花香型古樹滇紅茶揮發(fā)物質(zhì)氣相色譜分析

王紹梅 宋文明 冷燕 周啟武

摘要： 為探索花香型古樹滇紅茶的香氣物質(zhì)以及各種揮發(fā)性物質(zhì)，本研究結合同時蒸餾萃取法與氣相色譜儀分析方法，并輔以感官評價進行分析。經(jīng)過蒸餾、萃取和濃縮等操作后，對獲取的滇紅茶濃縮萃取液進行后續(xù)分析。感官評價結果表明該滇紅茶濃縮萃取液主體的感官香味輪廓為花香，并且?guī)в刑鹣愫颓嗖菹愕挠辔叮w呈現(xiàn)出濃郁的玫瑰花香氣味。氣相色譜儀分析鑒定出了12種關鍵成分，包括1種醛類、6種醇類、1種酮類、1種酯類以及苯乙腈、吲哚、2，4-二丁基-苯酚。在花香型古樹滇紅茶香味中起決定性作用的4種物質(zhì)分別是苯乙醛、芳樟醇、芳樟醇氧化物和吲哚。從香氣強度值來看，具有較強香味的物質(zhì)包括苯乙醛、苯甲醇、芳樟醇、香葉醇和β-紫羅蘭酮等。上述結果為研究古樹滇紅茶揮發(fā)性物質(zhì)和風味提供了基礎。

關鍵詞： 滇紅茶;濃縮萃取;揮發(fā)性物質(zhì)

中圖分類號： TS201;S571.1?? 文獻標識碼： A?? 文章編號： 1000-4440（2021）04-1010-06

Gas chromatography analysis of volatile matter from Yunnan black tea with flower fragrance made from old trees

WANG Shao-mei1， SONG Wen-ming2， LENG Yan1， ZHOU Qi-wu1

（1.West Yunnan Normal University of Science and Technology， Yunnan Black Tea Engineering Technology Research Center， Lincang 677000， China;2.Lincang School Senior Technician， Lincang 677000， China）

Abstract： To explore the aroma substances and various volatile substances of Yunnan black tea with flower fragrance made from old trees， methods of simultaneous distillation-extraction and gas chromatography （GC） analysis were combined in the research， coupled with sensory evaluation. After distillation， extraction and concentration， the concentrated extract of Yunnan black tea was analyzed subsequently. The sensory evaluation results showed that the main sensorial aroma outline of the concentrated extract of Yunnan black tea was flower fragrance， supplemented by sweet and green grass fragrance. In the whole， the concentrated extract of Yunnan black tea showed rose fragrance. Twelve key components were identified by gas chromatography， including one aldehyde， six alcohols， one ketone， one lipid and phenylacetonitrile， indole， 2，4-dibutyl-phenol. Four substances that played decisive roles in the aroma of Yunnan black tea with flower fragrance made from old trees were phenylacetaldehyde， linalool， linalool oxide and indole respectively. From the perspective of aroma intensity， the components with strong aroma included phenylacetaldehyde， benzyl alcohol， linalol， geraniol and β-ionone， etc. The above results provide the foundation for the study of volatile substances and flavor of Yunnan black tea made from old trees.

Key words： Yunnan black tea;concentrated extraction;volatile matter

滇紅茶是云南紅茶的統(tǒng)稱，是由云南獨特的地理環(huán)境和氣候孕育的優(yōu)良大葉種茶，也是中國首個以大葉種原料制成的紅茶，占據(jù)了國內(nèi)市場較大的份額，在國際上也具有較高的地位和聲譽，具有廣闊的應用前景[1]。近年來，不同地區(qū)、樹源的滇紅茶快速占領了各大紅茶市場，但是古樹滇紅茶的風味特征尚不明確，需要經(jīng)過大量的滇紅茶揮發(fā)性物質(zhì)試驗進行探索[2]。茶葉揮發(fā)性物質(zhì)中的香氣是影響茶葉品質(zhì)的關鍵因素之一，研究古樹滇紅茶的香氣特征對認知和改善滇紅茶風味特征具有重要意義[3]。目前，國內(nèi)外許多學者進行了相關研究，多集中在紅茶制備工藝的改進和優(yōu)化[4]，對于古樹滇紅茶香氣以及風味特征的研究較少。

在茶葉香氣成分提取的研究中，最常用的方法有減壓蒸餾萃取法、同時蒸餾萃取法、水蒸氣蒸餾萃取法和固相微萃取法[5]。同時蒸餾萃取法能夠提取、分離茶湯中的半揮發(fā)性、揮發(fā)性物質(zhì)，該方法將水蒸氣蒸餾與溶劑萃取相結合，有效提取揮發(fā)性物質(zhì)的同時，還能降低試驗復雜度，縮短分析時間[6]。因此，在花香型古樹滇紅茶揮發(fā)性物質(zhì)提取中，本研究采用了同時蒸餾萃取法，保證提取到的香氣成分與實際用茶時的香氣成分相符合。

探索茶葉揮發(fā)性物質(zhì)中香氣成分采用的儀器主要有二維氣相色譜儀、高分辨率飛行時間質(zhì)譜儀、氣相色譜氫離子火焰檢測儀以及氣相色譜儀等[7]。氣相色譜儀具有操作簡便，分離能力強，樣品用量較低，鑒定準確度較高等特點，將氣相色譜儀與人類鼻子的靈敏性結合，可以通過嗅聞等方式檢測色譜柱流出物質(zhì)的風味，保證能夠?qū)μ囟ㄏ銡獬煞衷谀撤N濃度下進行風味活性、風味持續(xù)性時間、香氣成分及強度的相關分析[8]。因此，在花香型古樹滇紅茶揮發(fā)性物質(zhì)的探索中，本研究擬結合同時蒸餾萃取法與氣相色譜儀分析方法，確定揮發(fā)性物質(zhì)香氣貢獻的主要成分，以期為客觀評價花香型古樹滇紅茶的品質(zhì)提供良好的試驗依據(jù)，并為改善古樹滇紅茶的品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

為了研究古樹滇紅茶的揮發(fā)性物質(zhì)，本試驗所用花香型古樹滇紅茶由臨滄市臨翔區(qū)邦東鄉(xiāng)曼崗古茶樹的鮮葉加工而成，采制于谷雨時節(jié)（2020年4月19日）。制作加工過程采用萃取、超濾、反滲透濃縮等手段，制作完成后在干燥、冷凍的環(huán)境下存放，試驗時取出[9]。本研究采用的試劑及其體積分數(shù)見表1和表2。

1.2 方法

在試驗中，采用同時蒸餾萃取法進行花香型古樹滇紅茶揮發(fā)性物質(zhì)分析[10]。蒸餾過程采用同時蒸餾萃取儀（SDE，鄭州鑫爾瑞化驗用品有限公司產(chǎn)品），冷凍過程采用BC-318A星號冰柜（海爾集團產(chǎn)品），質(zhì)量分析使用BS223S電子分析天平[賽多利斯科學儀器（北京）有限公司產(chǎn)品]。采用島津分析技術研發(fā)（上海）有限公司生產(chǎn)的QP-2010氣相色譜儀和Rtx-5MS色譜柱進行氣相色譜分析，色譜柱的參數(shù)為80.00 mm×0.31 mm×0.28 μm。此外，嗅聞設備則采用Gerstel ODP3嗅聞儀（上海宸喬生物科技有限公司產(chǎn)品）。

在采用同時蒸餾萃取法制備花香型古樹滇紅茶揮發(fā)性物質(zhì)樣品的過程中，將30 g花香型古樹滇紅茶置入500.0 ml燒杯中并加入300.0 ml蒸餾水，另取一個大小為250.0 ml的燒杯存儲100.0 ml正己烷溶液備用。經(jīng)過1.5 h的蒸餾萃取后，收集蒸餾萃取液并經(jīng)過硫酸鈉脫水處理[11-12]，處理后再次進行旋轉蒸發(fā)，將溫度保持在85 ℃左右，旋轉頻率為200 r/min。最終將萃取液濃縮至1.5 ml用于試驗分析，該濃縮萃取液保存在-4 ℃環(huán)境中。進行氣相色譜分析時，用質(zhì)量濃度為1 mg/ml的內(nèi)標環(huán)己酮溶液10.0 μl添加至990.0 μl同時蒸餾萃取儀濃縮樣品中，以待試驗。

參照文獻[13]的方法對花香型古樹滇紅茶濃縮萃取液進行感官評價，首先配置各種不同香氣強度級別的標準溶液，并邀請10名受過訓練的評價員嗅聞溶液的香味，標準溶液的香氣強度等級如表3顯示。其中，最低香氣強度為1，最高香氣強度為9。在香味嗅聞試驗中，每次由實驗人員吸取10 μl濃縮萃取液至聞香條中，由評分員嗅聞60 s后給出相應的得分。

在氣相色譜儀分析中，主要包括色譜條件分析、質(zhì)譜條件分析、定性分析和定量分析。在色譜條件分析中，采用的色譜柱為Rtx-5MS石英柱，初始溫度為50 ℃并保持5 min，然后以5 ℃/min速度升溫至200 ℃，保持1 min;載氣流的速度為3 ml/min;進樣量和分流比分別設置為1.0 μl和20∶1。在質(zhì)譜條件分析中，采用電子轟擊離子源，能量設置為70 eV，傳輸線的溫度保持在300 ℃，離子源的溫度保持在260 ℃，掃描范圍為50～450 M/Z。此外，在定性分析中，需要對比標準品進行12種成分（苯乙醛、薄荷醇、苯乙腈、芳樟醇氧化物、吲哚、芳樟醇、苯甲醇、苯乙醇、β-紫羅蘭酮、鄰苯二甲酸二異丁酯、2，4-二丁基-苯酚、香葉醇）的精確度分析，其他成分則采用標準譜庫進行相似度檢驗，并給出相應的特征峰值分析結果，最終給出綜合性的保留指數(shù)。在定量分析中，給出12種成分的標準曲線進行定量，其他成分則采用內(nèi)標環(huán)己酮的定量分析得到試驗結果。

在本研究中，采用Excel 2010軟件中的統(tǒng)計工具完成試驗數(shù)據(jù)分析，給出統(tǒng)計結果并制圖。

2 結果與分析

2.1 感官評價結果

圖1顯示，滇紅茶濃縮萃取液主體的感官香味輪廓為花香，并且?guī)в刑鹣愫颓嗖菹愕挠辔?，整體呈現(xiàn)出濃郁的玫瑰花香氣味。在紅茶香氣的感官研究中，有學者對明桂紅2號紅茶進行了研究，主要表現(xiàn)為甜香和花香[14]。此外，有學者對坦洋工夫紅茶進行研究，該紅茶表現(xiàn)為持久的馥郁花香[15]?；ㄏ阈凸艠涞峒t茶的香氣輪廓與其他類似紅茶的風味輪廓基本一致，保持了良好的花香氣味。

2.2 揮發(fā)性物質(zhì)的定性分析

在揮發(fā)性物質(zhì)的定性分析中，本研究采用氣相色譜儀進行分析，得到滇紅茶濃縮萃取液總離子流圖（圖2），直接略去一些含量較少的成分，因此部分色譜柱將會出現(xiàn)一些混雜的波峰現(xiàn)象。綜合分析圖2和表4發(fā)現(xiàn)，花香型古樹滇紅茶濃縮萃取液中的主要揮發(fā)性物質(zhì)包括醇類、酯類和酮類，該結果與現(xiàn)有紅茶的氣相色譜儀分析結果[16]基本一致。此外，表4顯示，β-紫羅蘭酮、苯甲醇、吲哚、苯乙醇、2，4-二丁基-苯酚的特征離子含量較高，對應的含量也相對較高，與前人研究結果[17]一致。

2.3 揮發(fā)性物質(zhì)的定量分析

表5顯示，在花香型古樹滇紅茶濃縮萃取液中，通過建立標準曲線回歸方程，利用方程求解每種揮發(fā)性物質(zhì)的定量結果，結果更為精確。12種成分的回歸曲線結果均顯著（P<0.05）。

2.4 氣相色譜儀分析以及香氣強度分析

表6顯示，在花香型古樹滇紅茶濃縮萃取液中檢測到了12種香氣物質(zhì)，試驗中僅當香味稀釋倍數(shù)（FD）值≥1.0時記錄香氣物質(zhì)，包括1種醛類、6種醇類、1種酮類、1種酯類以及苯乙腈、吲哚、2，4-二丁基-苯酚。對花香型古樹滇紅茶濃縮萃取液香氣起決定性作用的4種物質(zhì)（FD值≥15.5）分別是苯乙醛、芳樟醇、芳樟醇氧化物和吲哚，分別表現(xiàn)出來的是青草香、花香、甜香以及花香;對花香型古樹滇紅茶濃縮萃取液香氣起重要作用的物質(zhì)（FD值≥4.0）是苯甲醇、薄荷醇、β-紫羅蘭酮和苯乙腈，分別表現(xiàn)出來的是甜香+烘烤香、青草香、花香和青草香+甜香;其他物質(zhì)對于香味的影響度較低。在本研究中，花香型古樹滇紅茶的花香主要來自醇類氧化物和吲哚，并伴隨著芳樟醇氧化物產(chǎn)生的甜香，因此具體香味中存在濃郁的玫瑰花香氣。

表7顯示，具有較強香味的物質(zhì)包括苯乙醛、苯甲醇、芳樟醇、香葉醇和β-紫羅蘭酮等，香氣強度值（OVA）分別為255.00、1 335.15、568.15、19 000.00、950.00。其中，根據(jù)已有研究結果[15， 18-20]，對紅茶花香貢獻較大的物質(zhì)包括芳樟醇、香葉醇、β-紫羅蘭酮和吲哚，本研究中這4種成分的OVA分別為568.15、19 000.00、950.00、5.98;對甜香產(chǎn)生較大貢獻的物質(zhì)有3種，分別是芳樟醇氧化物、苯乙醛和薄荷醇，本研究中這3種成分的OVA分別為88.00、255.00、18.95。綜合表6和表7可以看出，苯乙醛、苯甲醇、芳樟醇氧化物、芳樟醇、香葉醇和吲哚是花香型古樹滇紅茶揮發(fā)性香氣的主要物質(zhì)。因此，本研究的花香型古樹滇紅茶濃縮萃取液的感官評價是具有濃郁的玫瑰花香，即是由花香為主，甜香為輔產(chǎn)生的香味氛圍。

有研究結果表明，在花香和甜香相結合的紅茶中，對呈現(xiàn)的香氣起第一決定性作用的成分基本來自苯甲醇、香葉醇、芳樟醇及其氧化物，這些醇化物及其氧化物的含量一般都大于5%;起第二決定性作用的是苯乙醛和苯乙醇等，含量一般大于1%[20]。關于紅茶的研究發(fā)現(xiàn)，吲哚表現(xiàn)出濃郁的花香，是形成紅茶花香的主要化合物之一[21]。芳樟醇及其氧化物構成了祁門紅茶獨特的花香，并且相應的香氣物質(zhì)含量和香氣強度值都較高[22]。在本研究中，花香型古樹滇紅茶的主要香氣貢獻成分與大多數(shù)紅茶的香氣貢獻成分基本一致，主要是苯乙醛、苯甲醇、香葉醇、吲哚、芳樟醇、芳樟醇氧化物。通過該結果也進一步解釋了來自古樹的滇紅茶與其他滇紅茶以及其他類型紅茶產(chǎn)品的整體香氣輪廓相似，呈現(xiàn)出相似花香（玫瑰）的原因。

3 結論

本研究采用感官評價、同時蒸餾萃取法、氣相色譜儀分析方法，探索花香型古樹滇紅茶的香氣成分以及各種揮發(fā)性物質(zhì)。專家的感官評價結果為：滇紅茶濃縮萃取液主體的感官香味輪廓為花香，并且?guī)в刑鹣愫颓嗖菹愕挠辔叮w呈現(xiàn)出濃郁的玫瑰花香氣味。氣相色譜儀分析鑒定出了12種關鍵成分，分別包括1種醛類、6種醇類、1種酮類、1種酯類以及苯乙腈、吲哚、2，4-二丁基-苯酚。在花香型古樹滇紅茶香味中起決定性作用的4種香氣物質(zhì)分別是苯乙醛、芳樟醇、芳樟醇氧化物和吲哚。從香氣強度值來看，具有較強香味的物質(zhì)包括苯乙醛、苯甲醇、芳樟醇、香葉醇和β-紫羅蘭酮等?；ㄏ阈凸艠涞峒t茶整體的香氣輪廓與其他紅茶類似。本研究結果為客觀評價古樹滇紅茶的品質(zhì)、風味，提升古樹滇紅茶加工工藝和茶葉質(zhì)量提供了數(shù)據(jù)支撐。

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（責任編輯：王 妮）

收稿日期：2020-10-15

基金項目：云南省教育廳科學研究基金教師類項目（2020J0746）;云南省科技人才和平臺計劃建設項目（2018DH011）

作者簡介：王紹梅（1967-），女，云南臨滄人，教授，主要從事滇紅茶、普洱茶加工技術與感官審評研究。（E-mail）wshaomei32@126.com