利用氣相色譜質(zhì)譜技術對普洱茶香氣成分的分析*

顧 睿，張?zhí)m蘭，周水平，李瑞明，王 玉,梁敬鈺

(1.中國藥科大學中藥學院，南京 211198； 2.天士力集團，天津 300402)

普洱茶是以云南大葉茶為原料經(jīng)渥堆發(fā)酵或自然陳化加工而成，以其“越陳越香”的獨特品質(zhì)著稱于世。隨著人們膳食結(jié)構的改變，高脂肪高熱量食物增加，普洱茶獨特的保健功能及其特有的香氣備受國內(nèi)外消費者的關注。芳香性物質(zhì)是決定茶葉品質(zhì)的重要因素之一，可是芳香性物質(zhì)在茶中的絕對含量很少，一般只占干物質(zhì)的0.02%[1]。目前少有報道微量的芳香性成分的變化對普洱茶香氣的影響。

周志宏[2]比較了普洱熟茶與普洱生茶的香氣成分，發(fā)現(xiàn)普洱熟茶的香氣成分與同一產(chǎn)地的普洱生茶有顯著的差異。從普洱生茶到普洱熟茶加工過程中，存在于普洱生茶中低沸點的醛酮類化合物明顯減少，而萜醇類化合物含量明顯增加。呂海鵬[3]等對多批的普洱茶進行分析，發(fā)現(xiàn)雜氧化合物成分以及β-芳樟醇、β-萜品醇和雪松醇，酮類成分中的β-紫羅酮是陳香普洱茶陳香的關鍵成分。

筆者通過常壓水蒸氣蒸餾法，提取普洱茶芳香性成分，按照時間分段接收芳香水，不同芳香水氣味表現(xiàn)區(qū)別很大。為了解釋這些現(xiàn)象，通過GC-MS分析不同部分芳香水的物質(zhì)基礎，為以后普洱茶品質(zhì)鑒定和產(chǎn)業(yè)化奠定一定基礎。

1 材料與方法

1.1材料與設備 Agilent 6890 GC-MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，北京四環(huán)10D型小型凍干機，高速離心機。紫妍普洱熟茶(普洱天福經(jīng)貿(mào)有限責任公司)，β-環(huán)糊精(純度99%)，無水乙醇，蒸餾水。

1.2方法

1.2.1普洱茶香氣成分的提取 采用常壓蒸餾法(simultaneous distillation)。將待提取的茶樣(500 g)粉碎后加入12 L的蒸餾水中，按照體積分段收集冷凝回流液，并結(jié)合感官評價合并回流液。提取后的回流液分為4段，分別為I1、I2、I3和I4。

1.2.2普洱茶香氣感官評價 將4段芳香水由8個人對其表現(xiàn)出來的香氣進行直觀評價，得出分數(shù)進行平均即得感官評分。結(jié)果見表1。

1.2.3普洱茶香氣微膠囊方法 提取香氣成分一般采用水蒸氣蒸餾萃取方法，但是該法提取的芳香水為油水混合物,無法定量檢測。為了防止香氣成分揮發(fā)和變化以及定量檢測需要，采用β-環(huán)糊精包結(jié)絡合法對普洱茶香氣成分進行包埋。參照文獻方法[4]，包合液冷凍干燥后即得普洱茶香氣成分樣品。

表1 香氣成分不同部分的感官評審

1.2.4樣品處理 精密稱取普洱茶樣品1 g，置于離心管中，加入色譜乙醇10 ml，快速攪拌之后超聲處理20 min，以4 200 r/min轉(zhuǎn)速離心20 min。取樣品上清液，過0.45 μm微孔待用。

1.2.5氣相色譜分析條件 氣相條件：HP-5MS彈性石英毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，載氣為99.99%氦氣；柱溫起始溫度為50 ℃，保持5 min，主程序升溫3 ℃/min升至125 ℃，保持3 min，以2 ℃/min升至180 ℃保持3 min，最后以15 ℃/min升至230 ℃，保持5 min，不分流進樣。MS條件：離子源EI，離子源溫度230 ℃，電子倍增電壓350 V，質(zhì)量掃描范圍35～400 amu。對譜圖數(shù)據(jù)采用標準譜庫檢索，并結(jié)合具體文獻加以確認。

2 結(jié)果與分析

2.1普洱茶主要香氣成分分析 通過GC-MS分析發(fā)現(xiàn)，普洱茶在香氣成分上以雜氧化合物和醇類為主，還有一些碳氫化合物、醛類、酮類和酯類，以芳樟醇氧化物Ⅱ(linalool oxide B)為含量最豐富的揮發(fā)性成分。

2.2普洱茶香氣成分中不同部分成分分析 依據(jù)回流液 I1、I2、I3、I44個分段，分析普洱茶香氣成分中不同部分，發(fā)現(xiàn)在提取普洱茶香氣成分的過程中，香氣成分含量隨著蒸餾水浸泡時間推移而下降。I1部分的氣味比較有刺激性，I2和I3部分香氣較溫和，I4部分卻具有腐敗的氣味，難以讓人接受。通過GC-MS分析比較這四個部分的區(qū)別，結(jié)果見表2。

2.2.3不同部分差異比較 從表2看出，I1、I2、I3、I44個部分香氣成分的差異。在收集過程中，成分含量增加的有α-呋喃甲醇、苯酚、芳樟醇、十六碳二烯酸、葉綠醇、十八碳二烯酸、十八碳三稀酸以及鄰苯二甲酸二丁酯這8個化合物。I4部分特有腐敗氣味應該與這些物質(zhì)的增加有很大關系。其中的呋喃甲醇以及苯酚是一種具有刺激氣味的化合物，對于呼吸系統(tǒng)有刺激性。7個大分子長鏈的飽和與不飽和酸類物質(zhì)容易變質(zhì)也可能是腐敗氣味的物質(zhì)基礎。這些物質(zhì)集中在I4段，因此I4段的氣味不容易讓人接受。

I2與I3氣味良好，通過GC-MS發(fā)現(xiàn)芳香族化合物在該段最豐富，如1,2,3-三甲氧基苯、1,2,4-三甲氧基苯、5-甲基-1,2,3-三甲氧基苯和乙酰丁香酮。這些化合物是普洱茶香氣的主要成分，同時也是普洱茶陳香的關鍵成分。在提取芳香性成分時，芳香族類化合物在各段中含量分布如圖1。

表2 普洱茶香氣不同階段主要成分

可以看出芳香族化合物在提取過程中其含量主要趨勢是下降的，但是有些成分如1,2,3-三甲氧基苯和1,2,4-三甲氧基苯的含量在I2段最高，提取過程中含量先升高后逐漸地降低。這些芳香族類化合物絕大部分都是雜氧化合物，可能與普洱茶發(fā)酵過程中劇烈的氧化有關。

此外決定普洱茶香氣還有一些其他香氣成分，如芳樟醇、β-紫羅蘭酮、二氫獼猴桃內(nèi)酯以及一些芳樟醇氧化物。見圖2。

圖2顯示，在茶葉以及煙葉中重要的香氣成分，紫羅蘭酮以及二氫獼猴桃內(nèi)酯主要分布在I2以及I3段，一定程度上也解釋了I2以及I3的優(yōu)良的氣味，而芳樟醇氧化物則主要集中在I1段。大部分的香氣成分都是隨著時間的推移，香氣成分逐漸降低。其中I1部分的芳樟醇氧化物最多，其中正己醇等物質(zhì)都是具有明確的芳香氣味，可能由于濃度較大，故表現(xiàn)出較強的刺鼻香氣。

圖1 芳香族化合物在各段中的含量分布

圖2 其他芳香性成分在各段中含量分布

3 討論

3.1普洱茶香氣的形成 普洱茶在渥堆發(fā)酵后，茶葉里的化學物質(zhì)發(fā)生了巨大的變化，形成了大量的芳香族類化合物[5]。有學者指出，某些化合物通過霉菌的作用而發(fā)生甲基化反應形成了普洱茶獨特的香氣成分，如1,2,3-三甲氧基苯和1,2,4-三甲氧基苯。此外，β-紫羅蘭酮以及芳樟醇氧化物也是普洱茶香氣成分中重要的組成部分。有學者曾經(jīng)對普洱茶加工過程中香氣成分的變化進行了研究，發(fā)現(xiàn)普洱茶在渥堆發(fā)酵過程中，醇類成分和碳氫化合物明顯減少，而雜氧化合物成分和酯類成分大幅度增加[6]。

3.2不同普洱茶香氣成分的感官表現(xiàn) 通過研究發(fā)現(xiàn)，普洱茶重要的香氣成分是雜氧化合物，如1,2,3-三甲氧基苯，這類化合物提供了普洱茶特有的陳香味。這些雜氧化合物在I2、I3含量很高，不少成分在I2段含量最高,感官評審的結(jié)果也表明I2段和I3段的香氣最優(yōu)。

普洱茶香氣的另一些主要成分，如芳樟醇以及芳樟醇氧化物等也是有香氣的物質(zhì)。通過實驗發(fā)現(xiàn)芳樟醇氧化物集中在I1段，而I1段有明顯的刺激氣味，一定程度上說明芳樟醇氧化物對普洱香氣的“貢獻”可能不是很大，而β-紫羅蘭酮及二氫獼猴桃內(nèi)酯對香氣的“貢獻”較大。

常壓蒸餾提取茶葉香氣成分是國內(nèi)普遍采用的方法，目前還沒有學者對于提取香氣成分的過程進行深入研究。通過對茶葉香氣進行分段提取，可以保留對于香氣有正面效應的成分，避免一些負面效應成分，為普洱茶產(chǎn)業(yè)化以及質(zhì)量標準建立奠定一定基礎。

1 王秋霜，凌彩金，柯樂芹，等. 普洱茶香氣研究進展. 廣東農(nóng)業(yè)科學,2009,12:42

2 周志宏，改折梅，張穎君，等. 普洱茶的香氣成分. 天然產(chǎn)物研究與開發(fā), 2006,18(S):5

3 呂海鵬，鐘秋生，林智. 陳香普洱茶的香氣成分研究. 茶葉科學,2009,29(3):219

4 陳婷，卓婧，郭剛君，等. 普洱茶香氣成分的提取及其微膠囊化技術研究. 云南農(nóng)業(yè)大學學報,2008,23(6):811

5 呂海鵬，鐘秋生，王力，等. 普洱茶加工過程中香氣成分的變化規(guī)律研究. 茶葉科學，2009,29(2):95

6 張靈枝，王登良，陳維信，等. 不同貯藏時間的普洱茶香氣成分分析. 園藝學報，2007,34(2):504