SPME-GC-MS聯(lián)用法分析梔子紅茶香氣成分

李麗霞,羅學(xué)平,敬廷桃,趙先明

(1.宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物與化工工程系,四川宜賓 644003;2.四川省茶業(yè)工程技術(shù)研究中心,四川宜賓 644000;3.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技信息中心,重慶九龍坡 401329;4.宜賓學(xué)院川茶學(xué)院,四川宜賓 644007)

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SPME-GC-MS聯(lián)用法分析梔子紅茶香氣成分

李麗霞1,2,羅學(xué)平1,2,敬廷桃3,*,趙先明2,4

(1.宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物與化工工程系,四川宜賓 644003;2.四川省茶業(yè)工程技術(shù)研究中心,四川宜賓 644000;3.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)科技信息中心,重慶九龍坡 401329;4.宜賓學(xué)院川茶學(xué)院,四川宜賓 644007)

采取固相微萃取和氣相色譜-質(zhì)譜(SPME-GC-MS)聯(lián)用技術(shù)方法對(duì)梔子紅茶香氣成分進(jìn)行分析,以期為梔子紅茶產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。共從梔子紅茶中檢測(cè)出93種香氣成分,其中主要香氣貢獻(xiàn)成分包括醇類、酯類、其他類、酸類和醛類化合物,其中香葉醇、水楊酸甲酯、芳樟醇、六氫茴香素、苯乙醇、芳樟醇氧化物Ⅱ、苯甲酸甲酯、棕櫚酸、芳樟醇氧化物Ⅳ、茉莉酮內(nèi)酯、環(huán)丁甲酸己酯、芳樟醇氧化物Ⅰ、順-3-己烯醇丁酸酯、反-異丁子香酚、苯甲醇、苯乙醛、α-法呢烯和檸檬醛等18種化合物是香氣成分的主體物質(zhì),同時(shí)檢出在對(duì)照茶坯中未檢出的43種香氣成分。六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內(nèi)酯、環(huán)丁甲酸己酯、反-異丁子香酚和α-法呢烯6種含量相對(duì)較高的成分可能是梔子紅茶具有濃郁梔子花香的特殊成分。

梔子紅茶,香氣成分,氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析

花茶是我國(guó)重要的再加工茶類之一,因其具有優(yōu)雅芬芳的香氣和鮮爽醇厚的滋味而深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。當(dāng)前,我國(guó)花茶主要以茉莉花窨制綠茶為主[1],此外還有少量的玫瑰紅茶[2]、桂花烏龍[3]等,而其他花茶的加工研究相對(duì)較少。

梔子花(GardeniajasminoidesEillis)是我國(guó)重要的香花植物之一,廣泛分布于四川、江蘇、浙江等地[4]。梔子具有排石利膽[5]、降脂質(zhì)過(guò)氧化物[6]、抗炎[7]和治療軟組織損傷[8]等作用,因而被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)[9]。梔子花在茶葉生產(chǎn)中也有應(yīng)用,袁林穎[10]、汪松能[11]、劉先華[12]等先后報(bào)道了梔子花茶的窨制工藝,但所用茶坯均為烘青或名優(yōu)綠茶,王紹梅等[13]以云南滇紅為茶坯,初步開(kāi)展了云南梔子紅茶的窨制工藝研究。梔子花具有香氣高、花期長(zhǎng)等特點(diǎn)[4],因此深入開(kāi)展梔子花茶研究,對(duì)于豐富我國(guó)花茶品類、增加茶農(nóng)收入等具有重要意義。

分析茶葉中的芳香物質(zhì)的萃取方法主要有SDE、吸附等[14-15],存在耗時(shí)、有機(jī)溶劑污染、香氣物質(zhì)易變等缺陷。固相微萃取(Solid Phase Micro Extraction,SPME)是一種不使用有機(jī)溶劑的新型采樣技術(shù),集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣于一體,具有用量少、時(shí)間短、費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn),且能較真實(shí)反映樣品中揮發(fā)性成分及組成,因而廣泛應(yīng)用于香氣物質(zhì)的分析[16-17]。

本研究以四川工夫紅茶為茶坯,開(kāi)展梔子紅茶窨制工藝優(yōu)化研究,并對(duì)梔子紅茶的香氣成分進(jìn)行分析,以期為梔子紅茶產(chǎn)品開(kāi)發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

梔子紅茶由宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)踐教學(xué)茶廠采取一窨一提工藝制作。

57330-U手動(dòng)固相微萃取(SPME)進(jìn)樣器美國(guó)Supelco公司;非結(jié)合型聚二甲基硅氧烷(PDMS)萃取頭美國(guó)Supelco公司;QP2010氣質(zhì)聯(lián)用儀日本島津公司;FA-1004電子天平上海精科儀器公司;SPME專用樣品瓶天津奧特塞斯公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1樣品處理稱取1.0 g磨碎茶樣于SPME樣品瓶中,加入NaCl 3.2 g和60 ℃超純水5 mL,加蓋密封,于60 ℃水浴中平衡10 min。經(jīng)固相微萃取吸附50 min后,于氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)樣口230 ℃解析5 min,進(jìn)行GC-MS分析。

1.2.2色譜條件DB-5彈性石英毛細(xì)管色譜柱(美國(guó)Agilent公司,30 m×0.25 mm×0.250 μm);柱箱40 ℃,進(jìn)樣口溫度為230 ℃。載氣為He,采用不分流進(jìn)樣,流速1.0 mL/min。程序升溫:40 ℃保持2 min后,以5 ℃/min升至85 ℃,然后保持2 min;以2 ℃/min升至110 ℃保持2 min;再以7 ℃/min升至220 ℃保持8 min。

1.2.3質(zhì)譜條件EI源,電子能量70 ev;離子源溫度230 ℃;色譜質(zhì)譜接口溫度230 ℃;質(zhì)量掃描范圍35～400 amμ。

1.2.4定性與定量分析方法由GC-MS分析得到揮發(fā)性成分的總離子色譜圖,采用計(jì)算機(jī)檢索,參考標(biāo)準(zhǔn)譜圖(NIST08和NIST08s),并結(jié)合文獻(xiàn)資料[18-20],對(duì)樣品揮發(fā)性成分進(jìn)行定性(僅當(dāng)匹配度達(dá)到80%以上時(shí)鑒定結(jié)果才予以報(bào)道),并用峰面積歸一化法分析各香氣組分相對(duì)含量。

2　結(jié)果與分析

采用SPME-GC-MS法分別對(duì)優(yōu)化工藝制作梔子紅茶和對(duì)照(窨花前茶坯)的香氣組分進(jìn)行了分析。兩個(gè)樣品的總離子流色譜圖見(jiàn)圖1,分離鑒定出的主要香氣成分結(jié)果見(jiàn)表1。

圖1　窨花前茶坯及窨制后梔子紅茶香氣的總離子流色譜圖Fig.1　Total ion current chromatograms of aroma components in CK and Gardenia jasminoides scented black tea注：(1)對(duì)照茶坯；(2)梔子紅茶。

表1　窨花前茶坯及窨制后梔子紅茶主要香氣成分及相對(duì)含量

續(xù)表

續(xù)表

注:“-”表示未檢出。從表1可知,在梔子紅茶中共鑒定出主要的香氣成分有93種,占芳香油總量的65.6%,而在窨花前的茶坯(對(duì)照)中檢出77種,占芳香油總量的65.4%。在檢出的93種香氣組分中,酯類30種(對(duì)照19種),醛類20種(對(duì)照15種),醇類15種(對(duì)照15種),酸類13種(對(duì)照13種),烯烴類5種(對(duì)照6種),酮類5種(對(duì)照5種),酚類1種(對(duì)照1種),其他4種(對(duì)照3種)。這表明,梔子紅茶的香氣組分較窨花前有所增加。

從圖2可知,在對(duì)照茶坯中,香氣組含量從高到底的順序依次為醇類(53.58%)>酯類(19.05%)>酸類(11.91%)>醛類9.64%)酮類(1.97%)>烯烴類(1.73%)>酚類(1.35%)>其他類(0.76%)。在梔子紅茶中,香氣組分含量比例從高到低的順序依次為醇類(42.81%)>酯類(26.36%)>酸類(9.41%)>其他類(8.44%)>醛類(7.30%)>烯烴類(2.43%)>酚類(1.71%)>酮類(1.55%)。

圖2　窨花前茶坯及窨制后梔子紅茶香氣組分比較Fig.2　Comparative analysis of aroma components in CK and Gardenia jasminoides scented black tea

茶坯窨制梔子花后,香氣組分發(fā)生復(fù)雜變化,尤其是酯類含量和其他類物質(zhì)明顯增加(分別比對(duì)照增加7.31%和7.68%),這顯然是梔子花中的香氣成分被茶坯吸附的結(jié)果;但醇類、醛類和酸類物質(zhì)明顯減少(分別比對(duì)照減少10.77%、2.34%和2.50%),這可能與窨制過(guò)程中,上述物質(zhì)揮發(fā)或發(fā)生氧化還原等復(fù)雜的化學(xué)變化所致。由此可見(jiàn),梔子紅茶主要香氣成分是醇類、酯類、酸類、醛類和其他類。

在梔子紅茶香氣成分中,含量較高的是香葉醇(10.02%)、水楊酸甲酯(6.18%)、芳樟醇(4.99%)、六氫茴香素(4.78%)、苯乙醇(3.75%)、芳樟醇氧化物Ⅱ(3.17%)、苯甲酸甲酯(2.31%)、棕櫚酸(2.18%)、芳樟醇氧化物Ⅳ(1.68%)、茉莉酮內(nèi)酯(1.33%)、環(huán)丁甲酸己酯(1.25%)、芳樟醇氧化物Ⅰ(1.15%)、順-3-己烯醇丁酸酯(1.12%)、反-異丁子香酚(1.12%)、苯甲醇(0.96%)、苯乙醛(0.89%)、α-法呢烯(0.87%)和檸檬醛(0.76%),這18種香氣成分的含量占已鑒定的香氣成分含量的74.13%。

此外,還從梔子紅茶中檢出了六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內(nèi)酯、環(huán)丁甲酸己酯、反-異丁子香酚、α-法呢烯等43種香氣成分,其含量占已鑒定的香氣成分含量的29.48%,而前述43種香氣成分在對(duì)照中并未檢出。

梔子花中的芳香組分被紅茶吸附后,使梔子紅茶具有梔子花香,因此具備梔子花香的香氣組分可認(rèn)為是梔子紅茶的特殊香氣成分。梔子花具有特殊的水果香,眾多的科技工作者對(duì)其香氣組分進(jìn)行了分析。劉百戰(zhàn)[19]、黃巧巧[20]、譚誼談[21]等先后從梔子花中鑒定了120多種化學(xué)成分,其中金合歡烯、六氫茴香素、羅勒烯、芳樟醇、惕格酸順式葉醇酯、苯甲酸甲酯、β-月桂烯、L-檸檬烯、惕格酸異戊酯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇丙酸酯、α-法呢烯等為梔子花的主要香氣成分。在本實(shí)驗(yàn)中,在對(duì)照茶坯中未檢出,但在梔子紅茶中檢出且相對(duì)含量較高的組分有六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內(nèi)酯、環(huán)丁甲酸己酯、反-異丁子香酚和α-法呢烯等6種香氣成分,這可能是梔子紅茶花香形成的特殊香氣成分。

3　結(jié)論與討論

本研究采用SPME技術(shù)對(duì)梔子紅茶的香氣化合物進(jìn)行萃取,采用GC-MS進(jìn)行定性定量分析。在梔子紅茶中共鑒定出了93種香氣成分,其中主要香氣貢獻(xiàn)成分包括醇類、酯類、其他類、酸類和醛類化合物。香葉醇、水楊酸甲酯、芳樟醇、六氫茴香素、苯乙醇、芳樟醇氧化物Ⅱ、苯甲酸甲酯、棕櫚酸、芳樟醇氧化物Ⅳ、茉莉酮內(nèi)酯、環(huán)丁甲酸己酯、芳樟醇氧化物Ⅰ、順-3-己烯醇丁酸酯、反-異丁子香酚、苯甲醇、苯乙醛、α-法呢烯和檸檬醛等18種化合物是香氣成分的主體物質(zhì),其含量為已鑒定的香氣成分的74.13%。同時(shí)六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內(nèi)酯、環(huán)丁甲酸己酯、反-異丁子香酚和α-法呢烯等43種香氣成分在對(duì)照茶坯中并未檢出。結(jié)合前人對(duì)梔子花中香氣組分的分析結(jié)果,梔子紅茶中的六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內(nèi)酯、環(huán)丁甲酸己酯、反-異丁子香酚和α-法呢烯等6種含量相對(duì)較高的成分可能是梔子紅茶具有濃郁梔子花香的特殊成分。

花茶窨制工藝復(fù)雜,花茶香味、等級(jí)、價(jià)格等與窨次具有一定相關(guān)性[22-23],因此對(duì)梔子紅茶香氣形成的關(guān)鍵化合物及其影響因素、形成機(jī)理等還應(yīng)進(jìn)一步研究,以指導(dǎo)工藝改進(jìn)。

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SPME-GC-MS analysis of aroma components ingardeniajasminoidesscented black tea

LI Li-xia1,2,LUO Xue-ping1,2,JING Ting-tao3,*,ZHAO Xian-ming2,4

(1. Department of Biological and Chemical Engineering,Yibin Vocational and Technical College,Yibin 644003,China; 2. Tea Industry Engineering Technology Center of Sichuan Province,Yibin 644000,China; 3. Agricultural Science and Technology Information Center,Chongqing Academy of Agricultural Sciences,Chongqing 401329,China; 4. Institute of Tea,Yibin University,Yibin 644007,China)

For providing a theoretical basis to improve the quality ofGardeniajasminoidesscented black tea,the aroma components ofGardeniajasminoidesscented black tea were detected by SPME-GC-MS. A total of 93 aromatic components were detected in theGardeniajasminoidesscented black tea,which included alcohols,esters,acids,ketones and others. A total of 18 components was the main aromatic component,which included geraniol,methyl salicylate,linalool,hexahydrocumene,benzene ethanol,linalool oxide Ⅱ,methyl benzoate,palmitic acid,linalool oxideⅣ,jasmine lactone,cyclobutanecarboxylic acid hexyl ester,linalool oxideⅠ,cis-3-hexenyl butyrate,cis-isoeugenol,benzyl alcohol,phenylacetaldehyde,alpha-farnesene and citral. Meanwhile,a total of 43 aromatic components were detected meanwhile they were not detected in the CK,and a total of 6 aromatic components including hexahydrocumene,methyl benzoate,cyclobutanecarboxylic acid hexyl ester,jasmine lactone,cis-isoeugenol and alpha-farnesene were the special aroma for sweet floral inGardeniajasminoidesscented black tea,probably.

Gardeniajasminoidesscented black tea;aroma component;GC-MS analysis

2016-03-14

李麗霞(1983-),女，碩士研究生，講師，研究方向：茶葉精深加工，E-mail:86047782@qq.com。

敬廷桃(1981-)，男，本科，研究方向：茶葉綜合利用和農(nóng)業(yè)科技信息，E-mail:314653174@qq.com。

四川省教育廳科技項(xiàng)目基金(15ZB-0496)；宜賓市自然科技基金(2014NY-019)。

TS272.5

A

1002-0306(2016)17-0302-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.050