徐詠全，張晨霞，孔雅雯，李長(zhǎng)文，劉順航，王超

（云南天士力帝泊洱生物茶集團(tuán)有限公司，云南普洱665000）

HS-SPME-GC-MS-GC-O分析普洱茶粉中的關(guān)鍵性香氣組分

徐詠全，張晨霞，孔雅雯，李長(zhǎng)文，劉順航，王超

（云南天士力帝泊洱生物茶集團(tuán)有限公司，云南普洱665000）

采用頂空固相微萃取（HS-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）和氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量方法（GC-O）對(duì)普洱茶粉香氣成分進(jìn)行分析；同時(shí)與生產(chǎn)茶粉的普洱茶原料香氣成分進(jìn)行了比較。結(jié)果表明：經(jīng)GC-MS分析從普洱茶粉和普洱茶原料中分別鑒定出56種和71種揮發(fā)性香氣成分，普洱茶粉中主要為醇類(lèi)（21.30%）、酮類(lèi)（20.20%）、酯類(lèi)（15.87%）和碳?xì)漕?lèi)（15.70%）；普洱茶中主要成分為甲氧基苯類(lèi)（28.02%）、碳?xì)漕?lèi)（21.71%）、醇類(lèi)（13.84%）和酮類(lèi)（11.19%）。通過(guò)GC-O分析發(fā)現(xiàn)，普洱茶粉中果香、花香、木香草藥香總香氣強(qiáng)度明顯高于普洱茶原料，陳香、倉(cāng)味總香氣強(qiáng)度明顯低于普洱茶原料。結(jié)合感官審評(píng)和GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)丟失香氣主要存在于茶濃縮水中，其中甲氧基苯類(lèi)物質(zhì)相對(duì)含量占總萃取香氣成分的38.07%，其次為酯類(lèi)（22.08%）和醇類(lèi)（11.31%）。該研究結(jié)果可為普洱茶粉生產(chǎn)中香氣的保留、回收，普洱茶粉香氣品質(zhì)的提升提供理論支撐。

普洱茶粉；頂空固相微萃?。℉S-SPME）；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）；氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量方法（GCO）；香氣成分

Abstract：The aroma compounds of pu-erh tea powder were analyzed by head-phase micro-extraction （HSSPME）coupled to gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS）and gas chromatography-olfactometry（GC-O），and compared with the aroma compounds of pu-erh tea material.By GC-MS analysis，56 and 71 volatile compounds were identified from pu-erh tea powder and pu-erh tea material，respectively.The major components in pu-erh tea powder were alcohols（21.30%），ketones（20.20%），esters（15.87%），and hydrocarbons（15.70%），while methoxy-phenolic compounds（28.02%），hydrocarbons（21.71%），alcohols（13.84%），and ketones（11.19%）were the major components in pu-erh tea material.By GC-O analysis，the results showed that the aroma intensities of fruit，flower，and woody herb aroma in pu-erh tea powder were higher than those in pu-erh tea material，while the intensity of stale aroma was lower than that of pu-erh tea material.Combined with sensory evaluation and GC-MS analysis，the lost aroma components were found in concentrated water.Among them，the relative content of methoxy-phenolic compounds was the highest（38.07%），followed by esters（22.08%）and alcohols（11.31%）.The results of this study can provide theoretical support for improving the aroma quality of pu-erh tea powder.

Key words：Pu-erh tea powder；headspace solid-phase microextraction（HS-SPME）；gas chromatographymass spectrometry（GC-MS）；gas chromatography-olfactometry（GC-O）；aroma compounds

普洱茶是以云南特有的大葉茶 [Camellia sinensis（Linn.）var.assamica（Masters）Kitamura]的曬青毛茶為原料，經(jīng)特殊的后發(fā)酵工藝生產(chǎn)而成，因其獨(dú)特的香氣特征和保健功效，近年來(lái)備受?chē)?guó)內(nèi)外消費(fèi)者的關(guān)注[1]。普洱速溶茶是以普洱成品茶為原料，經(jīng)浸提、濃縮、噴霧干燥或冷凍干燥制成的固態(tài)茶飲料。由于其充分提取了普洱茶的營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)基本保留了普洱茶原有的風(fēng)味，且具有沖飲攜帶方便、沖水速溶、不留余渣、農(nóng)藥殘留少、易于調(diào)節(jié)濃淡及容易與其它食品調(diào)配等許多特點(diǎn)，越來(lái)越受到快節(jié)奏消費(fèi)人群的青睞[2-3]。茶香氣能對(duì)人的嗅覺(jué)產(chǎn)生刺激而使飲用者獲得愉悅的感覺(jué)，是茶葉及深加工產(chǎn)品感官質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，也是茶產(chǎn)品能否被消費(fèi)者接受的主要因素之一[3]。普洱茶茶粉生產(chǎn)過(guò)程中由于浸提、濃縮、干燥等工藝，茶葉香氣成分部分散失、高溫轉(zhuǎn)化等，導(dǎo)致茶粉香氣較淡。目前，對(duì)普洱茶茶粉香氣分析的報(bào)道較少，丟失的香氣成分和主要損失香氣的環(huán)節(jié)尚不明確。

茶葉香氣物質(zhì)均為揮發(fā)性或半揮發(fā)性成分，相對(duì)含量小，成分復(fù)雜，采用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行分析鑒定最為簡(jiǎn)便高效[4]。香氣提取是分析最為關(guān)鍵的一步，因?yàn)橄銡獬煞忠讚]發(fā)、穩(wěn)定性差，提取過(guò)程中還容易受外界的影響，發(fā)生分解、氧化聚合等復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，因此，提取方法關(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果能否真實(shí)體現(xiàn)茶葉本身品質(zhì)及香氣成分的構(gòu)成[5]。固相微萃?。⊿PME）技術(shù)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的樣品前處理方法，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體，具有簡(jiǎn)單方便、測(cè)試快、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)[6]，目前該技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于食品領(lǐng)域，如茶[7]、咖啡[8]、酒類(lèi)[9]等樣品揮發(fā)性、半揮發(fā)性香氣成分的分析。

本研究對(duì)普洱速溶茶粉樣品香氣進(jìn)行分析，并與提取茶粉的普洱茶原料香氣成分進(jìn)行比較，以確定普洱茶粉丟失香氣成分及香氣成分丟失關(guān)鍵點(diǎn)，為普洱茶粉生產(chǎn)中香氣成分的保留、回收，提高普洱茶粉香氣品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

普洱茶（提取普洱茶粉的原料，普洱茶原料使用前經(jīng)粉碎處理并通過(guò)2.0 mm圓孔篩）、普洱茶粉（隨機(jī)3個(gè)批次）：云南天士力帝泊洱生物茶集團(tuán)有限公司；氯化鉀（分析純）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；C8-C32連續(xù)正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)品：美國(guó)AccuStandard公司。

1.2 儀器與設(shè)備

GC/MS-QP2010氣相色譜-質(zhì)譜儀、GC2010氣相色譜儀：日本Shimadzu公司；Sniffer 9000嗅聞儀：瑞士Brechbühler；RTX-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）：美國(guó) Restek 公司；75 μm CAR/PDMS 固相微萃取萃取頭、固相微萃取裝置、手動(dòng)進(jìn)樣手柄：美國(guó)Supelco公司；IT-09A型恒溫磁力攪拌器：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；BP210s電子天平：北京賽德利斯有限公司。

1.3 方法

1.3.1 頂空固相微萃取

取樣品6.0 g置于100 mL頂空瓶中，放入轉(zhuǎn)子，加入 6.0 g KCl，按茶水比為 1∶3（g/mL）沖入煮沸的蒸餾水，立即密封頂空瓶。將樣品瓶置于加熱的磁力攪拌器上，70℃水浴、400 r/min條件下平衡15 min，將手動(dòng)SPME裝置直接插入樣品瓶中，推出萃取頭（使用之前按說(shuō)明書(shū)條件進(jìn)行老化處理），吸附60 min，然后將手動(dòng)SPME裝置插入氣相色譜（GC）進(jìn)樣口，250℃解吸附4.0 min，同時(shí)啟動(dòng)儀器收集數(shù)據(jù)[10-11]。

1.3.2 GC/MS條件

色譜條件：色譜柱RTX-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度 250℃，載氣（氦氣，純度≥99.999%）流速1.0 mL/min，升溫程序：初始溫度60℃，以2℃/min升至180℃，再以10℃/min升至250℃，保持3 min，總運(yùn)行時(shí)間為70 min，不分流模式進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：電離子方式EI源；電離能量70eV；離子源溫度230℃；四級(jí)桿溫度150℃，發(fā)射電流34.6 μA；轉(zhuǎn)接口溫度：280℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 35～450，溶劑延遲時(shí)間為3 min。

1.3.3 GC-O條件

色譜條件：色譜柱RTX-5MS石英毛細(xì)管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度250℃，檢測(cè)器溫度280℃，載氣（氮?dú)猓兌取?9.99%）流速1.0 mL/min，氫氣流速40 mL/min，空氣流速400 mL/min；升溫程序：初始溫度60℃，以2℃/min升至180℃，再以10℃/min升至250℃，保持3 min，總運(yùn)行時(shí)間為70 min，不分流模式。

嗅聞儀條件：傳輸線(xiàn)溫度170℃，色譜柱流出成分在毛細(xì)管末端以1∶1的分流模式分別進(jìn)入檢測(cè)器和嗅聞儀。

1.3.4 嗅聞分析

試驗(yàn)由3名具有3年以上普洱茶感官審評(píng)經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行嗅聞分析，對(duì)所聞到的香氣成分進(jìn)行描述（香型和香味強(qiáng)度），其中香味強(qiáng)度分為3個(gè)級(jí)別，“1”代表香味薄弱；“5”代表中等香味強(qiáng)度；“10”代表高香味強(qiáng)度。至少有兩名嗅聞員在同一保留時(shí)間處同時(shí)聞到香味，則該保留時(shí)間的香味物質(zhì)被確定為有效結(jié)果，最終的香氣強(qiáng)度為3名嗅聞員嗅聞到的香氣強(qiáng)度的平均值[12]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用質(zhì)譜自帶的NIST 11和Wiley 7譜庫(kù)檢索定性分析，同時(shí)結(jié)合化合物保留指數(shù)和香味，與MS相似度接近度最高、保留指數(shù)（RI）[與 NIST Chemistry Web－Book（http：//webbook.nist.gov/chemistry/）相同色譜柱下RI比較]和香味最接近的化合物為最佳鑒定結(jié)果。同時(shí)采用峰面積歸一化法定量，以各組分峰面積與色譜圖總峰面積之比值表示其相對(duì)含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法重復(fù)性

取同一批茶粉5份，每份6.0 g，分別按1.3.1方法進(jìn)行處理，然后進(jìn)行GC/MS分析（1.3.2），5次重復(fù)試驗(yàn)主要色譜峰（相對(duì)峰面積≥0.5%）峰面積的RSD均小于8.0%，主要色譜峰保留時(shí)間的RSD均小于3.0%，表明該方法用于分析普洱茶粉重復(fù)性良好，符合分析要求。

2.2 普洱茶粉和普洱茶揮發(fā)性香氣成分分析

采用75 μm CAR/PDMS分別對(duì)3個(gè)生產(chǎn)批次的普洱茶粉和普洱茶樣品揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行萃取和GC-MS分析，香氣成分總離子流色譜圖如圖1（1批次茶粉的代表圖）和圖2所示，揮發(fā)性成分的定性和定量結(jié)果如表1所示。

圖1 普洱茶粉揮發(fā)性成分GC-MS總離子流色譜圖Fig.1 GC-MS total ion chromatogram of volatile components in pu-erh tea powder

圖2 普洱茶揮發(fā)性成分GC-MS總離子流色譜圖Fig.2 GC-MS total ion chromatogram of volatile components in pu-erh

在普洱茶粉中，共鑒定出揮發(fā)性成分56種，主要為碳?xì)漕?lèi)15種，相對(duì)含量為15.70%；醇類(lèi)10種，相對(duì)含量為21.30%；酮類(lèi)8種，相對(duì)含量為20.20%；酯類(lèi)12種，相對(duì)含量為15.87%；甲氧基苯類(lèi)5種，相對(duì)含量為8.58%；醛類(lèi)6種，相對(duì)含量為4.32%。其中含量較高的化合物分別為3-壬烯-5-酮（13.07%）、芳樟醇（7.09%）、（E）-香葉醇（4.32%）、10-甲基-2-十一烯（3.67%）、二氫獼猴桃內(nèi)酯（3.43%）、5-乙基-1，2，3-三甲氧基苯（3.25%）、（E）-橙花叔醇（2.91%）、3-甲基十四烷（2.86%）、香葉基丙酮（2.74%）、丁基香葉酯

（2.67%）、1，2，3-三甲氧基苯（2.41%）、α-萜品醇（2.10%）。

表1 普洱茶粉和普洱茶揮發(fā)性成分的GC-MS分析結(jié)果Table 1 GC-MS analysis result of volatile components in Pu-erh tea powder and pu-erh tea

續(xù)表1 普洱茶粉和普洱茶揮發(fā)性成分的GC-MS分析結(jié)果Continue table 1 GC-MS analysis result of volatile components in Pu-erh tea powder and pu-erh tea

在普洱茶中，共鑒定出揮發(fā)性成分71種，主要為碳?xì)漕?lèi)17種，相對(duì)含量為21.71%；甲氧基苯類(lèi)10種，相對(duì)含量為28.02%；醇類(lèi)12種，相對(duì)含量為13.84%；酮類(lèi)11種，相對(duì)含量為11.19%；酯類(lèi)9種，相對(duì)含量為7.93%；醛類(lèi)9種，相對(duì)含量為1.30%；酸類(lèi)2種，相對(duì)含量為0.32%，含氮類(lèi)1種，相對(duì)含量為0.10%。其中含量較高的化合物分別為1，2，3-三甲氧基苯（8.61%）、芳樟醇氧化物 Ⅲ（4.74%）、5-乙基-1，2，3-三甲氧基苯（4.69%）、1，2，4-三甲氧基苯（4.51%）、2，6，10，14-四甲基十六烷（4.39%）、二氫獼猴桃內(nèi)酯（3.89%）、2，6，10-三甲基十五烷（3.79%）、10-甲基-2-十一烯（3.32%）、1，2，3，4-四甲氧基苯（3.06%）、3-壬烯-5-酮（2.65%）、香葉基丙酮（2.30%）、2-異丙基-5-甲基-2-環(huán)己烯-1-酮（2.27%）。

由表1可以發(fā)現(xiàn)，普洱茶粉和普洱茶在香氣組成上非常接近，共有香氣成分46種。相比于普洱茶，茶粉中醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)和醛類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)含量明顯的提高，碳?xì)漕?lèi)和甲氧基苯類(lèi)化合物明顯降低，特別是甲氧基苯類(lèi)化合物。這可能是因?yàn)槠斩璺墼诩庸み^(guò)程中由于高溫提取、濃縮、干燥等過(guò)程，導(dǎo)致普洱茶香氣物質(zhì)轉(zhuǎn)化或散失。

2.3 普洱茶粉和普洱茶氣味活性成分GC-O分析

GC-O分析結(jié)果如表2。

表2 普洱茶粉和普洱茶中香氣活性成分GC-O分析結(jié)果Table 2 Aroma-active compounds of Pu-erh tea powder and pu-erh tea detected in GC-O analysis

續(xù)表2 普洱茶粉和普洱茶中香氣活性成分GC-O分析結(jié)果Continue table 2 Aroma-active compounds of Pu-erh tea powder and Pu-erh tea detected in GC-O analysis

由表2可知，從普洱茶粉和普洱茶中共嗅聞到37種具有氣味活性的成分，普洱茶粉中嗅聞到27種氣味活性成分，普洱茶中嗅聞到33種氣味活性成分。將氣味描述相同或類(lèi)似的物質(zhì)進(jìn)行歸類(lèi)，共分為6類(lèi)，分別為果香、花香、陳香、倉(cāng)味、木香草藥香、不愉悅氣味和其他香。每類(lèi)香氣總香氣強(qiáng)度（每類(lèi)香氣所有化合物氣味強(qiáng)度加和）比較如圖3所示。

圖3 6類(lèi)香氣描述在普洱茶粉和普洱茶中總香氣強(qiáng)度Fig.3 The summation of the aroma intensities of individual aroma-active compounds grouped into six groups in Pu-erh tea powder and Pu-erh tea

由圖3可知，相比于普洱茶原料，茶粉中果香、花香、木香、草藥香總香氣強(qiáng)度明顯增大，陳香、倉(cāng)味明顯低于普洱茶原料，不愉悅氣味和其他氣味在普洱茶粉和普洱茶原料中氣味強(qiáng)度均較低，差別不大。普洱茶粉果香、花香氣味強(qiáng)度較高，可能是因?yàn)榧庸み^(guò)程對(duì)具有這些氣味的化合物有較好的保留，也可能是因?yàn)榧庸み^(guò)程由于高溫浸提、濃縮、干燥等過(guò)程，茶葉自身物質(zhì)分解所產(chǎn)生，其保留或生成機(jī)理有待進(jìn)一步研究；陳香、倉(cāng)味較淡，因?yàn)榧籽趸筋?lèi)物質(zhì)是普洱茶陳香香韻的貢獻(xiàn)者[13]，這類(lèi)物質(zhì)在普洱茶粉中含量主要因?yàn)榧籽趸筋?lèi)化合物在加工過(guò)程中丟失導(dǎo)致。

2.4 散失香氣成分關(guān)鍵點(diǎn)確定

首先通過(guò)感官審評(píng)分別對(duì)提取后、濃縮后提取液進(jìn)行感官評(píng)價(jià)（根據(jù)各階段提取液中固形物含量，各取一定體積提取液，確保每次審評(píng)固形物質(zhì)量一致），感官審評(píng)發(fā)現(xiàn)，提取后沖泡茶湯茶香氣較濃，濃縮后沖泡茶湯茶香氣較淡，取濃縮水進(jìn)行分析（取300 mL濃縮水，膜濃縮至30 mL，取18 mL放入100 mL頂空瓶中，加6.0 g KCl，放入轉(zhuǎn)子，立即密封頂空瓶，按1.3.1和1.3.2條件進(jìn)行香氣成分的萃取和分析），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，濃縮水中存在大量甲氧基苯類(lèi)物質(zhì)，相對(duì)含量占總萃取香氣成分的38.07%，其中1，2，3-三甲氧基苯（20.73%），1，2，4-三甲氧基苯（12.00%），1，2，3，4-四甲氧基苯（2.20%），1，2-二甲氧基苯（1.59%），1，2，3-三甲氧基-5-甲基苯（1.19%）和 3，5-二甲氧基甲苯（0.36%）；其次為酯類(lèi)（22.08%）和醇類(lèi)（11.31%），酯類(lèi)化合物主要是二氫獼猴桃內(nèi)酯（19.78%）；醇類(lèi)主要為氧化芳樟醇Ⅱ（3.50%），芳樟醇氧化物 Ⅲ（2.39%），a-萜品醇（1.80%），氧化芳樟醇Ⅰ（1.69%）。茶粉生產(chǎn)經(jīng)歷減壓、高溫濃縮，減少提取液含水量，利于茶粉干燥，但在蒸發(fā)掉水的同時(shí)，水蒸氣帶出了部分茶葉香氣成分，導(dǎo)致茶粉產(chǎn)品中香氣物質(zhì)含量降低，影響茶粉香氣品質(zhì)。如何有效的對(duì)丟失香氣成分進(jìn)行收集和二次賦香，改善茶粉香氣品質(zhì)，將是未來(lái)茶粉研究領(lǐng)域的重點(diǎn)。

3 結(jié)論

本研究采用頂空固相微萃取（HS-SPME）結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC-MS）和氣相色譜-嗅覺(jué)測(cè)量方法（GC-O）對(duì)普洱茶粉和普洱茶香氣成分進(jìn)行分析，從普洱茶粉和普洱茶原料中分別鑒定出56種和71種揮發(fā)性香氣成分，普洱茶粉中以醇類(lèi)（21.30%）、酮類(lèi)（20.20%）、酯類(lèi)（15.87%）和碳?xì)漕?lèi)（15.70%）為主；普洱茶以中甲氧基苯類(lèi)（28.02%）、碳?xì)漕?lèi)（21.71%）、醇類(lèi)（13.84%）和酮類(lèi)（11.19%）為主。GCO分析結(jié)果顯示，普洱茶粉中果香、花香、木香草藥香總香氣強(qiáng)度明顯高于普洱茶原料，陳香、倉(cāng)味總香氣強(qiáng)度明顯低于普洱茶原料。結(jié)合感官審評(píng)和GC-MS分析，發(fā)現(xiàn)丟失香氣主要存在于茶濃縮水中。

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Analysis of Aroma Components in Pu-erh Tea Powder by Headspace Solid-phase Microextraction and Gas Chromatography-olfactometry-Gas Chromatography-mass Spectrometry

XU Yong-quan，ZHANG Chen-xia，KONG Ya-wen，LI Chang-wen，LIU Shun-hang，WANG Chao
（Yunnan Tasly Deepure Biological Tea Group Co.，Ltd.，Pu'er 665000，Yunnan，China）

2017-03-30

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.032

徐詠全（1972—），女（漢），高級(jí)工程師，碩士，研究方向：普洱茶和功能食品。