SPME-GC/MS 联用分析六堡茶茶花香气成分

吴颖瑞， 龙启发， 蒋小华， 高丽梅， 龚庆芳， 苏孔武， 岑 铭

( 1. 广西植物功能物质研究与利用重点实验室， 广西壮族自治区中国科学院 广西植物研究所, 广西 桂林 541006； 2. 广西桂林茶叶科学研究所， 广西 桂林 541002； 3. 广西壮族自治区梧州市苍梧县林业局， 广西 梧州543100 )



SPME-GC/MS 联用分析六堡茶茶花香气成分

吴颖瑞1*， 龙启发2， 蒋小华1， 高丽梅1， 龚庆芳1， 苏孔武2， 岑 铭3

( 1. 广西植物功能物质研究与利用重点实验室， 广西壮族自治区中国科学院 广西植物研究所, 广西 桂林 541006； 2. 广西桂林茶叶科学研究所， 广西 桂林 541002； 3. 广西壮族自治区梧州市苍梧县林业局， 广西 梧州543100 )

该研究采用顶空固相微萃取—气相色谱/质谱联用技术，对六堡本地三种茶树花的香气成分进行了分析。结果表明：大叶种茶树花中共鉴定出香气成分37种，主要为苯乙酮、4-甲基-1,5-庚二烯、苯甲酸甲酯、愈创木二烯、顺式芳樟醇氧化物、雪松烯、水杨酸甲酯、D-杜松烯、1-氨基-环戊醇、除虫菊酮，占总相对含量的89.48%；中叶种共鉴定出32种成分，主要为苯乙酮、紫苏烯、顺式-3-蒈烯、顺式α-榄香烯、苯甲酸乙酯、塞瑟尔烯、α-蒎烯、新丁香三环烯、衣兰烯、顺式芳樟醇氧化物，占总相对含量的83.88%；小叶种的茶树花中共鉴定出45种香气成分，主要为苯乙酮、紫苏烯、罗勒烯、顺式α-榄香烯、2-异丙基-5-甲基-9-亚甲基-二环[4.4.0]癸-1-烯、荜澄茄油烯醇、α-菖蒲二烯、α-红没药烯、衣兰烯、苯甲酸乙酯、白菖油萜和α-杜松烯，占总相对含量的82.34%。苯乙酮为三种茶树花共有的主要成分，分别占总相对含量的60.70%、42.46%和39.91%，这成分与其他成分一起构成了3个品种明显不同的茶树花花香。该研究结果为六堡茶树花的深加工提供了依据。

顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术，茶树花， 香气成分， 六堡

六堡茶因其原产于广西梧州苍梧市县六堡镇而得名，是以地理名称命名的历史名茶，与湖南茯砖茶、云南普洱茶，同属发酵黑茶，其产制工艺历史达1 500 多年，曾经是广西大宗的出口商品。六堡茶独特的内在品质与六堡独特的气候、生态地理环境、人文历史文化以及特殊的生产加工工艺密切相关。六堡原料茶，种植面积广，但关于六堡茶原料的研究，多关注芽叶，茶树花被当“废物”丢弃。六堡本地茶树花的花期长，花香浓郁、清新独特，产花量大，具有很高的营养价值和经济价值，但对六堡茶树花的研究较少，影响了六堡茶茶树花的开发和利用。

茶树花的成分不仅与鲜叶相似，而且除含有咖啡因与儿茶素等活性物质外，还富含蛋白质、类黄酮、茶多糖、维生素B2和茶皂素等多种有益成分(Yang et al，2007；Lin et al, 2003)，具有降糖、减肥、降血脂(王娟等，2014；凌泽杰等， 2011)、免疫调节和抗肿瘤的作用(韩铨等，2015)。茶树花香油可调配各种香精香料，经加工成的花茶，兼有鲜花和茶叶的香气。本研究采用顶空固相微萃取法(head space solid phase micro-extraction，HS-SPME)和GC-MS技术相结合，研究了广西苍梧六堡的3个本地茶树鲜花的香气成分，以期为开发与利用广西六堡茶茶花资源提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

气相色谱- 质谱-计算机联用仪7890A/5975C (Agilent公司，美国)，手动SPME进样器，PDMS/DVB 萃取头(65 μm，Supelco公司，美国)，HP-5MS 弹性石英毛细管柱(30 m × 0.25 mm × 0.25 μm，Agilent公司，美国)。

1.2 实验材料

茶树花采自梧州市苍梧县六堡镇，采摘制备六堡黑茶使用的大叶种、中叶种和小叶种茶树初展开的新鲜花朵。样品采集后，加冰袋保存运输，样品由广西桂林茶叶科学研究所苏孔武研究员鉴定为茶树(Camelliasinensis)六堡本地种中的大叶种、中叶种和小叶种茶树的花。本研究关于六堡茶3个品种的特征，主要根据当地茶园的群体种茶树形态特征的差别进行区分。(1)叶片：主叶脉长度，大叶种为(10.76 ± 1.44)cm，中叶种(7.21 ± 0.69)cm，小叶种(4.76 ± 0.81)cm。(2)树形：大叶种为小乔木或半乔木，主干明显，树势直立，叶姿呈水平或半上斜着生，叶面平展稍内折，锯齿粗；中叶种为半乔木或灌木，树形开张，叶片呈半上斜着生，叶面稍内卷，叶片稍钝，锯齿浅、细；小叶种为灌木，开张或半开张，叶片呈上斜着生，叶面内卷，叶片狭长锯齿细密。

1.3 实验条件

1.3.1 顶空固相微萃取法 (HS-SPME) 提取香气成分 称取80 g茶花，放入自制的100 mL顶空瓶中，顶部预留约2 cm的空间，加盖密封，在80 ℃水浴中平衡0.5 h后，插入PDMS/DVB 萃取头(使用前先老化 1 h)顶空萃取1.5 h，随即插入色谱仪进样口中，于250 ℃解吸附5 min，进行GC-MS 检测分。

1.3.2 GC-MS 分析 GC 条件： HP-5MS 弹性石英毛细管柱进样口温度为250 ℃、ECD 检测器温度为 250 ℃；载气为纯度>99.999%氦气，流速 1 mL·min-1；大叶中和中叶种起始柱温40 ℃，先保持 5 min，然后以5 ℃·min-1升至115 ℃，再以3 ℃·min-1升至 130 ℃，保持5 min，再以10 ℃·min-1升至230 ℃，保持20 min；小叶种先起始柱温50 ℃，然后以4 ℃·min-1升至180 ℃，再以10 ℃·min-1升至200 ℃，进样不分流。

MS 条件： EI离子源，离子源温度 230 ℃，电子能量 70 eV，发射电流 34.6 μA，四极杆温度 150 ℃，转接口温度 280 ℃，电子倍增器电压 350 V，质量扫描范围为 35～400 amu。

1.3.3 香气组成定性和定量方法 香气经GC-MS分析各组分质谱数据利用NIST2012库检索定性，峰面积利用归一化法定量。

2 结果与分析

利用HS-SPME/GC-MS方法，通过吸附和解析技术，富集茶树花的挥发性成分，通过分析GC-MS总离子流图，对照标准图谱库，用峰面积归一化方法计算3个六堡本地种茶树花香气的主要化学成分和组成(表1)。表1结果表明，六堡本地3个品种的茶花中主要检出了烯类、酮类、醇和酯类成分。

从表1可以看出，大叶种茶树花中共鉴定出香气成分37种，烯烃19个，占52%，主要成分为苯乙酮、4-甲基-1,5-庚二烯，苯甲酸甲酯、愈创木二烯、顺式芳樟醇氧化物、雪松烯、水杨酸甲酯、D-杜松烯、1-氨基-环戊醇、除虫菊酮，相对含量分别为60.70%、12.68%、4.41%、2.,2%、2.51%、1.55%、1.54%、1.44%、1.16%和0.97%，占总相对含量的89.48%。

从表1还可以看出，中叶种茶树花中共鉴定出32种成分，烯烃类检出21个，占检出成分的68%，主要成分为苯乙酮、紫苏烯、顺式-3-蒈烯、顺式α-榄香烯、苯甲酸乙酯、塞瑟尔烯、α-蒎烯、新丁香三环烯、衣兰烯、顺式芳樟醇氧化物，相对含量分别为42.66%、9.42%、8.67%、6.61%、4.22%、3.25%、3.18%、2.09%、1.90%、1.84%。

小叶种茶树花中共鉴定出45种香气成分，烯烃类成分占检出成分的64%，主要成分为苯乙酮、紫苏烯、罗勒烯、顺式α-榄香烯、2-异丙基-5-甲基-9-亚甲基-二环[4.4.0]癸-1-烯，荜澄茄油烯醇、α-菖蒲二烯、α-红没药烯、衣兰烯、苯甲酸乙酯、白菖油萜和α-杜松烯，相对含量分别为39.91%、12.17%、12.16%、5.60%、3.02%、2.80%、1.80%、1.77%、1.62%、1.48%，占总相对含量的82.34%(表1)。

一般而言，不同地域的茶树花精油含量和各种香气成分的含量有明显差异，但主体香型不因品种而改变，相对茶叶具有更稳定的遗传特性。六堡本地种的3个品种茶树花主要分为脂类、烯类、酮类和醇类，其中大叶种中醇类52.78%、烯烃11.11%、酮类11.11%、酯类8.33%；中叶种中醇类9.68%、烯烃67.74%、酮类9.68%、酯类6.45%；小叶种中醇类11.11%、烯烃64.44%、酮类8.89%、酯类6.67%。苯乙酮、反式菊醛、喜马偕-2,4-二烯、荜澄茄油烯醇、D-大根香叶烯、苦香树二烯、顺式α-榄香烯、雪松烯、D-杜松烯、反式马兜铃烯为3个品种的共有成分，其中苯乙酮含量较高，相对含量分别为60.70%、42%和39%(表1)。而苯乙酮、芳樟醇氧化物、烯烃和酯类等是茶叶与茶树花共有的呈香物质，茶树花香气主要以芳香酮类、芳香醇类、萜烯醇类和脂肪醇类为主，苯乙酮和苯乙醇的含量在50%以上(王丽丽，2008)。3个品种茶树花的香气成分种类与茶叶、茶树花香气种类基本一致(Choi et al,2009；王丽丽,2008；窦宏亮等，2007；苗爱清，2010)。茶树花精油中主要芳香物质以酚类为主，酸类次之，这可能与所采取的研究方法有关。与游小清等(1990)和王丽丽(2008)的研究结果比较，本研究六堡本地3个茶花品种未检出苯乙醇和橙花酮，是否与茶树花产地的地理、气候等因素有关，还有待于进一步研究。

3 讨论与结论

六堡茶的茶树花挥发性成分具有很明显的地方特征。茶树花样品中部分挥发性物质不仅相对含量高、香气阈值低，而且还具有独特的香型，对茶树花香气有明显的贡献。如苯乙酮具有强烈的山楂香味和甜香，芳樟醇具有铃兰香味，反式芳樟醇氧化物具有强烈的甜香、木香和花香，2-庚醇具有柠檬香味和清香，苯甲酸甲酯具有浓郁的冬青油和尤南迦油香气(傅丽亚等,2015)，但本研究六堡的茶树花中未检测出苯乙醇和橙花酮，这是与其他地域茶花区别较大的地方，但苯乙酮含量较高，芳樟醇氧化物、烯烃和酯类等相对含量各不相同，次要成分和微量成分种类与相对含量差异较明显。根据茶树花成分的特点，运用CO2超临界萃取等技术提取的精油，可以较为完整地保留六堡茶树花的香味物质，可开发成具有不同香型的天然香水、香精。

六堡茶的茶树花与其他品种不同地域茶树花的内在品质具有明显特征，虽然不同品种茶树花的化学成分与茶叶基本相同，但不同地域的茶树花成分的差异，对茶树花的品质的影响较大。以广西区内的茶树福云6号、金萱、金观音、六堡茶、凌云白毛茶、桂平西山茶等20个品种做成的干茶花， 开汤评定后发现，以六堡茶(原产于广西梧州市苍梧县六堡乡的地方群体种茶树)茶树花加工成的干花，品质最好，感观评分最高，具有花蜜香浓，愉悦，滋味甜醇的品质特点(谭少波等，2014)。茶花不同的香气成分含量的差异表现出各自独特的花香与活性，如水杨酸甲酯味甜而辣，具有清除自由基的活性(马建华，2006)，苯乙酮类的化合物具有调节血脂的作用(于振鹏等，2013)，茶树花的萃取物具有的降血脂及抗氧化活性(王娟等，2014)。六堡本地的3个品种茶树花香气差异明显，利用这些特点可以加工成不同香型的茶树花干花产品、茶树花花粉，也可以利用茶叶和茶树鲜花进行拼和、窨制，使茶叶吸收花香而制成的不同香型红茶或绿茶，或通过加工，利用茶树花的萃取物制成保健品。

表 1 六堡茶茶树花化学成分GC-MS结果

Table 1 Aroma components from flower buds of Liubao tea plant

化合物Compound分子式Molecularformula相对含量Relativecontent(%)大叶种Dayezhong中叶种Zhongyezhong小叶种Xiaoyezhong反式⁃7，8⁃二脱氢⁃3⁃甲氧基⁃17⁃甲基⁃6⁃亚甲基吗啡喃(⁃)⁃7，8⁃didehydro⁃3⁃methoxy⁃17⁃methyl⁃6⁃methylene⁃MorphinanC19H23NO0．271——3⁃羟基⁃4，5⁃(R)⁃二甲基⁃2(5H)⁃呋喃酮3⁃Hydroxy⁃4，5(R)⁃dimethyl⁃2(5H)⁃furanoneC6H8O3——0．033β⁃反式罗勒烯β⁃trans⁃OcimeneC10H160．214—0．0871⁃氨基⁃环戊醇1⁃amino⁃CyclopentanemethanolC6H13NO1．629——月桂烯MyrceneC10H16——0．1358⁃亚甲基⁃二环[5．1．0]辛烷8⁃methylene⁃Bicyclo[5．1．0]octaneC9H14——0．209β⁃松油醇β⁃TerpineneC10H16——0．233水杨酸甲酯MethylsalicylateC8H8O3——0．404苯乙酮AcetophenoneC8H8O60．69646．66239．906(苄氧基)⁃肟⁃环己酮4⁃(benzoyloxy)⁃，oxime4⁃CyclohexanoneC13H15NO3——1．210顺式芳樟醇氧化物cis⁃LinaloloxideC10H18O22．5101．836—顺式⁃3⁃蒈烯(1S)⁃(+)⁃3⁃CareneC10H16—8．676—1，4⁃二甲基⁃1⁃环己烯1，4⁃Dimethyl⁃1⁃cyclohexeneC8H14—0．754—紫苏烯PerilleneC10H14O—9．42812．172罗勒烯OcimeneC10H16——12．157反式⁃柠檬烯(⁃)⁃LimoneneC10H16——0．622苯甲酸甲酯BenzoicacidmethylesterC8H8O24．411——苯甲酸乙酯BenzoicacidethylesterC9H10O2—4．2201．479异丙氧基苯甲酸甲酯3⁃3⁃IsopropoxybenzoicacidmethylesterC11H14O3——0．4091，4⁃二甲基⁃1⁃环己烯1，4⁃Dimethyl⁃1⁃cyclohexeneC8H140．712——4⁃甲基⁃1，5⁃庚二烯4⁃Methyl⁃1，5⁃HeptadieneC8H1412．685——金合欢烯FarneseneC15H240．414——4⁃(苄氧基)⁃环己酮4⁃(benzoyloxy)⁃CyclohexanoneC13H14O30．193——2，4⁃二⁃叔丁基苯甲酸苯酯2，4⁃Ditert⁃butylphenylbenzoateC21H26O20．068——水杨酸甲酯MethylsalicylateC8H8O31．5380．580—1，5，5⁃三甲基⁃6⁃(丙⁃2⁃烯⁃1⁃亚基)环己烷1，5，5⁃trimethyl⁃6⁃(2⁃propenylidene)⁃CyclohexeneC12H180．304—0．279

六堡当地独特的地理环境使茶树花具有明显香气特征和内在品质，充分利用茶树花资源，开发不同类型的茶树花产品，可以提高茶树的附加价值和六堡茶的品牌价值，随着对茶树花的不断研究和开发利用，茶树花将逐渐被人们所关注，茶树花含有的茶多酚、茶皂素、咖啡碱、维生素和茶皂素等多种活性功能成分的开发利用将迎来广阔的前景，对开发六堡茶的品牌价值、广西茶产业发展具有重要意义。

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HS-SPME/GC-MS analysis of the aroma components from flower buds of Liubao tea plant

WU Ying-Rui1*, LONG Qi-Fa2, JIANG Xiao-Hua1, GAO Li-Mei1,GONG Qing-Fang1, SU Kong-Wu2， CEN Ming3

( 1.GuangxiKeyLaboratoryofFunctionalPhytochemicalsResearchandUtilization,GuangxiInstituteofBotany,GuangxiZhuangAutonomousRegionandChineseAcademyofSciences, Guilin 541006, Guangxi, China; 2.GuilinInstituteofTeaSciences, Guilin 541004, Guangxi, China; 3.CangwuForestryBureau, Wuzhou 543100, Guangxi, China )

The tea plant flowers of indigenous species in Liubao, Guangxi were characteristic with long florescence, high yield and rich fragrance, but its chemical composition has not been reported for the development and utilization of flower resource. The aroma components in flower buds of three kinds of tea plants, Dayezhong, Zhongyezhong and Xiaoyezhong were analyzed by HS-SPME/GC-MS. The relative contents of the chemical constituents were determined by area normalization method. Totally 37, 32 and 45 aroma compounds were identified from Dayezhong, Zhongyezhong and Xiaoyezhongin Liubaowhich accounted for 99.75 %, 99.02% and 99.45% of the total aroma components, respectively. The main constituents in the Dayezhong were Acetophenone, 4-Methyl-1,5-Heptadiene, Benzoic acid, methyl ester, Guaia-3,9-diene,cis-Linaloloxide, Cedarene,Methyl salicylate,d-Cadinene, 1-amino-Cyclopentanemethanol,In the Zhongyezhong were Acetophenone，Perillene，(1S)-(+)-3-Carene，(+)-α-Elemene，Benzoic acid ethyl ester，Seychellene，α-Copaene，Neoclovene，Ylangene，cis-Linaloloxideand acetophenone,Perillene,Ocimene，(+)-α-Elemene, 2-isopropyl-5-methyl-9-methylene-(+)-α-ElemenBicyclo[4.4.0]dec-1-ene, Cubenol，α-Acoradiene，α-Bisabolene，Ylangene，Benzoic acidethyl ester in the Xiaoyezhong. Acetophenone was the characteristic compounds among the three kinds of tea plants which constituted their unique aroma along with other components. The study provides scientific support for exploitation and utilization of flowers buds of the tea plants.

HS-SPME/GC-MS, tea plant flowers, aroma components of flower buds, Liubao

10.11931/guihaia.gxzw201509027

2015-12-29

2016-04-16

广西科技攻关计划项目(桂科攻1355010-13)；广西植物研究所基本业务费项目(GXIB, CAS, 13003)；广西植物功能物质开发与利用重点实验室主任基金(2012-4, 2015-4) [Suported by the Key Science and Technology Program of Guangxi, China (1355010-13); the Fundamental Research Program Mechanism of Guangxi Institute of Botany (GXIB, CAS, 13003)；the Guangxi Key Laboratory of Functional Photochemical Research and Utilization (2012-4, 2015-4)]。

吴颖瑞(1966-)，男，广西平南县人，博士，研究员，主要从事植物活性物质的应用基础研究,(E-mail)wyrui@yahoo.com。

Q946

A

1000-3142(2016)11-1389-07

吴颖瑞， 龙启发， 蒋小华， 等. SPME-GC/MS 联用分析六堡茶茶花香气成分 [J]. 广西植物， 2016， 36(11):1389-1395

WU YR,LONG QF, JIANG XH， et al. HS-SPME/GC-MS analysis of the aroma components from flower buds of Liubao tea plant [J]. Guihaia， 2016，36(11):1389-1395

*通讯作者