基于SDE和HS-SPME/GC-MS的烏龍茶香氣組成特征分析

陳林，余文權(quán)，張應(yīng)根，項(xiàng)麗慧，王麗麗，尤志明*

基于SDE和HS-SPME/GC-MS的烏龍茶香氣組成特征分析

陳林1,2，余文權(quán)1，張應(yīng)根1，項(xiàng)麗慧1，王麗麗1，尤志明1,2*

1. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建 福安 355015；2. 國家茶樹改良中心福建分中心，福建 福安 355015

為更好地分析烏龍茶香氣組成特征，本試驗(yàn)應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）檢測平臺，分別考察了同時(shí)蒸餾萃取法（SDE）和頂空固相微萃取法（HS-SPME，3種不同纖維涂層萃取頭）對3個福建代表性烏龍茶樣品（鐵觀音、肉桂和水仙）香氣成分的萃取效果。結(jié)果表明，采用不同香氣成分萃取方法可從供試茶樣檢出262種香氣成分，其中以肉桂香氣種類最多（204種），水仙其次（175種），鐵觀音最少（120種）。應(yīng)用HS-SPME干樣萃取法可獲得最多種類的檢出成分（186種），其次為HS-SPME濕樣萃取法（139種），并以SDE法檢出成分最少（33種）。不同萃取方法對香氣成分的檢出存在良好的互補(bǔ)作用，但以基于HS-SPME干樣萃取法，應(yīng)用65?μm PDMS/DVB（聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯）萃取頭進(jìn)行檢測分析可相對較好地反映3種供試茶樣香氣化學(xué)組成特征，并能實(shí)現(xiàn)橙花叔醇、吲哚、-法呢烯、苯乙醇、苯乙腈、水楊酸甲酯等多種烏龍茶常見或特征香氣成分的重復(fù)性檢測。肉桂和水仙茶樣相較鐵觀音茶樣的香氣種類和數(shù)量存在較大差異，且以肉桂茶樣的香氣組成更為復(fù)雜多樣，該結(jié)果與閩南烏龍茶與閩北烏龍茶迥然不同的花香品質(zhì)及肉桂相較水仙擁有更為濃郁高顯的香型特征相符合。

烏龍茶；香氣成分；頂空固相微萃??；同時(shí)蒸餾萃取；氣質(zhì)聯(lián)用

香氣是茶葉感官品質(zhì)的重要構(gòu)成因子，實(shí)現(xiàn)茶葉香氣成分的準(zhǔn)確檢測對研究茶葉香氣的形成途徑、加工品質(zhì)的過程控制及茶葉香氣組成特征和風(fēng)味品質(zhì)評價(jià)等均具重要參考價(jià)值?，F(xiàn)有茶葉香氣成分的提取主要利用其溶解性和揮發(fā)性原理進(jìn)行采集分析，其大致可分為溶劑萃取法、蒸餾法、頂空捕集法和吸附萃取法[1-2]，而應(yīng)用于茶葉香氣成分的檢測方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）、全二維氣相色譜/飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC×GC- TOFMS）、氣相色譜-氣味測定法（GC-O）、電子鼻（E-nose）、實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜（DART-MS）等，并以GC-MS法最為常用[3-4]。目前發(fā)現(xiàn)與茶葉香氣有關(guān)的化合物多達(dá)600余種[5]，由于提取和檢測方法的自有局限，迄今尚無可實(shí)現(xiàn)茶葉香氣成分的全面定性定量的方法。烏龍茶是福建特色茶和優(yōu)勢茶，天然濃郁的花果香型和醇厚回甘的品種韻味是其有別于其他茶類的典型特征。通過長期生產(chǎn)實(shí)踐，閩南和閩北茶區(qū)逐步建立了與當(dāng)?shù)刂髟云贩N相適宜的烏龍茶制作基本工藝流程，并在外形和內(nèi)質(zhì)上形成了明顯的產(chǎn)地區(qū)分。由于受茶樹品種、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)藝措施、采摘季節(jié)、原料嫩度和制茶工藝等諸多因素的影響，不同產(chǎn)地烏龍茶呈現(xiàn)出多樣化的香氣品質(zhì)特征[6-7]。為更好地分析比較閩南烏龍茶與閩北烏龍茶香氣成分的組成差異，本試驗(yàn)應(yīng)用GC-MS檢測平臺，分別考察了同時(shí)蒸餾萃取法（SDE）和頂空固相微萃取法（HS-SPME，3種不同纖維涂層萃取頭）對3個福建代表性烏龍茶樣品（鐵觀音、肉桂和水仙）香氣成分的萃取效果，以期為揭示烏龍茶香氣化學(xué)組成特征及其特定香氣成分的檢測分析提供較為可靠的解決方案。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

3個福建代表性烏龍茶樣品（鐵觀音、肉桂和水仙），詳見表1。68種香氣成分標(biāo)準(zhǔn)品[8]：4種烴類化合物（-法呢烯、長葉烯、欖香烯、石竹烯）、12種醇類化合物（1-戊烯-3-醇、順式-3-己烯-1-醇、苯甲醇、苯乙醇、（,）-2,6-壬二烯醇、香葉醇、芳樟醇、橙花醇、-萜品醇、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、橙花叔醇、植醇）、16種醛類化合物（異丁醛、反式-2-戊烯醛、2-甲基丁醛、戊醛、（）-2,4-己二烯醛、青葉醛、己醛、苯甲醛、（）-2,4-庚二烯醛、順式-4-庚烯醛、苯乙醛、香草醛、（）-2,6-壬二烯醛、反式-2-壬烯醛、壬醛、反式-2,4-癸二烯醛）、3種酸類化合物（已酸、苯乙酸、棕櫚酸）、2種酚類化合物（3-乙基苯酚、愈創(chuàng)木酚）、8種酮類化合物（2,3-丁二酮、1-辛烯-3-酮、順式茉莉酮、-大馬烯酮、-大馬酮、-紫羅蘭酮、-紫羅蘭酮、香葉基丙酮）、9種酯類化合物（2-甲基丁酸乙酯、水楊酸甲酯、鄰氨基苯甲酸甲酯、乙酸苯甲酯、辛酸甲酯、己酸-順式-3-己烯酯、己酸-反式-2-己烯酯、3-甲基丁酸苯乙酯、茉莉酸甲酯）、3種內(nèi)酯類化合物（4-己內(nèi)酯、4-壬內(nèi)酯、-十二內(nèi)酯）、4種含氮化合物（2-甲基-1-吡咯啉、2-乙酰基-3-甲基吡嗪、吲哚、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪）、2種雜氧化合物[4-羥基-2,5-二甲基-3（2H）-呋喃酮、1,2,4-三甲氧基苯]和5種含硫化合物[二甲基二硫醚、甲硫基丙醛、2-乙?；?2-噻唑啉、4-甲基-4-巰基-2-戊酮、雙（2-甲基-3-呋喃基）二硫]，主要購自國內(nèi)化學(xué)試劑公司。

表1 茶樣感官品質(zhì)和產(chǎn)地來源

注：鐵觀音、肉桂和水仙分別由6個、9個和12個相應(yīng)品種代表性茶樣等量（50?g）拼配而成。各拼配茶樣送由福建省茶葉質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站按GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》進(jìn)行品質(zhì)評定[9]

Note: Tieguanyin, Rougui and Shuixian were respectively mixed with 6, 9 and 12 of representative samples (50?g) from the same tea cultivars. All tea samples were sent to Tea Supervision & Inspection Station of Fujian province for quality evaluation according to Methodology for Sensory Evaluation of Tea (GB/T 23776—2018)

1.2 主要儀器設(shè)備

色譜系統(tǒng)：美國Agilent 7890A/5975C氣質(zhì)聯(lián)用儀（16位自動進(jìn)樣塔）；化學(xué)工作站：MSD Productivity ChemStation E.02.02。同時(shí)蒸餾萃取裝置（中國科技大學(xué)玻璃儀器廠）、手動固相微萃取裝置和套裝萃取頭［含75?μm CAR/PDMS（碳分子篩/聚二甲基硅氧烷）、65?μm PDMS/DVB（聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯）和100?μm PDMS（聚二甲基硅氧烷）各1支］（美國Supelco公司）、A11 basic分析用研磨機(jī)（德國IKA集團(tuán)）、ACD-0502-U實(shí)驗(yàn)室超純水系統(tǒng)（重慶頤洋企業(yè)發(fā)展有限公司）、PL203電子天平（美國Mettler-Toledo集團(tuán)）、EYELA CA-1111冷卻水循環(huán)裝置（日本東京理化器械株式會社）、KDM-1000ML調(diào)溫電熱套（金壇市晨陽電子儀器廠）、DF-101S水浴恒溫加熱磁力攪拌器（鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司）、HP-5016SY氮吹儀（上海濟(jì)成分析儀器有限公司）、3551-11CN防爆冰箱（美國Thermo Fisher Scientific科技公司）、SX2-4-10箱式電阻爐（上海博迅實(shí)業(yè)有限公司）、DHG-9246A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、KQ5200DV超聲波清洗器（昆山超聲儀器有限公司）等。

1.3 香氣成分萃取和檢測

1.3.1 香氣成分萃取

SDE法[10]：分別稱取3個烏龍茶磨碎試樣20.0?g（過40目篩），于1?L圓底燒瓶（蒸餾瓶）中，加入300?mL蒸餾水，同時(shí)加入1.0?mL癸酸乙酯（50?μL·L-1）及玻璃珠少許；在萃取瓶中加入30?mL重蒸乙醚，并置于45℃水浴。與SDE裝置連接后，緩慢加熱，至蒸餾瓶中微沸，保持微沸回流1?h。萃取結(jié)束后，回收乙醚，并加入少許無水硫酸鈉，于4℃冰箱靜置過夜，次日用氮?dú)鈱⒁颐褲饪s至1?mL，4℃保存待測。

HS-SPME法：（1）濕樣萃取法[6,11]：分別稱取3個烏龍茶磨碎試樣5.0?g（過40目篩），倒入250?mL錐形瓶，加入150?mL沸超純水，擰緊帶本色PTFE/硅膠隔墊的自制活塞，置60℃恒溫水浴。磁力攪拌茶水混合液10?min后，插入固相微萃取頭。頂空萃取30?min后，拔出萃取頭并立即插入GC進(jìn)樣口中進(jìn)行熱解吸（5.0?min），同時(shí)啟動儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。（2）干樣萃取法[12]：分別稱取不同烏龍茶磨碎試樣5.0?g（過40目篩），倒入60?mL棕色頂空萃取瓶，擰緊帶本色PTFE/硅膠隔墊瓶蓋，置60℃恒溫水浴10?min后，插入固相微萃取頭，隨后參照沖泡法進(jìn)行同樣的茶樣香氣成分萃取、解吸和數(shù)據(jù)采集。萃取頭首次使用時(shí)，在GC進(jìn)樣口老化30?min（進(jìn)樣口溫度：250℃，分流比：30∶1，載氣流速：0.5?mL·min-1），其后每次萃取前預(yù)先老化10?min；萃取頭老化結(jié)束后，毛細(xì)管柱于250℃恒溫老化25?min，載氣流速：1.5?mL·min-1。

1.3.2 GC-MS檢測

色譜條件：HP-5 MS石英毛細(xì)管柱（30?m×0.25?mm，0.25?μm）；進(jìn)樣口溫度：250℃，程序升溫：50℃，維持1?min；2?℃·min-1升至80℃，維持1?min；5?℃·min-1升至160℃，維持1?min；10?℃·min-1升至220℃，維持10?min。載氣為氦氣（純度＞99.999%），流速為1.0?mL·min-1。進(jìn)樣方式：SDE法進(jìn)樣量為1?μL，分流比為5∶1；HS-SPME法采用不分流進(jìn)樣。質(zhì)譜條件：EI離子源，電離電壓70?eV；離子源溫度：230℃，四級桿溫度：150℃，輔助通道溫度：250℃；電子倍增器電壓：350?V。掃描時(shí)間：SDE法為4.5~50.0?min，HS-SPME法為0.5~50.0?min。質(zhì)量分析范圍（m/z）：40~600。檢索譜庫：NIST2011和自建68種香氣標(biāo)準(zhǔn)品譜庫。

1.4 數(shù)據(jù)分析

預(yù)先將在GC-MS數(shù)據(jù)分析化學(xué)工作站中創(chuàng)建的供試茶樣數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入到質(zhì)譜軟件AnalyzerPro Version 5.7（英國SpectralWorks 有限公司），并采用相同的特征提取參數(shù)進(jìn)行質(zhì)譜解卷積和化合物鑒定［峰面積≥500，峰高≥0.1%，峰寬≥0.01?min，信噪比（S/N）=5；正向和反向匹配度≥650，置信度≥80%］。通過空白對照剔除提取溶劑、萃取頭纖維涂層和毛細(xì)管固定相流失等原因產(chǎn)生的目標(biāo)雜峰，保留經(jīng)3次重復(fù)萃取均有檢出的香氣成分，然后采用Excel 2013（美國Microsoft公司）、TBtools[13]和IBM SPSS Statistics 24.0（美國IBM公司）進(jìn)行相關(guān)圖形繪制和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 基于SDE法的烏龍茶香氣組成特征分析

采用SDE法進(jìn)行香氣成分萃取，可從鐵觀音、肉桂和水仙茶樣中檢出33種香氣成分（圖1）。其中肉桂香氣種類最多，并以苯甲醛、4-溴-1-環(huán)己烷、芳樟醇、苯乙腈、（）-己酸-3-己烯酯、（）-3-己烯醇苯甲酸酯和6種未知化合物為其特有香氣成分；鐵觀音香氣種類最少，并以2-苯乙基壬酸酯為其特有香氣成分，而水仙則以2種未知成分為其特有香氣成分。此外，苯乙醛、吲哚、橙花叔醇、植醇、1-十三炔、11,14,17-順-二十碳三烯酸甲酯和4種未知化合物為3種茶樣共有香氣成分。另由共有香氣成分含量（檢出香氣成分與癸酸乙酯的峰面積比值，即相對豐度）的均值比較可知，鐵觀音相較肉桂擁有較高的吲哚、α-法呢烯、橙花叔醇和植醇含量；相較水仙則擁有較高的吲哚、橙花叔醇、植醇含量和較低的1-十三炔含量（-檢驗(yàn)，=0.05，下同）。肉桂相較水仙擁有較高的橙花叔醇和較低的吲哚含量。由同一茶樣3次均可檢出香氣成分相對豐度的計(jì)算結(jié)果顯示，鐵觀音中的苯乙醛、吲哚、-法呢烯、橙花叔醇、植醇、1-十三炔、11,14,17-順-二十碳三烯酸甲酯和4種未知化合物，肉桂中的苯甲醛和2種未知化合物，水仙中的棕櫚酸甲酯、1-十三炔、11,14,17-順-二十碳三烯酸甲酯和4種未知化合物相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）≥30%，其分別占相應(yīng)茶樣檢出成分的91.67%、10.00%和36.84%。由此可見，該法對鐵觀音主要香氣成分含量的檢測重復(fù)性較差[14]。

2.2 基于HS-SPME法的烏龍茶香氣組成特征分析

基于HS-SPME濕樣萃取法和干樣萃取法，3種不同吸附特性萃取頭對鐵觀音、肉桂和水仙茶樣的檢出香氣成分種類和含量（豐度）均有明顯影響，且二者對鐵觀音、肉桂和水仙茶樣香氣成分的檢出效果較為相似（圖2—圖4）。

2.2.1 濕樣萃取法

采用不同萃取頭從鐵觀音、肉桂和水仙茶樣中共可檢出139種香氣成分，其中鐵觀音53種、肉桂105種和水仙88種（圖5）。鐵觀音以丁酸己酯、己酸異戊酯、1-甲基萘、丁酸苯乙酯類似物、2,2-二甲基丁烷、鄰甲基苯甲酸、2-甲基丁酸、苯基乙基戊酸酯、2,6,11-三甲基十二烷、壬酸-2-苯乙酯、2-（苯基乙酰基）苯甲酸和11種未知化合物為其特有香氣成分，肉桂以4-溴-1-環(huán)己烷類似物、異丁酸苯乙酯、乙酸苯乙酯和26種未知化合物為其特有香氣成分，而水仙則以1,2-戊二烯、脫氫芳樟醇、2,5-二甲氧基苯甲腈和4種未知化合物為其特有香氣成分。此外，苯乙醛、芳樟醇、苯乙腈、丁酸葉醇酯、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、正戊酸-（）-3-己烯酯、異戊酸己酯、2-甲基萘、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、丁酸苯乙酯、-法呢烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯和19種未知化合物為3種茶樣共有香氣成分。另由共有香氣成分的含量均值比較可知，鐵觀音相較肉桂擁有較高的苯乙腈、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、異戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、2-甲基萘、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及12種未知化合物含量和較低的苯乙醛、丁酸葉醇酯、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、-法呢烯、橙花叔醇及1種未知化合物含量，相較水仙則擁有較高的苯乙腈、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、異戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、2-甲基萘、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯及10種未知化合物含量和較低的苯乙醛、芳樟醇、苯乙醇、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、α-法呢烯、橙花叔醇及4種未知化合物含量。水仙相較肉桂擁有較高的芳樟醇、苯乙腈、丁酸-（）-3-己烯酯、水楊酸甲酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、異戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、異丁基-2-苯乙基草酸酯、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、丁酸苯乙酯、α-姜黃烯、α-法呢烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯、（1-氧雜-2-氮雜-螺環(huán)[2.5]辛-2-基）-苯基甲酮、棕櫚酸甲酯及19種未知化合物含量和較低的1種未知化合物含量。

注：T1—T3、R1—R3、S1—S3分別為鐵觀音、肉桂和水仙茶樣的3次重復(fù)萃取檢測編碼；各香氣成分含量采用縱向歸一化進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理；編碼含義見表2

注：A1和B1為75?μm CAR/PDMS萃取，A2和B2為65?μm PDMS/DVB萃取；A3和B3為100?μm PDMS萃取。下圖同

注：編碼含義見表2

注：編碼含義見表2

表2 編碼對照

注：連續(xù)編碼中缺失的為未知成分

Note: Missing in continuous coding were unknown

2.2.2 干樣萃取法

采用不同萃取頭從鐵觀音、肉桂和水仙茶樣中共可檢出186種香氣成分，分別為鐵觀音94種、肉桂134種和水仙117種（圖6）。其中鐵觀音以3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環(huán)己烷、異丁酸葉醇酯、丁酸己酯、己酸異戊酯、異丁酸苯乙酯、2-甲基戊二酸酐、（2-甲基苯基）甲酸甲酯、甲基環(huán)丁烷、丁酸苯乙酯類似物、鄰甲基苯甲酸、苯基乙基戊酸酯、（）-辛酸-3-己烯酯、2,6,11-三甲基-十二烷、壬酸-2-苯乙酯和19種未知化合物為其特有香氣成分，肉桂以甲酸甲酯、2-甲基呋喃、乙酸苯乙酯、2,3,7-三甲基辛烷、2,6,10-三甲基-十二烷、2-甲基戊二酸酐類似物、（1-氧雜-2-氮雜-螺環(huán)[2.5]辛-2-基）-苯基甲酮和25種未知化合物為其特有香氣成分，而水仙則以-姜黃烯和13種未知化合物為其特有香氣成分。此外，苯甲醛、4-溴-1-環(huán)己烷類似物、3,5-辛二烯-2-酮、苯乙醇、5-（3-硝基苯基）-3-苯基-1,2,4-惡二唑、苯乙腈、丁酸葉醇酯、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、正戊酸-（）-3-己烯酯、異戊酸己酯、2,2-二甲基戊烷、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、3-甲基-十三烷、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、1-十三碳烯、α-法呢烯、二氫獼猴桃內(nèi)酯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯和27種未知化合物為3種茶樣共有香氣成分。另由共有香氣成分的含量均值比較可知，鐵觀音相較肉桂擁有較高的3,5-辛二烯-2-酮、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、2,2-二甲基戊烷、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、N-己酸（反-2-己烯基）酯、二氫獼猴桃內(nèi)酯、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及13種未知化合物含量和較低的苯乙醇、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、α-法呢烯、橙花叔醇及7種未知化合物含量，相較水仙則擁有較高的3,5-辛二烯-2-酮、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、2,2-二甲基戊烷、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、二氫獼猴桃內(nèi)酯及10種未知化合物含量和較低的苯甲醛、4-溴-1-環(huán)己烷類似物、苯乙醇、苯乙腈、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、異戊酸己酯、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、-法呢烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及9種未知化合物含量。水仙相較肉桂擁有較高的4-溴-1-環(huán)己烷類似物、苯甲醇、苯乙醇、苯乙腈、正戊酸-（）-3-己烯酯、異戊酸己酯、異丁基-2-苯乙基草酸酯、1,1,5-三甲基-1,2-二氫萘、1-（5,6,7,8-四氫-2-萘）乙酮、己酸-（）-3-己烯酯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及25種未知化合物含量和較低的吲哚、-法呢烯及3種未知化合物含量。

圖5 基于HS-SPME濕樣萃取法的烏龍茶香氣成分檢出種類

圖6 基于HS-SPME干樣萃取法的烏龍茶香氣成分檢出種類

2.3 基于SDE法和HS-SPME法的烏龍茶香氣組成特征分析

采用SDE法和HS-SPME法從鐵觀音、肉桂和水仙茶樣共可檢出262種香氣成分，其中鐵觀音120種，肉桂204種和水仙175種（圖7）。

鐵觀音以3-亞甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基環(huán)己烷、異丁酸葉醇酯、丁酸己酯、己酸異戊酯、2-甲基戊二酸酐、（2-甲基苯基）甲酸甲酯、甲基環(huán)丁烷、丁酸苯乙酯類似物、2,2-二甲基丁烷、鄰甲基苯甲酸、2-甲基丁酸、苯基乙基戊酸酯、（）-辛酸-3-己烯酯、2,6,11-三甲基-十二烷、壬酸-2-苯乙酯、2-（苯基乙?；┍郊姿岷?9種未知化合物為其特有檢出香氣成分；肉桂以甲酸甲酯、2-甲基呋喃、乙酸苯乙酯、2,3,7-三甲基辛烷、2,6,10-三甲基-十二烷、2-甲基戊二酸酐類似物和41種未知化合物為其特有檢出香氣成分；水仙則以1,2-戊二烯、脫氫芳樟醇、2,5-二甲氧基苯甲腈和17種未知化合物為其特有檢出香氣成分。

圖7 基于SDE法和HS-SPME法的烏龍茶香氣成分檢出種類

此外，苯甲醛、4-溴-1-環(huán)己烷類似物、4-溴-2-環(huán)己烷、苯乙醛、3,5-辛二烯-2-酮、芳樟醇、苯乙醇、5-（3-硝基苯基）-3-苯基-1,2,4-惡二唑、苯乙腈、丁酸-（）-3-己烯酯、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、正戊酸-（）-3-己烯酯、異戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、2,2-二甲基戊烷、2-甲基萘、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、1-甲基萘、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、3-甲基-十三烷、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、1-十三碳烯、丁酸苯乙酯、-法呢烯、二氫獼猴桃內(nèi)酯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯、植醇、1-十三炔、11,14,17-順-二十碳三烯酸甲酯和42種未知化合物為3種茶樣共有香氣成分。

由共有香氣成分的含量均值比較可知，鐵觀音相較肉桂擁有較高的3,5-辛二烯-2-酮、苯乙腈、水楊酸甲酯、β-環(huán)檸檬醛、異戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、2,2-二甲基戊烷、2-甲基萘、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、己酸-（）-3-己烯酯、-己酸（反-2-己烯基）酯、二氫獼猴桃內(nèi)酯、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及21種未知化合物含量和較低的苯乙醛、苯乙醇、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、-法呢烯、橙花叔醇、植醇及8種未知化合物含量，相較水仙則擁有較高的3,5-辛二烯-2-酮、水楊酸甲酯、-環(huán)檸檬醛、2-氧代己酸甲酯、2,2-二甲基戊烷、2-甲基萘、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、二氫獼猴桃內(nèi)酯、1-十三炔及16種未知化合物含量和較低的苯甲醛、4-溴-1-環(huán)己烷類似物、苯乙醛、芳樟醇、苯乙醇、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、吲哚、異丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、α-法呢烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯、植醇及10種未知化合物含量。水仙相較肉桂擁有較高的4-溴-1-環(huán)己烷類似物、苯甲醇、芳樟醇、苯乙醇、苯乙腈、丁酸-（）-3-己烯酯、水楊酸甲酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、異戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、異丁基-2-苯乙基草酸酯、1,1,5-三甲基-1,2-二氫萘、1-（5,6,7,8-四氫-2-萘）乙酮、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、丁酸苯乙酯、α-姜黃烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯、（1-氧雜-2-氮雜-螺環(huán)[2.5]辛-2-基）-苯基甲酮、棕櫚酸甲酯及36種未知化合物含量和較低的吲哚及4種未知化合物含量。此外，由于萃取方法的不同，供試茶樣中極少數(shù)香氣成分基于HS-SPME法亦可能因其檢出重復(fù)性相對較差而產(chǎn)生不相一致的含量差異。如鐵觀音茶樣基于HS-SPME濕樣萃取法檢出的苯乙腈、異戊酸己酯和1種未知化合物高于水仙茶樣，而基于HS-SPME干樣萃取法則正好相反；水仙茶樣基于HS-SPME濕樣萃取法檢出的-法呢烯高于肉桂茶樣，而HS-SPME干樣萃取法則正好相反。鐵觀音茶樣基于HS-SPME濕樣萃取法，采用75?μm CAR/PDMS萃取頭檢出的（）-3-己烯醇苯甲酸酯高于水仙茶樣，而應(yīng)用65?μm PDMS/DVB萃取頭則正好相反；鐵觀音茶樣基于HS-SPME干樣萃取法，采用65?μm PDMS/DVB萃取頭和100?μm PDMS萃取頭檢出的（）-3-己烯醇苯甲酸酯均低于水仙茶樣。因此，為更好地檢測分析供試茶樣中的某些特定香氣成分，有必要對本試驗(yàn)所采用HS-SPME法的萃取條件作進(jìn)一步優(yōu)化。

3 討論和結(jié)論

根據(jù)研究目的不同，茶葉香氣成分的非靶向檢測被廣泛應(yīng)用于不同茶類或同一茶類香氣組成的特征分析和分類鑒別[8,15]、監(jiān)測茶鮮葉在加工過程中香氣成分的動態(tài)變化和探討昆蟲、光照、機(jī)械損傷等生物或非生物因素對茶葉揮發(fā)物的影響等方面研究[2,16]。從圖5可以看出，對供試茶樣采用HS-SPME干樣萃取法檢測可獲得最多的非靶向檢出成分（186種），其次為HS-SPME濕樣萃取法（139種），以SDE法檢出成分最少（33種）。其中應(yīng)用65?μm PDMS/DVB萃取頭對供試茶樣進(jìn)行HS-SPME干樣萃取法檢測可獲得最多的非靶向檢出成分（165種）。茶葉特征香氣成分的靶向或廣泛靶向檢測有助于闡明茶葉特征香氣成分的形成途徑[17-20]，實(shí)現(xiàn)茶樹高香品種選育和提高茶葉加工品質(zhì)。通過譜庫檢索和香氣成分標(biāo)準(zhǔn)品對檢出成分的化合物鑒定結(jié)果可知，本試驗(yàn)亦以HS-SPME干樣萃取法獲得最多的靶向檢出成分（64種），其次為HS-SPME濕樣萃取法（48種），以SDE法檢出成分最少（15種）。其中采用65?μm PDMS/DVB萃取頭對供試茶樣進(jìn)行HS-SPME干樣萃取法檢測可獲得最多的靶向檢出成分（61種）。此外，該法可對橙花叔醇、吲哚、α-法呢烯、苯乙醇、苯乙腈、水楊酸甲酯等多種烏龍茶常見或特征香氣成分實(shí)現(xiàn)良好的重復(fù)性檢出（RSD≤20%）[21-23]。由此可見，基于HS-SPME干樣萃取法，應(yīng)用65?μm PDMS/DVB萃取頭進(jìn)行檢測分析可相對較好地反映出3種供試茶樣香氣化學(xué)組成特征。

采用不同香氣成分萃取方法可從3種供試茶樣中檢出262種香氣成分，其中HS-SPME濕樣萃取法和干樣萃取法的共有檢出成分有77種，而其與SDE法的共有檢出成分分別為18種和16種，三者共有檢出成分僅15種（圖7）。此外，采用不同極性和吸附能力萃取頭對供試茶樣進(jìn)行HS-SPME濕樣法或干樣法萃取檢測所獲得香氣種類亦有明顯的互補(bǔ)作用（圖2）。由此表明，本試驗(yàn)采用不同的香氣成分檢測方法對烏龍茶香氣成分的檢測各有其獨(dú)特的方法優(yōu)勢，因此在做特定香氣成分的靶向或廣靶向檢測時(shí)應(yīng)根據(jù)其實(shí)際檢出效果予以選擇。值得注意的是，由于影響SDE法或HS-SPME法對茶葉香氣成分萃取效果的因素較多（如萃取溶劑或纖維涂層的種類、茶樣用量、萃取時(shí)間和操作方式等），或因GC-MS檢測分析的色譜條件、分流比和譜圖數(shù)據(jù)處理等差異，采用同樣的萃取方法在香氣成分的種類和數(shù)量上將產(chǎn)生并不完全一致的檢出效果。如Sheibani等[24]采用SDE/HS-SPME和GC-MS（不分流模式）對金萱烏龍茶的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測分析，結(jié)果表明2種方法對檢出香氣成分能形成良好的信息互補(bǔ)，但前者相較后者卻能鑒定出更多的香氣成分。盡管如此，本試驗(yàn)基于SDE法和HS-SPME法的香氣組成特征分析表明，肉桂和水仙茶樣相較鐵觀音茶樣的香氣種類和數(shù)量存在較大差異，肉桂茶樣的香氣組成更為復(fù)雜多樣，該結(jié)果與閩南烏龍茶與閩北烏龍茶迥然不同的花香品質(zhì)及肉桂相較水仙擁有更為濃郁高顯的香型特征相符合。

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Aroma Profiling of Oolong Tea by SDE and HS-SPME in Combination with GC-MS

CHEN Lin1,2, YU Wenquan1, ZHANG Yinggen1, XIANG Lihui1, WANG Lili1, YOU Zhiming1,2*

1. Tea Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fu′an 355015, China; 2. Fujian Division of National Center for Tea Improvement, Fu′an 355015, China

To better understand the aroma characteristics of oolong tea, the volatile compounds of three representative Fujian oolong tea samples (Tieguanyin, Rougui and Shuixian) were isolated by simultaneous distillation-extraction (SDE) and head space solids-phase microextraction (HS-SPME) coupled with three different fiber coatings, and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). 262 aroma components were detected by different extraction methods. The number of aroma components detected from high to low was 204 (Rougui), 175 (Shuixian), and 120 (Tieguanyin), respectively. HS-SPME with dry samples were detected with 186 aroma components, followed by HS-SPME with wet samples (139), and SDE method detected 33 aroma components. Different extraction methods can complement each other on the detection of aroma components. A 65?μm PDMS/DVB (Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene) fiber showed good reproducibility, and some common or characteristic aroma components in oolong tea samples were robustly detected, such as nerolidol, indole,-farnesene, phenylethyl alcohol, benzyl nitrile, methyl salicylate, etc. Compared with Tieguanyin, Rougui and Shuixian had higher number of aroma components, and the aroma compositions of Rougui were the most complex. These results were in consistent with the sensory evaluation of oolong tea produced from north and south of Fujian province, and Rougui showed higher aroma quality than that of Shuixian.

oolong tea, aroma component, head space solids-phase microextraction, SDE, GC-MS

TS272.5+9；Q946

A

1000-369X(2019)06-692-13

2019-03-29

2019-04-15

福建省自然科學(xué)基金（2016J01121和2017J01042）、福建省科技重大專項(xiàng)專題（2017NZ0002-1）、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（STIT2017-1-3）、福建省屬公益類項(xiàng)目（2018R1012-5）

陳林，男，博士，副研究員，主要從事茶葉加工、茶葉生物化學(xué)及其綜合利用方面的研究。