氣質(zhì)聯(lián)用在蒙山茶葉品質(zhì)鑒定中的應(yīng)用

周慧敏，劉曉泓

(臨沂大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,山東 臨沂 276000)

茶葉香氣由一系列復(fù)雜的揮發(fā)性有機(jī)成分組成，其含量很低，但它是茶葉品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，同時也是消費(fèi)者在購買茶葉時的重要導(dǎo)向[1-2]。目前在成品茶葉中已經(jīng)分離、鑒定出幾百種揮發(fā)性香氣成分，主要有醛類、酮類、醇類、酯類以及雜原子化合物等[3]。不同品種茶葉中各揮發(fā)性香氣物質(zhì)在含量、比例及強(qiáng)度等因子綜合作用下，呈現(xiàn)出特有的芬芳香氣[4]，比如普洱茶中含量最高的香氣物質(zhì)是β-紫羅蘭酮、甲氧基酚類化合物、芳樟醇及其氧化物等[5-6]；鐵觀音則是反式-橙花叔醇、吲哚、α-法呢烯以及正己醛等[7]；紅茶香氣中醇類物質(zhì)[8]占有含量最高等。

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)結(jié)合了氣相色譜與質(zhì)譜的雙重優(yōu)點(diǎn)(氣相色譜的高分辨率，質(zhì)譜的高靈敏度)，同時還具有分析速度快、定性定量準(zhǔn)確等特點(diǎn)，這是單獨(dú)使用氣相色譜檢測時所不能達(dá)到的[9]。因此，近年來氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于易揮發(fā)復(fù)雜組分的分離與鑒定，尤其是茶葉品質(zhì)的鑒定，為茶葉行業(yè)提供科學(xué)評價依據(jù)。

蒙山半發(fā)酵茶葉制作起步晚，還在試驗探索階段，因此非常有必要明確其主要香氣成分對整體茶葉品質(zhì)的貢獻(xiàn)，從而在蒙山茶葉新品種選育、種植、炒制、儲存等環(huán)節(jié)及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

無水乙醚、丙酮、無水硫酸鈉(均來自A.R.煙臺遠(yuǎn)東精細(xì)化工有限公司)。

實(shí)驗用水均為二次蒸餾水。

蒙山半發(fā)酵茶實(shí)驗樣：1號產(chǎn)自蒙陰桃墟鎮(zhèn)花果莊村，2號產(chǎn)自平邑柏林鎮(zhèn)(均取自臨沂余潤茶行)；傳統(tǒng)綠茶樣：產(chǎn)自日照菖縣夏莊鎮(zhèn)(取自均取自臨沂余潤茶行)氣相色譜-三重四級桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(Thermo Fisher Scientific)(AI/AS 1310 自動進(jìn)樣器、TRACE 1300氣相色譜、TSQ 8000 Evo 三重四級桿質(zhì)譜)；同時蒸餾萃取裝置(安徽科騰實(shí)驗設(shè)備有限公司)；RE 52-99旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵(鄭州長城科工貿(mào)有限公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1 提取茶葉香氣成分

本文對于茶葉香氣的提取共嘗試了三種方法：溶劑萃取法、浸漬法、同時蒸餾萃取法。三種方法所得茶樣提取液經(jīng)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀分析后發(fā)現(xiàn)，在最佳程序升溫條件下，同時蒸餾萃取法對茶樣中揮發(fā)性物質(zhì)的提取能力最好。因此最終采用同時蒸餾萃取法來提取茶葉中的香氣成分。

1.2.1.1 溶劑萃取法

稱取15.0 g磨碎的茶樣置于250 mL燒杯中，加入60 mL蒸餾水，用薄膜密封，加熱煮沸并保持微沸狀態(tài)15 min。經(jīng)脫脂棉過濾后，加入30 mL丙酮對濾液進(jìn)行萃取，濃縮后對其進(jìn)行GC-MS分析。

1.2.1.2 浸漬法

稱取15.0 g磨碎的茶樣置于150 mL圓底燒瓶中，一次加入30 mL丙酮，置于45 ℃水浴中恒溫加熱，每12 h濾出一次提取液，茶樣另加等量丙酮進(jìn)行同樣操作，如此反復(fù)三次，將三份濾液合并后濃縮，對其進(jìn)行GC-MS分析。

1.2.1.3 同時蒸餾萃取法

稱取15.0 g磨碎的茶樣置于500 mL試樣瓶中，加入250 mL蒸餾水，并加入少許玻璃珠。在250 mL萃取瓶中加入30 mL無水乙醚，并將其置于45 ℃恒溫水浴中。連接同時蒸餾萃取裝置，緩慢加熱并使蒸餾水保持微沸狀態(tài)，從沸騰開始計時，45 min后停止加熱，冷卻裝置至室溫。乙醚萃取液移至250 mL磨口錐形瓶中，加入適量無水硫酸鈉對其進(jìn)行除水干燥，于冰箱冷藏24 h，過濾，25 ℃下使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮萃取液至1 mL，對其進(jìn)行GC-MS分析。

1.2.2 氣質(zhì)儀分析條件

GC-MS條件色譜條件：氣相譜柱TG-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 μm×0.25 mm)。載氣高純氦氣(純度99.999 %)，柱流量1.5 mL/min，進(jìn)樣方式分流進(jìn)樣，分流比為1∶33.3。

升溫程序：50 ℃保持5 min，以3 ℃/min升至210 ℃，保持5 min，再以5 ℃/min 升至250 ℃，保持20 min。質(zhì)譜條件：離子源溫度300 ℃，傳輸線溫度280 ℃。電離方式：電子轟擊源(EI)，電子能量為70 eV，m/z掃描范圍50～400。

2 結(jié)果與討論

2.1 譜圖分析

按照1.2.2色譜質(zhì)譜條件進(jìn)行分析，分別獲得蒙山半發(fā)酵茶樣的揮發(fā)性成分總離子色譜圖(圖1)與日照綠茶樣的揮發(fā)性成分總離子色譜圖(圖2)，利用NIST譜庫檢索并參考相關(guān)文獻(xiàn)[1-15]對其香氣成分進(jìn)行定性，采用峰面積歸一化法對各組分的相對含量進(jìn)行定量。

經(jīng)質(zhì)譜分析，1號茶葉中分離鑒定出129種揮發(fā)性物質(zhì)，含量最高的為反-橙花叔醇(27.42 %)，其對于最終茶樣香氣的呈現(xiàn)貢獻(xiàn)是最大的。其中相對含量第2的組分(保留時間在34.98 min)為丁羥甲苯，因其在日常生產(chǎn)中常被作為防腐劑使用，無法準(zhǔn)確定量其作為茶葉原本具有的香氣組分含量為多少，所以在鑒定分析所用的茶葉品質(zhì)時不予考慮。相對含量第3的香氣成分為吲哚(7.16 %)。

圖1 1號茶葉揮發(fā)性成分總離子流色譜圖

圖2 對照綠茶揮發(fā)性成分總離子流色譜圖

傳統(tǒng)綠茶分析檢測出的揮發(fā)性物質(zhì)中，相對含量最高的為丁羥甲苯，平均相對含量最高的為烷烴類。

2.2 組分種類及相對含量

限于篇幅，蒙山半發(fā)酵茶具體檢測出的揮發(fā)性物質(zhì)種類及其相對含量不再列表呈現(xiàn),總結(jié)如下。

1號茶醇類物質(zhì)在其香氣成分中所占比重最大，共31種，含量24 .41%，主要為反-橙花叔醇、芳樟醇、β-苯乙醇等，大多具有花香、果香以及蜜香香氣，這對茶葉香氣特征的體現(xiàn)起到重要作用。酯類共29種，占22.83%，其中主要香氣物質(zhì)有水楊酸甲酯、乙酸丁酯、順-3-己烯醇-2-甲基丁酸酯等；不飽和烴占12.6%，主要香氣物質(zhì)有羅勒烯、R-檸檬烯；雜環(huán)化合物占10.24%，主要有2-乙基呋喃、2-戊基呋喃、吲哚等；烷烴類8.66%，一般不具有芳香氣息；酮類10種，占7.87%，主要香氣物質(zhì)有紫羅蘭酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮等；醛類6種，占4.72%，主要香氣物質(zhì)有庚醛(果子香)、安息香醛(苦杏仁、櫻桃及堅果香)、2，4-庚二烯醛(清香、雞肉香氣)、β-環(huán)檸檬醛(檸檬型清香)等。還有少量酸類物質(zhì)。這些物質(zhì)形成了茶葉層次多重氣味迷人的獨(dú)特氣質(zhì)。

2號茶葉香氣成分分析與1號茶葉相差不大，在成分種類及含量上略有出入，這說明在蒙山山脈區(qū)域整體生態(tài)環(huán)境差別不大。經(jīng)過氣質(zhì)分析儀所鑒定的蒙山半發(fā)酵茶樣結(jié)果與感官評審結(jié)果一致，淡雅花香中略帶有特殊的發(fā)酵果香。但與文獻(xiàn)中所檢測的臺灣茶或福建茶等南方茶葉比較，香氣成分的豐富度和含量仍有一定差距。

3 結(jié)語

通過同時蒸餾萃取法對蒙山半發(fā)酵茶葉樣品的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行提取和收集，利用氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀分離、檢測并分析該茶樣中含有的香氣物質(zhì)，共鑒定出129種揮發(fā)性成分，其中產(chǎn)自蒙陰桃墟鎮(zhèn)花果山村的茶葉檢測出129種，產(chǎn)自平邑柏林鎮(zhèn)的茶葉檢測出123種，主要為醇類和酯類物質(zhì)，反-橙花叔醇、芳樟醇、乙酸丁酯等占有較大比重。檢測結(jié)果與傳統(tǒng)綠茶茶樣比較可以發(fā)現(xiàn)，蒙山半發(fā)酵茶的香氣物質(zhì)明顯比傳統(tǒng)綠茶高出許多，具有更馥郁的香氣。由于蒙山茶茶香中芳樟醇含量較高，這使得該茶葉帶有典型的清冽氣味，與南方茶明顯不同，呈現(xiàn)出獨(dú)特的北方味道，具有獨(dú)特的市場潛力。目前半發(fā)酵茶處于試驗探索期，此階段通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)檢測半發(fā)酵茶的香氣物質(zhì)，以此為依據(jù)對茶葉的培育進(jìn)行引導(dǎo)十分必要。