5類久安古樹紅茶的揮發性成分測定

楊 春，周 雪，郭 燕，胡伊然，周順珍，鄭文佳

（貴州省茶葉研究所，貴州貴陽550006）

5類久安古樹紅茶的揮發性成分測定

楊 春，周 雪，郭 燕，胡伊然，周順珍，鄭文佳＊

（貴州省茶葉研究所，貴州貴陽550006）

為深入了解九安古茶樹資源香氣特性并進一步開發其資源生產特色古茶樹紅茶產品，依據葉部形態的差異，將久安古茶樹資源分為長葉類、大葉類、圓葉類、小葉類、紫葉類5類，統一制備紅茶樣，采用頂空固相微萃取－氣質聯用法（HS－SPME－GC－MS）測定5類久安古樹紅茶的揮發性成分。結果表明：5類久安古樹紅茶檢測出83種揮發性物質，其中長葉類60種，大葉類36種，小葉類55種，圓葉類57種，紫葉類39種。共有香氣成分21種，占總揮發性物質的56．48%（小葉類）～85．62%（紫葉類）。醇類、醛類和碳氫化合物是久安古樹紅茶中含量較豐富的揮發性物質類型，占總揮發性成分的90．99%（紫葉類）～97．58%（大葉類）。芳樟醇、香葉醇、順式－氧化芳樟醇、反式－氧化芳樟醇、金合歡烯、己醛、壬醛、2－甲基丁醛、3－甲基丁醛和異丁醛是久安古樹紅茶中的主要揮發性物質，占總揮發性成分的48．47%（小葉類）～66．75%（大葉類），揮發性物質在茶葉中的差異性分布形成5類紅茶各異的香氣特征。

頂空固相微萃取－氣質聯用法；古茶樹資源；紅茶；揮發性物質

久安古茶樹群落位于貴陽市花溪區，古茶樹資源類型豐富，形態各異，具有豐富的科研價值和經濟價值。目前，針對久安古茶樹資源的研究還多處于資源調查階段［1］，對久安古茶樹茶葉產品的香氣研究，還未見報道。紅茶是六大茶類之一，其湯色紅艷，滋味甜醇，具有花香、甜香、果香等中國紅茶的香氣特征［2］。貴州紅茶產業近年來發展勢頭迅猛。據統計，2014年1—11月貴州紅茶出口285萬美元，同比增長303．1%。內銷方面，遵義紅紅茶暢銷全國。久安古茶樹是珍稀古茶樹資源，其特殊的歷史文化背景使古茶樹產品在市場上表現出更佳的競爭力，在此基礎上，利用久安豐富的古茶樹資源開發獨具特色的古樹紅茶產品勢在必行。

目前，未見有關久安古茶樹紅茶產品的香氣研究報道。龔雪等［3］對古茶樹資源的調查顯示，依據茶樹葉部葉形及葉色的差異，將久安古茶樹資源大致分為紫芽資源、特大葉種資源、中葉種資源、小葉種資源，依據葉部長寬比將中葉種資源細分為長葉類和圓葉類。不同葉部形態茶樹資源，其茶樹遺傳特性不同，使得茶葉中化學成分的種類、含量、配比具有一定差異性，不同茶樹品種制成的茶葉產品香氣類型不同，這就形成了茶葉香氣的千差萬別［4］。頂空固相微萃取（headspace solid－phase micro－extraction，HS－SPME）是集采樣，萃取，濃縮和進樣于一體的無溶劑樣品微萃取新技術，具有處理時間短、不使用有機溶劑、真實反映樣品中揮發性成分及組成等優點［5－7］。為找出不同葉部特征茶樹鮮葉所制紅茶在揮發性香氣物質上的差異，試驗將久安古茶樹資源分為長葉類、大葉類、圓葉類、小葉類、紫葉類5類，手工統一制備紅茶樣。采用頂空固相微萃取法對5類久安古樹紅茶揮發性成分進行提取，氣－質聯用儀定性檢測，面積歸一化法定量分析，以期為深入了解九安古茶樹資源香氣特性及進一步開發九安古茶樹資源生產特色古茶樹紅茶產品提供科學依據及理論參考。

1材料與方法

1．1材料及儀器

長葉類、大葉類、圓葉類、小葉類、紫葉類茶葉樣品鮮葉：采自貴州省貴茶公司久安古茶樹資源圃，采摘時間為2014年9月，采摘標準為一芽2葉初展，工藝步驟：鮮葉→萎凋→揉捻→發酵→干燥。

儀器：Agilent 5975C／6890GC／MS氣相色譜—質譜聯用儀（美國安捷倫公司）；手動固相微萃取裝置（美國Supelco公司）；萃取纖維頭：2cm－50／30μm DVB／CAR／PDM（StableFlex）

1．2香氣物質的吸附與解吸

精確稱取5g茶葉樣品置于25mL固相微萃取儀采樣瓶中，在65℃左右加熱板上加熱，萃取吸附30min，上GC－MS進行分析［8］。

1．3GC－MS分析條件

色譜柱為Zebron ZB－5MSI 5%Phenyl－95% DiMethylpolysiloxane（30m×0．25mm×0．25μm）彈性石英毛細管柱，柱溫40℃（保留1min），以4℃／min升溫至220℃，氣化室溫度250℃；載氣為高純He（99．999%），柱前壓7．62psi，載氣流量1．0mL／min；不分流進樣，延遲時間，1min；離子源為EI源，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，電子能70eV，發射電流34．6μA，倍增器電壓1 264V，接口溫度280℃，質量范圍20～450amu。

1．4香氣組分的定性定量分析

根據總離子流圖中各色譜峰的質譜信息，質譜計算機數據系統檢索及核對Nist2005和Wiley275標準質譜圖，確定各色譜峰對應的物質結構［9］。按面積歸一化法計算各組分含量即各色譜峰的峰面積與總峰面積之比為各香氣組分的相對含量［10］。

2結果與分析

2．1 5類古樹紅茶的香氣成分

茶葉芳香物質實際上是由性質不同，含量差異懸殊的眾多物質組成的混合物，據研究，紅茶中一般存在400余種香氣物質，但主要成分僅為數十種［11］。5類久安古樹紅茶共萃取檢測出83種不同的揮發性化合物，21種揮發性物質在5類古樹紅茶中均被檢測到（表1），分別是丙醛、二甲基硫醚、異丁醛、3－甲基丁醛、2－甲基丁醛、戊醛、2－乙基呋喃、己醛、順－3－己烯醇、苯乙烯、庚醛、6－甲基－5－庚烯－2－酮、2－乙基己醇、2－戊基呋喃、辛醛、反式－氧化芳樟醇、順式－氧化芳樟醇、芳樟醇、環氧芳樟醇、十二烷和十三烷。21種共有香氣物質占全部香氣物質總量的56．475%～85．619%，表明不同類型鮮葉原料制作的古樹紅茶在香氣物質種類及百分含量上存在一定的差異。

根據表1中的數據顯示，長葉古樹紅茶中共檢測出60種99．454%的揮發性成分，其中百分含量較高的揮發性物質有芳樟醇（14．381%）、香葉醇（12．802%）、順式－氧化芳樟醇（9．725%）、反式－氧化芳樟醇（6．765%）、十二烷（4．504%）、金合歡烯（4．310%）、己醛（4．055%）、壬醛（2．990%）等；大葉古樹紅茶中共檢測出36種99．822%的揮發性成分，其中百分含量較高的揮發性物質有順式－氧化芳樟醇（18．239%）、芳樟醇（11．384%）、己醛（10．619%）、反式－氧化芳樟醇（9．366%）、金合歡烯（6．593%）、十三烷（4．735%）等；小葉古樹紅茶中共檢測出55種99．999%的揮發性成分，其中百分含量較高的揮發性物質有順式－氧化芳樟醇（8．283%）、香葉醇（8．146%）、己醛（7．149%）、芳樟醇（6．876%）、壬醛（6．644%）、反式－氧化芳樟醇（6．097%）等；圓葉古樹紅茶中共檢測出57種97．595%的揮發性成分，其中百分含量較高的揮發性物質有己醛（18．870%）、順式－氧化芳樟醇（8．601%）、芳樟醇（7．576%）、壬醛（6．531%）、反式－氧化芳樟醇（6．212%）、十三烷（3．101%）等；紫葉古樹紅茶中共檢測出39種99．864%的揮發性成分，其中百分含量較高的揮發性物質有己醛（37．522%）、2－甲基丁醛（9．793%）、3－甲基丁醛（8．277%）、戊醛（4．931%）、異丁醛（4．604%）、二甲基硫醚（3．639%）等。

2．2 5類古樹紅茶香氣組分的類別

按有機化學分類方法，茶葉的香氣成分主要可分為醇類、醛類、酮類、酸類、酯類、酚類、碳氫類、含氮化合物、含硫化合物、雜氧化合物等［11］。根據各種化合物的官能團的不同進行分類，并計算出相對含量。由表2可知，古樹紅茶中存在較多種類和較

大含量的醇類、碳氫化合物和醛類，3類化合物含量占香氣總量的90．978%～97．577%，是久安古樹紅茶中的主要香氣物質。碳氫化合物在古樹紅茶中的檢出數量是29種，占比達3．150%～25．097%，其中大多數是飽和烴，飽和烴一般香氣微弱或幾乎沒有香氣，對茶香無多大貢獻，所以在香氣分析時，常常將其略去［12－13］，而碳氫化合物中的另一類不飽和烴類為萜烯烴類物質，主要指分子式為異戊二烯的整數倍的烯烴類化合物，是一類廣泛存在于植物體內的天然來源碳氫化合物，具有一定的香氣，對茶香形成作用較大［14］。

表1 5類古樹紅茶中的香氣物質及百分含量Table 1 Percentage comparison of aroma ingredients in five kinds of black tea

續表1

根據和醇基相結合的主健或母核不同，醇類芳香物質可分為脂肪族醇、芳香族醇和萜烯醇類。脂肪族醇類，沸點低，易揮發，在香味特征表現為青香，最終形成茶葉的清香［11］。久安古樹紅茶中脂肪族醇類物質含量差異較大，紫葉古樹紅茶中脂肪醇類物質百分含量最高，達8．497%；最低為大葉類古樹紅茶，僅為1．395%。反式－氧化芳樟醇、順式－氧化芳樟醇、芳樟醇、脫氫芳樟醇、環氧芳樟醇、香葉醇、α－雪松醇、苯乙醇屬于芳香族醇和萜烯醇類物質，普遍具花香或果實香，對于紅茶花香、甜香的形成有重要作用。苯乙醇和香葉醇均具花香、甜香，是祁門紅茶祁門香的重要香氣物質，且香葉醇是影響祁門紅茶香氣的主要因素，祁門紅茶的香氣特征很大程度由香葉醇的含量所決定［15－16］，久安古樹紅茶中芳香族醇和萜烯醇類物質含量在48．98%（長葉類）～6．466%（紫葉類）。

表2 5類古樹紅茶中各類香氣組分的百分含量Table 2 Percentage composition of all categories of aroma ingredients in five types of black tea%

醛類與形成茶葉特殊香氣風格有密切關系，同樣根據醛基相結合的主健或母核不同，醛類物質可分為脂肪族醛、芳香族醛和萜烯醛類。脂肪醛類物質根據碳鏈的長短可分為低級脂肪醛和高級脂肪醛，C7及以下的低級脂肪醛類物質的呈香特征為青草氣息，新鮮的綠葉香味，是紅茶清香氣息的重要原因［17］。5類古樹紅茶中低級脂肪醛類物質含量差異較大，紫葉古樹紅茶中的含量最高，達72．574%；最低為長葉古樹紅茶，僅為15．133%。芳香族醛類和C8－C12的高級飽和脂肪醛具有良好的香氣，有利于形成茶葉芳香氣息。久安古樹紅茶中芳香族醛類和高級脂肪醛的百分含量在15．163%（圓葉類）～0．291%（紫葉類）。

古樹紅茶中萜烯烴類物質雖含量不高但種類豐富，在熱力作用下與萜醇、萜醛、萜酮等物質相互反應［18］，有利于形成不同類型古樹紅茶獨特的香氣類型。5類古樹紅茶中萜烯烴類化合物含量差異較大，在8．370%（大葉類）～0．031%（紫葉類）。

久安古樹紅茶中含有一種含硫香氣物質，即二甲基硫醚，紫葉類古樹紅茶中含硫化合物為5類古樹紅茶中最高，為3．639%。在食用香料中，含硫香料占有非常重要的地位。由于含硫香料香氣閾值低、特征性強，用量小，可廣泛用于產品香氣調配［19］，二甲基硫醚極度稀釋時具清香，可參與茶葉清香的構成［20］。

久安古樹紅茶中共檢測到4種呋喃類雜氧化合物，其中2，5－二氫呋喃在紫葉紅茶中含量較為突出（3．612%），這類簡單雜環類物質在參與化合物合成時易于生成具芳香性的碳環［21］，其對茶葉香氣的貢獻有待進一步研究。通過對5種類型古樹紅茶主要香氣物質類型及百分含量的分析發現，不同葉型茶樹原料同一工藝制作的紅茶，在香氣物質種類及百分含量上存在較大差異，除去含量較高但對茶葉香氣影響較小的烷烴類化合物，5類古樹紅茶中百分含量較高的香氣物質種類有所不同，長葉類古樹紅茶為萜烯醇47．067%，低級脂肪醛15．113%，萜烯烴5．764%，高級脂肪醛5．505%；大葉類古樹紅茶中為萜烯醇43．764%，低級脂肪醛26．076%，萜烯烴8．370%；小葉類古樹紅茶中為萜烯醇35．915%，低級脂肪醛16．094%，高級脂肪醛10．795%；圓葉類古樹紅茶中為低級脂肪醛31．030%，萜烯醇23．911%，高級脂肪醛12．188%，脂肪醇7．245%；紫葉類古樹紅茶中為低級脂肪醛72．574%，脂肪醇（8．497%）。

3結論

1）5類久安古樹紅茶共檢出揮發性物質83種，香氣成分豐富，共有香氣物質21種，長葉古樹紅茶檢測到60種香氣物質，大葉古樹紅茶36種，小葉55種，圓葉57種，紫葉39種。說明，葉色、葉形不同的久安古茶樹資源其內含香氣物質亦存在差異，不同類型茶樹資源，香氣特性不同；芳樟醇、香葉醇、順式－氧化芳樟醇、反式－氧化芳樟醇、金合歡烯、己醛、壬醛、2－甲基丁醛、3－甲基丁醛和異丁醛為久安古樹紅茶中的主要芳香物質。

2）久安古樹資源類型多樣，5類古樹紅茶中香氣物質組分及含量也表現出一定差異，不同的香氣化合物對茶葉香味的感官有著不同的影響。長葉類古樹紅茶和小葉古樹紅茶的香氣物質組成特點是萜烯醇類物質為主要成分，香氣特點為芳樟醇及其氧化物的花香、果香，香葉醇、苯乙醇的甜香；大葉類古樹紅茶和圓葉類古樹紅茶的香氣物質組成特點為萜烯醇類和低級脂肪醛類物質占主要，其香氣特點為芳樟醇及其氧化物的花香、果香，己醛的青香；紫葉類古樹紅茶中為低級脂肪醛占絕對優勢，其香氣特點為己醛、2－甲基丁醛和3－甲基丁醛的青香。

3）前期研究發現，紫葉資源是久安古茶樹群落中數量較多的一類，本研究中紫葉類古樹紅茶表現較其他資源差異很大，利用紫色芽葉茶樹資源開發特異茶樹產品，是下一步加大久安古茶樹資源開發的重點。

［1］張明露．關于貴州花溪久安鄉古茶樹資源保護利用［J］．貴州茶葉，2012（1）：26－27．

［2］王秋霜，陳 棟，許勇泉，等．中國名優紅茶香氣成分的比較研究［J］．中國食品學報，2013，13（1）：195－200．

［3］龔 雪，楊 春，郭 燕，等．貴州久安古茶樹資源的分類研究［J］．種子，2015，35（4）：56－63．

［4］袁海波，尹軍峰，葉國柱，等．茶葉香型及其特征物質研究進展［J］．中國茶葉，2009，31（8）：14－15．

［5］王英鋒，劉 娜，楊 陽．頂空固相微萃取－氣相色譜－質譜法測定澤蘭中的揮發性成分［J］．首都師范大學學報：自然科學版，2011（1）：41－46．

［6］郭瑩瑩，趙鴻雁，曹文忠．頂空固相微萃取－氣相色譜－質譜法測定食用植物油中揮發性有機物［J］．理化檢驗：化學分冊，2011（5）：55－59．

［7］甘秀海，梁志遠，王道平，等．3種山茶屬花香氣成分的HS－SPME／GC－MS分析［J］．食品科學，2013（6）：258－261．

［8］王道平，楊小生．固相微萃取－氣質聯用儀分析茶葉香氣成分［J］．糧油食品科技，2013，21（3）：85－87．

［9］Ravichandrar，Parthbanr．Carotenoid composition，distribution and degradation to flavor volatiles during black tea manufacture and the effect of carotenoid supplementation on tea quality and aroma［J］．Food Chemistry，2002，78（1）：23－28．

［10］Du L P，Li J X，Li W，et al．Characterization of volatile compounds of pu－erh tea using solid－phase micro extraction and simultaneous distillation－extraction coupled with gas chromatography－mass spectrometry ［J］．Food Research International，2014，57：61－70．［11］宛曉春．茶葉生物化學［M］．北京：中國農業出版社，2003：40－48，241．

［12］陳 保，姜東華，羅發美，等．四種不同加工工藝紫娟茶香氣成分的比較［J］．現代食品科技，2013，19（10）：2480－2486．

［13］呂世懂，孟慶雄，徐詠全，等．普洱茶香氣分析方法及香氣活性物質研究進展［J］．食品科學，2014，35（11）：292－298．

［14］Bakkali F，Averbeck S，Averbeck D，et al．Biological effects of essentialoils－a review［J］．Food and Chemical Toxicology，2008，46（2）446－475．

［15］王華夫，竹尾忠一，伊奈和夫，等．祁門紅茶的香氣特征［J］．茶葉科學，1993，13（1）：61－68．

［16］趙常銳．祁紅特征香氣成分研究［D］．合肥：安徽農業大學，2010．

［17］康文懷，徐 巖，崔彥志．不同釀酒葡萄品種C6醛、醇風味化合物的比較［J］．食品科學，2010，31（8）：252－256．

［18］張正竹，施兆鵬，宛曉春．萜類物質與茶葉香氣［J］．安徽農業大學學報，2000，27（1）：51－54．

［19］沈演炯，徐毓莉．食用香精中的高沖擊性香料［J］．香料香精化妝品，2003（1）：31－32．

［20］汪厚銀，李 志，張 劍，等．基于氣質聯用／氣相色譜－嗅覺測定技術的西湖龍井茶特征香氣成分分析［J］．食品科學，2012（8）：256－259．

［21］A．I．邁耶斯．有機合成中的雜環化合物［M］．陳國才，葉敬勝，譯．北京：化學工業出版社，1985．

（責任編輯：孫小嵐）

Volatile Components of Five Types of Black Tea from Ancient Tea Plant Resources in Jiuan

YANG Chun，ZHOU Xue，GUO Yan，HU Yiran，ZHOU Shunzhen，ZHENG Wenjia＊
（Guizhou Tea Research Institute，Guiyang，Guizhou550006，China）

To deeply explore the aroma characteristics of Jiuan ancient tea plant resources and further develop the resources，so as to produce featured black tea production from ancient tea plant resources，according to the different leaf color and leaf shape the ancient tea plant resources in Jiuan were divided into five types such as long leafy，large leafy，round leafy，small leafy and purple leafy．The new shoots of five types ancient tea plant resources were used to make black tea．The volatile aroma components in black tea were extracted by headspace solid－phase micro－extraction（HS－SPME）and analyzed by gas chromatography－mass spectrometry（GC－MS）．Results：There were a total of 83different kinds of volatile aroma ingredients，60kinds of aromatic substance were detected in the long leafy black tea，36kinds of aroma substance were detected in the large leafy black tea，57kinds of aromatic matters in the round leafy black tea，55kinds of aromatic matters in the small leafy black tea，39kinds of aromatic substance were detected in the purple leafy black tea．21of them were identical and accounted for 56．48%～85．62%．Alcohols，aldehydes and hydrocarbons were the main types of volatile substances，accounting for 90．99%～97．58%．Linalool，geraniol，cis－Linalool oxide，trans－Linalool oxide，farnesene，hexanal，nonanal，2－Methylbutanal，3－Methylbutanal and isobutyraldehyde were the main volatile aroma components of black tea from ancient tea plant resources in Jiuan，which accounted for 48．47%～66．75%．The differential distribution of volatile substances in tea leaves formed the aroma features of the five types of black tea．

HS－SPME－GC－MS；ancient tea plant resources；black tea；volatile components

Q538；S571

A

1001－3601（2016）02－0064－0056－05

2015－06－03；2015－12－30修回

貴陽市科技計劃項目“花溪久安古茶樹特異性茶產品研究”［筑科合同（2012102）3－24］；貴陽市與貴州省農業科學院農業科技合作項目“久安古茶樹資源研究與珠形茶研發”［院地農科合字（2014）7］；貴州省省長資金項目“卷曲形茶機械化做形提毫技術創新”［黔省專合字（2012）29］；湄潭縣特色優勢支柱產業發展科技合作專項項目“湄潭茶產業可持續發展研究”［湄科合字（2012）08］；貴州省科學技術基金項目“花香型綠茶加工中β－葡萄糖苷酶活性及香氣成分動態變化研究”［黔科合J字（2013）2156］；貴陽市與貴州省農業科學院農業科技合作項目“兩湖水源保護區生態有機茶園建園技術研究及示范”［院地農科合字（2014）8］

楊 春（1988－），女，助理研究員，碩士，從事茶樹資源育種研究。E－mail：610681998＠qq．com

＊通訊作者：鄭文佳（1969－），男，研究員，從事茶學研究。E－mail：wenjia＿zheng＠126．com