曾姝莉 蔣立茂 徐涵秋 胡巍 王思敏

1.四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定站，四川成都

2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品包裝材料質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（成都），四川成都

茶葉香氣是衡量茶葉品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，目前針對川茶特征揮發(fā)性香氣的研究較少，僅有對蒙頂甘露、蒙山毛峰、功夫紅茶、竹葉青等揮發(fā)性成分的研究[1-3]。在貯藏過程中，茶葉香氣受包裝材料、溫濕度、貯藏時間等多因素影響，不合理的貯藏方式會讓茶葉喪失香氣甚至變質(zhì)。因此，選用合適的檢測方法分析茶葉香氣在貯藏過程中的變化，對于保持茶葉品質(zhì)至關(guān)重要。本文選擇具有靈敏度高、簡單、快速的捕集阱頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法對干茶香氣成分進(jìn)行富集和檢測，結(jié)合電子鼻主成分分析技術(shù)，對貯藏期間茶葉香氣變化影響因素進(jìn)行初探，以期為川茶的質(zhì)量控制和鑒別提供參考。

1 材料及方法

1.1 儀器與試劑

Clarus680/SQ8T 氣相色譜/質(zhì)譜儀，配TurboMatrix HST-40頂 空 進(jìn) 樣 器（PerkinElmer， 美 國）； 20 mL 頂 空 瓶（PerkinElmer，美國）；PEN3 型電子鼻（Airsense，德國）；ESJ110-4B 電子天平(龍騰電子有限公司，沈陽)；BD/BC-301KM轉(zhuǎn)換型冷藏冷凍箱（美的電冰箱有限公司，合肥）。

純度為99.999%的高純氦氣（天一氣體，成都）。

茶葉樣品為川產(chǎn)名優(yōu)綠茶，通過某茶葉專賣店購買。

1.2 儀器條件

1.2.1 捕集阱頂空條件

爐溫：100 ℃；取樣針：110 ℃；傳輸線溫度：120 ℃；捕集阱高溫：280 ℃；捕集阱低溫：40 ℃；保溫：30 min；干吹：3 min；解吸：2 min；捕集阱保持：5 min；瓶壓：40 psi；色譜柱：20 psi；解吸壓力：20 psi。

1.2.2 色譜條件

參考黃惠貞[4]方法略有改動。Elite-5MS毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純氦氣，進(jìn)樣口溫度200 ℃；初始溫度40 ℃，保持7 min，以3 ℃/min 速率升溫至150 ℃，再以10 ℃/min速率升溫至250 ℃，保持2 min。

1.2.3 質(zhì)譜條件

電子轟擊離子源（EI）；離子源溫度230 ℃；傳輸線溫度280 ℃；電子轟擊能量70 eV；采用全掃描模式。

1.2.4 電子鼻條件

傳感器清洗時間60 s，測試時間80 s；流量400 mL/min；使用Win Muster 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、測試和分析；所有樣品選取測定過程中第75～77 s的數(shù)據(jù)用于后續(xù)主成分分析（PCA）。

1.3 試驗方法

將購買的茶葉樣品分裝到鋁箔、紙/鋁箔復(fù)合包裝、紙/塑料復(fù)合包裝材質(zhì)的茶葉包裝袋中。選擇不同的貯藏溫度進(jìn)行茶葉貯藏，分別為室溫（20 ℃）、冷藏（4 ℃）、凍藏（-20 ℃），貯藏周期3 個月，貯藏環(huán)境濕度40%±5%。將不同條件貯藏的干茶樣品分別稱取2 g 放入20 mL 頂空瓶中，密封后采用捕集阱頂空-氣質(zhì)聯(lián)用儀和電子鼻進(jìn)行檢測，以未經(jīng)貯藏處理的茶葉作為對照組，每組茶葉樣品平行測定3次。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 茶葉的主要香氣成分

采用捕集阱頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法，分析檢測四川天府龍芽綠茶干茶樣品中揮發(fā)性香氣成分，通過峰面積歸一，得到茶葉在不同包裝貯藏條件下各香氣成分的相對含量變化。茶葉的香氣是多種呈香物質(zhì)以不同濃度組合的綜合體現(xiàn)，貯藏前對照組的茶葉樣品檢出主要香味成分共25種，經(jīng)包裝貯藏后茶葉樣品香氣成分種類和含量有明顯變化，最多檢出36種揮發(fā)性成分，新增甲苯、對二甲苯、間二甲苯、苯乙烯、正己酸乙酯、辛醛、檸檬烯、2-乙基己醇、對氨基苯甲醇、β-蒎烯、（E）-β-金合歡烯等11種揮發(fā)性成分。

由表1可見，貯藏前對照組的干茶樣品檢出6類主要香味成分，相對含量醇類＞醛類＞酮類＞雜環(huán)類＞烯烴類＞酯類。其中以醛類和醇類物質(zhì)為主，相對含量分別占其所有香氣成分的35.41%、49.67%。貯藏3 個月后，醛類物質(zhì)含量明顯降低，酮類、酯類物質(zhì)含量變化不大，雜環(huán)和烯烴類物質(zhì)含量增加。醇類和新檢出的苯系物受貯藏溫度和包裝材料影響較大，其中，醇類物質(zhì)在室溫貯藏下含量增加，相比鋁箔、紙/鋁箔復(fù)合包裝，紙/塑料復(fù)合材料包裝茶葉會抑制香氣中醇類物質(zhì)的產(chǎn)生。新檢出苯系物，包括甲苯、對二甲苯、間二甲苯和苯乙烯等揮發(fā)性有機(jī)物，室溫條件下未檢出，凍藏條件檢出量最大，紙/塑料復(fù)合包裝茶葉檢出的苯系物相對含量高于其他包裝材料。

2.2 主成分分析

提取電子鼻10個傳感器測定的通過不同條件貯藏后的茶葉香氣響應(yīng)值，采用主成分分析測試數(shù)據(jù)，比較貯藏周期、包裝材料、貯藏溫度對茶葉香氣的影響，結(jié)果如圖1、2所示，橫縱坐標(biāo)分別表示第一主成分和第二主成分。圖1-A 鋁箔包裝，1-B 為紙/鋁箔復(fù)合包裝，1-C 為紙/塑料復(fù)合包裝，分別表示在不同包裝方式下的室溫、冷藏、凍藏貯藏與貯藏前對照組茶葉香氣變化情況的PCA 分析結(jié)果。第一主成分貢獻(xiàn)率分別為98.80%、98.69%和97.09%，第二主成分貢獻(xiàn)率分別為1.00%、1.13%和2.53%，第一主成分貢獻(xiàn)率最大。2 個主成分的總貢獻(xiàn)率分別為99.80%、99.82%和99.62%，可以代表原始數(shù)據(jù)的特征。從圖1中可看出，經(jīng)過3個月短期貯藏后，不同包裝方式下的室溫、冷藏、凍藏條件與對照組的茶葉香氣在第一主成分方向上都產(chǎn)生了明顯的變化，區(qū)分界限明顯。經(jīng)室溫貯藏的茶葉香氣與同一時期冷藏、凍藏的茶葉香氣在第二主成分上表現(xiàn)出較大的差異，其中紙/塑料復(fù)合包裝方式在第二主成分貢獻(xiàn)率比其他包裝方式更大。

圖2-A為室溫貯藏，2-B為冷藏貯藏，2-C為凍藏貯藏，分別表示不同貯藏溫度下的鋁箔包裝、紙/鋁箔復(fù)合包裝和紙/塑料復(fù)合包裝茶葉與對照組茶葉香氣變化情況的PCA 分析結(jié)果。第一主成分貢獻(xiàn)率分別為98.99%、99.85%和99.39%，第二主成分貢獻(xiàn)率分別為0.88%、0.10%和0.32%。2 個主成分總貢獻(xiàn)率分別為99.87%、99.95%和99.71%，均可代表原始數(shù)據(jù)的特征。從圖2中可看出，經(jīng)過3個月短期貯藏后，不同溫度條件貯藏下的鋁箔包裝，紙/鋁箔復(fù)合包裝和紙/塑料復(fù)合包裝的茶葉香氣都與對照組的茶葉香氣有了明顯的區(qū)別，同一時期不同的包裝材料貯藏的茶葉樣品相距較近，有部分重疊，區(qū)分界限不明顯。整體來說，電子鼻中PCA 分析能夠有效區(qū)分茶葉貯藏期內(nèi)香氣的變化。短期貯藏時，對干茶茶香影響較大的是貯藏周期，室溫貯藏區(qū)別于其他溫度，使茶葉香氣發(fā)生更大的變化，不同的3 類包裝材料對于茶葉香氣影響差異不明顯，電子鼻PCA分析與捕集阱頂空-氣質(zhì)聯(lián)用儀茶葉主要香氣成分分析結(jié)果相符。

表1 茶葉中的揮發(fā)性香氣成分分類及含量

3 結(jié)論

本文采用捕集阱頂空-氣質(zhì)聯(lián)用儀結(jié)合電子鼻主成分分析技術(shù)對川產(chǎn)綠茶在貯藏過程中香氣成分的變化及影響因素進(jìn)行了研究。干茶樣品貯藏前檢出醇類、醛類、酮類、雜環(huán)類、烯烴類、酯類化合物6 類25 種揮發(fā)性香味成分，其中醛類和醇類2 大類物質(zhì)占總量的80%以上。短期貯藏后，醛類物質(zhì)含量明顯降低，酮類、酯類物質(zhì)含量變化不大，雜環(huán)和烯烴類物質(zhì)含量增加，醇類和新檢出的苯系物受貯藏溫度和 包裝材料影響較大。電子鼻主成分分析結(jié)果表明，貯藏期內(nèi)香氣變化很大程度受貯藏時間影響，不同的貯藏溫度和包裝材料會引起同一時期茶葉香氣的差異。

圖1 不同包裝方式下3 種貯藏溫度對茶葉香氣影響情況的PC A 分析

圖2 不同貯藏溫度下3 種包裝材料對茶葉香氣影響情況的PC A 分析