HS-SPME/GC-MS分析“乌牛早”绿茶香气

谢文钢，范仕胜，刘 燕，刘 阳，陈智雄，严学芬，赵志，白福情

（1.贵阳学院，贵州 贵阳 550005；2.四川农业大学 园艺学院，四川成都 611130；3.贵州省农作物技术推广总站，贵州 贵阳 550001）

贵州地处低纬度、高海拔、寡日照区，是茶树原产地和茶文化发源地之一，是中国重要的茶叶生产基地和产茶大省[1]。从2008年起，凤冈、石阡、金沙、普安、晴隆、清镇等产茶县（市）从浙江茶区引进了茶树品种“乌牛早”，进行了大面积的种植，共约0.68万hm2。因此，急需加强对“乌牛早”所制绿茶品质进行研究，以更好地提高茶叶品质，促进茶农增收和茶企增效。

茶叶中香气是决定茶叶品质和风味的重要因子之一[2-3]。香气物质一般只占干物质质量的0.01%～0.05%，但对茶叶感官品质的贡献率达25%～35%，因此对茶叶香气成分的研究意义重大[4-5]。目前，国内学者对西湖龙井[6-8]、洞庭碧螺春[9]、信阳毛尖[10-13]等茶叶香气的研究报道较多，但香气成分研究在贵州绿茶研究较少。陈青等[14]与谢勋等[15]探究不同产地对贵州绿茶香气成分的影响。沈强等[16]和郑文佳等[17]研究摊青与提香等对珠形茶香气成分的影响。李俊等[18]研究发现3种贵州绿茶主要香气主成分以显花香和果香成分物质为主，花、果香成分平均含量占51.4%。但关于“乌牛早”所制绿茶香气成分的研究报道较少。

为了探究“乌牛早”所制绿茶主要香气特征成分，本文选用特早生茶树品种“乌牛早”制成扁形、卷曲形和颗粒形（珠形）3种绿茶，以国家级良种“福鼎大白茶”的绿茶为对照，采用顶空固相微萃取（headspace solid phase micro-extraction,HS-SPME）技术提取香气成分，通过气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）联用仪对这3种绿茶的香气特征成分进行分析，探究“乌牛早”绿茶主要香气特征成分，为贵州“乌牛早”绿茶的品质评定和特色产品开发提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验材料：供试品种为从浙江茶区引进的浙江省级良种“乌牛早”，以国家级良种“福鼎大白茶”为对照 （CK），树龄7年，试验地位于红枫山韵茶场有限公司品比试验园。2016年春季采摘供试品种的一芽一叶、一芽二叶。

1.2 仪器与设备

FA2004电子天平（上海精密科学仪器有限公司）、SDE蒸馏萃取仪器（广州市精科仪器公司）、旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）、7694E顶空进样器 （美国Agilent）、HP6890-5975C GC-MS联用仪（美国Agilent）；手动固相微萃取装置（美国Supelco）；2 cm-50/30 um DVB/CAR/PDMS Stable Flex萃取纤维头。6CCT-600多功能名茶烘干炒制机（四川省登尧机械设备有限公司）、6CST-60型燃电式滚筒杀青机（浙江上洋机械有限公司）、6CCGQ-50型双锅曲毫炒干机（浙江上洋机械有限公司）、6CR-55型揉捻机等。

1.3 方法

1.3.1 绿茶样制备

以供试品种的一芽一叶按照贵州扁形茶规程[19]制成扁形茶样；同时以供试品种的一芽二叶分别按贵州卷曲形[20]和珠形绿茶[21]生产规范制成茶样，放冰箱储藏以备用。

1.3.2 挥发成分提取

取样品5.0g，置于10mL固相微萃取仪采样瓶中，插入装有2 cm-50/30 umDVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头的手动进样器，在85℃顶空萃取30 min取出，快速移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口（温度250℃）中，热解析3 min进样。

1.3.3 气相色谱条件

色谱柱为ZB-5 MSI 5%Phenyl-95% DiMethylpolysiloxane（30 m×0.25 mm×0.25 μm)弹性石英毛细管柱，柱温45℃（保留2 min），以4℃/min升温至260℃，保持2 min；汽化室温度250℃；载气为高纯He（99.999%）；柱前压7.62 psi，载气流量1.0 mL/min；不分流进样；溶剂延迟时间：1.5 min。

1.3.4 质谱检测条件

离子源为EI源；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；倍增器电压1364 V；接口温度280℃；质量范围20～450 amu。

1.4 数据分析

对总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist 2008和Wiley 275标准质谱图，用峰面积归一化法测定各化学成分的相对质量分数。

2 结果与分析

2.1 主要香气及组分

应用优化的SPME条件富集茶样香气物质，热脱附后进行GC-MS分析，分别获得卷曲形、扁形和珠形茶茶样香气分析结果（表1），6个绿茶样共检测出77种挥发性成分，其中“乌牛早”所制卷曲形、扁形和珠形茶分别检出69种、63种和63种，检出最多和最少分别为“福鼎大白”所制珠形和扁形茶样，为72种和57种。

由表2可知，在6个绿茶样中检出香气成分种类和含量比例中，烷烃类种类最多，为22～29种，醇类和萜烯类分别为10～13种和9～14种，醛类和酮类均为6～7种，酯类1～3种。烷烃类含量比例最高，为35.21%～53.83%；醇类含量次之，为13.83%～30.22%；萜烯类为10.33%～15.88%，醛类为3.70%～15.53%，酮类为7.81%～13.93%；酯类最少，为0.13%～3.76%。

表1 “乌牛早”绿茶的香气成分及相对含量 （%）Table 1 Characteristic aroma components and their relative contents in three kinds of“Wuniuzao”green tea （%）

续表1

续表1

表2 “乌牛早”绿茶香气成分种类的比较Table 2 Comparisons of the chemical classes of characteristic aroma components in three kinds of green tea

2.2 特征香气成分

对6个绿茶香气成分进行分析（表3），烷烃类中，十六烷、十四烷、2-硫丙烷及4-甲基十四烷含量比例较高，共占比例为11.59%～29.17%，对茶叶香气有一定的贡献，但其具体贡献未见报道；醇类中，花香的2,6-二甲基环己醇为2.61%～5.85%，桂花香的环氧芳樟醇为2.04%～5.77%，芳樟醇类氧化物为4.04%～9.47%，甜香、苹果香的苯甲醇为0.44%～10.80%，特殊玫瑰花香的苯乙醇为0.52%～9.01%；萜烯类中，木香的δ-杜松烯为2.27%～4.34%，α-白菖考烯为1.64%～3.72%；醛类中，玫瑰花香的壬醛为0.66%～4.82%，果香的庚醛为0.45%～4.23%，苹果香的3-甲基-1-丁醛为0.63%～2.82%；酮类中，甜花香的β-紫罗酮为2.44%～3.74%，甜的奶油香的2,3-辛二酮为0.82%～5.23%，还含有少量的茉莉花香的顺-茉莉酮和香豆素样香的二氢猕猴桃内酯。

这些香气化合物以不同比例的混合，构成了不同茶香和类型的茶叶[22]。由于受产地、品种、环境、生长周期和生产工艺等因素的影响，不同品种的茶叶香气组成有较大差别，对茶叶的品质评定影响也较大[23-24]。6个绿茶中（均大于2%），卷曲形茶主要香气成分：2,6-二甲基环己醇、环氧芳樟醇、5-叔丁基-3,5-己二烯-2-酮、δ-杜松烯、β-紫罗酮、α-白菖考烯等；扁形茶主要香气成分：δ-杜松烯、β-紫罗酮、2,6-二甲基环己醇、环氧芳樟醇、α-白菖考烯、2,3-辛二酮等；珠形茶主要香气成分：2,6-二甲基环己醇、环氧芳樟醇、壬醛、苯甲醇、δ-杜松烯、β-紫罗酮、苯乙醇等。大部分茶叶香气成分是在加工过程中由高分子物质降解，非酶促氧化裂解，萜苷类水解和异构等形成的[25]，3种绿茶香气成分含量比例差异较大。综上可得，3种绿茶主要香气成分：2,6-二甲基环己醇、环氧芳樟醇、δ-杜松烯、β-紫罗酮等。两个茶树品种所制绿茶中（均大于2%），“福鼎大白”所制绿茶主要香气成分：2,6-二甲基环己醇、环氧芳樟醇、δ-杜松烯、β-紫罗酮等；“乌牛早”所制绿茶主要香气成分：2,6-二甲基环己醇、环氧芳樟醇、δ-杜松烯、β-紫罗酮、α-白菖考烯等。

表3 “乌牛早”绿茶主要特征性香气成分 （%）Table 3 Main characteristic aroma components of three kinds of green tea （%）

3 结论与讨论

本试验选用特早生茶树品种“乌牛早”制成扁形、卷曲形和颗粒形（珠形）3种名优绿茶，以国家级良种福鼎大白茶所制绿茶为对照，共检测出77种挥发性成分，归为烷烃、醇类、萜烯类、醛类及酮类等5类化合物。烷烃类物质相对含量最高，为35.21%～53.83%；醇类含量次之，为13.83%～30.22%。3种名优绿茶主要香气成分为2,6-二甲基环己醇、环氧芳樟醇、δ-杜松烯和β-紫罗酮等，但3种绿茶间香气成分含量比例差异较大。与“福鼎大白茶”所制绿茶比，“乌牛早”所制绿茶还含有α-白菖考烯。“乌牛早”绿茶主要香气成分：花香的2,6-二甲基环己醇、桂花香的环氧芳樟醇、木香的δ-杜松烯、甜花香的β-紫罗酮与α-白菖考烯等，以呈花香物质为主。

本试验研究发现绿茶香气成分中烷烃类物质相对含量最高（35.21%～53.83%），结果与吴春兰等（30%～50%）[26]、李明等（40.19%）[27]和郭建华（33.6%）[28]相似。Renu等[29]研究发现夏秋绿茶的香气物质中主要为烷烃类化合物及其他化合物。郭建华等[28]认为高温高湿的存放环境会导致绿茶中醇类香气物质减少，烷烃类物质增多，烷烃类香气物质相对含量可达到48%～50%。烷烃类化合物主要以热裂解反应途径生成，可能与鲜叶质量、长时低温干燥和高温高湿储藏环境有关，但对茶香贡献有待进一步研究。