桂花茶揮發性成分的年份差異分析

郭麗， 胡曉俊， 胡文嬌， 胡善樹， 林智*

(1.中國農業科學院 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。食品領域利用桂花加工美食，主要是利用桂花所含的揮發性物質，但其揮發性物質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)的品質存在差異化現象。

花茶品質除了受鮮花原料的自身特性影響外，還與其加工工藝有關。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，生產上窨花次數最多不超過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量不及茉莉花高，因而桂花茶的產量遠低于茉莉花茶。然而，前期調研發現2020年我國大多數產區的桂花香氣品質不及往年，窨香品質欠佳，但尚不能明確其原因。基于此，本研究通過分析不同年份桂花茶揮發性成分，明確桂花香氣品質差異的化學物質基礎，以期為今后桂花茶品質控制提供參考。

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 香氣品質分析

參考《茶葉感官審評方法》(GB/T 23776—2018)的方法進行桂花茶感官品質分析，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 揮發性成分測定

揮發性成分的制備：參照文獻[11]的方法并進行改良。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(內標)，混勻，避光振蕩提取14 h(轉速為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0.22 μm針式過濾膜后進氣相色譜-質譜聯用儀分析。每個樣品設3次重復。

氣相色譜-質譜聯用儀的分析條件：色譜柱為DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，不分流進樣，進樣量為1 μL，進樣口溫度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 數據分析

茶樣揮發性成分的定性分析依據NIST14數據庫和相關文獻，定量分析采用內標法。每個樣品的揮發性成分含量表示為均值±標準偏差，運用SPSS 20.0進行T-test測驗，比較桂花茶揮發性成分的年份差異。

2 結果與分析

2.1 桂花茶揮發性成分的組成特征

供試2019年桂花茶的香氣品質優于2020年樣，主要表現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2 855.6 μg·g-1，比2020年高；不同揮發性組分相比，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性成分數量相同，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性組分

表1 桂花茶樣的香氣感官品質

2.2 桂花茶的主要揮發性成分

比較發現，桂花茶中含量較高的揮發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，在年份間的差異達到顯著或極顯著水平；這5種成分在2019年樣揮發性成分總量的占比達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-環氧-紫羅蘭醇和十六烷酸甲酯。

表2 桂花茶中揮發性成分的含量

*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-癸內酯、3-環氧-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、脂肪酸等的代謝產物，萜類代謝產物的種類較多，脂肪酸代謝產物的總量較高。

2.3 桂花茶的其他揮發性成分

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和丁內酯，但在2019年樣中均有檢出且含量達到599.6 μg·g-1。亞油酸是脂肪酸代謝產物之一，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238.3 μg·g-1，占樣品揮發性成分總量的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性化合物，達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干法、烘干法、真空凍干法等，各有優缺點。研究[12]表明，風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、形色較佳且復水效果優于烘干，市售價格明顯高于烘干。但是，凍干桂花茶的生產成本高于其他方法。

除上述加工工藝的影響外，桂花茶揮發性成分的組成特征還受桂花樹品種、產區及生長期等因素影響。本研究發現桂花茶香氣質量及所含的揮發性成分與年份也有關。2019年樣中揮發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律尚不清楚，有待進一步探究。

3.2 脂類代謝產物是桂花茶香氣質量形成的關鍵組分

桂花茶中源于脂類代謝途徑的產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，可能會影響揮發性物質凝聚[18]。類胡蘿卜素降解產物中含量最高的化合物是脫氫二氫-3-環氧-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，但是在2020年樣中其與脫氫二氫-3-環氧-紫羅蘭醇的比值小于2019年樣，可能會影響桂花茶的香氣質量，因此建議進一步開展桂花茶香氣化學研究，探明主要呈香成分是否存在互作效應。