野生紅茵茶揮發性香氣成分的鑒定

古奕彤，莊善江，林逸豪，肖雁純，朱 慧

（韓山師范學院鳳凰單叢茶研究中心，食品工程與生物科技學院，廣東潮州 521041）

0 引言

新梢芽葉呈現深紫色的“紅茵”是粵東地區鳳凰山脈山茶科（Theaceae） 茶樹（Camellia sinensis）群體中的一員，其種群零星分布于名優烏龍茶鳳凰單叢的主產區鳳凰山脈高海拔（＞600 m） 一帶，處于純野生狀態，由于其茶湯味苦而略澀，一直未被人工栽培，但在民間，野生紅茵茶被“藥食兩用”的歷史悠久，紅茵茶具有生津止渴、消食解膩、涼血清熱之功效，推測其具有良好的藥用價值與保健功能[1-3]，因此，紅茵茶的市場價值逐年提升[4]。追溯鳳凰水仙與鳳凰單叢茶的演化歷史，有文獻認為都源于鳳凰山脈的古代先民發現和利用的野生紅茵茶樹[5]，具有獨特的香氣品質是鳳凰單叢茶的主要特征之一，特別是特異的花果香賦予鳳凰單叢茶“香高韻深”的典型特性[6-7]，進行香氣成分的分析，需要對茶樣中的揮發性成分進行富集和提取，然后利用氣相色譜-質譜（GC-MS）儀器分析與鑒定。目前，常用于茶葉香氣成分提取的方法主要有同時蒸餾法（Simultaneous Distillation Extraction，SDE）、固相微萃取法（Solid-phase Micro-extraction，SPME）、水蒸汽蒸餾法等。SDE法是提取樣品揮發性成分的經典方法之一，其原理是在裝置的兩邊分別有水相和有機相的同時蒸餾燒瓶，水相和有機相蒸發后的蒸氣在裝置頂端混合后在冷凝回流，經過一段時間的蒸餾和冷凝，回收萃取液[8]。SDE法具有萃取效率高的優點，目前已有用于烏龍茶[9]、普洱茶[10]、黑茶[11]等香氣成分提取分析的報道。SMPE法具有提取過程時間短、無需溶劑的優點，能有效減少揮發性成分在提取過程中降解，萃取后樣品可直接在GC-MS進樣，簡化提取過程，降低了揮發性成分的損失[12]。史敬芳等人[13]采用頂空固相微萃取法（HS-SPME） 對鳳凰水仙群體茶樹品種進行了揮發性香氣成分分析。結果表明，測試的鳳凰單叢茶樣品的主導香氣成分為芳樟醇、茉莉酮、吲哚和橙花叔醇等[13]。目前，對野生紅茵茶揮發性風味成分的研究較少，采用SDE法和HS-SPME法對野生紅茵茶揮發性成分進行提取，并結合GC-MS對香味成分進行鑒定，研究結果對紅茵茶的生化品質評價和進一步開發利用奠定重要的基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

在紅茵野生種群散生分布區域，以“一芽二三葉”的鳳凰單叢采摘標準采摘茶青，以鳳凰單叢半發酵的烏龍茶工藝進行加工，最后得到野生紅茵烏龍茶試驗樣品。

1.2 主要儀器

同時蒸餾裝置、SPME萃取手柄（PDMS/DVB萃取頭）、安捷倫7890A/5975C型氣相色譜-質譜聯用儀、恒溫水浴鍋等。

1.3 方法

1.3.1 SDE法提取茶樣揮發性成分

在SDE裝置水相的燒瓶中加入400 mL蒸餾水，預加熱至微騰，然后加入50 g茶樣，并立即連接在SDE裝置的左側，調節加熱的溫度使其保持微沸。SDE裝置右側的圓底燒瓶中加入二氯甲烷100 mL，連接萃取裝置，將燒瓶置于45℃水浴，共加熱提取60 min。萃取后，提取液加入少量無水硫酸鈉，吸收多于水分，經過濾后，收集濾液。濾液在35℃水浴旋轉蒸發濃縮至5 mL左右，然后再經氮吹濃縮至1 mL左右，用于GC-MS檢測分析。

1.3.2 HS-SPME法提取茶樣揮發性成分

在燒杯中加入200 mL蒸餾水，于沸水浴中預熱5 min，然后加入4 g茶樣，泡制5 min后過濾得到茶湯。取5 mL茶湯加入到含有1 g NaCl的頂空進樣瓶中，混合均勻后，于80℃下平衡2 min，插入預先已老化好的固相微萃取頭，頂空吸附30 min。吸附完后取出萃取頭，插入GC-MS手動進樣口進樣分析。

1.3.3 GC-MS條件與數據分析

氣相色譜條件：毛細管色譜柱（DB-5ms，60 m×0.25 m×0.25 m），氦作為載氣，流量1 mL/min，不分流進樣，進樣量2 μL。升溫程序如下：柱初溫40℃，保持4℃/min升溫至230℃，保持20 min，溶劑延遲3 min。質譜條件：傳輸線溫度280℃，離子源溫度230℃，四極桿溫度150℃，電子能量70 eV，質量掃描范圍30～400 m/z。經標準質譜庫進行檢索，鑒定分析成分，采用峰面積歸一化法計算各香氣成分的相對含量。

2 結果與分析

SDE法提取紅茵茶揮發性成分GC-MS分析的總離子流圖見圖1，HS-SPME法提取紅茵茶揮發性成分GC-MS分析的總離子流圖見圖2。

圖1 SDE法提取紅茵茶揮發性成分GC-MS分析的總離子流圖

圖2HS-SPME法提取紅茵茶揮發性成分GC-MS分析的總離子流圖

由圖1和圖2可見，2種方法提取到的成分有一定的差異：SDE法提取成分的離子流圖上，主要的峰大多集中在7～16 min；而HS-SPME提取成分的離子流圖中從7～19 min都有峰分布，并且峰的數量明顯多于SDE法提取的離子流圖，表明HS-SPME法提取的物質種類更多。

表1中列出了通過GC-MS鑒定得到的揮發性香氣成分種類和含量。從鑒定到的物質種類看，2種提取方法共鑒定出37種揮發性成分，分別屬于醇類（7種）、醛類（4種）、酮類（6種）、酸類（1種）、酯類（7種）、酚類（1種）、烴類（9種） 和含氮化合物（2種）。2種方法鑒定出的成分數量相當，其中SDE法提取成分中鑒定出21種化合物，而HS-SPME法提取成分中鑒定出22種化合物；2種方法都鑒定到的化合物有芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇、茉莉酮、α-紫羅酮、β-紫羅酮等6種。從鑒定到物質種類的對比來看，2種方法檢測到的成分種類呈現較大差異。從SDE法提取成分中鑒定得到的醇類、酯類成分、含氮化合物比HS-SPME法多，但未檢測出酸類和酚類成分，而在HS-SPME法提取成分中鑒定得到的烴類成分較多，未有含氮化合物檢出。從鑒定到的成分所占相對含量來看，SDE法鑒定的成分相對含量較高的是：橙花叔醇（15.92%）、吲哚（11.45%）、芳樟醇（8.80%）、3,7,11-三甲基-1,3,6,10-十二碳-四烯（7.86%）、葉綠醇（5.97%）、茉莉酮（6.38%）、α-紫羅酮（5.57%） 等，HS-SPME法鑒定的成分相對含量較高的為芳樟醇（11.51%）、大馬士酮（6.81%）、橙花叔醇（6.75%）、(-)-4-萜品醇（6.71%）、二氫獼猴桃內酯（6.37%）、1-甲基-6-(1-異丙烯基)-雙環[3.1.0]環己烷（5.77%）、香葉醇（5.04%）等。SDE法通過較長時間的蒸發-冷凝的交替過程提取揮發性成分，樣品中低揮發性或高沸點的成分經SDE法反復蒸發-冷凝過程能很好地被提取，結果表明SDE法對醇類、酯類成分、含氮化合物等物質有較好的提取效果，結果中鑒定出較多的這3類成分。由于長時間的加熱，SDE法容易導致某些成分降解或氧化，另外，提取后除去溶劑的過程還可能造成提取成分的損失，這可能是由于SDE法未檢測出酸類和酚類成分。HS-SPME法有快速、無需溶劑等特點，對樣品中易揮發性化合物有較好的效果，在試驗結果中，HS-SPME鑒定到的揮發性高的烴類成分較多。由于SPME萃取頭的吸附容量有限，當吸附達到飽和后，樣品中的其他成分無法再被提取，這可能是由于HS-SPME法未檢出含氮化合物。2種方法均鑒定到的化合物有芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇、茉莉酮、α-紫羅酮、β-紫羅酮，其中芳樟醇和橙花叔醇的相對含量較高，鳳凰單叢茶的最典型特征是花果香蜜，而芳樟醇和橙花叔醇是使鳳凰單叢茶具有花果蜜香的主要成分[14]，紅茵茶作為鳳凰單叢茶的一種也具有花香和果香的香氣特性，試驗結果也證實了這一特點。茶葉香氣成分復雜，僅采用單一揮發性成分提取方法得到的鑒定結果較難全面反映茶樣中的香氣成分，因此可將2種方法的結果相結合，更有利于理解茶葉的香氣成分構成。

表1SDE法和HS-SPME法提取GC-MS鑒定的紅茵茶揮發性成分

3 結論

采用SDE和HS-SPME法分別對野生紅茵茶的風味成分進行了分析測定，結果表明，不同的處理方法得到的香氣成分有差異，SDE法鑒定到的醇類、酯類成分、含氮化合物較多，而HS-SPME法鑒定到的易揮發成分如烴類較多，未有含氮化合物檢出。從2種方法共同鑒定的物質的種類和含量來看，芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇、茉莉酮、α-紫羅酮、β-紫羅酮等是紅茵茶的主體香氣成分。