气相色谱-嗅辨仪/质谱联用法对龙井茶中差异标志物的高通量筛查
(1.浙江工业大学化学工程学院，浙江杭州 310032；2.宜兴国际环保城科技发展有限公司，江苏宜兴 214200)
摘要
绿茶具有多种功效，如抗氧化[1]、抗衰老[2]、抗癌[3]等。在中国众多的绿茶品种中，龙井茶是其中最为著名的品种之一，含有独特的风味成分[4, 5]，如醇、醛、酮、酯、酸、酚和萜类等化合物。例如，茶多酚中的儿茶素是决定茶叶色、香、味的重要成分；茶氨酸是形成茶叶香气和鲜爽度的重要成分，与龙井茶香气形成的关系极为密切；Lin等[6]就曾报道过芳樟醇、（Z）-3-己烯基己酸酯和香叶醇为龙井茶中三大主要挥发性成分。茶叶的种类、产地和加工方法会对风味成分产生重大影响，从而影响茶叶的品质[7, 8]。因此，研究不同龙井茶的风味成分并寻找相应的特征识别标志物对其品质判断具有非常重要的意义[9]。
气相色谱-质谱联用法(GC-MS) 和气相色谱-嗅辩仪(GC-O)是两种最常用的分析技术，由于它们具有同时准确测定未知多组分的显著优势，被广泛应用于鉴定多种食品的香气成分[10-12]。Wang等[13]通过GC-MS手段结合有目标检测和无目标检测模型成功区分了不同种类的蜂蜜样品。在Chen等[14]的研究中，开发了一种简化的样品前处理方法，并将其应用于气相色谱-三重四极杆质谱 (GC-MS/MS)分析中，能够同时检测绿茶、人参、银杏叶、棕榈、留兰香和黑胡椒中227种农残样品。另一方面，GC-O/GC-MS联用方法可同时将感官品评全面、便捷的特点与质谱准确定量的优势相结合，更加快速、准确的实现不同样品间的真实性差异检测。但是，使用GC-O和GC-MS确定分析物中的特征识别标志物时，传统分析方法需要对所有挥发性物质的色谱信息进行分析归纳，既费时又复杂。因此，建立一种模式识别模型来实现对GC-O/GC-MS色谱有效信息简单、快速、有效的提取，从而优化该类色谱分析过程具有重要意义。
作为经典的化学模式识别方法，移动窗口偏最小二乘判别分析 (MWPLSDA)[15]模型被广泛应用于分析领域，例如荧光光谱分析，近红外光谱分析等[16, 17]。该方法可以通过建立模式识别模型，有效地筛选数据变量，并只保留有用的特征信息变量参与分析，从而提供更好的识别结果。最重要的是，通过关注所选特征部分的变量，该模型可以更快速，更有效地提取和分析所有有用信息，大大简化GC-MS等色谱方法数据分析过程，进而提高其分析效率，节约分析成本。
目录
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.2.1 龙井茶前处理
1.2.2 气相色谱-质谱和气相色谱-人工辨别分析
1.2.3 香精提取物稀释分析
1.2.4 香气成分鉴别
1.2.5 化学计量学方法
2 结果与讨论
2.1 通过GC–O分析龙井茶香气成分
2.2 MWPLSDA模式识别分析对6种龙井茶的定性及其中差异标志物的定量研究
3 结论
结论 本文通过采用GC-O和GC-MS结合化学计量学变量筛选模式识别模型的方法，成功实现了对6种不同龙井茶样品的快速品控分析及其差异标志物的筛查。首先，通过基于GC-O的化合物对应色谱变量区间初步筛选，所有FD≥1时有效香气成分对应的保留时间范围包含的色谱变量均被单独截取出来，并按保留时间顺序重新组合。其次，利用MWPLSDA模型对新的色谱变量数阵进行分析处理，根据相应的残差值特征建立气相色谱模式识别模型。之后，通过比较使用不同色谱变量区间对应得到的龙井茶样品分类识别率，成功确定了5种差异标志物 (戊醛、(Z) -3-己烯-1-醇、3-蒈烯、苄醇和2-乙基-1-己醇) ，并依据相应的分类准确率差异进行了代表性排序和定量分析。本方法简单有效，所建立的模式识别模型对龙井茶识别标志物的筛查和鉴别不同龙井茶样品具有优越的性能，同时该方法也显示出在其他食品的快速质控分析及质控标志物确定方面具有广阔应用前景。
引用本文：范尧, 陈云吟, 李爱兰, 等. 气相色谱-嗅辨仪/质谱联用法对龙井茶中差异标志物的高通量筛查[J].化学试剂, 2021, 43(5): 563-569.
