SPME-GC-MS测定4种云南茶的香气成分

伍 岗，夏 锐，张艳梅，梁家彬，李 梅，浦绍柳*

(1.云南省农业科学院茶叶研究所，云南 勐海 666201；2.勐海县云茶科技有限责任公司，云南 勐海 666201)



SPME-GC-MS测定4种云南茶的香气成分

伍 岗1,2，夏 锐1,2，张艳梅1,2，梁家彬1，李 梅1，浦绍柳1,2*

(1.云南省农业科学院茶叶研究所，云南 勐海 666201；2.勐海县云茶科技有限责任公司，云南 勐海 666201)

利用固相微萃取法(SPME)和GC-MS联用技术检测烘青茶、乌龙茶和沉香茶中的香气成分。红河乌龙茶中共鉴定出8种香气成分，含量最高的是环己烷-1,2 -乙烯基-1,1 -二甲基-3 -亚甲基、1,5,7 -Octatrien-3 -醇-1,3,7 -二甲和芳樟醇；三宁烘青茶中共鉴定出15种香气成分，含量最高的是芳樟醇、β-环柠檬醛和柠檬烯；从蒸汽杀青的沉香茶中检测到16种香气成分，含量最高的是6,10-二甲基-5,9-十一双烯-2-酮、β-紫罗酮和β-环柠檬醛。从乌龙茶加工工艺生产的沉香茶中检测到21种香气成分，含量最高的分别是壬醛、6,10-二甲基-5,9-十一双烯-2-酮和β-环柠檬醛。说明SPME-GC/MS是一种快速检测茶叶香气的方法，而且加工方法不同对沉香茶的香气成分有显著影响。

固相微萃取；沉香茶；香气；GC/MS

固相微萃取(solid phase micrextraction, SPME)是20世纪80年代末出现的绿色环保型样品分析前处理技术，在环境分析、药物分析、食品分析等领域有着广泛的应用。SPME具有敏感、快速、操作简便、样品用量少、不使用有机溶剂等特点，且富集的目标物能在气相色谱(gas chromatograph,GC)、气-质联用(gas chromatography-mass spectroscopy,GC-MS)、高效液相色谱(High performance liquid chromatography,HPLC)、液-质联用(liquid chromatography-mass spectroscopy, LC-MS)等现代分析仪器上直接分析，从而实现复杂样品检测的高通量、自动化[1-4]。SPME与GC-MS联用是检测茶叶香气成分非常有效的一种方法，已经有很多应用[5-8]。

本试验采用SPME-GC/MS联用技术对4种茶的香气成分进行了测定，4种茶样分别是红河地区所产的红河乌龙茶、临沧凤庆所产的三宁烘青绿茶、沉香乌龙茶和蒸青沉香茶，分别对比并分析了红河乌龙茶和三宁烘青绿茶的香气成分，以及沉香乌龙茶和蒸青沉香茶的香气成分。

沉香来源于瑞香科植物沉香和白木香含树脂的木材，是一种名贵的药材和天然香料[9-10]，产量极少，十分珍贵，具有很高的收藏价值。沉香木植物树心部位当受到外伤或真菌感染刺激后，会大量分泌带有浓郁香味的树脂。沉香木具有强烈的抗菌效能、香气入脾、清神理气、补五脏、止咳化痰、暖胃温脾、通气定痛、能入药，是上等药材极品[11-13]。沉香树因病变开始结香后，需要经历漫长的生长期(几年甚至上百年)才能形成沉香，在漫长的生长周期中基本不会产生经济效益。如果将沉香叶加工成茶则可在漫长生长周期中产生一定的经济效益。本研究测定2种不同加工方法生产的沉香茶的香气成分并进行比较和分析，以寻求更好的沉香茶加工方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

4种茶样分别是红河地区所产的红河乌龙茶、临沧凤庆所产的三宁烘青绿茶、沉香乌龙茶和蒸青沉香茶。其加工工艺分别为：红河乌龙茶：鲜叶→萎凋→做青→杀青→揉捻→烘干;三宁烘青绿茶：鲜叶→摊青→杀青→揉捻→烘干;沉香乌龙茶：鲜叶→萎凋→做青→杀青→揉捻→烘干;蒸青沉香茶：鲜叶→杀青→揉捻→烘干。

1.2 试验方法

仪器为美国Agilent 7890/5975型气质联用仪，Agilent色谱工作站；NIST 05 谱库。取茶叶样品1 g，剪碎，装入15 mL容积的顶空瓶中，加入80 ℃热水浸泡，80 ℃水浴30 min，插入SPME开始吸附(SPME预先在240 ℃下老化15 min)，吸附15 min后，拔出SPME，到GC-MS仪器上进样，解吸附15 min。

色谱条件为HP-5MS 石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；进样口温度：230 ℃；柱箱程序升温：初温40 ℃，保持2 min，以4 ℃/min 升至250 ℃，保持10 min；载气为高纯氦气(99.999 %，昆明梅赛尔气体有限公司)，流量：1.0 mL/min。质谱条件为EI 离子源，电子能量70 eV，扫描范围50～550 amu，四极杆温度150 ℃，离子源温度230 ℃，接口温度280 ℃，EM 电压1400 V，溶剂延迟1 min。面积归一化法计算各成分相对含量。

利用NIST98.L谱库对得到的质谱图进行串连检索和人工解析。查对有关质谱资料，对基峰、质核比和相对峰度等方面进行分析，分别对各峰加以确认。以各香气组分的峰面积占总峰面积之比值表示组分相对含量。

2 结果与分析

根据SPME-GC/MS的测定结果，2种茶叶中分离鉴定出多种香气成分(表1)，其中红河乌龙茶8种香气成分，三宁烘青茶15种香气成分。红河乌龙茶的香气成分主要是烯醇类、酮类、烷烃类、醛类，其含量比例分别为11.38 %、3.10 %、21.09 %、2.69 %。三宁烘青茶的香气成分的主要是烷烃类、单萜类、醇类、醛类化合物，其含量比例分别是6.71 %、14.91 %、32.44 %、18.26 %。其中芳樟醇、β-环柠檬醛、β-紫罗兰酮是红河乌龙茶和三宁烘青茶都含有的香气成分，且其成分占很大比例，是红河乌龙茶和三宁烘青茶的主要香气成分，对其特征风味成分具有重要的作用。

从表1可知，萜烯醇类化合物对茶叶香气的形成有重要作用，芳樟醇具有清淡爽快的花香，香叶醇具有温和的花香，且这2种物质互为异构体，芳樟醇在催化作用下会异构化生成香叶醇。芳樟醇(Linalool)又名沉香醇、芫荽醇、伽罗木醇、里那醇等，学名为3,7-二甲基-1,6辛二烯-3-醇，分子式为C10H18O，分子量为154.24，属于链状萜烯醇类，有α-和β-2种异构体[14]。绿茶香气鲜、灵、清锐，具有标志性的嫩香和清香主要是由于含有芳樟醇，三宁烘青茶中的芳樟醇含量远比红河乌龙茶要高，因此三宁烘青茶的嫩香和清香更加明显。芳樟醇左旋、右旋2种光异构体具有浓青带甜的木青气息，似玫瑰木香气，既有紫丁香、铃兰香与玫瑰的花香，又有木香、果香气息。其中，左旋偏甜润，右旋偏清青，总体香气柔和，轻扬透发，不甚持久。

虽然芳樟醇在红河乌龙茶中的比例不是很大，但对其构成香气同样有着十分重要的作用，乌龙茶特有的清香，也是芳樟醇的作用。

紫罗兰酮(Ionone)是一种萜类物质，根据双键位置不同有3种异构体。紫罗兰酮属于玫瑰酮，存在于包括玫瑰精油的多种花精油中。从表1可知，紫罗兰酮的含量在红河乌龙茶和三宁烘青茶中分别为3.10 %和5.25 %，都不是很高，但它是一种十分重要香气物质，空气中微量的紫罗兰酮就可以被人嗅到。β-环柠檬醛具有果香、红浆果样和花香香气，香气稍类似紫兰酮和鸢尾，并带有樟脑、清凉和木香，稍有油腻气息[15-16]。从表1可以看出，三宁烘青茶中的β-环柠檬醛的含量是18.26 %，是红河乌龙茶中β-环柠檬醛含量的6.8倍，这正是三宁烘青茶具有强烈果香且香气提神醒脑的原因。而红河乌龙茶香气较为柔和，其原因也正是β-环柠檬醛的含量远低于三宁烘青茶所致。

表1 红河乌龙茶和三宁烘青茶香气成分分析

表2 沉香乌龙茶和蒸青沉香茶香气成分分析

续表2 Continued table 2

保留时间(min)Retentiontime主要成份Mainingredients相对含量百分比(%)Relativecontentpercentage沉香乌龙茶Aquilariaagallochaoolongtea蒸青沉香茶Aquilariaagallochasteamedgreentea22．131⁃(2⁃呋喃基甲基)⁃1H⁃吡咯(1H⁃Pyrrole，1⁃(2⁃furanylmethyl)⁃)-0．7622．54十一醛(Undecanal)0．33-22．772，3⁃二氢⁃2，2，6⁃三甲基苯甲醛(1，3⁃Cyclohexadiene⁃1⁃carboxaldehyde，2，6，6⁃trimethyl⁃)-0．8123．52β⁃环柠檬醛(1⁃Cyclohexene⁃1⁃carboxaldehyde，2，6，6⁃trimethyl⁃)1．482．6624．092⁃十一烯醛(2⁃Undecenal)2．58-25．13六氢假紫罗酮(2⁃Undecanone，6，10⁃dimethyl⁃)0．67-25．63(1S，2R，5S)⁃2，6，6，8⁃四甲基三环[5．3．1．01．5]十一碳⁃8⁃烯(1H⁃3a，7⁃Methanoazulene，2，3，4，7，8，8a⁃hexahydro⁃3，6，8，8⁃tetramethyl⁃，[3R⁃(3à，3aá，7á，8aà)]⁃)0．26-28．161，1，6⁃三甲基⁃1，2⁃二氢萘(Naphthalene，1，2⁃dihydro⁃1，1，6⁃trimethyl⁃)-1．5030．37柏木脑(Cedrol)0．38-30．50alpha⁃紫罗酮(3⁃Buten⁃2⁃one，4⁃(2，6，6⁃trimethyl⁃2⁃cyclohexen⁃1⁃yl)⁃，(E)⁃)3．795．4430．654⁃(2，6，6⁃三甲基环己⁃1，3⁃二烯基)丁⁃3⁃烯⁃2⁃酮(4⁃(2，6，6⁃Trimethylcyclohexa⁃1，3⁃dienyl)but⁃3⁃en⁃2⁃one)-3．3831．186，10⁃二甲基⁃5，9⁃十一双烯⁃2⁃酮(5，9⁃Undecadien⁃2⁃one，6，10⁃dimethyl⁃)5．7012．1132．34β⁃紫罗酮(3⁃Buten⁃2⁃one，4⁃(2，6，6⁃trimethyl⁃1⁃cyclohexen⁃1⁃yl)⁃，(E)⁃)3．638．0934．62橙花叔醇(1，6，10⁃Dodecatrien⁃3⁃ol，3，7，11⁃trimethyl⁃)-3．6235．21巨豆三烯酮(Megastigmatrienone)-3．3735．29植酮(2⁃Pentadecanone，6，10，14⁃trimethyl⁃)0．47-35．53正十六烷(Hexadecane)1．391．9238．36正十七烷(Heptadecane)-1．5838．52姥鲛烷(Pentadecane，2，6，10，14⁃tetramethyl⁃)-1．8341．05正十九烷(Nonadecane)-1．0741．31e十二烷，2，6，10⁃三甲基(DDodecane，2，6，10⁃trimethyl⁃)0．291．42

从表2可以看出，蒸青沉香茶共有16种香气成分，其特有的成分是橙花叔醇、巨豆三烯酮、4 -(2,6,6 -三甲基环己-1,3 -二烯基)丁-3 -烯-2 -酮、姥鲛烷、正十七烷、1,1,6-三甲基-1,2-二氢萘、正十九烷、2,3-二氢-2,2,6-三甲基苯甲醛、1-(2-呋喃基甲基)-1H-吡咯等9种。而沉香乌龙茶共有21种香气成分，其特有成分是反式-2-癸烯醛、甲氧基苯基肟、2-十一烯醛、癸醛、甲基庚烯酮、2-正戊基呋喃、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E)-柠檬醛、六氢假紫罗酮、(Z)-3-7-二甲基-2,6-辛二烯醛、植酮、柏木脑、十一醛、(1S,2R,5S)-2,6,6,8-四甲基三环[5.3.1.01.5]十一碳-8-烯等14种。两者共有的物质是壬醛、β-环柠檬醛、α-紫罗酮、6,10-二甲基-5,9-十一双烯-2-酮、β-紫罗酮、正十六烷、e十二烷，2,6,10 -三甲基。通过对比可以看出，蒸汽杀青处理的沉香茶所保留的香气物质含量较低，这是由于原料在蒸汽杀青的过程中，蒸汽温度为200～300 ℃，杀青时间为20 s[17]，在高温长时间的条件下，茶叶的一些香气成分会被分解破坏。

3 讨 论

试验检测到红河乌龙茶共有8种香气成分，三宁烘青茶共有15种香气成分，蒸青沉香茶共有16种香气成分，沉香乌龙茶共有21种香气成分。香气成分种类最多的是沉香乌龙茶，与蒸青沉香茶相比多了5种香气成分，与红河乌龙茶相比多了13种香气成分。沉香茶在蒸汽杀青的过程中由于蒸汽的高温使得香气成分受到破坏，为了保留沉香茶更多的香气成分，提升沉香茶的口感香气，沉香茶采用乌龙茶加工工艺能够更好的保留沉香叶原有的香气成分。

对于茶叶中香气物质的研究，前人曾做过同时蒸馏萃取法(SDE法)的研究。但由于该方法的整个香气提取过程保持在密闭系统内反复进行，茶样经历较长的高温作用，某些物质发生变化，使提取得到的香精油香气失真。本试验采用固相微萃取技术，直接吸附测定茶叶挥发性物质，分析结果能客观反映茶叶原有的香气特征，且操作简单、针对性较强，研究结果应更为接近实际。但是，该方法也存在一定的局限性，如吸附质的成本高，吸附检测到的茶叶香气成分不多，痕量样品富集倍数不够高等，这些还有待于在今后的工作中进一步研究改进。

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(责任编辑 王家银)

Analysis of Aromatic Components in Four Kinds of Yunnan Tea by SPME-GC/MS

WU Gang1,2, XIA Rui1,2, ZHANG Yan-mei1,2, LIANG Jia-bin1, LI Mei1, PU Shao-liu1,2*

(1.Tea Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Science, Yunnan Menghai 666201, China; 2.Yuntea Science and Technology of Menghai Co.,LTD, Yunnan Menghai 666201, China)

The aromatic components of four kinds of Yunnan green tea were detected by solid-phase microextraction (SPME) and gas chromatography-mass spectroscopy (GC-MS). Eight kinds of aromatic components were identified in Honghe oolong tea, and the highest content of the three were cyclohexane -1,2 -vinyl -1, 1 -dimethyl -3 -methylene, 1, 5, 7 -Octatrien -3 -alcohol -1,3,7 -dimethyl and linalool. Fifteen kinds of aromatic components were identified in Sanning baked tea, and the highest content of the three werelinalool, β-ring citral,limonene. Sixteen kinds of aromatic components were identified in Aquilaria agallocha steamed green tea, and the highest content of the three were 6,10-dimethyl-5,9-eleven dienes-2-ketone,β-ionone and β-ring citral. Twenty-one kinds of aromatic components were identified in Aquilaria agallocha oolong tea, and the highest content of the three were nonyl aldehyde, 6,10-dimethyl-5,9-eleven dienes-2-ketone and β-ring citral.SPME-GC-MS is a method for rapid detection of tea aroma, and different processing methods have significant influence on aromatic components of Aloeswood tea.

Solid-phase microextraction; Aloeswood tea; Aromatic components; Gas chromatography-mass spectroscopy

1001-4829(2016)08-1993-05

10.16213/j.cnki.scjas.2016.08.044

2015-08-17

云南现代农业庄园项目(2015-259)

伍 岗(1985-)，男，助理研究员，E-mail:404650485@qq.com,*为通讯作者，浦绍柳(1974-)，男，副研究员，E-mail:pslg0011357@126.com。

S571.1

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