HS-SPME/GC-MS分析“烏牛早”綠茶香氣

謝文鋼，范仕勝，劉 燕，劉 陽(yáng)，陳智雄，嚴(yán)學(xué)芬，趙志，白福情

（1.貴陽(yáng)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，四川成都 611130；3.貴州省農(nóng)作物技術(shù)推廣總站，貴州 貴陽(yáng) 550001）

貴州地處低緯度、高海拔、寡日照區(qū)，是茶樹原產(chǎn)地和茶文化發(fā)源地之一，是中國(guó)重要的茶葉生產(chǎn)基地和產(chǎn)茶大省[1]。從2008年起，鳳岡、石阡、金沙、普安、晴隆、清鎮(zhèn)等產(chǎn)茶縣（市）從浙江茶區(qū)引進(jìn)了茶樹品種“烏牛早”，進(jìn)行了大面積的種植，共約0.68萬(wàn)hm2。因此，急需加強(qiáng)對(duì)“烏牛早”所制綠茶品質(zhì)進(jìn)行研究，以更好地提高茶葉品質(zhì)，促進(jìn)茶農(nóng)增收和茶企增效。

茶葉中香氣是決定茶葉品質(zhì)和風(fēng)味的重要因子之一[2-3]。香氣物質(zhì)一般只占干物質(zhì)質(zhì)量的0.01%～0.05%，但對(duì)茶葉感官品質(zhì)的貢獻(xiàn)率達(dá)25%～35%，因此對(duì)茶葉香氣成分的研究意義重大[4-5]。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)西湖龍井[6-8]、洞庭碧螺春[9]、信陽(yáng)毛尖[10-13]等茶葉香氣的研究報(bào)道較多，但香氣成分研究在貴州綠茶研究較少。陳青等[14]與謝勛等[15]探究不同產(chǎn)地對(duì)貴州綠茶香氣成分的影響。沈強(qiáng)等[16]和鄭文佳等[17]研究攤青與提香等對(duì)珠形茶香氣成分的影響。李俊等[18]研究發(fā)現(xiàn)3種貴州綠茶主要香氣主成分以顯花香和果香成分物質(zhì)為主，花、果香成分平均含量占51.4%。但關(guān)于“烏牛早”所制綠茶香氣成分的研究報(bào)道較少。

為了探究“烏牛早”所制綠茶主要香氣特征成分，本文選用特早生茶樹品種“烏牛早”制成扁形、卷曲形和顆粒形（珠形）3種綠茶，以國(guó)家級(jí)良種“福鼎大白茶”的綠茶為對(duì)照，采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid phase micro-extraction,HS-SPME）技術(shù)提取香氣成分，通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）聯(lián)用儀對(duì)這3種綠茶的香氣特征成分進(jìn)行分析，探究“烏牛早”綠茶主要香氣特征成分，為貴州“烏牛早”綠茶的品質(zhì)評(píng)定和特色產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料：供試品種為從浙江茶區(qū)引進(jìn)的浙江省級(jí)良種“烏牛早”，以國(guó)家級(jí)良種“福鼎大白茶”為對(duì)照 （CK），樹齡7年，試驗(yàn)地位于紅楓山韻茶場(chǎng)有限公司品比試驗(yàn)園。2016年春季采摘供試品種的一芽一葉、一芽二葉。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司）、SDE蒸餾萃取儀器（廣州市精科儀器公司）、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海亞榮生化儀器廠）、7694E頂空進(jìn)樣器 （美國(guó)Agilent）、HP6890-5975C GC-MS聯(lián)用儀（美國(guó)Agilent）；手動(dòng)固相微萃取裝置（美國(guó)Supelco）；2 cm-50/30 um DVB/CAR/PDMS Stable Flex萃取纖維頭。6CCT-600多功能名茶烘干炒制機(jī)（四川省登堯機(jī)械設(shè)備有限公司）、6CST-60型燃電式滾筒殺青機(jī)（浙江上洋機(jī)械有限公司）、6CCGQ-50型雙鍋曲毫炒干機(jī)（浙江上洋機(jī)械有限公司）、6CR-55型揉捻機(jī)等。

1.3 方法

1.3.1 綠茶樣制備

以供試品種的一芽一葉按照貴州扁形茶規(guī)程[19]制成扁形茶樣；同時(shí)以供試品種的一芽二葉分別按貴州卷曲形[20]和珠形綠茶[21]生產(chǎn)規(guī)范制成茶樣，放冰箱儲(chǔ)藏以備用。

1.3.2 揮發(fā)成分提取

取樣品5.0g，置于10mL固相微萃取儀采樣瓶中，插入裝有2 cm-50/30 umDVB/CAR/PDMS StableFlex纖維頭的手動(dòng)進(jìn)樣器，在85℃頂空萃取30 min取出，快速移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進(jìn)樣口（溫度250℃）中，熱解析3 min進(jìn)樣。

1.3.3 氣相色譜條件

色譜柱為ZB-5 MSI 5%Phenyl-95% DiMethylpolysiloxane（30 m×0.25 mm×0.25 μm)彈性石英毛細(xì)管柱，柱溫45℃（保留2 min），以4℃/min升溫至260℃，保持2 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(jìn)樣；溶劑延遲時(shí)間：1.5 min。

1.3.4 質(zhì)譜檢測(cè)條件

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1364 V；接口溫度280℃；質(zhì)量范圍20～450 amu。

1.4 數(shù)據(jù)分析

對(duì)總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對(duì)Nist 2008和Wiley 275標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖，用峰面積歸一化法測(cè)定各化學(xué)成分的相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 主要香氣及組分

應(yīng)用優(yōu)化的SPME條件富集茶樣香氣物質(zhì)，熱脫附后進(jìn)行GC-MS分析，分別獲得卷曲形、扁形和珠形茶茶樣香氣分析結(jié)果（表1），6個(gè)綠茶樣共檢測(cè)出77種揮發(fā)性成分，其中“烏牛早”所制卷曲形、扁形和珠形茶分別檢出69種、63種和63種，檢出最多和最少分別為“福鼎大白”所制珠形和扁形茶樣，為72種和57種。

由表2可知，在6個(gè)綠茶樣中檢出香氣成分種類和含量比例中，烷烴類種類最多，為22～29種，醇類和萜烯類分別為10～13種和9～14種，醛類和酮類均為6～7種，酯類1～3種。烷烴類含量比例最高，為35.21%～53.83%；醇類含量次之，為13.83%～30.22%；萜烯類為10.33%～15.88%，醛類為3.70%～15.53%，酮類為7.81%～13.93%；酯類最少，為0.13%～3.76%。

表1 “烏牛早”綠茶的香氣成分及相對(duì)含量 （%）Table 1 Characteristic aroma components and their relative contents in three kinds of“Wuniuzao”green tea （%）

續(xù)表1

續(xù)表1

表2 “烏牛早”綠茶香氣成分種類的比較Table 2 Comparisons of the chemical classes of characteristic aroma components in three kinds of green tea

2.2 特征香氣成分

對(duì)6個(gè)綠茶香氣成分進(jìn)行分析（表3），烷烴類中，十六烷、十四烷、2-硫丙烷及4-甲基十四烷含量比例較高，共占比例為11.59%～29.17%，對(duì)茶葉香氣有一定的貢獻(xiàn)，但其具體貢獻(xiàn)未見(jiàn)報(bào)道；醇類中，花香的2,6-二甲基環(huán)己醇為2.61%～5.85%，桂花香的環(huán)氧芳樟醇為2.04%～5.77%，芳樟醇類氧化物為4.04%～9.47%，甜香、蘋果香的苯甲醇為0.44%～10.80%，特殊玫瑰花香的苯乙醇為0.52%～9.01%；萜烯類中，木香的δ-杜松烯為2.27%～4.34%，α-白菖考烯為1.64%～3.72%；醛類中，玫瑰花香的壬醛為0.66%～4.82%，果香的庚醛為0.45%～4.23%，蘋果香的3-甲基-1-丁醛為0.63%～2.82%；酮類中，甜花香的β-紫羅酮為2.44%～3.74%，甜的奶油香的2,3-辛二酮為0.82%～5.23%，還含有少量的茉莉花香的順-茉莉酮和香豆素樣香的二氫獼猴桃內(nèi)酯。

這些香氣化合物以不同比例的混合，構(gòu)成了不同茶香和類型的茶葉[22]。由于受產(chǎn)地、品種、環(huán)境、生長(zhǎng)周期和生產(chǎn)工藝等因素的影響，不同品種的茶葉香氣組成有較大差別，對(duì)茶葉的品質(zhì)評(píng)定影響也較大[23-24]。6個(gè)綠茶中（均大于2%），卷曲形茶主要香氣成分：2,6-二甲基環(huán)己醇、環(huán)氧芳樟醇、5-叔丁基-3,5-己二烯-2-酮、δ-杜松烯、β-紫羅酮、α-白菖考烯等；扁形茶主要香氣成分：δ-杜松烯、β-紫羅酮、2,6-二甲基環(huán)己醇、環(huán)氧芳樟醇、α-白菖考烯、2,3-辛二酮等；珠形茶主要香氣成分：2,6-二甲基環(huán)己醇、環(huán)氧芳樟醇、壬醛、苯甲醇、δ-杜松烯、β-紫羅酮、苯乙醇等。大部分茶葉香氣成分是在加工過(guò)程中由高分子物質(zhì)降解，非酶促氧化裂解，萜苷類水解和異構(gòu)等形成的[25]，3種綠茶香氣成分含量比例差異較大。綜上可得，3種綠茶主要香氣成分：2,6-二甲基環(huán)己醇、環(huán)氧芳樟醇、δ-杜松烯、β-紫羅酮等。兩個(gè)茶樹品種所制綠茶中（均大于2%），“福鼎大白”所制綠茶主要香氣成分：2,6-二甲基環(huán)己醇、環(huán)氧芳樟醇、δ-杜松烯、β-紫羅酮等；“烏牛早”所制綠茶主要香氣成分：2,6-二甲基環(huán)己醇、環(huán)氧芳樟醇、δ-杜松烯、β-紫羅酮、α-白菖考烯等。

表3 “烏牛早”綠茶主要特征性香氣成分 （%）Table 3 Main characteristic aroma components of three kinds of green tea （%）

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)選用特早生茶樹品種“烏牛早”制成扁形、卷曲形和顆粒形（珠形）3種名優(yōu)綠茶，以國(guó)家級(jí)良種福鼎大白茶所制綠茶為對(duì)照，共檢測(cè)出77種揮發(fā)性成分，歸為烷烴、醇類、萜烯類、醛類及酮類等5類化合物。烷烴類物質(zhì)相對(duì)含量最高，為35.21%～53.83%；醇類含量次之，為13.83%～30.22%。3種名優(yōu)綠茶主要香氣成分為2,6-二甲基環(huán)己醇、環(huán)氧芳樟醇、δ-杜松烯和β-紫羅酮等，但3種綠茶間香氣成分含量比例差異較大。與“福鼎大白茶”所制綠茶比，“烏牛早”所制綠茶還含有α-白菖考烯。“烏牛早”綠茶主要香氣成分：花香的2,6-二甲基環(huán)己醇、桂花香的環(huán)氧芳樟醇、木香的δ-杜松烯、甜花香的β-紫羅酮與α-白菖考烯等，以呈花香物質(zhì)為主。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)綠茶香氣成分中烷烴類物質(zhì)相對(duì)含量最高（35.21%～53.83%），結(jié)果與吳春蘭等（30%～50%）[26]、李明等（40.19%）[27]和郭建華（33.6%）[28]相似。Renu等[29]研究發(fā)現(xiàn)夏秋綠茶的香氣物質(zhì)中主要為烷烴類化合物及其他化合物。郭建華等[28]認(rèn)為高溫高濕的存放環(huán)境會(huì)導(dǎo)致綠茶中醇類香氣物質(zhì)減少，烷烴類物質(zhì)增多，烷烴類香氣物質(zhì)相對(duì)含量可達(dá)到48%～50%。烷烴類化合物主要以熱裂解反應(yīng)途徑生成，可能與鮮葉質(zhì)量、長(zhǎng)時(shí)低溫干燥和高溫高濕儲(chǔ)藏環(huán)境有關(guān)，但對(duì)茶香貢獻(xiàn)有待進(jìn)一步研究。