一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于主要包括以下兩步：(1)香氣成分的提?。阂怨锼嵋阴閮?nèi)標(biāo)物，采用頂空固相微萃取技術(shù)萃取茶湯中的香氣成分，得到富集香氣成分的固相萃取頭；(2)香氣成分定性和定量分析：將步驟1)所得富集香氣成分的固相萃取頭用氣相色譜?質(zhì)譜進(jìn)行分析，其中，定性分析是由共有特征峰構(gòu)建茶葉中香氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜；定量分析是以癸酸乙酯內(nèi)標(biāo)物峰面積為對(duì)照，根據(jù)共有特征峰的峰面積分別對(duì)茶葉中各香氣成分進(jìn)行定量。本發(fā)明采用頂空固相微萃取和氣相色譜?質(zhì)譜結(jié)合保留指數(shù)法快速分析了茶葉中的香氣成分，通過(guò)與譜庫(kù)檢索進(jìn)行有效結(jié)合，大大增加定性和定量分析的準(zhǔn)確性和可靠性。
【專利說(shuō)明】
一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，屬于化學(xué)分析及茶葉質(zhì)量 檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 茶葉作為一種深受大眾喜愛(ài)的保健飲品，據(jù)茶葉產(chǎn)業(yè)"十二五"報(bào)告，截至2015年 末，全國(guó)茶葉總產(chǎn)量增加至227.8萬(wàn)噸，產(chǎn)值達(dá)到1519.2億元。茶葉香氣成分作為鑒別茶葉 品質(zhì)的重要指標(biāo)，歷來(lái)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。茶葉香氣是茶鮮葉在制作過(guò)程中通過(guò)復(fù)雜 的生化反應(yīng)而產(chǎn)生的，香氣組分的組成與含量與不同的茶樹(shù)品種，栽培環(huán)境，加工工藝，茶 葉儲(chǔ)存時(shí)間、溫度等息息相關(guān)。任何一種茶葉的香氣都是由所含的不同物質(zhì)以不同濃度組 合的綜合表現(xiàn)，而呈香物質(zhì)間的相互作用也會(huì)對(duì)整體香型有顯著的影響。
[0003] 近年來(lái)，茶葉中摻雜、摻假、以假充真、以次充好的報(bào)道時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重侵害了品牌 形象、擾亂市場(chǎng)秩序、削弱了消費(fèi)者的信任。茶葉香氣通常由感官技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)，GB/T 23776-2009也對(duì)茶葉感官審評(píng)方法作了規(guī)定，但評(píng)審結(jié)果容易受評(píng)審人員主觀判斷的影響。而茶 葉中的香氣成分含量一般較低，成分非常復(fù)雜，且不穩(wěn)定，在提取過(guò)程中易受發(fā)生氧化、縮 合、聚合、以及分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，提取到的精油不能完全表現(xiàn)出本身的特征。傳統(tǒng)的方法 通過(guò)同時(shí)蒸餾法、減壓蒸餾法提取茶葉中的香氣成分，容易受溫度的影響，造成香氣成分揮 發(fā)或分解等損失;而且所得到色譜峰重疊嚴(yán)重，影響定量和定性的準(zhǔn)確性；同時(shí)還存在操作 繁瑣、不能快速準(zhǔn)確分析的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種快速定 性定量茶葉中香氣成分的方法，采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜結(jié)合保留指數(shù)法快 速分析了茶葉中的香氣成分，通過(guò)與譜庫(kù)檢索進(jìn)行有效結(jié)合，大大增加定性和定量分析的 準(zhǔn)確性和可靠性。
[0005] 本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，主要包括以下兩步：
[0007] (1)香氣成分的提?。阂怨锼嵋阴閮?nèi)標(biāo)物，采用頂空固相微萃取技術(shù)萃取茶湯中 的香氣成分，得到富集香氣成分的固相萃取頭；
[0008] (2)香氣成分定性和定量分析:將步驟1)所得富集香氣成分的固相萃取頭用氣相 色譜-質(zhì)譜進(jìn)行分析，其中，定性分析是由共有特征峰構(gòu)建茶葉中香氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖 譜;定量分析是以癸酸乙酯內(nèi)標(biāo)物峰面積為對(duì)照，根據(jù)共有特征峰的峰面積分別對(duì)茶葉中 各香氣成分進(jìn)行定量。
[0009] 按上述方案，所述步驟(1)更優(yōu)選的方法為：
[0010] (a)將茶葉粉碎成茶粉；
[0011] (b)按照茶粉的質(zhì)量與沸水體積為(0.5-1.5)g:10mL的比例，將茶粉分散于沸水中 配成茶湯，并加入癸酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)溶液作為內(nèi)標(biāo)物；
[0012] (c)將步驟(b)所得的溶液在40~80°C下攪拌狀態(tài)下進(jìn)行頂空固相微萃取，萃取時(shí) 為20~80min，得到富集香氣成分的固相萃取頭。
[0013] 按上述方案，所述茶葉為綠茶等中的任意一種。
[0014]按上述方案，步驟(a)中茶葉粉碎后的粒徑為18~25目。
[0015]按上述方案，步驟(b)中所述癸酸乙酯在茶湯中的濃度為5~20mg/L。
[0016]按上述方案，所述頂空固相微萃取采用萃取頭為碳分子篩/二乙烯基苯/聚二甲基 硅氧烷(CAR/DVB/PDMS)。
[0017] 按上述方案，所述步驟（2)更優(yōu)選的方法為：將提取后的固相萃取頭插入氣相色 譜-質(zhì)譜的氣相色譜進(jìn)樣口進(jìn)行解吸附，在200~260°C下熱解吸1~9min，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集進(jìn)行定量和定性分析。其中，所述定性分析通過(guò)分析所采集的總離子流圖，先將各香氣組 分各特征峰與NIST12.L譜庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)化合物進(jìn)行匹配;再以正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間計(jì)算香氣組 分各特征峰的保留指數(shù)，與相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行匹配；由兩次匹配所得的共有特征峰構(gòu)建茶葉中 香氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜。其中，所述定量分析是以癸酸乙酯內(nèi)標(biāo)物峰面積為對(duì)照，將共有 特征峰的峰面積Si*別與癸酸乙酯內(nèi)標(biāo)物峰面積So相比，根據(jù)癸酸乙酯內(nèi)標(biāo)物在茶湯中的 濃度Co，分別對(duì)茶湯中各香氣成分的濃度Ci進(jìn)行定量，定量公式為Ci = Co* (Si/So)。
[0018] 按上述方案，所述氣相色譜的檢測(cè)條件為:進(jìn)樣口溫度為200~260°C ;載氣為高純 氦氣，色譜柱為DB-5MS柱，柱流量為0.8~1.2mL/min;不分流進(jìn)樣。優(yōu)選的氣相色譜的升溫 程序?yàn)?首先以50°C保持5min，以3°C/min的速率升溫至125°C，保持3min，再以2°C/min的速 率升溫至180°C，保持3min，再以15°C/min的速率升溫至250°C，保持8min。
[0019] 按上述方案，所述質(zhì)譜的檢測(cè)條件為：電子電離源(EI);離子化電壓、離子源溫度、 四級(jí)桿溫度為為儀器默認(rèn)值（離子化電壓為70eV;離子源溫度為200°C;四級(jí)桿溫度為150 °C);接口溫度為280~290°C ;質(zhì)譜掃描范圍為35~450amu。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0021] 1、本發(fā)明采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜結(jié)合保留指數(shù)法快速分析了茶葉 中的香氣成分，并通過(guò)與譜庫(kù)檢索進(jìn)行有效結(jié)合，大大增加定性和定量分析的準(zhǔn)確性和可 靠性、尚效型。
[0022] 2、通過(guò)本發(fā)明所述方法可以快速構(gòu)建各茶葉中香氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜，并且快 速相對(duì)定量，能對(duì)茶葉中幾十種揮發(fā)性香氣成分同時(shí)分析，能快速、有效得監(jiān)控該茶葉的質(zhì) 量，為茶葉的品質(zhì)鑒定、真假識(shí)別、產(chǎn)地溯源等提供有效參考。
[0023] 3、本發(fā)明所述方法中樣品處理簡(jiǎn)單，操作快速，并且大大提高了定性分析的準(zhǔn)確 性和效，定性分析時(shí)，首先將各香氣組分特征峰與NIST12.L譜庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)化合物進(jìn)行匹配，并 對(duì)照系列正構(gòu)烷烴峰的保留時(shí)間，計(jì)算得到特征組分的保留指數(shù)，與相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行比較，由 共有特征峰構(gòu)建香氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜，提高定性的準(zhǔn)確性;定量分析時(shí)，通過(guò)癸酸乙酯 內(nèi)標(biāo)物峰面積為對(duì)照，將共有特征峰的峰面積分別進(jìn)行比較，對(duì)茶葉中的各香氣成分進(jìn)行 相對(duì)定量，避免由于進(jìn)樣量造成峰面積的變化，使定量更加準(zhǔn)確。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為實(shí)施例中的綠茶香氣成分的GC-MS指紋圖譜，圖中共有模式中標(biāo)示了 26個(gè)共 有峰的峰號(hào)。
[0025] 圖2為實(shí)施例中平行測(cè)定的24份綠茶樣品香氣成分的總離子流重疊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不 僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0027]下述實(shí)施例中的茶葉均采用綠茶樣品，采自杭州核心區(qū)域2015年春茶，經(jīng)鑒定為 西湖龍井茶。
[0028]下述實(shí)施例中，涉及到儀器和試劑主要為：7890N-5975型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 (美國(guó)Agi 1 ent公司）；手持固相微萃取器，配50/30M1 CAR/DVB/PDMS萃取頭（美國(guó)Supe 1 co公 司）；PC-420D恒溫?cái)?shù)顯磁力攪拌器（美國(guó)CORNING公司）；正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品（C8~C 32,美國(guó) SUPELC0公司）；癸酸乙酯(分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）。
[0029]實(shí)施例
[0030] -種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，主要包括以下兩步：
[0031] (1)香氣成分的提?。?br>[0032] (a)將茶葉樣品經(jīng)粉碎后過(guò)20目篩，密封保存；
[0033] (b)準(zhǔn)確稱取l.Og粉碎后的茶葉于15mL的頂空瓶中，加入20iiL、10mg/L癸酸乙酯標(biāo) 準(zhǔn)溶液，再加入10mL沸水，密封；
[0034] (c)將步驟(b)所得的茶湯在60°C水浴下磁力攪拌萃取，再將已經(jīng)老化的CAR/DVB/ PDMS萃取頭穿透密封墊插入頂空瓶?jī)?nèi)茶湯上方，固定好SPME手柄，小心推出纖維頭并開(kāi)始 萃取并計(jì)時(shí)，60min后取出，得到富集香氣成分的固相萃取頭。
[0035] (2)將富集香氣成分的固相萃取頭插入氣相色譜-質(zhì)譜的氣相色譜進(jìn)樣口，在230 °C下熱解吸5min，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)行定量和定性分析。其中，GC條件:進(jìn)樣口溫度為230 °C ;升溫程序:首先以50°C保持5min，以3 °C/min的速率升溫至125 °C，保持3min，再以2 °C/ min的速率升溫至180°C，保持3min，再以15°C/min的速率升溫至250°C，保持8min;載氣為高 純氦氣(純度99.999 % ):柱流量為1. OmL/min;不分流進(jìn)樣。MS條件：電子電離源(EI);離子 化電壓為70eV;離子源溫度為200°C ;四級(jí)桿溫度為150°C ;接口溫度為280°C ;質(zhì)譜掃描范圍 為35~450amu。
[0036] 1、定性分析：將采集到24份綠茶樣品中進(jìn)行分析，先將各香氣組分各特征峰與 NIST12.L譜庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)化合物進(jìn)行匹配;在相同的氣相色譜、質(zhì)譜條件下將正構(gòu)烷烴混合標(biāo) 準(zhǔn)溶液(該正構(gòu)烷烴混合標(biāo)準(zhǔn)溶液可以預(yù)先進(jìn)行稀釋)進(jìn)行分析，得到各個(gè)正構(gòu)烷烴的保留 時(shí)間，再將綠茶樣品中各香氣組分特征峰的保留時(shí)間代入公式計(jì)算出各香氣組分各特征峰 的保留指數(shù)，與相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行匹配；由兩次匹配所得的共有特征峰構(gòu)建茶葉中香氣成分的 標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜。
[0037] 單一線性程序升溫的條件下保留指數(shù)計(jì)算公式
式中，RI為待測(cè)組分的保留指數(shù);RTunkn_為待測(cè)組分的保留時(shí)間；RTn和RTn+1分別表示待測(cè) 組分前后正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間;n表示正構(gòu)烷烴的碳原子數(shù)。
[0038] 所得綠茶中香氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜具有26個(gè)共有特征峰(如圖1和圖2所示），以 正構(gòu)烷烴保留時(shí)間為參照，綠茶中各香氣成分的保留指數(shù)如表1所示。
[0039] 2、定量分析：內(nèi)標(biāo)物峰面積為對(duì)照，將共有特征峰的峰面積分別進(jìn)行比較，對(duì)茶葉 中的各香氣成分進(jìn)行相對(duì)定量，如表1所示。
[0040] 表 1
[0041]
[0042] *鑒定方法，MS指通過(guò)檢索NIST12譜庫(kù)得到;RI指通過(guò)DB-5MS柱以系列正構(gòu)烷烴的 保留時(shí)間計(jì)算得到;RIexp，指試驗(yàn)中計(jì)算得到的保留指數(shù);RIw，指文獻(xiàn)中查到的保留指數(shù)。
[0043] 3、精密度試驗(yàn):稱取同一綠茶樣品5份，按照本實(shí)施例的條件連續(xù)分析5次，對(duì)各共 有峰的相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì)峰面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明，各共有峰的相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì) 峰面積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)均小于1%，表明該綠茶香氣的色譜指紋分析精密度試驗(yàn)符合 要求。
[0044]重復(fù)性試驗(yàn):稱取1號(hào)綠茶樣品，平行制備5份按照本實(shí)施例的條件進(jìn)行分析，對(duì)各 共有峰的相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì)峰面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明，各共有峰的相對(duì)保留時(shí)間的RSD 〈1 %，相對(duì)峰面積的RSD < 3 %。
[0045]穩(wěn)定性試驗(yàn):稱取1號(hào)綠茶樣品5份，分別在0、4、8、12、2處后分別按照本實(shí)施例的 條件，對(duì)各共有峰的相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì)峰面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明，各共有峰的相對(duì)保留 時(shí)間的RSD〈 1 %，相對(duì)峰面積的RSD < 3 %。
[0046] 本發(fā)明采用頂空固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜結(jié)合保留指數(shù)法快速分析了不同區(qū) 域綠茶的香氣成分，并快速篩選得到香氣特征組分。該方法快速有效、準(zhǔn)確度高，適用于茶 葉品質(zhì)鑒定、真假識(shí)別、產(chǎn)地溯源等方面的研究，還為其他產(chǎn)品的相關(guān)研究提供參考。
[0047] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種快速定性定量分析茶葉中香氣成分的方法，其特征在于主要包括以下兩步： (1) 香氣成分的提?。阂怨锼嵋阴閮?nèi)標(biāo)物，采用頂空固相微萃取技術(shù)萃取茶湯中的香 氣成分，得到富集香氣成分的固相萃取頭； (2) 香氣成分定性和定量分析:將步驟1)所得富集香氣成分的固相萃取頭用氣相色譜-質(zhì)譜進(jìn)行分析，其中，定性分析是由共有特征峰構(gòu)建茶葉中香氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜;定量 分析是以癸酸乙酯內(nèi)標(biāo)物峰面積為對(duì)照，根據(jù)共有特征峰的峰面積分別對(duì)茶葉中各香氣成 分進(jìn)行定量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速定性定量分析茶葉中香氣成分的方法，其特征在于 所述步驟(1)具體為： (a) 將茶葉粉碎成茶粉； (b) 按照茶粉的質(zhì)量與沸水體積為(0.5-1.5)g:10mL的比例，將茶粉分散于沸水中配成 茶湯，并加入癸酸乙酯標(biāo)準(zhǔn)溶液作為內(nèi)標(biāo)物； (c) 將步驟(b)所得的溶液在40~80°C下攪拌狀態(tài)下進(jìn)行頂空固相微萃取，萃取時(shí)為20 ~80min，得到富集香氣成分的固相萃取頭。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于所述 茶葉粉碎后的粒徑為18~25目。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于步驟 (b)中所述癸酸乙酯在茶湯中的濃度為5~20mg/L。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于所述 頂空固相微萃取采用萃取頭為碳分子篩/二乙烯基苯/聚二甲基硅氧烷。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于所述 步驟（2)具體為:將提取后的固相萃取頭插入氣相色譜-質(zhì)譜的氣相色譜進(jìn)樣口進(jìn)行解吸 附，在200~260 °C下熱解吸1~9min，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)行定量和定性分析。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于所述 定性分析通過(guò)分析所采集的總離子流圖，先將各香氣組分各特征峰與NIST12.L譜庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn) 化合物進(jìn)行匹配;再以正構(gòu)烷烴的保留時(shí)間計(jì)算香氣組分各特征峰的保留指數(shù)，與文獻(xiàn)進(jìn) 行匹配；由兩次匹配所得的共有特征峰構(gòu)建茶葉中香氣成分的標(biāo)準(zhǔn)指紋圖譜。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于所述 氣相色譜的檢測(cè)條件為：進(jìn)樣口溫度為200~260°C ;載氣為高純氦氣，柱流量為0.8~ 1.2mL/min;不分流進(jìn)樣。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于所述 氣相色譜的升溫程序?yàn)?首先以50°C保持5min，以3°C/min的速率升溫至125°C，保持3min， 再以2°C/min的速率升溫至180°C，保持3min，再以15°C/min的速率升溫至250°C，保持8min。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速定性定量茶葉中香氣成分的方法，其特征在于所述 質(zhì)譜的檢測(cè)條件為：電子電離源；離子化電壓為70eV;離子源溫度為200°C;四級(jí)桿溫度為 150°C ;接口溫度為280~290°C ;質(zhì)譜掃描范圍為35~450amu。
【文檔編號(hào)】G01N30/02GK106053628SQ201610321524
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月16日
【發(fā)明人】胡西洲, 胡定金, 夏珍珍, 彭西甜, 周友祥, 龔艷, 彭立軍
【申請(qǐng)人】湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所