利用气相色谱质谱技术对普洱茶香气成分的分析*

顾 睿，张兰兰，周水平，李瑞明，王 玉,梁敬钰

(1.中国药科大学中药学院，南京 211198； 2.天士力集团，天津 300402)

普洱茶是以云南大叶茶为原料经渥堆发酵或自然陈化加工而成，以其“越陈越香”的独特品质著称于世。随着人们膳食结构的改变，高脂肪高热量食物增加，普洱茶独特的保健功能及其特有的香气备受国内外消费者的关注。芳香性物质是决定茶叶品质的重要因素之一，可是芳香性物质在茶中的绝对含量很少，一般只占干物质的0.02%[1]。目前少有报道微量的芳香性成分的变化对普洱茶香气的影响。

周志宏[2]比较了普洱熟茶与普洱生茶的香气成分，发现普洱熟茶的香气成分与同一产地的普洱生茶有显著的差异。从普洱生茶到普洱熟茶加工过程中，存在于普洱生茶中低沸点的醛酮类化合物明显减少，而萜醇类化合物含量明显增加。吕海鹏[3]等对多批的普洱茶进行分析，发现杂氧化合物成分以及β-芳樟醇、β-萜品醇和雪松醇，酮类成分中的β-紫罗酮是陈香普洱茶陈香的关键成分。

笔者通过常压水蒸气蒸馏法，提取普洱茶芳香性成分，按照时间分段接收芳香水，不同芳香水气味表现区别很大。为了解释这些现象，通过GC-MS分析不同部分芳香水的物质基础，为以后普洱茶品质鉴定和产业化奠定一定基础。

1 材料与方法

1.1材料与设备 Agilent 6890 GC-MS气相色谱-质谱联用仪，北京四环10D型小型冻干机，高速离心机。紫妍普洱熟茶(普洱天福经贸有限责任公司)，β-环糊精(纯度99%)，无水乙醇，蒸馏水。

1.2方法

1.2.1普洱茶香气成分的提取 采用常压蒸馏法(simultaneous distillation)。将待提取的茶样(500 g)粉碎后加入12 L的蒸馏水中，按照体积分段收集冷凝回流液，并结合感官评价合并回流液。提取后的回流液分为4段，分别为I1、I2、I3和I4。

1.2.2普洱茶香气感官评价 将4段芳香水由8个人对其表现出来的香气进行直观评价，得出分数进行平均即得感官评分。结果见表1。

1.2.3普洱茶香气微胶囊方法 提取香气成分一般采用水蒸气蒸馏萃取方法，但是该法提取的芳香水为油水混合物,无法定量检测。为了防止香气成分挥发和变化以及定量检测需要，采用β-环糊精包结络合法对普洱茶香气成分进行包埋。参照文献方法[4]，包合液冷冻干燥后即得普洱茶香气成分样品。

表1 香气成分不同部分的感官评审

1.2.4样品处理 精密称取普洱茶样品1 g，置于离心管中，加入色谱乙醇10 ml，快速搅拌之后超声处理20 min，以4 200 r/min转速离心20 min。取样品上清液，过0.45 μm微孔待用。

1.2.5气相色谱分析条件 气相条件：HP-5MS弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)，载气为99.99%氦气；柱温起始温度为50 ℃，保持5 min，主程序升温3 ℃/min升至125 ℃，保持3 min，以2 ℃/min升至180 ℃保持3 min，最后以15 ℃/min升至230 ℃，保持5 min，不分流进样。MS条件：离子源EI，离子源温度230 ℃，电子倍增电压350 V，质量扫描范围35～400 amu。对谱图数据采用标准谱库检索，并结合具体文献加以确认。

2 结果与分析

2.1普洱茶主要香气成分分析 通过GC-MS分析发现，普洱茶在香气成分上以杂氧化合物和醇类为主，还有一些碳氢化合物、醛类、酮类和酯类，以芳樟醇氧化物Ⅱ(linalool oxide B)为含量最丰富的挥发性成分。

2.2普洱茶香气成分中不同部分成分分析 依据回流液 I1、I2、I3、I44个分段，分析普洱茶香气成分中不同部分，发现在提取普洱茶香气成分的过程中，香气成分含量随着蒸馏水浸泡时间推移而下降。I1部分的气味比较有刺激性，I2和I3部分香气较温和，I4部分却具有腐败的气味，难以让人接受。通过GC-MS分析比较这四个部分的区别，结果见表2。

2.2.3不同部分差异比较 从表2看出，I1、I2、I3、I44个部分香气成分的差异。在收集过程中，成分含量增加的有α-呋喃甲醇、苯酚、芳樟醇、十六碳二烯酸、叶绿醇、十八碳二烯酸、十八碳三稀酸以及邻苯二甲酸二丁酯这8个化合物。I4部分特有腐败气味应该与这些物质的增加有很大关系。其中的呋喃甲醇以及苯酚是一种具有刺激气味的化合物，对于呼吸系统有刺激性。7个大分子长链的饱和与不饱和酸类物质容易变质也可能是腐败气味的物质基础。这些物质集中在I4段，因此I4段的气味不容易让人接受。

I2与I3气味良好，通过GC-MS发现芳香族化合物在该段最丰富，如1,2,3-三甲氧基苯、1,2,4-三甲氧基苯、5-甲基-1,2,3-三甲氧基苯和乙酰丁香酮。这些化合物是普洱茶香气的主要成分，同时也是普洱茶陈香的关键成分。在提取芳香性成分时，芳香族类化合物在各段中含量分布如图1。

表2 普洱茶香气不同阶段主要成分

可以看出芳香族化合物在提取过程中其含量主要趋势是下降的，但是有些成分如1,2,3-三甲氧基苯和1,2,4-三甲氧基苯的含量在I2段最高，提取过程中含量先升高后逐渐地降低。这些芳香族类化合物绝大部分都是杂氧化合物，可能与普洱茶发酵过程中剧烈的氧化有关。

此外决定普洱茶香气还有一些其他香气成分，如芳樟醇、β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯以及一些芳樟醇氧化物。见图2。

图2显示，在茶叶以及烟叶中重要的香气成分，紫罗兰酮以及二氢猕猴桃内酯主要分布在I2以及I3段，一定程度上也解释了I2以及I3的优良的气味，而芳樟醇氧化物则主要集中在I1段。大部分的香气成分都是随着时间的推移，香气成分逐渐降低。其中I1部分的芳樟醇氧化物最多，其中正己醇等物质都是具有明确的芳香气味，可能由于浓度较大，故表现出较强的刺鼻香气。

图1 芳香族化合物在各段中的含量分布

图2 其他芳香性成分在各段中含量分布

3 讨论

3.1普洱茶香气的形成 普洱茶在渥堆发酵后，茶叶里的化学物质发生了巨大的变化，形成了大量的芳香族类化合物[5]。有学者指出，某些化合物通过霉菌的作用而发生甲基化反应形成了普洱茶独特的香气成分，如1,2,3-三甲氧基苯和1,2,4-三甲氧基苯。此外，β-紫罗兰酮以及芳樟醇氧化物也是普洱茶香气成分中重要的组成部分。有学者曾经对普洱茶加工过程中香气成分的变化进行了研究，发现普洱茶在渥堆发酵过程中，醇类成分和碳氢化合物明显减少，而杂氧化合物成分和酯类成分大幅度增加[6]。

3.2不同普洱茶香气成分的感官表现 通过研究发现，普洱茶重要的香气成分是杂氧化合物，如1,2,3-三甲氧基苯，这类化合物提供了普洱茶特有的陈香味。这些杂氧化合物在I2、I3含量很高，不少成分在I2段含量最高,感官评审的结果也表明I2段和I3段的香气最优。

普洱茶香气的另一些主要成分，如芳樟醇以及芳樟醇氧化物等也是有香气的物质。通过实验发现芳樟醇氧化物集中在I1段，而I1段有明显的刺激气味，一定程度上说明芳樟醇氧化物对普洱香气的“贡献”可能不是很大，而β-紫罗兰酮及二氢猕猴桃内酯对香气的“贡献”较大。

常压蒸馏提取茶叶香气成分是国内普遍采用的方法，目前还没有学者对于提取香气成分的过程进行深入研究。通过对茶叶香气进行分段提取，可以保留对于香气有正面效应的成分，避免一些负面效应成分，为普洱茶产业化以及质量标准建立奠定一定基础。

1 王秋霜，凌彩金，柯乐芹，等. 普洱茶香气研究进展. 广东农业科学,2009,12:42

2 周志宏，改折梅，张颖君，等. 普洱茶的香气成分. 天然产物研究与开发, 2006,18(S):5

3 吕海鹏，钟秋生，林智. 陈香普洱茶的香气成分研究. 茶叶科学,2009,29(3):219

4 陈婷，卓婧，郭刚君，等. 普洱茶香气成分的提取及其微胶囊化技术研究. 云南农业大学学报,2008,23(6):811

5 吕海鹏，钟秋生，王力，等. 普洱茶加工过程中香气成分的变化规律研究. 茶叶科学，2009,29(2):95

6 张灵枝，王登良，陈维信，等. 不同贮藏时间的普洱茶香气成分分析. 园艺学报，2007,34(2):504