CN113049722A - 一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化学检测技术领域，具体公开了一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法及其应用，该方法通过利用顶空固相微萃取方法收集挥发性香气物质，再通过气相色谱‑质谱联用进行分析来构建香气物质标准指纹图谱，该构建方法首次将凤凰单枞茶茶叶特征香气种类和峰面积转化为指纹图谱，用于鉴定凤凰单枞茶茶叶种类中，可更直观地反映特征香气种类和峰面积差别信息，提高种类鉴定的准确性，解决了现有的凤凰单枞茶鉴定方法存在鉴定的准确度不高的问题，具有准确、方便、快捷的优点，具有良好的应用前景。

Description

一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法及其应用
技术领域
本发明涉及化学检测技术领域，具体是一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法和应用。
背景技术
茶叶作为一种饮品，按照制作工艺可以分为绿茶、黄茶、乌龙茶、红茶、黑茶、白茶等种类，由于茶叶成分中含有儿茶素、咖啡碱等成分，可以起到有益健康的效果，深受广大消费者的喜爱。其中，凤凰单枞茶作为茶叶的一种，产自粤东潮州市凤凰镇的凤凰山上，栽培至今已有七百多年的历史。凤凰山为粤东第一高山，常年云雾缭绕，土壤和气候特别适合单枞茶的生长，单枞茶质量高，滋味浓醇鲜爽，润喉回甘，在国内外享有很高的盛誉，深受市场和消费者的欢迎。
但是，近年来，一些不法商人采用其他种类的茶叶冒充凤凰单枞茶在市场上售卖，严重损坏了消费者的利益，破坏了正常的市场秩序，对凤凰单枞茶的声誉造成严重的影响。为此，需要通过鉴定茶叶种类的方式来打击以次充好的行为，例如，可以通过人工进行鉴定以及基于指纹图谱进行鉴定。目前，茶叶香气物质指纹图谱可以来作为区分其他茶叶种类的一种方法，在鉴定茶叶种类中具有良好的应用前景。但是，目前的茶叶的香气物质指纹图谱研究主要集中在红茶、绿茶和普洱茶上，主要针对凤凰单枞茶的研究是一片空白，通常还是通过人工进行鉴定，导致鉴定的准确度不高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，以解决上述背景技术中提出的现有的凤凰单枞茶鉴定方法存在鉴定的准确度不高的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，包括以下步骤：
将待构建构指纹图谱的样品粉碎后通过顶空固相微萃取方法收集香气物质，得到富集香气；
将富集香气通过气相色谱-质谱联用进行分析，以获得样品中不同种类的香气物质的气相色谱-质谱分析数据；其中气相色谱-质谱分析数据至少包括不同种类的香气物质的相对保留时间与平均峰面积；
根据气相色谱-质谱分析数据进行绘制得到香气物质标准指纹图谱。
需要说明的是，茶叶含有丰富的挥发性香气成分，因此，茶叶香气成分作为鉴别茶叶品质的重要指标，历来受到国内外学者的关注。茶叶香气是茶鲜叶在制作过程中通过复杂的生化反应而产生的，香气组分的种类与含量与茶树品种、栽培环境、加工工艺等因素相关。任何一种茶叶的香气都是由所含的不同物质以不同浓度组合的综合表现，因此，可以以一种茶叶的多种特征香气物质以及其不同百分比含量，构建茶叶香气物质指纹图谱，来作为区分其他茶叶种类的一种方法。目前，茶叶的香气物质指纹图谱研究主要集中在红茶、绿茶和普洱茶上，主要针对凤凰单枞茶的研究是一片空白。因此，本发明实施例通过所述挥发性香气物质指纹图谱的构建方法可以制作凤凰单枞茶香气物质标准指纹图谱，建立一种利用凤凰单枞茶特征香气物质标准指纹图谱鉴别茶叶真伪的方法，为打击销售假冒种类茶叶，维护消费者利益，规范茶叶市场秩序提供有效的鉴定方法，克服了现有茶叶市场中存在假冒凤凰单枞茶茶叶现象较为严重，且难以鉴别的问题。
作为本发明进一步的方案：在所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法中，所述茶叶样品中不同种类的香气物质至少包含香气物质标准品，所述香气物质标准品具体是十三种香气物质标准品，分别为苯甲醛、柠檬烯、罗勒烯、苯甲醇、萜品烯、芳樟醇氧化物(包括芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II)、芳樟醇、脱氢芳樟醇、苯乙腈、香叶醇、吲哚、橙花叔醇，用相同的GC-MS条件和方法进行分析测定。
本发明实施例的另一目的在于提供一种所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法在茶质量检测中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明实施例提供了一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，通过利用顶空固相微萃取方法收集挥发性香气物质，再通过气相色谱-质谱联用进行分析来构建香气物质标准指纹图谱，该构建方法首次将凤凰单枞茶茶叶特征香气种类和峰面积转化为指纹图谱，用于鉴定凤凰单枞茶茶叶种类中，可更直观地反映特征香气种类和峰面积差别信息，提高种类鉴定的准确性，解决了现有的凤凰单枞茶鉴定方法存在鉴定的准确度不高的问题，具有准确、方便、快捷的优点，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1所得12种凤凰单枞茶茶叶香气物质的GC-MS图。
图2为本发明实施例1所得凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱。
图3为本发明实施例2所得6个凤凰单枞茶茶叶样品的茶叶香气物质的GC-MS图。
图4为本发明实施例2所得6个凤凰单枞茶茶叶样品的茶叶香气物质的特征峰图谱。
图5为本发明实施例13所得3个红茶茶叶样品的茶叶香气物质的GC-MS图。
图6为本发明实施例13所得3个红茶茶叶样品的茶叶香气物质的特征峰图谱。
图7为本发明实施例14所得3个绿茶茶叶样品的茶叶香气物质的GC-MS图。
图8为本发明实施例14所得3个绿茶茶叶样品的茶叶香气物质的特征峰图谱。
图9为本发明实施例15所得4个乌龙茶茶叶样品的茶叶香气物质的GC-MS图。
图10为本发明实施例15所得4个乌龙茶茶叶样品品的茶叶香气物质的特征峰图谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例中，提供一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，具体是一种新的凤凰单枞茶茶叶香气物质指纹图谱的构建方法，其包括以下步骤：
将待构建构指纹图谱的样品(尤其适用于茶叶样品，特别是凤凰单枞茶茶叶)粉碎后通过顶空固相微萃取(HS-SPME，Head Space-Solid Phase Microextraction)方法收集(挥发性)香气物质，得到富集香气；
将富集香气通过气相色谱-质谱联用(Gas chromatography-mass spectrometry，简称GC-MS)进行分析，以获得茶叶样品中不同种类的香气物质及其所对应的峰面积等相关的气相色谱-质谱分析数据；其中气相色谱-质谱分析数据至少包括不同种类的香气物质的相对保留时间与平均峰面积；
根据气相色谱-质谱分析数据进行绘制得到香气物质标准指纹图谱。
作为本发明的另一优选实施例，所述绘制是通过以香气物质的相对保留时间为横坐标，平均峰面积为纵坐标，构建成香气物质标准指纹图谱。
作为本发明的另一优选实施例，所述茶叶样品中不同种类的香气物质至少包含香气物质标准品，所述香气物质标准品是醛类化合物、萜类化合物、醇类化合物、腈类化合物、吲哚类化合物中的任意一种或多种。
作为本发明的另一优选实施例，所述香气物质标准品具体是十三种香气物质标准品，分别为苯甲醛、柠檬烯、罗勒烯、苯甲醇、萜品烯、芳樟醇氧化物(包括芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II)、芳樟醇、脱氢芳樟醇、苯乙腈、香叶醇、吲哚、橙花叔醇，用相同的GC-MS条件和方法进行分析测定。
作为本发明的另一优选实施例，通过从相关数据中选取以上13种凤凰单枞茶共有的特征香气物质，将13种特征香气相对保留时间作为横坐标，平均峰面积作为纵坐标，制备了凤凰单枞茶茶叶香气物质标准指纹图谱。
作为本发明的另一优选实施例，所述茶叶样品至少包括凤凰单枞茶茶叶和待鉴定种类的茶叶，其中，所述凤凰单枞茶茶叶得到的指纹图谱为标准指纹图谱，用于与待鉴定种类的茶叶的指纹图谱进行比对，判断相似度，可以鉴定待鉴定茶叶的真伪。
作为本发明的另一优选实施例，在所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法中，还包括定性定量分析香气物质标准品的步骤，具体是定性分析茶叶样品中不同种类的香气物质的特征峰与NIST(National Institute ofStandards and Technology，美国国家标准与技术研究院)谱库中标准化合物进行匹配，以确定香气物质标准品。
进一步的，通过与NIST谱库中标准化合物进行匹配，结合13种标准品的峰保留时间，确定13种凤凰单枞茶共有的特征香气物质；并以芳樟醇为参照峰S，分别计算各共有特征峰的相对保留时间。收集凤凰单枞茶中13种特征香气成分各自峰面积数据。
作为本发明的另一优选实施例，所述顶空固相微萃取是将茶叶样品粉碎后加水并于40-80℃下加热3-8min，再进行顶空萃取50-70min，解析，得到富集香气。
优选的，采用HS-SPME对茶叶香气物质进行萃取，即将茶叶样品研磨粉碎，过60目筛后，精确称取10g茶叶样品于150ml顶空瓶中，加入沸水30ml，用密封垫迅速密封顶空瓶，60℃下加热5min，将已老化的聚二甲基硅氧烷/二乙烯基苯(DVB/PDMS)固相萃取头插入顶空瓶，在60℃顶空萃取60min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，同时启动气相色谱-质谱联用仪收集数据。
作为本发明的另一优选实施例，气相色谱-质谱联用采用的GC-MS测定仪器为美国Thermo Trace-1300气相色谱-质谱联用仪。其中，GC条件：色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；实验条件为：进样量为0.2μL，使用的载气是He气，流量为1.2mL/min，分流比为10:1，进样口和检测器的温度均为250℃，程序升温：初始温度为60℃，保持2分钟，以3℃/min升至120℃，保持2分钟，然后以5℃/min升至180℃，保持2分钟，然后再以10℃/min升至250℃。MS条件：电子能量70eV，接口的温度250℃，质量扫描范围：40-500。
本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述任意一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法得到的挥发性香气物质指纹图谱。
作为本发明的另一优选实施例，所述的挥发性香气物质指纹图谱在鉴别茶叶种类中的应用。
本发明实施例的另一目的在于提供一种所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法在茶质量检测中的应用。
作为本发明的另一优选实施例，在所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法在茶质量检测中的应用中，尤其适用于对凤凰单枞茶进行鉴定，通过利用顶空固相微萃取技术富集凤凰单枞茶香气，通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析，获得凤凰单枞茶香气物质的种类和峰面积的相关数据。再从相关数据中选取十三种凤凰单枞茶共有的特征香气物质，将十三种特征香气的相对保留时间作为横坐标，平均峰面积作为纵坐标，制备了凤凰单枞茶茶叶香气物质标准指纹图谱。用同样的方法制备其他种类的茶叶香气物质指纹图谱，通过与凤凰单枞茶香气物质标准指纹图谱进行比对，判断相似度，可以鉴定待鉴定茶叶的真伪。
作为本发明的另一优选实施例，在所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法在茶质量检测中的应用中，所述茶质量检测包括鉴别茶叶种类的步骤，具体包括：
构建待鉴定种类的茶叶香气物质指纹图谱，根据夹角余弦公式计算与香气物质标准指纹图谱的相似度，得到相似度范围；再根据相似度范围判断待鉴定种类的茶叶是否属于标准茶叶样品的种类。其中，香气物质标准指纹图谱是凤凰单枞茶的茶叶香气物质标准指纹图谱，也可以是其他的需要鉴定是否属于该茶叶种类的茶叶样品的香气物质标准指纹图谱。具体可以根据需要选择，这里并不作限定。
优选的，所述鉴别茶叶种类是一种基于凤凰单枞茶茶叶香气物质在指纹图谱鉴别茶叶种类的方法，包括如下步骤：
(1)以凤凰单枞茶13种特征香气物质相对保留时间为横坐标，平均峰面积为纵坐标，绘制凤凰单枞茶茶叶特征香气物质指纹图谱；
(2)构建待鉴定种类的茶叶香气物质指纹图谱；
(3)使用SPSS(Statistical Product and Service Solutions，统计产品与服务解决方案)软件，采用相关分析中的距离分析，根据夹角余弦公式计算步骤(1)所得凤凰单枞茶的茶叶香气物质标准指纹图谱的相似度，得到凤凰单枞茶茶叶香气物质标准指纹图谱的相似度范围；
(4)使用SPSS软件，采用相关分析中的距离分析，根据夹角余弦公式计算步骤(3)所得待鉴定种类的茶叶香气物质指纹图谱与步骤(2)所得凤凰单枞茶茶叶香气物质标准指纹图谱的相似度，如果所得相似度大于步骤(3)所得相似度范围的最低值，则判定待鉴定种类的茶叶为凤凰单枞茶茶叶；如果所得相似度小于步骤(3)所得相似度范围的最低值，则判定待鉴定种类的茶叶不是凤凰单枞茶茶叶。
作为本发明的另一优选实施例，上述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法在茶质量检测的应用属于一种凤凰单枞茶的质量分析评价方法，用于凤凰单枞茶样品、凤凰单枞茶加工品及含凤凰单枞茶30％以上的产品的质量分析。
以下通过列举具体实施例对本发明的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法的技术效果做进一步的说明。
实施例1
凤凰单枞茶GC-MS标准指纹图谱的制备包括以下步骤：
(1)以12个不同香型的凤凰单枞茶茶叶作为茶叶样品(香型分别为a-蜜兰香、b-八仙、c-黄枝香、d-芝兰香、e-茉莉香、f-杏仁香、g-通天香、h-夜来香、i-银花香、j-贡香、k-桂花香、l-玉兰香)。
(2)茶叶样品并粉碎过60目筛，精确称取10g茶样于150ml顶空瓶中，加入沸水30ml，用密封垫迅速密封顶空瓶，60℃下加热5min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在60℃顶空萃取60min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，同时启动气相色谱-质谱联用仪收集数据。
(3)GC-MS测定仪器为美国Thermo Trace-1300气相色谱-质谱联用仪。GC条件：色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；实验条件为：进样量为0.2μL，使用的载气是He气，流量为1.2mL/min，分流比为10:1，进样口和检测器的温度均为250℃，程序升温：初始温度为60℃，保持2分钟，以3℃/min升至120℃，保持2分钟，然后以5℃/min升至180℃，保持2分钟，然后再以10℃/min升至250℃。MS条件：电子能量70eV，接口的温度250℃，质量扫描范围：40-500。记录谱图得到12个凤凰单枞茶的GC-MS图，见附图1。图1中，a表示蜜兰香、b表示八仙、c表示黄枝香、d表示芝兰香、e表示茉莉香、f表示杏仁香、g表示通天香、h表示夜来香、i表示银花香、j表示贡香、k表示桂花香、l表示玉兰香。
(4)取十三种香气物质标准品，分别为苯甲醛、柠檬烯、罗勒烯、苯甲醇、萜品烯、芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II、芳樟醇、脱氢芳樟醇、苯乙腈、香叶醇、吲哚、橙花叔醇，均购自上海安普科技有限公司，用相同的GC-MS条件和方法进行分析测定，确定其保留时间。
(5)12个凤凰单枞茶样品中确定13种共有的香气成分，其保留时间分别为：4.598、5.479、5.536、5.621、5.862、6.175、6.407、6.539、6.610、7.164、8.774、9.423和12.793分钟，分别确定为化合物：苯甲醛、柠檬烯、罗勒烯、苯甲醇、萜品烯、芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II、芳樟醇、脱氢芳樟醇、苯乙腈、香叶醇、吲哚、橙花叔醇，以第8号峰芳樟醇为参照峰S，分别计算各共有特征峰的相对保留时间，分别得到特征峰1规定值为0.703、特征峰2规定值为0.838、特征峰3规定值为0.847、特征峰4规定值为0.860、特征峰5规定值为0.896、特征峰6规定值为0.944、特征峰7规定值为0.980、特征峰8规定值为1.000、特征峰9规定值为1.011、特征峰10规定值为1.096、特征峰11规定值为1.342、特征峰12规定值为1.441、特征峰13规定值为1.956。结果13个共有峰的相对保留时间的RSD均小于1％。以12个凤凰茶茶叶样品的13种共有香气成分相对保留时间为横坐标，平均值峰面积为纵坐标，得到凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱，见附图2。图2中的标记表示如下：1.苯甲醛、2.柠檬烯、3.罗勒烯、4.苯甲醇、5.萜品烯、6.芳樟醇氧化物I、7.芳樟醇氧化物II、8.芳樟醇、9.脱氢芳樟醇、10.苯乙腈、11.香叶醇、12.吲哚、13.橙花叔醇。
(6)使用SPSS软件采用相关分析中的距离分析，根据夹角余弦公式计算12种凤凰单枞茶各自的香气物质图谱与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱的相似度(见表1)，得到凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱的相似度范围结果表。
表1凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱的相似度范围
Figure BDA0003023891320000101
根据表1可以看出，得到凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱的相似度范围在0.777-0.959之间。即可以得到凤凰单枞茶标准指纹图谱的相似度阈值0.777、0.959。
实施例2
结合实施例1，将凤凰单枞茶样品特征香气指纹图谱与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱的比对：
(1)取凤凰单枞茶样品共6个，并粉碎过60目筛，精确称取10g茶样进行顶空固相微萃取，即将称取10g茶样加入150ml顶空瓶中，加入沸水30ml，用密封垫迅速密封顶空瓶，60℃下加热5min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在60℃顶空萃取60min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，同时启动气相色谱-质谱联用仪收集数据。
(2)GC-MS测定仪器为美国Thermo Trace-1300气相色谱-质谱联用仪。GC条件：色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；实验条件为：进样量为0.2μL，使用的载气是He气，流量为1.2mL/min，分流比为10:1，进样口和检测器的温度均为250℃，程序升温：初始温度为60℃，保持2分钟，以3℃/min升至120℃，保持2分钟，然后以5℃/min升至180℃，保持2分钟，然后再以10℃/min升至250℃。MS条件：电子能量70eV，接口的温度250℃，质量扫描范围：40-500。得到6个样品的特征香气指纹图谱。对照凤凰单枞茶茶叶香气物质特征指纹图谱，找出13个共有特征峰，以第8号峰为参照峰S，分别计算各共有特征峰的相对保留时间，分别为特征峰1为0.703、特征峰2为0.838、特征峰3为0.847、特征峰4为0.860、特征峰5为0.896、特征峰6为0.944、特征峰7为0.980、特征峰8为1.000、特征峰9为1.011、特征峰10为1.096、特征峰11为1.342、特征峰12为1.441、特征峰13为1.956。13个共有峰的相对保留时间的RSD均小于1％。具体的所得6个凤凰单枞茶茶叶样品的茶叶香气物质GC-MS图和特征峰图谱见附图3与附图4所示，其中，图3是6个凤凰单枞茶茶叶样品的茶叶香气物质GC-MS图，图4是6个凤凰单枞茶茶叶样品的茶叶香气物质特征峰图谱。
(3)以13个共有特征峰相对保留时间为横坐标，平均峰面积为纵坐标，得到6个凤凰单枞茶特征香气指纹图谱，使用SPSS软件采用相关分析中的距离分析，结合以上结果，得到6个凤凰单枞茶样品特征香气指纹图谱与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱的相似度，具体见表2所示。
表2 6个凤凰单枞茶样品特征香气指纹图谱与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱的相似度
Figure BDA0003023891320000111
根据夹角余弦公式计算6个凤凰单枞茶特征香气指纹图谱与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱的相似度为0.799-0.917，高于凤凰单枞茶标准指纹图谱的相似度阈值0.777，判定为凤凰单枞茶，与实际情况一致。
实施例3
与实施例1相比，除了香气物质标准品是苯甲醇、芳樟醇、脱氢芳樟醇、香叶醇、橙花叔醇，其他与实施例1相同。
实施例4
与实施例1相比，除了香气物质标准品是柠檬烯、罗勒烯、萜品烯，其他与实施例1相同。
实施例5
与实施例1相比，除了香气物质标准品是苯甲醛、柠檬烯、罗勒烯、萜品烯、苯乙腈，其他与实施例1相同。
实施例6
与实施例1相比，除了香气物质标准品是苯甲醇、芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II、芳樟醇、脱氢芳樟醇、香叶醇、橙花叔醇，其他与实施例1相同。
实施例7
与实施例1相比，除了香气物质标准品是吲哚，其他与实施例1相同。
实施例8
与实施例1相比，除了香气物质标准品是苯乙腈，其他与实施例1相同。
实施例9
与实施例2相比，除了顶空固相微萃取是在40℃下加热8min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在40℃顶空萃取70min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，其他与实施例2相同。
实施例10
与实施例2相比，除了顶空固相微萃取是在80℃下加热3min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在80℃顶空萃取50min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，其他与实施例2相同。
实施例11
与实施例2相比，除了顶空固相微萃取是在50℃下加热7min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在50℃顶空萃取65min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，其他与实施例2相同。
实施例12
与实施例2相比，除了顶空固相微萃取是在70℃下加热4min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在70℃顶空萃取55min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，其他与实施例2相同。
实施例13
为了验证以上的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法的可行性，在本实施例中进行了一系列的比对实验。
(1)取3个红茶样品，分别为滇红、祁门红茶和金骏眉。茶叶样品粉碎过60目筛，精确称取10g茶样于150ml顶空瓶中，加入沸水30ml，用密封垫迅速密封顶空瓶，60℃下加热5min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在60℃顶空萃取60min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，同时启动仪器收集数据。
(2)GC-MS测定仪器为美国Thermo Trace-1300气相色谱-质谱联用仪。GC条件：色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；实验条件为：进样量为0.2μL，使用的载气是He气，流量为1.2mL/min，分流比为10:1，进样口和检测器的温度均为250℃，程序升温：初始温度为60℃，保持2分钟，以3℃/min升至120℃，保持2分钟，然后以5℃/min升至180℃，保持2分钟，然后再以10℃/min升至250℃。MS条件：电子能量70eV，接口的温度250℃，质量扫描范围：40-500。得到3个红茶样品的香气物质GC-MS图和特征峰图谱，构建成指纹图谱。具体所得3个红茶茶叶样品的茶叶香气物质GC-MS图和特征峰图谱见附图5与附图6所示，其中，图5是3个红茶茶叶样品的茶叶香气物质GC-MS图，图6是3个红茶茶叶样品的茶叶香气物质特征峰图谱。图中，a表示滇红，b表示祁门红茶，c表示金骏眉。
结合图5与图6可以看出，对照凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱，没有一个红茶样品具有与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同的全部13个特征峰，在3个红茶样品的香气GC-MS指纹图谱中，滇红红茶一共找出6个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为苯甲醛、芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II、芳樟醇、香叶醇和橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰1为0.703、特征峰6为0.944、特征峰7为0.980、特征峰8为1.000、特征峰11为1.342、和特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
祁门红茶一共找出5个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为苯甲醛、柠檬烯、苯甲醇、芳樟醇氧化物I和橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰1为0.703、特征峰2为0.838、特征峰4为0.860、特征峰6为0.944和特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
金骏眉红茶一共找出4个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为苯甲醛、苯甲醇、芳樟醇氧化物I和芳樟醇氧化物II。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰1为0.703、特征峰4为0.860、特征峰6为0.944、特征峰7为0.980。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
实施例14
为了验证以上的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法的可行性，在本实施例中进行了一系列的比对实验。
(1)取绿茶样品3个样品，分别为碧螺春、黄山毛峰和龙井。粉碎过60目筛，精确称取10g茶样于150ml顶空瓶中加入沸水30ml，用密封垫迅速密封顶空瓶，60℃下加热5min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在60℃顶空萃取60min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，同时启动仪器收集数据。
(2)GC-MS测定仪器为美国Thermo Trace-1300气相色谱-质谱联用仪。GC条件：色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；实验条件为：进样量为0.2μL，使用的载气是He气，流量为1.2mL/min，分流比为10:1，进样口和检测器的温度均为250℃，程序升温：初始温度为60℃，保持2分钟，以3℃/min升至120℃，保持2分钟，然后以5℃/min升至180℃，保持2分钟，然后再以10℃/min升至250℃。MS条件：电子能量70eV，接口的温度250℃，质量扫描范围：40-500。得到3个绿茶样品的香气物质GC-MS图和特征峰图谱，构建成指纹图谱。具体所得3个绿茶茶叶样品的茶叶香气物质GC-MS图和特征峰图谱见附图7与附图8所示，其中，图7是3个绿茶茶叶样品的茶叶香气物质GC-MS图，图8是3个绿茶茶叶样品的茶叶香气物质特征峰图谱。图中，a表示碧螺春，b表示黄山毛峰，c表示龙井。
结合图7与图8可以看出，对照凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱，没有一个绿茶样品具有与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同的全部13个特征峰，在3个绿茶样品的香气GC-MS指纹图谱中，碧螺春一共找出1个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间为特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
黄山毛峰一共找出3个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为芳樟醇氧化物I、芳樟醇和橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰6为0.944、特征峰8为1.000和特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
龙井一共找出3个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为苯甲醛、柠檬烯和橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰1为0.703，特征峰2为0.838和特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
实施例15
为了验证以上的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法的可行性，在本实施例中进行了一系列的比对实验。
(1)取福建安溪乌龙茶样品4个样品，分别为赤叶单丛、铁观音、黑乌龙茶和大红袍。粉碎过60目筛，精确称取10g茶样于150ml顶空瓶中，加入沸水30ml，用密封垫迅速密封顶空瓶，60℃下加热5min，将已老化的DVB/PDMS固相萃取头插入顶空瓶，在60℃顶空萃取60min，取出后立即插入气相色谱仪的进样口中，解析5min，同时启动仪器收集数据。
(2)GC-MS测定仪器为美国Thermo Trace-1300气相色谱-质谱联用仪。GC条件：色谱柱为HP-5MS毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm)；实验条件为：进样量为0.2μL，使用的载气是He气，流量为1.2mL/min，分流比为10:1，进样口和检测器的温度均为250℃，程序升温：初始温度为60℃，保持2分钟，以3℃/min升至120℃，保持2分钟，然后以5℃/min升至180℃，保持2分钟，然后再以10℃/min升至250℃。MS条件：电子能量70eV，接口的温度250℃，质量扫描范围：40-500。得到4个乌龙茶样品的香气物质GC-MS图和特征峰图谱，构建成指纹图谱。具体所得4个乌龙茶样品的茶叶香气物质GC-MS图和特征峰图谱见附图9与附图10所示，其中，图9是4个乌龙茶样品的茶叶香气物质GC-MS图，图10是4个乌龙茶样品的茶叶香气物质特征峰图谱。图中，a表示铁观音，b表示黑乌龙茶，c表示大红袍，d表示赤叶单丛。
赤叶单丛一共找出8个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为罗勒烯、萜品烯、芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II、脱氢芳樟醇、苯乙腈、香叶醇和橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰3为0.847、特征峰5为0.896、特征峰6为0.944、特征峰7为0.980、特征峰9为1.011、特征峰10为1.096、特征峰11为1.342、特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
铁观音一共找出2个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为吲哚和橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰12为1.441和特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
黑乌龙茶一共找出6个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为萜品烯、芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II、苯乙腈、吲哚和橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰5为0.896、特征峰6为0.944、特征峰7为0.980、特征峰10为1.096、特征峰12为1.441和特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
大红袍一共找出8个与凤凰单枞茶茶叶特征香气物质标准指纹图谱相同保留时间的特征峰，经鉴定为罗勒烯、苯甲醇、萜品烯、芳樟醇氧化物I、芳樟醇氧化物II、苯乙腈、吲哚和橙花叔醇。以芳樟醇离子峰为标准峰S，相对保留时间分别为：特征峰3为0.847、特征峰4为0.860、特征峰5为0.896、特征峰6为0.944、特征峰7为0.980、特征峰10为1.096、和特征峰12为1.441、特征峰13为1.956。不符合凤凰单枞茶13个共有特征峰的相对保留时间，判定为非凤凰单枞茶，与实际情况一致。
本发明实施例提供了一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，可以作为一种凤凰单枞茶香气物质指纹图谱的构建方法，其是收集凤凰单枞茶的茶叶样品，研磨过60目筛后，通过顶空固相微萃取(HS-SPME)技术富集凤凰单枞茶香气，通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析，获得凤凰单枞茶香气物质的种类和峰面积的相关数据。再从相关数据中选取13种凤凰单枞茶共有的特征香气物质，将13种特征香气相对保留时间作为横坐标，平均峰面积作为纵坐标，制备了凤凰单枞茶茶叶香气物质标准指纹图谱，用于鉴定茶叶种类中，可更直观地反映香气物质差别信息，提高凤凰单枞茶鉴定的准确性，具有准确、方便、快捷的优点，具有良好的应用前景。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
将待构建构指纹图谱的样品粉碎后通过顶空固相微萃取方法收集香气物质，得到富集香气；
将富集香气通过气相色谱-质谱联用进行分析，以获得样品中不同种类的香气物质的气相色谱-质谱分析数据；其中气相色谱-质谱分析数据至少包括不同种类的香气物质的相对保留时间与平均峰面积；
根据气相色谱-质谱分析数据进行绘制得到香气物质标准指纹图谱。
2.根据权利要求1所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，其特征在于，在所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法中，所述绘制是通过以香气物质的相对保留时间为横坐标，平均峰面积为纵坐标，构建成香气物质标准指纹图谱。
3.根据权利要求1所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，其特征在于，所述不同种类的香气物质至少包含香气物质标准品，所述香气物质标准品是醛类化合物、萜类化合物、醇类化合物、腈类化合物、吲哚类化合物中的任意一种或多种。
4.根据权利要求3所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，其特征在于，所述香气物质标准品至少包括苯甲醛、柠檬烯、罗勒烯、苯甲醇、萜品烯、芳樟醇氧化物、芳樟醇、脱氢芳樟醇、苯乙腈、香叶醇、吲哚、橙花叔醇。
5.根据权利要求4所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，其特征在于，在所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法中，所述待构建构指纹图谱的样品至少包括凤凰单枞茶茶叶和待鉴定种类的茶叶，其中，所述凤凰单枞茶茶叶得到的指纹图谱为标准指纹图谱，用于与待鉴定种类的茶叶的指纹图谱进行比对来判断相似度。
6.根据权利要求4所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，其特征在于，在所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法中，还包括定性定量分析香气物质标准品的步骤，具体是将不同种类的香气物质的特征峰与NIST谱库中标准化合物进行匹配，以确定香气物质标准品。
7.根据权利要求5所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法，其特征在于，在所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法中，所述顶空固相微萃取是将待构建构指纹图谱的样品粉碎后加水并于40-80℃下加热3-8min，再进行顶空萃取50-70min，解析，得到富集香气。
8.一种采用如权利要求1-7任一所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法得到的挥发性香气物质指纹图谱。
9.一种如权利要求1-7任一所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法在茶质量检测中的应用。
10.根据权利要求9所述的挥发性香气物质指纹图谱的构建方法在茶质量检测中的应用，其特征在于，所述的应用包括鉴别茶叶种类，具体包括：构建待鉴定种类的茶叶香气物质指纹图谱，根据夹角余弦公式计算待鉴定种类的茶叶香气物质指纹图谱与标准茶叶样品的香气物质标准指纹图谱的相似度，以判断待鉴定种类的茶叶是否属于标准茶叶样品种类。
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