基于SPME-GC-MS法分析甜茶香氣成分

姚佳，楊益歡

（1.黔南民族師范學院生物科學與農學院，貴州都勻558000；2.貴州省普通高校都勻毛尖茶工程研究中心，貴州都勻558000）

野生甜茶（Rubus Suavissimus S.Lee）類似茶樹，山茶科山茶屬，為多年生常綠植物[1]。甜茶不易種植，以野生自然生長為主。主要分布在廣西、貴州、廣東、湖南、江西等省[2]。味微甜，但不含糖分，屬天然甜植物，適合糖尿病人食用。野生甜茶除具備普通綠茶的功效外同時還具有防治心血管疾病、預防中風、防癌作用、預防牙齒疾病等藥效[3-5]。甜茶苷、黃酮類、多酚類是甜茶的主要活性成分，目前對野生甜茶揮發性成分未見相關報道。

茶葉揮發性成分的提取多采用頂空（headspeace，HS） 和固相微萃取法 （solid-phase microextaaction，SPME）。前者對茶葉中、低沸點的揮發性組分有較好的萃取作用，常用于干茶香氣的提取，后者以選取的萃取纖維頭涂層種類不同對揮發性組分中的極性或弱極性組分有不同的萃取效用，在茶湯香氣成分的富集萃取中應用較多[6-11]。

本文采用SPME 提取甜茶的揮發性成分，利用氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）對其香氣成分進行綜合分析，本研究建立了測定甜茶中揮發性成分分析方法，同時為了解甜茶中香氣成分組成的研究和開發利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 材料與試劑

野生甜茶：2018年采自黔東南州黎平縣三什江村，粉碎，過60 目篩，備用。

高純氦氣、純水、氯化鈉、無水硫酸鈉（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器

氣相色譜-質譜聯用儀（7890A-5975C）、氣相色譜柱 （HP-5MS UI 0.25 mm×0.25 μm×60 m，19091s-436UI）：美國 Aglient 公司；固相微萃取裝置（57330-U）、固相微萃取針（50/30 μm DVB/CAR/PDMS，57348-U）：美國 Supelco 公司；恒溫磁力攪拌器（08-2T）：上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品溶液的制備

精確稱取5 g 樣品及磁力攪拌子置于萃取瓶中，置于80 ℃水浴，磁力攪拌（300 r/min）萃取30 min。萃取針使用前，在氣質進樣口活化20 min（250 ℃）。

1.2.2 GC-MS 條件

GC 條件：進樣口溫度為250 ℃，氣質接口溫度為250 ℃，載氣流速度為15 mL/min。

升溫程序：初始 50 ℃，保持 1 min，以 5 ℃/min 升溫到 100 ℃，保持 5 min；再以 4 ℃/min 升溫到 140 ℃保持10 min；以 4 ℃/min 升溫到 180 ℃，保持 10 min；再以4 ℃/min 升溫到 240 ℃，保持 10 min；再以 5 ℃/min 升溫到 250 ℃，保持 10 min。

MS 條件：電離源為EI；離子化電壓70 eV，離子源溫度230 ℃，四級桿溫度150 ℃，質譜掃描范圍50 amu～550 amu。

1.3 數據處理

經GC-MS 分析得到樣品的總離子流圖，各峰經質譜計算機數據系統檢索并與NIST library 數據庫、Wiley 275 標準質譜圖核對和參考有關文獻數據分析，結合保留時間，保留指數、自建數據庫及相關標準品，對其相應揮發性化學成分進行定性定量分析，用峰面積歸一化法測定各化學成分的相對質量分數。參照文獻[12]方法計算萜烯指數（terpene index，TI）

TI=（芳樟醇+芳樟醇氧化物）/芳樟醇+芳樟醇氧化物+香葉醇）

2 結果與分析

甜茶香氣成分的總離子流色譜圖見圖1。

經計算機質譜數據系統檢索，面積歸一化確定各成分的相對含量。SPME-GC-MS 分析甜茶的香氣成分見表1

圖1 甜茶香氣成分總離子流色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of aromatic components of sweet tea

表1 甜茶的香氣成分Table 1 The aromatic compositions of sweet tea

續表1 甜茶的香氣成分Continue table 1 The aromatic compositions of sweet tea

由表1 中可知，從茶樣中鑒定出主要香氣成分73 種，占總峰面積的90.55%，從香氣成分種類及相對百分含量分析，主要為醇類物質22 種（占19.39%）、酮類物質15 種（占13.31%）、醛類物質13 種（占29.75%）、烷烴類物質7 種（占5.11%）、其他雜環類物質9 種（占6.83 %）、烯烴類物質6 種（占11.28 %）、苯環類物質4 種（占3.60%）及萘類物質1 種（占1.28%）。醇類物質主要以芳樟醇（2.95%）、正辛醇（2.90%）、1-辛烯-3-醇（2.82%）、香葉基香葉醇（1.15%）、反-氧化芳樟醇（1.06%）、柏木油醇（0.40%）為主；酮類物質以1-辛烯-3-酮（2.46%）、甲基庚烯酮（1.39%）、左旋香芹酮（1.16%）、異佛爾酮（0.78%）、反，反-3，5-辛二烯-2-酮（0.73 %）、乙位紫羅蘭酮（0.42 %）為主；醛類物質主要以壬醛（5.83 %）、反-2-丁烯醛（4.48 %）、辛醛（3.57%）、反-2-壬烯醛（3.36 %）、己醛（3.14 %）、反-2-辛烯醛（2.13%）、反-2-癸烯醛（2.28%）為主；烷烴類物質主要以八甲基環四硅氧烷（1.78%）、十甲基環五硅氧烷（0.70%）、1，2-環氧十二烷（0.67%）、亞乙基環庚烷（0.61%）、3-甲基-十二烷（0.54%）、六甲基環三硅氧烷（0.53%）為主；其他雜環類物質主要以甲氧基苯基肟（2.26%）、2-甲基苯甲醚（0.55%）、甲氧基苯基肟（0.99%）為主；烯烴類物質以檸檬烯（7.12%）、苯乙烯（1.27%）、2，6-二甲基-反-2，6-辛二烯（1.19%）為主；苯類物質主要以1-乙烯-4-甲氧基-苯（1.43%）、1-乙烯-4-甲氧基-苯（1.17%）為主；萘類物質萘（1.28%）；萜烯指數為0.78。

3 結論與討論

茶葉香氣成分是鑒別茶葉品質的重要指標，受到業界的廣泛關注。茶葉香氣是茶鮮葉在制作過程中通過復雜的生化反應而產生的，香氣成分的組成、含量與不同的茶樹品種、栽培環境、加工工藝、茶葉儲存時間、溫度等息息相關[13-16]。茶葉芳香物質為多種不同成分組成的混合物，大多具有香氣（或特殊氣味），茶葉香氣在茶中的絕對含量很少，但茶葉中的芳香物質對茶葉品質的形成具有重要作用，茶葉中發現并鑒定的香氣成分約700 種，包括碳氫化合物、醇類、酮類、酸類、醛類、脂類、內脂類、酚類、過氧化物類、芳胺類等10 余大類[17-19]。不同茶類的香氣組成也不同，如綠茶，具有醇、醛、酮、吡嗪、吡啶、呋喃類衍生物等香氣成分為主[20]，如紅茶其特征性香氣物質為香葉醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醇和苯乙醇[21-22]。

本研究從甜茶中檢測出具有白蘭花香味的芳樟醇，具有特殊玫瑰香氣的苯乙醇和香葉基香葉醇，在鮮茶葉中，醛類物質約占茶鮮葉芳香油的3%，而本研究中醛類物質含量最高，達到了29.75%，甜茶中也含有像己醛、辛醛這一類具有刺鼻氣味的低級醛，同時也含有苯甲醛、反-2-己烯醛等茶葉清香成分之一，低級脂肪族酮都具有特殊微弱的香氣，其中重要的是具有環狀結構的酮類、顯然甜茶中也含有乙位紫羅蘭酮、異佛爾酮香氣酮，但甜茶中無羧酸類、酯類、酚類等化合物，因此，本研究中的甜茶特征香氣成分是以醇類、醛類、酮類等為主。

本研究對野生甜茶揮發性成分進行了分析和鑒定，為野生甜茶的開發提供了一定的理論依據，但是不同種植方式、不同產地、不同加工方式的甜茶的香氣成分是否還有變化，我們將來還會進行深入的研究。