普洱熟茶是以云南大葉茶的曬青毛茶為原料，在高溫高濕環(huán)境中以及微生物的參與下，制成的具有獨(dú)特風(fēng)味品質(zhì)特征的后發(fā)酵茶，茶葉香氣是決定茶葉品質(zhì)最重要的因素之一，而“陳香”是普洱熟茶香氣品質(zhì)最主要的特征，也是決定其銷(xiāo)售價(jià)格的一 個(gè)最重要因子。
本文選取同普洱熟茶標(biāo)準(zhǔn)樣為研究材料，利用電子鼻對(duì)干茶、茶湯和葉底香氣進(jìn)行 分析和識(shí)別，以期為普洱熟茶香氣的品質(zhì)判別和年份鑒定確立實(shí)用的分析方法，同時(shí)驗(yàn)證電子鼻技術(shù)在普洱熟茶領(lǐng)域的可行性。
試驗(yàn)方法
干茶香氣分析樣的制備
將待測(cè)樣普洱熟茶(餅茶)打散，各取3g打散后的茶葉置于250mL三角瓶中，迅速蓋上保鮮膜，密封常溫靜置45min，使三角瓶的氣體達(dá)到平衡后進(jìn)行檢測(cè)。
茶湯的制備
取打散后熟茶茶樣各 3g 于 250mL 三角瓶中，加入150mL的沸水，迅速蓋上保鮮膜 密封，靜置冷卻至 45℃，搖勻后進(jìn)行檢測(cè)。
葉底的制備
取打散后熟茶茶樣各 3g于 250mL三角瓶中，加入150mL 的沸水，迅速蓋上保鮮膜密封，靜置冷卻至 45℃后濾出茶湯，檢測(cè)葉底的香氣。
為減少誤差，每份茶樣的干茶 、茶湯及葉底均制備3個(gè)平行樣進(jìn)行檢測(cè)。
結(jié)果與分析
電子鼻 10個(gè)傳感器對(duì)不同年份普洱熟茶電導(dǎo)率 G／GO值的變化
表 2至表 4為 10 個(gè)不同年份普洱熟茶的干茶、茶湯和葉底的具體的電導(dǎo)率 G／GO值。從表 2可知，對(duì)干茶香氣 G／GO值最大的傳感器是 w1w 和 W1S，其次是 w2w 和 W2S，其他 6個(gè)傳感器的 G／GO值較低；對(duì)茶湯香氣 G／GO值最大的傳 感器是 w1w 和 w2w ，其次是 W1S和 W5S，其他 6個(gè)傳感器的 G／GO值較低(表 3)；葉底香氣 G／G0值的貢獻(xiàn)率大小順序與茶湯的相同，即為傳感器 w1w>w2w >w1s>w 5s(表4)。由表1所示的10個(gè)傳感器的性能可知，W1S傳感器對(duì)甲烷類揮發(fā) 性成分敏感，w1w ，w2w ，W2S和W 5S分別對(duì)硫化物，芳香成分、有機(jī)硫化物 ，乙醇和氮氧化合物等揮發(fā)性成分敏感。另外，不同年份普洱熟茶的香氣物質(zhì)不論 是干茶 、茶湯和葉底在其組成上基本一致 ，只是在干茶中乙醇?xì)怏w比和氮氧化合 物更為豐富。總體來(lái)看，上述幾類揮發(fā)性成分的含量在干茶中含量最高，茶湯次之 ，葉底最低；其中2011年干茶對(duì) w 1s，w1w ，w2w ，W2S和 W5S傳感器的電導(dǎo)率基本上是所有茶樣中最高的。隨著貯藏年份的增加，上述幾類揮發(fā)性成分的含量 在干茶和茶湯中呈顯著的上升趨勢(shì)，在葉底中呈顯著的下降趨勢(shì)。
主成分(PCA)分析結(jié)果
對(duì)干茶、茶湯和葉底香氣物質(zhì)進(jìn)行 PCA 分析 (選取 55～60S的 6個(gè)檢測(cè)信號(hào) )，干茶 (圖 2a)、茶湯 (圖2b)和葉底(圖 2c)的 PCA 分析結(jié)果顯示：干茶 、茶湯和葉底 的第一主成分區(qū)分貢獻(xiàn)率分別達(dá)到 97.24％ ，84.94%和87.44 %，第二主成分區(qū)分 貢獻(xiàn)率分別達(dá)到 2.39% ，14.42% 和 9.36 %，兩個(gè)主成分區(qū)分的累計(jì)貢獻(xiàn)率分別 達(dá)到 99.63% ，99.36% 和 96.80％ ，說(shuō)明這兩個(gè)主成分已經(jīng)基本代表了樣品的主 要信息特征，PCA分析具有可行性。另外，在 PCA 的散點(diǎn)圖中 ，不同年份普洱熟茶香氣成分的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)所在的橢圓形區(qū)域除2006年 至 2009年 的干茶之間以及 2009年與2010年的茶湯之間有部分重疊外 (圖 2a，2b)，其余的都分布在特定的區(qū)域中，說(shuō)明不同儲(chǔ)藏年份普洱熟茶的香氣有較大的差異，PCA分析可以將不同儲(chǔ)藏年份的普洱熟茶香氣歸類，并加以區(qū)分，且區(qū)分效果良好。
判別因子分析(LDA)結(jié)果
由 LDA判別因子分析圖(圖 3)可知，10個(gè)不同年份普洱熟茶干茶 (圖 3a)的LinearDiscriminant1和LinearDiscriminant2的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到 76．26% 和 12．25% ，兩判別式的總貢獻(xiàn)率為 88．51％，相互之問(wèn)都能明顯的區(qū)分，香氣的數(shù)據(jù) 采集點(diǎn)有不同的分布區(qū)域。其中 ，2010年和 2011年茶樣相互之間的距離較遠(yuǎn)，2006—2009年的 4個(gè)茶樣分布在距離較近的同一區(qū)域，2012～2015年 4個(gè)茶樣也 同樣分布在距離較近的同一區(qū)域，且兩區(qū)域相互間距離較近，但兩區(qū)域距離 2010年和 2011年的區(qū)域較遠(yuǎn)，且 2013年 和 2015年存在重疊現(xiàn)象，說(shuō)明儲(chǔ)藏年份相近 的普洱熟茶干茶中可能含有共同的香氣物質(zhì)，同時(shí)也說(shuō)明隨著儲(chǔ)藏年份的增加香氣成分會(huì)產(chǎn)生明顯的變化，也說(shuō)明 LDA法可以區(qū)分不同儲(chǔ)藏年份的普洱熟茶，與 PCA 的分析結(jié)果相互驗(yàn)證 。茶湯 (圖 3b)的 LinearDiscriminant1的貢獻(xiàn)率達(dá)到 59．3l% ，LinearDiscriminant2的貢獻(xiàn)率達(dá)到 29．90%，兩判別式的總貢獻(xiàn)率為 89．21% 。從圖 3b可以看出，除 2012年和 2015年的茶湯香氣數(shù)據(jù)采集點(diǎn)相互之問(wèn)的距離較遠(yuǎn)外，其余的幾個(gè)集中分布在離 Y=0最遠(yuǎn)的區(qū)域 ，且各個(gè)茶樣都沒(méi)有存在重 疊現(xiàn)象，說(shuō)明茶湯的香氣存在差異，且區(qū)分效果比干茶好葉底 (圖 3c)的LinearDiscriminant1和 LinearDiscriminant2的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到 59．54% 和 23．94% ，兩判別式的總貢獻(xiàn)率為83．48% ，相互之間都能明顯的區(qū)分，香氣的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)有不同的分布區(qū)域，且儲(chǔ)藏年份相近的茶樣分布在同一區(qū)域，說(shuō)明儲(chǔ)藏年份 相近的普洱熟茶葉底中可能含有共同的香氣物質(zhì)，同時(shí)也說(shuō)明隨著儲(chǔ)藏年份的增加 香氣成分會(huì)產(chǎn)生明顯的變化。綜上所述，無(wú) 論是PCA 分析還是 LDA分析，都能將 普洱熟茶香氣較好地區(qū)分開(kāi)，且 PCA 分析結(jié)果明顯優(yōu)于 LDA 分析結(jié)果，而且年份 差別越大，分離效果越好。
LoadingsAnalysis結(jié)果 (傳感器區(qū)分貢獻(xiàn)率分析)
本研究中的Loadings分析法主要是對(duì)傳感器進(jìn)行研究，利用該方法可以確認(rèn)特定試 驗(yàn)樣品下各傳感器對(duì)樣品區(qū)分的貢獻(xiàn)率大小，從而考察在樣品區(qū)分過(guò)程中哪一類氣 體起了主要區(qū)分作用。干茶的 Loadings分析結(jié)果如圖 4a，傳感器 w1w (對(duì)硫化物 敏感 )的位點(diǎn)距離x=0最遠(yuǎn)，說(shuō) 明 W1W 對(duì)第一主成分的貢獻(xiàn)率最大，傳感器 W2W (對(duì)芳香成分 、有機(jī)硫化物靈敏 )次之；而傳感器W1s(對(duì)甲烷敏感 )的位點(diǎn)距離 y=0最遠(yuǎn)，說(shuō)明其對(duì)第二主成分貢獻(xiàn)率最大，傳感器 w2s(對(duì)乙醇敏感 )次之。茶湯的 Loadings分析結(jié)果如圖 4b，傳感器對(duì)主成分的貢獻(xiàn)率與干茶的完全相同，即 w1w 對(duì)第一主成分的貢獻(xiàn)率最大，傳感器 w2w 次之；而傳感器 w1S對(duì)第二主成分貢獻(xiàn) 率最大，傳感器 W2S次之。葉底的 Loadings分析結(jié)果如圖 4c，傳感器 w1w 的位 點(diǎn)距 x=0和 y=0都較遠(yuǎn)，說(shuō)明其對(duì)第一、第二主成分的貢獻(xiàn)都較大，而 w2w 距y=0最遠(yuǎn)，說(shuō)明其對(duì)第二主成分貢獻(xiàn)率最大，傳感器 w1s對(duì)第一主成分的貢獻(xiàn)次于 w1w。
綜合上述分析，不同儲(chǔ)藏年份普洱熟茶的香氣物質(zhì)的變化可能主要與硫化物、甲烷、部分芳香型化合物和乙醇類等揮發(fā)性物質(zhì)有關(guān)。
討論與結(jié)論
普洱茶是云南所特有地理標(biāo)志產(chǎn)品，普洱茶與其他茶類最大的不同就在于：普洱茶 在一定時(shí)期內(nèi)、在合適的倉(cāng)儲(chǔ)條件下會(huì)表現(xiàn)出“陳化生香 ”，即越陳越香的品質(zhì)特點(diǎn) ，“陳化生香 ”是普洱茶吸引消費(fèi)者和培養(yǎng)消費(fèi)者忠誠(chéng)度的重要因素，也是決定普洱 茶價(jià)格的重要因素。目前國(guó)內(nèi)對(duì)普洱茶香氣成分已開(kāi)展了大量的研究，也取得了可 喜的研究成果。但是目前報(bào)道的香氣分析方法主要以感官分析中的感官審評(píng)法和氣相色譜儀一質(zhì)譜聯(lián)用 (GC—MS)的儀器分析為主，同屬感官審評(píng)法之一的電子鼻技術(shù)在普洱茶香氣成分的研究領(lǐng)域、特別是對(duì)普洱熟茶香氣的研究仍處在起步階段。因此，本文選取同一廠家，茶葉等級(jí)、加工、倉(cāng)儲(chǔ)等條件一致，年份不同 (2006—20l5年 )的普洱熟茶 (餅茶 )標(biāo)準(zhǔn)樣為研究材料 ，以干茶 、茶湯 、葉底的香氣成分 為研究對(duì)象，利用電子鼻對(duì)研究材料的香氣物質(zhì)開(kāi)展了研究，以期為普洱熟茶年限 的判別確立一種有別于人為感官審評(píng)的實(shí)用的分析方法。研究結(jié)果表明：在 10 個(gè)傳感器中，W1W ，w2w ，w1S，W2S和 w5s對(duì)干茶、茶湯和葉底香氣靈敏度較 高，對(duì)普洱熟茶香氣測(cè)定的貢獻(xiàn)率較大，上述傳感器在 2011年的普洱熟茶中靈敏度是最高的，這可能是與普洱熟茶的存儲(chǔ)過(guò)程中香氣的變化和組成成分有關(guān)。同時(shí) 也表明使用電子鼻研究普洱熟茶香氣時(shí)，選擇使用上述5個(gè)傳感器較好；在分析方 法中，主成分分析方法 (PCA)能很好地區(qū)分不同年份普洱熟茶干茶、茶湯和葉底香氣，且年份差別越大，分離效果越好；線性判別分析 (LDA)和傳感器區(qū)分貢獻(xiàn)率分 析 (Loadings)能很好地區(qū)分干茶、茶湯和葉底的香氣。總體而言，PCA 的分析效果 優(yōu)于 LDA 分析結(jié)果，以干茶為分析樣品開(kāi)展電子鼻技術(shù)對(duì)普洱熟茶香氣的研究?jī)?yōu) 于茶湯和葉底，而且年份差別越大，分離效果越好。另外，通過(guò)傳感器區(qū)分貢獻(xiàn)率 分析可知，傳感器 w1w (對(duì)硫化物敏感 )、W1S(對(duì)甲烷敏感 )、W2W (對(duì)芳香成分 、有機(jī)硫化物敏感 )和 W2S(對(duì)乙醇敏感 )在判斷普洱熟茶中起到了較大的作用，表 明普洱熟茶儲(chǔ)藏期間其揮發(fā)性有機(jī)硫化物、甲烷、部分芳香型化合物和乙醇類物質(zhì) 可能發(fā)生了較大變化，這為更好地 利用電子鼻來(lái)判斷普洱熟茶的年限提供了依 據(jù)。
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參考文獻(xiàn)：羅美玲,田洪敏,楊雪梅,占琪,劉瑩亮,穆麗紅,劉福橋,呂才有,李家華.電子鼻技術(shù)對(duì)普洱熟茶香氣判別的研究[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2018,40(08):16-24.轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。
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