气相色谱质谱联用 法分析快速陈化白茶的香气成分变化

摘要：本文介绍了一种分析快速陈化白茶与自然陈化白茶和新鲜白茶的香气成分差异的方法。该方法采用固相微萃取 (SPME) 和气相色谱/三重四极杆质谱 (GC-MS/MS) 进行分析，并结合 Agilent Mass Profiler Professional (MPP) 软件进行化学计量学研究。感官分析表明，在快速陈化白茶中，甜香和药草香气显著提高，而青草香和清香急剧下降。对鉴定的挥发性化合物进行维恩图、主成分分析和层次聚类分析，结果表明不同白茶香气成分和特征存在显著差异，一些关键差异化合物与甜香、药草香和青草香的表征有关。本研究对快速陈化白茶的香气品质进行了全面的分析，为白茶的快速陈化工艺提供了一定的理论依据。

前言：白茶是一种微发酵茶，在制作过程中只经过萎凋和干燥[1]。随着白茶陈化时间的延长，其青草香变成甜香和药草香，更受消费者的喜爱。因此，一般认为陈年时间越长，品质越好。然而，白茶的自然陈化是一个缓慢的过程。在此背景下，人们对开发加速陈化方法以满足市场需求非常感兴趣。然而，关于快速陈化技术在白茶上的应用的文献很少。此外，对陈化白茶的挥发性香气成分以及快速陈化与自然陈化白茶香气的差异研究较少。因此，无论是应用快速陈化技术的实践经验，还是能够解释快速陈化技术引起的变化的具体数据，都有待研究。本应用简报根据已发表的研究[2]，采用 SPME 结合 Agilent 7000D 三重四极杆质谱系统以及化学计量学方法对快速陈化白茶与自然陈化白茶和新鲜白茶的香气成分进行了比较。其中 7000D 三重四极杆质谱系统在全扫描模式下运行，并使用安捷伦 MPP 软件进行化学计量分析。结合感官评价的方法判定不同白茶香气类型，分析快速陈化技术对白茶香气品质的影响。

实验部分试剂和样品正己烷为 HPLC 级，购于默克公司 (Merck KGaA, Darmstadt,Germany)；超纯水来自 Milli-Q 直接净水系统 (Millipore, Billerica,MA, USA)；植物酮购于源在生物科技有限公司（中国上海）；参考标样购于 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)，其中包含：C7-C40烷烃标准品、壬醛、α-紫罗兰酮、壬酸甲酯、1-苯基乙酮、2-苯基乙酸乙酯、辛酸甲酯、β-月桂烯、(2E, 4E)-2,4-庚二烯醛、D-柠檬烯、水杨酸甲酯、β-环柠檬醛、(2E)-2-己烯醛、香叶醇和 2-戊基呋喃。茶叶样品为来自广东省农业科学院茶叶研究所的新鲜白茶、对照组白茶、快速陈化白茶和自然陈化白茶，每组白茶样品重复处理3 次。新鲜白茶样品是初级白茶在 -20°C 冰箱中密封保存 180 天后得到的白茶样品。对照白茶样品是初级白茶在干燥、通风良好的库中（室温；相对湿度 < 60%）密封保存 180 天后得到的白茶样品。快速陈化白茶样品是未密封的初级白茶在创新快速陈化室中（温度：45–50°C；相对湿度：15%–20%）存放 180 天后得到的白茶样品。自然陈化白茶样品是将初级白茶密封并储存在干燥、通风良好的库中（室温；相对湿度 < 60%）陈化 12 年后得到的白茶样品。

样品前处理 (SPME)称取 3.5 g 白茶样品放入玻璃样品瓶中，注入 10 mL 沸水；然后加入 10.0 µL 癸酸乙酯（溶于乙mi中，浓度为 0.2 µg/µL）作为内标；将样品瓶密封并转移至 60°C水浴中，保持 5 分钟；用DVB/CAR/PDMS-50/30 µm SPME 萃取头在 60°C 下萃取 40 分钟，然后在 270°C 下对 SPME 萃取头脱附 4.5 分钟。

GC-MS/MS 分析条件气相色谱系统： Agilent 7890B GC质谱系统： Agilent 7000D 三重四极杆 GC/MS气相色谱柱： Agilent J&W DB-5ms, 60 m × 0.32 mm, 0.25 µm（部件号 123-5562）进样口温度： 270°C进样模式： 不分流进样载气： 氦气流量： 1 mL/min柱温箱升温程序：在 50°C 下保持 3 分钟，以 5°C/min 的速率升至250°C，保持 5 分钟离子化模式： EI离子源温度： 280°C离子化能量： 70 eV采集模式： 全扫描扫描范围： 35–450 amu

感官分析每组样品由 10 名专业评审员组成的小组采用定量描述性分析[3–6]，进行感官评价。评定前，将 3 g 茶叶样品在 150 mL 沸水中浸泡5 分钟，然后按“青草香”、“清香”、“甜香”和“草药香”四种香气属性的强度进行评定。其中强度评级 0 表示“不可察觉”，3 表示“中等”，5 表示“强烈”。每组样品评估三次。

数据分析使用 Agilent MassHunter 定性分析软件对扫描数据进行解卷积分析，将解卷积后找到的化合物导入安捷伦 MPP 软件进行过滤和统计学分析。最小绝对丰度设置为 5000；频率为在至少一种样品类型中出现 80%；同组内化合物丰度变异系数 ≤ 25%；方差分析 (ANOVA) P < 0.01 和倍数变化 (FC) ≥ 2 等条件下筛选化合物。对于筛选出的差异化合物，通过 NIST 谱库匹配和保留指数比较来鉴定。此外，使用标准品对部分化合物进行进一步鉴定。利用维恩图、主成分分析和层次聚类等方法对四组白茶样品进行统计分析。

结果与讨论特征香气化合物的鉴定采用 MPP 软件对解卷积的数据进行过滤，在四组茶叶样品中筛选出 164 种差异化合物，然后通过 NIST 谱库匹配和保留指数比较对其进行鉴定。在 4 组茶叶样品中初步鉴定出 40 种特征化合物（如表 2 所列），其中包括 5 种醇、7 种醛、10 种酮、8 种酯、3 种杂环化合物和 7 种烷烃。另外，采用标准品对其中 16 种化合物进行进一步鉴定