茶樹嫩芽芳香物質(zhì)不同H S-S PME萃取方式的比較分析

楊 春，郭 燕，胡伊然，龔 雪，周順珍

（1.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州省現(xiàn)代農(nóng)業(yè) (茶葉)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，貴州貴陽 550006）

茶樹嫩芽芳香物質(zhì)不同H S-S PME萃取方式的比較分析

楊 春1,2，郭 燕1,2，胡伊然1,2，龔 雪1,2，周順珍1,2

（1.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽 550006；2.貴州省現(xiàn)代農(nóng)業(yè) (茶葉)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，貴州貴陽 550006）

采取直接加熱和沸水浸泡2種方式萃取茶樹嫩芽中的芳香物質(zhì)，用氣相色譜-質(zhì)譜檢測茶樹嫩芽香氣成分，在直接加熱方式中檢測出23種占比78.351%的揮發(fā)性香氣物質(zhì)的出峰時間在21Mi n之前，在浸泡加熱方式中檢測出30種占比93.326%的揮發(fā)性香氣物質(zhì)的出峰時間在21Mi n之前，表明浸泡加熱萃取法能更好的釋放出分子量低、沸點低的揮發(fā)性物質(zhì)，浸泡加熱萃取法更適用于茶樹嫩芽香氣物質(zhì)的萃取。香葉醇、芳樟醇、苯乙醇、橙花醇、己醇、橙花叔醇、反式-2-己烯醇、香葉醛、橙花醛、4-戊烯醛和水楊酸甲酯是茶樹嫩芽中主要的揮發(fā)性芳香物質(zhì)，這些芳香物質(zhì)共同決定著茶樹嫩芽的香氣特征，使茶樹嫩芽呈現(xiàn)一定的清香。

頂空固相微萃??；直接加熱；浸泡加熱；茶樹嫩芽；芳香物質(zhì)

香氣是決定茶葉品質(zhì)的重要因子之一。茶葉中的芳香物質(zhì)實際上是由性質(zhì)不同，含量差異懸殊的眾多物質(zhì)組成的混合物[1]。茶樹嫩芽中芳香物質(zhì)的產(chǎn)生與品種和栽培管理有直接的關(guān)聯(lián)，通過分析茶樹鮮葉的芳香物質(zhì)組分及含量，對于茶葉的品種選育研究和栽培研究可提供一定的參考依據(jù)。貴州是國內(nèi)唯一低緯度、高海拔、寡日照兼具的茶區(qū)，其獨特的自然環(huán)境以及地理地形使得貴州成為了我國高品質(zhì)綠茶的生產(chǎn)基地。茶樹新梢獨芽中香氣物質(zhì)的種類及含量的高低以及合適測定方法的篩選，對于適制優(yōu)質(zhì)高檔名優(yōu)綠茶茶樹品種的選育意義重大。

茶葉中揮發(fā)性香氣物質(zhì)的提取方法有很多，李擁軍等[2]采用的香氣物質(zhì)提取方法為大孔樹脂吸附的方法，該方法操作繁瑣，需要的樣品量較多，大量有機試劑的使用不僅造成環(huán)境的污染，而且影響工作者身體健康。竇宏亮等[3]以無水乙醚作為萃取溶劑，采用SDE法萃取茶葉香氣物質(zhì)，但是SDE法萃取所獲香精油感官上與茶樣香氣特征差別較大[4]。本研究采用的頂空固相微萃取 (headspace solid-phase Micro-extraction，HS-SPME)方法，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(shù)，具有處理時間短、不使用有機溶劑、能真實反映樣品中揮發(fā)性成分及組成等優(yōu)點，可廣泛用于大氣、水、土壤、食品、藥品、生物材料中揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機物的分析[5-7]。根據(jù)王道平等[8]人的研究，HS-SPME-GC/MS法已能夠完成對茶葉呈香物質(zhì)的判斷，而且快速，高效、低成本、低污染，更符合現(xiàn)代檢測工作的要求，具有更廣闊的應(yīng)用前景，目前已廣泛應(yīng)用于茶葉香氣物質(zhì)提取分析中[9-10]。

在目前使用的頂空固相微萃取法萃取茶葉香氣成分的方法中，主要采用的萃取方式為沸水浸泡[11-12]，除沸水浸泡外，加熱板直接加熱同樣被用來萃取茶葉中的香氣成分[13]，本研究通過采取2種萃取方式萃取茶樹嫩芽中揮發(fā)性香氣物質(zhì)，GC/MS檢測分析2種方法萃取到的香氣成分種類及含量，為茶樹嫩芽香氣物質(zhì)萃取方式的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 所用儀器 Agilent5975C/6890GC/MS氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)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-50/30 uMDVB/CAR/PDM（StableFlex）。

1.1.2 試驗材料 茶樹鮮葉樣品材料采自貴州省茶葉研究所茶樹種質(zhì)資源圃，為福鼎大白茶春季第一輪新梢獨芽。

1.2 方法

1.2.1 香氣物質(zhì)的吸附與解吸 沸水浸泡法[12]：精確稱取5 g茶葉樣品于25ML固相微萃取儀采樣瓶中，加入15Ml沸水，60℃下水浴5Min，萃取吸附1 h，上GC-MS進行分析；直接加熱法[13]：精確稱取5 g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。

1.2.2 GC-MS分析條件 色譜柱為Zebron ZB-5MSI 5%Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane (30 m×0.25 mm×0.25μm)彈性石英毛細管柱，柱溫40℃(保留1 Min)，以4℃/Min升溫至220℃，氣化室溫度250℃；載氣為高純He(99.999%)；柱前壓7.62 psi，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70 eV；發(fā)射電流34.6μA；倍增器電壓1264 V；接口溫度280℃；質(zhì)量范圍20～450 amu。

1.2.3 香氣組分的定性定量分析 根據(jù)得到的總離子流圖中各色譜峰的質(zhì)譜信息，質(zhì)譜計算機數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對Nist2005和Wiley275標準質(zhì)譜圖，確定各色譜峰對應(yīng)的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。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。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種萃取方式香氣物質(zhì)種類分析

由表1可知，共有64種香氣物質(zhì)在2種萃取方法中被檢測出，其中直接加熱法檢測出47種，浸泡加熱法檢測出45種，有26種香氣物質(zhì)在2種萃取方法中均被檢測到，38種香氣物質(zhì)僅在1種萃取方法中被檢測出，說明使用加熱板直接加熱茶葉萃取揮發(fā)性香氣物質(zhì)和使用沸水浸泡萃取茶葉香氣物質(zhì)的方法間存在一定的差異。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)式的不同將64種不同香氣物質(zhì)分為醇類、醛類、酯類、酮類、萜烯烴類、碳氫化合物和其他芳香物質(zhì)等7類物質(zhì)。醇類芳香物質(zhì)是茶樹嫩芽中最主要的芳香物質(zhì)種類。直接加熱法檢測到13種醇類，百分含量達到70.19%，浸泡加熱同樣檢測到13種醇類芳香物質(zhì)，百分含量達78.6%，醇類物質(zhì)中因萃取方式不同含量差異較大的有芳樟醇和橙花叔醇，浸泡加熱萃取檢測到的芳樟醇是直接加熱的近2倍，直接加熱萃取檢測到的橙花叔醇是浸泡加熱的3倍多。茶樹嫩芽中的醛類物質(zhì)因萃取方式的不同，在種類及百分含量上表現(xiàn)出一定差異，其中直接加熱萃取法中檢測到7種共6.645%的醛類芳香物質(zhì)，浸泡加熱萃取法中檢測到11種共10.551%的醛類芳香物質(zhì)。萜烯烴類化合物是另一類因萃取方式的不同而表現(xiàn)出較大差異的一類茶樹嫩芽芳香物質(zhì)。萜烯烴類物質(zhì)主要指分子式為異戊二烯的整數(shù)倍的烯烴類化合物，是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的天然碳氫化合物，具有一定的香氣，有利于形成茶葉獨特的香氣類型。直接加熱萃取法檢測到10種共6.834%的萜烯烴類化合物，浸泡加熱中檢測到8種共1.243%萜烯烴類化合物。

表1 2種萃取方法茶樹嫩芽揮發(fā)性香氣成分表

續(xù)表1

一般而言，茶樹嫩芽中含有的香氣物質(zhì)種類較成品茶少，大多屬于低沸點、低分子量的香氣物質(zhì)[1]，出峰時間較早。2種萃取方式共檢測出16種醇類芳香物質(zhì)，有13種出峰時間在21Min之前，其中直接萃取法檢測到10種共65.214%的醇類芳香物質(zhì)，浸泡加熱法檢測到12種共77.426%的醇類芳香物質(zhì)。共檢測出12種醛類芳香物質(zhì)，有11種出峰時間在21Min之前，其中直接萃取法檢測到6種共4.174%的醛類芳香物質(zhì)，浸泡加熱法檢測到10種共7.740%的醛類芳香物質(zhì)。共檢測出14種萜烯烴類物質(zhì)，有9種出峰時間在21Min之后，其中直接加熱萃取方式檢測到8種總百分含量達6.086%的萜烯烴類物質(zhì)，浸泡加熱萃取法檢測到4種總百分含量為0.606%的萜烯烴類物質(zhì)（見表1）。上述結(jié)果表明，不同萃取方法的檢測結(jié)果存在差異，說明使用不同的萃取方法對于茶葉嫩芽中芳香物質(zhì)的提取存在較大影響。因此，有針對性的選擇茶葉香氣物質(zhì)的萃取方法對于提高試驗的準確性意義重大。

2.2 茶樹嫩芽中主要香氣物質(zhì)呈香特征分析

香葉醇、芳樟醇、苯乙醇、橙花醇、己醇、橙花叔醇、反式-2-己烯醇、香葉醛、橙花醛、4-戊烯醛和水楊酸甲酯是茶樹嫩芽中主要的揮發(fā)性芳香物質(zhì)，在2種萃取方法中均被檢測出，這11種香氣物質(zhì)的占比在直接加熱萃取法中達到77.35%、在浸泡加熱萃取法中達到89.539%。香葉醇是茶樹新芽中含量最高的芳香物質(zhì)，在2種萃取方式中百分含量均超過40%，對茶樹嫩芽香氣特征的形成具有決定性的作用。香葉醇具有溫和、甜的玫瑰花氣息[14]。芳樟醇是茶樹嫩芽中含量次高的揮發(fā)性香氣物質(zhì)，芳樟醇的呈香特點是既有紫丁香、鈴蘭與玫瑰的花香，又有木香、果香氣息[14]。苯乙醇具有花香和甜香[15]，橙花醇具有柔和的玫瑰香氣[1]，己醇具有果香、醇香、甜香和脂香[16]。橙花叔醇具木香、花木香和水果百合香韻，是烏龍茶及花香型高級名優(yōu)綠茶的主要香氣成分[1]。反式-2-己烯醇具樹葉青香[17]。香葉醛具有濃郁檸檬香味[18]，香葉醛和橙花醛是2個結(jié)構(gòu)異構(gòu)體，2個物質(zhì)的混合物形式組成檸檬醛，是形成檸檬香味最重要的組分[19]。4-戊烯醛有著綠色嫩葉清香氣味[20]。水楊酸甲酯作為茶樹嫩芽中含量最高的酯類，在2種萃取方式中均被檢測出，含量均高達6%以上，水楊酸甲酯屬芳香酯類化合物，具有特殊的冬青樣氣味[19]。這些芳香物質(zhì)共同決定著茶樹嫩芽的香氣特征，使茶樹嫩芽呈現(xiàn)一定的清香，對進一步加工生產(chǎn)的成品茶中香氣形成意義重大。

3 結(jié)論

本實驗選取2種不同的萃取方法進行對比分析，以期獲得較為理想的茶樹嫩芽芳香物質(zhì)的萃取方法。出峰時間在21Min之前的物質(zhì)大多為分子量較小，沸點較低的醛類、醇類物質(zhì)，對構(gòu)成鮮葉清香起到?jīng)Q定性作用。在直接加熱萃取法中有23種占比78.351%的揮發(fā)性香氣物質(zhì)的出峰時間在21Min之前，而浸泡加熱萃取法中有30種占比93.326%揮發(fā)性香氣物質(zhì)的出峰時間在21Min之前，所以浸泡加熱萃取法能更好地釋放出低分子揮發(fā)性物質(zhì)，能更好地表達出茶樹嫩芽的香氣特征。香葉醇、芳樟醇、苯乙醇、橙花醇、己醇、橙花叔醇、反式-2-己烯醇、香葉醛、橙花醛、4-戊烯醛和水楊酸甲酯是茶樹嫩芽中的主要芳香物質(zhì)，他們共同組成了茶樹嫩芽的清香。

[1]宛曉春.茶葉生物化學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.40-48, 241.

[2]李擁軍,施兆鵬.炒青綠茶加工中香氣的動態(tài)變化[J].茶葉科學(xué), 2001,(2)∶124-129.

[3]竇宏亮,李春美,周麗明,等.炒青綠茶香氣成分的G C-MS分析[J].食品科學(xué),2007,(5)∶258-261.

[4]呂連梅,董尚勝.茶葉香氣的研究進展[J].茶葉,2002,28(4)∶181-184.

[5]王英鋒,劉 娜,楊 陽.頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法測定澤蘭中的揮發(fā)性成分[J].首都師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)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(zhì)譜法測定食用植物油中揮發(fā)性有機物[J].理化檢驗(化學(xué)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-S P ME/G C-MS分析[J].食品科學(xué),2013,(6)∶258-261.

[8] 王道平,甘秀海,楊小生.固相微萃取法與同時蒸餾萃取法提取茶葉香氣成分[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2013,26(1)∶131-135.

[9]王 力,蔡良綏,林 智.頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法分析白茶的香氣成分[J].茶葉科學(xué),2010,30(2)∶115-123.

[10]鐘秋生,林鄭和,陳常頌,等.烘焙溫度對九龍袍品種烏龍茶生化品質(zhì)的影響[J].茶葉科學(xué),2014,34(1)∶9-20.

[11]劉曉慧,張麗霞,王日為.頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析黃茶香氣成分[J].食品科學(xué),2010,31(16)∶239-243.

[12]代 毅,須海榮.采用S P ME-G C/MS聯(lián)用技術(shù)對龍井茶香氣成分的測定分析[J].茶葉,2008,34(2)∶85-88.

[13]王道平,楊小生.固相微萃取—氣質(zhì)聯(lián)用儀分析茶葉香氣成分[J].糧油食品科技,2013,21(3)∶85-87.

[14]趙彩云,薛 潔,蔡旭東,等.玫瑰深加工產(chǎn)品關(guān)鍵香氣成分的分析[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2013,39(12)∶157-162.

[15]高婷婷,韓 帥,劉玉平,等.固相微萃取結(jié)合G C-MS分析鮮山楂果肉中的揮發(fā)性成分[J].食品科學(xué),2013,34(20)∶144-147.

[16]張美艷,孟宏昌.蒸煮工藝對碭山梨汁香氣組成的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2013,39(4)∶142-144.

[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(xué),2010,31(8)∶252-256.

[18]范媛媛,游元元.尤力克檸檬果皮與葉中揮發(fā)油的G C-MS比較[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2014,27(2)∶729-733.

[19]孫國寶.食用調(diào)香術(shù)[M].北京∶化學(xué)工業(yè)出版社.2010.256.

[20] Anne-Laure Pennarun, Carole Prost, Michel Demaimay. Aroma extracts from Oyster Crassostrea gigas∶ comparison of two extraction method [J].Journal of agricultural and food chemistry, 2002, 50∶ 299-304.

（責任編輯：肖光輝）

Analysis of Aroma Compounds in Tea Fresh Leavesw ith Two Extraction Methods

YANGChun1,2，GUO Yan1,2，HU Yi-ran1,2，GONG Xue1,2，ZHOU Shun-zhen1,2
（1.Guizhou Tea Research Institute,Guiyang 550006,PRC;2.Guizhou Modern Agriculture Industry Technology System (Tea),Guiyang 550006,PRC）

The aroma components in tea treebudswereextracted by directheatingmodeand boiling water heatingmode and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS).The results showed thatmore of low molecular weight fragrant components were extracted froMtea tree buds by boiling water heatingmode and boiling water heatingmode wasmore suitable for the extraction of tea tender shoots aroma substances than direct heatingmode.Geraniol,linalool,benzeneethanol,nerol,hexanol,nerolidol,trans-2-Hexenol, geranial,neral,4-pentenal andmethylsalicylateare themain aroma componentsof tea tree buds,those aromatic substancesmakes tea tree budswith a faintscentsmell.

headspace solid-phasemicro-extraction;directheatingmode;boilingwaterheatingmode;tea treebuds;aroma compounds

Q657.63

A

1006-060X（2015）04-0109-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2015.04.034

2015-03-13

貴州省科學(xué)技術(shù)基金項目（黔科合J字[2013]2156號）；貴陽市與省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)科技合作項目（院地農(nóng)科合字[2014]8號）；貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項目（黔科合N Y字[2012]3047號）；貴州省動植物育種專項（黔農(nóng)育專字[2012]022號）；貴州省科研機構(gòu)服務(wù)企業(yè)行動計劃項目（黔科合服企2014[4008]號）

楊 春（1988-），女，湖南益陽市人，研究實習(xí)員，碩士，主要從事茶樹育種及分子生物學(xué)研究。

龔 雪