基于SDE和HS-SPME/GC-MS的乌龙茶香气组成特征分析

陈林，余文权，张应根，项丽慧，王丽丽，尤志明*

基于SDE和HS-SPME/GC-MS的乌龙茶香气组成特征分析

陈林1,2，余文权1，张应根1，项丽慧1，王丽丽1，尤志明1,2*

1. 福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015；2. 国家茶树改良中心福建分中心，福建 福安 355015

为更好地分析乌龙茶香气组成特征，本试验应用气相色谱-质谱联用（GC-MS）检测平台，分别考察了同时蒸馏萃取法（SDE）和顶空固相微萃取法（HS-SPME，3种不同纤维涂层萃取头）对3个福建代表性乌龙茶样品（铁观音、肉桂和水仙）香气成分的萃取效果。结果表明，采用不同香气成分萃取方法可从供试茶样检出262种香气成分，其中以肉桂香气种类最多（204种），水仙其次（175种），铁观音最少（120种）。应用HS-SPME干样萃取法可获得最多种类的检出成分（186种），其次为HS-SPME湿样萃取法（139种），并以SDE法检出成分最少（33种）。不同萃取方法对香气成分的检出存在良好的互补作用，但以基于HS-SPME干样萃取法，应用65 μm PDMS/DVB（聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯）萃取头进行检测分析可相对较好地反映3种供试茶样香气化学组成特征，并能实现橙花叔醇、吲哚、-法呢烯、苯乙醇、苯乙腈、水杨酸甲酯等多种乌龙茶常见或特征香气成分的重复性检测。肉桂和水仙茶样相较铁观音茶样的香气种类和数量存在较大差异，且以肉桂茶样的香气组成更为复杂多样，该结果与闽南乌龙茶与闽北乌龙茶迥然不同的花香品质及肉桂相较水仙拥有更为浓郁高显的香型特征相符合。

乌龙茶；香气成分；顶空固相微萃取；同时蒸馏萃取；气质联用

香气是茶叶感官品质的重要构成因子，实现茶叶香气成分的准确检测对研究茶叶香气的形成途径、加工品质的过程控制及茶叶香气组成特征和风味品质评价等均具重要参考价值。现有茶叶香气成分的提取主要利用其溶解性和挥发性原理进行采集分析，其大致可分为溶剂萃取法、蒸馏法、顶空捕集法和吸附萃取法[1-2]，而应用于茶叶香气成分的检测方法主要有气相色谱-质谱联用法（GC-MS）、全二维气相色谱/飞行时间质谱联用技术（GC×GC- TOFMS）、气相色谱-气味测定法（GC-O）、电子鼻（E-nose）、实时直接分析质谱（DART-MS）等，并以GC-MS法最为常用[3-4]。目前发现与茶叶香气有关的化合物多达600余种[5]，由于提取和检测方法的自有局限，迄今尚无可实现茶叶香气成分的全面定性定量的方法。乌龙茶是福建特色茶和优势茶，天然浓郁的花果香型和醇厚回甘的品种韵味是其有别于其他茶类的典型特征。通过长期生产实践，闽南和闽北茶区逐步建立了与当地主栽品种相适宜的乌龙茶制作基本工艺流程，并在外形和内质上形成了明显的产地区分。由于受茶树品种、生态环境、农艺措施、采摘季节、原料嫩度和制茶工艺等诸多因素的影响，不同产地乌龙茶呈现出多样化的香气品质特征[6-7]。为更好地分析比较闽南乌龙茶与闽北乌龙茶香气成分的组成差异，本试验应用GC-MS检测平台，分别考察了同时蒸馏萃取法（SDE）和顶空固相微萃取法（HS-SPME，3种不同纤维涂层萃取头）对3个福建代表性乌龙茶样品（铁观音、肉桂和水仙）香气成分的萃取效果，以期为揭示乌龙茶香气化学组成特征及其特定香气成分的检测分析提供较为可靠的解决方案。

1 材料和方法

1.1 试验材料

3个福建代表性乌龙茶样品（铁观音、肉桂和水仙），详见表1。68种香气成分标准品[8]：4种烃类化合物（-法呢烯、长叶烯、榄香烯、石竹烯）、12种醇类化合物（1-戊烯-3-醇、顺式-3-己烯-1-醇、苯甲醇、苯乙醇、（,）-2,6-壬二烯醇、香叶醇、芳樟醇、橙花醇、-萜品醇、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、橙花叔醇、植醇）、16种醛类化合物（异丁醛、反式-2-戊烯醛、2-甲基丁醛、戊醛、（）-2,4-己二烯醛、青叶醛、己醛、苯甲醛、（）-2,4-庚二烯醛、顺式-4-庚烯醛、苯乙醛、香草醛、（）-2,6-壬二烯醛、反式-2-壬烯醛、壬醛、反式-2,4-癸二烯醛）、3种酸类化合物（已酸、苯乙酸、棕榈酸）、2种酚类化合物（3-乙基苯酚、愈创木酚）、8种酮类化合物（2,3-丁二酮、1-辛烯-3-酮、顺式茉莉酮、-大马烯酮、-大马酮、-紫罗兰酮、-紫罗兰酮、香叶基丙酮）、9种酯类化合物（2-甲基丁酸乙酯、水杨酸甲酯、邻氨基苯甲酸甲酯、乙酸苯甲酯、辛酸甲酯、己酸-顺式-3-己烯酯、己酸-反式-2-己烯酯、3-甲基丁酸苯乙酯、茉莉酸甲酯）、3种内酯类化合物（4-己内酯、4-壬内酯、-十二内酯）、4种含氮化合物（2-甲基-1-吡咯啉、2-乙酰基-3-甲基吡嗪、吲哚、2,3-二甲基-5-乙基吡嗪）、2种杂氧化合物[4-羟基-2,5-二甲基-3（2H）-呋喃酮、1,2,4-三甲氧基苯]和5种含硫化合物[二甲基二硫醚、甲硫基丙醛、2-乙酰基-2-噻唑啉、4-甲基-4-巯基-2-戊酮、双（2-甲基-3-呋喃基）二硫]，主要购自国内化学试剂公司。

表1 茶样感官品质和产地来源

注：铁观音、肉桂和水仙分别由6个、9个和12个相应品种代表性茶样等量（50 g）拼配而成。各拼配茶样送由福建省茶叶质量监督检验站按GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》进行品质评定[9]

Note: Tieguanyin, Rougui and Shuixian were respectively mixed with 6, 9 and 12 of representative samples (50 g) from the same tea cultivars. All tea samples were sent to Tea Supervision & Inspection Station of Fujian province for quality evaluation according to Methodology for Sensory Evaluation of Tea (GB/T 23776—2018)

1.2 主要仪器设备

色谱系统：美国Agilent 7890A/5975C气质联用仪（16位自动进样塔）；化学工作站：MSD Productivity ChemStation E.02.02。同时蒸馏萃取装置（中国科技大学玻璃仪器厂）、手动固相微萃取装置和套装萃取头［含75 μm CAR/PDMS（碳分子筛/聚二甲基硅氧烷）、65 μm PDMS/DVB（聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯）和100 μm PDMS（聚二甲基硅氧烷）各1支］（美国Supelco公司）、A11 basic分析用研磨机（德国IKA集团）、ACD-0502-U实验室超纯水系统（重庆颐洋企业发展有限公司）、PL203电子天平（美国Mettler-Toledo集团）、EYELA CA-1111冷却水循环装置（日本东京理化器械株式会社）、KDM-1000ML调温电热套（金坛市晨阳电子仪器厂）、DF-101S水浴恒温加热磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司）、HP-5016SY氮吹仪（上海济成分析仪器有限公司）、3551-11CN防爆冰箱（美国Thermo Fisher Scientific科技公司）、SX2-4-10箱式电阻炉（上海博迅实业有限公司）、DHG-9246A电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、KQ5200DV超声波清洗器（昆山超声仪器有限公司）等。

1.3 香气成分萃取和检测

1.3.1 香气成分萃取

SDE法[10]：分别称取3个乌龙茶磨碎试样20.0 g（过40目筛），于1 L圆底烧瓶（蒸馏瓶）中，加入300 mL蒸馏水，同时加入1.0 mL癸酸乙酯（50 μL·L-1）及玻璃珠少许；在萃取瓶中加入30 mL重蒸乙醚，并置于45℃水浴。与SDE装置连接后，缓慢加热，至蒸馏瓶中微沸，保持微沸回流1 h。萃取结束后，回收乙醚，并加入少许无水硫酸钠，于4℃冰箱静置过夜，次日用氮气将乙醚浓缩至1 mL，4℃保存待测。

HS-SPME法：（1）湿样萃取法[6,11]：分别称取3个乌龙茶磨碎试样5.0 g（过40目筛），倒入250 mL锥形瓶，加入150 mL沸超纯水，拧紧带本色PTFE/硅胶隔垫的自制活塞，置60℃恒温水浴。磁力搅拌茶水混合液10 min后，插入固相微萃取头。顶空萃取30 min后，拔出萃取头并立即插入GC进样口中进行热解吸（5.0 min），同时启动仪器进行数据采集。（2）干样萃取法[12]：分别称取不同乌龙茶磨碎试样5.0 g（过40目筛），倒入60 mL棕色顶空萃取瓶，拧紧带本色PTFE/硅胶隔垫瓶盖，置60℃恒温水浴10 min后，插入固相微萃取头，随后参照冲泡法进行同样的茶样香气成分萃取、解吸和数据采集。萃取头首次使用时，在GC进样口老化30 min（进样口温度：250℃，分流比：30∶1，载气流速：0.5 mL·min-1），其后每次萃取前预先老化10 min；萃取头老化结束后，毛细管柱于250℃恒温老化25 min，载气流速：1.5 mL·min-1。

1.3.2 GC-MS检测

色谱条件：HP-5 MS石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度：250℃，程序升温：50℃，维持1 min；2 ℃·min-1升至80℃，维持1 min；5 ℃·min-1升至160℃，维持1 min；10 ℃·min-1升至220℃，维持10 min。载气为氦气（纯度＞99.999%），流速为1.0 mL·min-1。进样方式：SDE法进样量为1 μL，分流比为5∶1；HS-SPME法采用不分流进样。质谱条件：EI离子源，电离电压70 eV；离子源温度：230℃，四级杆温度：150℃，辅助通道温度：250℃；电子倍增器电压：350 V。扫描时间：SDE法为4.5~50.0 min，HS-SPME法为0.5~50.0 min。质量分析范围（m/z）：40~600。检索谱库：NIST2011和自建68种香气标准品谱库。

1.4 数据分析

预先将在GC-MS数据分析化学工作站中创建的供试茶样数据文件导入到质谱软件AnalyzerPro Version 5.7（英国SpectralWorks 有限公司），并采用相同的特征提取参数进行质谱解卷积和化合物鉴定［峰面积≥500，峰高≥0.1%，峰宽≥0.01 min，信噪比（S/N）=5；正向和反向匹配度≥650，置信度≥80%］。通过空白对照剔除提取溶剂、萃取头纤维涂层和毛细管固定相流失等原因产生的目标杂峰，保留经3次重复萃取均有检出的香气成分，然后采用Excel 2013（美国Microsoft公司）、TBtools[13]和IBM SPSS Statistics 24.0（美国IBM公司）进行相关图形绘制和统计分析。

2 结果和分析

2.1 基于SDE法的乌龙茶香气组成特征分析

采用SDE法进行香气成分萃取，可从铁观音、肉桂和水仙茶样中检出33种香气成分（图1）。其中肉桂香气种类最多，并以苯甲醛、4-溴-1-环己烷、芳樟醇、苯乙腈、（）-己酸-3-己烯酯、（）-3-己烯醇苯甲酸酯和6种未知化合物为其特有香气成分；铁观音香气种类最少，并以2-苯乙基壬酸酯为其特有香气成分，而水仙则以2种未知成分为其特有香气成分。此外，苯乙醛、吲哚、橙花叔醇、植醇、1-十三炔、11,14,17-顺-二十碳三烯酸甲酯和4种未知化合物为3种茶样共有香气成分。另由共有香气成分含量（检出香气成分与癸酸乙酯的峰面积比值，即相对丰度）的均值比较可知，铁观音相较肉桂拥有较高的吲哚、α-法呢烯、橙花叔醇和植醇含量；相较水仙则拥有较高的吲哚、橙花叔醇、植醇含量和较低的1-十三炔含量（-检验，=0.05，下同）。肉桂相较水仙拥有较高的橙花叔醇和较低的吲哚含量。由同一茶样3次均可检出香气成分相对丰度的计算结果显示，铁观音中的苯乙醛、吲哚、-法呢烯、橙花叔醇、植醇、1-十三炔、11,14,17-顺-二十碳三烯酸甲酯和4种未知化合物，肉桂中的苯甲醛和2种未知化合物，水仙中的棕榈酸甲酯、1-十三炔、11,14,17-顺-二十碳三烯酸甲酯和4种未知化合物相对标准偏差（RSD）≥30%，其分别占相应茶样检出成分的91.67%、10.00%和36.84%。由此可见，该法对铁观音主要香气成分含量的检测重复性较差[14]。

2.2 基于HS-SPME法的乌龙茶香气组成特征分析

基于HS-SPME湿样萃取法和干样萃取法，3种不同吸附特性萃取头对铁观音、肉桂和水仙茶样的检出香气成分种类和含量（丰度）均有明显影响，且二者对铁观音、肉桂和水仙茶样香气成分的检出效果较为相似（图2—图4）。

2.2.1 湿样萃取法

采用不同萃取头从铁观音、肉桂和水仙茶样中共可检出139种香气成分，其中铁观音53种、肉桂105种和水仙88种（图5）。铁观音以丁酸己酯、己酸异戊酯、1-甲基萘、丁酸苯乙酯类似物、2,2-二甲基丁烷、邻甲基苯甲酸、2-甲基丁酸、苯基乙基戊酸酯、2,6,11-三甲基十二烷、壬酸-2-苯乙酯、2-（苯基乙酰基）苯甲酸和11种未知化合物为其特有香气成分，肉桂以4-溴-1-环己烷类似物、异丁酸苯乙酯、乙酸苯乙酯和26种未知化合物为其特有香气成分，而水仙则以1,2-戊二烯、脱氢芳樟醇、2,5-二甲氧基苯甲腈和4种未知化合物为其特有香气成分。此外，苯乙醛、芳樟醇、苯乙腈、丁酸叶醇酯、水杨酸甲酯、-环柠檬醛、正戊酸-（）-3-己烯酯、异戊酸己酯、2-甲基萘、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、丁酸苯乙酯、-法呢烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯和19种未知化合物为3种茶样共有香气成分。另由共有香气成分的含量均值比较可知，铁观音相较肉桂拥有较高的苯乙腈、水杨酸甲酯、-环柠檬醛、异戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、2-甲基萘、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及12种未知化合物含量和较低的苯乙醛、丁酸叶醇酯、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、-法呢烯、橙花叔醇及1种未知化合物含量，相较水仙则拥有较高的苯乙腈、水杨酸甲酯、-环柠檬醛、异戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、2-甲基萘、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯及10种未知化合物含量和较低的苯乙醛、芳樟醇、苯乙醇、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、α-法呢烯、橙花叔醇及4种未知化合物含量。水仙相较肉桂拥有较高的芳樟醇、苯乙腈、丁酸-（）-3-己烯酯、水杨酸甲酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、异戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、异丁基-2-苯乙基草酸酯、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、丁酸苯乙酯、α-姜黄烯、α-法呢烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯、（1-氧杂-2-氮杂-螺环[2.5]辛-2-基）-苯基甲酮、棕榈酸甲酯及19种未知化合物含量和较低的1种未知化合物含量。

注：T1—T3、R1—R3、S1—S3分别为铁观音、肉桂和水仙茶样的3次重复萃取检测编码；各香气成分含量采用纵向归一化进行数据预处理；编码含义见表2

注：A1和B1为75 μm CAR/PDMS萃取，A2和B2为65 μm PDMS/DVB萃取；A3和B3为100 μm PDMS萃取。下图同

注：编码含义见表2

注：编码含义见表2

表2 编码对照

注：连续编码中缺失的为未知成分

Note: Missing in continuous coding were unknown

2.2.2 干样萃取法

采用不同萃取头从铁观音、肉桂和水仙茶样中共可检出186种香气成分，分别为铁观音94种、肉桂134种和水仙117种（图6）。其中铁观音以3-亚甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基环己烷、异丁酸叶醇酯、丁酸己酯、己酸异戊酯、异丁酸苯乙酯、2-甲基戊二酸酐、（2-甲基苯基）甲酸甲酯、甲基环丁烷、丁酸苯乙酯类似物、邻甲基苯甲酸、苯基乙基戊酸酯、（）-辛酸-3-己烯酯、2,6,11-三甲基-十二烷、壬酸-2-苯乙酯和19种未知化合物为其特有香气成分，肉桂以甲酸甲酯、2-甲基呋喃、乙酸苯乙酯、2,3,7-三甲基辛烷、2,6,10-三甲基-十二烷、2-甲基戊二酸酐类似物、（1-氧杂-2-氮杂-螺环[2.5]辛-2-基）-苯基甲酮和25种未知化合物为其特有香气成分，而水仙则以-姜黄烯和13种未知化合物为其特有香气成分。此外，苯甲醛、4-溴-1-环己烷类似物、3,5-辛二烯-2-酮、苯乙醇、5-（3-硝基苯基）-3-苯基-1,2,4-恶二唑、苯乙腈、丁酸叶醇酯、水杨酸甲酯、-环柠檬醛、正戊酸-（）-3-己烯酯、异戊酸己酯、2,2-二甲基戊烷、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、3-甲基-十三烷、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、1-十三碳烯、α-法呢烯、二氢猕猴桃内酯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯和27种未知化合物为3种茶样共有香气成分。另由共有香气成分的含量均值比较可知，铁观音相较肉桂拥有较高的3,5-辛二烯-2-酮、水杨酸甲酯、-环柠檬醛、2,2-二甲基戊烷、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、N-己酸（反-2-己烯基）酯、二氢猕猴桃内酯、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及13种未知化合物含量和较低的苯乙醇、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、α-法呢烯、橙花叔醇及7种未知化合物含量，相较水仙则拥有较高的3,5-辛二烯-2-酮、水杨酸甲酯、-环柠檬醛、2,2-二甲基戊烷、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、二氢猕猴桃内酯及10种未知化合物含量和较低的苯甲醛、4-溴-1-环己烷类似物、苯乙醇、苯乙腈、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、异戊酸己酯、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、-法呢烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及9种未知化合物含量。水仙相较肉桂拥有较高的4-溴-1-环己烷类似物、苯甲醇、苯乙醇、苯乙腈、正戊酸-（）-3-己烯酯、异戊酸己酯、异丁基-2-苯乙基草酸酯、1,1,5-三甲基-1,2-二氢萘、1-（5,6,7,8-四氢-2-萘）乙酮、己酸-（）-3-己烯酯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及25种未知化合物含量和较低的吲哚、-法呢烯及3种未知化合物含量。

图5 基于HS-SPME湿样萃取法的乌龙茶香气成分检出种类

图6 基于HS-SPME干样萃取法的乌龙茶香气成分检出种类

2.3 基于SDE法和HS-SPME法的乌龙茶香气组成特征分析

采用SDE法和HS-SPME法从铁观音、肉桂和水仙茶样共可检出262种香气成分，其中铁观音120种，肉桂204种和水仙175种（图7）。

铁观音以3-亚甲基-1,1-二甲基-2-乙烯基环己烷、异丁酸叶醇酯、丁酸己酯、己酸异戊酯、2-甲基戊二酸酐、（2-甲基苯基）甲酸甲酯、甲基环丁烷、丁酸苯乙酯类似物、2,2-二甲基丁烷、邻甲基苯甲酸、2-甲基丁酸、苯基乙基戊酸酯、（）-辛酸-3-己烯酯、2,6,11-三甲基-十二烷、壬酸-2-苯乙酯、2-（苯基乙酰基）苯甲酸和19种未知化合物为其特有检出香气成分；肉桂以甲酸甲酯、2-甲基呋喃、乙酸苯乙酯、2,3,7-三甲基辛烷、2,6,10-三甲基-十二烷、2-甲基戊二酸酐类似物和41种未知化合物为其特有检出香气成分；水仙则以1,2-戊二烯、脱氢芳樟醇、2,5-二甲氧基苯甲腈和17种未知化合物为其特有检出香气成分。

图7 基于SDE法和HS-SPME法的乌龙茶香气成分检出种类

此外，苯甲醛、4-溴-1-环己烷类似物、4-溴-2-环己烷、苯乙醛、3,5-辛二烯-2-酮、芳樟醇、苯乙醇、5-（3-硝基苯基）-3-苯基-1,2,4-恶二唑、苯乙腈、丁酸-（）-3-己烯酯、水杨酸甲酯、-环柠檬醛、正戊酸-（）-3-己烯酯、异戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、2,2-二甲基戊烷、2-甲基萘、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、1-甲基萘、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、3-甲基-十三烷、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、1-十三碳烯、丁酸苯乙酯、-法呢烯、二氢猕猴桃内酯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯、植醇、1-十三炔、11,14,17-顺-二十碳三烯酸甲酯和42种未知化合物为3种茶样共有香气成分。

由共有香气成分的含量均值比较可知，铁观音相较肉桂拥有较高的3,5-辛二烯-2-酮、苯乙腈、水杨酸甲酯、β-环柠檬醛、异戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、2,2-二甲基戊烷、2-甲基萘、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、己酸-（）-3-己烯酯、-己酸（反-2-己烯基）酯、二氢猕猴桃内酯、（）-3-己烯醇苯甲酸酯及21种未知化合物含量和较低的苯乙醛、苯乙醇、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、-法呢烯、橙花叔醇、植醇及8种未知化合物含量，相较水仙则拥有较高的3,5-辛二烯-2-酮、水杨酸甲酯、-环柠檬醛、2-氧代己酸甲酯、2,2-二甲基戊烷、2-甲基萘、2,3,3-三甲基己烷、2,3,3-三甲基戊烷、癸烷、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、二氢猕猴桃内酯、1-十三炔及16种未知化合物含量和较低的苯甲醛、4-溴-1-环己烷类似物、苯乙醛、芳樟醇、苯乙醇、丁酸-（）-3-己烯酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、吲哚、异丁基-2-苯乙基草酸酯、丁酸苯乙酯、α-法呢烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯、植醇及10种未知化合物含量。水仙相较肉桂拥有较高的4-溴-1-环己烷类似物、苯甲醇、芳樟醇、苯乙醇、苯乙腈、丁酸-（）-3-己烯酯、水杨酸甲酯、正戊酸-（）-3-己烯酯、异戊酸己酯、2-氧代己酸甲酯、异丁基-2-苯乙基草酸酯、1,1,5-三甲基-1,2-二氢萘、1-（5,6,7,8-四氢-2-萘）乙酮、己酸-（）-3-己烯酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、丁酸苯乙酯、α-姜黄烯、橙花叔醇、（）-3-己烯醇苯甲酸酯、（1-氧杂-2-氮杂-螺环[2.5]辛-2-基）-苯基甲酮、棕榈酸甲酯及36种未知化合物含量和较低的吲哚及4种未知化合物含量。此外，由于萃取方法的不同，供试茶样中极少数香气成分基于HS-SPME法亦可能因其检出重复性相对较差而产生不相一致的含量差异。如铁观音茶样基于HS-SPME湿样萃取法检出的苯乙腈、异戊酸己酯和1种未知化合物高于水仙茶样，而基于HS-SPME干样萃取法则正好相反；水仙茶样基于HS-SPME湿样萃取法检出的-法呢烯高于肉桂茶样，而HS-SPME干样萃取法则正好相反。铁观音茶样基于HS-SPME湿样萃取法，采用75 μm CAR/PDMS萃取头检出的（）-3-己烯醇苯甲酸酯高于水仙茶样，而应用65 μm PDMS/DVB萃取头则正好相反；铁观音茶样基于HS-SPME干样萃取法，采用65 μm PDMS/DVB萃取头和100 μm PDMS萃取头检出的（）-3-己烯醇苯甲酸酯均低于水仙茶样。因此，为更好地检测分析供试茶样中的某些特定香气成分，有必要对本试验所采用HS-SPME法的萃取条件作进一步优化。

3 讨论和结论

根据研究目的不同，茶叶香气成分的非靶向检测被广泛应用于不同茶类或同一茶类香气组成的特征分析和分类鉴别[8,15]、监测茶鲜叶在加工过程中香气成分的动态变化和探讨昆虫、光照、机械损伤等生物或非生物因素对茶叶挥发物的影响等方面研究[2,16]。从图5可以看出，对供试茶样采用HS-SPME干样萃取法检测可获得最多的非靶向检出成分（186种），其次为HS-SPME湿样萃取法（139种），以SDE法检出成分最少（33种）。其中应用65 μm PDMS/DVB萃取头对供试茶样进行HS-SPME干样萃取法检测可获得最多的非靶向检出成分（165种）。茶叶特征香气成分的靶向或广泛靶向检测有助于阐明茶叶特征香气成分的形成途径[17-20]，实现茶树高香品种选育和提高茶叶加工品质。通过谱库检索和香气成分标准品对检出成分的化合物鉴定结果可知，本试验亦以HS-SPME干样萃取法获得最多的靶向检出成分（64种），其次为HS-SPME湿样萃取法（48种），以SDE法检出成分最少（15种）。其中采用65 μm PDMS/DVB萃取头对供试茶样进行HS-SPME干样萃取法检测可获得最多的靶向检出成分（61种）。此外，该法可对橙花叔醇、吲哚、α-法呢烯、苯乙醇、苯乙腈、水杨酸甲酯等多种乌龙茶常见或特征香气成分实现良好的重复性检出（RSD≤20%）[21-23]。由此可见，基于HS-SPME干样萃取法，应用65 μm PDMS/DVB萃取头进行检测分析可相对较好地反映出3种供试茶样香气化学组成特征。

采用不同香气成分萃取方法可从3种供试茶样中检出262种香气成分，其中HS-SPME湿样萃取法和干样萃取法的共有检出成分有77种，而其与SDE法的共有检出成分分别为18种和16种，三者共有检出成分仅15种（图7）。此外，采用不同极性和吸附能力萃取头对供试茶样进行HS-SPME湿样法或干样法萃取检测所获得香气种类亦有明显的互补作用（图2）。由此表明，本试验采用不同的香气成分检测方法对乌龙茶香气成分的检测各有其独特的方法优势，因此在做特定香气成分的靶向或广靶向检测时应根据其实际检出效果予以选择。值得注意的是，由于影响SDE法或HS-SPME法对茶叶香气成分萃取效果的因素较多（如萃取溶剂或纤维涂层的种类、茶样用量、萃取时间和操作方式等），或因GC-MS检测分析的色谱条件、分流比和谱图数据处理等差异，采用同样的萃取方法在香气成分的种类和数量上将产生并不完全一致的检出效果。如Sheibani等[24]采用SDE/HS-SPME和GC-MS（不分流模式）对金萱乌龙茶的风味物质进行检测分析，结果表明2种方法对检出香气成分能形成良好的信息互补，但前者相较后者却能鉴定出更多的香气成分。尽管如此，本试验基于SDE法和HS-SPME法的香气组成特征分析表明，肉桂和水仙茶样相较铁观音茶样的香气种类和数量存在较大差异，肉桂茶样的香气组成更为复杂多样，该结果与闽南乌龙茶与闽北乌龙茶迥然不同的花香品质及肉桂相较水仙拥有更为浓郁高显的香型特征相符合。

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Aroma Profiling of Oolong Tea by SDE and HS-SPME in Combination with GC-MS

CHEN Lin1,2, YU Wenquan1, ZHANG Yinggen1, XIANG Lihui1, WANG Lili1, YOU Zhiming1,2*

1. Tea Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fu′an 355015, China; 2. Fujian Division of National Center for Tea Improvement, Fu′an 355015, China

To better understand the aroma characteristics of oolong tea, the volatile compounds of three representative Fujian oolong tea samples (Tieguanyin, Rougui and Shuixian) were isolated by simultaneous distillation-extraction (SDE) and head space solids-phase microextraction (HS-SPME) coupled with three different fiber coatings, and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). 262 aroma components were detected by different extraction methods. The number of aroma components detected from high to low was 204 (Rougui), 175 (Shuixian), and 120 (Tieguanyin), respectively. HS-SPME with dry samples were detected with 186 aroma components, followed by HS-SPME with wet samples (139), and SDE method detected 33 aroma components. Different extraction methods can complement each other on the detection of aroma components. A 65 μm PDMS/DVB (Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene) fiber showed good reproducibility, and some common or characteristic aroma components in oolong tea samples were robustly detected, such as nerolidol, indole,-farnesene, phenylethyl alcohol, benzyl nitrile, methyl salicylate, etc. Compared with Tieguanyin, Rougui and Shuixian had higher number of aroma components, and the aroma compositions of Rougui were the most complex. These results were in consistent with the sensory evaluation of oolong tea produced from north and south of Fujian province, and Rougui showed higher aroma quality than that of Shuixian.

oolong tea, aroma component, head space solids-phase microextraction, SDE, GC-MS

TS272.5+9；Q946

A

1000-369X(2019)06-692-13

2019-03-29

2019-04-15

福建省自然科学基金（2016J01121和2017J01042）、福建省科技重大专项专题（2017NZ0002-1）、福建省农业科学院科技创新团队（STIT2017-1-3）、福建省属公益类项目（2018R1012-5）

陈林，男，博士，副研究员，主要从事茶叶加工、茶叶生物化学及其综合利用方面的研究。