cè)到的萜烯類成分,數(shù)量較多,相對(duì)含量較高,使肉桂茶純露的香氣層次更豐富。
3討論
醛類化合物是肉桂茶純露的主要香氣成分,數(shù)量達(dá)到9種,總相對(duì)含量達(dá)到38.92%。異丁醛是肉桂茶純露中相對(duì)含量最高的醛類化合物,具有麥香香味,是肉桂武夷巖茶毛茶及其中火焙火后關(guān)鍵香氣活性化合物[9]。2-甲基丁醛是肉桂茶純露中相對(duì)含量?jī)H次于異丁醛的醛類化合物,具有可可味[10]。異戊醛是肉桂茶純露中相對(duì)含量較高的醛類成分,具有蘋果味[11]。肉桂茶純露中檢測(cè)出的正己醛具有青草氣及蘋果香味,是焙火后武夷肉桂的主要香氣成分[12]。肉桂茶純露中的苯乙醛是武夷巖茶的特征揮發(fā)性物質(zhì),具有花香、清香[13]。2-丙烯基環(huán)丁烯是肉桂茶純露中相對(duì)含量較高的萜烯類成分,具有梨香味,是水性漆飾苦楝氣味特征有機(jī)化合物[14]。3-蒈烯是肉桂茶純露中相對(duì)含量較高的萜烯類成分,是茗冠白茶的代表性香氣組分,帶有松木香氣味[15]。肉桂茶純露中相對(duì)含量最高的酮類化合物6-甲基-5-庚烯-2-酮具有甜香、果香味,是武夷巖茶的特征揮發(fā)性物質(zhì),是形成大紅袍54徐曉俞等:肉桂茶純露揮發(fā)性成分分析第55卷香氣特征的重要成分[13]。脫氫芳樟醇是肉桂茶純露中相對(duì)含量最高的醇類物質(zhì),具有花果香,是武夷巖茶的主要香氣物質(zhì)。張麗等[1]研究表明,隨焙火程度的增加,脫氫芳樟醇含量呈先增后減的變化趨勢(shì)。研究發(fā)現(xiàn),2-甲基丁醛、異戊醛是肉桂茶純露的主要揮發(fā)性成分,這與文獻(xiàn)[1,4,6,12]報(bào)道的肉桂巖茶的主要香氣成分一致;此外,苯乙醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、脫氫芳樟醇等巖茶(水仙、肉桂)中的主要香氣物質(zhì)在肉桂茶純露中也有檢測(cè)到[1,5,7,12],其中2-甲基丁醛、異戊醛、苯乙醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮是烏龍茶(鐵觀音、水仙、肉桂)中共有的成分[4]。因此,本研究提取的肉桂茶純露具有巖茶的特有香氣。
與肉桂茶茶葉的揮發(fā)性成分相比,通過水蒸氣蒸餾提取的肉桂茶純露包含了茶葉中的大部分揮發(fā)性成分,成分?jǐn)?shù)量和種類均多于茶葉,能很好的還原肉桂茶茶葉的香氣,且檢測(cè)到較多的萜烯類成分,相對(duì)含量較高,使肉桂茶純露的香氣層次更豐富。這可能與肉桂茶中的某些成分具有高沸點(diǎn)與一定的水溶性有關(guān),因此通過水蒸氣蒸餾提取肉桂茶純露能更好地獲得這些香氣成分。
4結(jié)論
本研究從肉桂茶純露和茶葉中分別鑒定出55種、12種揮發(fā)性成分,包括醇類、酯類、醛類、酮類、萜烯類、烷烴類、芳香族類、生物堿類、酸類等10類成分,其中主要種類醛類、生物堿類、萜烯類成分對(duì)肉桂茶純露的香氣品質(zhì)具有重要貢獻(xiàn)。肉桂茶純露中相對(duì)含量較高的成分有2-甲酰組胺、2,4a,5,6,7,8,9,9a-八氫-3,5,5-三甲基-9-亞甲基-1H-苯并環(huán)庚烯、S-甲基-半胱氨酸、異丁醛、2-甲基丁醛、異戊醛、正己醛等。肉桂茶純露中含有醛類、醇類、萜烯類等多種香氣成分,能很好的還原茶葉的香氣,且香氣成分?jǐn)?shù)量和種類更多,香氣層次更豐富,具有花香、果香等多種香韻。
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