3個茶樹品種(品系)鮮葉香氣特征及萜烯指數(shù)分析

楊 春,郭 燕,周順珍，陳 娟，陳正武，龔 雪

(貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽550006)

0 引言

茶樹種質(zhì)資源豐富，品種繁多，不同茶樹資源香氣物質(zhì)各異，茶樹鮮葉是加工成品茶的原料，茶樹鮮葉中揮發(fā)性芳香物質(zhì)的種類及含量對于成品茶特有香型的最后形成意義重大.針對茶葉中香氣物質(zhì)的研究已有較多報道[1-3]，但多是分析綠茶、紅茶等成品茶的香氣物質(zhì)[4-9]，有關(guān)茶樹鮮葉研究得不多[10-11].一般而言，茶樹鮮葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)較成品茶少，有助于通過分析茶樹鮮葉的揮發(fā)性香氣物質(zhì)來區(qū)分茶樹品種.本文中采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法(headspace solid-phase micro-extraction- gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME/GC-MS)分析早春福鼎大白茶(Camelliasinensis(L.) O. Kuntze cv. Fuding-dabaicha)、黔茶8號(Camelliasinensis(L.) O. Kuntze cv. qiancha 8)、黔茶1號(Camelliasinensiscv.Meitan Taicha var. Qiancha 1)3個茶樹品種(品系)一芽二葉鮮葉中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)，研究香氣物質(zhì)在茶樹品種(品系)間的差異.

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

Agilent 5975C /6890 GC / MS 氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀，美國安捷倫公司; 手動固相微萃取裝置，美國Supelco公司; 萃取纖維頭，2 cm -50 / 30 um DVB /CAR / PDM StableFlex.

茶樹鮮葉樣品材料采自貴州省茶葉研究所茶樹種質(zhì)資源圃，福鼎大白茶、黔茶1號和黔茶8號為春季第一輪新芽，采集日期為2014年4月2日.

1.2 方法

1.2.1 香氣物質(zhì)的吸附與解吸

稱取5.0 g鮮葉樣品，放入萃取瓶中, 加入15 mL沸水, 60 ℃下水浴5 min,萃取吸附1 h, 用氣相色譜質(zhì)譜分析法(gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS)進行分析.

1.2.2 GC-MS分析條件

色譜柱為 Zebron ZB-5MSI 5% Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane(30 m×0.25 mm×0.25 μm) 彈性石英毛細管柱，柱溫40 ℃(保留1 min) ，以4 ℃·min-1升溫至220 ℃，氣化室溫度250 ℃；載氣為高純He(99.999%) ；柱前壓7.62 psi，載氣流量1.0 mL·min-1；不分流進樣，延遲時間：1 min；離子源為EI源；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；電子能70 eV；發(fā)射電流34.6 μA；倍增器電壓1 264 V；接口溫度280 ℃；質(zhì)量范圍20 ～450 amu.

1.2.3 香氣組分的定性定量分析

根據(jù)得到的總離子流圖中各色譜峰的質(zhì)譜信息，質(zhì)譜計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對 Nist 2005和 Wiley275 標準質(zhì)譜圖，確定各色譜峰對應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu).按面積歸一化法計算各組分含量即各色譜峰的峰面積與總峰面積之比為各香氣組分的相對含量[12].

2 結(jié)果與分析

2.1 主要香氣物質(zhì)及香氣物質(zhì)種類分析

3個茶樹品種(品系)共檢測出73種不同的揮發(fā)性芳香物質(zhì)，見表1.

表1 3個茶樹品種(品系)鮮葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的百分含量

續(xù)表1

香氣種類序號化合物名稱分子式分子量 百分含量/ %福鼎大白茶黔茶1號黔茶8號16cis-Linalool oxide/順-氧化芳樟醇C10H18O21701.5111.1700.64217trans-Linalool oxide/反-氧化芳樟醇C10H18O21700.7170.4140.16318Nerolidol/橙花叔醇C15H26O222—0.1320.55114-Pentenal/4-戊烯醛C5H8O842.132—1.7592(E)-2-Hexenal/青葉醛C6H10O98—6.444—3Hexanal/正己醛C6H12O1001.7602.5771.517醛4Heptanal/庚醛C7H14O1140.458—0.0805Octanal/辛醛C8H16O1280.428——6Nonanal/壬醛C9H18O1425.0040.6970.672類7Citral/檸檬醛C10H16O1520.109—0.1728Geranial/香葉醛C10H16O152—0.214—9Decanal/癸醛C10H20O1560.6070.1510.18710Undecanal/十一醛C11H22O1700.051——16-Methyl-5-hepten-2-one/6-甲基-5-庚烯-2-酮C8H14O1260.076—0.088酮2cis-Jasmone/順-茉莉酮C11H16O1640.2020.072—類3beta-Ionone/β-紫羅蘭酮C13H20O1920.0710.0660.0164Geranyl Acetone/香葉基丙酮C13H22O1940.091—0.1031trans-2-Hexenyl acetate/反式-2-己烯乙酸酯C8H14O21420.036——2cis-3-Hexenyl acetate/乙酸葉醇酯C8H14O214211.8445.64216.5053Hexyl acetate/乙酸正己酯C8H16O21440.091—0.1304Methyl salicylate/水楊酸甲酯C8H8O31522.0468.6362.2775(Z)-3-hexenyl butenoate/順-3-丁烯酸己烯酯C10H16O21680.159——酯6cis-3-Hexenyl butanoate/順-3-己烯丁酸酯C10H18O21700.440—1.091類7cis-3-Hexenyl butyrate/丁酸葉醇酯C10H18O2170—0.785—8cis-3-Hexenyl.alpha.Methylbutyrate/順-3-己烯丁酸甲酯C11H20O21840.231——9cis-3-Hexenyl isovalerate/異戊酸葉醇酯C11H20O21840.182——10cis-3-Hexenyl hexanoate/己酸葉醇酯C12H20O21980.1780.2650.54911cis-3-Hexenyl benzoate/ 苯甲酸葉醇酯C13H16O22040.1150.1830.1211trans-.beta.-Ocimene/反式-β-羅勒烯C10H161360.0540.182—2l-Limonene/檸檬烯C10H16136—0.1490.0923cis-Ocimene/順-羅勒烯C10H16136—0.100—4beta-cis-Ocimene/順-β-羅勒烯C10H16136——0.0975trans-Ocimene/反-羅勒烯C10H16136——0.1746beta-Myrcene/月桂烯C10H161360.2030.3900.442萜烯7alpha-Copaene/α-古巴烯C15H24204—0.077—烴類8delta-Cadinene/δ-杜松烯C15H24204—0.1310.292物質(zhì)9alpha-Cubebene/α-蓽澄茄油萜C15H24204——0.09710trans-Caryophyllene/石竹烯C15H24204——0.10811trans-.beta.-Farnesene/反-β-金合歡烯C15H24204——0.25812Cadina-1,4-Diene/ 恰迪納-,1 4-二烯C15H24204——0.08413Calamenene/去氫白菖烯C15H24204——0.13214alpha-Amorphene/α- 紫穗槐烯C15H24204——0.1081Toluene/ 甲苯C7H892——0.0402Styrene/苯乙烯C8H81040.0450.2370.3233o-Xylene/鄰二甲苯C8H10106——0.186

續(xù)表1

香氣種類序號化合物名稱分子式 分子量 百分含量/ %福鼎大白茶黔茶1號黔茶8號42-Octyne/2-辛炔C8H14110—0.154—5Azulene/甘菊環(huán)C10H8128——0.032烷烴6Acenaphthene/苊C12H10154—0.1440.132及芳79H-Fluorene/芴C13H10166—0.0730.086香烴8Anthracene/蒽C14H10178——0.043類物9Tetradecane/十四烷C14H301980.137——質(zhì)10Pentadecane/十五烷C15H322120.458—0.07311Hexadecane/十六烷C16H342260.549——12Heptadecane/十七烷C17H362400.317—0.02913Octadecane/十八烷C18H382540.071——其他12-Thiapropane/二甲基硫醚C2H6S620.071—0.059化合22-Ethylfuran/2-乙基呋喃C6H8O96——0.018物3Dibenzofuran/二苯并呋喃C12H8O168—0.0940.068

注：表中數(shù)值是指各種成分色譜峰面積占色譜峰總面積的百分比.“—”表示該物質(zhì)未檢出.

其中：福鼎大白茶鮮葉檢測出44種芳香物質(zhì)，黔茶1號鮮葉檢測出35種香氣物質(zhì)，黔茶8號鮮葉檢測出50種芳香成分.福鼎大白茶鮮葉中百分含量較高的芳香物質(zhì)有：芳樟醇(47.950%)、香葉醇(18.514%)、乙酸葉醇酯(11.844%)、壬醛(5.004%)、戊烯醛(2.132%)、水楊酸甲酯(2.046%)、正己醛(1.760%)、反-氧化芳樟醇(1.511%)、青葉醇(1.052%)和順-氧化芳樟醇(0.717%)；黔茶1號檢測到的香氣物質(zhì)中百分含量較高的為：芳樟醇(61.294%)、水楊酸甲酯(8.636%)、香葉醇(7.982%)、青葉醛(6.444%)、乙酸葉醇酯(5.642%)、正己醛(2.577%)、順-氧化芳樟醇(1.170%)、丁酸葉醇酯(0.785%)、壬醛(0.697%)和橙花醇(0.465%)；黔茶8號中百分含量較高的香氣物質(zhì)有：芳樟醇(43.115%)、香葉醇(23.926%)、乙酸葉醇酯(16.505%)、水楊酸甲酯(2.277%)、4-戊烯醛(1.759%)、青葉醇(1.688%)、正己醛(1.517%)、順-3-己烯丁酸酯(1.091%)、1-己醇(0.755%)和壬醛(0.672%).

2.1.1 醇類物質(zhì)

醇類物質(zhì)為3個茶樹品種(品系)中百分含量最高的揮發(fā)性香氣物質(zhì)，3個茶樹品種(品系)中醇類物質(zhì)種類及含量差異不大，其中福鼎大白茶13種、含量為71.744%；黔茶1號12種，含量72.480%；黔茶8號13種，含量71.682%.根據(jù)和醇基相結(jié)合的主鍵或母核不同，醇類芳香物質(zhì)可分為脂肪族醇、芳香族醇和萜烯醇類.脂肪族醇類沸點低、易揮發(fā)，在香味特征表現(xiàn)為青香，最終形成茶葉的清香[13].青葉醇是茶樹鮮葉中含量較多的脂肪醇類物質(zhì)，具有強烈的青草香氣和新茶葉氣息[14]，是茶葉鮮葉清香的來源.茶樹鮮葉中含有豐富的萜烯醇類物質(zhì)，該類化合物具有花香或果實香，沸點較高，對茶香形成有重要作用.3個茶樹品種(品系)共檢測出7種萜烯醇，包括芳樟醇、香葉醇、α-松油醇、橙花醇、順/反-氧化芳樟醇和橙花叔醇，含量分別為福鼎大白茶(69.010%)、黔茶8號(68.397%)、黔茶1號(71.510% ).7種萜烯醇含量見表1，查找文獻7種萜烯醇的香味特征如下：芳樟醇既有紫丁香、鈴蘭與玫瑰的花香，又有木香、果香氣息[15]；香葉醇具有溫和、甜的玫瑰花氣息[15]；α-松油醇具有木香、青香及丁香香氣，稀釋后有類似桃子的甜味[16]；橙花醇具有柔和的玫瑰香氣；以呋喃為基礎(chǔ)的順式/反式氧化芳樟醇具有百合花或玉蘭花香型[17]；橙花叔醇具木香、花木香和水果百合香韻，是烏龍茶及花香型高級名優(yōu)綠茶的主要香氣成分.黔茶8號鮮葉含0.551%橙花叔醇，可作為花香型綠茶的優(yōu)質(zhì)茶樹品種進行進一步開發(fā)利用.

芳香族醇類化合物的香氣特征是類似花香或果香.茶樹鮮葉中芳香族醇類種類及含量不多，本研究僅檢測到苯乙醇一種，且含量甚微.

2.1.2 酯類物質(zhì)

酯類物質(zhì)是茶樹鮮葉中含量僅次于醇類的芳香物質(zhì)，3個茶樹品種(品系)中酯類物質(zhì)種類及含量存在一定差異，福鼎大白茶10種，含量為15.322%；黔茶1號5種，含量為15.511%；黔茶8號6種，含量為20.673%.乙酸葉醇酯是鮮葉中百分含量最高的酯類揮發(fā)性香氣物質(zhì)，具強烈的青草氣息[16]，是茶樹鮮葉清香的重要來源，3個茶樹品種(品系)間乙酸葉醇酯百分含量有較大區(qū)別，福鼎大白茶含量為11.844%，黔茶1號為5.642%，黔茶8號為16.505%.茶樹鮮葉中同樣存在較高含量的水楊酸甲酯，水楊酸甲酯屬芳香酯類化合物，有藥草的特殊氣味[18]，可與乙酸葉醇酯一同構(gòu)成茶樹鮮葉的清香.3個茶樹品種(品系)間水楊酸甲酯含量存在一定差異.黔茶1號中百分含量最高，為8.636%；福鼎大白茶為2.046%；黔茶8號為2.277%.

2.1.3 碳氫化合物

萜烯烴類、烷烴類、芳香烴類物質(zhì)同屬于碳氫化合物，在茶樹鮮葉中組分較多、含量較為豐富，烷烴及芳香烴類物質(zhì)大多數(shù)為飽和烴，一般香氣微弱或幾乎沒有香氣，對茶香貢獻小，所以在香氣分析時，常常將其略去[19-20]，而碳氫化合物中的另一類不飽和烴類為萜烯烴類物質(zhì)，主要指分子式為異戊二烯的整數(shù)倍的烯烴類化合物，是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的天然來源碳氫化合物，具有一定的香氣，對茶香形成作用較大[21].3個茶樹品種(品系)間萜烯烴類物質(zhì)的種類及含量存在較大差異.福鼎大白茶鮮葉2種，含量0.257%；黔茶1號6種，含量1.029%；黔茶8號11種，總百分含量為1.884%.

2.1.4 醛類物質(zhì)

3個茶樹品種(品系)中醛類物質(zhì)種類及含量差異較大.福鼎大白茶8種，含量為10.549%；黔茶1號5種，含量為10.083%；黔茶8號6種，含量為4.387%.4-戊烯醛、青葉醛和己醛是茶樹鮮葉中含量較高的低級脂肪醛類物質(zhì)，4-戊烯醛含量為福鼎大白茶(2.132%)、黔茶8號(1.759%)，青葉醛含量為黔茶1號(6.444%)，己醛含量為福鼎大白茶(1.760%)、黔茶8號(1.517%)、黔茶1號(2.577%).4-戊烯醛、青葉醛和己醛均屬于低級脂肪醛類物質(zhì)，4-戊烯醛有著綠色嫩葉清香氣味[22]，青葉醛具有清香，在稀釋后有綠葉清香和水果香氣[14]，己醛具青草氣及蘋果香味[14]，3者均有助于形成茶樹鮮葉清香.壬醛、癸醛和十一醛屬C9、C10、C11飽和醛，壬醛在3個茶樹品種(品系)中含量差異十分明顯，福鼎大白茶(5.004%)、黔茶1號(0.697%)、黔茶8號(0.672%).

2.1.5 酮類物質(zhì)

表1中共有4種酮類物質(zhì)，β-紫羅蘭酮、茉莉酮、香葉基丙酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮.茶樹鮮葉中酮類物質(zhì)種類及含量不多，不予分析.

2.1.6 其他物質(zhì)

二甲基硫醚、2-乙基呋喃、二苯并呋喃在茶樹鮮葉中含量甚微.

2.2 萜烯指數(shù)分析

通過對福鼎大白茶、黔茶8號、黔茶1號鮮葉揮發(fā)性成分的分析檢測，結(jié)合萜烯指數(shù)[23]計算公式(1)

萜烯指數(shù)(TI)=芳樟醇及其氧化物峰面積/(芳樟醇及其氧化物峰面積+香葉醇峰面積),

(1)

計算3個茶樹品種(品系)地萜烯指數(shù)，結(jié)果如表2所示.

表2 3個茶樹品種(品系)的萜烯指數(shù)

3 結(jié)論與討論

芳樟醇及其氧化物、香葉醇、青葉醇、乙酸葉醇酯、水楊酸甲酯和己醛是茶樹鮮葉中含量較高的揮發(fā)性香氣物質(zhì)，這些物質(zhì)共同作用形成茶樹鮮葉的清香.芳樟醇、香葉醇、4-戊烯醛、青葉醛、壬醛、乙酸葉醇酯、水楊酸甲酯等物質(zhì)在3個茶樹品種(品系)間含量差異較大，在以后研究中可作為關(guān)鍵區(qū)分因子進行茶樹品種的區(qū)分鑒定.根據(jù)Takeo[24]、Owuor[25]等研究：茶葉萜烯指數(shù)是一個可靠的化學分類指標，不受加工工藝，施肥狀況，產(chǎn)地的影響，在統(tǒng)一采摘標準條件下，具有品系內(nèi)相對穩(wěn)定和品種間有差異的特點，可作為選育茶樹品種的化學分類指標.

黔茶1號萜烯指數(shù)為0.89，與道真大茶樹、敘永大茶樹萜烯指數(shù)類似[26]，與選自云南大葉群體，適制紅茶的英紅九號的萜烯指數(shù)接近[27]，黔茶1號(Camelliasinensiscv.Meitan Taicha var. Qiancha 1)是從國家級有性系茶樹品種貴州本地野生茶樹資源湄潭苔茶中篩選出的優(yōu)良品系，說明篩選出黔茶1號的湄潭苔茶群體品種是較為原始的茶樹資源，進一步說明，貴州是茶原產(chǎn)地的核心區(qū)域，也是最有希望找到珍稀特色茶種質(zhì)資源的地區(qū)之一.