SPME-GC-MS聯(lián)用法分析四川青心烏龍紅茶香氣成分

羅學(xué)平，李麗霞，練學(xué)燕，陳 崗，敬廷桃

（1.宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)學(xué)院，四川宜賓 644003；2.宜賓川紅茶業(yè)集團(tuán)有限公司，四川宜賓 644000；3.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329）

祁紅、滇紅、川紅被稱為中國三大高香紅茶，其中川紅（四川工夫紅茶）具有橘糖香［1］，采用福選9號(hào)、早白尖、川茶群體種等茶樹嫩梢制作［2］，深受消費(fèi)者喜愛。茶葉香氣品質(zhì)的形成既受加工工藝的影響，又與產(chǎn)地、季節(jié)、品種有關(guān)［2-4］。隨著四川紅茶產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，四川宜賓茶區(qū)已引進(jìn)青心烏龍等茶樹品種用于生產(chǎn)紅茶［5］，所制作的工夫紅茶具有特殊花果香，有別于傳統(tǒng)川紅工夫。

茶葉香氣的形成與香氣組分及含量密切相關(guān)。測定茶葉香氣成分的方法很多，其中香氣提取方法有固相微萃取法（SPME）、同時(shí)蒸餾萃取法（SDE）、頂空吸附法（HAS）、減壓蒸餾萃取法（VDE）、過柱吸附法（TLA）、超臨界二氧化碳萃取法（SFE）等［6］，其中SPME 法具有方便、安全、節(jié)省試劑等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛采用［7］；香氣組成的測定則多采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）［8］。

為探索青心烏龍紅茶特殊香氣風(fēng)味的形成原因，筆者采取SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)，分析四川青心烏龍紅茶香氣品質(zhì)成分，以期為青心烏龍茶樹品種在四川茶區(qū)的進(jìn)一步推廣和利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

青心烏龍和福選9 號(hào)茶鮮葉（標(biāo)準(zhǔn)為一芽二葉初展），均采摘自四川省高縣落潤?quán)l(xiāng)公益村茶園，海拔約為700 m，采摘時(shí)間為2020 年3 月底。鮮葉采摘后，送到宜賓川紅茶業(yè)集團(tuán)有限公司，采用自然萎凋工藝制得紅茶成品；同時(shí)以福選9號(hào)紅茶作為對(duì)照（CK）。

BSA224S 電子天平（德國賽多利斯）；SPME 套件（含手柄及57300-U 進(jìn)樣器、100 μm PDMS 固相微萃取頭、SPME 樣品瓶）（美國Supelco）；DB-5MS 毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）（美國Agilent）；GC-MS 3200氣質(zhì)聯(lián)用儀（北京東西分析）。

1.2 方法

1.2.1 茶葉香氣感官審評(píng)

茶葉香氣感官審評(píng)由5 位取得評(píng)茶技師以上職業(yè)資格的專業(yè)教師進(jìn)行密碼審評(píng)，具體方法參照GB/T 23776-2018《茶葉感官審評(píng)方法》［9］。

1.2.2 香氣組分測定

1.2.2.1 樣品處理

參照文獻(xiàn)［2］的方法進(jìn)行SPME 萃取。萃取完成后，萃取頭于色譜儀進(jìn)樣口解析5 min，進(jìn)行分析。

1.2.2.2 色譜條件

采用DB-5MS 毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進(jìn)樣口溫度230 ℃，載氣為高純度He，流速1.0 mL·min-1，不分流進(jìn)樣。升溫程序參照文獻(xiàn)［2］。

1.2.2.3 質(zhì)譜條件

離子源為EI 源，四級(jí)桿溫度230 ℃，接口溫度230 ℃，電子倍增器電壓800 V，電子能量70 eV，掃描方式為Scan，掃描范圍（m/z）35～400，溶劑延遲2.5 min。

1.2.2.4 定性與定量分析

由GC-MS分析得到香氣成分的總離子色譜圖，用計(jì)算機(jī)檢索NIST 質(zhì)譜庫譜圖（mainlib 和replib），結(jié)合文獻(xiàn)資料［2,10］，對(duì)香氣成分進(jìn)行定性，并用峰面積歸一化法計(jì)算各組分的相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 香味感官審評(píng)結(jié)果

四川青心烏龍紅茶香味感官審評(píng)結(jié)果列于表1。香氣和滋味是茶葉品質(zhì)形成的核心，青心烏龍紅茶香氣鮮甜濃郁、帶甜花香，滋味鮮濃，感官品質(zhì)較好；而四川主栽的福選9號(hào)紅茶品質(zhì)比較均衡，香味品質(zhì)稍差。

表1 四川青心烏龍紅茶香味感官審評(píng)結(jié)果

2.2 香氣成分鑒定

應(yīng)用固相微萃?。⊿PME），結(jié)合氣相色譜和質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)，對(duì)青心烏龍紅茶和福選9號(hào)紅茶香氣成分進(jìn)行分析，其總離子流色譜圖見圖1。通過質(zhì)譜解析及與NIST質(zhì)譜庫譜圖進(jìn)行比對(duì)，鑒定得到各個(gè)組分（見表2）。

表2 兩種紅茶香氣成分相對(duì)含量 單位：%

（續(xù)表2）

（續(xù)表2）

圖1 兩種紅茶香氣的GC-MS離子流色譜圖

在四川青心烏龍和福選9 號(hào)兩種紅茶中共分離鑒定出94 種香氣化合物，包含醇類19 種、烴類36 種、醛類12 種、酮類10 種、酯類11 種、酸類2 種，以及其他化合物4 種，其中芳樟醇及其氧化物、香葉醇、苯乙醇、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、橙花叔醇、水楊酸甲酯、β-紫羅酮、苯乙醛、檸檬醛等30 種化合物系兩種紅茶共有成分。

在四川青心烏龍紅茶中，共分離鑒定出芳香成分64 種，其中相對(duì)含量超過1%的主體成分有25 種，分別是香葉醇（28.83%）、芳樟醇氧化物Ⅱ（7.24%）、芳樟醇（6.59%）、芳樟醇氧化物Ⅰ（3.82%）、芳樟醇氧化物Ⅳ（3.5%）、β-蒎烯（3.26%）、咖啡堿（2.29%）、棕櫚酸甲酯（2.22%）、2,6,11-三甲基十二碳烷（2.05%）、正十六碳烷（2.01%）、苯乙醇（1.78%）、正二十七碳烷（1.75%）、β-紫羅酮（1.67%）、2,4,6-三甲基-1,3,6-庚三烯（1.58%）、β-杜松烯（1.51%）、D-檸檬烯（1.44%）、芳樟醇氧化物Ⅲ（1.41%）、橙花叔醇（1.33%）、3,5,6,8a-四氫-2,5,5,8a-四甲基-2H-1-苯并吡喃（1.26%）、2,4-二乙基庚醇（1.23%）、3,7-二甲基-1,5,7-辛三醇（1.16%）、水楊酸甲酯（1.06%）、苯乙醛（1.03%）、3-乙基-3-甲基庚烷（1.00%）和青葉醛（1.00%），占香氣物質(zhì)總量的82.02%。

在由福選9 號(hào)鮮葉制作的四川紅茶中，共分離鑒定出芳香成分58 種，其中相對(duì)含量超過1%的主體成分有23 種，分別是香葉醇（13.03%）、芳樟醇氧化物Ⅱ（9.68%）、芳樟醇（9.19%）、苯乙醇（7.6%）、芳樟醇氧化物Ⅰ（4.94%）、芳樟醇氧化物Ⅳ（4.56%）、水楊酸甲酯（4.01%）、己烯醇（3.7%）、1-異丙基-4,7-二甲基-1,2,3,5,6,8A-六氫萘（2.77%）、3,7-二甲基-1,5,7-辛三醇（2.76%）、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚（2.71%）、咖啡堿（2.67%）、苯乙醛（2.47%）、橙花叔醇（2.11%）、正己醛（1.66%）、β-紫羅酮（1.66%）、β-蒎烯（1.61%）、α-法尼烯（1.6%）、2-莰烯（1.59%）、苯甲醛（1.31%）、芳樟醇氧化物Ⅲ（1.29%）、苯甲醇（1.21%）和（Z）-己酸-3-己烯酯（1.08%），其含量占香氣物質(zhì)總量的85.21%。

2.3 紅茶香氣成分比較

將四川青心烏龍紅茶及福選9 號(hào)紅茶中鑒定出的香氣物質(zhì)分為醇、醛、酮、酸、酯、烴和其他等七大類，從圖2 可知，兩種紅茶的香氣成分在組成上存在一致性，其中醇類化合物含量最高。

圖2 兩種紅茶的香氣成分比較

醇類化合物含量在兩種紅茶中稍有差異，其中福選9 號(hào)紅茶含量為62.18%，稍高于四川青心烏龍紅茶（58.20%）。結(jié)合表2 可知，共有11 個(gè)醇類化合物在兩種中均存在，其中含量最高的是芳樟醇及其氧化物，在福選9 號(hào)紅茶中高達(dá)29.66%，在青心烏龍紅茶為22.56%；苯乙醇含量福選9 號(hào)紅茶高達(dá)7.60%，也顯著高于青心烏龍紅茶（1.78%）。而四川青心烏龍紅茶的香葉醇含量高達(dá)28.83%，遠(yuǎn)高于福選9 號(hào)紅茶（13.03%），這是四川青心烏龍紅茶表現(xiàn)出甜花香的重要香氣成分。

烴類化合物含量在兩種紅茶中的含量僅次于醇類，且含量差異較大。四川青心烏龍紅茶的烴類化合物含量達(dá)到23.66%，其中β-蒎烯、D-檸檬烯、2,4,6-三甲基-1,3,6-庚三烯等含量相對(duì)較高。

醛類、酯類、酮類三種化合物在四川青心烏龍紅茶的比例也相對(duì)較高，其中酯類＞醛類＞酮類；酸類和其他香氣化合物含量相對(duì)較少，酸類僅檢出棕櫚酸，其他化合物以咖啡堿為主，其含量為2.29%。

茶葉香氣組分比例、香氣成分與香氣感官品質(zhì)關(guān)系密切，其中與紅茶香氣密切相關(guān)的組分有芳樟醇及其氧化物、香葉醇等［11］。研究認(rèn)為，紅茶香氣分為三種類型：即芳樟醇占優(yōu)勢(shì)型、中間型（含芳樟醇和香葉醇）及香葉醇占優(yōu)勢(shì)型［12］。從研究結(jié)果來看，四川青心烏龍紅茶香型屬于中間型，富含芳樟醇和香葉醇。萜烯指數(shù)（Terpene index，Ti）=（芳樟醇+芳樟醇氧化物）/（芳樟醇+芳樟醇氧化物+香葉醇），是評(píng)價(jià)茶葉香氣品質(zhì)和特征的一個(gè)重要指標(biāo)，Ti值高則香氣宜人，Ti值低則香氣高銳［12-13］。分析表明，四川青心烏龍紅茶Ti值僅為0.44，低于福選9 號(hào)（Ti=0.69），表明四川青心烏龍紅茶具有高銳的香氣。

3 結(jié)論

本研究采用SPME 技術(shù)對(duì)茶葉中的香氣化合物進(jìn)行萃取，采用GC-MS聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行定性定量分析，對(duì)采用引種的青心烏龍茶樹品種制作的工夫紅茶香氣成分進(jìn)行了分析。從四川青心烏龍紅茶中分離鑒定出64種香氣化合物，其中醇類14 種、烴類24 種、醛類8種、酮類6 種、酯類8 種、酸類1 種及其他類3 種。其中，醇類化合物含量是四川青心烏龍紅茶的主要香氣貢獻(xiàn)成分，其含量達(dá)到58.20%。

進(jìn)一步分析表明，在四川青心烏龍紅茶香氣成分中，含量超過1%的主體香氣成分有香葉醇、芳樟醇氧化物Ⅱ、芳樟醇、芳樟醇氧化物Ⅰ、δ-杜松烯、芳樟醇氧化物Ⅳ等24 種物質(zhì)，占香氣物質(zhì)總量的82.02%，尤其是香葉醇含量達(dá)到28.83%，這是形成四川青心烏龍紅茶甜花香的重要香氣成分。

本研究表明，采用四川青心烏龍茶樹鮮葉制作的工夫紅茶屬于中間型，富含香葉醇和芳樟醇，香氣高銳，具有特殊花香，制作工夫紅茶具有品種優(yōu)勢(shì)。由此認(rèn)為，在栽培措施得當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，在四川紅茶產(chǎn)區(qū)范圍內(nèi)推廣青心烏龍茶樹，開發(fā)香味獨(dú)特的紅茶產(chǎn)品，可進(jìn)一步豐富四川工夫紅茶的產(chǎn)品類型。