桂花茶揮發(fā)性成分的年份差異分析

郭麗， 胡曉俊， 胡文嬌， 胡善樹， 林智*

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所，浙江 杭州 310008； 2.三門云峰綠毫茶廠，浙江 三門 317103)

桂花是我國傳統(tǒng)十大花卉之一，不但具有觀賞、綠化及香化功能，而且兼有食用價值，可制成桂花酒[1-2]、桂花糖、桂花糕[3]、桂花茶[4-5]等。食品領(lǐng)域利用桂花加工美食，主要是利用桂花所含的揮發(fā)性物質(zhì)，但其揮發(fā)性物質(zhì)的組成特征存在品種間差異[6-7]、地域間差異[8]、花期間差異[9]等，從而使桂花茶(包括代用茶)的品質(zhì)存在差異化現(xiàn)象。

花茶品質(zhì)除了受鮮花原料的自身特性影響外，還與其加工工藝有關(guān)。目前，桂花茶的窨制工藝主要是拌和窨制法[10]，但由于桂花花期較短，生產(chǎn)上窨花次數(shù)最多不超過4次。雖然桂花樹的種植地域比茉莉花廣，但可用于制作桂花茶的鮮花產(chǎn)量不及茉莉花高，因而桂花茶的產(chǎn)量遠(yuǎn)低于茉莉花茶。然而，前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)2020年我國大多數(shù)產(chǎn)區(qū)的桂花香氣品質(zhì)不及往年，窨香品質(zhì)欠佳，但尚不能明確其原因?；诖?，本研究通過分析不同年份桂花茶揮發(fā)性成分，明確桂花香氣品質(zhì)差異的化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)，以期為今后桂花茶品質(zhì)控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 茶樣

2019年和2020年的金桂花自然風(fēng)干成的干花，所用原料的花期相同。

1.1.2 儀器

離心機(5810R，Thermo公司)、冷凍干燥機(FD5-10，GOLD-SIM公司)、恒溫混勻儀(MTH-100，杭州米歐儀器有限公司)、氮吹儀(NDK200-2N，杭州米歐儀器有限公司)、氣相色譜儀(8890A，Agilent公司)、質(zhì)譜儀(5977a，Agilent公司)等。

1.1.3 試劑

癸酸乙酯(色譜純，上海源葉生物科技有限公司)、二氯甲烷、乙醇(色譜純，上海麥克林生化科技有限公司)、無水硫酸鈉(分析純，上海源葉生物科技有限公司)等。

1.2 方法

1.2.1 香氣品質(zhì)分析

參考《茶葉感官審評方法》(GB/T 23776—2018)的方法進(jìn)行桂花茶感官品質(zhì)分析，香氣因子總分為100分，沖泡的茶水比為1∶50，時間為4 min。

1.2.2 揮發(fā)性成分測定

揮發(fā)性成分的制備：參照文獻(xiàn)[11]的方法并進(jìn)行改良。將0.2 g磨碎樣品放于具塞玻璃離心管，加入8 mL二氯甲烷和10 μL的4.25 μg·mL-1癸酸乙酯(內(nèi)標(biāo))，混勻，避光振蕩提取14 h(轉(zhuǎn)速為300 r·min-1)。再加入0.8 g無水硫酸鈉，渦旋混勻；在1 200 r·min-1下離心15 min，取上清液到另一個離心管，氮氣濃縮吹干，經(jīng)0.22 μm針式過濾膜后進(jìn)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。每個樣品設(shè)3次重復(fù)。

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀的分析條件：色譜柱為DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量為1 μL，進(jìn)樣口溫度280 ℃。柱溫箱升溫程序：初始溫度50 ℃，保持5 min；以3 ℃·min-1速率升至210 ℃并保持3 min；最后以15 ℃·min-1速率升至330 ℃，保持5 min。溶劑延遲5 min，離子源溫度260 ℃。

1.3 數(shù)據(jù)分析

茶樣揮發(fā)性成分的定性分析依據(jù)NIST14數(shù)據(jù)庫和相關(guān)文獻(xiàn)，定量分析采用內(nèi)標(biāo)法。每個樣品的揮發(fā)性成分含量表示為均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差，運用SPSS 20.0進(jìn)行T-test測驗，比較桂花茶揮發(fā)性成分的年份差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 桂花茶揮發(fā)性成分的組成特征

供試2019年桂花茶的香氣品質(zhì)優(yōu)于2020年樣，主要表現(xiàn)在香氣的濃度及持久性上(表1)。二氯甲烷法提取的桂花茶香精油中檢出42種揮發(fā)性成分(表2)，包括醇類、酮類、酸類、酯類、含氮類和烴類化合物。這些化合物在2019年樣的含量達(dá)2 855.6 μg·g-1，比2020年高；不同揮發(fā)性組分相比，酸類化合物含量較高，其次為醇類化合物，較低的是酮類、含氮類及烴類化合物。茶樣中不同組分含量存在明顯的年份差異(圖1)。2019年樣中酸類化合物含量達(dá)到2 153.9 μg·g-1，是醇類化合物的4.4倍，比2020年樣中酸類化合物含量高；酯類化合物含量不及2020年樣，低100 μg·g-1；含氮類化合物含量僅為51.1 μg·g-1，但比2020年樣高。年份不同的桂花茶所含的揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)量相同，但種類不同，主要差別在酸類和酮類化合物，即2019年樣的酸類化合物種類較多，而2020年樣的酮類化合物種類較多。由此可見，桂花茶揮發(fā)性成分的組成及含量在年份間的差異明顯。

圖1 不同年份桂花茶的揮發(fā)性組分

表1 桂花茶樣的香氣感官品質(zhì)

2.2 桂花茶的主要揮發(fā)性成分

比較發(fā)現(xiàn)，桂花茶中含量較高的揮發(fā)性成分也存在年份差異(表2)。2019年樣中含量較高的是十六烷酸、亞麻酸、亞油酸、(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、脫氫二氫-3-環(huán)氧-紫羅蘭醇、N-甲基吡咯烷酮、二氫-β-紫羅蘭醇、(Z)-檸檬烯氧化物、十六烷酸甲酯、3-羥基-5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭醇等，而2020年樣中含量前10位組分別是酚酞二丁酯、(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、亞麻酸、十六烷酸、脫氫二氫-3-環(huán)氧-紫羅蘭醇、香葉酸、植醇、(E)-呋喃型芳樟醇氧化物1、十六烷酸甲酯、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、六氫金合歡烯酰丙酮。十六烷酸、亞麻酸、(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、脫氫二氫-3-環(huán)氧-紫羅蘭醇和十六烷酸甲酯是2019和2020年樣共有的高含量成分，在年份間的差異達(dá)到顯著或極顯著水平；這5種成分在2019年樣揮發(fā)性成分總量的占比達(dá)66.5%，比其在2020年樣的占比(55.4%)高。由圖2可以看出，亞麻酸、十六烷酸在2019年樣中含量明顯高于2020年樣，達(dá)到了極顯著差異(P<0.01)，且這2種酸的年份差值均高于(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、脫氫二氫-3-環(huán)氧-紫羅蘭醇和十六烷酸甲酯。

表2 桂花茶中揮發(fā)性成分的含量

*和**分別表示化合物年份差異顯著(P<0.05)和極顯著水平(P<0.01)。

除了前文所述5種共有的高含量成分外，桂花茶還存在29種共有成分，其中(Z)-檸檬烯氧化物、3-羥基-5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭醇、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、(E)-呋喃型芳樟醇氧化物1、(E)-呋喃型芳樟醇氧化物2、亞麻酸甲酯、γ-癸內(nèi)酯、3-環(huán)氧-α-紫羅醇、雪松醇、亞油酸甲酯、六氫金合歡烯酰丙酮、β-紫羅酮、(Z)-呋喃型芳樟醇氧化物2、香葉酸等的含量在10 μg·g-1以上。這些化合物主要是萜類、類胡蘿卜素、脂肪酸等的代謝產(chǎn)物，萜類代謝產(chǎn)物的種類較多，脂肪酸代謝產(chǎn)物的總量較高。

2.3 桂花茶的其他揮發(fā)性成分

2020年桂花茶中未檢測出亞油酸、N-甲基吡咯烷酮、對甲氧基苯乙醇、油酸、紫丁香醇A和丁內(nèi)酯，但在2019年樣中均有檢出且含量達(dá)到599.6 μg·g-1。亞油酸是脂肪酸代謝產(chǎn)物之一，含量僅次于十六烷酸和亞麻酸，與亞麻酸同是不飽和脂肪酸，有利于其他揮發(fā)性成分的固定。酚酞二丁酯、植醇、磷酸三乙酯、2,6-二甲基-1,7-辛二烯-3,6-二醇、芳樟醇、3,4-二甲基苯胺、6,9,12,15-二十二碳四烯酸甲酯僅在2020年樣中檢出，含量達(dá)238.3 μg·g-1，占樣品揮發(fā)性成分總量的28.3%。酚酞二丁酯又名鄰苯二甲酸二丁酯，微有芳香氣味，為2020年樣中含量最高的揮發(fā)性化合物，達(dá)198.0 μg·g-1，是2019年樣的亞油酸含量的37.5%。

3 討論

3.1 桂花茶揮發(fā)性成分的組成存在年份差異

桂花茶包括再加工茶和代用茶2類，前者所用原料為鮮桂花和茶坯，后者的則僅是鮮桂花。代用茶類的桂花茶也是花果茶，香氣品質(zhì)由鮮花的理化特性決定，還受加工工藝的影響[12,4]。目前，這類茶的干燥方式主要有自然風(fēng)干法、烘干法、真空凍干法等，各有優(yōu)缺點。研究[12]表明，風(fēng)干和烘干的花外形欠佳、色暗且香味不足，凍干的花表面平整、形色較佳且復(fù)水效果優(yōu)于烘干，市售價格明顯高于烘干。但是，凍干桂花茶的生產(chǎn)成本高于其他方法。

除上述加工工藝的影響外，桂花茶揮發(fā)性成分的組成特征還受桂花樹品種、產(chǎn)區(qū)及生長期等因素影響。本研究發(fā)現(xiàn)桂花茶香氣質(zhì)量及所含的揮發(fā)性成分與年份也有關(guān)。2019年樣中揮發(fā)性成分的總含量超過2020年樣的3倍，種類比2020年樣多1種；與2020年樣共有的34種成分中十六烷酸、亞麻酸、(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、脫氫二氫-3-環(huán)氧-紫羅蘭醇和十六烷酸甲酯等的含量較高，卻未檢出酚酞二丁酯、植醇、磷酸三乙酯、2,6-二甲基-1,7-辛二烯-3,6-二醇、芳樟醇、3,4-二甲基苯胺、6,9,12,15-二十二碳四烯酸甲酯。酚酞二丁酯是2020年樣中含量最高的揮發(fā)性成分，也是金桂花茶[13]、黃茶[14]、黑茶[15]的主要香氣成分，但是其在加工過程中的變化規(guī)律尚不清楚，有待進(jìn)一步探究。

3.2 脂類代謝產(chǎn)物是桂花茶香氣質(zhì)量形成的關(guān)鍵組分

桂花茶中源于脂類代謝途徑的產(chǎn)物包括脂肪酸衍生物、類胡蘿卜素衍生物、葉綠素衍生物等，其中脂肪酸衍生物的含量最高，葉綠素衍生物種類最少。供試樣品中含量較高的脂肪酸有十六烷酸、亞油酸和亞麻酸，這3種酸在茶葉[16]和茶籽油[17]中的含量也較高，但在2020年樣中的含量較低，尤其是亞油酸未檢出，可能會影響揮發(fā)性物質(zhì)凝聚[18]。類胡蘿卜素降解產(chǎn)物中含量最高的化合物是脫氫二氫-3-環(huán)氧-紫羅蘭醇，其次是二氫-β-紫羅蘭醇，較低的是β-紫羅酮。二氫-β-紫羅蘭醇具有木香、花香氣息，有助于桂花茶香氣特征的呈現(xiàn)，但是在2020年樣中其與脫氫二氫-3-環(huán)氧-紫羅蘭醇的比值小于2019年樣，可能會影響桂花茶的香氣質(zhì)量，因此建議進(jìn)一步開展桂花茶香氣化學(xué)研究，探明主要呈香成分是否存在互作效應(yīng)。