茶叶香气成分研究现状与展望_张莹

三甲基十五烷酮及邻苯二甲酸二丁酯等
醇，苯甲酸甲酯，乙酸苯甲酯，邻苯
二甲酸二丁酯，茉莉酮酸甲酯等
其他
吡嗪类，吡暔类，吡啶类及其衍生物等
吡嗪类，吡暔类，吡啶类及其衍生物
主要香气成分
苯甲醇，香叶醇，吡嗪，顺 －３－ 己烯醇等
苯甲醇，橙花叔醇，顺－３－己烯酯ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ邻
苯二甲酸二丁酯等
红茶 香叶醇，芳樟醇及其氧化物等
２．２ 同时蒸馏萃取法
色谱柱，完成提取、分离、浓缩的全过程。该技术优
同时蒸馏萃取法简称 Ｓ Ｄ Ｅ 法，是通过同时加热样 点极为明显： 相对温和的萃取条件避免了对茶叶香气
品液相与有机溶剂至沸腾来实现的，具有良好的重复 的破坏，使萃取到的香气物质能较好地反映茶叶原
性和较高的萃取量，而且操作简便、定性定量效果好， 有的香气风味； 萃取过程不需要有机溶剂，减少对香
癸酸乙酯。归一法的优点是不必准确知道进样量，尤 参考文献
其是液态样品进样量少不易测准时，更显得方便、准 ［１］ 宛晓春．茶叶生物化学［Ｍ］．中国农业出版社，２００３．
确，其不足之处是条件苛刻，为多样品分析，样品间 ［２］ 李凤凤．茶叶的香气化学和加工工艺［Ｄ］．浙江大学，２００８．
无法比较而较少应用。外标法测定香气成分结果的准 ［３］ 王丽丽．茶（Ｃａｍｅｌｌｉａ ｓｉｎｅｎｓｉｓ）树花香气成分研
茶有 ３００ 余种，红茶则有 ４００ 多种。对绿茶、乌龙茶和 术。目前，茶叶香气成分提取方法大致有以下几种：
红茶这三大茶类的香气成分研究较多，其香气主要成 减压蒸馏法、同时蒸馏萃取法、顶空分析法、超临界
分见表 １［２］，形成香气的主要物质可以分为萜烯类及其 Ｃ Ｏ ２ 萃取法、固相微萃取法和其他一些新方法［５］。 衍生物、酯类及其衍生物、芳香族衍生物和其他物质。 ２．１ 减压蒸馏法
种。顶空分析法的优点是制作简便、快速，减少了由
柱吸附—溶剂洗脱法也被用于香气物质提取上，
于长时间处理和加热蒸馏造成的损失。缺点在于为了 主要有Ｐｏｒａｐａｃｋ Ｑ法和Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＸＡＤ－２吸附树脂法。
使香气分子尽可能多地富集到吸附树脂上，在整个提 同时，连续亚临界水萃取法［８］、微波辅助萃取和冷冻
析中，并取得了相当的进展，具有分离复杂分子、解析 解释原始信息的大部分，常被用于寻求某种事物或现
分子结构、图谱比对确认分子、定量分析物质组成成分 象的综合指标，并综合指标所蕴藏的信息作出适当的
等功能，特别适用于芳香物质的分离与定性、定量分析。 解释，以更深刻地提示事物的内在规律。
３．２ 定量分析
由于缺少芳香物质纯品标样等原因，对茶叶香气 ５ 展 望
１ 茶叶香气成分及其形成机理的研究进展 Ｍａｉｌｌａｒｄ 反应以及脂类氧化降解等机理都有了比较成熟
茶叶中的芳香物质亦称“挥发性香气组分（ＶＦＣ）”， 的理论，但还是有很多问题有待解决，如制茶过程中的
是茶叶中易挥发性物质的总称。茶叶芳香物质是由性 酶的形成、释放，酶与底物的动力学过程以及如何与工
质不同、含量微少且差异悬殊的众多挥发物质组成的 业化的生产相结合，这些都还有待于进一步的研究［４］。
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使得茶叶香气成分的研究工作一日千里，用少量的 用的方法，而关于其他统计方法应用的资料较为少见。
样品即可分析其香气成分。近年来，出现了 ＧＣ－ＭＳ－
主成分分析（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ，ＰＣＡ）
测组分的相对含量。内标法的优点是定量准确，测定 气总量以及各组分的相对含量存在较大差异等，如
条件不受操作条件、进样量、进样技术差异的影响。 何富集提取和量化仍需进一步研究。同时虽然已提
缺点是合适内标物的选择较困难，每次需准确称量内 出比较完整的香气形成机理，但仍需深入补充完善。
标和样品，并增加了色谱分离的难度。常用内标物为
大学的Ｐａｗｌｉｓｚｙｎ教授研究小组于１９８９年首次进行开发 ３．１ 定性检测
研究，属于非溶剂型选择性萃取法［７］。将纤维头浸入
很早开始就已经有学者对茶叶香气成分展开研
样品溶液中或顶空气体中一段时间，同时搅拌溶液 究，尤其是气相色谱仪（ＧＣ），红外光谱仪（ＩＲ），质
以加速两相间达到平衡的速度，待平衡后将纤维头 谱仪（ＭＳ）以及 ＧＣ－ＭＳ 等精密分析仪器的相继应用，
是一种行之有效的前处理方法。但由于香精组分复杂， 气成分的污染； 集采样、萃取、浓缩、进样于一体，
当蒸馏温度过高时，样品可能发生水解、氧化、酯化 避免引入多步误差，提高了对微量的茶叶香气物质
或热分解，同时高沸点的组分也难以随水蒸气一起蒸 分析的精确度。同时，现有的研究也存在一些不足，
出来，所以对香精香料挥发性成分的检验不是很全面。 主要是缺乏对萃取条件如萃取温度、萃取头的种类
多，在确定主要香气成分方面也取得了明显进展。随 糖类、儿茶素产生Ｍａｉｌｌａｒｄ反应，生成吡嗪、吡咯、呋
着分析检测技术的不断发展及人们研究的不断深入， 喃、糠醛类等物质；（４ ）由糖苷类香气前体物质在糖
新的茶叶香气成分还在不断地被发现与鉴定。
苷类酶的作用下水解生成相应的醇类。
虽然目前对于萜烯类化合物生物合成、受热发生
热敏性物质的降解，提取的精油物质更接近天然； 缺 迅速发展，茶叶香气的提取富集是进行分离检测的基
点是仪器复杂昂贵，对设备及操作要求高。
础。应用目前的分析技术，茶叶香气成分已能检出的
２．５ 固相微萃取法
高含量成分大多已定性。尚有结构复杂或分离困难或
固相微萃取简称 ＳＰＭＥ技术，最先由加拿大Ｗａｔｅｒｌｏｏ 含量甚微的成分，有待今后进一步分离定性定量。
是液体的沸点是随外界压力的变化而变化的，借助 于真空泵降低系统内压力降低液体的沸点。该方法 的优点是能减少对热敏性香气物质的影响，而缺点
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张 莹，钟应富，袁林颖，等： 茶叶香气成分研究现状与展望
表１ 绿茶、红茶和乌龙茶的香气成分比较
类型
绿茶
乌龙茶
萜烯类及其衍生物 香叶醇，芳樟醇及其氧化物，丁香烯，法尼烯， 芳樟醇，香叶醇，橙花醇，橙花叔醇，
约有 ７００ 种，近年来，气相色谱和气质联机的应用更 降解生成β － 紫罗酮及相关结构的香气化合物；（２）由
是把茶叶香气的研究推向了高潮。人们对于鲜叶、不 脂肪酸过氧化、降解生成 ６ 个碳的醇、醛类香气物质；
同茶类、不同产地和等级茶叶的香气成分了解日益增 （３）由氨基酸脱羧和氧化脱氨转化成相应醛类，或与
量低、成分杂、易挥发不稳定，提取过程中易发生氧
目前在茶叶香气成分定量分析中较多使用的是内 化、聚合、基团转移等反应，目前提取香气物质的方
标法，通过准确称取试样和内标物，色谱进样并测出 法还存在一些问题，如提取物不能很好的反映茶样
相应的峰面积，根据相应的峰面积或峰高之比求出待 的香气特征，不同的提取方法得到的香气组分数、香
（４）：１８１－１８４．
茶叶香气研究可涉及的常用多元数据统计分析方 ［６］ 于欣洋，岳文杰，李金辉，等．茶叶香气研究进展［Ｊ］．
法有： 方差分析、主成分分析、因子分析、典型相关
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茶叶香气成分研究现状与展望
张 莹１，２，钟应富１，２，袁林颖１，２，唐 敏１，２，邓 敏１，２，邬秀宏１，２ （１ 重庆市农业科学院，４０１３２９； ２ 重庆市茶叶工程技术研究中心，永川 ４０２１６０）
混合物，组成包括碳氢化合物、醇类、酮类、酸类、酯
类、内酯类、酚类、过氧化物类、含硫化合物类、吡 ２ 茶叶香气成分提取方法的研究进展
啶类、吡嗪类、喹啉类和芳胺类等共 １０ 余大类［１］。
茶叶中的香气化合物含量低，不稳定，易挥发，
１．１ 香气成分
而且在分离制备过程中易发生氧化、基团转移、缩
据研究表明，绿茶中香气成分有 ２６０ 余种，乌龙 合、聚合或光化学变化，因此需要特殊的制样富集技
２．３ 顶空分析法
和涂层厚度、萃取时间、无机盐效应等的系统研究，
顶空分析法简称 Ｈ Ａ Ｓ 法，是指对液体或固体物质 尤其是萃取头的选择，对检测的灵敏度起着决定性
上方挥发性成分之间取样并连用气相色谱分析的一种 的作用。因此在这方面，有待更加广泛深入的研究。
技术，一般分为静态顶空分析法和动态顶空分析法两 ２．６ 其他方法
１．２ 形成机理
减压蒸馏法简称 ＶＤＥ 法，即在低压条件下蒸馏茶
茶叶香气成分除了由鲜叶中固有的为数不多的 样，再从蒸馏液中萃取香气物质的方法。其理论依据
基金项目： 重庆市自然科学基金项目“针形绿名茶特征香气成分研究（”ＣＳＴＣ， ２００９ＢＢ１３９２）。 第一作者简介： 张莹（１９８３ —），女，汉族，重庆永川人，硕士，助理研究员， 从事茶叶化学和茶叶加工研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ： ｂｅｌｌａｚｙ＠１２６．ｃｏｍ。
成分含量定量大都是相对含量，定量依据都是建立
随着各种微量分析技术和 ＧＣ 、Ｇ Ｃ － Ｍ Ｓ 等高精密
在峰面积或相对峰面积比值。茶叶香气成分的定量 仪器的应用和逐渐普及，香气物质提取、组分鉴定的
方法有归一法、外标法和内标法［１０］，内标法亦是目前 研究有了长足的发展。但由于香气物质在茶叶中含
茶叶香气物质定量分析中最常用方法。
质的 ０．０２％，却是决定茶叶品质的重要因子之一。自 化学等反应转化而来。到目前为止，研究者们通过研
２ ０ 世纪日本人首先在阿萨姆红茶中发现水杨酸甲酯 究探索提出了以下几种茶叶中芳香物质形成途径［３］：
和甲醇以来，迄今为止已分离并鉴定的茶叶芳香物质 （１ ）由儿茶素氧化引起的β － 胡萝卜素等物质氧化，
橙花叔醇等
芳香醇等以及它们的乙酸酯类等
酯类及其衍生物 顺 －３－ 己烯醇，顺－３－ 己烯醛，己酸－ 顺－３－ 乙己 青叶醇，青叶醛，顺 －３－ 己烯酯，正
烯酯等
己醛，正己酸，茉莉酮，紫罗酮，茶
螺烯酮，二氢海葵内酯等
芳香族衍生物
苯甲醇，水杨酸甲酯，茉莉酮酸甲酯，６，１０，１４－ 苯己醛，苯甲醛，苯甲醇，２－ 苯基乙
顺 －３－ 己烯酯，正己醛，二轻猕猴桃醇 酸内酯等
苯甲醇，２－ 苯基乙醇，水杨酸甲酯等
吡嗪类，吡暔类，吡啶类及其衍生物等 香叶醇，芳樟醇及其氧化物，２－ 苯基乙 醇等
是需要大量的试样和试剂，而且样品处理周期长，对 取出插入气相色谱汽化室，热解吸涂层上吸附的物
酯类香气的捕集十分低下［６］。
质。被萃取物在汽化室内解析后，靠流动相将其导入
确性主要取决于进样量的重复和操作条件的稳定程
究［Ｄ］．浙江工商大学，２００８．
度，适用于单组分或数量较少组分的气体定量分析。 ［４］ 朱旺升，倪德江．加工工艺与名优绿茶香气形成的
４ 茶叶香气成分数据处理与分析的 研究进展
相关性研究进展［Ｊ］．蚕桑茶叶通讯，２００５，（１）：２８－２９． ［５］ 吕连梅，董尚胜．茶叶香气的研究进展［Ｊ］．茶叶，２００２，
摘 要 ：茶叶香气是形成茶叶风味特征、决定茶叶价值的重要指标。文章综述了目前茶叶香气的成分、 形成机理、检测分析和数据处理方法的研究进展，并作了展望。 关键词 ：茶叶； 香气成分； 形成机理； 制备； 检测分析； 数据处理 中图分类号： Ｓ５７１．１ 文献标识码： Ａ
茶叶香气在茶中的绝对含量很少，一般只占干物 成分外，主要部分是在加工过程中由酶促作用和热
Ｍ Ｓ 、全二维气相色谱 ／ 飞行时间质谱（Ｇ Ｃ × Ｇ Ｃ － 是一种能在保持原始资料大部分信息的基础上，将变
ＴＯＦＭＳ）、ＧＣ－Ｏ 等新技术，使获得的茶叶香气分析物 量数较多而且变量间有不同程度相关系数的数据转换
成分结构信息更为丰富、准确［９］。
成一组变量数较少而且变量间相互独立的新数据的方
ＧＣ－ＭＳ 联用技术已广泛地应用于茶叶芳香物质的分 法［９］，能够对多元数据的变量数进行有效降维而又能
取过程中需要不断通入空气，加速了香气物质的氧化。 干燥技术也逐渐被用于茶叶香气物质的提取。
２．４ 超临界 Ｃ Ｏ ２ 萃取法
超临界状态的 ＣＯ２ 气流流过天然香味物质时带走 ３ 茶叶香气成分检测分析的研究进展
大量的香气物质，减压后将被溶解的香气从气相中
茶叶香气物质的研究发展不仅受惠于茶叶香气提
分离出来。优点是可在较温和条件下低温萃取，避免 取技术的发展，还依赖于现代精密仪器及检测手段的