基于传感器组学（sensoromics）定义不同类型中国红茶的关键特征香气组分

《Journal of Future Foods》：Defining key characterized aroma components in Chinese black teas with different aroma types based on sensoromics

　　

不同类型红茶因其独特风味而吸引消费者。研究人员采用溶剂辅助风味蒸发（SAFE）结合固相微萃取（SPME）和气相色谱-嗅闻-质谱联用（GC-O-MS）技术，探究了多种红茶品种（包括甜香、桃香、甜花香、清凉香和甘薯香等香气属性）中的关键特征化合物。在所有香气组中共鉴定出30种常见香气活性成分（修饰频率MF>30%），其中17种的气味活性值（OAV）≥1。进一步基于这些化合物进行了香气重组模拟。同时，缺失实验揭示，甜香、桃香、甜花香、甘薯香和清凉香组分别有7、8、7、5和10种香气化合物对香气形成特别关键。这些物质包括：芳樟醇（linalool）、氧化芳樟醇（呋喃型，linalool oxide (furan)）、苯乙醇（phenethyl alcohol）、香叶醇（geraniol）、苯乙醛（phenylacetaldehyde）、己醛（hexanal）、庚醛（heptanal）、壬醛（nonanal）、香豆素（coumarin）、茉莉酸甲酯（methyl jasmonate）、δ-癸内酯（δ-decanolactone）、β-紫罗兰酮（β-ionone）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（6-methyl-5-hepten-2-one）、顺式-茉莉酮（cis-Jasmone）、甲硫醛（methional）和吲哚（indole）。其中，δ-癸内酯和甲硫醛仅出现在甜香的关键香气化合物中；吲哚和茉莉酸甲酯仅存在于桃香的关键香气化合物中；壬醛仅出现在甘薯香的特征香气中；而6-甲基-5-庚烯-2-酮仅存在于清凉香的关键香气化合物中。这一发现为丰富红茶香气特征提供了新见解，并为生产具有独特风味特征的红茶提供了更多选择。

**论文解读：基于传感器组学解析不同类型中国红茶的关键特征香气组分**

**研究背景与问题**
红茶作为全球广受欢迎的饮品，其独特的香气是决定消费者偏好的关键因素。然而，红茶的香气特征受茶树品种、产地、加工工艺等多重因素影响，现有研究多聚焦于特定产地或加工条件下的香气成分，对不同香气类型（如甜香、桃香、甜花香、清凉香、甘薯香）红茶中关键特征香气组分的系统比较研究尚属空白。传统分析方法常依赖单一提取技术，可能遗漏关键挥发性成分；同时，仅通过气味活性值（OAV）鉴定关键化合物缺乏验证，需结合重组与缺失实验确认其实际贡献。为满足市场对多样化风味红茶的需求，并稳定提升红茶品质，亟需系统解析不同香气类型红茶中核心香气化合物的构成与差异。

**研究目的**
本研究旨在通过传感器组学（sensoromics）手段，采用感官评价、平衡不完全区组设计、溶剂辅助风味蒸发（SAFE）结合固相微萃取（SPME）及气相色谱-嗅闻-质谱联用（GC-O-MS）技术，系统鉴定并验证五种典型香气类型（甜香、桃香、甜花香、清凉香、甘薯香）红茶的关键特征香气化合物，为红茶风味定向调控和加工优化提供科学依据。

**研究人员开展的研究与结论**
研究人员从中国各地收集115份红茶样品，通过感官评价和平衡不完全区组设计筛选出15种最具代表性的样品（每种香气类型3个）。采用SAFE和SPME提取挥发物，结合GC-O-MS鉴定出174种挥发性化合物，并基于修饰频率（MF）>30%筛选出30种常见香气活性成分。通过计算OAV，进一步确定17种OAV≥1的化合物。随后，针对每种香气类型构建香气重组模型，并开展缺失实验，最终确认甜香、桃香、甜花香、甘薯香和清凉香组中分别有7、8、7、5和10种关键香气化合物。其中，δ-癸内酯（δ-decanolactone）和甲硫醛（methional）为甜香特有；吲哚（indole）和茉莉酸甲酯（methyl jasmonate）为桃香特有；壬醛（nonanal）为甘薯香特有；6-甲基-5-庚烯-2-酮（6-methyl-5-hepten-2-one）为清凉香特有；芳樟醇（linalool）则为所有香气类型的共有关键成分。该研究首次系统揭示了不同香气类型红茶的关键特征香气组分差异，为红茶风味多样性的形成机制提供了新见解，并为生产具有定向风味特征的红茶提供了理论依据和技术选择。论文发表在《Journal of Future Foods》。

**主要关键技术方法**
（不超过250字）
研究人员采用感官评价和平衡不完全区组设计从115份中国红茶样品中筛选出15个代表性样品（每种香气类型3个）。挥发性化合物提取结合溶剂辅助风味蒸发（SAFE）与固相微萃取（SPME），利用气相色谱-嗅闻-质谱联用（GC-O-MS）进行鉴定与香气活性分析。通过计算气味活性值（OAV）和修饰频率（MF）初步筛选关键化合物，进一步通过香气重组和缺失实验验证其实际贡献。所有实验均在标准化条件下进行，数据处理采用SIMCA-P、SPSS等软件进行多元统计分析。

**研究结果**
**3.1 代表性茶样筛选与定量描述分析**
通过平衡不完全区组设计，从114份样品中筛选出15个代表性样品（每种香气类型3个），感官定量描述分析显示各香气类型的主要特征属性：甜香组以甜、花香、果香为主；桃香组以花香、甜、桃香为主；甜花香组以甜、花香、果香为主；清凉香组以甜、果香、花香、清凉为主；甘薯香组以甘薯香、花香、烘烤香为主。

**3.2 不同类型红茶的挥发性化合物**
共鉴定174种挥发性化合物，分为7类。醇类为主要成分（占34.70%–76.02%），醛类次之。甜香、清凉香、甜花香组中酮类含量较高；桃香组中酯类（如γ-辛内酯、二氢猕猴桃内酯）含量较高；甘薯香组中含氮杂环化合物（如2-乙酰基吡咯）浓度较高。通过偏最小二乘判别分析（PLS-DA）和层次聚类分析（HCA）成功将样品分为五类。

**3.3 常见香气活性成分的筛选**
基于GC-O和MF>30%，共鉴定出99种香气活性成分，其中30种为五种香气类型共有成分（包括6种醇、8种醛、7种酯、6种酮、4种酸和2种杂环化合物）。甜香组特有12种成分（如甲硫醛、δ-癸内酯）；甜花香组特有10种成分（如β-紫罗兰酮）；桃香组特有13种成分（如吲哚、茉莉酸甲酯）；清凉香组特有20种成分（如6-甲基-5-庚烯-2-酮）；甘薯香组特有10种成分（如壬醛）。

**3.4 关键香气活性成分的鉴定与差异分析**
计算OAV，17种化合物OAV≥1。香叶醇（geraniol）在甜香组中含量最高；顺式-茉莉酮（cis-Jasmone）在甜花香和桃香组中浓度较高；β-紫罗兰酮（β-ionone）在甜花香和清凉香组中OAV极高；6-甲基-5-庚烯-2-酮仅存在于清凉香组（浓度达116.02 μg/L）；茉莉酸甲酯仅存在于桃香组（544.36 μg/L）。这些化合物在不同香气类型中的浓度差异构成风味轮廓的基础。

**3.5 不同红茶香气的重组与缺失实验**
通过重组实验，各香气重组模型与原始茶汤在主要香气属性上相似，但部分属性（如甜香组的木质香、甜花香组的烘焙香）强度较弱，可能源于基质效应及OAV<1化合物的缺失。缺失实验结果显示：甜香组中7种化合物（香叶醇、苯乙醛、芳樟醇、香豆素、δ-癸内酯、氧化芳樟醇（呋喃型）、甲硫醛）缺失后产生显著差异；桃香组中8种（苯乙醛、芳樟醇、己醛、吲哚、茉莉酸甲酯、氧化芳樟醇、苯乙醇、顺式-茉莉酮）；甜花香组中7种（芳樟醇、庚醛、苯乙醇、香叶醇、β-紫罗兰酮、氧化芳樟醇、顺式-茉莉酮）；甘薯香组中5种（香叶醇、苯乙醛、壬醛、芳樟醇、氧化芳樟醇）；清凉香组中10种（香叶醇、香豆素、庚醛、顺式-茉莉酮、β-紫罗兰酮、苯乙醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、己醛、芳樟醇、氧化芳樟醇）。最终确认各香气类型的关键化合物。

**总结与结论**
研究人员通过感官分析、平衡不完全区组设计、GC-MS、GC-O、OAV计算及重组缺失实验，系统揭示了五种香气类型红茶的关键特征香气化合物。研究证实，不同香气类型的红茶中，关键香气化合物（如δ-癸内酯、甲硫醛、吲哚、茉莉酸甲酯、壬醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮）具有特异性，而芳樟醇为所有香气类型的共有贡献者。这些化合物浓度的差异及相互作用共同塑造了红茶的整体风味轮廓。研究结论翻译如下：本研究采用感官分析和平衡不完全区组设计获得了五种不同香气类型的红茶。随后，GC-MS技术鉴定出不同红茶样品中的174种挥发性化合物。基于GC-O和MF>30%，鉴定出30种常见香气活性成分。其中17种化合物（芳樟醇、氧化芳樟醇（呋喃型）、苯乙醇、香叶醇、顺式-3-己烯-1-醇、苯乙醛、己醛、庚醛、壬醛、香豆素、茉莉酸甲酯、δ-脱氢托品烷、β-紫罗兰酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、顺式-茉莉酮、甲硫醛和吲哚）的OAV值≥1。最后，通过香气重组和缺失实验再现并验证了红茶香气在风味形成中的关键作用。本研究主要选择水溶液作为基质来重现茶汤香气。研究发现，重组模型中某些香气属性的强度相对较弱，可能归因于所选基质和实验中复杂的香气相互作用。缺失实验揭示，甜香、桃香、甜花香、甘薯香和清凉香组中分别有7、8、7、5和10种香气化合物对香气形成特别关键。特别地，某些香气化合物仅出现在特定香气组中，例如δ-癸内酯和甲硫醛、吲哚和茉莉酸甲酯、壬醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮分别被鉴定为甜香、桃香、甘薯香和清凉香组中最关键的成分。然而，芳樟醇是所有红茶香气类型的共有关键香气成分。这些化合物在不同香气类型中的浓度差异，以及仅在特定香气类型中发现的独特关键香气化合物，共同导致了红茶整体风味轮廓的差异。总体而言，这些发现丰富了红茶香气的研究，为生产具有独特风味特征的红茶提供了更多选择。