张 蕾，王 杰，罗理勇,3，曾 亮,3,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.重庆市农业科学院茶叶研究所，重庆 402160；3.西南大 学茶叶研究所，重庆 400715）

在我国民间，除山茶科植物作茶饮即常用的茶叶外，各地均有很多代 茶植物作茶饮的习俗，老鹰茶为其中之一。老鹰茶（Litsea coreanaLevl. var.lanuginose），樟科木姜子属植物豹皮樟，俗称白茶、老荫茶、老人茶等，主要分布于长江流域以南的各省市，饮用地区有四川、重庆、云南、贵州等。老鹰茶汤色金黄带红，有樟科植物芳香油味及樟脑味，性甘凉，具有明显的消渴去暑、解毒消肿、明目益思等功效，无毒副作用[1-2]。老鹰茶可饮用和药用[3]，在当前大力提倡开发绿色食品和天然保健饮料的形势下，发展老鹰茶具有重要意义[4]。

顶空-固相微萃取（headspace solid phase microextraction，HS-SPME）和气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用技术已广泛用于茶叶香气成分的提取和定性定量分析[5-6]。郁建平等[7]利用GC-MS技术对贵州老鹰茶挥发油进行研究，检测到壬醛、癸醛、十一烯醛、古巴烯、α-荜澄茄烯、雪松烯、石竹烯等多种香气成分。Yu Bao等[8]对6 个不同品种的老鹰茶挥发性香气成分进行检测，得到香气成分有莰烯、蒎烯、桧萜、柠檬烯、β-水芹烯、桉叶油醇、芳樟醇等。

目前对老鹰茶香气的研究主要采用相对含量定量确定老鹰茶主要香气成分，并未考虑阈值对香气的影响，对确定其特征性香气成分具有一定局限性。在此基础之上，本实验以17 种采用传统加工工艺加工的市售老鹰茶为原料，采用HS-SPME-GC-MS结合保留指数检测分析老鹰茶香气成分组成，同时利用主成分分析（principal component analysis，PCA）方法，结合香气活性值（odour active values，OAVs）、含量比较共同筛选出老鹰茶的特征香气成分，以期对老鹰茶加工技术改进、品质改善提供理论指导，为后期进一步研究老鹰茶香气品质提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

17 种市售老鹰茶样品来源于重庆巫溪和奉节，通过直接从农户手上收购的方式进行取样，具体取样信息见表1；C3～C9、C10～C25正构混标烷烃标准品 美国O2Si公司；二氯甲烷、氯化钠（均为分析纯） 成都市科龙化工试剂厂；癸酸乙酯（99%） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

表1 老鹰茶取样信息及编号Table 1 Sampling location and number of hawk tea

1.2 仪器与设备

QP 2010 GC-MS联用仪 日本岛津公司；SPME手动进样器、聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）萃取头（50/30 μm） 美国Supelco公司；FA 1004电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；HWS-26电热恒温水浴锅、BPG-9070A精密鼓风干燥箱上海一恒科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 香气成分的提取

准确称取0.5 g磨碎老鹰茶茶样于20 mL顶空瓶中，加入1.76 g氯化钠、10 μL癸酸乙酯溶液（内标，50 mg/L）和5 mL沸超纯水，迅速加盖平衡5 min，然后将PDMS萃取头插入顶空瓶，在60 ℃恒温水浴条件下萃取吸附60 min后，立即进行GC-MS检测，于230 ℃进样口解吸5 min。

1.3.2 GC-MS条件

1.3.2.1 GC条件

色谱柱：DB-5MS石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；柱箱温度40 ℃；进样口温度230 ℃；分流比15∶1；压力49.7 kPa；柱流量1 mL/min；进样载气：He（99.999 9%）。升温程序：40 ℃保持2 min，以3 ℃/min升至85 ℃，保持2 min，再以2 ℃/min升至180 ℃，保持2 min，再以6 ℃/min升至230 ℃，保持2 min。

1.3.2.2 MS条件

电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；全扫描；质量扫描范围m/z40～400。

1.3.3 定性与定量

定性：将各色谱峰对应的质谱图与NIST 05、NIST 05s标准谱库比对和结合保留指数对色谱峰进行定性分析。通过Van den Dool等[9]定义的保留指数方式测定挥发性物质的保留指数，并在NIST标准参考数据库（NIST Chemistry Web Book）内对其进行相应的保留指数检索与比较定性的化合物。

定量：每次检测均加入50 mg/L癸酸乙酯溶液10 μL作为内标物，按式（1）计算17 种老鹰茶中香气成分的质量浓度，按公式（2）计算OAVs：

1.4 数据处理

采用IBM SPSS Statistics 22.0进行PCA。

2 结果与分析

2.1 香气成分组成结果

经GC-MS分析，17 个供试老鹰茶中共检测到117 种香气成分，其中萜烯烃类61 种，醇类22 种，醛类15 种，酮类10 种，酯类4 种，其他类5 种。各类物质含量占比及香气成分含量，分别见图1和表2。

图1 17 个老鹰茶各香气成分组成Fig. 1 Classes of aroma constituents identified from hawk tea

由图1可知，17 种供试老鹰茶样品的香气成分主要以萜烯烃类为主，其中萜烯烃类占总香气成分总量70.43%～91.80%；其次是醇、醛类含量较高。

表2 老鹰茶的香气成分组成及其质量浓度Table 2 Aroma constituents identi fied and their contents in hawk tea μg/L

续表2 μg/L

续表2 μg/L

2.1.1 萜烯烃类

萜类化合物是樟科植物中最主要的香气成分[10-12]，由表2和图1可知，在老鹰茶香气组成中以萜烯烃类为主，共有61 种萜烯烃类化合物。大部分萜烯烃类化合物阈值较低，具有特殊香气，赋香作用较大，比如罗勒烯有花香、草香并伴有橙花油气息，雪松烯具有香柏香气，香橙烯具有典型的柑橘香气，荜澄茄油烯有清淡的樟木香气。萜烯及其衍生物不仅是重要的香料源，有些还具有提神、抗菌消炎和镇痛等作用[13]。

α-古巴烯在17 个样品中均检测到，含量较高，占总香气含量的3.79%～11.95%，呈蒿草味，具有消炎止痛的作用[14]；β-榄香烯含量占比为0.48%～3.48%，有辛辣的茴香气味，具有抗癌、抗炎、抗真菌等作用[15]；石竹烯具有丁香香气，是贵重的天然香料[16]；石竹烯氧化物香气总量占比2.33%～10.89%，呈似丁香油的辛香和木香，具有香味增效作用[17]；莰烯是樟科类植物典型成分，具有发汗、镇痉、驱虫和抗腐蚀作用[18]；α-蒎烯呈清甜果香、焦香、清滋味、刺感，有明显的镇咳、祛痰和抗真菌作用[19]。

2.1.2 醇类

老鹰茶中的醇类化合物大多都是萜烯醇类，具有典型的花果香味[20-21]，其中一些香气成分（如芳樟醇、松油醇）还伴有木香，因为微生物代谢产生的热量与胞外酶，共同作用引起芳樟醇大量被氧化和糖苷类物质水解释放出萜烯醇类香气[5,22]。老鹰茶中主要醇类成分有表蓝桉醇、斯巴醇、α-檀香醇、异瑟模环烯醇等。表蓝桉醇呈凉香、樟脑气、草药香，占香气总量的0.16%～5.85%；斯巴醇，又名匙叶桉叶烯醇，具有清凉樟脑香、药香[23]；α-檀香醇呈甜而温和的木香；异瑟模环烯醇是中药海松子的主要成分，具有松子香、药香。

2.1.3 醛类

老鹰茶中醛类香气物质有壬醛、癸醛、十一醛、月桂醛等，醛类具有令人愉悦的香气，但稳定性差，易发生氧化和聚合，使香气减弱变坏[24]；其中壬醛具有脂香、蜡香、柑橘香、花香，癸醛具有甜橙香、柠檬香、玫瑰香和蜡香，十一醛呈玫瑰薰香、木香、橙皮香，月桂醛具有似松叶油和橙油的强烈香气[25]，这些香气成分可为老鹰茶复杂的香气风味提供积极贡献。氨基酸和脂肪酸的热氧化降解可能是醛类香气形成的主要原因[8]。

2.1.4 酮类

老鹰茶酮类香气物质含量较低，占总量0.33%～1.99%左右，主要有紫罗兰酮、茉莉酮等，具有较低的香气阈值，对茶叶香气贡献较大；其形成可能与胡萝卜素类物质的氧化降解、脂肪的热氧化降解、氨基酸的降解有关[26]。茉莉酮呈优雅的茉莉花香和芹菜籽香；α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮均具有木香和紫罗兰香，β-紫罗兰酮的木香气更重，并带些果香。

2.1.5 酯类

17 种供试老鹰茶香气成分中酯类物质含量占总量0.82%～8.88%，主要有乙酸冰片酯和穿心莲内酯。乙酸冰片酯又名乙酸龙脑酯，具有清凉草药和松叶香，充满森林的新鲜香味[27]；穿心莲内酯为二萜内酯类化合物，具有抗菌、抗病毒、抗癌等多种药理作用，被誉为天然抗生素药物[28]。

2.1.6 其他类

老鹰茶中检测到姥鲛烷、植烷、辛烯、环庚烯4 种碳氢化合物，另在11号和12号老鹰茶样品中检测到樟脑，樟脑具有刺激性特臭，味初辛，后清凉，有消炎、镇痛、抗菌、止咳等作用[29]。

2.2 特征性香气成分分析

2.2.1 PCA

1 7 种供试老鹰茶检测到的香气成分较多（117 种），分析难度大，为筛选出老鹰茶特征性香气成分，故采用PCA。PCA通过由原始变量线性组合的主成分最大程度提取有用信息[30]。

由表2可知，正己醛、柠檬醛、香紫苏内酯、芳樟醇、α-松油醇、β-紫罗兰酮、β-蒎烯、4-蒈烯、α-水芹烯、植烷、樟脑等56 种物质只在少数样品中出现，这部分香气物质变异大，不适宜进行PCA。

以17 个老鹰茶样GC-MS检测到的其他61 种香气物质含量构成61×17矩阵进行PCA，经分析得各主成分的特征值、方差贡献率以及累计方差贡献率，见表3。

表3 主成分的特征值和方差贡献率Table 3 Eigenvalue and variance contribution rates of 6 principal components

由表3可知，前6 个主成分的累计方差贡献率达81.80%，表明前6 个主成分基本能反映全部变量的信息[30]。通过降维，将原来的61 个变量转化为6 个新的指标变量，降低分析的复杂性，且基本保持原有变量的信息。根据6 个主成分的特征向量，可得到原各变量分别对6 个主成分的贡献率。

对PC1贡献较大的香气成分包括绿花白千层醇、α-古巴烯、α-衣兰油烯、γ-衣兰油烯、β-愈创木烯、α-荜澄茄油烯、去氢白菖烯，这7 种香气成分具有樟脑香、蒿草味、辛香又兼有清新花香等，根据这些香气成分的香气特征和PC1的方差贡献率（30.10%），表明PC1解释老鹰茶特征樟香的基本组分。

对PC2贡献较大的香气成分包括α-檀香醇、异瑟模环烯醇、β-榄香烯、β-瑟林烯、愈创木烯和α-石竹烯，这6 种香气成分呈木香、松脂香、茴香、陈香、花香，表明PC2香气成分对老鹰茶松木香、陈香、花香起重要作用，并对辛香、茴香有一定贡献。

对PC3贡献较大的香气成分有α-蒎烯、莰烯，呈现果香、焦甜香、樟脑香，表明PC3解释老鹰茶果甜香的成因，并对特征樟香起增效作用。

PC4、PC5和PC6贡献率较小，三者共同贡献率为22.15%，贡献较大的香气成分包括表蓝桉醇、α-紫罗兰酮、3-蒈烯、雪松烯醇、石竹烯氧化物，这些香气成分呈现不同香气特征，对老鹰茶凉香、薄荷香、花果香、松脂香等香气均具有贡献。

前6 个主成分可基本反映老鹰茶全部香气成分的信息，根据PCA结果，筛选出α-古巴烯、α-檀香醇等20 种特征性香气成分，见表4。

表4 老鹰茶中香气物质阈值与OAVsTable 4 Odor thresholds and OAVs of aroma components in hawk tea

2.2.2 根据OAVs与含量比较筛选特征性成分

香气阈值是指能够辨别出其香气的最低浓度，阈值越低，香气越强[25]。OAVs是香气物质的质量浓度与其阈值的比值，若某化合物的OAVs不小于1，表明其对整体香气有贡献，OAVs越大表明该化合物个体贡献越大，OAVs能够确切体现该香气成分对整体香气的作用[31]。现将已查到阈值的香气成分计算OAVs，见表4。

壬醛、癸醛、十一醛、月桂醛、乙酸冰片酯、β-紫罗兰酮、α-紫罗兰酮、α-蒎烯、石竹烯的OAVs大于1，对整体香气贡献较大，其中月桂醛、β-紫罗兰酮影响最大，但在不同样品中差异较大。

17 种供试老鹰茶中大多数萜类化合物的阈值无法确定，OAVs无法计算，因此筛选出在大多数样品中均有体现，且大多数成分质量浓度均大于20 μg/L的香气成分，主要有乙酸冰片酯、雪松烯醇、α-古巴烯、α-波旁烯等，这些香气成分大多具有樟脑味、凉香、辛香、木香等，是老鹰茶特征性香气的主要组分。由PCA、OAVs、含量比较3 种方式筛选出的特征性物质，见表5。

表5 不同筛选方法得到的特征性物质Table 5 Characteristic aroma compounds obtained by different methods

2.3 特征性香气成分评价

据2.2节特征性香气成分分析可知，老鹰茶主要香气成分包括月桂醛、斯巴醇、α-檀香醇、β-紫罗兰酮、α-古巴烯、α-蒎烯、3-蒈烯、莰烯等共38 种。

表6 特征香型及其对应的特征性香气物质Table 6 Characteristic aroma substances responsible for different aroma tyyppeess

郁建平[7]、Yu Bao[8]等利用GC-MS技术对老鹰茶挥发性香气成分进行检测，检测得到老鹰茶中含有壬醛、癸醛、十一烯醛、古巴烯、α-荜澄茄烯、雪松烯、石竹烯、莰烯、蒎烯等。毛豹皮樟是一种樟科植物，因此老鹰茶具有樟科植物树叶的特征香气，王芃[10]、周翔[11]、王智慧[12]等对樟树叶、香樟精油的研究表明，α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、α-松油烯、石竹烯、樟脑、檀香醇、佛手柑油烯等是樟科植物主要的挥发性成分。这些研究所得老鹰茶或樟科植物主要香气成分有α-蒎烯、石竹烯、莰烯、古巴烯等，与本实验研究所得结果基本一致。

根据PCA、OAVs、含量比较3 种方法的筛选结果，确定老鹰茶特征香型及其对应的挥发性物质，见表6。

由表6可知，老鹰茶特征性樟香的贡献物质有斯巴醇、α-波旁烯、莰烯、石竹烯、去氢白菖烯、α-二去氢菖蒲烯、β-榄香烯、α-瑟林烯、β-瑟林烯、α-古巴烯、衣兰烯、绿花白千层醇12 种，使老鹰茶具有强烈的樟脑香、凉香、薄荷香、辛香、茴香、蒿草味等较刺鼻气味；老鹰茶花果清香、橙花油气息、松脂香是由壬醛、癸醛、十一醛、月桂醛、异瑟模环烯醇、α-蒎烯、3-蒈烯、α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、α-法呢烯、α-石竹烯、石竹烯氧化物、异喇叭烯、α-衣兰油烯、γ-衣兰油烯、香橙烯、香橙烯氧化物2共17 种成分构成；乙酸冰片酯、α-荜澄茄油烯、雪松烯醇、α-檀香醇、愈创木烯、β-愈创木烯、马兜铃烯、表蓝桉醇、α-古芸烯呈现老鹰茶的木香、檀香、草药香特点。

3 讨 论

老鹰茶作为一种天然保健饮品，具有抗氧化、抗炎症、降血糖等多种功效作用。本实验利用HS-SPME-GCMS对17 种供试老鹰茶的香气成分进行检测分析，结合PCA、OAVs、含量比较3 个筛选方法，并考证文献，得到如下结论：

17 个老鹰茶中共检测到6 大类香气物质：萜烯类61 种，醇类22 种，醛类15 种，酮类10 种，酯类4 种，其他类5 种，以萜烯类化合物为主。

PCA结果表明，前6 个主成分可基本反映全部香气成分的信息，包括α-古巴烯、α-檀香醇等20 种主要香气成分，共同构成老鹰茶特征樟香、花果甜香、松脂香、辛香、木香、草药香等复杂香气；查找阈值并计算，确定OAVs不小于1的香气成分有壬醛、癸醛、十一醛、月桂醛、乙酸冰片酯、β-紫罗兰酮、α-紫罗兰酮、α-蒎烯、石竹烯；绝对含量高的物质包括穿心莲内酯、表蓝桉醇、α-古巴烯、α-波旁烯等20 种成分对老鹰茶香气影响较大。

老鹰茶特征樟香的贡献成分主要有斯巴醇、α-波旁烯、石竹烯、去氢白菖烯、α-二去氢菖蒲烯、β-榄香烯、α-瑟林烯、β-瑟林烯、衣兰烯、α-古巴烯、绿花白千层醇、莰烯12 种；月桂醛、α-蒎烯、3-蒈烯、β-紫罗兰酮等共17 种成分为老鹰茶增添花果香、松脂香；α-檀香醇、α-古芸烯、愈创木烯等9 个成分呈现老鹰茶的木香、檀香、草药香。