HS-SPME/GC-MS法分析黔茶新品种绿茶挥发性成分

 龚 雪，刘忠英，李 燕，姜艳艳，尹荣秀，杨 春，陈正武 

（1.贵州省农业科学院茶叶研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵阳市农业技术推广站，贵州 贵阳 550081）

HS-SPME/GC-MS法分析黔茶新品种绿茶挥发性成分

龚 雪1,2，刘忠英1，李 燕1，姜艳艳1，尹荣秀1，杨 春1，陈正武1

（1.贵州省农业科学院茶叶研究所，贵州 贵阳 550006；2.贵阳市农业技术推广站，贵州 贵阳 550081）

为更好地开发和利用黔茶新品种，采用顶空固相微萃取气-质联用法（HS-SPME/GC-MS）分析黔茶8号绿茶（Q8G）、黔茶1号绿茶（Q1G）及福鼎大白茶绿茶（FDG）的挥发性成分。结果表明：在3种绿茶样品中共检测到105种香气物质，其中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸叶醇酯、顺-茉莉酮、戊醛、庚醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙烯和香叶醇这9种物质在FDG、Q1G和Q8G中存在极显著性差异；Q8G绿茶样品的主要香气物质种类为醇类（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烃类（11.4%）和酯类（11.1%），Q1G绿茶样品的主要香气物质种类为醇类（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛类（12.1%）和酯类（10.9%），FDG绿茶样品的主要香气物质种类为醇类（24.8%）、酯类（16.1%）、萜烯烃类（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；依据保留时间将挥发性物质分为低沸点和中高沸点2大类，Q8G和Q1G以低沸点物质为主，含量分别为74.7%和76.9%，FDG以中高沸点物质为主，含量达56.7%。

绿茶；黔茶1号；黔茶8号；挥发性香气物质；顶空固相微萃取-气相色谱-质谱

香气是茶树品质评价的重要指标，极大地影响着消费者对茶叶产品的选择。茶树的遗传特性使茶叶中化学成分的种类、含量、配比均表现出一定差异[1-3]。福鼎大白茶是最早一批认定的国家级无性系茶树良种，适宜炮制绿茶、红茶、白茶[4]。目前，该品种被全国茶树品种审定委员会认定为优质绿茶品种鉴定的对照种，在贵州省内广泛栽种[5]。长期种植单一品种导致贵州省茶叶产品质量同化，无法突出地方特色，因此选育优质、高产，并独具花香特征的茶树优良品种对增强贵州省绿茶产品竞争力、促进贵州茶产业可持续发展意义重大。黔茶1号和黔茶8号是贵州省茶叶研究所新选育的优良茶树品种，两者所制绿茶在前期研究中香气表现突出[6-7]。

顶空固相微萃取-气质联用法（HS-SPME/GCMS）具有处理时间短、不使用有机溶剂、真实反映样品中挥发性成分及组成等优点，目前已广泛应用于茶叶香气物质的提取分析中[8-11]。

笔者以福鼎大白茶、黔茶8号和黔茶1号鲜叶为试验材料制作绿茶，采用顶空固相微萃取-气质联用法（HS-SPME/GC-MS）分析样品中的挥发性香气物质，研究黔茶新品种绿茶产品中挥发物的组成特性，以期为黔茶新品种的进一步开发应用提供科学依据及理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试茶样为福鼎大白茶绿茶（FDG）、黔茶1号绿茶（Q1G）、黔茶8号绿茶（Q8G），鲜茶叶采自贵州省茶叶研究所茶树种质资源圃，以手工法制作绿茶样品。供试仪器主要有HP6890/5975C气相-质谱联用仪（美国安捷伦公司）、手动固相微萃取装置（美国Supelco公司）和萃取纤维（2 cm-50/30 μm，DVB/CAR/PDMS StableFlex）。

1.2 试验方法

1.2.1 HS-SPME 取研碎混匀的茶叶样品5.0 g，置于150 mL固相微萃取仪采样瓶中，加入75 mL沸水，放入搅拌子之后密闭采样瓶，在磁力搅拌器上（200 r/min）60℃加热，插入装有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头的手动进样器，40 min后移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口（温度250℃）中，热解析3 min进样。

1.2.2 GC-MS 色谱柱为ZB-5MSI 5%Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane弹性石英毛细管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），柱温40℃（保留2 min），以5℃/min升温至255℃，运行45 min；汽化室温度250℃；载气为高纯He（99.999%）；柱前压7.62 psi，载气流量1.0 mL/min，不分流进样，溶剂延迟1 min。离子源为EI源，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，电子能量70 eV，发射电流34.6 μA，倍增器电压1 529 V，接口温度280℃，质量范围29～500 amu。

1.2.3 香气组分的定性定量分析 根据得到的总离子流图中各色谱峰的质谱信息，通过质谱计算机数据系统检索并核对 Nist 2005和 Wiley275 标准质谱图，确定各色谱峰对应的物质结构。按面积归一化法计算各组分含量，即各色谱峰的峰面积与总峰面积之比为各香气组分的相对含量。

1.3 数据分析

采用Excel 2007软件进行数据统计及图表绘制，采用SPSS17.0软件进行多重比较（Duncan's multiple range test）分析。

2 结果与分析

2.1 3种绿茶样品的挥发性香气成分及含量

从表1中可以看出，共检测出挥发性成分105种，其中FDG茶样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%）、顺-茉莉酮（8.05%）、己酸叶醇酯（7.41%）、壬醛（5.72%）、香叶醇（4.29%）、吲哚（3.76%）、橙花叔醇（2.56%）、丁酸叶醇酯（2.24%）；Q1G茶样主要包含芳樟醇（25.03%）、二甲基硫醚（19.39%）、壬醛（5.22%）、戊醇（4.04%）、乙酸叶醇酯（2.97%）、己酸叶醇酯（2.93%）、反-2-己烯醛（2.52%）、丁酸叶醇酯（2.42%）、青叶醇（2.36%）、（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯（2.31%）、戊醛（2.29%）；Q8G茶样主要包含二甲基硫醚（26.29%）、芳樟醇（19.60%）、香叶醇（8.09%）、乙酸叶醇酯（4.68%）、青叶醇（3.38%）、己酸叶醇酯（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%）、丁酸叶醇酯（2.14%）。

2.2 3种绿茶样品主要香气物质含量的差异

由表2可知，3种绿茶样品间主要香气物质的含量存在极显著性差异；其中，FDG样品中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸叶醇酯和顺-茉莉酮的含量极显著高于Q8G和Q1G；Q1G样品中戊醛、庚醛和6-甲基-5-庚烯-2-酮的含量极显著高于FDG和Q8G；Q8G样品中苯乙烯和香叶醇的含量极显著高于Q1G和FDG。

2.3 3种绿茶样品的香气组成

根据化合物官能团的不同，将茶叶香气物质分为醇类、醛类、酮类、酯类、碳氢化合物、杂氧类化合物、含氮化合物、含硫化合物[12]；其中碳氢化合物中大多为饱和烃，香气微弱或几乎没有香气，对茶香贡献不大，在香气物质分析时，常常将其略去[13-14]；而萜烯烃类化合物是碳氢化合物中的一种不饱和烃类，主要指分子式为异戊二烯整数倍的烯烃类化合物，是一类广泛存在于植物体内的天然来源碳氢化合物，具有一定的香气，对茶香形成作用较大[15]，故该研究将其独立出来加以讨论。由图1可知，FDG中主要香气物质种类为醇类（24.8%）、酯类（16.1%）、萜烯烃类（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；Q1G中主要的香气物质种类醇类（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛类（12.1%）、酯类（10.9%）；Q8G为醇类（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烃类（11.4%）和酯类（11.1%）。

挥发性物质的保留时间与该物质的沸点、极性以及色谱柱的柱长、极性、升温速率等均有较大关系。在单一非极性气相色谱柱上，有机物沸点与保留时间大致呈线性关系[16]。因此可依据挥发性物质保留时间和沸点之间的关系对茶叶香气物质进行分类讨论[17-18]。

根据表1中的数据，以芳樟醇（保留时间为16.166 min，沸点198～199℃）为界，将105种挥发性物质划分为低沸点香气化合物和中高沸点香气化合物2大类，一类为以二甲基硫醚为代表的低沸点物质，共53种；另一类为壬醛为代表的中高沸点物质，共52种。而FDG、Q1G和Q8G这3种绿茶中低沸点香气物质的总相对含量分别为43.29%、76.94%和74.67%，中高沸点香气物质的总相对含量分别为56.71%、22.55%和25.33%。

表1 3种绿茶样品挥发性香气成分的相对含量 （%）

表2 3种绿茶样品主要香气物质含量的比较 （%）

图1 3种绿茶样品中挥发性香气物质的组成

3 结 论

福鼎大白茶作为最早认定的绿茶国家级良种，常作为对照材料参与茶叶挥发性成分相关研究[19-22]。该研究检测分析了黔茶新品种黔茶1号（Q1G）和黔茶8号（Q8G）所制绿茶与福鼎大白茶（FDG）所制绿茶香气物质组成的差异。结果表明，在3种绿茶样品中共检测到105种香气物质，其中（E）-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、吲哚、己酸叶醇酯、顺-茉莉酮、戊醛、庚醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙烯和香叶醇这9种物质在FDG、Q1G和Q8G中存在极显著性差异；Q8G绿茶样品的主要香气物质种类为醇类（37.2%）、含硫化合物（26.3%）、萜烯烃类（11.4%）和酯类（11.1%），Q1G绿茶样品的主要香气物质种类为醇类（37.3%）、含硫化合物（19.5%）、醛类（12.1%）和酯类（10.9%），FDG绿茶样品的主要香气物质种类为醇类（24.8%）、酯类（16.1%）、萜烯烃类（16.0%）和含硫化合物（14.1%）；依据保留时间将挥发性物质分为低沸点和中高沸点2大类，Q8G和Q1G中以低沸点物质为主，含量分别为74.7%和76.9%，FDG中以中高沸点物质为主，含量达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

贵州省科学技术基金项目（黔科合J字〔2013〕2156号）；茶树资源与育种创新人才团队建设（黔农科院CR合字〔2014〕19号）；贵州省现代农业（茶叶）产业技术体系项目（GZCYTX2013-01001）；贵州省科技合作计划项目（黔科合LH字〔2015〕7075）；贵州省农业科学院重点科技成果培育计划项目（黔农科院成培计〔2018〕03号）；贵州省科学技术改革转制项目（黔科合体Z字〔2013〕4008号）

龚 雪（1985-），女，贵州贵阳市人，农艺师，主要从事茶树功能成分研究。

陈正武

（责任编辑：成 平）