3个茶树品种(品系)鲜叶香气特征及萜烯指数分析

杨 春,郭 燕,周顺珍，陈 娟，陈正武，龚 雪

(贵州省茶叶研究所，贵州 贵阳550006)

0 引言

茶树种质资源丰富，品种繁多，不同茶树资源香气物质各异，茶树鲜叶是加工成品茶的原料，茶树鲜叶中挥发性芳香物质的种类及含量对于成品茶特有香型的最后形成意义重大.针对茶叶中香气物质的研究已有较多报道[1-3]，但多是分析绿茶、红茶等成品茶的香气物质[4-9]，有关茶树鲜叶研究得不多[10-11].一般而言，茶树鲜叶中挥发性香气物质较成品茶少，有助于通过分析茶树鲜叶的挥发性香气物质来区分茶树品种.本文中采用顶空固相微萃取-气质联用法(headspace solid-phase micro-extraction- gas chromatography-mass spectrometry，HS-SPME/GC-MS)分析早春福鼎大白茶(Camelliasinensis(L.) O. Kuntze cv. Fuding-dabaicha)、黔茶8号(Camelliasinensis(L.) O. Kuntze cv. qiancha 8)、黔茶1号(Camelliasinensiscv.Meitan Taicha var. Qiancha 1)3个茶树品种(品系)一芽二叶鲜叶中的挥发性香气物质，研究香气物质在茶树品种(品系)间的差异.

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

Agilent 5975C /6890 GC / 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，2 cm -50 / 30 um DVB /CAR / PDM StableFlex.

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，福鼎大白茶、黔茶1号和黔茶8号为春季第一轮新芽，采集日期为2014年4月2日.

1.2 方法

1.2.1 香气物质的吸附与解吸

称取5.0 g鲜叶样品，放入萃取瓶中, 加入15 mL沸水, 60 ℃下水浴5 min,萃取吸附1 h, 用气相色谱质谱分析法(gas chromatography-mass spectrometry，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×0.25 μm) 弹性石英毛细管柱，柱温40 ℃(保留1 min) ，以4 ℃·min-1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1.0 mL·min-1；不分流进样，延迟时间：1 min；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34.6 μA；倍增器电压1 264 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 Nist 2005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[12].

2 结果与分析

2.1 主要香气物质及香气物质种类分析

3个茶树品种(品系)共检测出73种不同的挥发性芳香物质，见表1.

表1 3个茶树品种(品系)鲜叶中挥发性香气物质的百分含量

续表1

香气种类序号化合物名称分子式分子量 百分含量/ %福鼎大白茶黔茶1号黔茶8号16cis-Linalool oxide/顺-氧化芳樟醇C10H18O21701.5111.1700.64217trans-Linalool oxide/反-氧化芳樟醇C10H18O21700.7170.4140.16318Nerolidol/橙花叔醇C15H26O222—0.1320.55114-Pentenal/4-戊烯醛C5H8O842.132—1.7592(E)-2-Hexenal/青叶醛C6H10O98—6.444—3Hexanal/正己醛C6H12O1001.7602.5771.517醛4Heptanal/庚醛C7H14O1140.458—0.0805Octanal/辛醛C8H16O1280.428——6Nonanal/壬醛C9H18O1425.0040.6970.672类7Citral/柠檬醛C10H16O1520.109—0.1728Geranial/香叶醛C10H16O152—0.214—9Decanal/癸醛C10H20O1560.6070.1510.18710Undecanal/十一醛C11H22O1700.051——16-Methyl-5-hepten-2-one/6-甲基-5-庚烯-2-酮C8H14O1260.076—0.088酮2cis-Jasmone/顺-茉莉酮C11H16O1640.2020.072—类3beta-Ionone/β-紫罗兰酮C13H20O1920.0710.0660.0164Geranyl Acetone/香叶基丙酮C13H22O1940.091—0.1031trans-2-Hexenyl acetate/反式-2-己烯乙酸酯C8H14O21420.036——2cis-3-Hexenyl acetate/乙酸叶醇酯C8H14O214211.8445.64216.5053Hexyl acetate/乙酸正己酯C8H16O21440.091—0.1304Methyl salicylate/水杨酸甲酯C8H8O31522.0468.6362.2775(Z)-3-hexenyl butenoate/顺-3-丁烯酸己烯酯C10H16O21680.159——酯6cis-3-Hexenyl butanoate/顺-3-己烯丁酸酯C10H18O21700.440—1.091类7cis-3-Hexenyl butyrate/丁酸叶醇酯C10H18O2170—0.785—8cis-3-Hexenyl.alpha.Methylbutyrate/顺-3-己烯丁酸甲酯C11H20O21840.231——9cis-3-Hexenyl isovalerate/异戊酸叶醇酯C11H20O21840.182——10cis-3-Hexenyl hexanoate/己酸叶醇酯C12H20O21980.1780.2650.54911cis-3-Hexenyl benzoate/ 苯甲酸叶醇酯C13H16O22040.1150.1830.1211trans-.beta.-Ocimene/反式-β-罗勒烯C10H161360.0540.182—2l-Limonene/柠檬烯C10H16136—0.1490.0923cis-Ocimene/顺-罗勒烯C10H16136—0.100—4beta-cis-Ocimene/顺-β-罗勒烯C10H16136——0.0975trans-Ocimene/反-罗勒烯C10H16136——0.1746beta-Myrcene/月桂烯C10H161360.2030.3900.442萜烯7alpha-Copaene/α-古巴烯C15H24204—0.077—烃类8delta-Cadinene/δ-杜松烯C15H24204—0.1310.292物质9alpha-Cubebene/α-荜澄茄油萜C15H24204——0.09710trans-Caryophyllene/石竹烯C15H24204——0.10811trans-.beta.-Farnesene/反-β-金合欢烯C15H24204——0.25812Cadina-1,4-Diene/ 恰迪纳-,1 4-二烯C15H24204——0.08413Calamenene/去氢白菖烯C15H24204——0.13214alpha-Amorphene/α- 紫穗槐烯C15H24204——0.1081Toluene/ 甲苯C7H892——0.0402Styrene/苯乙烯C8H81040.0450.2370.3233o-Xylene/邻二甲苯C8H10106——0.186

续表1

香气种类序号化合物名称分子式 分子量 百分含量/ %福鼎大白茶黔茶1号黔茶8号42-Octyne/2-辛炔C8H14110—0.154—5Azulene/甘菊环C10H8128——0.032烷烃6Acenaphthene/苊C12H10154—0.1440.132及芳79H-Fluorene/芴C13H10166—0.0730.086香烃8Anthracene/蒽C14H10178——0.043类物9Tetradecane/十四烷C14H301980.137——质10Pentadecane/十五烷C15H322120.458—0.07311Hexadecane/十六烷C16H342260.549——12Heptadecane/十七烷C17H362400.317—0.02913Octadecane/十八烷C18H382540.071——其他12-Thiapropane/二甲基硫醚C2H6S620.071—0.059化合22-Ethylfuran/2-乙基呋喃C6H8O96——0.018物3Dibenzofuran/二苯并呋喃C12H8O168—0.0940.068

注：表中数值是指各种成分色谱峰面积占色谱峰总面积的百分比.“—”表示该物质未检出.

其中：福鼎大白茶鲜叶检测出44种芳香物质，黔茶1号鲜叶检测出35种香气物质，黔茶8号鲜叶检测出50种芳香成分.福鼎大白茶鲜叶中百分含量较高的芳香物质有：芳樟醇(47.950%)、香叶醇(18.514%)、乙酸叶醇酯(11.844%)、壬醛(5.004%)、戊烯醛(2.132%)、水杨酸甲酯(2.046%)、正己醛(1.760%)、反-氧化芳樟醇(1.511%)、青叶醇(1.052%)和顺-氧化芳樟醇(0.717%)；黔茶1号检测到的香气物质中百分含量较高的为：芳樟醇(61.294%)、水杨酸甲酯(8.636%)、香叶醇(7.982%)、青叶醛(6.444%)、乙酸叶醇酯(5.642%)、正己醛(2.577%)、顺-氧化芳樟醇(1.170%)、丁酸叶醇酯(0.785%)、壬醛(0.697%)和橙花醇(0.465%)；黔茶8号中百分含量较高的香气物质有：芳樟醇(43.115%)、香叶醇(23.926%)、乙酸叶醇酯(16.505%)、水杨酸甲酯(2.277%)、4-戊烯醛(1.759%)、青叶醇(1.688%)、正己醛(1.517%)、顺-3-己烯丁酸酯(1.091%)、1-己醇(0.755%)和壬醛(0.672%).

2.1.1 醇类物质

醇类物质为3个茶树品种(品系)中百分含量最高的挥发性香气物质，3个茶树品种(品系)中醇类物质种类及含量差异不大，其中福鼎大白茶13种、含量为71.744%；黔茶1号12种，含量72.480%；黔茶8号13种，含量71.682%.根据和醇基相结合的主键或母核不同，醇类芳香物质可分为脂肪族醇、芳香族醇和萜烯醇类.脂肪族醇类沸点低、易挥发，在香味特征表现为青香，最终形成茶叶的清香[13].青叶醇是茶树鲜叶中含量较多的脂肪醇类物质，具有强烈的青草香气和新茶叶气息[14]，是茶叶鲜叶清香的来源.茶树鲜叶中含有丰富的萜烯醇类物质，该类化合物具有花香或果实香，沸点较高，对茶香形成有重要作用.3个茶树品种(品系)共检测出7种萜烯醇，包括芳樟醇、香叶醇、α-松油醇、橙花醇、顺/反-氧化芳樟醇和橙花叔醇，含量分别为福鼎大白茶(69.010%)、黔茶8号(68.397%)、黔茶1号(71.510% ).7种萜烯醇含量见表1，查找文献7种萜烯醇的香味特征如下：芳樟醇既有紫丁香、铃兰与玫瑰的花香，又有木香、果香气息[15]；香叶醇具有温和、甜的玫瑰花气息[15]；α-松油醇具有木香、青香及丁香香气，稀释后有类似桃子的甜味[16]；橙花醇具有柔和的玫瑰香气；以呋喃为基础的顺式/反式氧化芳樟醇具有百合花或玉兰花香型[17]；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.黔茶8号鲜叶含0.551%橙花叔醇，可作为花香型绿茶的优质茶树品种进行进一步开发利用.

芳香族醇类化合物的香气特征是类似花香或果香.茶树鲜叶中芳香族醇类种类及含量不多，本研究仅检测到苯乙醇一种，且含量甚微.

2.1.2 酯类物质

酯类物质是茶树鲜叶中含量仅次于醇类的芳香物质，3个茶树品种(品系)中酯类物质种类及含量存在一定差异，福鼎大白茶10种，含量为15.322%；黔茶1号5种，含量为15.511%；黔茶8号6种，含量为20.673%.乙酸叶醇酯是鲜叶中百分含量最高的酯类挥发性香气物质，具强烈的青草气息[16]，是茶树鲜叶清香的重要来源，3个茶树品种(品系)间乙酸叶醇酯百分含量有较大区别，福鼎大白茶含量为11.844%，黔茶1号为5.642%，黔茶8号为16.505%.茶树鲜叶中同样存在较高含量的水杨酸甲酯，水杨酸甲酯属芳香酯类化合物，有药草的特殊气味[18]，可与乙酸叶醇酯一同构成茶树鲜叶的清香.3个茶树品种(品系)间水杨酸甲酯含量存在一定差异.黔茶1号中百分含量最高，为8.636%；福鼎大白茶为2.046%；黔茶8号为2.277%.

2.1.3 碳氢化合物

萜烯烃类、烷烃类、芳香烃类物质同属于碳氢化合物，在茶树鲜叶中组分较多、含量较为丰富，烷烃及芳香烃类物质大多数为饱和烃，一般香气微弱或几乎没有香气，对茶香贡献小，所以在香气分析时，常常将其略去[19-20]，而碳氢化合物中的另一类不饱和烃类为萜烯烃类物质，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来源碳氢化合物，具有一定的香气，对茶香形成作用较大[21].3个茶树品种(品系)间萜烯烃类物质的种类及含量存在较大差异.福鼎大白茶鲜叶2种，含量0.257%；黔茶1号6种，含量1.029%；黔茶8号11种，总百分含量为1.884%.

2.1.4 醛类物质

3个茶树品种(品系)中醛类物质种类及含量差异较大.福鼎大白茶8种，含量为10.549%；黔茶1号5种，含量为10.083%；黔茶8号6种，含量为4.387%.4-戊烯醛、青叶醛和己醛是茶树鲜叶中含量较高的低级脂肪醛类物质，4-戊烯醛含量为福鼎大白茶(2.132%)、黔茶8号(1.759%)，青叶醛含量为黔茶1号(6.444%)，己醛含量为福鼎大白茶(1.760%)、黔茶8号(1.517%)、黔茶1号(2.577%).4-戊烯醛、青叶醛和己醛均属于低级脂肪醛类物质，4-戊烯醛有着绿色嫩叶清香气味[22]，青叶醛具有清香，在稀释后有绿叶清香和水果香气[14]，己醛具青草气及苹果香味[14]，3者均有助于形成茶树鲜叶清香.壬醛、癸醛和十一醛属C9、C10、C11饱和醛，壬醛在3个茶树品种(品系)中含量差异十分明显，福鼎大白茶(5.004%)、黔茶1号(0.697%)、黔茶8号(0.672%).

2.1.5 酮类物质

表1中共有4种酮类物质，β-紫罗兰酮、茉莉酮、香叶基丙酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮.茶树鲜叶中酮类物质种类及含量不多，不予分析.

2.1.6 其他物质

二甲基硫醚、2-乙基呋喃、二苯并呋喃在茶树鲜叶中含量甚微.

2.2 萜烯指数分析

通过对福鼎大白茶、黔茶8号、黔茶1号鲜叶挥发性成分的分析检测，结合萜烯指数[23]计算公式(1)

萜烯指数(TI)=芳樟醇及其氧化物峰面积/(芳樟醇及其氧化物峰面积+香叶醇峰面积),

(1)

计算3个茶树品种(品系)地萜烯指数，结果如表2所示.

表2 3个茶树品种(品系)的萜烯指数

3 结论与讨论

芳樟醇及其氧化物、香叶醇、青叶醇、乙酸叶醇酯、水杨酸甲酯和己醛是茶树鲜叶中含量较高的挥发性香气物质，这些物质共同作用形成茶树鲜叶的清香.芳樟醇、香叶醇、4-戊烯醛、青叶醛、壬醛、乙酸叶醇酯、水杨酸甲酯等物质在3个茶树品种(品系)间含量差异较大，在以后研究中可作为关键区分因子进行茶树品种的区分鉴定.根据Takeo[24]、Owuor[25]等研究：茶叶萜烯指数是一个可靠的化学分类指标，不受加工工艺，施肥状况，产地的影响，在统一采摘标准条件下，具有品系内相对稳定和品种间有差异的特点，可作为选育茶树品种的化学分类指标.

黔茶1号萜烯指数为0.89，与道真大茶树、叙永大茶树萜烯指数类似[26]，与选自云南大叶群体，适制红茶的英红九号的萜烯指数接近[27]，黔茶1号(Camelliasinensiscv.Meitan Taicha var. Qiancha 1)是从国家级有性系茶树品种贵州本地野生茶树资源湄潭苔茶中筛选出的优良品系，说明筛选出黔茶1号的湄潭苔茶群体品种是较为原始的茶树资源，进一步说明，贵州是茶原产地的核心区域，也是最有希望找到珍稀特色茶种质资源的地区之一.