正山小种红茶挥发性成分分析

卢　艳，杜丽平，肖冬光（工业微生物教育部重点实验室，天津市工业微生物重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津300457）

正山小种红茶挥发性成分分析

卢艳，杜丽平*，肖冬光
（工业微生物教育部重点实验室，天津市工业微生物重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津300457）

采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用对不同价位的正山小种红茶的挥发性成分进行了分析。结果表明，不同价位正山小种红茶主要挥发性成分都包括醇类、醛类、碳氢类、酯类、酚类、酮类、酸类、含氮类以及杂氧类化合物，但各类化合物在不同红茶中的相对含量存在差异。红茶A（高价位）中苯乙醇（11.05%），苯甲醇（7.88%），香叶醇（5.75%），苯甲醛（5.33%），水杨酸甲酯（3.74%）和（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮（3.42%）等成分相对含量较高。红茶B（中等价位）中香叶醇（7.4%），愈创木酚（5.83%），苯酚（4.21%），2-吡咯甲醛（3.63%），萘（3.53%）和水杨酸甲酯（3.51%）等成分相对含量较高。红茶C（低价位）中香叶醇（7.98%），苯乙醇（7.32%），苯甲醛（7.13%），苯甲醇（3.33%），水杨酸甲酯（3.24%），糠醛（2.52%）等成分相对含量较高。

顶空固相微萃取，气相色谱质谱联用，正山小种红茶，挥发性成分

茶叶香气是各种挥发性成分综合作用的结果，是决定茶叶品质的关键因素之一，也是大众消费的重要导向［1］。迄今为止，已从茶叶中分离出包括醇、醛、酮、酯、酸、含氮、杂氧化合物等在内的700多种挥发性物质［2］。红茶，属于全发酵茶类，是以茶树的芽叶为原料，经过萎凋、揉捻、发酵、干燥等典型工艺过程精制而成。红茶的鼻祖在中国，世界上最早的红茶由中国福建武夷山茶区的茶农发明，名为“正山小种”，又称拉普山小种。茶叶是用松针或松柴熏制而成［3］，其肉质肥厚、内涵丰富，富含矿物元素，经冲泡后，滋味浓厚、醇和，具有花香、果香、甜香以及松烟香［4］等气味。

目前，关于武夷正山小种红茶的采摘制作、加工工艺、生态环境及成分分析的报道较多，但对不同价位正山小种红茶的挥发性成分分析的研究较少。顶空固相微萃取（headspace-solid-phase microextraction，HS-SPME）用于茶叶挥发性成分检测，具有简单、快速、灵敏度高、选择性好等优点［5-7］，已成功应用于绿茶［8-9］、乌龙茶［10-11］、红茶［12］和普洱茶［13］等香气挥发性成分分析。本实验采用HS-SPME结合气相色谱-质谱（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）对不同价位正山小种红茶的挥发性成分进行分析，为提高正山小种红茶品质及改善生产工艺奠定基础，也为指导大众消费提供依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

正山小种红茶（A、B、C分别代表高、中、低价位）购于天津世外茶苑。

7890A-5975C型气质联用仪美国Agilent公司；手动固相微萃取进样手柄、65μm PDMS/DVB固相微萃取萃取头美国Supelco公司；IT-09A5磁力搅拌器上海一恒科学仪器有限公司；FA2004电子天平上海精密科学仪器有限公司；100mL顶空萃取瓶天津市东科仪器设备有限公司。

1.2实验方法

1.2.1HS-SPME操作方法称取4g茶样和3.6g NaCl加入到100mL顶空萃取瓶，加入12mL沸蒸馏水，四氟乙烯封口，70℃水浴平衡10min，插入装有65μm PDMS/DVB萃取头的手动进样器，吸附60min后，取出萃取头插入色谱进样口中，250℃解析5min。

1.2.2色谱条件色谱柱：CP-Wax石英毛细管柱（50m×0.25mm，0.20μm）；进样口温度为250℃；载气为高纯氦气（纯度＞99.999%），流速1mL/min；升温程序：起始温度为40℃，保持3min，以3℃/min升至90℃，保持5min，以3℃/min升至160℃，保持8min，再以8℃/min升至250℃，保持1min；不分流进样。

1.2.3质谱条件电子电离离子源；离子源温度230℃；电子能量70eV；四极杆温度150℃；接口温度280℃；电子倍增器电压1280V；扫描范围m/z为40～450amu。

1.2.4数据处理采集到的质谱图与NIST 08标准谱库对照，并结合相关文献［14-17］比对，对化合物进行定性。并采用峰面积归一化法计算各化学成分的相对含量。

2　结果与分析

2.1正山小种红茶挥发性成分鉴定

不同价位的正山小种红茶茶样经HS-SPME萃取、GC-MS分析得到总离子流色谱图见图1。

图1　不同价位正山小种红茶总离子流图Fig.1　Total ion current chromatograms of different-price Lapsang Souchong black tea samples

茶样经分离，鉴定出的挥发性成分结果见表1。正山小种红茶中共分离出98种挥发性化合物，初步定性的有90种。其中包括22种碳氢类、17种醇类、14种醛类、11种酯类、7种酚类、7种酮类、7种酸类、3种含氮类以及2种杂氧类。

表1　不同价位正山小种挥发性成分鉴定表Table 1　The volatile components of different price Lapsang Souchong black tea

A中初步定性89种挥发性化合物，占色谱流出组分总量的83.67%。其中碳氢化合物22种，醇类17种，醛类13种，其他化合物37种。相对含量排在前十位的是苯乙醇（11.05%），苯甲醇（7.88%），香叶醇（5.75%），苯甲醛（5.33%），水杨酸甲酯（3.74%），（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮（3.42%），3，5-辛二烯-2-酮（2.73%），苯乙酮（2.32%），己酸（2.05%）和糠醛（1.58%）。

续表

续表

B中初步定性89种化合物，占色谱流出组分总量的74.8%。其中碳氢化合物22种，醇类17种，醛类14种，其他化合物36种。相对含量排在前十位的是香叶醇（7.4%），愈创木酚（5.83%），苯酚（4.21%），2-吡咯甲醛（3.63%），萘（3.53%），水杨酸甲酯（3.51%），苯甲醇（3.3%），苯甲醛（2.34%），苯乙醇（2.04%）和5-甲基呋喃醛（1.94%）。

C中初步定性87种化合物，占色谱流出组分总量的80.72%。其中碳氢化合物22种，醇类17种，醛类14种，其他化合物34种。相对含量排在前十位的是香叶醇（7.98%），苯乙醇（7.32%），苯甲醛（7.13%），苯甲醇（3.33%），水杨酸甲酯（3.24%），糠醛（2.52%），己酸（2.2%），芳樟醇氧化物（呋喃型）（2.01%），（E，E）-2，4-庚二烯醛（1.99%），β-紫罗酮（1.89%）和（E，E）-3，5-辛二烯-2-酮（1.75%）。

2.2正山小种红茶挥发性成分的比较

经分析比较（图2），不同价位正山小种红茶的挥发性香气化合物种类基本一致，但各类化合物相对含量差异较大。

图2　不同价位正山小种挥发性组分对比图Fig.2　Comparison of volatile constituents of different price Lapsang Souchong black tea samples

醇类化合物的香气特征以花果香为主，在正山小种中占有较大的比重，是决定其香气特征的主要化合物种类之一。醇类化合物在A中相对含量最高（31.3%），B中含量最低（17.74%）。A、B、C三种红茶中含量最高的均为香叶醇、苯甲醇和苯乙醇，它们与雪松醇、芳樟醇氧化物和芳樟醇等构成了正山小种红茶醇类物质的主体。其中，芳樟醇氧化物（呋喃型）、香叶醇、α-松油醇和顺-1-戊烯-2-醇的相对含量在A中含量最低，并随着价位降低有上升的趋势。而苯甲醇、苯乙醇、雪松醇、糠醇和反式-橙花叔醇则在高价位A中含量最高。

醛类化合物主要有新鲜的绿叶和青草香味，是茶叶具有清香气息的主要物质种类之一。红茶A中醛类化合物相对含量最低（13.49%），C中最高（20.32%）。A和C中含量排在前三的均为苯甲醛、糠醛和（E，E）-2，4-庚二烯醛，B中则以2-吡咯甲醛，苯甲醛和5-甲基呋喃醛为主，A中未检测到4-（1-甲基乙基）-苯甲醛。从表1可以看出，糠醛、苯乙醛和正己醛的相对含量随着茶叶价位的降低而上升。香叶醛、反式-2-己烯醛、（E，E）-2，4-己二烯醛等均在C中含量最高，2-吡咯甲醛则在B中含量最高（3.63%），明显高于其他两个茶样。

A、B、C中均检测到22种碳氢类化合物，由图2可知，该类物质在B中含量最高，为12.08%，其中，β-蒎烯、β-月桂烯和1，4-十一烷二烯等萜烯类化合物均在低价位C中含量最高。1-十五烯、雪松烯和异丁子香烯则在A中含量最高，B中含量最低。而萘、1-甲基萘、苊和3，4-二乙基联二苯在B中含量分别为3.53%、1.35%、1.62%和1.16%，明显高于其他两个茶样。

酯类化合物在A相对含量最高（9.13%），并随着价位降低有下降的趋势，其中，水杨酸甲酯、2，5-十八碳二炔酸甲酯、十五酸甲酯、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯等均在A中含量最高，并随着价位降低呈现下降的趋势。二氢猕猴桃内酯、乙酸香叶酯和己酸-2-苯乙酯的含量则呈相反的趋势，在C中含量最高。水杨酸甲酯在A、B、C中含量均为最高，乙酸苯甲酯和棕榈酸乙酯在A、B、C中含量差异不大。

其他化合物中，除了2，6-二叔丁基对甲苯酚和5-戊基-1，3-苯二酚外，其他酚类物质均在B中含量最高，尤其是愈创木酚（5.83%）和苯酚（4.21%），明显高于A和C，而愈创木酚和苯酚是松木通过燃烧或加热而产生的热解成分［3］，表现出极重的烟熏味，这可能是由于采用松木品种或熏制工艺不同造成的。而酸类和酮类化合物总相对含量在A和C中明显大于B。

根据Owuor等［18］通过比较研究世界主要产茶国的红茶香气组分发现，正己醛、正戊醇、1-戊烯-2-醇，顺式-3-己烯醛等化合物，对红茶香气特征很重要，但浓度过高会产生不良香气，并将这类物质作为第一组成分，而香叶醇、水杨酸甲酯、芳樟醇及其氧化物等化合物能给红茶带来花香，将这类物质作为第二组成分，其比值称为香气指数（FI）可反映茶叶的香气，一般情况下FI值高，香型也较好。由表1可得，不同价位茶样A、B、C的FI值分别为9.51、9.49、6.92，可以看出，价格与FI值呈正相关。

3　结论

本文采用HS-SPME-GC-MS对不同价位正山小种红茶的挥发性成分进行了分析，A、B、C红茶中分别鉴定出挥发性成分89、89、87种，其主要以醇类、醛类、碳氢类、酯类为主，而酸类、含氮和杂氧类化合物含量较低。通过对比发现，不同价位正山小种挥发性成分中各组分含量存在较大差异，且随着价位的变化均呈现出规律性改变，其香气指数与价位呈正相关，说明正山小种红茶品质与挥发性成分的组成和含量有较大的相关性。

茶叶的香气与茶树品种、自然环境、栽培条件和加工工艺等多种因素有关［19］，本文对不同价位正山小种挥发性成分进行了初步的了解和研究，但关于各挥发性化合物对红茶香气品质的影响和贡献程度，还有待于进一步深入研究，为制定红茶标准、推动产业发展和规范市场提供依据。

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Analysis of volatile components of Lapsang Souchong black tea

LU Yan，DU Li-ping*，XIAO Dong-guang
（Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology，Ministry of Education，Tianjin Key Laboratory of Industrial Microbiology，College of Biotechnology，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China）

The volatile components in different price Lapsang Souchong black tea（A，B and C）were analyzed using headspace-solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry（HS-SPME-GCMS）.The results showed that the volatile compositions of the entire different price Lapsang Souchong black tea include alcohols，aldehydes，hydrocarbons，esters，phenolic compounds，ketones，nitrogenous compounds and heterocyclic oxygen compounds.But the relative amounts of the compounds varied a lot in different tea.In the Lapsang Souchong black tea A（high price），the contents of phenylethyl alcohol（11.05%），benzyl alcohol（7.88%），geraniol（5.75%），benzaldehyde（5.33%），methyl salicylate（3.74%）and（E，E）-3，5-Octadien-2-one（3.42%）were higher.While in the black tea B（the medium price），the relative amounts of geraniol（7.4%），creosol（5.83%），phenol（4.21%），1H-Pyrrole-2-carboxaldehy（3.63%），naphthalene（3.53%）and methyl salicylate（3.51%）were higher.And then in the black tea C（low price），the relative amounts of geraniol（7.98%），phenylethyl alcohol（7.32%），benzaldehyde（7.13%），benzyl alcohol（3.33%），methyl salicylate（3.24%）and furaldehyde（2.52%）were higher.

headspace-solid-phase microextraction（HS-SPME）；gas chromatograph-mass spectrometer（GC-MS）；Lapsang Souchong black tea；volatile components

TS207.3

A

1002-0306（2015）02-0057-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.02.003

2014－05－08

卢艳（1989-），女，硕士研究生，研究方向：发酵工程与分离工程。

杜丽平（1967-），女，博士研究生，副教授，研究方向：发酵工程与分离工程。

教育部“长江学者和创新团队发展计划”（IRT1166）。