苏州碧螺春红茶不同加工阶段香气物质的实时动态检测

张 丽，张文韬，刘梦婕

（1.苏州市职业大学 教育与人文学院，江苏 苏州 215104；2.苏州市吴中区农业农村局 果蔬园艺站，江苏 苏州 215155；3.南京农业大学 食品科技学院，江苏 南京 210097)

香气是影响茶叶品质的重要因素，茶叶所呈现出的香气特征是由各种香气物质的含量、比例等因素综合作用的结果[1]。红茶的香气种类十分复杂，主要包括醇类、醛类、酮类、酯类等，茶叶香气的检测目前主要以蒸馏萃取、固相微萃取等分离方法结合气质联用进行检测[2]，这些方法要对样品进行前处理，而且耗时较长，不能满足快速、原位检测的要求。

实时直接分析质谱法(direct analysis in real time-mass spectrometry，DART-MS)是针对各种极性的小分子物质分析的直接离子化技术，其操作简单，将样品放置在DART的离子源出口和质谱仪的采样锥口之间，即可实现对样品的直接分析[3-4]。相比其他电离技术，DART 对样品分析无需繁杂的化学处理和冗长的色谱分离，大幅简化了分析步骤，缩短了分析周期，样品不需处理或只需简单的前处理即可分析[5-6]。因此，DART已被广泛应用食品[7-8]、医药[4，5，9]、司法[10-11]领域的检测分析中。

本研究运用DART-MS实时快速检测加工过程中碧螺春红茶香气物质的变化，为提高红茶香气品质评价的理论技术水平，改善苏州太湖洞庭山红茶的加工工艺提供基础数据，也为苏州地区后期开发高香或特征香气鲜明的红茶提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设备

试验材料采自苏州太湖洞庭东山“槎湾3号”一芽两叶新稍。

仪器设备：6CWD萎凋机、6CR-55揉捻机、6CHFJ-56发酵机、6CTH-6提香机(以上均来自浙江上洋机械股份有限公司)；实时直接分析离子源(DART-SVP，来自IonSense公司)；高分辨质谱(Q exactive，thermo scientific，来自赛默飞科技公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 红茶加工

采摘“槎湾3号”一芽两叶新稍，鲜叶取样一次；然后薄摊于萎凋槽中，鼓风气流温度设置在30～35 ℃，萎凋5 h，萎凋结束后取样一次；萎凋叶在揉捻机上揉捻60 min，揉捻结束后取样一次；揉捻叶放置在28 ℃、相对湿度90%的条件下发酵，发酵2.5 h 和发酵5 h 各取样一次；发酵叶置于恒温干燥箱中，85 ℃烘干，最后取样一次。

《临床神经病学杂志》2016—2017年载文及基金项目统计与分析 ……………… 周莅源，孙婧，管青山 271

1.2.2 DART-MS测试

茶叶样品称取10 g，放入清洁的自封袋中。DART离子源出口与VAPUR接口用T型玻璃三通管密封，T型管与采样袋用特氟龙管连接，将茶叶的香气成分通过DART真空泵的抽吸采集到离子源出口处，生成离子。

1.2.3 仪器条件

1) DART源：反应气为氦气，气流量3.0 L/min；加热器温度300 ℃；栅极电压100 V；正离子模式。

2) 质谱条件：扫描范围50～350 m/z；毛细管温度250 ℃；分辨率70 000；AGC 1e6；吹扫气9 arb；正离子模式。

3) 通过对色谱图峰的分析，根据相对分子质量、化学式及分子结构确定峰物质名称。以最高峰为基峰，其他物质的峰高与基峰的比值来计算相对丰度。

2 结果与分析

采用DART-MS测定了碧螺春红茶不同加工阶段中的香气物质，鲜叶、萎凋叶、揉捻叶、2.5 h发酵叶、5 h发酵叶和干茶样品的DART-MS离子流图如图1所示。

DART-MS测定碧螺春红茶不同加工阶段中所含的香气物质及相对丰度如表1所示。

由图1和表1可知：

1)碧螺春红茶加工过程中鉴定出28种香气物质。这28种香气物质主要有酯类7种、酮类5种、醛类2种、酚类6种、醇类3种、烃类4种和含氮类化合物1种。鲜叶、萎凋叶、揉捻叶、2.5 h发酵叶、5 h发酵叶和干茶中香气物质分别有13、27、22、28、20、26种。

2) 萎凋的过程中香气物质的种类比茶鲜叶增加了一倍以上，在揉捻叶中香气物质种类有略微下降，而发酵初期香气物质种类增加，发酵后期有所下降，干燥后茶叶香气种类又增加。由此可以判断萎凋、发酵和干燥是碧螺春红茶香气物质产生的三个主要加工阶段。

3) 从香气物质的相对含量来看，在整个加工阶段醛类和烃类的相对含量一直较高，酮类物质在发酵过程中逐渐增加，而在干茶中又有所下降，醇类和酯类的相对含量在茶叶加工中起伏不定，这个结果与石渝凤[1]对花香型红茶香气的研究结果一致。酚类在萎凋后相对含量增加，在揉捻和发酵过程中下降，干燥后又大幅增加。吲哚的相对含量在不同加工阶段的变化幅度较小。由此可见，碧螺春红茶加工过程中的香气物质不断变化，鲜叶中醛类和烃类物质较多，萎凋叶中酯类、酮类、酚类和烃类物质较多，揉捻叶中以酯类物质为主，发酵期间以酯类、醇类和烃类物质为主，干茶中醛类、烃类、酮类、酚类物质较多。

表1 DART-MS测定的碧螺春红茶不同加工阶段中所含的香气物质及相对丰度

3 结论

基于DART_MS方法对碧螺春红茶的香气物质进行动态监测，鉴定出碧螺春红茶的不同加工过程产生的香气物质。

1) 鉴定出茶鲜叶中的水杨酸甲酯、茉莉内酯和柠檬烯等相对含量较高，水杨酸甲酯主要呈现冬青香气，是茶鲜叶中的主要香气物质[12-13]，而茉莉内酯、柠檬烯有典型的花果香气，这可能与洞庭碧螺春茶树特有的茶果间作模式有关。

2) 芳樟醇、桉叶醇和苯乙醇在茶鲜叶中均未检测到，而在萎凋后产生，尤其是苯乙醇在萎凋后出现大幅增加，苯乙醇、橙花醇具有玫瑰香气，而芳樟醇具有百合或玉兰香气[14]。宁井铭等[15]通过GC_MS对祁门红茶加工过程中香气变化的研究也表明，苯乙醇和香叶醇在萎凋后也呈现增加的趋势。

3) β_紫罗兰酮赋予碧螺春红茶特有的花香味。β_紫罗兰酮在茶鲜叶中未检出，在萎凋后出现大幅增加，在发酵后继续增加，而在烘干后出现下降。

4) 茉莉酸甲酯和茉莉内酯也是茶叶中呈现花香味的典型香气物质。茉莉酸甲酯在萎凋后就出现明显增加，揉捻和发酵后出现小幅下降，在烘干后又大幅增加。茉莉内酯则是在萎凋和揉捻过程中持续增加，发酵后略有下降，而在烘干后大幅增加。

5) 未鉴定出酸类物质，但鉴定出较多酚类物质，如异丁香酚、百里香酚、4_乙烯基愈创木酚、4_甲基愈创木酚、4_乙基愈创木酚，而且在碧螺春红茶干茶样品中相对含量还比较高，推测这几种酚类是洞庭碧螺春茶叶中的特征性成分，还需要在未来的研究中进行验证。

6) 鉴定出相对含量较低的吲哚，吲哚在茶鲜叶可以检测到，在成品茶中未检出。

本研究使用一种快速、便捷且不需要样品前处理的DART_MS方法对碧螺春红茶的香气物质进行动态监测，初步探索了碧螺春红茶加工过程中的香气物质动态变化规律。未来可尝试使用顶空进样结合GC_MS或者DART结合串联质谱等更先进的方法，以期对碧螺春红茶的香气物质进一步鉴别。