HS-SPME/GC-MS法分析黔茶新品種綠茶揮發性成分

?龔 雪，劉忠英，李 燕，姜艷艷，尹榮秀，楊 春，陳正武?

（1.貴州省農業科學院茶葉研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴陽市農業技術推廣站，貴州 貴陽 550081）

HS-SPME/GC-MS法分析黔茶新品種綠茶揮發性成分

龔 雪1,2，劉忠英1，李 燕1，姜艷艷1，尹榮秀1，楊 春1，陳正武1

（1.貴州省農業科學院茶葉研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴陽市農業技術推廣站，貴州 貴陽 550081）

為更好地開發和利用黔茶新品種，采用頂空固相微萃取氣-質聯用法（HS-SPME/GC-MS）分析黔茶8號綠茶（Q8G）、黔茶1號綠茶（Q1G）及福鼎大白茶綠茶（FDG）的揮發性成分。結果表明：在3種綠茶樣品中共檢測到105種香氣物質，其中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸葉醇酯、順-茉莉酮、戊醛、庚醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙烯和香葉醇這9種物質在FDG、Q1G和Q8G中存在極顯著性差異；Q8G綠茶樣品的主要香氣物質種類為醇類（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烴類（11.4%）和酯類（11.1%），Q1G綠茶樣品的主要香氣物質種類為醇類（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛類（12.1%）和酯類（10.9%），FDG綠茶樣品的主要香氣物質種類為醇類（24.8%）、酯類（16.1%）、萜烯烴類（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；依據保留時間將揮發性物質分為低沸點和中高沸點2大類，Q8G和Q1G以低沸點物質為主，含量分別為74.7%和76.9%，FDG以中高沸點物質為主，含量達56.7%。

綠茶；黔茶1號；黔茶8號；揮發性香氣物質；頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜

香氣是茶樹品質評價的重要指標，極大地影響著消費者對茶葉產品的選擇。茶樹的遺傳特性使茶葉中化學成分的種類、含量、配比均表現出一定差異[1-3]。福鼎大白茶是最早一批認定的國家級無性系茶樹良種，適宜炮制綠茶、紅茶、白茶[4]。目前，該品種被全國茶樹品種審定委員會認定為優質綠茶品種鑒定的對照種，在貴州省內廣泛栽種[5]。長期種植單一品種導致貴州省茶葉產品質量同化，無法突出地方特色，因此選育優質、高產，并獨具花香特征的茶樹優良品種對增強貴州省綠茶產品競爭力、促進貴州茶產業可持續發展意義重大。黔茶1號和黔茶8號是貴州省茶葉研究所新選育的優良茶樹品種，兩者所制綠茶在前期研究中香氣表現突出[6-7]。

頂空固相微萃取-氣質聯用法（HS-SPME/GCMS）具有處理時間短、不使用有機溶劑、真實反映樣品中揮發性成分及組成等優點，目前已廣泛應用于茶葉香氣物質的提取分析中[8-11]。

筆者以福鼎大白茶、黔茶8號和黔茶1號鮮葉為試驗材料制作綠茶，采用頂空固相微萃取-氣質聯用法（HS-SPME/GC-MS）分析樣品中的揮發性香氣物質，研究黔茶新品種綠茶產品中揮發物的組成特性，以期為黔茶新品種的進一步開發應用提供科學依據及理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試茶樣為福鼎大白茶綠茶（FDG）、黔茶1號綠茶（Q1G）、黔茶8號綠茶（Q8G），鮮茶葉采自貴州省茶葉研究所茶樹種質資源圃，以手工法制作綠茶樣品。供試儀器主要有HP6890/5975C氣相-質譜聯用儀（美國安捷倫公司）、手動固相微萃取裝置（美國Supelco公司）和萃取纖維（2 cm-50/30 μm，DVB/CAR/PDMS StableFlex）。

1.2 試驗方法

1.2.1 HS-SPME 取研碎混勻的茶葉樣品5.0 g，置于150 mL固相微萃取儀采樣瓶中，加入75 mL沸水，放入攪拌子之后密閉采樣瓶，在磁力攪拌器上（200 r/min）60℃加熱，插入裝有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纖維頭的手動進樣器，40 min后移出萃取頭并立即插入氣相色譜儀進樣口（溫度250℃）中，熱解析3 min進樣。

1.2.2 GC-MS 色譜柱為ZB-5MSI 5%Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），柱溫40℃（保留2 min），以5℃/min升溫至255℃，運行45 min；汽化室溫度250℃；載氣為高純He（99.999%）；柱前壓7.62 psi，載氣流量1.0 mL/min，不分流進樣，溶劑延遲1 min。離子源為EI源，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，電子能量70 eV，發射電流34.6 μA，倍增器電壓1 529 V，接口溫度280℃，質量范圍29～500 amu。

1.2.3 香氣組分的定性定量分析 根據得到的總離子流圖中各色譜峰的質譜信息，通過質譜計算機數據系統檢索并核對 Nist 2005和 Wiley275 標準質譜圖，確定各色譜峰對應的物質結構。按面積歸一化法計算各組分含量，即各色譜峰的峰面積與總峰面積之比為各香氣組分的相對含量。

1.3 數據分析

采用Excel 2007軟件進行數據統計及圖表繪制，采用SPSS17.0軟件進行多重比較（Duncan's multiple range test）分析。

2 結果與分析

2.1 3種綠茶樣品的揮發性香氣成分及含量

從表1中可以看出，共檢測出揮發性成分105種，其中FDG茶樣主要包含二甲基硫醚（14.08%）、芳樟醇（12.99%）、（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯（11.35%）、順-茉莉酮（8.05%）、己酸葉醇酯（7.41%）、壬醛（5.72%）、香葉醇（4.29%）、吲哚（3.76%）、橙花叔醇（2.56%）、丁酸葉醇酯（2.24%）；Q1G茶樣主要包含芳樟醇（25.03%）、二甲基硫醚（19.39%）、壬醛（5.22%）、戊醇（4.04%）、乙酸葉醇酯（2.97%）、己酸葉醇酯（2.93%）、反-2-己烯醛（2.52%）、丁酸葉醇酯（2.42%）、青葉醇（2.36%）、（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯（2.31%）、戊醛（2.29%）；Q8G茶樣主要包含二甲基硫醚（26.29%）、芳樟醇（19.60%）、香葉醇（8.09%）、乙酸葉醇酯（4.68%）、青葉醇（3.38%）、己酸葉醇酯（2.88%）、苯乙烯（2.49%）、（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯（2.46%）、戊醇（2.18%）、丁酸葉醇酯（2.14%）。

2.2 3種綠茶樣品主要香氣物質含量的差異

由表2可知，3種綠茶樣品間主要香氣物質的含量存在極顯著性差異；其中，FDG樣品中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸葉醇酯和順-茉莉酮的含量極顯著高于Q8G和Q1G；Q1G樣品中戊醛、庚醛和6-甲基-5-庚烯-2-酮的含量極顯著高于FDG和Q8G；Q8G樣品中苯乙烯和香葉醇的含量極顯著高于Q1G和FDG。

2.3 3種綠茶樣品的香氣組成

根據化合物官能團的不同，將茶葉香氣物質分為醇類、醛類、酮類、酯類、碳氫化合物、雜氧類化合物、含氮化合物、含硫化合物[12]；其中碳氫化合物中大多為飽和烴，香氣微弱或幾乎沒有香氣，對茶香貢獻不大，在香氣物質分析時，常常將其略去[13-14]；而萜烯烴類化合物是碳氫化合物中的一種不飽和烴類，主要指分子式為異戊二烯整數倍的烯烴類化合物，是一類廣泛存在于植物體內的天然來源碳氫化合物，具有一定的香氣，對茶香形成作用較大[15]，故該研究將其獨立出來加以討論。由圖1可知，FDG中主要香氣物質種類為醇類（24.8%）、酯類（16.1%）、萜烯烴類（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；Q1G中主要的香氣物質種類醇類（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛類（12.1%）、酯類（10.9%）；Q8G為醇類（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烴類（11.4%）和酯類（11.1%）。

揮發性物質的保留時間與該物質的沸點、極性以及色譜柱的柱長、極性、升溫速率等均有較大關系。在單一非極性氣相色譜柱上，有機物沸點與保留時間大致呈線性關系[16]。因此可依據揮發性物質保留時間和沸點之間的關系對茶葉香氣物質進行分類討論[17-18]。

根據表1中的數據，以芳樟醇（保留時間為16.166 min，沸點198～199℃）為界，將105種揮發性物質劃分為低沸點香氣化合物和中高沸點香氣化合物2大類，一類為以二甲基硫醚為代表的低沸點物質，共53種；另一類為壬醛為代表的中高沸點物質，共52種。而FDG、Q1G和Q8G這3種綠茶中低沸點香氣物質的總相對含量分別為43.29%、76.94%和74.67%，中高沸點香氣物質的總相對含量分別為56.71%、22.55%和25.33%。

表1 3種綠茶樣品揮發性香氣成分的相對含量 （%）

表2 3種綠茶樣品主要香氣物質含量的比較 （%）

圖1 3種綠茶樣品中揮發性香氣物質的組成

3 結 論

福鼎大白茶作為最早認定的綠茶國家級良種，常作為對照材料參與茶葉揮發性成分相關研究[19-22]。該研究檢測分析了黔茶新品種黔茶1號（Q1G）和黔茶8號（Q8G）所制綠茶與福鼎大白茶（FDG）所制綠茶香氣物質組成的差異。結果表明，在3種綠茶樣品中共檢測到105種香氣物質，其中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸葉醇酯、順-茉莉酮、戊醛、庚醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙烯和香葉醇這9種物質在FDG、Q1G和Q8G中存在極顯著性差異；Q8G綠茶樣品的主要香氣物質種類為醇類（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烴類（11.4%）和酯類（11.1%），Q1G綠茶樣品的主要香氣物質種類為醇類（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛類（12.1%）和酯類（10.9%），FDG綠茶樣品的主要香氣物質種類為醇類（24.8%）、酯類（16.1%）、萜烯烴類（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；依據保留時間將揮發性物質分為低沸點和中高沸點2大類，Q8G和Q1G中以低沸點物質為主，含量分別為74.7%和76.9%，FDG中以中高沸點物質為主，含量達56.7%。

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Analysis?of?Volatile?Flavour?Constituents?in?New?Guizhou?Green?Tea?Varieties??by?HS-SPME-GC-MS

GONG Xue1,2，LIU Zhong-ying1，LI Yan1，JIANG Yan-yan1，YIN Rong-xiu1，YANG Chun1，CHEN Zheng-wu1
（1. Tea Research Institute, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550006, PRC; 2. Agricultural Technology Extension Station of Guiyang City, Guiyang 550081, PRC）

In order to develop new varieties of Guizhou Tea more effectively, the volatile constituents in the samples of 3 green tea varieties Fudingdabaicha (FDG), Qiancha 1 (Q1G) and Qiancha 8 (Q8G) were analyzed by headspace solid phase microextraction (HSSPME) coupled with gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) in this study. The results showed that there were 105 aroma substances detected and some of the volatile aroma components were different in the 3 tea varieties. There were extreme significant differences in (E)-4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene, indole, cis-3-hexenyl caproate, cis-jasmone, pentanal, heptanal, 6-methyl-5-hepten-2-one, styrene and geraniol among the FDG, Q1G and Q8G. The main volatile aroma components of the Q8G were alcohols (37.2%), sulfur compounds (26.3%), terpene hydrocarbon (11.4%) and esters (11.1%). Alcohols (37.3%), sulfur compounds (19.5%), aldehydes (12.1%),esters (10.9%) were primary volatile aroma substances in the Q1G. The main volatile aroma compounds in the FDG were alcohols (24.8%),esters (16.1%), terpene hydrocarbon (16.0%) and sulfur compounds (14.1%). The volatile substances were divided into low boiling point and medium-high boiling point ones, the medium-high boiling point aroma substances account for 56.7% in the FDG. The proportion of low boiling point aroma components in the Q1G and Q8G were 76.9% and 74.7%, respectively.

green tea; Qiancha 1; Qiancha 8; volatile aroma compound; headspace solid phase microextraction–gas chromatography mass spectrometry (HS-SPME/GC-MS)

S571.1

A

1006-060X（2017）11-0069-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.011.019

2017-08-28

貴州省科學技術基金項目（黔科合J字〔2013〕2156號）；茶樹資源與育種創新人才團隊建設（黔農科院CR合字〔2014〕19號）；貴州省現代農業（茶葉）產業技術體系項目（GZCYTX2013-01001）；貴州省科技合作計劃項目（黔科合LH字〔2015〕7075）；貴州省農業科學院重點科技成果培育計劃項目（黔農科院成培計〔2018〕03號）；貴州省科學技術改革轉制項目（黔科合體Z字〔2013〕4008號）

龔 雪（1985-），女，貴州貴陽市人，農藝師，主要從事茶樹功能成分研究。

陳正武

（責任編輯：成 平）