茶树嫩芽芳香物质不同H S-S PME萃取方式的比较分析

杨 春，郭 燕，胡伊然，龚 雪，周顺珍

（1.贵州省茶叶研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵州省现代农业 (茶叶)产业技术体系，贵州贵阳 550006）

茶树嫩芽芳香物质不同H S-S PME萃取方式的比较分析

杨 春1,2，郭 燕1,2，胡伊然1,2，龚 雪1,2，周顺珍1,2

（1.贵州省茶叶研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵州省现代农业 (茶叶)产业技术体系，贵州贵阳 550006）

采取直接加热和沸水浸泡2种方式萃取茶树嫩芽中的芳香物质，用气相色谱-质谱检测茶树嫩芽香气成分，在直接加热方式中检测出23种占比78.351%的挥发性香气物质的出峰时间在21Mi n之前，在浸泡加热方式中检测出30种占比93.326%的挥发性香气物质的出峰时间在21Mi n之前，表明浸泡加热萃取法能更好的释放出分子量低、沸点低的挥发性物质，浸泡加热萃取法更适用于茶树嫩芽香气物质的萃取。香叶醇、芳樟醇、苯乙醇、橙花醇、己醇、橙花叔醇、反式-2-己烯醇、香叶醛、橙花醛、4-戊烯醛和水杨酸甲酯是茶树嫩芽中主要的挥发性芳香物质，这些芳香物质共同决定着茶树嫩芽的香气特征，使茶树嫩芽呈现一定的清香。

顶空固相微萃取；直接加热；浸泡加热；茶树嫩芽；芳香物质

香气是决定茶叶品质的重要因子之一。茶叶中的芳香物质实际上是由性质不同，含量差异悬殊的众多物质组成的混合物[1]。茶树嫩芽中芳香物质的产生与品种和栽培管理有直接的关联，通过分析茶树鲜叶的芳香物质组分及含量，对于茶叶的品种选育研究和栽培研究可提供一定的参考依据。贵州是国内唯一低纬度、高海拔、寡日照兼具的茶区，其独特的自然环境以及地理地形使得贵州成为了我国高品质绿茶的生产基地。茶树新梢独芽中香气物质的种类及含量的高低以及合适测定方法的筛选，对于适制优质高档名优绿茶茶树品种的选育意义重大。

茶叶中挥发性香气物质的提取方法有很多，李拥军等[2]采用的香气物质提取方法为大孔树脂吸附的方法，该方法操作繁琐，需要的样品量较多，大量有机试剂的使用不仅造成环境的污染，而且影响工作者身体健康。窦宏亮等[3]以无水乙醚作为萃取溶剂，采用SDE法萃取茶叶香气物质，但是SDE法萃取所获香精油感官上与茶样香气特征差别较大[4]。本研究采用的顶空固相微萃取 (headspace solid-phase Micro-extraction，HS-SPME)方法，是集采样，萃取，浓缩和进样于一体的无溶剂样品微萃取新技术，具有处理时间短、不使用有机溶剂、能真实反映样品中挥发性成分及组成等优点，可广泛用于大气、水、土壤、食品、药品、生物材料中挥发性、半挥发性有机物的分析[5-7]。根据王道平等[8]人的研究，HS-SPME-GC/MS法已能够完成对茶叶呈香物质的判断，而且快速，高效、低成本、低污染，更符合现代检测工作的要求，具有更广阔的应用前景，目前已广泛应用于茶叶香气物质提取分析中[9-10]。

在目前使用的顶空固相微萃取法萃取茶叶香气成分的方法中，主要采用的萃取方式为沸水浸泡[11-12]，除沸水浸泡外，加热板直接加热同样被用来萃取茶叶中的香气成分[13]，本研究通过采取2种萃取方式萃取茶树嫩芽中挥发性香气物质，GC/MS检测分析2种方法萃取到的香气成分种类及含量，为茶树嫩芽香气物质萃取方式的选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 所用仪器 Agilent5975C/6890GC/MS气相色谱—质谱联用仪（美国安捷伦公司）；手动固相微萃取装置（美国Supelco公司）；萃取纤维头：2cm-50/30 uMDVB/CAR/PDM（StableFlex）。

1.1.2 试验材料 茶树鲜叶样品材料采自贵州省茶叶研究所茶树种质资源圃，为福鼎大白茶春季第一轮新梢独芽。

1.2 方法

1.2.1 香气物质的吸附与解吸 沸水浸泡法[12]：精确称取5 g茶叶样品于25ML固相微萃取仪采样瓶中，加入15Ml沸水，60℃下水浴5Min，萃取吸附1 h，上GC-MS进行分析；直接加热法[13]：精确称取5 g茶叶样品置于25ML固相微萃取仪采样瓶中，在65℃左右加热板上加热，萃取吸附30Min，上GC-MS进行分析。

1.2.2 GC-MS分析条件 色谱柱为Zebron ZB-5MSI 5%Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane (30 m×0.25 mm×0.25μm)弹性石英毛细管柱，柱温40℃(保留1 Min)，以4℃/Min升温至220℃，气化室温度250℃；载气为高纯He(99.999%)；柱前压7.62 psi，载气流量1.0ML/Min；不分流进样，延迟时间1Min；离子源为EI源；离子源温度230℃；四极杆温度150℃；电子能70 eV；发射电流34.6μA；倍增器电压1264 V；接口温度280℃；质量范围20～450 amu。

1.2.3 香气组分的定性定量分析 根据得到的总离子流图中各色谱峰的质谱信息，质谱计算机数据系统检索及核对Nist2005和Wiley275标准质谱图，确定各色谱峰对应的物质结构。按面积归一化法计算各组分含量即各色谱峰的峰面积与总峰面积之比为各香气组分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 2种萃取方式香气物质种类分析

由表1可知，共有64种香气物质在2种萃取方法中被检测出，其中直接加热法检测出47种，浸泡加热法检测出45种，有26种香气物质在2种萃取方法中均被检测到，38种香气物质仅在1种萃取方法中被检测出，说明使用加热板直接加热茶叶萃取挥发性香气物质和使用沸水浸泡萃取茶叶香气物质的方法间存在一定的差异。根据化学结构式的不同将64种不同香气物质分为醇类、醛类、酯类、酮类、萜烯烃类、碳氢化合物和其他芳香物质等7类物质。醇类芳香物质是茶树嫩芽中最主要的芳香物质种类。直接加热法检测到13种醇类，百分含量达到70.19%，浸泡加热同样检测到13种醇类芳香物质，百分含量达78.6%，醇类物质中因萃取方式不同含量差异较大的有芳樟醇和橙花叔醇，浸泡加热萃取检测到的芳樟醇是直接加热的近2倍，直接加热萃取检测到的橙花叔醇是浸泡加热的3倍多。茶树嫩芽中的醛类物质因萃取方式的不同，在种类及百分含量上表现出一定差异，其中直接加热萃取法中检测到7种共6.645%的醛类芳香物质，浸泡加热萃取法中检测到11种共10.551%的醛类芳香物质。萜烯烃类化合物是另一类因萃取方式的不同而表现出较大差异的一类茶树嫩芽芳香物质。萜烯烃类物质主要指分子式为异戊二烯的整数倍的烯烃类化合物，是一类广泛存在于植物体内的天然碳氢化合物，具有一定的香气，有利于形成茶叶独特的香气类型。直接加热萃取法检测到10种共6.834%的萜烯烃类化合物，浸泡加热中检测到8种共1.243%萜烯烃类化合物。

表1 2种萃取方法茶树嫩芽挥发性香气成分表

续表1

一般而言，茶树嫩芽中含有的香气物质种类较成品茶少，大多属于低沸点、低分子量的香气物质[1]，出峰时间较早。2种萃取方式共检测出16种醇类芳香物质，有13种出峰时间在21Min之前，其中直接萃取法检测到10种共65.214%的醇类芳香物质，浸泡加热法检测到12种共77.426%的醇类芳香物质。共检测出12种醛类芳香物质，有11种出峰时间在21Min之前，其中直接萃取法检测到6种共4.174%的醛类芳香物质，浸泡加热法检测到10种共7.740%的醛类芳香物质。共检测出14种萜烯烃类物质，有9种出峰时间在21Min之后，其中直接加热萃取方式检测到8种总百分含量达6.086%的萜烯烃类物质，浸泡加热萃取法检测到4种总百分含量为0.606%的萜烯烃类物质（见表1）。上述结果表明，不同萃取方法的检测结果存在差异，说明使用不同的萃取方法对于茶叶嫩芽中芳香物质的提取存在较大影响。因此，有针对性的选择茶叶香气物质的萃取方法对于提高试验的准确性意义重大。

2.2 茶树嫩芽中主要香气物质呈香特征分析

香叶醇、芳樟醇、苯乙醇、橙花醇、己醇、橙花叔醇、反式-2-己烯醇、香叶醛、橙花醛、4-戊烯醛和水杨酸甲酯是茶树嫩芽中主要的挥发性芳香物质，在2种萃取方法中均被检测出，这11种香气物质的占比在直接加热萃取法中达到77.35%、在浸泡加热萃取法中达到89.539%。香叶醇是茶树新芽中含量最高的芳香物质，在2种萃取方式中百分含量均超过40%，对茶树嫩芽香气特征的形成具有决定性的作用。香叶醇具有温和、甜的玫瑰花气息[14]。芳樟醇是茶树嫩芽中含量次高的挥发性香气物质，芳樟醇的呈香特点是既有紫丁香、铃兰与玫瑰的花香，又有木香、果香气息[14]。苯乙醇具有花香和甜香[15]，橙花醇具有柔和的玫瑰香气[1]，己醇具有果香、醇香、甜香和脂香[16]。橙花叔醇具木香、花木香和水果百合香韵，是乌龙茶及花香型高级名优绿茶的主要香气成分[1]。反式-2-己烯醇具树叶青香[17]。香叶醛具有浓郁柠檬香味[18]，香叶醛和橙花醛是2个结构异构体，2个物质的混合物形式组成柠檬醛，是形成柠檬香味最重要的组分[19]。4-戊烯醛有着绿色嫩叶清香气味[20]。水杨酸甲酯作为茶树嫩芽中含量最高的酯类，在2种萃取方式中均被检测出，含量均高达6%以上，水杨酸甲酯属芳香酯类化合物，具有特殊的冬青样气味[19]。这些芳香物质共同决定着茶树嫩芽的香气特征，使茶树嫩芽呈现一定的清香，对进一步加工生产的成品茶中香气形成意义重大。

3 结论

本实验选取2种不同的萃取方法进行对比分析，以期获得较为理想的茶树嫩芽芳香物质的萃取方法。出峰时间在21Min之前的物质大多为分子量较小，沸点较低的醛类、醇类物质，对构成鲜叶清香起到决定性作用。在直接加热萃取法中有23种占比78.351%的挥发性香气物质的出峰时间在21Min之前，而浸泡加热萃取法中有30种占比93.326%挥发性香气物质的出峰时间在21Min之前，所以浸泡加热萃取法能更好地释放出低分子挥发性物质，能更好地表达出茶树嫩芽的香气特征。香叶醇、芳樟醇、苯乙醇、橙花醇、己醇、橙花叔醇、反式-2-己烯醇、香叶醛、橙花醛、4-戊烯醛和水杨酸甲酯是茶树嫩芽中的主要芳香物质，他们共同组成了茶树嫩芽的清香。

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（责任编辑：肖光辉）

Analysis of Aroma Compounds in Tea Fresh Leavesw ith Two Extraction Methods

YANGChun1,2，GUO Yan1,2，HU Yi-ran1,2，GONG Xue1,2，ZHOU Shun-zhen1,2
（1.Guizhou Tea Research Institute,Guiyang 550006,PRC;2.Guizhou Modern Agriculture Industry Technology System (Tea),Guiyang 550006,PRC）

The aroma components in tea treebudswereextracted by directheatingmodeand boiling water heatingmode and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS).The results showed thatmore of low molecular weight fragrant components were extracted froMtea tree buds by boiling water heatingmode and boiling water heatingmode wasmore suitable for the extraction of tea tender shoots aroma substances than direct heatingmode.Geraniol,linalool,benzeneethanol,nerol,hexanol,nerolidol,trans-2-Hexenol, geranial,neral,4-pentenal andmethylsalicylateare themain aroma componentsof tea tree buds,those aromatic substancesmakes tea tree budswith a faintscentsmell.

headspace solid-phasemicro-extraction;directheatingmode;boilingwaterheatingmode;tea treebuds;aroma compounds

Q657.63

A

1006-060X（2015）04-0109-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.04.034

2015-03-13

贵州省科学技术基金项目（黔科合J字[2013]2156号）；贵阳市与省农科院农业科技合作项目（院地农科合字[2014]8号）；贵州省农业攻关项目（黔科合N Y字[2012]3047号）；贵州省动植物育种专项（黔农育专字[2012]022号）；贵州省科研机构服务企业行动计划项目（黔科合服企2014[4008]号）

杨 春（1988-），女，湖南益阳市人，研究实习员，硕士，主要从事茶树育种及分子生物学研究。

龚 雪