SPME-GC-MS聯用法分析四川青心烏龍紅茶香氣成分

羅學平，李麗霞，練學燕，陳 崗，敬廷桃

（1.宜賓職業技術學院現代農業學院，四川宜賓 644003；2.宜賓川紅茶業集團有限公司，四川宜賓 644000；3.重慶市農業科學院，重慶 401329）

祁紅、滇紅、川紅被稱為中國三大高香紅茶，其中川紅（四川工夫紅茶）具有橘糖香［1］，采用福選9號、早白尖、川茶群體種等茶樹嫩梢制作［2］，深受消費者喜愛。茶葉香氣品質的形成既受加工工藝的影響，又與產地、季節、品種有關［2-4］。隨著四川紅茶產業的快速發展，四川宜賓茶區已引進青心烏龍等茶樹品種用于生產紅茶［5］，所制作的工夫紅茶具有特殊花果香，有別于傳統川紅工夫。

茶葉香氣的形成與香氣組分及含量密切相關。測定茶葉香氣成分的方法很多，其中香氣提取方法有固相微萃取法（SPME）、同時蒸餾萃取法（SDE）、頂空吸附法（HAS）、減壓蒸餾萃取法（VDE）、過柱吸附法（TLA）、超臨界二氧化碳萃取法（SFE）等［6］，其中SPME 法具有方便、安全、節省試劑等優點，而被廣泛采用［7］；香氣組成的測定則多采用氣相色譜-質譜聯用法（GC-MS）［8］。

為探索青心烏龍紅茶特殊香氣風味的形成原因，筆者采取SPME-GC-MS聯用技術，分析四川青心烏龍紅茶香氣品質成分，以期為青心烏龍茶樹品種在四川茶區的進一步推廣和利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

青心烏龍和福選9 號茶鮮葉（標準為一芽二葉初展），均采摘自四川省高縣落潤鄉公益村茶園，海拔約為700 m，采摘時間為2020 年3 月底。鮮葉采摘后，送到宜賓川紅茶業集團有限公司，采用自然萎凋工藝制得紅茶成品；同時以福選9號紅茶作為對照（CK）。

BSA224S 電子天平（德國賽多利斯）；SPME 套件（含手柄及57300-U 進樣器、100 μm PDMS 固相微萃取頭、SPME 樣品瓶）（美國Supelco）；DB-5MS 毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）（美國Agilent）；GC-MS 3200氣質聯用儀（北京東西分析）。

1.2 方法

1.2.1 茶葉香氣感官審評

茶葉香氣感官審評由5 位取得評茶技師以上職業資格的專業教師進行密碼審評，具體方法參照GB/T 23776-2018《茶葉感官審評方法》［9］。

1.2.2 香氣組分測定

1.2.2.1 樣品處理

參照文獻［2］的方法進行SPME 萃取。萃取完成后，萃取頭于色譜儀進樣口解析5 min，進行分析。

1.2.2.2 色譜條件

采用DB-5MS 毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），進樣口溫度230 ℃，載氣為高純度He，流速1.0 mL·min-1，不分流進樣。升溫程序參照文獻［2］。

1.2.2.3 質譜條件

離子源為EI 源，四級桿溫度230 ℃，接口溫度230 ℃，電子倍增器電壓800 V，電子能量70 eV，掃描方式為Scan，掃描范圍（m/z）35～400，溶劑延遲2.5 min。

1.2.2.4 定性與定量分析

由GC-MS分析得到香氣成分的總離子色譜圖，用計算機檢索NIST 質譜庫譜圖（mainlib 和replib），結合文獻資料［2,10］，對香氣成分進行定性，并用峰面積歸一化法計算各組分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 香味感官審評結果

四川青心烏龍紅茶香味感官審評結果列于表1。香氣和滋味是茶葉品質形成的核心，青心烏龍紅茶香氣鮮甜濃郁、帶甜花香，滋味鮮濃，感官品質較好；而四川主栽的福選9號紅茶品質比較均衡，香味品質稍差。

表1 四川青心烏龍紅茶香味感官審評結果

2.2 香氣成分鑒定

應用固相微萃取（SPME），結合氣相色譜和質譜（GC-MS）聯用技術，對青心烏龍紅茶和福選9號紅茶香氣成分進行分析，其總離子流色譜圖見圖1。通過質譜解析及與NIST質譜庫譜圖進行比對，鑒定得到各個組分（見表2）。

表2 兩種紅茶香氣成分相對含量 單位：%

（續表2）

（續表2）

圖1 兩種紅茶香氣的GC-MS離子流色譜圖

在四川青心烏龍和福選9 號兩種紅茶中共分離鑒定出94 種香氣化合物，包含醇類19 種、烴類36 種、醛類12 種、酮類10 種、酯類11 種、酸類2 種，以及其他化合物4 種，其中芳樟醇及其氧化物、香葉醇、苯乙醇、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、橙花叔醇、水楊酸甲酯、β-紫羅酮、苯乙醛、檸檬醛等30 種化合物系兩種紅茶共有成分。

在四川青心烏龍紅茶中，共分離鑒定出芳香成分64 種，其中相對含量超過1%的主體成分有25 種，分別是香葉醇（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%）、咖啡堿（2.29%）、棕櫚酸甲酯（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-紫羅酮（1.67%）、2,4,6-三甲基-1,3,6-庚三烯（1.58%）、β-杜松烯（1.51%）、D-檸檬烯（1.44%）、芳樟醇氧化物Ⅲ（1.41%）、橙花叔醇（1.33%）、3,5,6,8a-四氫-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%）、水楊酸甲酯（1.06%）、苯乙醛（1.03%）、3-乙基-3-甲基庚烷（1.00%）和青葉醛（1.00%），占香氣物質總量的82.02%。

在由福選9 號鮮葉制作的四川紅茶中，共分離鑒定出芳香成分58 種，其中相對含量超過1%的主體成分有23 種，分別是香葉醇（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%）、水楊酸甲酯（4.01%）、己烯醇（3.7%）、1-異丙基-4,7-二甲基-1,2,3,5,6,8A-六氫萘（2.77%）、3,7-二甲基-1,5,7-辛三醇（2.76%）、2,6-二叔丁基對甲酚（2.71%）、咖啡堿（2.67%）、苯乙醛（2.47%）、橙花叔醇（2.11%）、正己醛（1.66%）、β-紫羅酮（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%），其含量占香氣物質總量的85.21%。

2.3 紅茶香氣成分比較

將四川青心烏龍紅茶及福選9 號紅茶中鑒定出的香氣物質分為醇、醛、酮、酸、酯、烴和其他等七大類，從圖2 可知，兩種紅茶的香氣成分在組成上存在一致性，其中醇類化合物含量最高。

圖2 兩種紅茶的香氣成分比較

醇類化合物含量在兩種紅茶中稍有差異，其中福選9 號紅茶含量為62.18%，稍高于四川青心烏龍紅茶（58.20%）。結合表2 可知，共有11 個醇類化合物在兩種中均存在，其中含量最高的是芳樟醇及其氧化物，在福選9 號紅茶中高達29.66%，在青心烏龍紅茶為22.56%；苯乙醇含量福選9 號紅茶高達7.60%，也顯著高于青心烏龍紅茶（1.78%）。而四川青心烏龍紅茶的香葉醇含量高達28.83%，遠高于福選9 號紅茶（13.03%），這是四川青心烏龍紅茶表現出甜花香的重要香氣成分。

烴類化合物含量在兩種紅茶中的含量僅次于醇類，且含量差異較大。四川青心烏龍紅茶的烴類化合物含量達到23.66%，其中β-蒎烯、D-檸檬烯、2,4,6-三甲基-1,3,6-庚三烯等含量相對較高。

醛類、酯類、酮類三種化合物在四川青心烏龍紅茶的比例也相對較高，其中酯類＞醛類＞酮類；酸類和其他香氣化合物含量相對較少，酸類僅檢出棕櫚酸，其他化合物以咖啡堿為主，其含量為2.29%。

茶葉香氣組分比例、香氣成分與香氣感官品質關系密切，其中與紅茶香氣密切相關的組分有芳樟醇及其氧化物、香葉醇等［11］。研究認為，紅茶香氣分為三種類型：即芳樟醇占優勢型、中間型（含芳樟醇和香葉醇）及香葉醇占優勢型［12］。從研究結果來看，四川青心烏龍紅茶香型屬于中間型，富含芳樟醇和香葉醇。萜烯指數（Terpene index，Ti）=（芳樟醇+芳樟醇氧化物）/（芳樟醇+芳樟醇氧化物+香葉醇），是評價茶葉香氣品質和特征的一個重要指標，Ti值高則香氣宜人，Ti值低則香氣高銳［12-13］。分析表明，四川青心烏龍紅茶Ti值僅為0.44，低于福選9 號（Ti=0.69），表明四川青心烏龍紅茶具有高銳的香氣。

3 結論

本研究采用SPME 技術對茶葉中的香氣化合物進行萃取，采用GC-MS聯用技術進行定性定量分析，對采用引種的青心烏龍茶樹品種制作的工夫紅茶香氣成分進行了分析。從四川青心烏龍紅茶中分離鑒定出64種香氣化合物，其中醇類14 種、烴類24 種、醛類8種、酮類6 種、酯類8 種、酸類1 種及其他類3 種。其中，醇類化合物含量是四川青心烏龍紅茶的主要香氣貢獻成分，其含量達到58.20%。

進一步分析表明，在四川青心烏龍紅茶香氣成分中，含量超過1%的主體香氣成分有香葉醇、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 種物質，占香氣物質總量的82.02%，尤其是香葉醇含量達到28.83%，這是形成四川青心烏龍紅茶甜花香的重要香氣成分。

本研究表明，采用四川青心烏龍茶樹鮮葉制作的工夫紅茶屬于中間型，富含香葉醇和芳樟醇，香氣高銳，具有特殊花香，制作工夫紅茶具有品種優勢。由此認為，在栽培措施得當的基礎上，在四川紅茶產區范圍內推廣青心烏龍茶樹，開發香味獨特的紅茶產品，可進一步豐富四川工夫紅茶的產品類型。