3 種名優綠茶的特征滋味成分研究及種類判別

王淑慧，龍立梅，宋沙沙，曹學麗

（北京工商大學食品學院，食品添加劑與配料北京市高等學校工程中心，北京市食品風味化學重點實驗室，北京 100048）

3 種名優綠茶的特征滋味成分研究及種類判別

王淑慧，龍立梅，宋沙沙，曹學麗*

（北京工商大學食品學院，食品添加劑與配料北京市高等學校工程中心，北京市食品風味化學重點實驗室，北京 100048）

采用高效液相色譜與高分辨質譜相結合的方法對西湖龍井、黃山毛峰和信陽毛尖3 種名優綠茶茶湯中的共有特征滋味成分進行研究，并據此進行種類判別分析。通過研究，確定了以表沒食子兒茶素沒食子酸酯、咖啡因、表兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素等為主的15 種共有特征滋味成分，并建立了其相應的特征指紋圖譜。利用15 種共有特征成分峰的相對峰面積，建立了多元化典型判別函數，采用逐步判別分析技術對31 個綠茶樣品進行了很好的種類判別，判別正確率為100%。

高效液相色譜；高分辨質譜；綠茶；滋味成分；指紋圖譜；種類判別

茶葉為山茶科植物茶（Camellia sinensis Kuntze）的芽葉，經加工而成，其飲用歷史悠久，藥用價值顯著[1]。茶葉中的主要化學成分有多酚、咖啡堿、茶多糖、茶氨酸、碳水化合物和維生素等[2]。研究[3-4]顯示綠茶中的兒茶素含量相對較高，對心血管疾病和幾種類型癌癥的預防有重要作用，尤其是兒茶素類中的表沒食子兒茶素沒食子酸酯（(-)-epigallocatechin gallate，EGCG）能降低人類被HIV病毒感染的風險等。適量攝入咖啡因可刺激中樞神經興奮，有提神醒腦之功效[5]。隨著人們飲食結構的調整、對健康狀況、食品安全的日益重視，其對茶葉品質的要求也越來越高。中國是茶葉的發源地，栽培歷史悠久，種植幅員遼闊，種類繁多，制法工藝不斷推陳出新，經過上千年的傳承發展成就了今天中國茶葉種類的紛繁復雜、琳瑯滿目[6-7]，因此對中國茶葉的分類也出現百家爭鳴的現象，有些分類甚至出現互相矛盾的結果，目前還沒有較為統一的茶葉分類方法，使茶葉市場出現了魚目混珠、以次充好的現象。

由于受產地、環境、生長周期、生產工藝等因素的影響，不同品種的茶葉滋味組成有所差異[8-11]，對茶葉的品質評定影響也較大，因此能夠快速準確地發現不同品種綠茶之間滋味成分的差異對地理標志產品的保護、名優綠茶的真偽鑒別具有重要意義。本實驗采用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）指紋圖譜技術對西湖龍井、黃山毛峰和信陽毛尖3 種名優綠茶31 個樣品的茶湯特征滋味成分進行了分析，并利用逐步判別分析技術對不同綠茶種類進行了判別分析，為名優綠茶的品質評定和種類判別提供依據[12-13]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試茶樣為2013年4—5月的春茶，分別為黃山毛峰2 種工藝3～4 個等級7 個樣品由安徽謝裕大茶葉股份有限公司提供；西湖龍井御牌、貢牌和獅牌3 個品牌4 個等級12 個樣品由杭州西湖區茶葉有限公司提供；信陽毛尖3 批4 個等級12 個樣品由信陽市文新茶葉有限責任公司提供。樣品用復合鋁箔袋密封，保存于4 ℃冰箱冷藏，及時進行分析。

乙腈（色譜級） 美國Fisher科學公司；磷酸（色譜級） 天津光復精細化工研究所；標準樣品（純度均大于98%） 國家標準樣品網（表1）。

表1 11種標準樣品Table 1 Eleven tea polyphenol standards

1.2 儀器與設備

1260 HPLC儀（配有四元梯度泵、自動進樣器、二極管陣列檢測器、Chem Station色譜工作站等）、ZORBAX SB-C18色譜柱（50 mm×4.6 mm i.d.，1.8 μm） 美國Agilent公司；Diamonsil C18（2）（200 mm×4.6 mm i.d.，5 μm）色譜柱 北京迪馬科技有限公司；UPLCXevo G2 QTOF HPLC聯用儀、Atlantis T3 C18色譜柱（250 mm×4.6 mm i.d.，5 μm） 美國Waters公司；150 mL景德鎮陶瓷專業茶葉評審杯。

1.3 方法

1.3.1 茶湯制備

茶湯的制備按照GB/T 23776—2009《茶葉感官審評方法》[14]沖泡綠茶的程序進行：稱量3 g綠茶樣品于150 mL評查杯中，倒入150 mL沸水，蓋上杯蓋沖泡5 min后，將茶湯濾出，待茶湯的溫度降低后，取一定量的茶湯過0.22 μm濾膜，進行HPLC分析。

1.3.2 HPLC分析條件

在HPLC分析中，色譜柱的種類、流動相的組成、檢測波長、柱溫、流速等操作條件都會對分析產生影響。本實驗參考文獻[15-18]，采用基于C18色譜柱和乙腈溶液為流動相，通過對流動相中酸性添加劑的種類和濃度、不同性能的C18色譜柱及檢測波長進行了優化，確立了綠茶茶湯滋味成分的HPLC分析方法。色譜柱：Waters-C18（250 mm×4.6 mm i.d.，5 μm）；流動相：0.04%磷酸（A）-乙腈（B）溶液；洗脫時間60 min；洗脫方式：梯度洗脫（0～60 min，4% B→25% B）；流速1.0 mL/min；柱溫30 ℃；進樣量5 μL；檢測波長210 nm。

1.3.3 3 種綠茶茶湯成分的定性分析

對茶湯特征成分的定性分析采用與標準樣品保留時間比對和HPLC-高分辨質譜相結合的方式進行。

分別稱量貢牌西湖龍井、信陽毛尖和黃山毛峰樣品，按照1.3.1節中的方法制備茶湯，將得到的茶湯樣品分別進行HPLC分析和HPLC-高分辯質譜分析。

質譜條件：離子源電壓3.00 kV；離子源溫度120 ℃；電離溫度280 ℃；電離模式為正負2 種模式。

液相色譜條件：Waters-C18色譜柱（250 mm×4.6 mm i.d.，5 μm）；流動相：0.1%甲酸（A）-0.1%甲酸-乙腈（B）溶液；洗脫時間60 min；洗脫方式：梯度洗脫（0～60 min，4% B→25% B）；流速1.0 mL/min；柱溫30 ℃；進樣量5 μL。

1.3.4 指紋圖譜建立的方法學考察

1.3.4.1 穩定性考察

精確稱量3 g龍井茶1 份，150 mL沸水，加蓋浸泡5 min，濾出茶湯，分別在0、2、4、6、8、10、12、24 h取樣，進行HPLC分析，計算綠茶茶湯在24 h內共有峰的保留時間和絕對峰面積的相對標準偏差（relative standard deviation，RSD）。

1.3.4.2 精密度考察

取11 種單標配制而成的混標連續進樣6 次，計算混標中11 種物質連續進樣6 次后，保留時間和絕對峰面積的RSD。

精確稱量3 g龍井茶1 份，150 mL沸水，加蓋浸泡5 min，濾出茶湯，待茶湯溫度降低后連續進樣6 次，計算綠茶茶湯共有峰的保留時間和絕對峰面積的RSD。

1.3.4.3 重復性考察

稱量同一綠茶茶樣3 g黃山毛峰茶5 份，均加入150 mL沸水加蓋浸泡5 min，濾出茶湯后，進行HPLC分析，每份連續進樣3 次，計算5 份綠茶茶湯共有峰的保留時間和絕對峰面積的RSD。

1.3.5 3 種綠茶樣品的種類判別分析

將31 個樣品每個樣品采用相同的茶湯制備方法和HPLC分析方法平行測試3 次，生成相應等級茶葉的對照色譜指紋圖譜，并以對照色譜指紋圖譜中峰面積最大之主峰作為參照，計算各共有峰的相對峰面積，以此作為原始數據，采用SPSS 20.0軟件，使用步進式方法中的Wilks λ法進行逐步判別分析，建立判別方程，并對所建立的判別方程進行交叉驗證分析，驗證判別方程對初識分組的分類結果[19-21]。

2 結果與分析

2.1 3 種綠茶茶湯成分的定性分析

將在同一色譜條件下得到的西湖龍井、信陽毛尖、黃山毛峰的HPLC圖進行比較，如圖1所示，初步確定了3 種綠茶的15 種共有成分。通過與11 種標樣的HPLC圖進行保留時間的比對，初步確定了其中1、3、5、6、7、8、9、11、12、13、15號峰所對應的11 種成分，而2、4、10、14號峰無法確定。

圖1 11種標樣和3種綠茶茶湯樣品HPLC分析譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of 11 tea polyphenol standards and three green tea samples

因此，又利用HPLC-高分辨質譜對11 種已初步定性的成分進行進一步確認，同時對其他4 種未知成分進行了定性，結果如表2所示。所確定的15 個成分為茶湯的主要成分，包括氨基酸類（L-TN）、多糖類（GAQ、TGG）、兒茶素類（GA、EGCG、ECG）、生物堿類（CAF、TB）等，使綠茶滋味呈現出苦澀兼具收斂性、鮮爽、甘甜、苦味、醇厚的口感，綜合形成綠茶鮮醇柔和的滋味品質[22-25]，而且具有多重的生理活性。因此，確定這15 種成分綠茶茶湯的特征共有成分。

表2 15種綠茶茶湯成分的特征信息Table 2 HPLC-MS data of 15 compounds in green tea infusion

2.2 指紋圖譜建立的方法學考察結果

15 種茶湯滋味成分在浸泡后的0、2、4、6、8、10、12、24 h內所得的色譜峰的保留時間RSD小于0.3%，峰面積RSD小于5%，說明茶樣在24 h內保持穩定；11 種單標配制成的混標連續進樣6 次所得色譜峰的保留時間RSD小于0.3%，峰面積的RSD小于3%，說明儀器的精密度良好；制備的茶湯樣品連續進樣6 次所得色譜峰保留時間RSD小于0.3%，峰面積RSD小于3%，符合指紋圖譜建立的要求；同一黃山毛峰茶樣取5 份進行HPLC分析，所得15 個峰的保留時間RSD小于0.3%，峰面積RSD小于5%，符合指紋圖譜建立的指標要求。

2.3 3 種綠茶的判別分析

以15 個共有峰的相對峰面積作為原始數據，分別設為變量X1、X2……X15，根據SPSS 20.0計算的非標準化判別函數系數（F），得到的判別方程組為：

式中：X1、X4、X8、X10、X13分別代表不同保留時間色譜峰的相對峰面積。

判別函數F1、F2的特征值分別為81.717和23.222，第1個函數解釋了所有變異的77.9%，第2個函數解釋了余下的22.1%，典型相關系數分別為0.994和0.979，Wilks’Lambda數據對判別函數的統計學意義進行檢驗，結果顯示2 個判別函數（P＜0.05）均有統計學意義。從分類結果表可知，在31 個茶樣中，該方法對初始分組樣品進行了100%正確分類，對交叉驗證分組樣品進行了100%正確分類。各樣品判別函數得分值如圖2所示，判別分類效果較好。同一品種不同等級的茶葉能實現很好的歸類，表明采用綠茶滋味特征成分可以對綠茶的種類進行很好地分類判別。

圖2 3種綠茶滋味特征成分的判別分析Fig.2 Discrimination and classification of characteristic flavor components of three kinds of green tea

3 結 論

本實驗采用HPLC及HPLC-高分辨質譜相結合的方法對西湖龍井、黃山毛峰和信陽毛尖3 種綠茶的滋味成分進行了分析研究，確定了L-TN、GAQ、GA、GAQA、TB、GC、EGC、CAF、C、ST、EC、EGCG、GCG、TGG和ECG 15 種共有特征滋味成分。但是由于其品種、產地、加工工藝的不同，各滋味成分的相對含量有所差異，表現出不同的滋味特征指紋圖譜。根據3 種綠茶15 種共有特征滋味成分的含量差異，通過多元統計分析計算很好地實現了不同茶葉種類的判別，其準確率達到100%。這對于地理標志產品的保護、名優綠茶的真偽鑒別等具有重要意義和參考價值。

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Analysis of Characteristic Flavor Components and Cultivar Discrimination of Three Varieties of Famous Green Tea

WANG Shuhui, LONG Limei, SONG Shasha, CAO Xueli*
(Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients, Beijing Key Laboratory of Food Flavor Chemistry, School of Food and Chemical Engineering, Beijing Technology and Business University, Beijing 100048, China)

High performance liquid chromatography (HPLC) in combination with high-resolution mass spectrometry (HRMS) was employed to analyze the characteristic flavor components of three kinds of famous Chinese green tea, including Xihu Longjing, Huangshan Maofeng and Xinyang Maojian, and their fingerprints were established for variety discrimination. As the results, 15 common characteristic flavor components were identified in the three kinds of green tea, which included epigallocatechin gallate (EGCG), caffine (CAF), epicatechin gallate (ECG), and epigallocatechin (EGC) etc. Based on the diversified typical discriminant functions established using the relative peak areas of 15 common characteristic flavor compounds, 31 green tea samples were discriminated into three categories with an accuracy of 100% through stepwise discriminant analysis.

high performance liquid chromatography (HPLC); high-resolution mass spectrometry (HRMS); green tea; flavor components; fingerprint; variety discrimination

10.7506/spkx1002-6630-201602022

TS272.5

A

1002-6630（2016）02-0128-04

王淑慧, 龍立梅, 宋沙沙, 等. 3 種名優綠茶的特征滋味成分研究及種類判別[J]. 食品科學, 2016, 37(2): 128-131. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201602022. http://www.spkx.net.cn

WANG Shuhui, LONG Limei, SONG Shasha, et al. Analysis of characteristic flavor components and cultivar discrimination of three varieties of famous green tea[J]. Food Science, 2016, 37(2): 128-131. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201602022. http://www.spkx.net.cn

2015-04-16

國家質量監督檢驗檢疫總局公益性行業科研專項（201310230）；北京工商大學研究生科研學術創新基金重點項目

王淑慧（1990—），女，碩士研究生，研究方向為生物分離工程。E-mail：journeyshu@163.com

*通信作者：曹學麗（1967—），女，教授，博士，研究方向為生物分離和分析。E-mail：caoxl@th.btbu.edu.cn