GC-MS結合ROAV分析評價加工工藝對藤茶香氣成分的影響

張錦程 余 佶 麻成金 姚茂君 吳竹青

(1. 食藥兩用資源研究與高值化利用湖南省重點實驗室，湖南 吉首 416000；2. 吉首大學化學化工學院，湖南 吉首 416000)

藤茶，亦稱甘露茶、莓茶、雪茶等，為小葉種顯齒蛇葡萄[Ampelopsisgrossedentata(Hand.-Mazz.)W.T.Wan]的嫩莖葉參照茶葉制作工藝加工而成。研究[1-3]表明，藤茶富含黃酮類化合物、氨基酸、多糖、礦物質等多種成分，特別含有γ-氨基丁酸和蛋氨酸等氨基酸，其45%的黃酮類化合物中，主要功效成分二氫楊梅素占到約58%，具有抗氧化、護肝、提神醒腦、抗疲勞、助消化等作用。藤茶功能突出，相較于咖啡因含量高使兒童、孕婦不宜飲用的茶葉而言，藤茶老少皆宜，在適飲性方面更加廣泛，同時在保健功效上具有獨特優勢。

目前，湖南、貴州等地藤茶產品主要采用傳統制作工藝進行加工，其操作工序主要包括采摘、萎凋、炒青、揉捻、堆放攤涼、烘干等[4]。茶產品的加工工藝從根本上影響著茶的感官品質，是茶產品特征香氣形成的重要環節，藤茶鮮葉和茶葉相比青草味更重，且藤茶香氣前體物質含量偏低或前體物質向香氣轉化能力有限[5]。為此，藤茶制作時，恰當工藝的選擇是提高藤茶風味品質的重要因素，借鑒綠茶、紅茶和黑茶等加工工藝的優點，尤其是紅茶和黑茶加工中的發酵工序[6-8]，可能有助于提升藤茶的風味品質，目前暫無這方面的比較研究。

氣相色譜—質譜聯用技術(GC-MS)和頂空固相微萃取(HS-SPME)已被廣泛應用于食品風味成分研究，對紅茶、綠茶、白茶等六大類茶產品香氣成分分析亦有較多報道[9-12]。研究擬采用HS-SPME/GC-MS聯用技術結合相對氣味活度值(ROAV)，對采用傳統加工工藝、綠茶加工工藝、紅茶加工工藝、黑茶加工工藝4種不同工藝加工的藤茶的揮發性香氣成分進行分析評價，比較不同加工工藝對藤茶香氣成分的影響，旨在為優質藤茶的生產提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

顯齒蛇葡萄鮮莖葉：湖南湘西玉龍生態農業科技有限公司雪茶種植基地。

1.2 儀器與設備

數字恒溫水浴鍋：HH-S2型，金壇市成輝儀器廠；

電子天平：FA2004型，上海舜宇恒平科學儀器有限公司；

紫外—可見分光光度計：UV-2450型，島津儀器(蘇州)有限公司；

電熱恒溫干燥箱：GZX-0246MBE型，上海博迅醫療生物儀器股份有限公司；

氣相色譜—質譜聯用儀：7890A-5975C型，美國Agilent公司；

固相微萃取裝置：PC-420D型，美國Corning公司。

1.3 茶樣制備

為了評價不同加工工藝對藤茶香氣成分的影響，采用傳統加工工藝、紅茶加工工藝、綠茶加工工藝、黑茶加工工藝4種不同的工藝對顯齒蛇葡萄鮮葉進行加工，得到4種不同的藤茶樣品，具體工藝流程如下：

傳統加工工藝：采摘→挑選→攤放(萎凋)→炒青→揉捻→堆放攤涼→烘干→包裝→產品

紅茶加工工藝：原料采摘→萎凋→揉捻→發酵→烘焙→攤涼→復焙→包裝→產品

綠茶加工工藝：原料采摘→萎凋→炒青→揉捻→干燥→包裝→產品

黑茶加工工藝：原料采摘→殺青→初揉→渥堆→復揉→烘焙→黑毛茶→篩分→拼堆→壓制→干燥→包裝→磚茶產品

同時，采用直接自然干燥法得到顯齒蛇葡萄鮮葉的干制品，作為對照樣品。

1.4 香氣成分分析方法

1.4.1 固相微萃取 采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS Stable Flex固相微萃取頭。在15 mL頂空進樣瓶中加入0.5 g藤茶粉樣，55 ℃恒溫平衡20 min，取出，加入轉子，置于固相微萃取裝置上，設置轉速60 r/min，選擇萃取溫度60 ℃，平衡10 min；而后插入經老化的SPME萃取頭，吸附1 h后取出SPME吸附針，手動插入GC進樣口，后在250 ℃進樣口解吸5 min后進行GC-MS檢測。

1.4.2 氣相色譜—質譜聯用法

(1)色譜條件：氦氣為載氣，HP-5MS毛細管色譜柱(30 m× 250 μm×0.25 μm)，模式為恒流，柱流速1.0 mL/min；升溫程序為起始溫度50 ℃，保持5 min，以速度3 ℃/min升至210 ℃，保持3 min，再以10 ℃/min升至230 ℃，保持2 min，進樣口溫度250 ℃，分流比5∶1。

(2)質譜條件：采用全掃描模式采集信號，電離源為EI，電離能量70 eV，接口溫度250 ℃，離子源溫度250 ℃，四極桿溫度150 ℃，掃描質量范圍30～500 amu。

1.5 藤茶揮發性香氣成分ROAV值計算與評價

采用相對氣味活度值(ROAV)評價檢出揮發性成分對藤茶樣品香氣體系的貢獻度[13-15]。ROAV值計算公式為：

Vi=(Ci/Cmax)×(Tmax/Ti)×100，

(1)

式中：

Vi——ROAV值；

Ci——藤茶某一香氣組分的相對百分含量，%；

Cmax——藤茶香氣體系中貢獻最大組分的相對百分含量，%；

Ti——該組分的香氣閾值；

Tmax——藤茶香氣體系中貢獻最大組分的香氣閾值。

藤茶中所有揮發性成分ROAV值≤100，對于某一種確定組分，ROAV值越大，則該物質對藤茶香氣體系貢獻度越大。ROAV值≥1的化合物為關鍵香氣成分，0.01≤ROAV值<1.00為修飾香氣成分，ROAV值<0.01 為潛在香氣成分。

1.6 數據分析

將GC-MS檢出的未知化合物譜圖與NIST Library數據庫進行對比，將匹配度>80%的化合物作為暫定目標成分，采用峰面積歸一化法計算各組分相對含量；SPSS 19.0進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同加工工藝藤茶揮發性香氣成分

按照傳統加工工藝、紅茶加工工藝、綠茶加工工藝、黑茶加工工藝等工藝制作藤茶，然后運用HS-SPME/GC-MS檢測揮發性香氣成分，結果見表1和表2。

從表1和表2可看出，5組樣品共檢測出37種揮發性香氣成分，主要為醇、醛、酮類化合物。對照、傳統工藝、紅茶工藝、綠茶工藝、黑茶工藝5種樣品中具有香氣的化合物分別為13，23，24，26，15種，累計占峰總面積的62.963%，50.508%，67.240%，56.230%，55.972%。1-辛烯-3-醇、苯甲醇、反式-2-己烯醛、苯乙醛、β-紫羅蘭酮、水楊酸甲酯、二氫獼猴桃內酯7種物質為各工藝組藤茶共有組分，呈愉快的花香、果香。不同工藝組藤茶的揮發性香氣物質較對照組均有一定程度的提升，且出現了獨有的特征香氣。

紅茶工藝組藤茶的芳樟醇含量顯著高于其他工藝組，其他含量較高的成分還有反式-2-己烯醛、2-甲基丁醛等，均表現出使人愉快的葉香、果香；綠茶工藝組藤茶出現了萜品油烯、檸檬醛兩種具有檸檬清香的揮發性成分，構成了綠茶工藝所制藤茶的特殊香氣；黑茶工藝組藤茶揮發性成分相對較少，占比較大的香氣成分為2-乙基己醇、(E,E)-2,4-庚二烯醛、反式-2-己烯醛，表現出較自然干燥組藤茶更好的葉香、花香。

2.2 藤茶揮發香氣成分ROAV值及評價

關鍵香氣成分決定一個香氣體系的大部分風味，而修飾香氣成分同樣對香氣品質有一定的貢獻，促進不同工藝所制藤茶香氣差異的形成，潛在性香氣成分由于對香氣體系貢獻度小，不作深入分析評價。

由表3可知，在傳統工藝、紅茶工藝、綠茶工藝、黑茶工藝4組藤茶樣品共有的7種香氣成分中(β-紫羅蘭酮、1-辛烯-3-醇、苯甲醇、反式-2-己烯醛、苯乙醛、水楊酸甲酯、二氫獼猴桃內酯),只有β-紫羅蘭酮和1-辛烯-3-醇的ROAV大于1，為共有的關鍵香氣組分，尤其是β-紫羅蘭酮是所有藤茶樣品中貢獻度最大的關鍵香氣成分，呈現出令人愉悅的花香、紫羅蘭香[16-17]，可能對藤茶獨特風味品質的形成有較大貢獻。

由于各組藤茶制作工藝條件不同，其關鍵香氣成分存在差異。傳統工藝組藤茶關鍵香氣成分有β-紫羅蘭酮、癸醛、壬醛、1-辛烯-3-醇4種，ROAV值分別為100.000，12.600，2.438，3.430，另有12種修飾香氣成分，香氣總體呈較濃郁的花香和果香。紅茶工藝組藤茶關鍵性香氣成分有β-紫羅蘭酮、2-甲基丁醛、反式-2-壬烯醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、芳樟醇6種，ROAV值分別為100.000，9.404，6.673，2.494，1.461，1.334，另有9種修飾香氣成分，總體呈較濃郁花香、果香及一部分黃瓜香，其中芳樟醇在紅茶工藝組中為特有的關鍵香氣成分，呈獨特的鈴蘭香氣，為紅茶中標志性的香氣成分[8-9]。綠茶工藝組藤茶中關鍵香氣成分有β-紫羅蘭酮、2-甲基丁醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、壬醛、正己醛6種，ROAV值分別為100.000，10.049，4.746，1.815，1.726，1.370，另有9種修飾香氣成分，總體呈較為濃郁的果香、花香及一部分青草香。黑茶工藝組藤茶中關鍵香氣成分有β-紫羅蘭酮、反式-2-壬烯醛、1-辛烯-3-醇、壬醛4種，ROAV值分別為100.000，6.010，1.669，1.143，修飾香氣成分有7種，整體呈現稍淡的果香、花香。值得注意的是，紅茶工藝和黑茶工藝兩種藤茶樣品中均出現了貢獻度較高的關鍵香氣成分反式-2-壬烯醛，香氣風味較為醇厚，可能與發酵、渥堆工序有關。

通過對4種工藝制作藤茶香氣成分的比較，可以看出，傳統工藝組藤茶與紅茶工藝組、綠茶工藝組藤茶在香氣表現水平上(關鍵香氣成分、修飾香氣成分的種類及貢獻度等)相差不大，而黑茶工藝組藤茶的香氣表現稍遜。紅茶工藝組、黑茶工藝組藤茶共同出現對香氣體系影響較大的關鍵香氣成分反式-2-壬烯醛，尤其是紅茶工藝組藤茶關鍵性香氣成分中出現了紅茶的標志性香氣成分芳樟醇，可能與采用了發酵、渥堆工序有關[18-19]，使藤茶具備了紅茶等發酵茶的優秀香氣，發酵工序可考慮作為藤茶制作的優選關鍵工序之一。

3 結論

(1)試驗根據藤茶傳統制作工藝，同時借鑒紅茶、綠茶、黑茶等成熟工藝，制作藤茶樣品，以直接自然干燥顯齒蛇葡萄葉作為對照樣品。通過頂空固相微萃取和氣相色譜—質譜聯用技術分析揮發性香氣成分，共鑒定出37種化合物，以醇、醛、酮類物質為主，其他為烯烴類、酯類、內酯類、烷烴類等物質。1-辛烯-3-醇、苯甲醇、反式-2-己烯醛、苯乙醛、β-紫羅蘭酮、水楊酸甲酯、二氫獼猴桃內酯7種物質為4種藤茶樣品的共有揮發性香氣成分。

表1 藤茶揮發性香氣成分及感官特征Table 1 Volatile aroma components and sensory characteristics of Ampelopsis grossedentata tea

表2 藤茶揮發性香氣成分種類的統計結果Table 2 Statistics results of volatile aroma components in Ampelopsis grossedentata tea

表3 藤茶香氣閾值和ROAV值Table 3 The threshold value and ROAV of volatile aroma in Ampelopsis grossedentata tea

(2)采用相對氣味活度值進行分析評價，在傳統加工工藝、紅茶加工工藝、綠茶加工工藝、黑茶加工工藝4種藤茶樣品共有的香氣成分中，只有1-辛烯-3-醇和β-紫羅蘭酮的相對氣味活度值大于1，為共有的關鍵香氣組分，尤其是β-紫羅蘭酮是所有藤茶樣品中貢獻度最大的關鍵香氣成分，呈現令人愉悅的花香、紫羅蘭香，可能對藤茶獨特風味的形成有較大貢獻。

(3)由于各組藤茶制作工藝條件不同，其關鍵香氣成分存在差異。紅茶工藝組藤茶關鍵性香氣成分中出現了紅茶的標志性香氣成分芳樟醇及反式-2-壬烯醛，這可能與采用發酵工序有關，使藤茶具備了紅茶等發酵茶的優良香氣，發酵工序可考慮作為藤茶制作的優選工序之一，工藝條件參數優化有待進一步的深入研究。