SPME-GC-MS聯用法分析梔子紅茶香氣成分

李麗霞,羅學平,敬廷桃,趙先明

(1.宜賓職業技術學院生物與化工工程系,四川宜賓 644003;2.四川省茶業工程技術研究中心,四川宜賓 644000;3.重慶市農業科學院農業科技信息中心,重慶九龍坡 401329;4.宜賓學院川茶學院,四川宜賓 644007)

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SPME-GC-MS聯用法分析梔子紅茶香氣成分

李麗霞1,2,羅學平1,2,敬廷桃3,*,趙先明2,4

(1.宜賓職業技術學院生物與化工工程系,四川宜賓 644003;2.四川省茶業工程技術研究中心,四川宜賓 644000;3.重慶市農業科學院農業科技信息中心,重慶九龍坡 401329;4.宜賓學院川茶學院,四川宜賓 644007)

采取固相微萃取和氣相色譜-質譜(SPME-GC-MS)聯用技術方法對梔子紅茶香氣成分進行分析,以期為梔子紅茶產業化發展提供理論基礎。共從梔子紅茶中檢測出93種香氣成分,其中主要香氣貢獻成分包括醇類、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、茉莉酮內酯、環丁甲酸己酯、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,同時檢出在對照茶坯中未檢出的43種香氣成分。六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內酯、環丁甲酸己酯、反-異丁子香酚和α-法呢烯6種含量相對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-質譜聯用分析

花茶是我國重要的再加工茶類之一,因其具有優雅芬芳的香氣和鮮爽醇厚的滋味而深受廣大消費者喜愛。當前,我國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較少。

梔子花(GardeniajasminoidesEillis)是我國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]、降脂質過氧化物[6]、抗炎[7]和治療軟組織損傷[8]等作用,因而被廣泛應用于醫藥行業[9]。梔子花在茶葉生產中也有應用,袁林穎[10]、汪松能[11]、劉先華[12]等先后報道了梔子花茶的窨制工藝,但所用茶坯均為烘青或名優綠茶,王紹梅等[13]以云南滇紅為茶坯,初步開展了云南梔子紅茶的窨制工藝研究。梔子花具有香氣高、花期長等特點[4],因此深入開展梔子花茶研究,對于豐富我國花茶品類、增加茶農收入等具有重要意義。

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

本研究以四川工夫紅茶為茶坯,開展梔子紅茶窨制工藝優化研究,并對梔子紅茶的香氣成分進行分析,以期為梔子紅茶產品開發奠定理論基礎。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

梔子紅茶由宜賓職業技術學院實踐教學茶廠采取一窨一提工藝制作。

57330-U手動固相微萃取(SPME)進樣器美國Supelco公司;非結合型聚二甲基硅氧烷(PDMS)萃取頭美國Supelco公司;QP2010氣質聯用儀日本島津公司;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實驗方法

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。經固相微萃取吸附50 min后,于氣質聯用儀進樣口230 ℃解析5 min,進行GC-MS分析。

1.2.2色譜條件DB-5彈性石英毛細管色譜柱(美國Agilent公司,30 m×0.25 mm×0.250 μm);柱箱40 ℃,進樣口溫度為230 ℃。載氣為He,采用不分流進樣,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質譜條件EI源,電子能量70 ev;離子源溫度230 ℃;色譜質譜接口溫度230 ℃;質量掃描范圍35～400 amμ。

1.2.4定性與定量分析方法由GC-MS分析得到揮發性成分的總離子色譜圖,采用計算機檢索,參考標準譜圖(NIST08和NIST08s),并結合文獻資料[18-20],對樣品揮發性成分進行定性(僅當匹配度達到80%以上時鑒定結果才予以報道),并用峰面積歸一化法分析各香氣組分相對含量。

2　結果與分析

采用SPME-GC-MS法分別對優化工藝制作梔子紅茶和對照(窨花前茶坯)的香氣組分進行了分析。兩個樣品的總離子流色譜圖見圖1,分離鑒定出的主要香氣成分結果見表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含量

續表

續表

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(對照19種),醛類20種(對照15種),醇類15種(對照15種),酸類13種(對照13種),烯烴類5種(對照6種),酮類5種(對照5種),酚類1種(對照1種),其他4種(對照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,香氣組分發生復雜變化,尤其是酯類含量和其他類物質明顯增加(分別比對照增加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果;但醇類、醛類和酸類物質明顯減少(分別比對照減少10.77%、2.34%和2.50%),這可能與窨制過程中,上述物質揮發或發生氧化還原等復雜的化學變化所致。由此可見,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%)、茉莉酮內酯(1.33%)、環丁甲酸己酯(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、茉莉酮內酯、環丁甲酸己酯、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其香氣組分進行了分析。劉百戰[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。在本實驗中,在對照茶坯中未檢出,但在梔子紅茶中檢出且相對含量較高的組分有六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內酯、環丁甲酸己酯、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　結論與討論

本研究采用SPME技術對梔子紅茶的香氣化合物進行萃取,采用GC-MS進行定性定量分析。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、茉莉酮內酯、環丁甲酸己酯、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,其含量為已鑒定的香氣成分的74.13%。同時六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內酯、環丁甲酸己酯、反-異丁子香酚和α-法呢烯等43種香氣成分在對照茶坯中并未檢出。結合前人對梔子花中香氣組分的分析結果,梔子紅茶中的六氫茴香素、苯甲酸甲酯、茉莉酮內酯、環丁甲酸己酯、反-異丁子香酚和α-法呢烯等6種含量相對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。

花茶窨制工藝復雜,花茶香味、等級、價格等與窨次具有一定相關性[22-23],因此對梔子紅茶香氣形成的關鍵化合物及其影響因素、形成機理等還應進一步研究,以指導工藝改進。

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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：茶葉綜合利用和農業科技信息，E-mail:314653174@qq.com。

四川省教育廳科技項目基金(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