基于SPME-GC-MS法分析山蘇茶的香氣成分

◎ 張俊杰，黃偉航，鐘嘉杰，吳巨賢，陳海彬，吳曉蓉，黃百祺，羅興勰

（1.清遠市榮盛農業科技發展有限公司，廣東 清遠 511855；2.廣東科貿職業學院，廣東 廣州 510430）

山蘇（Asplenium nidus），其外形呈漏斗狀或鳥巢狀，也稱鳥巢蕨，屬于鐵角蕨科（Aspleniaceae）草蕨屬（Neottopteris）[1]，常見于熱帶、亞熱帶地區，如我國海南、臺灣、廣西等地。山蘇嫩葉中含有18種氨基酸，接近FAO/WHO推薦的理想蛋白模式標準，與普通栽培蔬菜相比，其維生素A、維生素B及P、K等礦質元素含量豐富，是一種營養價值極高的野生蔬菜[2]。山蘇老葉常制作為山蘇茶葉，在廣東、臺灣等地廣受歡迎。目前針對山蘇的研究多集于花卉觀賞[3]、生長生理特性[4]及山蘇栽培[5]上，鮮有針對山蘇茶的研究。

固相微萃取-氣相色譜-質譜（SPME-GC-MS）聯用具有檢測靈敏度高、準確度高、操作迅速等特點，是研究食品中揮發性香氣的常用手段[6]。本實驗首次采用頂空固相微萃取-氣相-質譜聯用（HS-SPMEGC-MS）技術分析山蘇茶的揮發性成分并測定其含量，為進一步研究和利用山蘇葉提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

山蘇葉，采自清遠市榮盛農業科技發展有限公司的現代農業示范園，采集時間為2021年4月上旬。

1.2 儀器與設備

GSMS-QP 2010 SE 型氣相色譜-質譜聯用儀（日本Shimadzu公司）；10 mL 頂空萃取瓶；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭頂空固相萃取柱（美國Supelco公司）；AL104型電子天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）。

1.3 實驗方法

1.3.1 山蘇茶樣品的制備

新鮮山蘇葉→挑選→清洗→裁剪小塊→通風處自然萎凋（簸箕內5 cm厚，8～10 h，室溫）→揉捻（30型揉捻機，20～30 min）→發酵（25～30 ℃，濕度65%～70%，4～5 h）→初干（烘干機110 ℃，8～10 min）→攤晾（3～4 h）→足干（90 ℃，烘干機12～15 min）→山蘇茶→粉碎→過2號篩備用。

1.3.2 山蘇茶揮發性成分的萃取

稱取“1.3.1”項下山蘇茶樣品1 g置于進樣瓶中，加入5 mL沸水后加蓋密封，平衡60 min，在80 ℃水浴鍋中固相微萃取吸附50 min后，于氣相色譜-質譜聯用儀上解吸附5 min進行GC-MS分析。

1.3.3 揮發性成分分析

色譜柱：Rxi-5Sil MS 石英毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱流量 1.0 mL·min-1，分流比20∶1；載氣：高純氦氣（99.999%）；升溫程序：50.0 ℃保持 5.0 min，以 6.0 ℃·min-1升至 120.0 ℃，保持5.0 min，再以3.0 ℃·min-1速率升至160.0 ℃，保持3.0 min，以 10.0 ℃·min-1升至 220.0 ℃，保持 10.0 min，程序總時間54.0 min[7]。

質譜條件：電子電離（EI）離子源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；接口溫度280 ℃；溶劑延遲3.5 min；質量掃描范圍：45～450m/z。

1.4 數據處理及質譜檢索

揮發性化合物質譜圖經NIST 17數據庫檢索及相關文獻分析進行確定，并采用峰面積歸一化法分析，求得揮發性組分的相對含量。

2 結果與分析

2.1 山蘇茶感官品質特征

山蘇茶外形片狀，色澤黃綠帶灰，短碎；湯色黃欠亮；香氣純正，帶青味，稍持久；滋味尚醇厚，稍帶澀；葉底黃綠較軟，欠勻，碎片多。

2.2 山蘇茶香氣成分GC-MS分析鑒定

由圖1和表1可知，山蘇茶中共鑒定出60種化合物，香氣成分相對含量依次為烷烴類（29.98%）、醇類（19.55%）、烯烴類（13.90%）、其他類（9.90%）、醛類（9.82%）、酯類（7.33%）、酮類（6.73%）和胺類（2.80%）。其中，烷烴類物質共19種，含量最高是正十四烷（5.34%）及十四甲基環庚硅氧烷（3.31%）。醇類物質共計10種，含量最高的分別為5-（1,2,4a,5-四甲基-2，3，4，7，8，8a-六氫萘-1-基）-3-甲基戊-1-烯-3-醇（6.71%）和植物醇（5.66%）。烯烴類共計7種，以西松烯（5.23%）及（E）-倍半萜烯水合物（3.42%）含量最高。醛類共6種，含量最高為（E）-3-（2-乙基-1,3,2-二氧硼環-4-基）丙烯醛（5.06%）和十五醛（1.97%）。酯類共7種，以環己基異硫氰酸酯（3.72%）為主。酮類共4種，其中α-紫羅蘭酮（2.77%）及β-紫羅蘭酮（2.11%）含量最高。胺類共3種，以1-（呋喃-2-基）-N-（3-甲基丁基）甲胺與十二酰胺為主。另外，其他類中咖啡因（6.06%）含量最高。醇、酯、酮、醛、胺類等物質共同形成了山蘇茶怡人的香氣。

表1 山蘇茶的GC-MS分析結果表

圖1 山蘇茶的香氣成分總離子流色譜圖

續表1

3 結論與討論

山蘇茶沖泡后，熱嗅時具有令人愉快的烘炒香及甜香味。經SPME-GC-MS檢測發現含量較高（以含量超過3%算）的揮發性物質有5-(1,2,4a,5-四甲基-2,3,4,7,8,8a-六氫萘-1-基)-3-甲基戊-1-烯-3-醇、咖啡因、植物醇、正十四烷、西松烯、(E)-3-(2-乙基-1,3,2-二氧硼環-4-基)丙烯醛、環己基異硫氰酸酯、(E)-倍半萜烯水合物、十四甲基環庚硅氧烷和2-(2-乙基己基)噻吩。

其中5-(1,2,4a,5-四甲基-2,3,4,7,8,8a-六氫萘-1-基)-3-甲基戊-1-烯-3-醇和植物醇具有天然細膩的花香和令人愉悅的香脂香氣[8]，而咖啡因是茶葉中常見生物堿，正十四烷為茯磚茶[9]、白毫銀針[10]及普洱茶[11]中常見的茶香氣味，西松烯為菜籽油中的重要呈香物質[12]，環己基異硫氰酸酯為郁金香花香氣成分[13]，十四甲基環庚硅氧烷在蘋果酒中含量較高[14]。山蘇茶中各種揮發性物質共同作用，使山蘇茶呈現出香氣純正，滋味尚醇厚的特色。

香氣成分是茶葉中易揮發性的芳香物質，其在茶葉干樣中的含量微小，一般為0.005%～0.03%，卻是茶葉品質及價格的重要參考指標之一。本項目以山蘇葉為原料制作山蘇茶，并采用SPME-GC-MS分析山蘇茶香氣成分，是首次針對山蘇茶的研究結果，可為山蘇產品研發提供科學依據。