HS-SPME/GC-MS法分析黔茶新品種綠茶揮發(fā)性成分

?龔 雪，劉忠英，李 燕，姜艷艷，尹榮秀，楊 春，陳正武?

（1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，貴州 貴陽 550081）

HS-SPME/GC-MS法分析黔茶新品種綠茶揮發(fā)性成分

龔 雪1,2，劉忠英1，李 燕1，姜艷艷1，尹榮秀1，楊 春1，陳正武1

（1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴陽市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，貴州 貴陽 550081）

為更好地開發(fā)和利用黔茶新品種，采用頂空固相微萃取氣-質(zhì)聯(lián)用法（HS-SPME/GC-MS）分析黔茶8號綠茶（Q8G）、黔茶1號綠茶（Q1G）及福鼎大白茶綠茶（FDG）的揮發(fā)性成分。結(jié)果表明：在3種綠茶樣品中共檢測到105種香氣物質(zhì)，其中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸葉醇酯、順-茉莉酮、戊醛、庚醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙烯和香葉醇這9種物質(zhì)在FDG、Q1G和Q8G中存在極顯著性差異；Q8G綠茶樣品的主要香氣物質(zhì)種類為醇類（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烴類（11.4%）和酯類（11.1%），Q1G綠茶樣品的主要香氣物質(zhì)種類為醇類（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛類（12.1%）和酯類（10.9%），F(xiàn)DG綠茶樣品的主要香氣物質(zhì)種類為醇類（24.8%）、酯類（16.1%）、萜烯烴類（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；依據(jù)保留時間將揮發(fā)性物質(zhì)分為低沸點和中高沸點2大類，Q8G和Q1G以低沸點物質(zhì)為主，含量分別為74.7%和76.9%，F(xiàn)DG以中高沸點物質(zhì)為主，含量達56.7%。

綠茶；黔茶1號；黔茶8號；揮發(fā)性香氣物質(zhì)；頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜

香氣是茶樹品質(zhì)評價的重要指標，極大地影響著消費者對茶葉產(chǎn)品的選擇。茶樹的遺傳特性使茶葉中化學(xué)成分的種類、含量、配比均表現(xiàn)出一定差異[1-3]。福鼎大白茶是最早一批認定的國家級無性系茶樹良種，適宜炮制綠茶、紅茶、白茶[4]。目前，該品種被全國茶樹品種審定委員會認定為優(yōu)質(zhì)綠茶品種鑒定的對照種，在貴州省內(nèi)廣泛栽種[5]。長期種植單一品種導(dǎo)致貴州省茶葉產(chǎn)品質(zhì)量同化，無法突出地方特色，因此選育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)，并獨具花香特征的茶樹優(yōu)良品種對增強貴州省綠茶產(chǎn)品競爭力、促進貴州茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大。黔茶1號和黔茶8號是貴州省茶葉研究所新選育的優(yōu)良茶樹品種，兩者所制綠茶在前期研究中香氣表現(xiàn)突出[6-7]。

頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法（HS-SPME/GCMS）具有處理時間短、不使用有機溶劑、真實反映樣品中揮發(fā)性成分及組成等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于茶葉香氣物質(zhì)的提取分析中[8-11]。

筆者以福鼎大白茶、黔茶8號和黔茶1號鮮葉為試驗材料制作綠茶，采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法（HS-SPME/GC-MS）分析樣品中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)，研究黔茶新品種綠茶產(chǎn)品中揮發(fā)物的組成特性，以期為黔茶新品種的進一步開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)及理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試茶樣為福鼎大白茶綠茶（FDG）、黔茶1號綠茶（Q1G）、黔茶8號綠茶（Q8G），鮮茶葉采自貴州省茶葉研究所茶樹種質(zhì)資源圃，以手工法制作綠茶樣品。供試儀器主要有HP6890/5975C氣相-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）和萃取纖維（2 cm-50/30 μm，DVB/CAR/PDMS StableFlex）。

1.2 試驗方法

1.2.1 HS-SPME 取研碎混勻的茶葉樣品5.0 g，置于150 mL固相微萃取儀采樣瓶中，加入75 mL沸水，放入攪拌子之后密閉采樣瓶，在磁力攪拌器上（200 r/min）60℃加熱，插入裝有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纖維頭的手動進樣器，40 min后移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進樣口（溫度250℃）中，熱解析3 min進樣。

1.2.2 GC-MS 色譜柱為ZB-5MSI 5%Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），柱溫40℃（保留2 min），以5℃/min升溫至255℃，運行45 min；汽化室溫度250℃；載氣為高純He（99.999%）；柱前壓7.62 psi，載氣流量1.0 mL/min，不分流進樣，溶劑延遲1 min。離子源為EI源，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，電子能量70 eV，發(fā)射電流34.6 μA，倍增器電壓1 529 V，接口溫度280℃，質(zhì)量范圍29～500 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，通過質(zhì)譜計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索并核對 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。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及圖表繪制，采用SPSS17.0軟件進行多重比較（Duncan's multiple range test）分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種綠茶樣品的揮發(fā)性香氣成分及含量

從表1中可以看出，共檢測出揮發(fā)性成分105種，其中FDG茶樣主要包含二甲基硫醚（14.08%）、芳樟醇（12.99%）、（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯（11.35%）、順-茉莉酮（8.05%）、己酸葉醇酯（7.41%）、壬醛（5.72%）、香葉醇（4.29%）、吲哚（3.76%）、橙花叔醇（2.56%）、丁酸葉醇酯（2.24%）；Q1G茶樣主要包含芳樟醇（25.03%）、二甲基硫醚（19.39%）、壬醛（5.22%）、戊醇（4.04%）、乙酸葉醇酯（2.97%）、己酸葉醇酯（2.93%）、反-2-己烯醛（2.52%）、丁酸葉醇酯（2.42%）、青葉醇（2.36%）、（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯（2.31%）、戊醛（2.29%）；Q8G茶樣主要包含二甲基硫醚（26.29%）、芳樟醇（19.60%）、香葉醇（8.09%）、乙酸葉醇酯（4.68%）、青葉醇（3.38%）、己酸葉醇酯（2.88%）、苯乙烯（2.49%）、（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯（2.46%）、戊醇（2.18%）、丁酸葉醇酯（2.14%）。

2.2 3種綠茶樣品主要香氣物質(zhì)含量的差異

由表2可知，3種綠茶樣品間主要香氣物質(zhì)的含量存在極顯著性差異；其中，F(xiàn)DG樣品中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸葉醇酯和順-茉莉酮的含量極顯著高于Q8G和Q1G；Q1G樣品中戊醛、庚醛和6-甲基-5-庚烯-2-酮的含量極顯著高于FDG和Q8G；Q8G樣品中苯乙烯和香葉醇的含量極顯著高于Q1G和FDG。

2.3 3種綠茶樣品的香氣組成

根據(jù)化合物官能團的不同，將茶葉香氣物質(zhì)分為醇類、醛類、酮類、酯類、碳氫化合物、雜氧類化合物、含氮化合物、含硫化合物[12]；其中碳氫化合物中大多為飽和烴，香氣微弱或幾乎沒有香氣，對茶香貢獻不大，在香氣物質(zhì)分析時，常常將其略去[13-14]；而萜烯烴類化合物是碳氫化合物中的一種不飽和烴類，主要指分子式為異戊二烯整數(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[15]，故該研究將其獨立出來加以討論。由圖1可知，F(xiàn)DG中主要香氣物質(zhì)種類為醇類（24.8%）、酯類（16.1%）、萜烯烴類（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；Q1G中主要的香氣物質(zhì)種類醇類（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛類（12.1%）、酯類（10.9%）；Q8G為醇類（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烴類（11.4%）和酯類（11.1%）。

揮發(fā)性物質(zhì)的保留時間與該物質(zhì)的沸點、極性以及色譜柱的柱長、極性、升溫速率等均有較大關(guān)系。在單一非極性氣相色譜柱上，有機物沸點與保留時間大致呈線性關(guān)系[16]。因此可依據(jù)揮發(fā)性物質(zhì)保留時間和沸點之間的關(guān)系對茶葉香氣物質(zhì)進行分類討論[17-18]。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，以芳樟醇（保留時間為16.166 min，沸點198～199℃）為界，將105種揮發(fā)性物質(zhì)劃分為低沸點香氣化合物和中高沸點香氣化合物2大類，一類為以二甲基硫醚為代表的低沸點物質(zhì)，共53種；另一類為壬醛為代表的中高沸點物質(zhì)，共52種。而FDG、Q1G和Q8G這3種綠茶中低沸點香氣物質(zhì)的總相對含量分別為43.29%、76.94%和74.67%，中高沸點香氣物質(zhì)的總相對含量分別為56.71%、22.55%和25.33%。

表1 3種綠茶樣品揮發(fā)性香氣成分的相對含量 （%）

表2 3種綠茶樣品主要香氣物質(zhì)含量的比較 （%）

圖1 3種綠茶樣品中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的組成

3 結(jié) 論

福鼎大白茶作為最早認定的綠茶國家級良種，常作為對照材料參與茶葉揮發(fā)性成分相關(guān)研究[19-22]。該研究檢測分析了黔茶新品種黔茶1號（Q1G）和黔茶8號（Q8G）所制綠茶與福鼎大白茶（FDG）所制綠茶香氣物質(zhì)組成的差異。結(jié)果表明，在3種綠茶樣品中共檢測到105種香氣物質(zhì)，其中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸葉醇酯、順-茉莉酮、戊醛、庚醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙烯和香葉醇這9種物質(zhì)在FDG、Q1G和Q8G中存在極顯著性差異；Q8G綠茶樣品的主要香氣物質(zhì)種類為醇類（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烴類（11.4%）和酯類（11.1%），Q1G綠茶樣品的主要香氣物質(zhì)種類為醇類（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛類（12.1%）和酯類（10.9%），F(xiàn)DG綠茶樣品的主要香氣物質(zhì)種類為醇類（24.8%）、酯類（16.1%）、萜烯烴類（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；依據(jù)保留時間將揮發(fā)性物質(zhì)分為低沸點和中高沸點2大類，Q8G和Q1G中以低沸點物質(zhì)為主，含量分別為74.7%和76.9%，F(xiàn)DG中以中高沸點物質(zhì)為主，含量達56.7%。

[1] 王 歡，張振民. 影響茶葉香氣的幾種因素[J]. 福建茶葉，1997，（3）：40-42.

[2] 王 力，林 智，呂海鵬，等. 茶葉香氣影響因子的研究進展[J].食品科學(xué)，2010，31（15）：293-298.

[3] 郭建華，張?zhí)m蘭，邊金霖，等. 3個品種早春綠茶主要香氣成分的比較[J]. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，40（6）：590-594.

[4] 楊亞軍. 中國茶樹栽培學(xué)[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005.170.

[5] 周富裕. 貴州茶樹品種種植情況淺談[J]. 貴州茶葉，2013，41（2）：12-14.

[6] 陳正武，王家倫，劉紅梅. 早生茶樹新品種黔茶8號的選育鑒定[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（5）：20-21.

[7] 陳 娟，陳正武，劉紅梅，等. 茶樹新品系苔選03-10和苔選03-22選育報告[J]. 茶葉科學(xué)技術(shù)，2012，（3）：31-33.

[8] Lin J，Dai Y，Guo Y，et al. Volatile profile analysis and quality prediction of Longjing tea（Camellia sinensis）by HS-SPME/GCMS[J]. Journal of Zhejiang University Science B（Biomedicine &Biotechnology），2012，13（12）：972-980.

[9] Lin J，Pan Z Q，Wang X C，et al. Discrimination of oolong tea （Camellia sinensis） varieties based on feature extraction and selection from aromatic profiles analysed by HS-SPME/GC-MS[J]. Food chemistry，2013，141（1）：259-265.

[10] He C J，Guo X M，Yang Y M，et al. Characterization of the aromatic profile in “zijuan” and “pu-erh” green teas by headspace solid-phase microextraction coupled with GC-O and GC-MS[J]. Analytical Methods，2016，8（23）：4727-4735.

[11] Xu Y Q，Wang C，Li C W，et al. Characterization of Aroma-Active Compounds of Pu-erh Tea by Headspace Solid-Phase Microextraction（HS-SPME）and Simultaneous Distillation- Extraction（SDE）Coupled with GC-Olfactometry and GC-MS[J]. Food Analytical Methods，2016，9（5）：1188-1198.

[12] 宛曉春. 茶葉生物化學(xué)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003. 40-48.

[13] 陳 保，姜東華，羅發(fā)美，等. 四種不同加工工藝紫娟茶香氣成分的比較[J]. 現(xiàn)代食品科技，2013，19（10）：2480-2486.

[14] 呂世懂，孟慶雄，徐詠全，等. 普洱茶香氣分析方法及香氣活性物質(zhì)研究進展[J]. 食品科學(xué)，2014，35（11）：292-298.

[15] Porat R，Deterre S，Giampaoli P，et al. The flavor of citrus fruit[M].Online：Biotechnology in Flavor Production，2016.

[16] 王國慶，孫雨安，孫曉麗，等. 用氣相色譜法預(yù)測揮發(fā)性有機試劑的沸點[J]. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，19（2）：8-10，40.

[17] 葉國注，江用文，尹軍峰，等. 板栗香型綠茶香氣成分特征研究[J].茶葉科學(xué)，2009，29（5）：385-394.

[18] 孫慕芳，郭桂義，張 潔，等. 蒸青綠茶和炒青信陽毛尖綠茶香氣品質(zhì)的GC-MS分析[J]. 食品科學(xué)，2014，35（12）：151-155.

[19] 楊如興，張 磊，尤志明，等. 白云特早新品系的茶類適制性及香氣成分分析[J]. 福建農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，26（6）：971-976.

[20] 康受姈. 不同茶樹品種、生產(chǎn)季節(jié)和加工方法對茶葉揮發(fā)性化合物的影響[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2016.

[21] Han Z X，Mohammad M R，Liu G F，et al. Green tea flavour determinants and their changes over manufacturing Processes[J]. Food Chemistry，2016，（212）：739-748.

[22] Han Z X，Mohammad M R，Wei S，et al. Data on green tea flavor determinants as affected by cultivars and manufacturing processes[J].Data in Brief，2017，（10）：492-498.

Analysis?of?Volatile?Flavour?Constituents?in?New?Guizhou?Green?Tea?Varieties??by?HS-SPME-GC-MS

GONG Xue1,2，LIU Zhong-ying1，LI Yan1，JIANG Yan-yan1，YIN Rong-xiu1，YANG Chun1，CHEN Zheng-wu1
（1. Tea Research Institute, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550006, PRC; 2. Agricultural Technology Extension Station of Guiyang City, Guiyang 550081, PRC）

In order to develop new varieties of Guizhou Tea more effectively, the volatile constituents in the samples of 3 green tea varieties Fudingdabaicha (FDG), Qiancha 1 (Q1G) and Qiancha 8 (Q8G) were analyzed by headspace solid phase microextraction (HSSPME) coupled with gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) in this study. The results showed that there were 105 aroma substances detected and some of the volatile aroma components were different in the 3 tea varieties. There were extreme significant differences in (E)-4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene, indole, cis-3-hexenyl caproate, cis-jasmone, pentanal, heptanal, 6-methyl-5-hepten-2-one, styrene and geraniol among the FDG, Q1G and Q8G. The main volatile aroma components of the Q8G were alcohols (37.2%), sulfur compounds (26.3%), terpene hydrocarbon (11.4%) and esters (11.1%). Alcohols (37.3%), sulfur compounds (19.5%), aldehydes (12.1%),esters (10.9%) were primary volatile aroma substances in the Q1G. The main volatile aroma compounds in the FDG were alcohols (24.8%),esters (16.1%), terpene hydrocarbon (16.0%) and sulfur compounds (14.1%). The volatile substances were divided into low boiling point and medium-high boiling point ones, the medium-high boiling point aroma substances account for 56.7% in the FDG. The proportion of low boiling point aroma components in the Q1G and Q8G were 76.9% and 74.7%, respectively.

green tea; Qiancha 1; Qiancha 8; volatile aroma compound; headspace solid phase microextraction–gas chromatography mass spectrometry (HS-SPME/GC-MS)

S571.1

A

1006-060X（2017）11-0069-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.011.019

2017-08-28

貴州省科學(xué)技術(shù)基金項目（黔科合J字〔2013〕2156號）；茶樹資源與育種創(chuàng)新人才團隊建設(shè)（黔農(nóng)科院CR合字〔2014〕19號）；貴州省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（茶葉）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（GZCYTX2013-01001）；貴州省科技合作計劃項目（黔科合LH字〔2015〕7075）；貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院重點科技成果培育計劃項目（黔農(nóng)科院成培計〔2018〕03號）；貴州省科學(xué)技術(shù)改革轉(zhuǎn)制項目（黔科合體Z字〔2013〕4008號）

龔 雪（1985-），女，貴州貴陽市人，農(nóng)藝師，主要從事茶樹功能成分研究。

陳正武

（責(zé)任編輯：成 平）