几种乌龙茶香气成分比较研究

嵇伟彬，刘盼盼，许勇泉，江用文，陈建新，尹军峰



几种乌龙茶香气成分比较研究

嵇伟彬1, 2，刘盼盼3，许勇泉1*，江用文1，陈建新1，尹军峰1

1. 中国农业科学院茶叶研究所，国家茶产业工程技术研究中心，浙江杭州 310008；2. 中国农业科学院研究生院，北京 100081；3. 湖北省农业科学院果树茶叶研究所, 湖北武汉 430064

乌龙茶主要产于我国福建南部（闽南）、北部（闽北）及广东和台湾等地，不同产区乌龙茶具有独特的香气品质特征。本文选取不同产区有代表性的乌龙茶样品，采用专家感官审评和顶空固相微萃取法（HS-SPME）结合气相色谱与质谱联用技术（GC-MS），进行了香气感官品质审评和香气成分分析。研究结果表明，乌龙茶香气化合物主要包括醇类、酮类、醛类、酯类、碳氢化合物、酚类、含氮化合物等，但不同产区乌龙茶香气组成存在明显差异；反-橙花叔醇（40.96%）与α-法尼烯（20.00%）是台湾高山乌龙茶的主要香气成分；反-橙花叔醇（46.22%）、吲哚（15.20%）和α-法尼烯（23.01%）是闽南清香型铁观音的主要香气成分；反-橙花叔醇（13.51%）、芳樟醇及其氧化产物（11.87%）和紫罗酮类物质（5.26%）是闽北水仙的主要香气成分；而反-橙花叔醇（31.43%）和吲哚（35.83%）是广东乌叶单枞的主要香气成分。本文还分析比较了不同做青程度乌龙茶的香气成分，同时探讨了香气成分含量与乌龙茶香气品质间的关系。

乌龙茶；香气成分；气质联用

乌龙茶是我国六大茶类之一，属于半发酵茶，主要产于广东、闽北、闽南及台湾等地。乌龙茶因茶树品种、做青程度、焙火程度等差异而呈现出独特和多元的香型，深受消费者青睐。乌龙茶香气研究一直是茶叶香气研究的重点之一[1]。目前已知茶叶香气物质多达700余种，主要包括醇类、碳氢化合物、酯类、酮类、酚类、内酯类、含氮化合物和醛类等。乌龙茶主要呈香物质包括：芳樟醇及其氧化物、苯乙醇、茉莉酮、烯基己醇、茉莉内酯、橙花叔醇、吲哚、法尼烯等[2-3]。对于乌龙茶香气物质在加工过程中变化的研究报道诸多，但较多是针对单一品种乌龙茶香气物质的纵向研究，而关于不同品种及不同产地乌龙茶香气物质的横向比较研究相对还较少。

目前，顶空固相微萃取（Headspace solid- phase microextraction, HS-SPME）法结合气相色谱与质谱联用技术（GC-MS）在茶叶香气成分的检测中应用广泛，技术较为成熟。顶空固相微萃取（HS-SPME）具有结构及操作简单，灵敏度高，无需采用有机试剂即可达到较好的选择性与重现性，能客观地反映样品挥发性香气物质的组成[4-6]。常规顶空固相微萃取多采用热水浴模式使香气物质尽可能得到完全萃取，本实验通过模拟冲泡的方式萃取香气物质，旨在客观真实地反映感官审评时茶叶香气成分含量的变化。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

手动SPME进样器和50/30 µm DVB/CAR/PDMS固相微萃取头，美国Supeclo公司；TRACE GC 2000型气相色谱仪；TRACE DSQ气质联用仪，美国Thermo Finigan公司；HHS型恒温水浴锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；自制改良顶空瓶（容积500 mL玻璃试验瓶）；MODEL PHS-3C pH测定仪，上海精密科学仪器有限公司。C6~C20正构烷烃混标、己酸顺-3-己烯酯（含量大于98%），美国Sigma-Aldrich公司；无水氯化钙、碳酸氢钠等试剂为分析纯。

供试用的乌龙茶样品分别购自产地的茶叶市场，以锡箔袋密封，保存于4℃冰柜中待用。

1.2 顶空固相微萃取

准确称取3 g茶样放入萃取瓶中，加入150 mL沸水，静置5 min，用网匙捞取叶底，然后将装有50/30 µm DVB/CAR/PDM萃取头（实验前须在250℃老化15 min）的SPME手持器通过瓶盖的橡皮垫插入到萃取瓶中，推出纤维头，吸附20 min后，取出并立即插入气相色谱仪的进样口中，解吸附3 min，同时启动仪器收集数据，每个样品重复3次，结果取平均值。

1.3 感官审评

参照GB/T 23776—2009 茶叶感官审评方法中的乌龙茶盖碗审评法[7]，由浙江大学国家级评茶师对样品香气进行审评，审评结果以评语加评分的方式表示。

1.4 气相色谱-质谱联用分析

GC条件：安捷伦DB-5MS弹性石英毛细管柱（60 m×0.32 mm×0.25 µm）。进样口温度为240℃，ECD检测器温度为250℃；载气为高纯氦气，流速1.0 mL·min-1。

柱温程序：50℃保持5 min，以3℃·min-1升至180℃保持2 min，然后以10℃·min-1升至250℃保持3 min；实验中尽量将峰分开，保证峰形的对称完整，然后通过质谱进行定性分析。

MS条件：EI电离能量为70 eV；质量扫描范围为50~600 amu；离子源温度为230℃；四极杆温度为150℃；质谱传输线温度为220℃。

1.5 物质鉴定

利用NIST98.L谱库对得到的质谱图进行串连检索和人工解析。査对有关质谱资料，对基峰、质核比和相对峰度等方面进行分析，结合保留时间和质谱分别对各峰加以确认。釆用峰面积归一化法定量，得到各组分的相对含量（组分峰面积占总峰面积的百分比）。MS峰鉴定：利用NIST98.L谱库对得到的质谱图进行串连检索和人工解析，质谱匹配度>90%作为物质鉴定标准[8-10]。

1.6 数据分析

试验结果数据以平均值表示，方差分析采用SPSS16.0软件进行运算，处理间平均数的比较用最小显著差数法（LSD）。

2 结果与分析

2.1乌龙茶香气品质分析

不同产地的乌龙茶香气品质有明显差异（表1）。台湾乌龙茶主要以阿里山茶、金萱和高山乌龙等为代表，其香气特征主要是馥郁花香，也有特色的品种香。闽南乌龙茶主要以铁观音为代表，其香气特征主要是清花香。闽北乌龙主要以大红袍、肉桂和水仙为代表，其香气特征主要是浓郁花香和焙火香。广东乌龙主要以凤凰单枞、乌叶茶和蜜兰香单枞等为代表，其香气特征主要是浓郁花香和品种香。台湾乌龙、闽南乌龙、闽北乌龙和广东乌龙平均香气评分为88.75±2.75、86.00±3.16、88.25±1.71、90.25±2.06分，其中广东乌龙茶略高于其他3类，而闽南乌龙茶略低于其他3类，但是4种乌龙茶香气平均评分之间没有显著差异。

表1 我国不同产地乌龙茶香气品质分析

2.2乌龙茶香气成分种类与相对含量分析

不同产地乌龙茶香气组分的定性和定量结果如表2所示。样品中各种类物质所占的相对含量如图1所示。可以看出，共鉴定出29种主要的香气组分。从鉴定出的香气组分来看，主要包括醇类、酮类、醛类、酯类、碳氢化合物、酚类、含氮化合物等。

表2 我国不同产地乌龙茶香气成分分析

注：同一行中不同字母表示差异达显著水平（< 0.05），“/”表示无明显呈香特征。

Note: Different letters in the same column indicate significant differences between mean values (< 0.05). ′/′ indicates no obvious aroma.

4个不同产地乌龙茶香气化合物组分具有一定的差异（图1）。台湾乌龙茶以醇类、酯类化合物为主，分别达35.12%、20.61%，其中含量较高的是反-橙花叔醇（18.09%）、β-芳樟醇（6.45%）、脱氢芳樟醇（4.81%）及水杨酸甲酯（9.00%）；闽南乌龙茶中醇类及碳氢化合物含量最高，分别达35.12%和26.82%，其中以反-橙花叔醇（32.99%）和α-法尼烯（20.88%）含量较高；闽北乌龙茶以醇类、酯类香气化合物为主，分别达29.03%和22.51%，其中反-橙花叔醇（13.51%）和己酸顺-3-己烯酯（5.84%）占比重较大；广东乌龙茶以醇类及含氮化合物为主，分别达33.79%、31.51%，其中以反-橙花叔醇（20.25%）、β-芳樟醇（8.71%）和吲哚（25.63%）含量较高。

2.3乌龙茶香气品质与特征香气成分分析

中国4个产区乌龙茶因其茶树品质、气候条件及加工工艺的差异导致其香气品质有明显不同。台湾乌龙茶中高山乌龙茶茶香清雅带花香，阿里山乌龙茶香气馥郁持久。高山乌龙茶香气中具有清新花香类物质较多，如反-橙花叔醇（40.96%）、α-法尼烯（20.00%）等，与文献报道结果一致。

随着传统闽南乌龙茶加工技术和工艺的创新，清香型铁观音逐渐成为闽南乌龙茶的代表，清香型铁观音香气清幽持久，多显花香。据陈林等[11]研究表明，清香型铁观音的香型与加工过程中增加的反-橙花叔醇、吲哚、法尼烯等物质有关。本研究中清香型铁观音的反-橙花叔醇含量为46.22%，吲哚含量为15.20%，α-法尼烯为23.01%，与文献报道结果基本一致。

闽北乌龙茶因发酵、焙火程度高使得香气高锐浓郁饱满，焙火香十足，并透有花香。大红袍的主要香气物质包括反-橙花叔醇、芳樟醇及其氧化产物、法尼烯、顺-香叶醇等；反-橙花叔醇、芳樟醇及其氧化产物、紫罗酮类物质、己酸-顺-3-己烯酯等是武夷水仙的主要香气物质[12]。本研究中特级水仙茶的反-橙花叔醇含量为6.50%，芳樟醇及其氧化产物含量为11.87%，紫罗酮类物质含量为5.26%，己酸-顺-3-己烯酯含量为5.05%，与文献报道结果基本一致。

广东乌龙茶香型丰富，包括黄栀香、蜜兰香、芝兰香等，香气或清新绵柔，或馥郁高长。反-橙花叔醇、吲哚、芳樟醇及其氧化物是肉桂单枞茶的主要香气物质[13]；α-法尼烯、反-橙花叔醇等主香物质与吲哚和芳樟醇氧化物等辅香成分共同构成乌叶茶的特征香型[14]。本研究中乌叶单枞茶的反-橙花叔醇含量为31.43%，吲哚含量为35.83%，与文献报道结果基本一致。

2.4做青发酵程度对乌龙茶香气品质与成分含量的影响

做青作为乌龙茶加工的关键工序，对香气物质的转化及形成具有决定性的作用。根据发酵程度的轻重，乌龙茶可分为清香型乌龙茶和浓香型乌龙茶。闽南乌龙茶轻发酵工艺形成清香型乌龙茶，而广东乌龙中度发酵工艺形成浓香型乌龙茶。不同的发酵程度导致乌龙茶香气组分有较大差异，黄福平[15]研究表明，闽南乌龙茶轻摇青工艺使得反-橙花叔醇、芳樟醇、己酸己烯酯等香气物质大幅增加；戴素贤等[16]研究认为，随做青强度的加强，岭头单枞茶中吲哚、反-橙花叔醇、芳樟醇等含量增加。

本研究通过对闽南乌龙茶与广东乌龙茶香气成分比较表明，闽南乌龙茶香气物质醇类、碳氢化合物和酯类含量明显高于广东乌龙茶，而广东乌龙茶的酚类和含氮化合物含量明显高于闽南乌龙茶（图1），比如广东乌龙茶中含量较高的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（9.99%）在闽南乌龙茶中未检出（表2）。闽南乌龙茶中具花果香的反-橙花叔醇、α-法尼烯、己酸-顺-3-己烯酯和甜蜜果香的丁酸苯乙酯含量显著高于广东乌龙茶，而具有甜花果香的异戊酸苯乙酯、乙酸苯乙酯、水杨酸甲酯在广东乌龙茶中未检出。广东乌龙茶中苯甲腈、β-芳樟醇、吲哚含量显著高于闽南乌龙中的含量（表2）。

2.5典型乌龙茶香气组分分析

金萱乌龙茶是一种具有天然奶香的乌龙茶，其独特的品种香可能与其香气组分有一定关系。苗爱清等[18]对金萱乌龙茶香气成分的研究分析表明，橙花叔醇、（顺）-乙酸-3-己烯酯、芳樟醇氧化物、吲哚等为金萱乌龙茶的特征香气成分。本研究结果（图2）表明，金萱乌龙茶中吲哚、反-橙花叔醇、脱氢芳樟醇含量较高，分别达28.62%、14.96%、7.62%，同时含量较高的橙花醇（5.89%）、顺-茉莉酮（3.73%）、2,3-辛二酮（9.31%）在其他乌龙茶中未检出或含量较低，金萱乌龙茶独特的奶香可能是由上述香气物质共同作用的结果。

东方美人茶是此次测定茶样中发酵程度最重的样品，其风味品质更接近于红茶。对东方美人茶香气组分分析表明（图3），其中红茶特征香气物质β-芳樟醇、脱氢芳樟醇、苯乙醇、橙花叔醇含量分别达15.85%、6.32%、6.15%、3.36%，含量较高的有水杨酸甲酯（28.72%）、香叶基丙酮（8.56%）、β-紫罗酮（4.42%），而在其他乌龙茶中含量较高的反-橙花叔醇、α-法尼烯，在东方美人茶中却只含有4.17%、2.21%。钟秋生等[19]通过比较东方美人茶和铁观音香气组成认为东方美人茶的香气成分主要是香叶醇、2,6-二叔丁基对甲苯酚、β-芳樟醇、反-氧化芳樟醇等，研究结果与本文部分一致。

2.6乌龙茶香气成分与感官品质相关性分析

对不同产地乌龙茶的挥发物相对含量与其感官评分进行相关性分析。结果表明，有4个主要成分与香气的综合评价相关性较高（表3）。闽南乌龙茶香气得分与吲哚含量达到显著正相关（=0.71），而台湾乌龙茶，除了倾向于红茶的东方美人，香气得分与吲哚和α-法尼烯含量总和呈显著正相关（=0.78），说明台湾乌龙茶与闽南乌龙茶的香气品质与吲哚和α-法尼烯含量有显著相关性。广东乌龙茶均具有较高含量的吲哚（=0.40）和反-橙花叔醇（=0.41），但与香气得分间并没有达到显著相关性，而茉莉酮酸甲酯（=0.93）和丁酸苯乙酯（=0.85）与香气得分显著相关，说明酯类作为辅香成分对广东乌龙的香气品质具有显著影响。闽北乌龙茶香气得分与反-橙花叔醇（=0.99）和β-紫罗酮（=0.61）含量分别达到显著正相关，可见反-橙花叔醇和β-紫罗酮对闽北乌龙茶的香气特征贡献较大。

表3 乌龙茶香气得分与主要成分含量相关性分析

3讨论

乌龙茶香气类型是由多种香气物质共同作用的结果，本研究通过对中国4个主要乌龙茶产区的乌龙茶代表茶样进行分析表明，乌龙茶的感官香型可能是由乌龙茶茶树品种与加工工艺（做青程度和焙火程度等）共同作用呈现的结果。台湾乌龙茶与闽南乌龙茶均具有较高含量的反-橙花叔醇、吲哚、α-法尼烯，这几种化合物的风味特征以清香、花果香为主，它们的产生可能与茶叶的做青程度有关。除了这些主要香气成分，这两类乌龙茶香气品质的区别也受到其他辅香成分含量的影响。广东乌龙茶在感官上呈现的多种香型可能与其他香气物质的共同作用有关，如乌叶茶和蜜兰香单枞具有较高含量的呈花香的反-橙花叔醇，而锯朵香单枞中则含有较高含量的呈玫瑰花香的β-芳樟醇等。闽北乌龙茶因长时间的焙火工艺导致沸点低的脂肪醇类物质挥发，芳香族醇（苯乙醇、苯甲醇）、萜烯醇类（芳樟醇、橙花醇）占比重增加，呈香作用凸显，同时醇类物质进一步反应产生具有木香、肉桂香的酮类物质和具有甜蜜花果香的酯类物质，上述物质共同作用形成了闽北乌龙茶特有的烘焙香风味。

金萱因其品种独特而富有奶香，相应的其香气成分中以具甜奶香的2,3-辛二酮含量较高，而在其他乌龙茶中未检出或检出量很少。东方美人茶因发酵程度重而感官上表现为熟果香或甜蜜香，这可能与香气组分中芳樟醇及其氧化物、水杨酸甲酯含量较高有关，与发酵程度密切相关的吲哚在东方美人茶中未检出，与Wang等[20]的报道一致。本实验的结果进一步验证了吲哚、水杨酸甲酯等化合物的产生与做青程度有关，进而形成不同的香型特征。不同产地乌龙茶的多样香型形成于其香气组分比例、阈值等的不同，但是香气成分与香型间的具体作用机制有待进一步研究。

参考文献

[1] 杨意成, 梁月荣. 乌龙茶花香形成机理的研究[J]. 茶叶, 2008, 34(1): 10-14.

[2] 刘洋, 胡军, 李海民, 等. 乌龙茶香气成分研究进展[J]. 安徽农业科学, 2009, 37 (33): 16333-16336.

[3] 吕世懂, 吴远双, 姜玉芳, 等. 不同产区乌龙茶香气特征及差异分析[J]. 食品科学, 2014, 35(2): 146-153.

[4] 叶国柱, 袁海波, 江用文, 等. Bayes逐步判别法在绿茶板栗香化学识别上的应用[J]. 茶叶科学, 2009, 29(1): 27-33.

[5] 王秋霜, 陈栋, 许勇泉, 等. 中国名优红茶香气成分的比较研究[J]. 中国食品学报, 2013, 13(1): 195-200.

[6] Lv HP, Zhong QS, Lin Z, et al. Aroma characterisation of Pu-erh tea using headspace-solid phase microextraction combined with GC/MS and GC-olfactometry [J]. Food Chemistry, 2012, 130 (4): 1074-1081.

[7] 中国国家标准化管理委员会. GB/T 23776—2009 茶叶感官审评方法[B]. 北京: 中国标准出版社, 2009.

[8] Rawat R, Gulati A, Kiran Babu GD, et al. Characterization of volatile components of Kangra orthodox black tea by gas chromatography-mass spectrometry [J]. Food Chemistry, 2007, 105(1): 229-235.

[9] Arthur CL, Pawliszyn J. Solid phase microextraction with thermal desorption using fused silica optical fibers [J]. Analytical Chemistry, 1990, 62(19): 2145-2148.

[10] Ho CW, Wan Aida WM, Maskat MY, et al. Optimization of headspace solid phase microextraction (HS-SPME) for gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) analysis of aroma compound in palm sugar () [J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2006, 19(8): 822-830.

[11] 陈林, 陈健, 张应根, 等. 清香型乌龙茶品质形成过程中香气组成化学模式的动态变化规律[J]. 茶叶科学, 2013, 33(1): 53-59.

[12] 周玲. 乌龙茶香气挥发性成分及其感官性质分析[D]. 重庆:西南大学, 2006: 17-35.

[13] 戴素贤, 谢赤军, 陈栋, 等. 七种高香型乌龙茶香气成分的主成分分析[J]. 华南农业大学学报, 1999, 20(1): 113-117.

[14] 黄福平, 陈荣冰, 梁月荣, 等. 乌龙茶做青过程中香气组成的动态变化及其与品质的关系[J]. 茶叶科学, 2003, 23(1): 31-37.

[15] 戴素贤, 谢赤军, 陈栋, 等. 岭头单枞乌龙茶香气及化学组成特征[J]. 茶叶科学, 1997, 17(2): 213-218.

[16] 钟秋生, 林郑和, 陈常颂, 等. 烘焙温度对九龙袍品种乌龙茶生化品质的影响[J]. 茶叶科学, 2014, 34(1): 9-20.

[17] 周雪芳. 焙火对乌龙茶挥发性化合物的影响[D]. 重庆: 西南大学, 2013: .

[18] 苗爱清, 凌彩金, 庞式, 等. 金萱乌龙茶香气成分的分析研究[J]. 广东农业科学, 2007, 34(9): 82-83.

[19] 钟秋生, 吕海鹏, 林智, 等. 东方美人茶和铁观音香气成分的比较研究[J]. 食品科学, 2009, 30(8): 182-186.

[20] Wang L F, Lee J Y, Chung J O, et al. Discrimination of teas with different degrees of fermentation by SPME–GC analysis of the characteristic volatile flavour compounds [J]. Food Chemistry, 2008, 109 (1): 196-206.

Comparative Study of the Aroma Components of Several Oolong Teas

JI Weibin1, 2, LIU Panpan3, XU Yongquan1*, JIANG Yongwen1, CHEN Jianxin1, YIN Junfeng1

1. Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Engineering Research Center for Tea Processing, Hangzhou 310008, China; 2. Graduate school of Chinese academy of agricultural sciences, Beijing 100081, China; 3. Institute of Fruit and Tea, Hubei Academy of Agricultural Science, Wuhan 430064, China

Oolong teas are mainly produced in the south and north of Fujian, Guangdong and Taiwan, and they have unique aroma qualities in different producing districts. The sensory evaluation and HS-SPME/GC-MS were applied to analyze the aroma qualities and aroma components of typical Oolong teas from the four producing districts in this study. The results showed that, the main aroma components include alcohol, ketone, aldehyde, ester, hydrocarbon, phenols and nitrogenous compounds. However, the aroma components of the Oolong teas from different districts showed large differences. Trans-nerolidol (40.96%) and α-farnesene (20.00%) were found as the major aroma components of high-mountain Oolong tea from Taiwan. While trans-nerolidol (46.22%), indole (15.20%) and α-farnesene (23.01%) were found as the major aroma components of fresh scent-flavor Tieguanyin from south of Fujian province. Linalool and its oxidates (11.87%), ionones (5.26%) and 3-hexenyl ester, (z)-hexanoic acid (5.05%) were the major aroma components of Shuixian from north of Fujian province, and trans-nerolidol (31.43%) and indole (35.83%) were found as the major aroma components of Wuye dancong from Guangdong province. The aromacomponents of different fermentation-degree Oolong teas, including Jinxuan Oolong tea and Oriental beauty tea were analyzed and compared. The correlations between the aroma quality and aroma components were also discussed.

Oolong tea, aroma components, GC-MS

TS272.5+9；Q946

A

1000-369X（2016）05-523-08

2015-12-09

2016-01-12

国家青年基金（31101248）、中国农业科学院创新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）。

嵇伟彬，男，硕士研究生，主要从事茶叶加工方面的研究。

yqx33@126.com