玫瑰深加工產品關鍵香氣成分的分析

趙彩云，薛潔，蔡旭東，郭靜，李彪，武順

1(中國食品發酵工業研究院，北京，100015) 2(倪氏國際玫瑰產業股份有限公司，湖北 棗陽，441200)

目前，對于玫瑰及其制品香氣成分的研究，主要集中在利用氣質聯用技術(GC-MS)對玫瑰花蕾、花瓣、不同時期采收的玫瑰花［1-2，5］以及玫瑰精油［3-4，6］的香氣成分的定量等方面，但由于香氣成分的閾值存在差異，含量最高的香氣物質對產品的影響可能并不是最顯著，因此確定玫瑰及其制品主要香氣成分非常關鍵。

聞香儀是一種對氣味物質進行在線嗅聞并記錄描述結果的儀器。HS-SPME-GC-MS 與聞香儀聯用技術已廣泛用于香醋、白酒、蘋果、奶酪等食品的特征香氣成分的分析［8-10］。但將GC-MS 與聞香儀(olfactometry)結合對玫瑰及其制品香氣成分的研究鮮有報道。本研究利用HS-SPME-GC-MS 與聞香儀聯用技術，通過逐級稀釋法，對細胞液、玫瑰純露、玫瑰飲料進行聞香，確定這3 種玫瑰深加工產品中的主要呈香物質。同時，結合香氣值(guadagni)理論，根據含量高且閾值低的香氣成分對樣品貢獻較大的原理，最終確定所分析樣品的關鍵香氣成分。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

(1)玫瑰純露:玫瑰花的高溫提取物，生產日期為2013 年5 月3 日;(2)玫瑰細胞液:玫瑰花的低溫提取物，生產日期為2013 年6 月10 日;(3)九朵玫瑰飲料:生產日期為2013 年6 月21 日。均由倪氏國際玫瑰產業股份有限公司提供。

1.2 儀器和設備

氣質聯用儀(GC-MS):配有EI 離子源(安捷倫，5975C)，氣相色譜儀(安捷倫，7890A);固相微萃取手柄(Supelco，美國);PDMS 萃取頭(Supelco，美國);聞香儀(德國，GERSTEL，ODP3)。

1.3 主要化學試劑

香氣物質標樣，Sigma 公司;NaCl(分析純)，北京化工廠。

1.4 實驗方法

1.4.1 樣品準備

分別取玫瑰細胞液的原液、稀釋2 倍、4、10 倍的水溶液各2 mL 進行固相微萃取，提取香氣成分;玫瑰純露的原液、稀釋4 倍、10 倍的水溶液各2 mL 進行固相微萃取提取香氣成分;玫瑰飲料原液、稀釋2 倍、4 倍的水溶液各2 mL 進行固相微萃取提取香氣成分。固相微萃取條件參照文獻［7］的方法。

1.4.2 香氣成分的測定及聞香

GC-MS 條件、樣品香氣成分的提取方法及香氣的定量方法均參照文獻［7］的方法。

聞香儀分析描述香氣的方法:在氣相色譜柱的末端四通分流口，分流樣品(分流比2∶1)到質譜檢測器及聞香儀。將用HS-SPME 法萃取到的香氣成分進樣，5 名專業嗅聞人員依次坐在聞香儀的出口處，記錄在出口端所聞到的香味。根據香味的由弱到強分為1，2，3，4 四個等級，進行打分，并盡可能地對所感覺到的香味進行描述。同時，軟件會根據聞香人員的打分生成相應的聞香譜圖。

確定有效物質的方法:聞香結果顯示，隨著稀釋度的增大，香氣強度及香氣種類逐漸減少，統計各香氣物質的出現頻次，頻次較高者作為聞香方法確定的關鍵香氣成分。同時，用GC-MS 定量各香氣成分的含量，計算濃度與閾值的比值，得到各香氣成分的香氣活性值(odor activity value，即OAV)，聞香與OAV值兩方面結合，進一步確認玫瑰深加工產品中的主要香氣物質。

2 結果與討論

2.1 玫瑰細胞液有效物質的分析結果

細胞液原液及不同稀釋度的細胞液的色譜圖和聞香譜圖如圖1 所示。隨著稀釋度的逐漸增加，聞香譜圖中的香氣種類逐漸減少，氣相譜圖也直觀的反應出各物質的峰面積在逐漸的變小。在細胞液原液中可以聞到12 種香氣物質，而當細胞液稀釋10 倍時，只能聞到4 種香氣。表1 為不同稀釋度的玫瑰深加工產品的聞香結果的統計表，頻次越高的香氣成分，對香氣的貢獻越大。從表1 中對細胞液聞香結果的統計可以看出，出現頻次最高的香氣成分為β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚、香葉醇，說明這4 種物質在細胞液中占據優勢，對細胞液的香氣貢獻較大。

利用HS-SPME-GC-MS 對細胞液中香氣成分進行定量，并計算出聞香方法確定的細胞液中的幾種主要香氣成分的OAV 值(表2)。細胞液中含量較高的香氣物質為β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚，而香氣活性值較高(OAV ＞100)的為香茅醇、β-苯乙醇、丁香酚與玫瑰醚。雖然β-苯乙醇含量遠高于香茅醇，但由于β-苯乙醇的嗅覺閾值高于香茅醇，最終導致香茅醇活性強度與β-苯乙醇差別不大，因此2 種物質的聞香強度基本一致。由于文章所參考的嗅覺閾值是香氣成分在水中的閾值，而隨著基質的不同，閾值會發生變化。雖然香葉醇的OAV 值小于玫瑰醚，但在實際聞香過程中，香葉醇的氣味清晰明顯，且出現頻次較高，因此也作為細胞液的有效香氣成分。

圖1 細胞液各濃度樣品色譜圖與聞香譜圖Fig.1 consensus aromagramand gas chromatogramof the cell sap

根據聞香結果，結合OAV 值得出，決定細胞液質量的關鍵香氣物質為β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚和香葉醇。

2.2 玫瑰純露關鍵香氣成分的分析結果

純露的定量分析圖譜和聞香圖譜見圖2。隨著稀釋度的增加，純露樣品中可聞到的香氣物質數量從14 種依次減少到7 種和6 種。同時，與細胞液相比，純露中的香氣種類更多。在稀釋度達到10 倍時，在細胞液中只能聞到4 種物質，而在純露樣品中卻能聞到6 種物質，通過GC-MS 及標準物質的定性，得到這6 種物質分別是玫瑰醚、芳樟醇、香茅醇、香葉醇、β-苯乙醇、丁香酚。

圖2 玫瑰純露各濃度樣品色譜圖與聞香譜圖(一條線段代表一種香氣，線段越長表示聞到的香氣強度越強，線段越粗表示香氣持續時間越長)Fig.2 Consensus aroma gram and gas chromatogram of the rose hydrosol

表1 玫瑰產品中香氣成分聞香頻次表Table 1 The frequency table of smelling aroma components in rose-based product

表2 玫瑰細胞液中主要香氣物質含量及香氣活性值Table 2 The content and OAV of the main aroma compounds in cell sap

表1 聞香統計結果顯示，隨著稀釋度的增加，玫瑰純露中出現頻次較高的香氣成分為芳樟醇、香茅醇、香葉醇、β-苯乙醇和丁香酚，其次為玫瑰醚。因此，β-苯乙醇、香茅醇、香葉醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚是影響玫瑰純露質量的關鍵的成分。在細胞液中沒有聞到芳樟醇和玫瑰醚2 種物質，說明這2 種物質的沸點比較高，高溫有利于這2 種香氣成分的溢出。

表3 玫瑰純露中的主要香氣物質含量及香氣活性值表明，β-苯乙醇、香茅醇是玫瑰純露中含量最高的2 種香氣物質，但低于其在細胞液中的含量，而香葉醇、玫瑰醚和芳樟醇在玫瑰純露中的含量遠高于細胞液中的含量，這與β-苯乙醇、香茅醇的沸點較低，而其他3 種風味物質的沸點較高有關。由于β-苯乙醇和香茅醇的香氣特點是典型的玫瑰花香，所以也說明了玫瑰細胞液的玫瑰花香氣更為突出，而純露香氣比較復雜。玫瑰純露中香氣活性值較高(OAV ＞10)的香氣成分有玫瑰醚、芳樟醇、香茅醇、香葉醇、β-苯乙醇及丁香酚。

因此，在玫瑰純露中不僅β-苯乙醇、香茅醇對玫瑰純露的質量非常重要，而且香葉醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚也是影響純露質量的關鍵香氣物質。

表3 玫瑰純露中主要香氣物質含量及香氣活性值Table 3 The content and OAV of the main aroma compounds in rose hydrosol

2.3 玫瑰飲料關鍵香氣成分的分析結果

玫瑰飲料及不同稀釋度的飲料的色譜圖及聞香譜圖見圖3。玫瑰飲料中檢出的風味物質種類明顯少于細胞液與玫瑰純露，并且當飲料稀釋倍數為4 倍時，只能聞到4 種香氣成分。結合表1 中飲料的聞香統計結果，得出飲料中主要香氣物質也有4 種，但是這4 種物質與細胞液、純露不同的是，芳樟醇代替了香葉醇。因此，從聞香角度分析，飲料中主要香氣物質依次為:β-苯乙醇、丁子香酚、香茅醇和芳樟醇。

根據玫瑰飲料中香氣物質種類較少，推測飲料中的風味物質含量要低于細胞液和玫瑰純露，表4 顯示結果與推測一致。玫瑰飲料中風味物質的含量與表2，表3 中細胞液和純露數據相比，無論是β-苯乙醇，還是香茅醇都低于后兩者中的含量。玫瑰飲料中香葉醇和芳樟醇的含量基本相同，但受嗅覺閾值的影響，芳樟醇的香氣活性值(OAV)遠高于香葉醇，所以在相同的濃度下，芳樟醇更容易被聞到，這也間接證實了本研究品評人員聞香結果的可靠性。

表4 玫瑰飲料中主要香氣物質含量及香氣活性值Table 4 The content and OAV of the main aroma compounds in rose drinks

根據以上聞香與OAV 的分析可以得出，影響玫瑰飲料質量的主要香氣物質為β-苯乙醇、香茅醇、丁子香酚和芳樟醇。

3 結論

本文利用HS-SPME-GC-MS 結合嗅聞技術對玫瑰深加工產品中主要呈香化合物進行了研究。同時，根據香氣活性理論，計算出香氣活性值，對各香氣成分的貢獻度進行比較。結果證實2 種方法，結論較一致，將2 種方法有效結合可以較好地鑒別各玫瑰深加工產品的關鍵香氣成分。

玫瑰細胞液中主要呈香物質為β-苯乙醇、香茅醇、香葉醇和丁子香酚;玫瑰純露與細胞液主要呈香物質相比，略有差異，決定玫瑰純露質量的主要風味化合物包括:β-苯乙醇、香茅醇、香葉醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚。本次研究發現玫瑰飲料中4 種主要呈香化合物分別為:β-苯乙醇、丁子香酚、香茅醇和芳樟醇。

圖3 玫瑰飲料各濃度樣品色譜圖與聞香譜圖(一條線段代表一種香氣，線段越長表示聞到的香氣強度越強，線段越粗表示香氣持續時間越長)Fig.3 Consensus aromagramand gas chromatogramof the rose drinks

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