福建乌龙茶（FOTs）具有多样的香气；然而，对其挥发性物质与感官属性之间关系的系统性理解尚不充分。本研究为福建乌龙茶开发了一个标准化的香气轮。通过将电子鼻与定量描述分析相结合，将 20 种具有代表性的福建乌龙茶的香气特征分为四类：平衡型、烘焙型、清新花香型和甜花香型。创新的分析思路，包括气相色谱 - 质谱分析、偏最小二乘判别分析、广义线性混合模型和相对气味活度值分析，确定了 19 种负责这种香气多样性的气味物质。苯甲醛、2-戊基呋喃、辛2,6-三甲基环己酮、苯乙醛、芳樟醇、壬醛、水杨酸甲酯、癸醛、己基 2-甲基丁酸酯、香叶醇、吲哚、己基己酸酯、顺-3-己烯基己酸酯、苯乙基异丁酸酯、（E）-β-法呢烯、β-紫罗兰酮、α-法呢烯和（E）-橙花叔醇的含量和组合差异被认为是定义其独特香气特征的关键因素。香气重组和缺失实验进一步证实了这些化合物的重要性。这些发现为 FOTs 的质量控制提供了理论基础。
引言
乌龙茶是一种半发酵茶，由茶树（Camellia sinensis）的嫩芽制成。作为一种传统的中国饮品，它在全球茶叶市场中占据着重要地位，这得益于其独特的风味特征。乌龙茶在加工过程中，由酶促和非酶促反应形成的香气属性是决定其品质的主要因素，影响着消费者的偏好和商业价值。酶促阶段主要包括萎凋和摇青过程，其中摇青步骤（中文：做青）是形成乌龙茶独特香气特征的核心工序。这是乌龙茶区别于其他茶类的独特技术。从机制上讲，持续的机械损伤会大量合成关键的挥发性有机化合物（VOCs），例如吲哚、橙花叔醇、芳樟醇，赋予茶叶花果香。此外，分级的机械损伤强度会改变关键香气化合物的绝对含量，这在很大程度上决定了乌龙茶香气特征的内在差异。非酶促催化阶段主要包括杀青、揉捻和干燥，这些被认为是常规步骤。烘焙是关键的精制步骤，对乌龙茶最终的风味特征有着深远的影响。长时间暴露在高温下会迅速引发强烈的化学反应，包括美拉德反应、焦糖化反应以及类胡萝卜素、脂质和糖苷的降解。乌龙茶的不同类别源于这些加工参数的变化，同时与茶树品种特异性和产地等因素有关。
福建省被誉为乌龙茶的发源地，所产乌龙茶以口感细腻、香气独特而闻名全球。福建乌龙茶（FOTs）的主要产区集中在闽南和闽北。实际上，福建东部、西部和中部的多个产茶县也生产乌龙茶，丰富了福建乌龙茶的种类，满足了消费者日益多样化的需求。目前的研究主要集中在闽南和闽北生产的几种知名乌龙茶上（如安溪铁观音茶、武夷岩茶）。例如，一项基于 266 个铁观音乌龙茶样本（春、秋两季采摘）的代谢组学数据和感官评价的研究表明，轻度烘焙的茶叶比中度烘焙的茶叶具有更明显的季节性代谢差异，三萜皂苷被确定为与采摘季节和感官等级相关的关键代谢物。另一项研究揭示，肉桂和水仙武夷岩茶之间的香气差异源于它们独特的挥发性有机化合物（VOCs），其中肉桂特有的有（E）-芳樟醇氧化物和（Z）-茉莉酮，而水仙特有的有β-环柠檬醛和α-紫罗兰酮。关键在于，对于其他类别的福建乌龙茶（FOTs）的香气评价系统研究不足，这阻碍了对其香气特征的全面描述。因此，解析福建乌龙茶中挥发性有机化合物与香气属性之间的关联，将从科学角度推动其标准化和高质量的产业发展。
主要内容
近年来，研究茶叶关键香气物质的主流方法是挥发性代谢组学结合多元统计分析。尽管传统的统计方法，如偏最小二乘判别分析（PLS-DA），能够识别组间差异，但在确定样本组间共有的代谢成分对风味特征的贡献方面存在局限性。广义线性混合模型（GLMM）是一种强大的统计工具，它允许在模型中同时纳入固定效应和随机效应，并且能够直接处理非正态分布的数据。其优势在于能够更稳健地处理样本间缺乏独立性的问题，并通过引入随机效应更好地捕捉数据中的变异来源。在这种情况下，各种挥发性有机化合物（VOCs），基于“平均共享方差”概念的算法，可以量化每个 VOC 对模型解释方差的独立和共享贡献。这有助于揭示那些传统方法可能无法筛选出的常见但关键的具有显著贡献的香气成分。迄今为止，广义线性混合模型（GLMM）已成功应用于医学统计、生态学、教育评估和食品质量研究等多个领域。然而，目前尚未有研究利用 GLMM 系统地解决诸如茶叶中关键风味化合物贡献度识别等核心问题。在本研究中，通过综合客观量化和气相色谱 - 质谱（GC-MS）分析构建了佛手茶（FOTs）的香气轮。利用电子鼻分析和定量描述分析（QDA）对其芳香特征进行了分类。采用顶空固相微萃取（HS-SPME）与 GC-MS 联用技术对挥发性有机化合物（VOCs）进行了定性和定量分析。通过偏最小二乘判别分析（PLS-DA）、广义线性混合模型（GLMM）和相对气味活度值（rOAV）分析来确定候选关键气味物质。最后通过香气重组和省略实验对结果进行了验证。我们的研究为 FOTs 的标准化生产奠定了理论基础。
亮点
• 研发了一种新颖的香气轮，将福建乌龙茶的香气分为四种类型。
• 确定了 19 种关键呈香物质对香气多样性至关重要。
• 香气重组和缺失试验验证了关键呈香物质的重要贡献。
来源：公众号-组学加
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/N1yP1FCJGYLMkp1fCf5a6w
