不同產地普洱茶主要化學成分含量的差異分析

呂海鵬，張 悅，楊 停，2，施 江，2，林 智，*（.農業部茶樹生物學與資源利用重點實驗室，中國農業科學院茶葉研究所，浙江杭州30008；2.中國農業科學院研究生院，北京0008）

不同產地普洱茶主要化學成分含量的差異分析

呂海鵬1，張 悅1，楊 停1，2，施 江1，2，林 智1，*
（1.農業部茶樹生物學與資源利用重點實驗室，中國農業科學院茶葉研究所，浙江杭州310008；2.中國農業科學院研究生院，北京100081）

為了給普洱茶產品的產地判別提供初步的科學依據，本研究分析比較了普洱茶三個主產地（臨滄市、西雙版納州以及普洱市）生產的普洱茶樣品中的主要化學成分和揮發性成分含量的差異。結果表明，不同產地的普洱茶產品中的茶多酚和沒食子酸的含量無顯著性差異（p＞0.05），而水浸出物總量、黃酮總量、游離氨基酸總量以及茶色素（茶褐素、茶紅素和茶黃素）含量具有顯著性差異（p＜0.05）。此外，研究發現，普洱茶揮發性成分中的3，4-二甲氧基甲苯、5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯、橙花醇、橙花叔醇、檸檬醛、3，4，5-三甲氧基-苯甲醛、亞甲基-丁酸-二甲酯、四氫獼猴桃內酯等在不同產地普洱茶中含量存在顯著性差異（p＜0.05），采用主成分分析可將不同產地的普洱茶樣品有效地區分。

普洱茶，產地，化學成分，揮發性成分，差異

普洱茶產自我國云南省，屬于地理標志產品［1］。普洱茶（熟茶）的加工原料是以云南特有的大葉種茶加工而成的曬青毛茶。曬青毛茶在高溫高濕的環境中，在微生物的參與下，經過長時間的渥堆后發酵過程，形成了具有特殊風味品質的普洱茶產品，香氣呈現“陳香”，滋味醇和回甘。普洱茶因具有獨特的風味品質和多種保健功效［2-4］，尤其在減肥降脂方面備受關注，曾一度熱銷于東南亞以及歐洲等市場［5］。隨著普洱茶產業的迅猛發展，普洱茶主要品質化學成分的研究成為了近年來茶學研究領域的熱點之一?？蒲泄ぷ髡唛_展了系統的探索分析，現今已取得了重要的研究進展。例如，從普洱茶中分離鑒定出了大量

新的化學成分［6-7］，探索了普洱茶中重要的呈香、呈味以及呈色等化學成分［8-11］，揭示了普洱茶中的功能成分及其保健功效，這些為后續開展普洱茶品質化學研究奠定了重要基礎。

有研究指出，普洱茶的主要化學成分會因產地的不同而存在很大差異，致使其風味品質也存在較大不同［12-13］。因此，不同產地普洱茶的化學成分差異具有一定的研究意義和研究價值，引起了人們的關注；然而作為一種地理標志產品，目前尚無系統的關于普洱茶化學成分產地差異的研究報道。鑒于普洱市、西雙版納州和臨滄市是普洱茶較具代表性的重要產地，因此，本研究擬對三個產地的多個代表性普洱茶樣品進行系統的化學成分分析，揭示其主要化學成分含量的差異，以期為普洱茶的產地判別和風味品質改善提供一定的科學借鑒和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

普洱茶樣品 15個，由云南省人民政府生物資源開發創新辦公室提供，生產日期為2007年7月，其中5個樣品（編號1～5）來源于普洱市，5個樣品（編號6～10）來源于西雙版納州，5個樣品（編號11～15）來源于臨滄市；沒食子酸標準品（99.8%） Sigma公司；乙腈 色譜純，美國Tedia公司；其他試劑 均為分析純，浙江衢州巨化試劑有限公司。

Waters 2489-2690高效液相色譜儀 美國WATERS公司；6890N-5973氣相色譜質譜儀 美國安捷倫公司；UV-2550紫外可見分光光度計 日本島津公司；HH-2型數顯恒溫水浴鍋 江南儀器廠；65 μm DVB/PDMS固相微萃取頭 美國Supelco公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 普洱茶感官審評 委托中國農業科學院茶葉研究所農業部茶葉質量監督檢驗測試中心，按照GB/T 22111-2008中的普洱茶（熟茶）審評方法［1］，對全部樣品進行感官審評，并分別對每個樣品的外形、湯色、香氣、滋味以及葉底的感官品質進行打分。

1.2.2 普洱茶主要化學成分含量分析 茶多酚含量采用GB/T 8313-2002［14］，即《茶茶多酚測定》；黃酮類化合物總量采用三氯化鋁比色法；茶色素含量采用系統分析法；游離氨基酸總量采用GB/T 8314-2002［15］，即《茶游離氨基酸總量測定》；水浸出物總量采用GB/T 8305-2002［16］，即《茶水浸出物測定》；沒食子酸總量采用HPLC法［17］測定。

1.2.3 普洱茶揮發性成分分析 采用HS-SPME/GCMS技術，主要按照參考文獻［18］中建立的方法進行。

HS-SPME參數條件：實驗中采用65 μm DVB/ PDMS萃取頭，茶水比設為1∶3（g/mL），提取水浴溫度設為60℃，萃取時間設為60 min。

GC-MS條件：HP-5MS彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度250℃，ECD檢測器溫度250℃；載氣為高純氦氣（純度＞99.999%），流速為1 mL/min；柱溫起始為50℃，保持5 min，以每分鐘3℃升至125℃，保持3 min，再以2℃/min升至180℃，保持3 min，最后以15℃/min升至230℃，不分流進樣。離子源EI；離子源溫度230℃；電子能量70 eV；發射電流34.6 μA；四極桿溫度150℃；轉接口溫度：280℃；電子倍增器電壓350 V；質量掃描范圍：35～400 amu。

GC-MS分析：各香氣組分含量以相對含量（%）表示，即各香氣組分的峰面積占總峰面積的比值的百分數。

1.2.4 揮發性成分的主成分分析 根據普洱茶中揮發性成分含量的差異分析結果，選用一定數量的揮發性成分的相對含量作為變量，三個不同產地的所有普洱茶樣品作為考察對象，進行關鍵揮發性成分的主成分分析。

1.3 數據統計分析

數據的差異顯著性分析和主成分分析采用SPSS 17.0數據處理軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同產地普洱茶的感官審評結果分析

三個不同產地普洱茶樣品的感官審評結果如表1所示。從表1可以看出，該批次樣品中，來源于普洱市的樣品在總體上具有較好的色、香、味品質。

2.2 不同產地普洱茶主要化學成分的差異比較分析

普洱茶中的主要化學成分（包括茶多酚總量、游離氨基酸總量、黃酮總量、沒食子酸含量以及茶色素等）在臨滄市、西雙版納州以及普洱市三個不同產地樣品中的含量情況如表2所示?？梢?，三個產地的普洱茶樣品中的茶多酚和沒食子酸的含量水平比較接近，統計分析表明二者在三個產地樣品中的含量水平不存在顯著性差異（p＞0.05）。茶褐素是普洱茶中的關鍵生物活性成分之一，它在普洱市樣品中的含量最高（14.95%），其含量水平顯著高于其他兩地來源的普洱茶樣品（p＜0.05），而來源于臨滄市和西雙版納州兩地的普洱茶樣品中的茶褐素含量水平不存在顯著性差異（p＞0.05）。西雙版納州樣品中水浸出物含量水平最高（32.89%），顯著高于臨滄市樣品中的含量水平（30.16%）（p＜0.05），但與普洱市樣品的含量水平不存在顯著性差異（p＞0.05）。三個產地普洱茶樣品中的游離氨基酸、黃酮以及茶黃素的含量水平呈現出了類似的趨勢，都在普洱市的樣品中含量最高，西雙版納州次之，臨滄市最低；統計分析表明，普洱市樣品中三者的含量水平都顯著高于臨滄市樣品（p＜0.05），而與西雙版納州樣品的含量水平不存在顯著性差異（p＞0.05）。此外，茶紅素的含量在臨滄市樣品和普洱市樣品中分別為3.92%和3.09%，不存在顯著性差異（p＞0.05），但都顯著高于西雙版納州樣品的含量水平（2.04%）（p＜0.05）。

2.3 不同產地普洱茶樣品的揮發性成分的含量比較及主成分分析

2.3.1 三個不同產地普洱茶樣品中的揮發性成分的含量比較 表3為采用頂空固相微萃取技術（HSSPME）結合氣相色譜-質譜（GC-MS）技術，從3個產地的15個普洱茶樣品中分析鑒定出的65種主要的揮發性成分及其含量水平，主要包括醇類、醛類、雜氧類、碳氫化合物、酮類、酯類、內酯類、酚類以及酸類等揮發性成分。

表1 不同產地普洱茶的感官審評結果Table1 Sensory evaluation of Pu-erh tea samples produced from different origins of Pu-erh tea

表2 不同產地普洱茶的主要化學成分比較Table2 Comparison of major chemical constituents among different origins of Pu-erh tea

由表3可知，三個不同產地的普洱茶樣品中，醇類揮發性成分都以α-萜品醇和β-芳樟醇及其氧化物為主，其中α-萜品醇是含量最高的醇類揮發性成分；在醇類揮發性成分相對含量的總量水平上，來源于普洱市的樣品中最高，臨滄市次之，西雙版納州最低。此外，橙花醇和橙花叔醇的含量水平在臨滄市樣品中較高，分別為0.69%和1.01%，而二者在其他兩地樣品中的含量水平較低。

三個不同產地的普洱茶樣品中，醛類揮發性成分都以2-異丙基-4-甲基-己-2-烯醛、3，4，5-三甲氧基-苯甲醛以及β-環檸檬醛為主，其中2-異丙基-4-甲基-己-2-烯醛是含量最高的醛類揮發性成分；在醛類揮發性成分含量的總量水平上，來源于臨滄市的樣品中最高，西雙版納州次之，普洱市最低。此外其他醛類香氣成分中，以枯茗醛和檸檬醛在三個產地的普洱茶樣品中的含量水平差異較大。

雜氧類揮發性成分是“陳味”的重要呈香成分。三個不同產地的普洱茶樣品中，雜氧類揮發性成分的相對含量總量可達30%～40%，是這些普洱茶樣品中含量最豐富的揮發性成分，其中以1，2，3-三甲氧基苯為主（可占雜氧化合物總量的50%左右）。在雜氧類揮發性成分含量的總量上，來源于西雙版納州的樣品中最高，臨滄市次之，普洱市最低。此外，3，4-二甲氧基甲苯、4-乙基-1，2-二甲氧基苯以及5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯等成分的含量水平在三個產地的普洱茶樣品中存在較大差異。

三個不同產地的普洱茶樣品中，碳氫類化合物成分都是以2-甲基萘、萘、β-愈創烯以及α-雪松烯等成分為主，其中2-甲基萘是含量最高的碳氫化合物成分；在碳氫化合物類揮發性成分含量的總量水平上，來源于臨滄市的樣品中最低，西雙版納州次之，普洱市最高。此外其他碳氫化合物類揮發性成分中，以1，1，6-三甲基-1，2-二氫-萘等成分在三個產地的普洱茶樣品中的含量水平差異較大。

三個不同產地的普洱茶樣品中，酮類揮發物成分以香葉基丙酮、β-紫羅酮、2，2，8，8-四甲基-3，5-辛二烯-5-酮以及α-紫羅酮為主，其中β-紫羅酮是含量最高的酮類揮發性成分；在酮類揮發性成分相

對含量的總量上，三個不同產地的普洱茶樣品的差異比較小。

三個不同產地的普洱茶樣品中，酯類揮發物成分以亞甲基-丁酸-二甲酯和2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯為主，其中2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯是含量最高的酯類揮發性成分；內酯類揮發性成分主要是二氫獼猴桃內酯和四氫獼猴桃內酯，其中以二氫獼猴桃內酯的含量較高，而四氫獼猴桃內酯在三個產地的普洱茶樣品中的含量水平差異較大。

三個不同產地的普洱茶樣品中，酚類揮發性成分主要是2，6-二甲氧基苯酚和2，6-二叔丁基對甲苯酚，二者在三個產地的普洱茶樣品中的含量水平差異較小。此外，三個不同產地的普洱茶樣品中，只檢測出1種酸類揮發性成分，即十六烷酸，其在普洱市樣品中含量較高，而在另外兩地的樣品中的差異很小。

表3 不同產地普洱茶揮發性成分的差異比較Table3 Comparative study on volatile constituents of Pu-erh tea among different origins

2.3.2 揮發性成分的主成分分析 根據表3中主要揮發性成分含量水平的差異及相關性分析結果，選取13種揮發性成分（即雜氧化合物成分中的3，4-二甲氧基甲苯、4-乙基-1，2-二甲氧基苯和5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯，醇類成分中的橙花醇、橙花叔

醇，醛類成分中的枯茗醛、檸檬醛、2-異丙基-4-甲基-己-2-烯-醛、3，4，5-三甲氧基-苯甲醛，酯類成分中的亞甲基-丁酸-二甲酯和2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯，內酯類成分中的四氫獼猴桃內酯以及碳氫化合物成分中的1，1，6-三甲基-1，2-二氫-萘）的相對含量作為變量，三個不同產地的所有普洱茶樣品作為考察對象，進行關鍵揮發性成分的主成分分析（表4～表5）。

續表

表4為相關系數矩陣的特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率?？梢?，前3個主成分的累計貢獻率可達到近90%，所以可以將上述13個揮發性成分相對含量的指標綜合成表5中的3個主成分（PC1、PC2和PC3）。此外，從表4還可以看出，PC1和PC2的累積方差貢獻率可達80%以上，其中對PC1（第1主成分）的影響的主要特征向量為3，4，5-三甲氧基-苯甲醛（0.953）、2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯（0.948）、5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯（0.933）以及3，4-二甲氧基甲苯（0.914），而對PC2（第2主成分）的影響的主要特征向量為檸檬醛（0.692）和2-異丙基-4-甲基-己-2-烯-醛（0.656）。因此，本研究中上述這些揮發性成分

的含量水平在一定程度上是判別普洱茶產地的重要指標。全部普洱茶樣品在PC1和PC2上的散點分布圖如圖1所示?？梢?，三個不同產地的樣品可以通過這些指標實現有效區分。

表4 相關系數矩陣的特征值、方差貢獻率和累計方差貢獻率Table4 Eigenvalues of four principal components and their variance contribution and cumulative variance contribution rates

表5 相關矩陣的特征向量Table5 Eigenvectors of corresponding matrix

圖1 15個不同產地的普洱茶樣品在第1主成分和第2主成分分布Fig.1 Scatter plot of the first two principal component analysis of 15 Pu-erh tea samples

3 結論

3.1 不同產地普洱茶主要化學成分含量水平的差異

本研究表明，臨滄市、西雙版納州以及普洱市三個不同產地的普洱茶樣品中的茶多酚和沒食子酸的含量水平不存在顯著性差異（p＞0.05），而茶色素（茶黃素、茶紅素以及茶褐素）、游離氨基酸總量以及黃酮總量的含量水平差異沒有明顯規律。此外，感官審評表明，該批次樣品中，來源于普洱市的樣品在總體上具有較好的色、香、味品質。

3.2 不同產地普洱茶揮發性成分含量水平的差異

本研究從3個產地的15個普洱茶樣品中分析鑒定出65種共性的揮發性成分，主要包括醇類、醛類、雜氧類、碳氫化合物、酮類、酯類、內酯類、酚類以及酸類等揮發性成分。三個不同產地的普洱茶樣品相比，普洱市樣品中的醇類和碳氫化合物類揮發性成分的相對含量的總體水平顯著高于臨滄市和西雙版納州（p＜0.05），而雜氧類揮發性成分卻顯著低于其他兩地（p＜0.05）；另外，臨滄市樣品中醛類成分的相對含量的總體水平顯著高于其他兩地（p＜0.05），而西雙版納州樣品中的雜氧類揮發性成分的相對含量的總體水平顯著高于其他兩地（p＜0.05）。

3，4-二甲氧基甲苯、4-乙基-1，2-二甲氧基苯、5-甲基-1，2，3-三甲氧基-苯、橙花醇、橙花叔醇、枯茗醛、檸檬醛、2-異丙基-4-甲基-己-2-烯-醛、3，4，5-三甲氧基-苯甲醛、亞甲基-丁酸-二甲酯、2-乙基-丁酸-2-丙烯基酯、四氫獼猴桃內酯以及1，1，6-三甲基-1，2-二氫-萘在不同產地的普洱茶樣品中的相對含量水平存在顯著性差異（p＜0.05），采用主成分分析，三個不同產地的樣品可以通過這些指標在PC1和PC2的散點分布圖上實現有效的區分。

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Comparative study on the content levels of the major chemical constituents of Pu-erh tea among different producing areas

LV Hai-peng1，ZHANG Yue1，YANG Ting1，2，SHI Jiang1，2，LIN Zhi1，*
（1.Key Laboratory of Tea Biology and Resource Utilization of Ministry of Agriculture，Tea Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310008，China；2.Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）

In order to provide preliminary scientific basis for the identification of producing areas of Pu-erh tea products，the content levels of the major chemical constituents as well as the volatile compounds in Pu-erh tea products obtained from three major producing areas，i.e.Lincang city，Xishuangbanna city and Pu-erh city，were analyzed and compared in this study.Results showed that the levels of the major chemical constituents including water extracts，total flavonoids，total free amino acids，and tea pigments（theabrownins，theaflavins，thearubigins）were observed to have significant differences（p＜0.05）among Pu-erh teas produced in different areas，and the levels of tea polyphenols and gallic acid were found to have slight difference（p＞0.05）.Moreover，significant differences were observed within the levels of some volatile compounds，such as 3，4-dimethoxytoluene，1，2，3-trimethoxy-5-methyl-benzene，nerol，nerolidol，citral，3，4，5-trimethoxy-benzaldehyde，dimethyl itaconate，and tetrahydroactinidiolide，among Pu-erh teas produced in different areas，and the principal components analysis could effectively separate the Pu-erh tea samples produced in different areas.

Pu-erh tea；producing areas；chemical constituents；volatile components；difference

TS201.1

A

1002-0306（2016）08-0059-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.08.003

2015-08-19

呂海鵬（1980-），男，博士，副研究員，主要從事茶葉加工品質化學方面的研究，E-mail：hplv@163.com。

*通訊作者：林智（1965-），男，博士，研究員，主要從事茶葉加工品質化學方面的研究，E-mail：teachem108@hotmail.com。

國家自然科學基金（31000317）；國家現代農業產業技術體系建設專項（CARS-23）；中國農業科學院創新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）。