福建乌龙茶脂肪酸含量及差异性分析

郭丽，吕海鹏，陈明杰，张悦，把熠晨，郭雅玲，林智*

福建乌龙茶脂肪酸含量及差异性分析

郭丽1,2，吕海鹏2，陈明杰1*，张悦2，把熠晨1，郭雅玲1*，林智2*

1. 福建农林大学园艺学院，福建 福州 350002；2. 中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008

脂肪酸是乌龙茶香气形成的关键前体。选择18个茶树品种的闽北乌龙茶（毛茶与其复焙茶）和3个茶树品种的闽南清香型乌龙茶，采用硫酸-甲醇法制备脂肪酸甲酯，运用气相色谱-质谱分析其脂肪酸的组成及含量。结果表明，福建乌龙茶中检测到11种脂肪酸，含量较高的主要是含16个和18个碳原子的脂肪酸；闽北乌龙茶的脂肪酸总量及不饱和度均低于闽南乌龙茶；十六碳酸（C16:0）、顺,顺-9,12-十八碳二烯酸（C18:2）和顺,顺-9,12,15-十八碳三烯酸（C18:3）等9种脂肪酸的含量在品种间差异显著，以雀舌的C18:3和多不饱和脂肪酸含量最高；复焙对闽北乌龙茶的脂肪酸的影响与其碳原子数和不饱和度有关，其中二十二碳酸（C22:0）和二十四碳酸（C24:0）全部降解，但含量下降最多的脂肪酸是C18:3。由此可见，福建乌龙茶的脂肪酸含量及组成差异特征与其产地有关，并受茶树品种和工艺的影响。

乌龙茶；脂肪酸；品种；产地；加工工艺

乌龙茶，亦称青茶，是我国特有的茶类。福建是乌龙茶生产和消费大省，福建乌龙茶具有鲜明的地域特色，可分为两类：一类是以铁观音等为代表的闽南乌龙茶；另一类是以武夷茶等为代表的闽北乌龙茶。福建乌龙茶由于产地、茶树品种和加工工艺差异，其品质特征也各具特色[1-3]。

乌龙茶在加工后会带有浓郁的花香和果香。有研究认为[4-5]，乌龙茶加工过程中脂肪酸随工序的推进逐渐衍化成碳原子数较少的醇类、醛类、酮类等挥发性化合物，其中在“做青”环节，亚油酸和亚麻酸会在机械损伤和低温双重胁迫下转化成具有果香、甜花香的茉莉内酯，从而促进了乌龙茶高香品质的形成[6]。脂肪酸是茶叶香气的重要前体物质。脂肪酸分为不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸两类，其中含量较高的饱和脂肪酸有软脂酸、硬脂酸，不饱和的脂肪酸有油酸、亚油酸和亚麻酸等[7-9]。茶叶中的脂肪酸也可通过自动氧化、光氧化和热氧化以及脂质氧化反应，形成不挥发物质、易挥发的芳香类物质或其他异味物质（如游离态脂肪酸、低碳醛等）。其中游离态脂肪酸可像香气成分一样被检出[10-11]。成品茶中脂肪酸的组成及其含量与鲜叶的显著不同，茶鲜叶中脂肪酸的含量在加工成红茶或绿茶时大幅度下降[7,9,12]；乌龙茶制作过程中可通过焙火工艺使原有香气品质产生较大变化，并且成品茶中保留较多脂肪酸[13-15]。有研究[16-17]表明，成品茶中脂肪酸的含量不仅与加工工艺有关，还受茶树品种和产地的影响。不同茶类的成品茶脂肪酸含量也有差异，成品乌龙茶的脂肪酸含量比红茶、黑茶丰富[13,18-19]，这可能会影响乌龙茶的货架期[20-21]。综上可见，脂肪酸含量和组成对于乌龙茶的品质及其贮存具有重要的意义。脂肪酸在不同浸提溶剂中的溶解性不同，而现有检测技术对提取溶剂和提取方法的要求存在差异，导致茶叶中脂肪酸的实际含量和组成状况至今难以确定。已有研究[13,22]证实，硫酸-甲醇法提取茶叶脂肪酸的效果较佳，这为成品茶脂肪酸研究提供可靠的技术保障。为此，本研究选择了18个茶树品种的闽北乌龙茶（毛茶与其复焙茶）和3个茶树品种的闽南乌龙茶，采用硫酸-甲醇法分析茶样的脂肪酸组成及含量，分析福建乌龙茶的脂肪酸的品种和地域差异，并探讨复焙技术在乌龙茶脂肪酸转化过程中的作用，为乌龙茶品质提升和加工工艺改进提供基于脂肪酸特征的新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

水仙（SX）、肉桂（RG）、黄金桂（HJG）、黄观音（HGY）、金观音（JGY）、毛蟹（MX）、悦茗香（YMX）、小红袍（XHP）、银凤（YF）、矮脚乌龙（AJW）、奇丹（QD）、丹桂（DG）、雀舌（QS）、白鸡冠（BJG）、金牡丹（JMD）、紫牡丹（ZMD）、黄玫瑰（HMG）和紫玫瑰（ZMG）等18个茶树品种的闽北乌龙茶及其复焙样（武夷山幔亭峰茶厂提供），黄金桂、毛蟹和水仙等3个茶树品种的闽南乌龙茶样（安溪县正清心茶厂提供）。各茶树树龄相同，茶园日常施肥、修剪、病虫害防治等措施基本一致。十七烷酸、正己烷及37种脂肪酸甲酯混合标样（色谱纯，Sigma公司），硫酸、甲醇、丁羟基甲苯、甲苯和氯化钠等（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

1.2 仪器设备

气质联用仪（GC-MS）：气相色谱仪（7890A，安捷伦）和质谱仪（5975c，安捷伦）；恒温混匀仪（MTH-100，杭州米欧仪器有限公司）；氮吹仪（NDK200-2N，杭州米欧仪器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 茶叶的感官品质审评

供试茶样采用GB/T 23776—2018的方法进行感官品质分析，均达到乌龙茶的基本要求。

1.3.2 茶样的脂肪酸分析

参考文献[23]的方法，略作改动。取40 mg的60目茶样放入10 mL试管，加入1 mL的5%硫酸-甲醇溶液（硫酸︰甲醇=1︰20）、25 μL的0.2 g·mL-1丁羟甲苯-甲醇溶液和300 μL甲苯，并加入75 μg的十七烷酸作内标。试管在90℃下加热1.5 h，冷却至室温。再加入1 mL的0.9 g·mL-1氯化钠溶液和3 mL己烷，涡旋混匀。在1 000×下离心10 min后，收集上清液；再加3 mL己烷，重复提取1次，合并两次的上清液并用氮吹仪吹干。最后用正己烷溶解，经0.22 μm膜过滤后进行GC-MS分析。每个样品重复3次。

1.3.3 气质联用仪的分析条件

色谱柱为DB-23（30 m×0.25 mm×0.25 μm），分流比为10︰1；程序升温：初始温度100℃，保持3 min；以6.5℃·min-1速率升至170℃并保持12 min；最后以40℃·min-1速率升至230℃，保持3 min。溶剂延迟3 min，离子源温度250℃。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 2010软件处理，品种间差异采用SPSS 21.0进行单因素方差分析，产区间差异和工艺间差异采用-Test分析。

2 结果与分析

2.1 脂肪酸的GC-MS法定性定量分析

先将脂肪酸甲酯的混合标样进行GC-MS分析，再根据文献[7]和化合物的离子碎片信息鉴定出33种脂肪酸甲酯，最后分析从乌龙茶样中提取的脂肪酸甲酯，共检测到十四碳酸（C14:0）、十六碳酸（C16:0）、顺-9-十六碳烯酸（C16:1）、十七碳酸（C17:0，内标）、十八碳酸（C18:0）、顺-9-十八碳一烯酸（C18:1）、顺,顺-9,12-十八碳二烯酸（C18:2）、顺,顺,顺-9,12,15-十八碳三烯酸（C18:3）、二十碳酸（C20:0）、顺-11-二十碳一烯酸（C20:1）、二十二碳酸（C22:0）和二十四碳酸（C24:0）等12种脂肪酸，对应保留时间见表1。

表1 GC-MS法分析脂肪酸的保留时间

注：脂肪酸（Ca:b）的a和b分别表示碳原子数和不饱和双键数

Note: a and b indexes of FAs (Ca:b) are the number of carbon atoms and unsaturated double bonds respectively

2.2 福建乌龙茶中脂肪酸的产地差异

由表2可见，福建乌龙茶中脂肪酸含量从大到小依次是多不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸。成品茶中脂肪酸组分特征受产地影响较明显，产自闽北的3个乌龙茶品种的总脂肪酸、多不饱和脂肪酸含量均较闽南的低，其中总脂肪酸低9.4%~26.9%，多不饱和脂肪酸低了23.9%~42.8%，但单不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸均较高。同一茶树品种的不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值相比，闽北的较低，且均不高于2.0，如闽北黄金桂毛茶及复焙茶中不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值分别比闽南的低了0.9和1.3。不饱和脂肪酸在总脂肪酸的占比也分别比闽南的低7.4%和13.0%。可见，闽北乌龙茶的脂肪酸不饱和度较小。本研究中闽南乌龙茶茶样与闽北乌龙茶及其复焙样的产地不同，茶园所在的土壤质地与气候等生态条件的差异是造成茶样中脂肪酸组成差异的主要原因。由表2我们不难发现，相同产地的闽北乌龙茶毛茶及其复焙样脂肪酸含量和组成存在差异，其中不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸的比值复焙样中稍低，说明加工工艺对脂肪酸影响是存在的。

2.3 福建乌龙茶中脂肪酸的品种差异

闽北乌龙茶中共检测到11种脂肪酸，包括6种饱和脂肪酸和5种不饱和脂肪酸，其中C16:0、C18:1、C18:2和C18:3含量平均值超过1 000 μg·g-1，且这4个脂肪酸组分含量在品种间差异达到极显著水平（表3）。饱和脂肪酸中C16:0含量较高，其次是C18:0和C24:0，其他均小于100 μg·g-1；C16:0的变化范围在3 882.2~5 639.6 μg·g-1，含量较高和较低的品种分别是金观音和白鸡冠；C16:0含量是C18:0的5.9~6.2倍，且C18:0含量较高和较低的品种分别是黄观音和紫牡丹。含18个碳原子的不饱和脂肪酸有3种，以C18:3含量最丰富；C18:3的均值为7 344.5 μg·g-1，分别是C18:2和C18:1的2.2倍和4.4倍；雀舌中18:3含量最高，比均值高了2 226.0 μg·g-1，较最低的白鸡冠高了3 282.9 μg·g-1；C18:2含量最高的是悦茗香，较最低的肉桂高了1 459.8 μg·g-1。

闽北乌龙茶总脂肪酸变化范围为13 146.5 ~22 422.5 μg·g-1，肉桂、丹桂、白鸡冠、金牡丹、紫牡丹和黄玫瑰中总脂肪酸的含量低于平均值，且以白鸡冠最低；单不饱和脂肪酸仅占总脂肪酸的11.7%，变化范围为1 717.9~2 597.1 μg·g-1；多不饱和脂肪酸占总脂肪酸的55.9%，含量变化范围在6 798.2~13 450.9 μg·g-1。并且黄金桂、黄观音、金观音、悦茗香、小红袍、银风、矮脚乌龙、奇丹、雀舌和紫玫瑰的多不饱和脂肪酸含量高于平均值，且以雀舌最高；不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值在品种间也存在明显差异，比值最大和最小的品种分别是悦茗香和肉桂，这与C18:2的分布是一致的。

2.4 福建乌龙茶中脂肪酸的加工工艺差异

复焙会导致乌龙茶中脂肪酸组分损失（图1-A）。本研究发现，在乌龙茶毛茶样中检测到的脂肪酸种类比其复焙样多2种（C22:0和C24:0），其他组分含量也有不同程度的降低。复焙前后乌龙茶茶样C18:3、C20:0、C22:0和C24:0等脂肪酸组分的差异达到极显著水平（<0.01），C18:2达到显著水平（<0.05）。其中C18:3、C18:2、C18:1分别下降了1 548.9、426.0、122.7 μg·g-1，说明18个碳原子的脂肪酸不饱和度越大，越易受复焙的影响。

复焙对乌龙茶脂肪酸的影响因饱和程度不同而有所不同（图1-B）。乌龙茶复焙后总脂肪酸、多不饱和脂肪酸含量有不同程度的下降，分别降低13.9%（<0.05）和22.6%（<0.01），而单不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的降幅较小。

表2 乌龙茶的脂肪酸组成及含量

注：S、N1和N2分别指同一品种的闽南乌龙茶以及闽北乌龙茶与其复焙茶

Note: S, N1and N2indexes are Minnan Oolong tea, Minbei Oolong tea and its re-baked tea, respectively

表3 不同品种乌龙茶的脂肪酸含量

注：“*”和“**”分别表示统一脂肪酸组分在不同品种间差异达到显著（<0.05）和极显著（<0.01）水平

Note: * and ** denote the difference level at<0.05 and<0.01 respectively, when FAs compositions is compared among cultivars

加工工艺的不同会导致茶叶品质化学组成及含量发生变化，进而塑造出不同香型[23]，如通过控制清香型乌龙茶的烘焙强度可获得浓香型乌龙茶[14]，促使作为香气前体的脂肪酸转化进入新阶段。

由图2可以看出，复焙后，乌龙茶大多数脂肪酸的转化是以降解为主，其中C22:0和C24:0的转化率最大，其次是C18:3和C18:2，最小的是C16:0。但还有少数脂肪酸含量反而增加，表现较为突出的是C14:0和C20:0。由此推测直链脂肪酸所含碳原子数越多即碳链长度越长，转化率越高。

烘焙对茶叶中脂肪酸的影响会因茶树品种差异而有所不同。黄金桂、金牡丹和紫牡丹烘焙后，C18:3、C18:2和C18:1等9种脂肪酸的转化率超出20%，而矮脚乌龙仅有2种脂肪酸发生如此变化。

注：“*”和“**”分别表示毛茶与复焙茶脂肪酸组分含量在P<0.05和P<0.01水平差异显著

图2 复焙对乌龙茶脂肪酸转化率的影响

3 讨论

3.1 福建乌龙茶中脂肪酸的总体特征

本研究中福建乌龙茶茶样中共检出脂肪酸组分11种，含量较高的为16个和18个碳原子的脂肪酸，它的含量在不同茶样中均超过1 000 μg·g-1。本研究结果表明，福建乌龙茶脂肪酸以不饱和脂肪酸为主，这与廖书娟等[16]在茶鲜叶中检测结果是一致的，同时也在Kouttur等[17]和Okal等[18]对成品茶脂肪酸组成的研究结果中得到证实。

3.2 福建乌龙茶脂肪酸的品种特征

闽北乌龙茶的脂肪酸组成及含量与品种存在关联性，廖书娟等[16]也发现不同茶树品种鲜叶的脂肪酸含量存在着显著差异，如金观音、黄观音和黄玫瑰等。通过对比分析，C16:0和C18:3分别是闽北乌龙茶中含量较高的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，这与其在茶树鲜叶及绿茶的分布相似[13,24]。18个茶树品种中C18:3含量最丰富的是雀舌，其多不饱和脂肪酸含量也最高，侧面证实了C18:3是多不饱和脂肪酸的主体[24]；C18:2含量仅次于C18:3，含量较高和较低的品种分别是悦茗香和肉桂，不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值分布也是如此，说明C18:2可能是影响不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸比值高低的关键多不饱和脂肪酸。

3.2 福建乌龙茶脂肪酸组分的产地差异

研究表明，鲜叶中脂肪酸含量受产地的影响较为明显，即便是栽培管理条件一致[18]。我们对福建乌龙茶的研究发现，闽北乌龙茶的不饱和脂肪酸低于闽南乌龙茶，且多不饱和脂肪酸较闽南乌龙茶低；不饱和脂肪酸在总脂肪酸的占比以闽北产的低，因而闽北乌龙茶的脂肪酸不饱和度较低。研究表明，茶叶的脂肪酸不饱和度低更利于稳定风味品质，有助延长货架期[21]，由此推测相同贮藏条件下闽北乌龙茶的保质期更长。

3.3 加工工艺对福建乌龙茶脂肪组分的影响

茶叶中脂肪酸的保留量还与加工工艺有关。在茶叶的加工过程中茶叶的脂肪酸含量不断地减少[4,12]，同时降解生成的挥发性物质有利于香气品质的提升[25]。对乌龙茶而言，通过烘焙技术调整茶叶香型，实质上是推进香气前体的转化，进而改变挥发性化合物的组成及配比[15,26]。本研究发现闽北乌龙茶复焙后，脂肪酸各组分含量有不同程度地下降，即C22:0和C24:0几乎全部降解，C18:3和C18:2次之，C16:0最少。由此可见，乌龙茶的复焙工艺促进了脂肪酸的降解，并且降解程度与碳链的长短有关，这与蔡文静等[27]的研究结果是一致的。虽然这些脂肪酸的降解产物提高了乌龙茶的香气质量，但降解产物自身具有挥发性，可能个别组分会在复焙中丢失，致使在茶叶中的保留量降低。相关研究[28-29]表明，在揉捻（或做青）和发酵过程中的脂肪酸含量的变化较小，而在萎凋和干燥过程中脂肪酸损失较大。烘焙（干燥）会造成乌龙茶包括脂肪酸在内的一些内含物的损失，而其对茶叶滋味品质的影响机制还有待进一步研究。

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Analysis of Fatty Acid Compositions and Contents in Oolong Tea from Fujian Province

GUO Li1,2, LYU Haipeng2, CHEN Mingjie1*, ZHANG Yue2, BA Yichen1, GUO Yaling1*, LIN Zhi2*

1. College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;2. Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China

Fatty acids (FAs) are the key precursors for aroma formation of Oolong tea. Eighteen Minbei Oolong tea cultivars (raw and re-baked tea), and three Minnan Oolong tea cultivars with faint scent were selected as the experiment materials. The fatty acid methyl esters were prepared by the method of sulfuric acid-methanol and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. The results show that 11 fatty acids were detected in the Oolong teas from Fujian province, and 16C- and 18C- fatty acids were the most abundant. The total fatty acid contents and unsaturation degree from Minbei Oolong teas were lower than those of Minnan Oolong teas. The contents of nine FAs including C16:0, C18:2, C18:3, and so on, showed significant variation among different cultivars, and Queshe showed the highest C18:3 and polyunsaturated fatty acids (PUSFAs). The effect of re-baking on fatty acids in Minbei Oolong tea was related with their number of carbon atoms and unsaturation. Docosanoicacid and tetracosanoicacid degraded completely, and C18:3 content decreased more than others during re-baking process. Thus, FA contents and compositions were affected by locations, cultivars and processing technology.

Oolong tea, fatty acid, cultivar, location, processing technology

S571.1；Q948.81

A

1000-369X(2019)05-611-08

2019-04-15

2019-05-15

中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）、国家茶叶产业技术体系（CARS-19）、福建农林大学科技创新基金（CXZX2017350）

郭丽，硕士，高级农艺师，主要从事茶叶加工品质化学方面的研究，guoli@tricaas.com。*通信作者