福建烏龍茶脂肪酸含量及差異性分析

郭麗，呂海鵬，陳明杰，張悅，把熠晨，郭雅玲，林智*

福建烏龍茶脂肪酸含量及差異性分析

郭麗1,2，呂海鵬2，陳明杰1*，張悅2，把熠晨1，郭雅玲1*，林智2*

1. 福建農林大學園藝學院，福建 福州 350002；2. 中國農業科學院茶葉研究所，浙江 杭州 310008

脂肪酸是烏龍茶香氣形成的關鍵前體。選擇18個茶樹品種的閩北烏龍茶（毛茶與其復焙茶）和3個茶樹品種的閩南清香型烏龍茶，采用硫酸-甲醇法制備脂肪酸甲酯，運用氣相色譜-質譜分析其脂肪酸的組成及含量。結果表明，福建烏龍茶中檢測到11種脂肪酸，含量較高的主要是含16個和18個碳原子的脂肪酸；閩北烏龍茶的脂肪酸總量及不飽和度均低于閩南烏龍茶；十六碳酸（C16:0）、順,順-9,12-十八碳二烯酸（C18:2）和順,順-9,12,15-十八碳三烯酸（C18:3）等9種脂肪酸的含量在品種間差異顯著，以雀舌的C18:3和多不飽和脂肪酸含量最高；復焙對閩北烏龍茶的脂肪酸的影響與其碳原子數和不飽和度有關，其中二十二碳酸（C22:0）和二十四碳酸（C24:0）全部降解，但含量下降最多的脂肪酸是C18:3。由此可見，福建烏龍茶的脂肪酸含量及組成差異特征與其產地有關，并受茶樹品種和工藝的影響。

烏龍茶；脂肪酸；品種；產地；加工工藝

烏龍茶，亦稱青茶，是我國特有的茶類。福建是烏龍茶生產和消費大省，福建烏龍茶具有鮮明的地域特色，可分為兩類：一類是以鐵觀音等為代表的閩南烏龍茶；另一類是以武夷茶等為代表的閩北烏龍茶。福建烏龍茶由于產地、茶樹品種和加工工藝差異，其品質特征也各具特色[1-3]。

烏龍茶在加工后會帶有濃郁的花香和果香。有研究認為[4-5]，烏龍茶加工過程中脂肪酸隨工序的推進逐漸衍化成碳原子數較少的醇類、醛類、酮類等揮發性化合物，其中在“做青”環節，亞油酸和亞麻酸會在機械損傷和低溫雙重脅迫下轉化成具有果香、甜花香的茉莉內酯，從而促進了烏龍茶高香品質的形成[6]。脂肪酸是茶葉香氣的重要前體物質。脂肪酸分為不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸兩類，其中含量較高的飽和脂肪酸有軟脂酸、硬脂酸，不飽和的脂肪酸有油酸、亞油酸和亞麻酸等[7-9]。茶葉中的脂肪酸也可通過自動氧化、光氧化和熱氧化以及脂質氧化反應，形成不揮發物質、易揮發的芳香類物質或其他異味物質（如游離態脂肪酸、低碳醛等）。其中游離態脂肪酸可像香氣成分一樣被檢出[10-11]。成品茶中脂肪酸的組成及其含量與鮮葉的顯著不同，茶鮮葉中脂肪酸的含量在加工成紅茶或綠茶時大幅度下降[7,9,12]；烏龍茶制作過程中可通過焙火工藝使原有香氣品質產生較大變化，并且成品茶中保留較多脂肪酸[13-15]。有研究[16-17]表明，成品茶中脂肪酸的含量不僅與加工工藝有關，還受茶樹品種和產地的影響。不同茶類的成品茶脂肪酸含量也有差異，成品烏龍茶的脂肪酸含量比紅茶、黑茶豐富[13,18-19]，這可能會影響烏龍茶的貨架期[20-21]。綜上可見，脂肪酸含量和組成對于烏龍茶的品質及其貯存具有重要的意義。脂肪酸在不同浸提溶劑中的溶解性不同，而現有檢測技術對提取溶劑和提取方法的要求存在差異，導致茶葉中脂肪酸的實際含量和組成狀況至今難以確定。已有研究[13,22]證實，硫酸-甲醇法提取茶葉脂肪酸的效果較佳，這為成品茶脂肪酸研究提供可靠的技術保障。為此，本研究選擇了18個茶樹品種的閩北烏龍茶（毛茶與其復焙茶）和3個茶樹品種的閩南烏龍茶，采用硫酸-甲醇法分析茶樣的脂肪酸組成及含量，分析福建烏龍茶的脂肪酸的品種和地域差異，并探討復焙技術在烏龍茶脂肪酸轉化過程中的作用，為烏龍茶品質提升和加工工藝改進提供基于脂肪酸特征的新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水仙（SX）、肉桂（RG）、黃金桂（HJG）、黃觀音（HGY）、金觀音（JGY）、毛蟹（MX）、悅茗香（YMX）、小紅袍（XHP）、銀鳳（YF）、矮腳烏龍（AJW）、奇丹（QD）、丹桂（DG）、雀舌（QS）、白雞冠（BJG）、金牡丹（JMD）、紫牡丹（ZMD）、黃玫瑰（HMG）和紫玫瑰（ZMG）等18個茶樹品種的閩北烏龍茶及其復焙樣（武夷山幔亭峰茶廠提供），黃金桂、毛蟹和水仙等3個茶樹品種的閩南烏龍茶樣（安溪縣正清心茶廠提供）。各茶樹樹齡相同，茶園日常施肥、修剪、病蟲害防治等措施基本一致。十七烷酸、正己烷及37種脂肪酸甲酯混合標樣（色譜純，Sigma公司），硫酸、甲醇、丁羥基甲苯、甲苯和氯化鈉等（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）。

1.2 儀器設備

氣質聯用儀（GC-MS）：氣相色譜儀（7890A，安捷倫）和質譜儀（5975c，安捷倫）；恒溫混勻儀（MTH-100，杭州米歐儀器有限公司）；氮吹儀（NDK200-2N，杭州米歐儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 茶葉的感官品質審評

供試茶樣采用GB/T 23776—2018的方法進行感官品質分析，均達到烏龍茶的基本要求。

1.3.2 茶樣的脂肪酸分析

參考文獻[23]的方法，略作改動。取40?mg的60目茶樣放入10?mL試管，加入1?mL的5%硫酸-甲醇溶液（硫酸︰甲醇=1︰20）、25?μL的0.2?g·mL-1丁羥甲苯-甲醇溶液和300?μL甲苯，并加入75?μg的十七烷酸作內標。試管在90℃下加熱1.5?h，冷卻至室溫。再加入1?mL的0.9?g·mL-1氯化鈉溶液和3?mL己烷，渦旋混勻。在1?000×下離心10?min后，收集上清液；再加3?mL己烷，重復提取1次，合并兩次的上清液并用氮吹儀吹干。最后用正己烷溶解，經0.22?μm膜過濾后進行GC-MS分析。每個樣品重復3次。

1.3.3 氣質聯用儀的分析條件

色譜柱為DB-23（30?m×0.25?mm×0.25?μm），分流比為10︰1；程序升溫：初始溫度100℃，保持3?min；以6.5℃·min-1速率升至170℃并保持12?min；最后以40℃·min-1速率升至230℃，保持3?min。溶劑延遲3?min，離子源溫度250℃。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel 2010軟件處理，品種間差異采用SPSS 21.0進行單因素方差分析，產區間差異和工藝間差異采用-Test分析。

2 結果與分析

2.1 脂肪酸的GC-MS法定性定量分析

先將脂肪酸甲酯的混合標樣進行GC-MS分析，再根據文獻[7]和化合物的離子碎片信息鑒定出33種脂肪酸甲酯，最后分析從烏龍茶樣中提取的脂肪酸甲酯，共檢測到十四碳酸（C14:0）、十六碳酸（C16:0）、順-9-十六碳烯酸（C16:1）、十七碳酸（C17:0，內標）、十八碳酸（C18:0）、順-9-十八碳一烯酸（C18:1）、順,順-9,12-十八碳二烯酸（C18:2）、順,順,順-9,12,15-十八碳三烯酸（C18:3）、二十碳酸（C20:0）、順-11-二十碳一烯酸（C20:1）、二十二碳酸（C22:0）和二十四碳酸（C24:0）等12種脂肪酸，對應保留時間見表1。

表1 GC-MS法分析脂肪酸的保留時間

注：脂肪酸（Ca:b）的a和b分別表示碳原子數和不飽和雙鍵數

Note: a and b indexes of FAs (Ca:b) are the number of carbon atoms and unsaturated double bonds respectively

2.2 福建烏龍茶中脂肪酸的產地差異

由表2可見，福建烏龍茶中脂肪酸含量從大到小依次是多不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸。成品茶中脂肪酸組分特征受產地影響較明顯，產自閩北的3個烏龍茶品種的總脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量均較閩南的低，其中總脂肪酸低9.4%~26.9%，多不飽和脂肪酸低了23.9%~42.8%，但單不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸均較高。同一茶樹品種的不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值相比，閩北的較低，且均不高于2.0，如閩北黃金桂毛茶及復焙茶中不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值分別比閩南的低了0.9和1.3。不飽和脂肪酸在總脂肪酸的占比也分別比閩南的低7.4%和13.0%。可見，閩北烏龍茶的脂肪酸不飽和度較小。本研究中閩南烏龍茶茶樣與閩北烏龍茶及其復焙樣的產地不同，茶園所在的土壤質地與氣候等生態條件的差異是造成茶樣中脂肪酸組成差異的主要原因。由表2我們不難發現，相同產地的閩北烏龍茶毛茶及其復焙樣脂肪酸含量和組成存在差異，其中不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸的比值復焙樣中稍低，說明加工工藝對脂肪酸影響是存在的。

2.3 福建烏龍茶中脂肪酸的品種差異

閩北烏龍茶中共檢測到11種脂肪酸，包括6種飽和脂肪酸和5種不飽和脂肪酸，其中C16:0、C18:1、C18:2和C18:3含量平均值超過1?000?μg·g-1，且這4個脂肪酸組分含量在品種間差異達到極顯著水平（表3）。飽和脂肪酸中C16:0含量較高，其次是C18:0和C24:0，其他均小于100?μg·g-1；C16:0的變化范圍在3?882.2~5?639.6?μg·g-1，含量較高和較低的品種分別是金觀音和白雞冠；C16:0含量是C18:0的5.9~6.2倍，且C18:0含量較高和較低的品種分別是黃觀音和紫牡丹。含18個碳原子的不飽和脂肪酸有3種，以C18:3含量最豐富；C18:3的均值為7?344.5?μg·g-1，分別是C18:2和C18:1的2.2倍和4.4倍；雀舌中18:3含量最高，比均值高了2?226.0?μg·g-1，較最低的白雞冠高了3?282.9?μg·g-1；C18:2含量最高的是悅茗香，較最低的肉桂高了1?459.8?μg·g-1。

閩北烏龍茶總脂肪酸變化范圍為13?146.5 ~22?422.5?μg·g-1，肉桂、丹桂、白雞冠、金牡丹、紫牡丹和黃玫瑰中總脂肪酸的含量低于平均值，且以白雞冠最低；單不飽和脂肪酸僅占總脂肪酸的11.7%，變化范圍為1?717.9~2?597.1?μg·g-1；多不飽和脂肪酸占總脂肪酸的55.9%，含量變化范圍在6?798.2~13?450.9?μg·g-1。并且黃金桂、黃觀音、金觀音、悅茗香、小紅袍、銀風、矮腳烏龍、奇丹、雀舌和紫玫瑰的多不飽和脂肪酸含量高于平均值，且以雀舌最高；不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸比值在品種間也存在明顯差異，比值最大和最小的品種分別是悅茗香和肉桂，這與C18:2的分布是一致的。

2.4 福建烏龍茶中脂肪酸的加工工藝差異

復焙會導致烏龍茶中脂肪酸組分損失（圖1-A）。本研究發現，在烏龍茶毛茶樣中檢測到的脂肪酸種類比其復焙樣多2種（C22:0和C24:0），其他組分含量也有不同程度的降低。復焙前后烏龍茶茶樣C18:3、C20:0、C22:0和C24:0等脂肪酸組分的差異達到極顯著水平（<0.01），C18:2達到顯著水平（<0.05）。其中C18:3、C18:2、C18:1分別下降了1?548.9、426.0、122.7?μg·g-1，說明18個碳原子的脂肪酸不飽和度越大，越易受復焙的影響。

復焙對烏龍茶脂肪酸的影響因飽和程度不同而有所不同（圖1-B）。烏龍茶復焙后總脂肪酸、多不飽和脂肪酸含量有不同程度的下降，分別降低13.9%（<0.05）和22.6%（<0.01），而單不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的降幅較小。

表2 烏龍茶的脂肪酸組成及含量

注：S、N1和N2分別指同一品種的閩南烏龍茶以及閩北烏龍茶與其復焙茶

Note: S, N1and N2indexes are Minnan Oolong tea, Minbei Oolong tea and its re-baked tea, respectively

表3 不同品種烏龍茶的脂肪酸含量

注：“*”和“**”分別表示統一脂肪酸組分在不同品種間差異達到顯著（<0.05）和極顯著（<0.01）水平

Note: * and ** denote the difference level at<0.05 and<0.01 respectively, when FAs compositions is compared among cultivars

加工工藝的不同會導致茶葉品質化學組成及含量發生變化，進而塑造出不同香型[23]，如通過控制清香型烏龍茶的烘焙強度可獲得濃香型烏龍茶[14]，促使作為香氣前體的脂肪酸轉化進入新階段。

由圖2可以看出，復焙后，烏龍茶大多數脂肪酸的轉化是以降解為主，其中C22:0和C24:0的轉化率最大，其次是C18:3和C18:2，最小的是C16:0。但還有少數脂肪酸含量反而增加，表現較為突出的是C14:0和C20:0。由此推測直鏈脂肪酸所含碳原子數越多即碳鏈長度越長，轉化率越高。

烘焙對茶葉中脂肪酸的影響會因茶樹品種差異而有所不同。黃金桂、金牡丹和紫牡丹烘焙后，C18:3、C18:2和C18:1等9種脂肪酸的轉化率超出20%，而矮腳烏龍僅有2種脂肪酸發生如此變化。

注：“*”和“**”分別表示毛茶與復焙茶脂肪酸組分含量在P<0.05和P<0.01水平差異顯著

圖2 復焙對烏龍茶脂肪酸轉化率的影響

3 討論

3.1 福建烏龍茶中脂肪酸的總體特征

本研究中福建烏龍茶茶樣中共檢出脂肪酸組分11種，含量較高的為16個和18個碳原子的脂肪酸，它的含量在不同茶樣中均超過1?000?μg·g-1。本研究結果表明，福建烏龍茶脂肪酸以不飽和脂肪酸為主，這與廖書娟等[16]在茶鮮葉中檢測結果是一致的，同時也在Kouttur等[17]和Okal等[18]對成品茶脂肪酸組成的研究結果中得到證實。

3.2 福建烏龍茶脂肪酸的品種特征

閩北烏龍茶的脂肪酸組成及含量與品種存在關聯性，廖書娟等[16]也發現不同茶樹品種鮮葉的脂肪酸含量存在著顯著差異，如金觀音、黃觀音和黃玫瑰等。通過對比分析，C16:0和C18:3分別是閩北烏龍茶中含量較高的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，這與其在茶樹鮮葉及綠茶的分布相似[13,24]。18個茶樹品種中C18:3含量最豐富的是雀舌，其多不飽和脂肪酸含量也最高，側面證實了C18:3是多不飽和脂肪酸的主體[24]；C18:2含量僅次于C18:3，含量較高和較低的品種分別是悅茗香和肉桂，不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的比值分布也是如此，說明C18:2可能是影響不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸比值高低的關鍵多不飽和脂肪酸。

3.2 福建烏龍茶脂肪酸組分的產地差異

研究表明，鮮葉中脂肪酸含量受產地的影響較為明顯，即便是栽培管理條件一致[18]。我們對福建烏龍茶的研究發現，閩北烏龍茶的不飽和脂肪酸低于閩南烏龍茶，且多不飽和脂肪酸較閩南烏龍茶低；不飽和脂肪酸在總脂肪酸的占比以閩北產的低，因而閩北烏龍茶的脂肪酸不飽和度較低。研究表明，茶葉的脂肪酸不飽和度低更利于穩定風味品質，有助延長貨架期[21]，由此推測相同貯藏條件下閩北烏龍茶的保質期更長。

3.3 加工工藝對福建烏龍茶脂肪組分的影響

茶葉中脂肪酸的保留量還與加工工藝有關。在茶葉的加工過程中茶葉的脂肪酸含量不斷地減少[4,12]，同時降解生成的揮發性物質有利于香氣品質的提升[25]。對烏龍茶而言，通過烘焙技術調整茶葉香型，實質上是推進香氣前體的轉化，進而改變揮發性化合物的組成及配比[15,26]。本研究發現閩北烏龍茶復焙后，脂肪酸各組分含量有不同程度地下降，即C22:0和C24:0幾乎全部降解，C18:3和C18:2次之，C16:0最少。由此可見，烏龍茶的復焙工藝促進了脂肪酸的降解，并且降解程度與碳鏈的長短有關，這與蔡文靜等[27]的研究結果是一致的。雖然這些脂肪酸的降解產物提高了烏龍茶的香氣質量，但降解產物自身具有揮發性，可能個別組分會在復焙中丟失，致使在茶葉中的保留量降低。相關研究[28-29]表明，在揉捻（或做青）和發酵過程中的脂肪酸含量的變化較小，而在萎凋和干燥過程中脂肪酸損失較大。烘焙（干燥）會造成烏龍茶包括脂肪酸在內的一些內含物的損失，而其對茶葉滋味品質的影響機制還有待進一步研究。

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Analysis of Fatty Acid Compositions and Contents in Oolong Tea from Fujian Province

GUO Li1,2, LYU Haipeng2, CHEN Mingjie1*, ZHANG Yue2, BA Yichen1, GUO Yaling1*, LIN Zhi2*

1. College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;2. Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China

Fatty acids (FAs) are the key precursors for aroma formation of Oolong tea. Eighteen Minbei Oolong tea cultivars (raw and re-baked tea), and three Minnan Oolong tea cultivars with faint scent were selected as the experiment materials. The fatty acid methyl esters were prepared by the method of sulfuric acid-methanol and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. The results show that 11 fatty acids were detected in the Oolong teas from Fujian province, and 16C- and 18C- fatty acids were the most abundant. The total fatty acid contents and unsaturation degree from Minbei Oolong teas were lower than those of Minnan Oolong teas. The contents of nine FAs including C16:0, C18:2, C18:3, and so on, showed significant variation among different cultivars, and Queshe showed the highest C18:3 and polyunsaturated fatty acids (PUSFAs). The effect of re-baking on fatty acids in Minbei Oolong tea was related with their number of carbon atoms and unsaturation. Docosanoicacid and tetracosanoicacid degraded completely, and C18:3 content decreased more than others during re-baking process. Thus, FA contents and compositions were affected by locations, cultivars and processing technology.

Oolong tea, fatty acid, cultivar, location, processing technology

S571.1；Q948.81

A

1000-369X(2019)05-611-08

2019-04-15

2019-05-15

中國農業科學院科技創新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）、國家茶葉產業技術體系（CARS-19）、福建農林大學科技創新基金（CXZX2017350）

郭麗，碩士，高級農藝師，主要從事茶葉加工品質化學方面的研究，guoli@tricaas.com。*通信作者