正山小種紅茶揮發(fā)性成分分析

盧　艷，杜麗平，肖冬光（工業(yè)微生物教育部重點實驗室，天津市工業(yè)微生物重點實驗室，天津科技大學生物工程學院，天津300457）

正山小種紅茶揮發(fā)性成分分析

盧艷，杜麗平*，肖冬光
（工業(yè)微生物教育部重點實驗室，天津市工業(yè)微生物重點實驗室，天津科技大學生物工程學院，天津300457）

采用頂空固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用對不同價位的正山小種紅茶的揮發(fā)性成分進行了分析。結(jié)果表明，不同價位正山小種紅茶主要揮發(fā)性成分都包括醇類、醛類、碳氫類、酯類、酚類、酮類、酸類、含氮類以及雜氧類化合物，但各類化合物在不同紅茶中的相對含量存在差異。紅茶A（高價位）中苯乙醇（11.05%），苯甲醇（7.88%），香葉醇（5.75%），苯甲醛（5.33%），水楊酸甲酯（3.74%）和（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮（3.42%）等成分相對含量較高。紅茶B（中等價位）中香葉醇（7.4%），愈創(chuàng)木酚（5.83%），苯酚（4.21%），2-吡咯甲醛（3.63%），萘（3.53%）和水楊酸甲酯（3.51%）等成分相對含量較高。紅茶C（低價位）中香葉醇（7.98%），苯乙醇（7.32%），苯甲醛（7.13%），苯甲醇（3.33%），水楊酸甲酯（3.24%），糠醛（2.52%）等成分相對含量較高。

頂空固相微萃取，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用，正山小種紅茶，揮發(fā)性成分

茶葉香氣是各種揮發(fā)性成分綜合作用的結(jié)果，是決定茶葉品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，也是大眾消費的重要導向［1］。迄今為止，已從茶葉中分離出包括醇、醛、酮、酯、酸、含氮、雜氧化合物等在內(nèi)的700多種揮發(fā)性物質(zhì)［2］。紅茶，屬于全發(fā)酵茶類，是以茶樹的芽葉為原料，經(jīng)過萎凋、揉捻、發(fā)酵、干燥等典型工藝過程精制而成。紅茶的鼻祖在中國，世界上最早的紅茶由中國福建武夷山茶區(qū)的茶農(nóng)發(fā)明，名為“正山小種”，又稱拉普山小種。茶葉是用松針或松柴熏制而成［3］，其肉質(zhì)肥厚、內(nèi)涵豐富，富含礦物元素，經(jīng)沖泡后，滋味濃厚、醇和，具有花香、果香、甜香以及松煙香［4］等氣味。

目前，關(guān)于武夷正山小種紅茶的采摘制作、加工工藝、生態(tài)環(huán)境及成分分析的報道較多，但對不同價位正山小種紅茶的揮發(fā)性成分分析的研究較少。頂空固相微萃?。╤eadspace-solid-phase microextraction，HS-SPME）用于茶葉揮發(fā)性成分檢測，具有簡單、快速、靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點［5-7］，已成功應用于綠茶［8-9］、烏龍茶［10-11］、紅茶［12］和普洱茶［13］等香氣揮發(fā)性成分分析。本實驗采用HS-SPME結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）對不同價位正山小種紅茶的揮發(fā)性成分進行分析，為提高正山小種紅茶品質(zhì)及改善生產(chǎn)工藝奠定基礎(chǔ)，也為指導大眾消費提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

正山小種紅茶（A、B、C分別代表高、中、低價位）購于天津世外茶苑。

7890A-5975C型氣質(zhì)聯(lián)用儀美國Agilent公司；手動固相微萃取進樣手柄、65μm PDMS/DVB固相微萃取萃取頭美國Supelco公司；IT-09A5磁力攪拌器上海一恒科學儀器有限公司；FA2004電子天平上海精密科學儀器有限公司；100mL頂空萃取瓶天津市東科儀器設(shè)備有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1HS-SPME操作方法稱取4g茶樣和3.6g NaCl加入到100mL頂空萃取瓶，加入12mL沸蒸餾水，四氟乙烯封口，70℃水浴平衡10min，插入裝有65μm PDMS/DVB萃取頭的手動進樣器，吸附60min后，取出萃取頭插入色譜進樣口中，250℃解析5min。

1.2.2色譜條件色譜柱：CP-Wax石英毛細管柱（50m×0.25mm，0.20μm）；進樣口溫度為250℃；載氣為高純氦氣（純度＞99.999%），流速1mL/min；升溫程序：起始溫度為40℃，保持3min，以3℃/min升至90℃，保持5min，以3℃/min升至160℃，保持8min，再以8℃/min升至250℃，保持1min；不分流進樣。

1.2.3質(zhì)譜條件電子電離離子源；離子源溫度230℃；電子能量70eV；四極桿溫度150℃；接口溫度280℃；電子倍增器電壓1280V；掃描范圍m/z為40～450amu。

1.2.4數(shù)據(jù)處理采集到的質(zhì)譜圖與NIST 08標準譜庫對照，并結(jié)合相關(guān)文獻［14-17］比對，對化合物進行定性。并采用峰面積歸一化法計算各化學成分的相對含量。

2　結(jié)果與分析

2.1正山小種紅茶揮發(fā)性成分鑒定

不同價位的正山小種紅茶茶樣經(jīng)HS-SPME萃取、GC-MS分析得到總離子流色譜圖見圖1。

圖1　不同價位正山小種紅茶總離子流圖Fig.1　Total ion current chromatograms of different-price Lapsang Souchong black tea samples

茶樣經(jīng)分離，鑒定出的揮發(fā)性成分結(jié)果見表1。正山小種紅茶中共分離出98種揮發(fā)性化合物，初步定性的有90種。其中包括22種碳氫類、17種醇類、14種醛類、11種酯類、7種酚類、7種酮類、7種酸類、3種含氮類以及2種雜氧類。

表1　不同價位正山小種揮發(fā)性成分鑒定表Table 1　The volatile components of different price Lapsang Souchong black tea

A中初步定性89種揮發(fā)性化合物，占色譜流出組分總量的83.67%。其中碳氫化合物22種，醇類17種，醛類13種，其他化合物37種。相對含量排在前十位的是苯乙醇（11.05%），苯甲醇（7.88%），香葉醇（5.75%），苯甲醛（5.33%），水楊酸甲酯（3.74%），（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮（3.42%），3，5-辛二烯-2-酮（2.73%），苯乙酮（2.32%），己酸（2.05%）和糠醛（1.58%）。

續(xù)表

續(xù)表

B中初步定性89種化合物，占色譜流出組分總量的74.8%。其中碳氫化合物22種，醇類17種，醛類14種，其他化合物36種。相對含量排在前十位的是香葉醇（7.4%），愈創(chuàng)木酚（5.83%），苯酚（4.21%），2-吡咯甲醛（3.63%），萘（3.53%），水楊酸甲酯（3.51%），苯甲醇（3.3%），苯甲醛（2.34%），苯乙醇（2.04%）和5-甲基呋喃醛（1.94%）。

C中初步定性87種化合物，占色譜流出組分總量的80.72%。其中碳氫化合物22種，醇類17種，醛類14種，其他化合物34種。相對含量排在前十位的是香葉醇（7.98%），苯乙醇（7.32%），苯甲醛（7.13%），苯甲醇（3.33%），水楊酸甲酯（3.24%），糠醛（2.52%），己酸（2.2%），芳樟醇氧化物（呋喃型）（2.01%），（E，E）-2，4-庚二烯醛（1.99%），β-紫羅酮（1.89%）和（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮（1.75%）。

2.2正山小種紅茶揮發(fā)性成分的比較

經(jīng)分析比較（圖2），不同價位正山小種紅茶的揮發(fā)性香氣化合物種類基本一致，但各類化合物相對含量差異較大。

圖2　不同價位正山小種揮發(fā)性組分對比圖Fig.2　Comparison of volatile constituents of different price Lapsang Souchong black tea samples

醇類化合物的香氣特征以花果香為主，在正山小種中占有較大的比重，是決定其香氣特征的主要化合物種類之一。醇類化合物在A中相對含量最高（31.3%），B中含量最低（17.74%）。A、B、C三種紅茶中含量最高的均為香葉醇、苯甲醇和苯乙醇，它們與雪松醇、芳樟醇氧化物和芳樟醇等構(gòu)成了正山小種紅茶醇類物質(zhì)的主體。其中，芳樟醇氧化物（呋喃型）、香葉醇、α-松油醇和順-1-戊烯-2-醇的相對含量在A中含量最低，并隨著價位降低有上升的趨勢。而苯甲醇、苯乙醇、雪松醇、糠醇和反式-橙花叔醇則在高價位A中含量最高。

醛類化合物主要有新鮮的綠葉和青草香味，是茶葉具有清香氣息的主要物質(zhì)種類之一。紅茶A中醛類化合物相對含量最低（13.49%），C中最高（20.32%）。A和C中含量排在前三的均為苯甲醛、糠醛和（E，E）-2，4-庚二烯醛，B中則以2-吡咯甲醛，苯甲醛和5-甲基呋喃醛為主，A中未檢測到4-（1-甲基乙基）-苯甲醛。從表1可以看出，糠醛、苯乙醛和正己醛的相對含量隨著茶葉價位的降低而上升。香葉醛、反式-2-己烯醛、（E，E）-2，4-己二烯醛等均在C中含量最高，2-吡咯甲醛則在B中含量最高（3.63%），明顯高于其他兩個茶樣。

A、B、C中均檢測到22種碳氫類化合物，由圖2可知，該類物質(zhì)在B中含量最高，為12.08%，其中，β-蒎烯、β-月桂烯和1，4-十一烷二烯等萜烯類化合物均在低價位C中含量最高。1-十五烯、雪松烯和異丁子香烯則在A中含量最高，B中含量最低。而萘、1-甲基萘、苊和3，4-二乙基聯(lián)二苯在B中含量分別為3.53%、1.35%、1.62%和1.16%，明顯高于其他兩個茶樣。

酯類化合物在A相對含量最高（9.13%），并隨著價位降低有下降的趨勢，其中，水楊酸甲酯、2，5-十八碳二炔酸甲酯、十五酸甲酯、順式-3-己烯醇苯甲酸酯等均在A中含量最高，并隨著價位降低呈現(xiàn)下降的趨勢。二氫獼猴桃內(nèi)酯、乙酸香葉酯和己酸-2-苯乙酯的含量則呈相反的趨勢，在C中含量最高。水楊酸甲酯在A、B、C中含量均為最高，乙酸苯甲酯和棕櫚酸乙酯在A、B、C中含量差異不大。

其他化合物中，除了2，6-二叔丁基對甲苯酚和5-戊基-1，3-苯二酚外，其他酚類物質(zhì)均在B中含量最高，尤其是愈創(chuàng)木酚（5.83%）和苯酚（4.21%），明顯高于A和C，而愈創(chuàng)木酚和苯酚是松木通過燃燒或加熱而產(chǎn)生的熱解成分［3］，表現(xiàn)出極重的煙熏味，這可能是由于采用松木品種或熏制工藝不同造成的。而酸類和酮類化合物總相對含量在A和C中明顯大于B。

根據(jù)Owuor等［18］通過比較研究世界主要產(chǎn)茶國的紅茶香氣組分發(fā)現(xiàn)，正己醛、正戊醇、1-戊烯-2-醇，順式-3-己烯醛等化合物，對紅茶香氣特征很重要，但濃度過高會產(chǎn)生不良香氣，并將這類物質(zhì)作為第一組成分，而香葉醇、水楊酸甲酯、芳樟醇及其氧化物等化合物能給紅茶帶來花香，將這類物質(zhì)作為第二組成分，其比值稱為香氣指數(shù)（FI）可反映茶葉的香氣，一般情況下FI值高，香型也較好。由表1可得，不同價位茶樣A、B、C的FI值分別為9.51、9.49、6.92，可以看出，價格與FI值呈正相關(guān)。

3　結(jié)論

本文采用HS-SPME-GC-MS對不同價位正山小種紅茶的揮發(fā)性成分進行了分析，A、B、C紅茶中分別鑒定出揮發(fā)性成分89、89、87種，其主要以醇類、醛類、碳氫類、酯類為主，而酸類、含氮和雜氧類化合物含量較低。通過對比發(fā)現(xiàn)，不同價位正山小種揮發(fā)性成分中各組分含量存在較大差異，且隨著價位的變化均呈現(xiàn)出規(guī)律性改變，其香氣指數(shù)與價位呈正相關(guān)，說明正山小種紅茶品質(zhì)與揮發(fā)性成分的組成和含量有較大的相關(guān)性。

茶葉的香氣與茶樹品種、自然環(huán)境、栽培條件和加工工藝等多種因素有關(guān)［19］，本文對不同價位正山小種揮發(fā)性成分進行了初步的了解和研究，但關(guān)于各揮發(fā)性化合物對紅茶香氣品質(zhì)的影響和貢獻程度，還有待于進一步深入研究，為制定紅茶標準、推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展和規(guī)范市場提供依據(jù)。

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Analysis of volatile components of Lapsang Souchong black tea

LU Yan，DU Li-ping*，XIAO Dong-guang
（Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology，Ministry of Education，Tianjin Key Laboratory of Industrial Microbiology，College of Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China）

The volatile components in different price Lapsang Souchong black tea（A，B and C）were analyzed using headspace-solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GCMS）.The results showed that the volatile compositions of the entire different price Lapsang Souchong black tea include alcohols，aldehydes，hydrocarbons，esters，phenolic compounds，ketones，nitrogenous compounds and heterocyclic oxygen compounds.But the relative amounts of the compounds varied a lot in different tea.In the Lapsang Souchong black tea A（high price），the contents of phenylethyl alcohol（11.05%），benzyl alcohol（7.88%），geraniol（5.75%），benzaldehyde（5.33%），methyl salicylate（3.74%）and（E，E）-3，5-Octadien-2-one（3.42%）were higher.While in the black tea B（the medium price），the relative amounts of geraniol（7.4%），creosol（5.83%），phenol（4.21%），1H-Pyrrole-2-carboxaldehy（3.63%），naphthalene（3.53%）and methyl salicylate（3.51%）were higher.And then in the black tea C（low price），the relative amounts of geraniol（7.98%），phenylethyl alcohol（7.32%），benzaldehyde（7.13%），benzyl alcohol（3.33%），methyl salicylate（3.24%）and furaldehyde（2.52%）were higher.

headspace-solid-phase microextraction（HS-SPME）；gas chromatograph-mass spectrometer（GC-MS）；Lapsang Souchong black tea；volatile components

TS207.3

A

1002-0306（2015）02-0057-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.02.003

2014－05－08

盧艷（1989-），女，碩士研究生，研究方向：發(fā)酵工程與分離工程。

杜麗平（1967-），女，博士研究生，副教授，研究方向：發(fā)酵工程與分離工程。

教育部“長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃”（IRT1166）。