顶空-固相微萃取-gc-ms分析普洱茶香气成分

顶空-固相微萃取-gc-ms分析普洱茶香气成分

普洱茶是由云南独特的茶叶（lin.）var.asaamia（masters）饲喂的干绿茶而成的。经过特殊的发酵工艺生产。因普洱茶独特香气特征和保健功能,近年来备受国内外消费者的关注;其中,“陈香”是消费者追求的主要品质特征之一,也是目前市场上决定普洱茶价格的重要因子。目前关于普洱茶的陈香成分,由于缺少先进的分析手段,至今尚不明确,这不仅造成消费者对普洱茶香气认知的混乱,而且对制定普洱茶的产品质量标准在一定程度上带来很大的困难。本研究采用36个从市场上采购的普洱茶样品为研究对象,采用顶空-固相微萃取法(HS-SPME)富集香气物质和GC-MS分析香气成分,同时结合感官审评的结果,比较了陈香普洱茶与其它普洱茶在香气成分上的差异,并初步探讨了陈香普洱茶的香气特征成分。本研究可以为提高普洱茶品质和指导实际生产提供一定的理论依据。1材料和方法1.1陈香茶树试验方法及仪器试验材料:普洱茶样品共计36个,2007年12月采集于云南茶叶市场。委托中国农业科学院茶叶研究所农业部茶叶质量监督检验测试中心进行感官审评(密码审评),从中筛选具有陈香的普洱茶样品。试验主要仪器:HH-2数显恒温水浴锅(江南仪器厂);自制改良萃取瓶,手动SPME进样器和65μmPDMS/DVB固相微萃取头(美国Supe1co公司制造),AgilentGC6890N-5973massselectivedetector(MSD)。1.2样品的制备分别称取普洱茶样品各10.00g,加入到自制的改良萃取瓶,用100℃的开水冲泡,茶水比为1:3(g/mL),四氟乙烯密闭瓶口后,立即放入60℃水浴锅平衡5min,后插入装有65μmPDMS/DVB萃取头(实验前先将此萃取头老化5min)的手动进样器在水浴条件下顶空萃取,萃取时间为60min,取出后立即插入色谱仪进样口中,解吸附3.5min,同时启动仪器收集数据。1.3离子源温度及条件GC条件:采用HP-5MS弹性石英毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm);进样口温度为250℃、ECD检测器温度为250℃;载气为高纯氦气,纯度>99.999%,流速1mL/min;柱温起始为50℃,保持5min,以每分钟3℃升至125℃,保持3min,再以2℃/min升至180℃,保持3min,最后以15℃/min升至230℃,不分流进样。MS条件:离子源EI;离子源温度230℃;电子能量70eV;发射电流34.6μA;四极杆温度150℃;转接口温度:280℃;电子倍增器电压350V;质量扫描范围:35~400amu。1.4标准溶液色谱组分的检测由GC-MS分析得到的质谱数据经计算机在NIST98.L标准谱库的检索,查对有关质谱资料,对基峰、质核比和相对丰度等方面进行分析,分别对各峰加以确认,以各香气组分的峰面积占总峰面积之比值表示组分相对含量。2结果与分析2.13香辛料主液中香气评分分布在云南茶叶市场采集的36个普洱茶样品香气的感官审评结果(香气评语与得分)如表1所示。从表1可以看出,在这一批采集的普洱茶样品中,有6个样品(编号为5、6、22、24、33和35)的感官审评中的香气评语比较差(例如土气、烟以及酸气等),得分都在80分以下;其他样品大部分的感官审评中的香气评语较好(例如尚高、纯正以及平等),得分都在80分以上;其中编号为2、12、15、28和34的5个普洱茶样品的香气评语为“陈纯”,得分都在90分以上,具有相对显著的陈香,可以作为陈香普洱茶样品。2.2香气成分分析,主要有3个类氧类化合物5个陈香普洱茶样品香气组成如表2所示。从表2可以看出,陈香普洱茶在香气成分组成上以杂氧化合物和醇类为主(两种成分之和>40%),其次是碳氢化合物、醛类、酮类和酯类,而酚类化合物、含氮化合物和酸类含量较少。其中,编号为2、12和28的三个样品香气组成中,杂氧化合物含量都>30%,醇类成分含量比较低,分别为10.79%、15.19%和14.98%;而编号为25和34的两个样品,杂氧化合物含量比较低,分别为21.65%和16.97%,但醇类成分含量比较高,分别为34.06%和24.38%。2.3陈香加里东氧酸酯类化合物产物25个陈香普洱茶样品中主要香气成分及其相对含量的HS-SPME/GC-MS的检测结果如表3所示。从表3可以看出,(1)陈香普洱茶中杂氧化合物成分十分丰富,其中1,2,3-三甲氧基苯平均含量高达9.00%,是含量最丰富的香气成分;其次是4-乙基-1,2-二甲氧基苯,平均含量达到4.61%;此外,3,4-二甲氧基甲苯、1,2-二甲氧基苯、1,2,3-三甲氧基-5-甲基-苯以及1,2,4-三甲氧基苯的平均含量也分别达到了3.57%、3.47%、2.20%和2.03%;(2)陈香普洱茶中的醇类成分比较丰富,以β-萜品醇、环氧芳樟醇、芳樟醇氧化物Ⅰ、雪松醇、β-芳樟醇为主,平均含量分别达到3.68%、3.62%、3.57%、2.34%、2.06%;酮类化合物以β-紫罗酮、α-紫罗酮以及2,2,8,8-四甲基-3,3-壬二烯-5-酮为主,平均含量分别为1.87%、1.08%以及1.04%;醛类化合物以壬醛和反-2-壬烯醛为主,平均含量分别为1.77%和1.00%;此外,陈香普洱茶中的2,6-二叔丁基对甲苯酚(2.31%)、α-法呢烯(1.87%)以及水杨酸甲酯(1.29%)的含量也都>1%。2.4陈香茶树主要营养成分测定结果陈香普洱茶与其它普洱茶中有比较明显差异的香气成分如表4所示,分别以他们各自的平均含量进行对比。从表4可以看出,(1)陈香普洱茶中,除β-芳樟醇含量(2.07%)要略高于普通普洱茶(1.72%)外,其他醇类成分(如3,7,11-三甲基-1-十二醇、β-萜品醇以及雪松醇等)含量都明显低于普通普洱茶;(2)醛类成分中,陈香普洱茶中的癸醛和壬醛分别比普通普洱茶样品提高了44.13%和19.06%,而β-环柠檬醛降低了24.42%;(3)酮类成分中,陈香普洱茶中β-紫罗酮的含量(1.87%)明显低于其它普通普洱茶(2.15%);(4)酯类成分中,陈香普洱茶中的水杨酸甲酯含量比普通普洱茶样品提高了103.85%,而甲酸芳樟酯和丁二酸-亚甲基-二甲酯分别降低了32.46%和23.98%;(5)杂氧化合物成分中,陈香普洱茶中的3,4-二甲氧基甲苯和4-乙基-1,2-二甲氧基苯分别比其它普洱茶提高了37.50%和41.56%,而1,2,4-三甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯和1,2,3-三甲氧基苯分别比其它普洱茶样品降低了13.93%、18.46%和26.81%;此外,普遍存在于其他普洱茶样品中的1,2-二甲氧基-4-(1-丙烯基)-苯(0.60%),在5个陈香普洱茶样品中都未检测到;(6)陈香普洱茶中的2,6-二叔丁基对甲苯酚略高于其它普洱茶样品,而长叶烯含量只有其它普洱茶的47.76%。3讨论3.1兼养成分配的化学成分一般认为普洱茶独特的香气是在渥堆后发酵过程中形成的,但目前尚无相关普洱茶陈香成分的研究报道。有研究指出,普洱茶香气成分的重要特色在于渥堆过程中形成了大量芳香族化合物,如1,2,3-三甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯等;而渥堆茶中的许多有典型霉味和陈香的物质,可能是相应化合物通过霉菌的作用而发生甲基化反应形成的;此外,不同的干燥方式和不同的贮藏时间对普洱茶的香气都有显著的影响,陈化过程能增加普洱茶挥发性物质的丰富性;梁月荣等研究指出,β-紫罗兰酮和芳樟醇氧化物II是普洱茶中含量最丰富的挥发性成分。笔者曾经对普洱茶加工过程中香气成分的变化进行了研究,发现晒青毛茶在渥堆过程中醇类成分和碳氢化合物成分剧烈减少,而杂氧化合物成分和酯类成分大幅度增加;其中1,2,3-三甲氧基苯是杂氧化合物中含量最丰富的成分。3.2陈香茶树酒发酵过程中杂氧化合物的含量(1)杂氧化合物成分。许多有典型霉味和陈香的物质可能都与杂氧化合物有关。本研究发现,1,2,3-三甲氧基苯是陈香普洱茶中含量最丰富的香气成分(平均含量为9.00%),但远低于其它普洱茶(平均含量为12.30%);而陈香普洱茶中的4-乙基-1,2-二甲氧基苯(平均含量为4.61%),比其它普洱茶样品提高了41.56%;另外,其它普洱茶样品中普遍存在的1,2-二甲氧基-4-(1-丙烯基)-苯(0.60%),但在5个陈香普洱茶样品中都未检测到;此外,3,4-二甲氧基甲苯、1,2-二甲氧基苯、1,2,3-三甲氧基-5-甲基-苯以及1,2,4-三甲氧基苯等杂氧化合物的平均含量在陈香普洱茶与其它普洱茶中也有很大的差异;推测这些杂氧化合物成分含量的不同可能会在很大程度上影响到普洱茶的香气。(2)其它香气成分。陈香普洱茶中醇类成分中的β-芳樟醇、β-萜品醇和雪松醇,酮类成分中的β-紫罗酮,醛类成分中的