?？挡煌燃?jí)綠茶主要化學(xué)成分的比較分析

鄭 琳，劉盼盼，龔自明，王雪萍，程一方，楊 偉，唐前勇*，鄭鵬程*

1. 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹(shù)茶葉研究所/湖北省茶葉工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430064；

2.襄陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 襄陽(yáng) 441057

綠茶作為世界范圍內(nèi)最受歡迎的茶飲料之一，除了提神清心、清熱解暑、生津止渴功能外，還對(duì)“三高”及癌癥等疾病有一定的藥理功效[1-3]。不管是風(fēng)味還是功效，其價(jià)值都取決于沖泡過(guò)程中從茶葉中提取成分的數(shù)量和類型[4]。數(shù)年來(lái)，對(duì)綠茶的研究熱情從未消退，檢測(cè)分析技術(shù)手段日新月異[5-9]，不同產(chǎn)地[10]、不同原料[11]、不同設(shè)備[12]、不同加工方式[13-15]等都會(huì)帶來(lái)化學(xué)成分的組成及含量差異。?？悼h隸屬湖北襄陽(yáng)市，地處鄂西北，東依襄樊，南接宜昌，西連神農(nóng)架，北交武當(dāng)山。作為襄陽(yáng)市唯一全山區(qū)縣，具有典型的立體分層氣候特征，地貌復(fù)雜，素有“高一丈，不一樣；陰陽(yáng)坡，差得多”之說(shuō)，如此環(huán)境造就其所產(chǎn)茶葉質(zhì)地獨(dú)特，香氣突出，但關(guān)于?？稻G茶的感官品質(zhì)和化學(xué)成分研究尚不多見(jiàn)。本試驗(yàn)聯(lián)合采用感官審評(píng)法、高效液相色譜法、氣質(zhì)色譜聯(lián)用法和主成分分析法，系統(tǒng)測(cè)定分析了8種?？荡硇跃G茶的香氣成分和滋味成分的組成與含量，以期了解不同等級(jí)?？稻G茶的品質(zhì)特征及其差異，為進(jìn)一步提升茶葉品質(zhì)、完善和統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、打造保康綠茶品牌提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 茶葉原料

從湖北省襄陽(yáng)市保康地區(qū)具有代表性的茶廠（茶企）共收集綠茶樣品8個(gè)，其中1 ～ 4號(hào)樣為一級(jí)綠茶，5 ～ 8號(hào)樣為二級(jí)綠茶，均為炒青?；拘畔⒃斠?jiàn)表1。

表1 ?？稻G茶樣品基本信息Table 1 Basic information of green tea samples from Baokang

1.2 儀器與試劑

1.2.1 儀器設(shè)備

手動(dòng)SPME進(jìn)樣器和50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭，美國(guó)Supeclo公司；7890 A氣相色譜儀，5975 C質(zhì)譜儀，美國(guó)Agilent公司；Waters 2695高效液相色譜、2998 PDA檢測(cè)器，美國(guó)Waters 公司；島津UV-2550紫外-可見(jiàn)光分光光度計(jì)，日本島津公司；Milli-RO PLUS 30純水機(jī)，法國(guó)Millipore公司。

1.2.2 試劑耗材

Waters Symmetry C18（150 mm×4.6 mm，5 μm）色譜柱；Atlantis T3 C18（150 mm×4.6 mm，5 μm）色譜柱；癸酸乙酯（≥98%）、咖啡堿、沒(méi)食子酸（GA）、沒(méi)食子兒茶素（GC）、表沒(méi)食子兒茶素（EGC）、兒茶素（C）、表兒茶素（EC）、表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（EGCG)、沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（GCG）、表兒茶素沒(méi)食子酸酯（ECG）和兒茶素沒(méi)食子酸酯（CG）等購(gòu)自Sigma 公司；乙酸、乙腈、甲醇、磷酸二氫鉀等試劑為色譜純；氯化亞錫、茚三酮等試劑均為分析純。

1.3 方法

1.3.1 感官評(píng)價(jià)

按照GB/T 23776—2018方法，由專業(yè)人員分別對(duì)茶樣的外形、湯色、香氣、滋味和葉底進(jìn)行審評(píng)，總分=外形×0.25 +湯色×0.10 +香氣×0.25 +滋味×0.30 +葉底×0.10。

1.3.2 滋味成分測(cè)定

水浸出物參照GB/T 8305—2013恒溫干燥法測(cè)定；氨基酸含量參照GB/T 8314—2013茚三酮比色法測(cè)定；茶多酚含量參照GB/T 8313—2018福林酚法測(cè)定；兒茶素、沒(méi)食子酸及咖啡堿含量的測(cè)定采用高效液相色譜法，流動(dòng)相為0.2%乙酸和乙腈，色譜條件：檢測(cè)波長(zhǎng)為278 nm，流速1 mL/min，柱溫25℃，進(jìn)樣量10 μL，流動(dòng)相A：2%乙酸水溶液（V/V），流動(dòng)相B：乙腈，梯度洗脫條件為：流動(dòng)相B 在16 min內(nèi)由6.5%線性變化至15%，在16 ～ 25 min內(nèi)保持25%，在25 ～ 30 min由25%線性變化至初始狀態(tài)。每個(gè)樣品重復(fù)3次。

1.3.3 香氣成分檢測(cè)

采用頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用分析法。

茶樣處理：取出茶樣混勻，磨碎后稱取1.0 g放入萃取瓶中，加入 30 mL沸水，然后將 SPME 手 持 器（ 裝 有 50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取頭，實(shí)驗(yàn)前須在250 ℃溫度下老化15 min）通過(guò)瓶蓋的橡皮墊插入到萃取瓶中，在60℃水浴中平衡10 min，推出纖維頭，吸附50 min后取出并立即插入GC儀的進(jìn)樣口中，解吸附5 min，同時(shí)啟動(dòng)儀器收集數(shù)據(jù)。

GC條件：安捷倫HB-5MS彈性石英毛細(xì)管柱（30 mm× 0.32 mm× 0.25 μm）；載氣為高純氦氣；進(jìn)樣口溫度240℃；升溫程序：50℃保持5 min，以3℃/min升至180℃保持2 min，然后以10℃/min升至250℃保持3 min；電子俘獲檢測(cè)器溫度250℃；流速1.0 mL/min。

MS條件：EI電離能量為70 eV；質(zhì)量掃描范圍50 ～ 600 u；離子源溫度230℃；四極桿溫度150℃；質(zhì)譜傳輸線溫度280℃。

物質(zhì)鑒定：利用NIST11.L譜庫(kù)對(duì)得到的質(zhì)譜圖進(jìn)行串連檢索和人工解析。查對(duì)有關(guān)質(zhì)譜資料，對(duì)基峰、質(zhì)核比和相對(duì)峰度等方面進(jìn)行分析，結(jié)合保留時(shí)間和質(zhì)譜分別對(duì)各峰加以確認(rèn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官品質(zhì)

由表2結(jié)果可見(jiàn)，感官評(píng)價(jià)總分最高為90.60分，最低為88.25分，其中一級(jí)綠茶樣總分均高于90分，二級(jí)綠茶樣總分均低于90分，感官品質(zhì)與市場(chǎng)所定等級(jí)一致；干茶外形多為條形，基本上都顯毫，其中一級(jí)綠茶均較為勻凈，二級(jí)綠茶有花雜；湯色得分全部在90分以上，黃/綠、亮，其中一級(jí)綠茶的得分相對(duì)較高；一級(jí)綠茶除3號(hào)茶樣香氣悶以外，基本顯示出綠茶特有的栗香或清香，二級(jí)綠茶僅7號(hào)樣顯示出清香；一級(jí)綠茶葉底芽葉嫩軟，較勻亮，得分均高于90分，二級(jí)綠茶葉底存在花雜欠勻的問(wèn)題。

表2 感官審評(píng)Table 2 Sensory evaluation results of green tea samples from Baokang

2.2 滋味成分

表3結(jié)果可看出，一級(jí)綠茶的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、酯型兒茶素和兒茶素總量均值均高于二級(jí)綠茶，僅非酯型兒茶素總量略小于二級(jí)綠茶；一級(jí)綠茶與二級(jí)綠茶相比，水浸出物、茶多酚、氨基酸、非酯型兒茶素的含量均值無(wú)顯著差異，咖啡堿、沒(méi)食子酸（GA）、酯型兒茶素和兒茶素總含量均值有顯著差異；一級(jí)綠茶4個(gè)樣品，所有滋味成分含量均具有差異性，其中4號(hào)茶樣的水浸出物、茶多酚、氨基酸和兒茶素含量均相對(duì)較高。二級(jí)綠茶4個(gè)樣品，所有滋味成分含量均具有差異性，其中7號(hào)茶樣的水浸出物、茶多酚、氨基酸含量較高，5號(hào)茶樣酯型兒茶素、非酯型兒茶素和兒茶素總量均相對(duì)較高?？梢?jiàn)，本試驗(yàn)的8個(gè)茶樣，一級(jí)綠茶的滋味成分含量高于二級(jí)綠茶，意味著有效功能成分含量較多，與市場(chǎng)等級(jí)定位較為一致；而同一等級(jí)綠茶的滋味成分含量和比例均存在不同，可能源于原料品種、地理環(huán)境、機(jī)械設(shè)備、加工工藝等的不同。

表3 不同等級(jí)?？稻G茶滋味化學(xué)成分含量Table 3 Content of taste chemical contents in different grades of Green tea from Baokang

2.3 主要香氣成分

2.3.1 主要香氣成分組成與含量

8個(gè)茶樣的香氣組分見(jiàn)表4，代表性樣品的香氣譜圖如圖1，香氣種類與含量如圖2。8個(gè)茶樣共檢測(cè)到64種香氣化合物，包括醇類13種、醛類9種、酮類5種、烯類12種、芳香烴6種、酯類15種和其他類4種；其中醇類物質(zhì)含量最高，平均含量為31.36%；其次為酯類，平均含量為26.19%；含量較高的成分有芳樟醇（8.97%～ 30.08%）、香葉醇（3.07% ～ 16.79%）和己酸順式-3-己烯酯（1.37% ～ 14.61%），與馬林龍[11]等人的研究結(jié)果較一致；一級(jí)綠茶中醛類、酮類、烯類、芳烴類和其他類香氣化合物含量均高于二級(jí)綠茶，主要是壬醛、順-茉莉酮、δ-杜松烯、鄰二甲苯和二甲硫的含量相對(duì)較高；二級(jí)綠茶醇類和酯類香氣化合物中平均含量高于一級(jí)綠茶，主要是香葉醇和己酸順式-3-己烯酯含量較高。

圖 1 保康代表性綠茶樣品的香氣GC-MS譜圖Figure 1 GC-MS spectrogram of aroma of representative samples of Baokang green tea

圖 2 ?？稻G茶樣品的香氣種類與含量Figure 2 Aroma types and contents of green tea samples from Baokang

續(xù)表

2.3.2 香氣成分的主成分分析

8個(gè)綠茶樣品共檢出30種共有的香氣成分（取平均含量高于0.5%的香氣成分），以30個(gè)共有的香氣成分含量構(gòu)成的30×8的矩陣，利用SPSS軟件進(jìn)行主成分分析，相關(guān)矩陣的特征值如表5所示，特征向量如表6所示?？梢?jiàn)：1 ～ 4矩陣，4個(gè)主成分方差累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到89.608%，可基本反映總體情況；第1主成分方差貢獻(xiàn)率為45.080%，主要綜合了β-紫羅酮、鄰二甲苯、乙苯、苯乙烯、二甲基戊酸甲酯和順-茉莉酮的貢獻(xiàn)，對(duì)應(yīng)的特征向量依次為0.967、0.966、0.966、0.948、0.925 和 0.917，β -紫羅酮和順-茉莉酮具有花香[21-22]，鄰二甲苯、乙苯和苯乙烯都具有特殊芳香[23-25]，二甲基戊酸甲酯具有果香[26]，故第1主成分主要反映綠茶中的花果香及特有芳香；第2主成分方差貢獻(xiàn)率為26.009%，6 -甲基-5-庚烯-2-酮和順-3-己烯-苯甲酸酯的貢獻(xiàn)率最大，對(duì)應(yīng)的特征向量為0.932和0.877，6 -甲基-5-庚烯-2-酮具有檸檬草的香氣[27]，順-3-己烯-苯甲酸酯具花香[28]，故第2主成分主要反映綠茶中的檸檬果香和花香；第3主成分方差貢獻(xiàn)率為11.533%，乙酸乙酯的貢獻(xiàn)率最大，對(duì)應(yīng)的特征向量為0.550，乙酸乙酯濃度較低時(shí)有怡人的甜香，故第3主成分主要反映綠茶中的甜香；第4主成分方差貢獻(xiàn)率為6.986%，庚醛的貢獻(xiàn)率最大，對(duì)應(yīng)的特征向量為0.659，庚醛具有青草氣[29]，故第4主成分主要反映綠茶中的青味。

表5 香氣主成分分析的特征值Table 5 Characteristic value of aroma principal component analysis

3 結(jié)論

本試驗(yàn)選取湖北省襄陽(yáng)市?？档貐^(qū)具有代表性的8個(gè)綠茶樣，其中一級(jí)茶樣4個(gè)、二級(jí)茶樣4個(gè)。由感官審評(píng)結(jié)果可見(jiàn)，一級(jí)綠茶樣總分均高于90分，二級(jí)綠茶樣總分均低于90分，感官品質(zhì)與市場(chǎng)所定等級(jí)一致。

比較分析不同等級(jí)綠茶的滋味成分，發(fā)現(xiàn)不同等級(jí)綠茶水浸出物、茶多酚、氨基酸、非酯型兒茶素含量均值無(wú)顯著差異，咖啡堿、沒(méi)食子酸（GA）、酯型兒茶素和兒茶素總量均值有顯著差異；一級(jí)綠茶的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、酯型兒茶素和兒茶素總量均值均高于二級(jí)綠茶，僅非酯型兒茶素總量略小于二級(jí)綠茶。一級(jí)綠茶中滋味品質(zhì)成分含量較高，意味著有效功能物質(zhì)較多。8個(gè)茶樣共檢測(cè)到64個(gè)香氣化合物，包括醇類13種、醛類9種、酮類5種、烯類12種、芳香烴6種、酯類15種和其他類4種，其中醇類物質(zhì)平均含量最高，酯類其次，含量較高的成分有芳樟醇、香葉醇和己酸順式-3-己烯酯；主成分分析發(fā)現(xiàn)，4個(gè)主成分方差累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到89.608%，其中第1主成分方差貢獻(xiàn)率為45.080%，綜合了β-紫羅酮、鄰二甲苯、乙苯、苯乙烯、二甲基戊酸甲酯和順-茉莉酮的貢獻(xiàn)，主要反映綠茶中的花果香及特有芳香。進(jìn)一步比較分析發(fā)現(xiàn)，一級(jí)綠茶醛類、酮類、烯類、芳烴類和其他類香氣化合物含量均高于二級(jí)綠茶，主要是壬醛、順-茉莉酮、δ-杜松烯、鄰二甲苯和二甲硫等成分的含量相對(duì)較高，一級(jí)綠茶中醇類物質(zhì)芳樟醇與反-橙花叔醇等含量也相對(duì)較高。結(jié)果表明與市場(chǎng)所定等級(jí)基本一致。

表6 香氣主成分的特征向量Table 6 Eigenvectors of aroma principal components

綠茶品質(zhì)受茶樹(shù)品種、栽培管理?xiàng)l件、采摘季節(jié)、茶葉嫩度、加工工藝及儲(chǔ)存條件等多種因素影響。王海利[30]等研究比較了安吉白茶、碧螺春、龍井三個(gè)品種的綠茶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同品種的綠茶茶多酚、酚氨比、抗壞血酸、EGCG、酯型兒茶素與非酯型兒茶素的比值均有顯著差異性，且與三種綠茶感官品質(zhì)均有顯著相關(guān)性，三種綠茶共有20種揮發(fā)性成分，其中醇類化合物、酮類和醛類化合物大部分具有花香和清香等香型特征，在綠茶成分中含量較高；李昌濤[10]等從緯度、氣候和土壤等地理環(huán)境特殊性的角度解釋了山東綠茶獨(dú)特品質(zhì)的成因。針對(duì)?？稻G茶，下一步有待開(kāi)展品質(zhì)特征與茶樹(shù)品種及地域性之間的相關(guān)性等研究。