六堡茶中槟榔香气主要成分的研究

黄林杰 罗达龙 钟家良

摘 要：采用动态顶空（ITEX）结合气相色谱-质谱联用仪提取50批六堡茶样品（分为槟榔香组和非槟榔香组）中的挥发性物质。用NIST2014谱库对目标化合物进行判定，利用MPP软件对2组六堡茶进行差异化分析，得到40种槟榔香成分。通过分析各成分特点，结合出现频率、相对含量及是否为共有组分等，初步确定槟榔香的主要香气成分为α-雪松醇、β-芳樟醇、顺-氧化芳樟醇、水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯、α-雪松烯、萘和甲氧基萘。

关键词：六堡茶；槟榔香；动态顶空ITEX

中图分类号：TS272 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180432006

六堡茶，中国历史名茶，因产于广西壮族自治區梧州市苍梧县六堡镇而得名。国家标准[1]对其定义为：选用苍梧县群体种、大中叶种及其分离、选育的品种、品系茶树[Camellia sinensis（L.）O.Kuntze]的鲜叶为原料，经杀青、初揉、堆闷、复揉、干燥等工艺制成毛茶，再经过筛选、拼配、汽蒸或不汽蒸、渥堆、汽蒸、压制成型或不压制成型、陈化、成品包装等工艺过程加工制成的具有独特品质特征的黑茶。目前，国内对于六堡茶的香味大多依靠感官进行判断，缺乏仪器分析的研究，对于槟榔香气主要成分的研究更少。刘泽森等人曾采用顶空-固相微萃取（HS-SPME）技术联合气质（GC-MS）方法[2]对槟榔香气成分进行过分析。考虑到六堡茶的香味比较复杂，一般的分析技术难以收集和检测，本文在参考相关文献和技术的基础上，优化提取方法，用itex（肼内吸附）技术对六堡茶的香味进行吹扫浓缩，用气质进行全扫描得到各成分的色谱图，用NIST库进行检索确定目标化合物，用差异化软件MPP，对槟榔香及无槟榔香六堡茶的各组分进行聚类分析，寻找差异，结合出现频率、相对含量和共同组分等分析，最终得到槟榔香主要香气成分的的组成，利用峰面积归一化法计算各组分的相对含量。该研究相比较静态顶空技术、HS-SPME技术，具有灵敏度更高、适用性更广等特点，可为提高六堡茶的质量品质提供一定的理论依据。

1 材料及方法

1.1 材料

六堡茶样品共50批，分成2组：其中一组为标识有“槟榔香”的精装、特级、一级和散装品，共39批，另一组未标识有“槟榔香”的有11批，均来自于梧州辖区内5家大型六堡茶生产企业，确保样品具有代表性。

氯化钠（分析纯）。

1.2 仪器设备

CTC-动态顶空ITEX；GC-7890B/QQQ-7000C气质联用仪（美国Agilent公司）；差异化软件：Agilent-Mass Profiler Professional （MPP）；NIST2014数据库（美国Agilent）

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

取6.0g六堡茶于烧杯中，加入25mL沸水，加盖保温15min，过滤，取6mL茶汤于已加入1.9g氯化钠的顶空瓶中，压盖密封，即得。

1.3.2 仪器分析条件

Itex条件：平衡温度：80℃，平衡时间：600s，振荡速度：500r/min，进样针温度：85℃，抽提体积：1mL，抽提次数：5次，抽提速度：200μL/s，解析温度：230℃，解析速度：20μL/s，洗针温度：250℃，洗针时间：300s，进样量：200μL。

色谱条件：Agilent HP-5MS毛细管色谱柱（30m×

250μm×0.25μm）；载气：He（纯度：99.999%），流速：1.5mL/min，分流比：50：1，进样口温度：100℃；柱温：起始温度40℃，保持3min，然后以3℃/min速率升温至180℃，再以8℃/min升温至250℃。

质谱条件：接口温度280℃，离子源温度：230℃，离子源：EI，电子能量：70eV，扫描质量范围：45～500amu，扫描模式：全扫描。

1.3.3 六堡茶香气成分分析

对50批茶叶进行顶空提取后，itex技术富集香气进样，全扫描采集，得到TIC图，采用NIST2014谱库进行检索，结合匹配度、提取离子和碎片离子相对丰度进行目标化合物的判定，用MPP软件对2组茶叶组分进行差异化分析，以60%的出现频率及变异系数低于50%的样品变异性为条件对数据进行过滤，得到39批槟榔香六堡茶的独有组分，分析各组分的特性，在此基础上寻找共有成分，最终得到槟榔香的主要香气成分，并以峰面积归一化法计算这些成分的相对含量。

2 结果分析与讨论

2.1 槟榔香六堡茶主要香气成分及总离子流图

对所有茶叶样品提取后进行检测，得到2组茶叶的总离子流图见图1和图2，共检出挥发性化合物258种，其中两组茶叶共有的化合物121种，而在槟榔香组独有的81种化合物中，NIST 2014谱库匹配度在85以上并能确证的有40种，见表1，主要包括醇类物质7种、醛类物质3种、酮类物质4种、酯类物质8种、碳氢类物质6种、萘和萘化合物6种、杂氧化合物6种。

醇类物质主要包括α-雪松醇、β-芳樟醇、α-萜品醇、氧化芳樟醇和2-壬烯醇等，雪松醇属于倍半萜醇，具有杉木芳香；芳樟醇又名沉香醇，属于萜烯醇类，具有铃兰系清淡爽快的花香[3]；萜品醇属于单萜醇类，具有紫丁香青香；氧化芳樟醇为芳樟醇的氧化物，具有甜香、木香和花香香气。醛类物质主要有苯甲醛、藏红花醛和2-十一烯醛，前2个属于芳香族醛类，前者具有苦杏仁香气，后者具有木香、陈香，2-十一烯醛属于脂肪族醛类，具有蜡香、柑橘香、青香；酮类物质主要有4-羟基-3，5-二甲基苯乙酮、7，8-环氧-α-紫罗酮和β-紫罗酮等，其中紫罗酮属于倍半萜类，具有明显的紫罗兰香气；酯类物质主要有乙酸苯甲酯、水杨酸甲酯和苯甲酸甲酯等，均为芳香族酯类，水杨酸甲酯具有冬青油香，苯甲酸甲酯具有丁香油香味；碳氢类物质主要有α-法尼烯、α-雪松烯和δ-杜松烯等，三者均属于倍半萜烯类，均带有木香味；杂氧化合物主要有1，2-二甲氧基苯、1，2，3-三甲氧基苯等，这些物质与茶叶的陈香均有较大关系。此外，萘具有温和的芳香味，甲氧基萘具有花香味。

2.2 槟榔香六堡茶主要香气成分的确定

茶叶香气是决定茶叶品质的重要因素之一，它是由性质不同，含量差异悬殊的芳香组分组成的混合物，并不是单一的一种香味。根据结构式的不同，可以将这些混合物分为脂肪族、芳香族和萜类化合物等，其中，萜类物质香气较好，是茶叶香气的重要组成部分，这类化合物又以单萜和倍半萜为主，大都带有浓郁的甜香、花香、木香[4]。由此可见，槟榔香作为六堡茶的特征香气，其必定也是多种芳香化合物混合后所形成的香气，本实验检出的大部分香气属于萜类化合物，这与相关研究的推断是一致的。

对于槟榔香六堡茶中的特征香氣是否与槟榔中的香气一致，吴平[5]等人从感官嗅觉上进行了辨析和确认，认为六堡茶之槟榔香气只是似槟榔干燥成熟种子的香气，并非槟榔香气的复制或再现，六堡茶在某一时间只要有一种以上类似槟榔的香气即可视为有槟榔香。可以认为，六堡茶中的槟榔香只是嗅觉上闻到近似槟榔的香气，而与槟榔香气的化学成分无必然联系。

对于槟榔香的香气组成，在目前仅有的文献报道中，并没有一个统一的说法。陈文品[6]等人在具有类似槟榔香的传统农家六堡茶中检出带有茶花果香的芳樟醇和D-柠檬油精等，在精制六堡茶中检出醇类化合物3-甲氧基-1，2-丙二醇等，组分的差异构成了他们不同的香型；李建勋[7]等人在六堡茶中检出富含陈香的甲氧基苯类物质（即杂氧化合物）；刘泽森[2]等人则认为槟榔香六堡茶中的香气物质包括α-雪松醇、β-芳樟醇、α-萜品醇、β-雪松烯等，并指出杂氧化合物虽然表现为陈香，但同样是槟榔香的重要组成。可见，对于槟榔香的具体香气成分虽然没有一个统一的说法，但这些物质主要来源于醇类、碳氢类、杂氧化合物等，基本是可以确认的，并且“槟榔香”是各芳香成分挥发之后共同形成的，人的嗅觉毕竟有限，对其描述仅仅是类似某种香味而不能确定，所以必须通过仪器进行检测，并结合各组分的香味特性进行最终确认。

本研究在综合了上述观点的基础上，对确证的40种挥发性物质进行分析，从中筛选出共有组分，包括α-雪松醇、β-芳樟醇、顺-氧化芳樟醇、水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯、α-雪松烯、萘和甲氧基萘8个，以峰面积归一化法计算这些组分的相对含量，并比较不同级别的槟榔香六堡茶中这些组分的平均相对含量，结果见表2。由表2可以看出，8种共有香气组分的相对含量总和占所有香气组分的50%以上，精装、特级、一级品均超过70%，精装品甚至接近90%，而这些组分中，α-雪松醇、β-芳樟醇、α-雪松烯的含量均接近或超过10%，这些物质带有木香、花香和陈香，与槟榔香表现为花果香、陈香的描述是一致的，而在相关文献中检出率也较高，可认为是槟榔香的主要构成。此外，水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯和萘、甲氧基萘虽然在相关文献中较少提到，但在本次39批样品中却都有存在，酯类具有冬青油香、丁香油香，含量为8%～16%，萘类具有木香、花香，含量为9%～20%，两类物质均为不可忽视的香气成分，故认为也是槟榔香的来源香气。

3 结论

采用动态顶空itex技术结合气质联用仪对50批六堡茶（分有槟榔香和无槟榔香两组）的香气成分进行分析研究。利用NIST 2014谱库对目标化合物进行判定，利用MPP软件对两组六堡茶进行差异化分析，得到经过确证的40种槟榔香挥发性成分，分析各成分特点，结合出现频率、相对含量及是否为共有组分等，初步确定槟榔香的香气成分为α-雪松醇、β-芳樟醇、顺-氧化芳樟醇、水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯、α-雪松烯、萘和甲氧基萘。

由于槟榔香六堡茶的挥发性成分多而复杂，一般的提取技术存在提取不完全的缺陷，本研究采用动态顶空技术，样品提取效率更高、更彻底，得到的挥发性成分更多，数据更全面。考虑到槟榔香气受茶树品种、环境、栽培技术、工艺和年份等因素影响，会导致成分含量不同或存在较大的差异，本文经确证得到的8个香气组分仅代表39批槟榔香六堡茶样品，与相关文献报道较为一致，具有较高的参考价值，但并不等同于槟榔香气成分就是这些，所以有必要结合各影响因素开展进一步的研究，完善此项工作，唯有大量的数据支持，才能更全面地确定六堡茶中槟榔香的主要香气组成。

参考文献

[1] GB/T32719.4-2016，黑茶第4部分：六堡茶[S].

[2]刘泽森，邓庆森，何志强，等.槟榔香六堡茶的特征香气成分研究[J].农业研究与应用，2016（3）：36-42.

[3]汪厚银，李志，张剑，等.基于气质联用/气相色谱-嗅觉测定技术的西湖龙井茶特征香气成分分析[J].食品科学，2012（8）：248-251.

[4]张正竹，施兆鹏，宛晓春.萜类物质及茶叶香气（综述）[J].安徽农业大学学报，2000（7）：51-54.

[5]吴平，温志杰，郭维深，等.六堡茶之槟榔香味溯源和辨析[J].茶叶，2010，36（2）：71-76.

[6]陈文品，陈平韬，杨洪元，等.六堡茶感官理化品质及挥发性香气分析研究[A].茶叶科技创新与产业发展学术研讨会论文集[C].2009：312-318.

[7]李建勋，杜丽平，王超，等.顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法分析黑茶香气成分[J].食品科学，2014（2）：191-195.