不同产地普洱茶主要化学成分含量的差异分析

吕海鹏，张 悦，杨 停，2，施 江，2，林 智，*（.农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，中国农业科学院茶叶研究所，浙江杭州30008；2.中国农业科学院研究生院，北京0008）

不同产地普洱茶主要化学成分含量的差异分析

吕海鹏1，张 悦1，杨 停1，2，施 江1，2，林 智1，*
（1.农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，中国农业科学院茶叶研究所，浙江杭州310008；2.中国农业科学院研究生院，北京100081）

为了给普洱茶产品的产地判别提供初步的科学依据，本研究分析比较了普洱茶三个主产地（临沧市、西双版纳州以及普洱市）生产的普洱茶样品中的主要化学成分和挥发性成分含量的差异。结果表明，不同产地的普洱茶产品中的茶多酚和没食子酸的含量无显著性差异（p＞0.05），而水浸出物总量、黄酮总量、游离氨基酸总量以及茶色素（茶褐素、茶红素和茶黄素）含量具有显著性差异（p＜0.05）。此外，研究发现，普洱茶挥发性成分中的3，4-二甲氧基甲苯、5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯、橙花醇、橙花叔醇、柠檬醛、3，4，5-三甲氧基-苯甲醛、亚甲基-丁酸-二甲酯、四氢猕猴桃内酯等在不同产地普洱茶中含量存在显著性差异（p＜0.05），采用主成分分析可将不同产地的普洱茶样品有效地区分。

普洱茶，产地，化学成分，挥发性成分，差异

普洱茶产自我国云南省，属于地理标志产品［1］。普洱茶（熟茶）的加工原料是以云南特有的大叶种茶加工而成的晒青毛茶。晒青毛茶在高温高湿的环境中，在微生物的参与下，经过长时间的渥堆后发酵过程，形成了具有特殊风味品质的普洱茶产品，香气呈现“陈香”，滋味醇和回甘。普洱茶因具有独特的风味品质和多种保健功效［2-4］，尤其在减肥降脂方面备受关注，曾一度热销于东南亚以及欧洲等市场［5］。随着普洱茶产业的迅猛发展，普洱茶主要品质化学成分的研究成为了近年来茶学研究领域的热点之一。科研工作者开展了系统的探索分析，现今已取得了重要的研究进展。例如，从普洱茶中分离鉴定出了大量

新的化学成分［6-7］，探索了普洱茶中重要的呈香、呈味以及呈色等化学成分［8-11］，揭示了普洱茶中的功能成分及其保健功效，这些为后续开展普洱茶品质化学研究奠定了重要基础。

有研究指出，普洱茶的主要化学成分会因产地的不同而存在很大差异，致使其风味品质也存在较大不同［12-13］。因此，不同产地普洱茶的化学成分差异具有一定的研究意义和研究价值，引起了人们的关注；然而作为一种地理标志产品，目前尚无系统的关于普洱茶化学成分产地差异的研究报道。鉴于普洱市、西双版纳州和临沧市是普洱茶较具代表性的重要产地，因此，本研究拟对三个产地的多个代表性普洱茶样品进行系统的化学成分分析，揭示其主要化学成分含量的差异，以期为普洱茶的产地判别和风味品质改善提供一定的科学借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

普洱茶样品 15个，由云南省人民政府生物资源开发创新办公室提供，生产日期为2007年7月，其中5个样品（编号1～5）来源于普洱市，5个样品（编号6～10）来源于西双版纳州，5个样品（编号11～15）来源于临沧市；没食子酸标准品（99.8%） Sigma公司；乙腈 色谱纯，美国Tedia公司；其他试剂 均为分析纯，浙江衢州巨化试剂有限公司。

Waters 2489-2690高效液相色谱仪 美国WATERS公司；6890N-5973气相色谱质谱仪 美国安捷伦公司；UV-2550紫外可见分光光度计 日本岛津公司；HH-2型数显恒温水浴锅 江南仪器厂；65 μm DVB/PDMS固相微萃取头 美国Supelco公司。

1.2 实验方法

1.2.1 普洱茶感官审评 委托中国农业科学院茶叶研究所农业部茶叶质量监督检验测试中心，按照GB/T 22111-2008中的普洱茶（熟茶）审评方法［1］，对全部样品进行感官审评，并分别对每个样品的外形、汤色、香气、滋味以及叶底的感官品质进行打分。

1.2.2 普洱茶主要化学成分含量分析 茶多酚含量采用GB/T 8313-2002［14］，即《茶茶多酚测定》；黄酮类化合物总量采用三氯化铝比色法；茶色素含量采用系统分析法；游离氨基酸总量采用GB/T 8314-2002［15］，即《茶游离氨基酸总量测定》；水浸出物总量采用GB/T 8305-2002［16］，即《茶水浸出物测定》；没食子酸总量采用HPLC法［17］测定。

1.2.3 普洱茶挥发性成分分析 采用HS-SPME/GCMS技术，主要按照参考文献［18］中建立的方法进行。

HS-SPME参数条件：实验中采用65 μm DVB/ PDMS萃取头，茶水比设为1∶3（g/mL），提取水浴温度设为60℃，萃取时间设为60 min。

GC-MS条件：HP-5MS弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样口温度250℃，ECD检测器温度250℃；载气为高纯氦气（纯度＞99.999%），流速为1 mL/min；柱温起始为50℃，保持5 min，以每分钟3℃升至125℃，保持3 min，再以2℃/min升至180℃，保持3 min，最后以15℃/min升至230℃，不分流进样。离子源EI；离子源温度230℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；四极杆温度150℃；转接口温度：280℃；电子倍增器电压350 V；质量扫描范围：35～400 amu。

GC-MS分析：各香气组分含量以相对含量（%）表示，即各香气组分的峰面积占总峰面积的比值的百分数。

1.2.4 挥发性成分的主成分分析 根据普洱茶中挥发性成分含量的差异分析结果，选用一定数量的挥发性成分的相对含量作为变量，三个不同产地的所有普洱茶样品作为考察对象，进行关键挥发性成分的主成分分析。

1.3 数据统计分析

数据的差异显著性分析和主成分分析采用SPSS 17.0数据处理软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同产地普洱茶的感官审评结果分析

三个不同产地普洱茶样品的感官审评结果如表1所示。从表1可以看出，该批次样品中，来源于普洱市的样品在总体上具有较好的色、香、味品质。

2.2 不同产地普洱茶主要化学成分的差异比较分析

普洱茶中的主要化学成分（包括茶多酚总量、游离氨基酸总量、黄酮总量、没食子酸含量以及茶色素等）在临沧市、西双版纳州以及普洱市三个不同产地样品中的含量情况如表2所示。可见，三个产地的普洱茶样品中的茶多酚和没食子酸的含量水平比较接近，统计分析表明二者在三个产地样品中的含量水平不存在显著性差异（p＞0.05）。茶褐素是普洱茶中的关键生物活性成分之一，它在普洱市样品中的含量最高（14.95%），其含量水平显著高于其他两地来源的普洱茶样品（p＜0.05），而来源于临沧市和西双版纳州两地的普洱茶样品中的茶褐素含量水平不存在显著性差异（p＞0.05）。西双版纳州样品中水浸出物含量水平最高（32.89%），显著高于临沧市样品中的含量水平（30.16%）（p＜0.05），但与普洱市样品的含量水平不存在显著性差异（p＞0.05）。三个产地普洱茶样品中的游离氨基酸、黄酮以及茶黄素的含量水平呈现出了类似的趋势，都在普洱市的样品中含量最高，西双版纳州次之，临沧市最低；统计分析表明，普洱市样品中三者的含量水平都显著高于临沧市样品（p＜0.05），而与西双版纳州样品的含量水平不存在显著性差异（p＞0.05）。此外，茶红素的含量在临沧市样品和普洱市样品中分别为3.92%和3.09%，不存在显著性差异（p＞0.05），但都显著高于西双版纳州样品的含量水平（2.04%）（p＜0.05）。

2.3 不同产地普洱茶样品的挥发性成分的含量比较及主成分分析

2.3.1 三个不同产地普洱茶样品中的挥发性成分的含量比较 表3为采用顶空固相微萃取技术（HSSPME）结合气相色谱-质谱（GC-MS）技术，从3个产地的15个普洱茶样品中分析鉴定出的65种主要的挥发性成分及其含量水平，主要包括醇类、醛类、杂氧类、碳氢化合物、酮类、酯类、内酯类、酚类以及酸类等挥发性成分。

表1 不同产地普洱茶的感官审评结果Table1 Sensory evaluation of Pu-erh tea samples produced from different origins of Pu-erh tea

表2 不同产地普洱茶的主要化学成分比较Table2 Comparison of major chemical constituents among different origins of Pu-erh tea

由表3可知，三个不同产地的普洱茶样品中，醇类挥发性成分都以α-萜品醇和β-芳樟醇及其氧化物为主，其中α-萜品醇是含量最高的醇类挥发性成分；在醇类挥发性成分相对含量的总量水平上，来源于普洱市的样品中最高，临沧市次之，西双版纳州最低。此外，橙花醇和橙花叔醇的含量水平在临沧市样品中较高，分别为0.69%和1.01%，而二者在其他两地样品中的含量水平较低。

三个不同产地的普洱茶样品中，醛类挥发性成分都以2-异丙基-4-甲基-己-2-烯醛、3，4，5-三甲氧基-苯甲醛以及β-环柠檬醛为主，其中2-异丙基-4-甲基-己-2-烯醛是含量最高的醛类挥发性成分；在醛类挥发性成分含量的总量水平上，来源于临沧市的样品中最高，西双版纳州次之，普洱市最低。此外其他醛类香气成分中，以枯茗醛和柠檬醛在三个产地的普洱茶样品中的含量水平差异较大。

杂氧类挥发性成分是“陈味”的重要呈香成分。三个不同产地的普洱茶样品中，杂氧类挥发性成分的相对含量总量可达30%～40%，是这些普洱茶样品中含量最丰富的挥发性成分，其中以1，2，3-三甲氧基苯为主（可占杂氧化合物总量的50%左右）。在杂氧类挥发性成分含量的总量上，来源于西双版纳州的样品中最高，临沧市次之，普洱市最低。此外，3，4-二甲氧基甲苯、4-乙基-1，2-二甲氧基苯以及5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯等成分的含量水平在三个产地的普洱茶样品中存在较大差异。

三个不同产地的普洱茶样品中，碳氢类化合物成分都是以2-甲基萘、萘、β-愈创烯以及α-雪松烯等成分为主，其中2-甲基萘是含量最高的碳氢化合物成分；在碳氢化合物类挥发性成分含量的总量水平上，来源于临沧市的样品中最低，西双版纳州次之，普洱市最高。此外其他碳氢化合物类挥发性成分中，以1，1，6-三甲基-1，2-二氢-萘等成分在三个产地的普洱茶样品中的含量水平差异较大。

三个不同产地的普洱茶样品中，酮类挥发物成分以香叶基丙酮、β-紫罗酮、2，2，8，8-四甲基-3，5-辛二烯-5-酮以及α-紫罗酮为主，其中β-紫罗酮是含量最高的酮类挥发性成分；在酮类挥发性成分相

对含量的总量上，三个不同产地的普洱茶样品的差异比较小。

三个不同产地的普洱茶样品中，酯类挥发物成分以亚甲基-丁酸-二甲酯和2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯为主，其中2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯是含量最高的酯类挥发性成分；内酯类挥发性成分主要是二氢猕猴桃内酯和四氢猕猴桃内酯，其中以二氢猕猴桃内酯的含量较高，而四氢猕猴桃内酯在三个产地的普洱茶样品中的含量水平差异较大。

三个不同产地的普洱茶样品中，酚类挥发性成分主要是2，6-二甲氧基苯酚和2，6-二叔丁基对甲苯酚，二者在三个产地的普洱茶样品中的含量水平差异较小。此外，三个不同产地的普洱茶样品中，只检测出1种酸类挥发性成分，即十六烷酸，其在普洱市样品中含量较高，而在另外两地的样品中的差异很小。

表3 不同产地普洱茶挥发性成分的差异比较Table3 Comparative study on volatile constituents of Pu-erh tea among different origins

2.3.2 挥发性成分的主成分分析 根据表3中主要挥发性成分含量水平的差异及相关性分析结果，选取13种挥发性成分（即杂氧化合物成分中的3，4-二甲氧基甲苯、4-乙基-1，2-二甲氧基苯和5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯，醇类成分中的橙花醇、橙花叔

醇，醛类成分中的枯茗醛、柠檬醛、2-异丙基-4-甲基-己-2-烯-醛、3，4，5-三甲氧基-苯甲醛，酯类成分中的亚甲基-丁酸-二甲酯和2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯，内酯类成分中的四氢猕猴桃内酯以及碳氢化合物成分中的1，1，6-三甲基-1，2-二氢-萘）的相对含量作为变量，三个不同产地的所有普洱茶样品作为考察对象，进行关键挥发性成分的主成分分析（表4～表5）。

续表

表4为相关系数矩阵的特征值、方差贡献率和累计方差贡献率。可见，前3个主成分的累计贡献率可达到近90%，所以可以将上述13个挥发性成分相对含量的指标综合成表5中的3个主成分（PC1、PC2和PC3）。此外，从表4还可以看出，PC1和PC2的累积方差贡献率可达80%以上，其中对PC1（第1主成分）的影响的主要特征向量为3，4，5-三甲氧基-苯甲醛（0.953）、2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯（0.948）、5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯（0.933）以及3，4-二甲氧基甲苯（0.914），而对PC2（第2主成分）的影响的主要特征向量为柠檬醛（0.692）和2-异丙基-4-甲基-己-2-烯-醛（0.656）。因此，本研究中上述这些挥发性成分

的含量水平在一定程度上是判别普洱茶产地的重要指标。全部普洱茶样品在PC1和PC2上的散点分布图如图1所示。可见，三个不同产地的样品可以通过这些指标实现有效区分。

表4 相关系数矩阵的特征值、方差贡献率和累计方差贡献率Table4 Eigenvalues of four principal components and their variance contribution and cumulative variance contribution rates

表5 相关矩阵的特征向量Table5 Eigenvectors of corresponding matrix

图1 15个不同产地的普洱茶样品在第1主成分和第2主成分分布Fig.1 Scatter plot of the first two principal component analysis of 15 Pu-erh tea samples

3 结论

3.1 不同产地普洱茶主要化学成分含量水平的差异

本研究表明，临沧市、西双版纳州以及普洱市三个不同产地的普洱茶样品中的茶多酚和没食子酸的含量水平不存在显著性差异（p＞0.05），而茶色素（茶黄素、茶红素以及茶褐素）、游离氨基酸总量以及黄酮总量的含量水平差异没有明显规律。此外，感官审评表明，该批次样品中，来源于普洱市的样品在总体上具有较好的色、香、味品质。

3.2 不同产地普洱茶挥发性成分含量水平的差异

本研究从3个产地的15个普洱茶样品中分析鉴定出65种共性的挥发性成分，主要包括醇类、醛类、杂氧类、碳氢化合物、酮类、酯类、内酯类、酚类以及酸类等挥发性成分。三个不同产地的普洱茶样品相比，普洱市样品中的醇类和碳氢化合物类挥发性成分的相对含量的总体水平显著高于临沧市和西双版纳州（p＜0.05），而杂氧类挥发性成分却显著低于其他两地（p＜0.05）；另外，临沧市样品中醛类成分的相对含量的总体水平显著高于其他两地（p＜0.05），而西双版纳州样品中的杂氧类挥发性成分的相对含量的总体水平显著高于其他两地（p＜0.05）。

3，4-二甲氧基甲苯、4-乙基-1，2-二甲氧基苯、5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯、橙花醇、橙花叔醇、枯茗醛、柠檬醛、2-异丙基-4-甲基-己-2-烯-醛、3，4，5-三甲氧基-苯甲醛、亚甲基-丁酸-二甲酯、2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯、四氢猕猴桃内酯以及1，1，6-三甲基-1，2-二氢-萘在不同产地的普洱茶样品中的相对含量水平存在显著性差异（p＜0.05），采用主成分分析，三个不同产地的样品可以通过这些指标在PC1和PC2的散点分布图上实现有效的区分。

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Comparative study on the content levels of the major chemical constituents of Pu-erh tea among different producing areas

LV Hai-peng1，ZHANG Yue1，YANG Ting1，2，SHI Jiang1，2，LIN Zhi1，*
（1.Key Laboratory of Tea Biology and Resource Utilization of Ministry of Agriculture，Tea Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310008，China；2.Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）

In order to provide preliminary scientific basis for the identification of producing areas of Pu-erh tea products，the content levels of the major chemical constituents as well as the volatile compounds in Pu-erh tea products obtained from three major producing areas，i.e.Lincang city，Xishuangbanna city and Pu-erh city，were analyzed and compared in this study.Results showed that the levels of the major chemical constituents including water extracts，total flavonoids，total free amino acids，and tea pigments（theabrownins，theaflavins，thearubigins）were observed to have significant differences（p＜0.05）among Pu-erh teas produced in different areas，and the levels of tea polyphenols and gallic acid were found to have slight difference（p＞0.05）.Moreover，significant differences were observed within the levels of some volatile compounds，such as 3，4-dimethoxytoluene，1，2，3-trimethoxy-5-methyl-benzene，nerol，nerolidol，citral，3，4，5-trimethoxy-benzaldehyde，dimethyl itaconate，and tetrahydroactinidiolide，among Pu-erh teas produced in different areas，and the principal components analysis could effectively separate the Pu-erh tea samples produced in different areas.

Pu-erh tea；producing areas；chemical constituents；volatile components；difference

TS201.1

A

1002-0306（2016）08-0059-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.08.003

2015-08-19

吕海鹏（1980-），男，博士，副研究员，主要从事茶叶加工品质化学方面的研究，E-mail：hplv@163.com。

*通讯作者：林智（1965-），男，博士，研究员，主要从事茶叶加工品质化学方面的研究，E-mail：teachem108@hotmail.com。

国家自然科学基金（31000317）；国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-23）；中国农业科学院创新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）。