SPME-GC-MS联用法分析四川青心乌龙红茶香气成分

罗学平，李丽霞，练学燕，陈 岗，敬廷桃

（1.宜宾职业技术学院现代农业学院，四川宜宾 644003；2.宜宾川红茶业集团有限公司，四川宜宾 644000；3.重庆市农业科学院，重庆 401329）

祁红、滇红、川红被称为中国三大高香红茶，其中川红（四川工夫红茶）具有橘糖香［1］，采用福选9号、早白尖、川茶群体种等茶树嫩梢制作［2］，深受消费者喜爱。茶叶香气品质的形成既受加工工艺的影响，又与产地、季节、品种有关［2-4］。随着四川红茶产业的快速发展，四川宜宾茶区已引进青心乌龙等茶树品种用于生产红茶［5］，所制作的工夫红茶具有特殊花果香，有别于传统川红工夫。

茶叶香气的形成与香气组分及含量密切相关。测定茶叶香气成分的方法很多，其中香气提取方法有固相微萃取法（SPME）、同时蒸馏萃取法（SDE）、顶空吸附法（HAS）、减压蒸馏萃取法（VDE）、过柱吸附法（TLA）、超临界二氧化碳萃取法（SFE）等［6］，其中SPME 法具有方便、安全、节省试剂等优点，而被广泛采用［7］；香气组成的测定则多采用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）［8］。

为探索青心乌龙红茶特殊香气风味的形成原因，笔者采取SPME-GC-MS联用技术，分析四川青心乌龙红茶香气品质成分，以期为青心乌龙茶树品种在四川茶区的进一步推广和利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

青心乌龙和福选9 号茶鲜叶（标准为一芽二叶初展），均采摘自四川省高县落润乡公益村茶园，海拔约为700 m，采摘时间为2020 年3 月底。鲜叶采摘后，送到宜宾川红茶业集团有限公司，采用自然萎凋工艺制得红茶成品；同时以福选9号红茶作为对照（CK）。

BSA224S 电子天平（德国赛多利斯）；SPME 套件（含手柄及57300-U 进样器、100 μm PDMS 固相微萃取头、SPME 样品瓶）（美国Supelco）；DB-5MS 毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）（美国Agilent）；GC-MS 3200气质联用仪（北京东西分析）。

1.2 方法

1.2.1 茶叶香气感官审评

茶叶香气感官审评由5 位取得评茶技师以上职业资格的专业教师进行密码审评，具体方法参照GB/T 23776-2018《茶叶感官审评方法》［9］。

1.2.2 香气组分测定

1.2.2.1 样品处理

参照文献［2］的方法进行SPME 萃取。萃取完成后，萃取头于色谱仪进样口解析5 min，进行分析。

1.2.2.2 色谱条件

采用DB-5MS 毛细管色谱柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），进样口温度230 ℃，载气为高纯度He，流速1.0 mL·min-1，不分流进样。升温程序参照文献［2］。

1.2.2.3 质谱条件

离子源为EI 源，四级杆温度230 ℃，接口温度230 ℃，电子倍增器电压800 V，电子能量70 eV，扫描方式为Scan，扫描范围（m/z）35～400，溶剂延迟2.5 min。

1.2.2.4 定性与定量分析

由GC-MS分析得到香气成分的总离子色谱图，用计算机检索NIST 质谱库谱图（mainlib 和replib），结合文献资料［2,10］，对香气成分进行定性，并用峰面积归一化法计算各组分的相对含量。

2 结果与分析

2.1 香味感官审评结果

四川青心乌龙红茶香味感官审评结果列于表1。香气和滋味是茶叶品质形成的核心，青心乌龙红茶香气鲜甜浓郁、带甜花香，滋味鲜浓，感官品质较好；而四川主栽的福选9号红茶品质比较均衡，香味品质稍差。

表1 四川青心乌龙红茶香味感官审评结果

2.2 香气成分鉴定

应用固相微萃取（SPME），结合气相色谱和质谱（GC-MS）联用技术，对青心乌龙红茶和福选9号红茶香气成分进行分析，其总离子流色谱图见图1。通过质谱解析及与NIST质谱库谱图进行比对，鉴定得到各个组分（见表2）。

表2 两种红茶香气成分相对含量 单位：%

（续表2）

（续表2）

图1 两种红茶香气的GC-MS离子流色谱图

在四川青心乌龙和福选9 号两种红茶中共分离鉴定出94 种香气化合物，包含醇类19 种、烃类36 种、醛类12 种、酮类10 种、酯类11 种、酸类2 种，以及其他化合物4 种，其中芳樟醇及其氧化物、香叶醇、苯乙醇、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、橙花叔醇、水杨酸甲酯、β-紫罗酮、苯乙醛、柠檬醛等30 种化合物系两种红茶共有成分。

在四川青心乌龙红茶中，共分离鉴定出芳香成分64 种，其中相对含量超过1%的主体成分有25 种，分别是香叶醇（28.83%）、芳樟醇氧化物Ⅱ（7.24%）、芳樟醇（6.59%）、芳樟醇氧化物Ⅰ（3.82%）、芳樟醇氧化物Ⅳ（3.5%）、β-蒎烯（3.26%）、咖啡碱（2.29%）、棕榈酸甲酯（2.22%）、2,6,11-三甲基十二碳烷（2.05%）、正十六碳烷（2.01%）、苯乙醇（1.78%）、正二十七碳烷（1.75%）、β-紫罗酮（1.67%）、2,4,6-三甲基-1,3,6-庚三烯（1.58%）、β-杜松烯（1.51%）、D-柠檬烯（1.44%）、芳樟醇氧化物Ⅲ（1.41%）、橙花叔醇（1.33%）、3,5,6,8a-四氢-2,5,5,8a-四甲基-2H-1-苯并吡喃（1.26%）、2,4-二乙基庚醇（1.23%）、3,7-二甲基-1,5,7-辛三醇（1.16%）、水杨酸甲酯（1.06%）、苯乙醛（1.03%）、3-乙基-3-甲基庚烷（1.00%）和青叶醛（1.00%），占香气物质总量的82.02%。

在由福选9 号鲜叶制作的四川红茶中，共分离鉴定出芳香成分58 种，其中相对含量超过1%的主体成分有23 种，分别是香叶醇（13.03%）、芳樟醇氧化物Ⅱ（9.68%）、芳樟醇（9.19%）、苯乙醇（7.6%）、芳樟醇氧化物Ⅰ（4.94%）、芳樟醇氧化物Ⅳ（4.56%）、水杨酸甲酯（4.01%）、己烯醇（3.7%）、1-异丙基-4,7-二甲基-1,2,3,5,6,8A-六氢萘（2.77%）、3,7-二甲基-1,5,7-辛三醇（2.76%）、2,6-二叔丁基对甲酚（2.71%）、咖啡碱（2.67%）、苯乙醛（2.47%）、橙花叔醇（2.11%）、正己醛（1.66%）、β-紫罗酮（1.66%）、β-蒎烯（1.61%）、α-法尼烯（1.6%）、2-莰烯（1.59%）、苯甲醛（1.31%）、芳樟醇氧化物Ⅲ（1.29%）、苯甲醇（1.21%）和（Z）-己酸-3-己烯酯（1.08%），其含量占香气物质总量的85.21%。

2.3 红茶香气成分比较

将四川青心乌龙红茶及福选9 号红茶中鉴定出的香气物质分为醇、醛、酮、酸、酯、烃和其他等七大类，从图2 可知，两种红茶的香气成分在组成上存在一致性，其中醇类化合物含量最高。

图2 两种红茶的香气成分比较

醇类化合物含量在两种红茶中稍有差异，其中福选9 号红茶含量为62.18%，稍高于四川青心乌龙红茶（58.20%）。结合表2 可知，共有11 个醇类化合物在两种中均存在，其中含量最高的是芳樟醇及其氧化物，在福选9 号红茶中高达29.66%，在青心乌龙红茶为22.56%；苯乙醇含量福选9 号红茶高达7.60%，也显著高于青心乌龙红茶（1.78%）。而四川青心乌龙红茶的香叶醇含量高达28.83%，远高于福选9 号红茶（13.03%），这是四川青心乌龙红茶表现出甜花香的重要香气成分。

烃类化合物含量在两种红茶中的含量仅次于醇类，且含量差异较大。四川青心乌龙红茶的烃类化合物含量达到23.66%，其中β-蒎烯、D-柠檬烯、2,4,6-三甲基-1,3,6-庚三烯等含量相对较高。

醛类、酯类、酮类三种化合物在四川青心乌龙红茶的比例也相对较高，其中酯类＞醛类＞酮类；酸类和其他香气化合物含量相对较少，酸类仅检出棕榈酸，其他化合物以咖啡碱为主，其含量为2.29%。

茶叶香气组分比例、香气成分与香气感官品质关系密切，其中与红茶香气密切相关的组分有芳樟醇及其氧化物、香叶醇等［11］。研究认为，红茶香气分为三种类型：即芳樟醇占优势型、中间型（含芳樟醇和香叶醇）及香叶醇占优势型［12］。从研究结果来看，四川青心乌龙红茶香型属于中间型，富含芳樟醇和香叶醇。萜烯指数（Terpene index，Ti）=（芳樟醇+芳樟醇氧化物）/（芳樟醇+芳樟醇氧化物+香叶醇），是评价茶叶香气品质和特征的一个重要指标，Ti值高则香气宜人，Ti值低则香气高锐［12-13］。分析表明，四川青心乌龙红茶Ti值仅为0.44，低于福选9 号（Ti=0.69），表明四川青心乌龙红茶具有高锐的香气。

3 结论

本研究采用SPME 技术对茶叶中的香气化合物进行萃取，采用GC-MS联用技术进行定性定量分析，对采用引种的青心乌龙茶树品种制作的工夫红茶香气成分进行了分析。从四川青心乌龙红茶中分离鉴定出64种香气化合物，其中醇类14 种、烃类24 种、醛类8种、酮类6 种、酯类8 种、酸类1 种及其他类3 种。其中，醇类化合物含量是四川青心乌龙红茶的主要香气贡献成分，其含量达到58.20%。

进一步分析表明，在四川青心乌龙红茶香气成分中，含量超过1%的主体香气成分有香叶醇、芳樟醇氧化物Ⅱ、芳樟醇、芳樟醇氧化物Ⅰ、δ-杜松烯、芳樟醇氧化物Ⅳ等24 种物质，占香气物质总量的82.02%，尤其是香叶醇含量达到28.83%，这是形成四川青心乌龙红茶甜花香的重要香气成分。

本研究表明，采用四川青心乌龙茶树鲜叶制作的工夫红茶属于中间型，富含香叶醇和芳樟醇，香气高锐，具有特殊花香，制作工夫红茶具有品种优势。由此认为，在栽培措施得当的基础上，在四川红茶产区范围内推广青心乌龙茶树，开发香味独特的红茶产品，可进一步丰富四川工夫红茶的产品类型。