茶葉中揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體研究進(jìn)展

穆 兵，呂海鵬，朱 蔭,*，林 智,*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310008；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院，北京 100081）

茶葉作為世界上三大無酒精飲料之一，因其具有芬芳馥郁的香氣，含有茶多酚、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，并具有抗氧化、防輻射、抗菌及防癌等多種保健功能，受到了各國人民的廣泛喜愛。茶葉香氣也稱為揮發(fā)性香氣組分，在茶葉中的絕對含量很少，一般只占干物質(zhì)質(zhì)量的0.01%～0.05%[1]，卻對成品茶的香氣品質(zhì)有著巨大的影響，是茶葉感官評價(jià)中重要的指標(biāo)之一。茶葉香氣由多種復(fù)雜的揮發(fā)性化合物構(gòu)成，不同種類和數(shù)量的化合物構(gòu)成了茶葉的不同香型，其中許多重要揮發(fā)性成分都含有立體中心，存在鏡面對稱而香氣特性迥異的對映異構(gòu)體。揮發(fā)性化合物的對映異構(gòu)體的組成比例及含量在不同食品及植物中的揮發(fā)性成分中有很大的差異，甚至同一類食品或植物的不同品種來源、加工方式也會對化合物的立體構(gòu)型比例產(chǎn)生巨大影響。如研究表明芳樟醇、芳樟醇氧化物及茉莉酸甲酯等手性揮發(fā)性成分在不同種類、品種的茶葉中對映異構(gòu)體比例及含量差異顯著[2-3]；Wong等[4]對澳洲白千層精油中萜烯類化合物對映異構(gòu)體分布的研究表明，產(chǎn)于澳洲本土的白千層精油兩種特征揮發(fā)性成分α-松油醇和4-萜品醇的對映異構(gòu)體組成具有高度一致性，其比例分別為（68.5±0.2）%（+）∶（31.5±0.2）%（-）和（74.2±1.4）%（+）∶（25.8±1.4）%（-），而非澳洲產(chǎn)地的樣品則不具備此特征。根據(jù)以上特性，揮發(fā)性化合物的對映異構(gòu)體分析已被成功應(yīng)用于植物或食品的產(chǎn)地溯源、風(fēng)味食品的真?zhèn)伪嫖龅确矫?。本文總結(jié)了近年來國內(nèi)外關(guān)于茶葉、植物或食品中揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體的研究，對手性揮發(fā)性成分研究采用的分析方法進(jìn)行綜述，并展望了今后茶葉中揮發(fā)性手性化合物對映異構(gòu)體的研究趨勢及應(yīng)用前景。

1 茶葉中常見的重要揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體

茶葉香氣是衡量茶葉品質(zhì)的重要因素，一直以來都是茶葉化學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。茶葉香氣由成百上千種揮發(fā)性化合物構(gòu)成，其組成和含量在不同茶類中有明顯差異。迄今為止，已經(jīng)從各種茶類中分離鑒定出700多種香氣物質(zhì)[5]，主要包括醇類、醛類、酮類、酯類、酸類、酚類、雜環(huán)化合物等十余類化合物[6]。其中從綠茶中鑒定出來的香氣成分有300多種[7]，而紅茶和烏龍茶中鑒定出來的香氣成分達(dá)到了400 種以上[8]。

從主要碳鏈和母核來看，茶葉中揮發(fā)性成分基本組成可以分為脂肪類衍生物、芳香類衍生物、萜類衍生物及含氮、氧、硫化合物[9-10]。其中單萜、倍半萜及酯類化合物等揮發(fā)性成分往往具有較低的香氣閾值和宜人的香氣，對成茶香氣品質(zhì)產(chǎn)生重要的影響[11-12]，如在多數(shù)茶葉中具有最高含量的芳樟醇、芳樟醇氧化物、香茅醇、橙花叔醇、α-紫羅蘭酮、α-松油醇、α-檸檬烯、水芹烯、4-萜品醇及茉莉酸甲酯等（圖1）。

這些常見的揮發(fā)性化合物都具有1 個或多個立體中心，存在鏡面對稱的對映異構(gòu)體，也稱為手性化合物。手性化合物的對映異構(gòu)體之間有許多相同的理化性質(zhì)，如熔點(diǎn)、溶解度等；但在旋光性、氣味特征等性質(zhì)上有著極大的差異[13]。已有研究表明，手性揮發(fā)性成分的不同立體構(gòu)型具有不同的香氣特征，甚至香氣閾值也不同：如S-（+）-芳樟醇具有甜香、花香以及類似橙葉的香氣特征，香氣閾值為7.4 μg/kg[14]，R-（-）-芳樟醇具有木香和類似薰衣草的香氣特征，香氣閾值為0.8 μg/kg[15]；左旋香茅醇具有幽雅玫瑰香，而右旋香茅醇具有甜玫瑰香[16]；S-（-）α-紫羅蘭酮具有類似木材的香氣，閾值為20～40 μg/kg，R-（+）-α-紫羅蘭酮具有紫羅蘭芬芳，閾值為0.5～5.0 μg/kg，而它們的消旋體則具有強(qiáng)烈的甜花香氣味[17]；S-（+）-檸檬烯呈現(xiàn)檸檬香氣，而R-（+）-檸檬烯則具有松脂氣味[18]。由此可見，揮發(fā)性化合物的立體構(gòu)型對香氣品質(zhì)的影響很大，它們不同組成比例引發(fā)的致香效果也有所差異，而且這種差異極可能在較大程度上對茶葉香氣的形成產(chǎn)生影響。然而，由于茶葉香氣的對映異構(gòu)體研究仍處于初步階段，目前對映異構(gòu)體比例對茶葉香氣的具體影響鮮有系統(tǒng)文獻(xiàn)報(bào)道。

圖1 茶葉中部分揮發(fā)性成分的對映異構(gòu)體Fig. 1 Enantiomers of some volatile components in tea

2 揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體研究現(xiàn)狀

2.1 茶葉中揮發(fā)性成分的對映異構(gòu)體研究進(jìn)展

以往科研工作者對茶葉香氣進(jìn)行了大量的研究，研究內(nèi)容主要集中在茶葉中揮發(fā)性化合物形成機(jī)理、影響因素[19]和揮發(fā)性化合物的順反結(jié)構(gòu)上，如具有青草香氣的順-3-己烯醇，又稱青葉醇，在茶葉加工過程中由于沸點(diǎn)較低而揮發(fā)至痕量，同時由于異構(gòu)化作用，形成具有清香的反式青葉醇，使鮮葉的氣味轉(zhuǎn)化為茶葉的清香[8,20]。然而，有關(guān)茶葉中揮發(fā)性化合物更深層次的對映結(jié)構(gòu)研究還鮮有報(bào)道，究其原因，一方面茶葉中揮發(fā)性化合物繁多復(fù)雜，性質(zhì)各異，與手性固定相的作用效果也各不相同，很難在一個色譜體系內(nèi)將眾多手性化合物分離；另一方面，茶葉中其他揮發(fā)性化合物的含量相對較低，有些甚至無法達(dá)到檢測限，影響了分析效果。因此，茶葉中揮發(fā)性化合物的對映異構(gòu)體研究具有一定的挑戰(zhàn)性，亟需有效的手性分析方法來實(shí)現(xiàn)茶葉中多種香氣化合物的對映異構(gòu)體分離，從而為更深層次研究揮發(fā)性成分各對映異構(gòu)體比例及含量對茶葉香氣品質(zhì)的具體影響提供技術(shù)支撐。

Wang Dongmei等[21]采用手性氣相色譜技術(shù)首次將烏龍茶和紅茶香氣成分中的芳樟醇及芳樟醇氧化物的對映異構(gòu)體分離，分析結(jié)果表明不同茶樣相應(yīng)的對映異構(gòu)體過量（enantiomeric excess，ee）值存在較大差異，甚至主導(dǎo)的立體構(gòu)型也不相同：取自中國的烏龍茶樣品黃金桂和鐵觀音的ee值分別為45.2%和52.6%，說明其香氣中芳樟醇的主要存在形式為S-（+）-芳樟醇；取自斯里蘭卡的紅茶樣品Clone 2025和Clone DT-1的ee值分別為-19.8%和-6.4%，說明其香氣中芳樟醇的主要存在形式為R-（-）-芳樟醇。1996年，該研究組又成功分離了烏龍茶中茉莉酸甲酯的兩對對映異構(gòu)體[3]，研究表明黃金桂與鐵觀音茶樣中同時存在順式及反式茉莉酸甲酯，但均僅檢測到兩對對映異構(gòu)體中的單一構(gòu)型：（1R,2S）-及（1R,2R）-茉莉酸甲酯。

Kuroda等[22]調(diào)查了茉莉花茶的氣味對神經(jīng)活動和情緒狀態(tài)的影響，研究發(fā)現(xiàn)，茉莉花茶中提取出來的主要香氣成分芳樟醇，同時存在R/S兩種不同的立體構(gòu)型，且在相同的濃度下，R-（-）-芳樟醇能促使心率顯著降低，有助于消除消極情緒（緩解緊張焦慮、沮喪、憤怒敵意等），同時提高積極情緒狀態(tài)；而S-（+）-芳樟醇相比之下則產(chǎn)生相反的作用，增加負(fù)面消極情緒并降低積極情緒狀態(tài)。

2015年，本研究組楊停等[23]在研究工作中成功采用頂空固相微萃?。╤eadspace solid phase microextraction，HS-SPME）-氣相色譜法（gas chromatography，GC）檢測出了不同類別、品種及處理方式的茶葉中芳樟醇對映異構(gòu)體間的比例關(guān)系。分析結(jié)果顯示僅紅茶及部分綠茶中含有R-（-）-芳樟醇，大部分茶葉中僅存在S-（+）-芳樟醇。定量結(jié)果表明，在綠茶、紅茶、白茶、烏龍茶和黑茶五大茶類中，白茶芳樟醇的含量最高，黑茶最低；同時，還研究了14 個茶樹品種（龍井43、黃觀音、悅茗香、寧州2號、福云6號、政和大白、毛蟹、鄂茶1號、櫧葉齊、尖波黃、錫茶5號、高芽齊、鳧早2號、皖農(nóng)95）中芳樟醇手性異構(gòu)體的比例及含量，結(jié)果表明僅悅茗香、寧州2號、櫧葉齊、高芽齊和皖農(nóng)95 5 個品種的茶鮮葉中存在R-（-）-型芳樟醇，且所有品種的茶鮮葉在加工后芳樟醇的含量均大幅度降低；研究了‘英紅九號’茶樹品種在加工過程中芳樟醇含量的變化規(guī)律[24]，發(fā)現(xiàn)R、S-芳樟醇的含量變化趨勢基本一致，即在鮮葉到揉捻過程中含量逐漸上升，發(fā)酵后急劇降低，干燥后含量輕微有所回升，推測可能與糖苷酶水解及芳樟醇的揮發(fā)特性有關(guān)。

邵晨陽[25]、Zhu Yin[26]等采用HS-SPME/手性氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（enantioselective GC-mass spectrometry，Es-GC-MS）首次建立了茶葉中12 種重要揮發(fā)性萜類化合物（α-蒎烯、檸檬烯、芳樟醇、芳樟醇氧化物A～D、4-萜品醇、α-松油醇、α-紫羅蘭酮及茶螺烷A～B）對映異構(gòu)體的精確定量分析方法，檢測出了它們在國內(nèi)外代表性綠茶、紅茶、烏龍茶、白茶及黑茶中的相應(yīng)對映異構(gòu)體比例及含量。研究表明，S-檸檬烯、S-芳樟醇、（2S,5S）-芳樟醇氧化物A、（2S,5R）-芳樟醇氧化物B、R-4-萜品醇、（2S,5R）-芳樟醇氧化物C、（2S,5S）-芳樟醇氧化物D、S-α-松油醇及R-α-紫羅蘭酮為大部分茶樣中相應(yīng)萜類化合物的主導(dǎo)構(gòu)型，而部分茶樣（如印尼白茶、大葉種紅茶）中的揮發(fā)性萜類化合物有迥異的立體構(gòu)型分布特征。此外，多元統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，大葉種和小葉種紅茶中萜類化合物對映異構(gòu)體的含量存在顯著性差異，且通過建立偏最小二乘法判別分析模型可分別對綠茶、白茶及黑茶進(jìn)行良好的聚類。

2.2 茶葉中揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體在其他食品中的研究進(jìn)展

相比之下，茶葉中揮發(fā)性成分的手性分析在植物香氣[15,27-28]及食品香氣化學(xué)[29-32]領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛研究并取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。Cagliero等[33]建立了一種快速全分析系統(tǒng)，通過HS-SPME/Es-GC-MS結(jié)合主成分及多層聚類分析2 種多元統(tǒng)計(jì)分析法檢測了α-紫羅蘭酮、芳樟醇、橙花叔醇、2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸和γ-內(nèi)酯在草莓味食品及飲料中的對映異構(gòu)體分布情況，研究結(jié)果表明該系統(tǒng)在食品及飲料的真?zhèn)舞b別上有著廣闊的應(yīng)用前景。Bisht等[34]利用Es-GC技術(shù)研究了從印度天然牛至中分離得到的精油的化學(xué)組成，發(fā)現(xiàn)化合物主要可以分為兩類：一是屬于百里酚/香芹生物合成途徑主導(dǎo)的化合物，二是以萜烯為主導(dǎo)的化合物，如具有高含量的芳樟醇和乙酸冰片酯。其中，R-（-）-芳樟醇和S-（+）-芳樟醇、R-（-）-4-萜品醇和S-（+）-4-萜品醇、R-（-）-α-萜品醇和S-（+）-α-萜品醇等化合物的對映異構(gòu)體比例在所有樣本中具有高度的一致性，可被應(yīng)用于印度牛至的真?zhèn)闻卸ㄒ约爱a(chǎn)地溯源等方面。Barba等[35]利用HS-SPME與中心切割多維氣相色譜技術(shù)（multidimensional GC，MDGC）測定了市場購買的3 種不同白葡萄酒中2,3-丁二醇和芳樟醇的ee值，發(fā)現(xiàn)2,3-丁二醇的立體異構(gòu)分布在樣品之間沒有差異，均為100%；芳樟醇的對映體形式則以不同的比例存在，3 種酒分別為47%、100%和78%，以R-（-）-芳樟醇為主。Bonnl?nder等[36]采用同時蒸餾萃取法及攪拌棒吸附萃取法對生咖啡和焙烘后的咖啡香氣中的手性化合物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)后處理方式對芳樟醇的對映異構(gòu)體比例的影響顯著，即沖泡后的咖啡香氣中的芳樟醇幾乎為消旋體，而干燥處理后的咖啡香氣中以S-芳樟醇為主。Luan Fang等[37]通過MDGC技術(shù)對葡萄漿果中芳樟醇、呋喃型及吡喃芳樟醇氧化物、脫氫芳樟醇、香茅醇等代謝產(chǎn)物的立體構(gòu)型進(jìn)行分析；研究結(jié)果顯示，呋喃芳樟醇氧化物分別是通過芳樟醇氧化物糖苷前體的水解反應(yīng)以及芳樟醇的氧化、重排反應(yīng)兩個不同的反應(yīng)途徑產(chǎn)生；此外，還發(fā)現(xiàn)了脫氫芳樟醇氧化物在葡萄漿果中的主要立體構(gòu)型是3S型。

α-紫羅蘭酮由于其獨(dú)特的芳香屬性[38]早在20世紀(jì)60年代就引起了食品界研究者們的廣泛關(guān)注，在覆盆子[39]、紅茶[40]、紫羅蘭花[41]、胡蘿卜[42]的香氣成分中均鑒定出R-α-紫羅蘭酮；另外，在唇形科植物精油[43]、豆蔻精油[44]、柑橘精油[45-46]、水果味食物精油[33]、白棘枝[47]等中可檢測到芳樟醇、α-紫羅蘭酮、萜品醇、α-蒎烯、α-檸檬烯、水芹烯、4-萜品醇、α-二去氫菖蒲烯等揮發(fā)性成分的對映異構(gòu)體。

值得關(guān)注的是，大量研究表明，食品或植物的類別、品種及產(chǎn)地等對揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體的比例及含量的影響十分顯著，甚至主導(dǎo)的立體構(gòu)型也可能截然相反。根據(jù)以上特性，揮發(fā)性成分的對映異構(gòu)體分析技術(shù)已被初步應(yīng)用于植物的產(chǎn)地判別、風(fēng)味食品的真?zhèn)伪嫖黾俺Ｒ?guī)認(rèn)證上。?pánik等[48]將手性揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體的比例應(yīng)用于蜂蜜溯源上，指出手性對映異構(gòu)體比例的不同與蜂蜜的植物學(xué)產(chǎn)地有關(guān)：芳樟醇對映體可以用來鑒別油菜蜜和其他蜜；丁香醛可以用來鑒定橙花蜜與洋槐蜜；4-萜品醇可以用來鑒別葵花蜜。Verzera等[49]通過大量實(shí)驗(yàn)對不同儲藏條件下不同產(chǎn)地的橙花蜜中芳樟醇及其氧化物的對映體的比例進(jìn)行了測定，結(jié)果表明即使橙花蜜中大部分揮發(fā)性成分出現(xiàn)大范圍的變化時，芳樟醇及其氧化物的對映異構(gòu)體比例依然保持穩(wěn)定，其受生產(chǎn)周期、條件作用、包裝、儲存等影響很小。由于蜂蜜揮發(fā)性成分的對映體分布直接來自花朵，根據(jù)上述特性，可將芳樟醇及芳樟醇氧化物的比例運(yùn)用于快速鑒別花卉真實(shí)性來源。Pa?itná等[50]在研究杜松酒時發(fā)現(xiàn)了260多種揮發(fā)性化合物，其中芳樟醇、α-萜品醇、4-松油醇、芳樟醇氧化物、α-蒎烯和馬鞭草烯酮等對映異構(gòu)體得到了手性分離，由于不同產(chǎn)地的杜松酒在芳樟醇和芳樟醇氧化物對映異構(gòu)體的比例上存在顯著差異（如斯洛伐克和英國之間），因此可作為產(chǎn)地鑒別的關(guān)鍵參數(shù)。Mosandl[51]將手性毛細(xì)管GC和在線同位素比值MS法運(yùn)用于風(fēng)味食品和精油成分的質(zhì)量認(rèn)證上，取得了良好的效果。

3 揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體分析方法研究進(jìn)展

目前揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體的分析主要采用GC技術(shù)，主流的GC方法包括：GC-MS、MDGC、全二維GC技術(shù)（GC×GC）3 種。

3.1 GC-MS技術(shù)

GC-MS是一種高效的分離、分析技術(shù)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科學(xué)研究中都有廣泛應(yīng)用。由于采用氣體作為流動相，樣品在氣相中傳遞速度快，因此樣品組分在流動相和固定相之間可以瞬間達(dá)到平衡。且可選作固定相的物質(zhì)很多，因此GC法是一個分析速度快、分離效率高的分離分析方法。近年來采用高靈敏選擇性檢測器，使得它又具有分析靈敏度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。手性GC-MS分析法采用具有手性固定相（通常為改性環(huán)糊精衍生物）的毛細(xì)管氣相色譜柱[52-53]，在操作上與常規(guī)GC-MS無異，其原理是通過手性固定相與化合物的強(qiáng)弱不一的相互作用將相應(yīng)對映異構(gòu)體分離。但由于手性化合物在高溫下容易發(fā)生消旋化，將對手性分離效果產(chǎn)生較大影響，因此手性GC-MS分析方法的最高溫度往往不超過200 ℃。揮發(fā)性化合物的手性分離研究中常見的手性固定相及其分離效果如表1所示。

表1 常見的手性固定相及其分離效果Table 1 Common chiral stationary phases and separation efficacy

3.2 MDGC技術(shù)

由于茶葉的香氣成分繁多復(fù)雜，采用普通的一維GC獲得的譜圖干擾比較嚴(yán)重，往往難以對感興趣的手性組分進(jìn)行準(zhǔn)確的定性與定量。采用多維GC方法，用非手性柱對香氣成分進(jìn)行預(yù)分離，僅將感興趣的手性組分切割后，進(jìn)入手性分析柱進(jìn)一步分離，這樣既消除了其他組分的干擾，又避免了高沸點(diǎn)組分進(jìn)入手性柱對其造成污染，由此可見，多維GC將是復(fù)雜基體中手性組分定性分析與定量測定的理想方法[54]。早在20世紀(jì)80年代，國外研究小組就已經(jīng)將多維GC應(yīng)用于對映異構(gòu)體的分離上[55-56]，近幾年該技術(shù)在植物或食品化學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。Bonaccorsi等[57]利用MDGC技術(shù)分離出了柑桔精油中的揮發(fā)性化合物，可實(shí)現(xiàn)α-側(cè)柏烯、α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、香檜烯、α-水芹烯、β-水芹烯、檸檬烯、樟腦、芳樟醇、香茅醛、乙酸芳樟酯、4-萜品醇、α-松油醇14 種化合物的手性分離；同時還指出柑桔等多種植物具有特征性的對映異構(gòu)體分布，如研究表明α-側(cè)柏烯、α-蒎烯、β-蒎烯、香檜烯、樟腦、芳樟醇、4-萜品醇、乙酸芳樟酯等化合物在不同季節(jié)的佛手柑精油中均保持穩(wěn)定的對映異構(gòu)體比例關(guān)系，而α-松油醇隨著季節(jié)的變化（冬→春→夏→秋）從L構(gòu)型逐漸轉(zhuǎn)化至D構(gòu)型，這一特征現(xiàn)象給佛手柑精油的季節(jié)判定研究提供了新思路。Yuan Fang等[58]通過香氣萃取稀釋分析（aroma extract dilution analysis，AEDA）、定量比較和手性MDGC-MS分析研究了新鮮和儲存后陳化的檸檬風(fēng)味茶飲料的香氣特征，新鮮樣品的AEDA分析顯示，3-甲基丁醛、異戊醇、β-大馬酮、β-紫羅蘭酮、2-苯乙醇、4-羥基-2,5-二甲基-3（2H）-呋喃酮和香草醛的風(fēng)味稀釋因子（flavor dilution factors，F(xiàn)D）值較高，可能是重要的香氣貢獻(xiàn)物質(zhì)。芳樟醇的FD值在陳化樣品中顯著降低，由新鮮樣品中的64降低到4（另一份樣品為8），MDGC-MS手性分析顯示芳樟醇的總量在儲存后幾乎沒有變化，但是對于新鮮和陳化的樣品，對映體比率不同，推測降低的主要原因是R-（-）-芳樟醇向S-（+）-芳樟醇的轉(zhuǎn)化。

目前MDGC是手性揮發(fā)性成分研究的主流分析手段，本綜述中所介紹的植物及食品中揮發(fā)性成分的手性分析大部分是采用該方法，均取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.3 GC×GC技術(shù)

GC×GC技術(shù)與手性分析技術(shù)結(jié)合的研究報(bào)道目前還較少見[59-61]，與MDGC工作原理相反的是，第一根色譜柱通常選用手性長柱，通過程序升溫法將精油中的化合物依據(jù)沸點(diǎn)高低及對映異構(gòu)體在手性固定相中的吸附能力強(qiáng)弱進(jìn)行分離；第二根色譜柱往往采用極性柱（短柱），依據(jù)化合物極性進(jìn)行分離，最終將眾多手性化合物逐一分離開來。由于GC×GC的靈敏度和峰容量有著絕對的優(yōu)勢，且所有組分都參與第二維色譜柱的分離，因此尤其適用于復(fù)雜體系中痕量組分的定性定量分析。Shellie等[61]采用GC×GC技術(shù)成功分離出澳洲白千層精油中19 種手性萜類化合物，包括α-側(cè)柏烯、α-蒎烯、香檜烯、β-蒎烯、月桂烯、α-水芹烯、α-萜品烯、對傘花烴、檸檬烯、1,8-桉葉素、γ-松油醇、反式檜烯水合物、異松油烯、順式檜烯水合物、芳樟醇、順式4-異丙基-1-甲基環(huán)己-2-烯醇、反式-4-異丙基-1-甲基環(huán)己-2-烯醇、4-萜品醇、α-松油醇。目前采用GC×GC技術(shù)分離手性揮發(fā)性成分的報(bào)道還相對較少，主要是因?yàn)榉治龀杀据^為昂貴，且工作量大，受其他組分干擾的可能性也較大。

3.4 3 種分析技術(shù)的比較

3 種分析手段都有各自的優(yōu)點(diǎn)及可能的局限性。GC-MS技術(shù)在檢測分析領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著化學(xué)科學(xué)的不斷進(jìn)步，分析要求也日益提升，GC-MS的缺點(diǎn)逐漸暴露，其中包括靈敏度較低、峰容量較小和檢測時間過長等，限制了手性分析研究的發(fā)展。盡管如此，從經(jīng)濟(jì)性和操作性等方面來說，GC-MS依然起著重要的作用。

MDGC技術(shù)的靈活性高，可以選擇感興趣的組分進(jìn)行手性拆分，然而只能在某一相對狹窄的預(yù)先檢測所確定的時間段內(nèi)進(jìn)行低效二次分離，成百上千次中心切割分離效果可能只相當(dāng)于GC×GC的一次進(jìn)樣，分離出的手性萜類化合物存在與一維GC類似的峰重疊現(xiàn)象，同樣無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的精確定性定量。更重要的是，復(fù)雜分離體系中化合物沸點(diǎn)、極性各異，出峰保留時間相差極大，若要實(shí)現(xiàn)多種萜類化合物的手性分析，需進(jìn)行多次中心切割，操作過于繁瑣復(fù)雜。

雖然在同一個揮發(fā)性化合物的手性分離效果上，GC-MS、MDGC及GC×GC分析結(jié)果相差較小，但是GC×GC技術(shù)在靈敏度和峰容量上有著絕對的優(yōu)勢，第二維極性色譜柱可將第一維非極性的手性色譜柱無法分離的組分充分分離。因此通過GC×GC可將目標(biāo)化合物與茶葉或植物香氣成分中的其他復(fù)雜化學(xué)成分完全分離，避免了“峰重疊”現(xiàn)象；也可檢測到一維GC無法檢測到的香氣閾值低但痕量的揮發(fā)性化合物。然而，目前GC×GC技術(shù)分析成本較為昂貴，而且由于可分離化合物過多，目標(biāo)化合物可能受其他組分的干擾較大，分析工作量也較大，因此目前還未得到廣泛應(yīng)用。

3 種分析方法都有各自的優(yōu)勢和不足，在實(shí)際樣品的分析中應(yīng)依照具體的分析目標(biāo)及要求來考察與確定。值得注意的是，以往的文獻(xiàn)報(bào)道中雖都有3 種分析方法的應(yīng)用，但在后兩者的檢測器選擇上較多地選用氫火焰離子化檢測器。然而，對于處在復(fù)雜化學(xué)體系中的目標(biāo)物而言，即使有標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行保留時間對照，但仍極可能存在由于物質(zhì)沸點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、極性等過于相似帶來的鑒定失誤現(xiàn)象，也往往導(dǎo)致目標(biāo)化合物的定量分析偏差較大。因此在今后的研究中，檢測器的選擇也應(yīng)該是揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體分析方法關(guān)注的重點(diǎn)，選擇具有高靈敏度及分辨率的質(zhì)譜檢測器可顯著提高分析結(jié)果的可靠性及準(zhǔn)確性。

4 結(jié) 語

揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體的分析在食品及植物領(lǐng)域如水果、蜂蜜、植物精油等中都得到了較為廣泛的研究和應(yīng)用。芳樟醇、芳樟醇氧化物、α-松油醇、4-萜品醇、α-紫羅蘭酮、α-蒎烯及檸檬烯等對映異構(gòu)體通過手性GC分析技術(shù)可以得到很好的分離效果，且由于部分揮發(fā)性對映異構(gòu)體的比例與植物或食品的品種、產(chǎn)地等有密切聯(lián)系，目前也已初步應(yīng)用于生命體的產(chǎn)地溯源、真?zhèn)舞b別等方面。

然而，揮發(fā)性成分的對映異構(gòu)體研究在茶葉領(lǐng)域仍然進(jìn)展緩慢，以往的研究受分析手段限制，往往停留在香氣化合物的常規(guī)分離上，更深層次的揮發(fā)性成分的立體構(gòu)型、立體構(gòu)型對茶葉香氣的具體影響等，目前尚未得到系統(tǒng)研究。今后的研究可以著眼于手性揮發(fā)性成分的研究，通過高端的色譜分析技術(shù)解決現(xiàn)有揮發(fā)性化合物因種類繁多導(dǎo)致的分離困難問題；在此基礎(chǔ)上，采用GC-嗅覺測量法對手性揮發(fā)性成分的香氣特征、茶葉香氣形成的貢獻(xiàn)率等做深入而系統(tǒng)的研究；此外，也可以利用揮發(fā)性成分的不同構(gòu)型標(biāo)準(zhǔn)品模擬茶葉中的含量配比，重組茶葉香氣，從而對茶葉香氣的形成機(jī)理展開探索。茶葉的香氣是由多種復(fù)雜的化合物共同影響而形成，隨著人們對茶葉中揮發(fā)性化合物認(rèn)識的不斷深入以及檢測手段的提升，將揮發(fā)性化合物的立體構(gòu)型等以往被忽視的因素融入香氣形成機(jī)理研究中也將是今后茶葉香氣化學(xué)理論研究的重要趨勢。

另一方面，受植物或食品領(lǐng)域的研究啟發(fā)，茶葉中手性揮發(fā)性成分的比例組成可能與茶葉的特征性屬性，如茶葉的類別、品種等有著重要的聯(lián)系；因此也可以在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上尋找揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體的分布規(guī)律，從而應(yīng)用于茶葉的產(chǎn)地溯源、品種判別、真?zhèn)舞b定及質(zhì)量認(rèn)證等方面。

綜上所述，茶葉中揮發(fā)性成分對映異構(gòu)體的研究有助于從更高水平上科學(xué)認(rèn)識茶葉的重要香氣成分及其形成機(jī)理，深化茶葉香氣基礎(chǔ)研究，完善茶葉香氣理論體系，不僅在理論上有著重要的創(chuàng)新意義，而且能夠?yàn)榻窈蟛枞~的溯源、真?zhèn)伪嫖?、品種判別以及質(zhì)量認(rèn)證等提供科學(xué)理論依據(jù)，有著廣闊的應(yīng)用前景。

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