金桂綠茶與金桂花的揮發性成分和香氣特征比較

郭 麗，胡曉俊，胡文嬌，張 悅，朱 蔭，戴偉東，胡善樹, ，林 智,

（1.中國農業科學院茶葉研究所，浙江 杭州 310008；2.三門綠毫茶葉專業合作社，浙江 三門 317103）

桂花的香氣質量受桂花品種、花期、生長環境等多種因素的影響明顯。研究表明不同品種桂花的香氣成分構成存在較大差異[2?4]，主要表現在呈香組分的構成及配比上。β-紫羅酮、順式-呋喃型芳樟醇氧化物、反式-呋喃型芳樟醇氧化物及芳樟醇為桂花共有組分，（E）-2-己烯醛、（Z）-3-己烯醇、己醛等僅在個別品種中的含量較高[5]。即便是同一品種，桂花所處花期不同，釋放香氣成分的能力也大不相同[6]。桂花香氣化合物的釋放與積累，與遺傳因素有關[7]，也受生長環境的影響[3]。這些因素影響桂花開花吐香，進而影響其在茶葉上的附香效果，產生不同層次的桂花香。研究發現，1-辛烯-3-醇、正戊酸葉醇酯、丁酸苯乙酯等易吸附在紅茶，使紅茶附上桂花香[8]，但綠茶與紅茶吸附香氣成分的能力有一定的差異[9]，其吸附的香氣化合物尚不明確。

目前，市場上桂花窨制而成的花茶產品以桂花綠茶、桂花紅茶、桂花烏龍等較為常見[10]，香氣質量頗佳。然而，并非所有桂花都能窨制出高品質的花茶，制茶師往往選擇金桂花作為花源，其中緣由至今尚未明晰。同時，桂花茶的相關研究取得一定的進展，可桂花茶與所用桂花的揮發性成分差異化合物仍未查明。因此，本研究選擇種植較廣泛的金桂和丹桂樹種作為研究對象，比較金桂與丹桂鮮花的揮發性組分差異，查明金桂花在呈香組分上的獨特性；再用其窨制綠茶，分析金桂綠茶和金桂花的香氣化學特征及二者的差異化合物，探明窨制工藝對桂花茶香氣特征的促成作用，旨在為花茶加工工藝的優化及新產品的研發提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

桂花 于2020年9月30日采摘盛花期的金桂花和丹桂花并剔除雜物（浙江三門）；原料綠茶（2020年4月） 由一芽一二葉標準鮮葉按綠茶工藝制成（浙江三門）；癸酸乙酯（色譜純）、無水硫酸鈉（分析純） 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。

5810R離心機 Thermo公司；FD5-10冷凍干燥機 GOLD-SIM公司；MTH-100恒溫混勻儀、NDK200-2N氮吹儀 杭州米歐儀器有限公司；8890A氣相色譜儀、5977a質譜儀 Agilent公司；6CHX提香機 福建佳友茶葉機械智能科技股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 桂花干制 新鮮的金桂花和丹桂花朵采用真空冷凍干燥方式固樣，干燥至恒重后分別記作金桂花和丹桂花。

1.2.2 金桂綠茶的加工 金桂綠茶的加工工藝流程如圖1所示。原料綠茶復焙后，冷卻至室溫，再與鮮金桂花拌和窨制（單窨法）。窨制4 h后進行通花5 min，續窨4 h。將桂花與茶葉分離后，再將窨制好的茶樣真空凍干，即得金桂綠茶。

圖1 金桂綠茶的工藝流程Fig.1 Process flow of Jingui green tea

1.2.3 香氣品質評價 桂花采用GH/T 1117—2015（桂花茶）方法進行感官品質分析，綠茶和金桂綠茶由5名高級評茶員采用GB/T 23776—2018方法（茶葉感官審評法）進行感官品質分析，香氣因子總分均為100分。

1.2.4 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0.3 g磨碎茶樣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癸酸乙酯（內標）、混勻，避光振蕩提取14 h（轉速為300 r/min）。再加入0.8 g無水硫酸鈉，渦旋混勻；在1200×g下離心15 min，取上清液到另一個離心管，氮氣吹干濃縮至800 μL，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。

除了政治經濟現代化方面進行理論創新之外，我們在社會現代化、文化現代化、生態現代化、國際現代化方面也進行了理論創新，先后提出了構建社會主義和諧社會、建設社會主義先進文化、建設社會主義核心價值觀、推進生態文明建設美麗中國、建設“一帶一路”和構建人類命運共同體等。

氣相色譜-質譜的分析條件：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 ℃，載氣N2（純度>99.999%）的流速為1 mL/min。柱溫箱升溫程序：初始溫度50 ℃，保持5 min；以3 ℃/min速率升至210 ℃并保持3 min；最后以15 ℃/min速率升至330 ℃，保持5 min。溶劑延遲5 min，離子源溫度260 ℃，掃描范圍為40～500 m/z。

1.2.5 茶樣中揮發性成分的OAV分析 OAV是指揮發性成分在茶樣中含量與其閾值的比。OAV=茶樣中揮發性化合物的濃度（Ci）/揮發性化合物在乙醇溶液中的嗅覺閾值（Oi），其中，Ci和Oi的單位為μg/g。

1.3 數據處理

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即以內標癸酸乙酯的添加量來計算茶樣中揮發性成分的含量。每個樣品數據表示為均值±偏差，運用IBM SPSS 20.0進行T-test測驗，比較兩種桂花揮發性成分的差異。

2 結果與分析

2.1 金桂花與丹桂花的香氣質量及揮發性成分比較

兩種供試桂花的香氣評分均在90分以上，說明二者的香氣質量較佳（表1），但他們的香氣特征存在明顯差異。金桂花的香氣偏清香、持久性較佳，丹桂花的香氣偏甜、花香顯，因而二者得分相近。

表1 金桂花和丹桂花的香氣感官品質Table 1 Aroma sensory quality of Jingui and Dangui flowers

金桂花與丹桂花的揮發性組分構成及含量差異較為明顯（表2和表3），醇類化合物含量最高，其次是酸類化合物，較低的是醛類和烴類化合物。金桂花中檢出40個揮發性成分，比丹桂花多了11個。金桂花中醇類化合物種類較丹桂花多9個，占比也較大，達到59.8%；酮類化合物有5個，比含氮類化合物多4個，但酮類、含氮類化合物占比與丹桂花相同；酯類化合物的種類及占比勝于丹桂花，且占比（7.5%）超出酮類化合物（占比為6.9%）；烴類化合物僅2個，占比最小，僅為0.8%。T-test分析表明，醇類、酮類、酯類、醛類、烴類和含氮類化合物在兩種桂花中的含量差異達到顯著水平（P<0.05）。金桂花中醇類、酮類、酯類和含氮類化合物的含量分別比丹桂花高了34.2%、22.2%、109.0%和22.9%，酸類、醛類、烴類化合物的含量均較丹桂花低，但金桂花的揮發性組分總量較丹桂花高了22.7%。

表2 金桂花與丹桂花的揮發性成分Table 2 Volatile components of Jingui and Dangui flowers

表3 桂花中揮發性組分的構成及占比Table 3 The volatile composition and proportion of Guihua

目前，桂花各種群的鮮花均已在茶葉窨制上應用[8,12]，生產上選擇較多的是金桂花，這與桂花的香氣化學基礎有關[13?15]。金桂花的揮發性成分總量較丹桂花高，與丹桂花共有25個揮發性成分；這些共有揮發性成分在金桂花和丹桂花中的占比分別達89.3%和93.0%，且亞油酸、壬醛、（Z）-呋喃型芳樟醇氧化物2、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物1、十六烷酸甲酯、γ-癸內酯、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2、亞麻酸、β-紫羅酮、N-甲基吡咯烷酮、十六烷酸、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物2、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物1等共有成分在金桂花中的含量高于10 μg/g，而在丹桂花中（Z）-呋喃型芳樟醇氧化物2、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物1、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2和亞麻酸等含量低于10 μg/g。由此可見，金桂花在香氣品質、揮發性成分種類及含量上優于丹桂花，具有較強的釋香能力[16]，在窨制過程中更易使茶葉吸附花香，用來窨制茶葉更具優勢。

續表 2

2.2 金桂綠茶的香氣特征成分

2.2.1 金桂綠茶的香氣組分構成及含量 金桂花的花香與原料綠茶的茶香融合效果較好，金桂綠茶的香氣感官評分在90分以上。分析金桂綠茶、金桂花、原料綠茶的揮發性成分，共檢測到58個化合物，包括26個醇類、4個酸類、6個酮類、12個酯類、2個醛類、5個烴類、2個含氮類和1個酚類化物（表4）。金桂綠茶與原料綠茶的揮發性組分構成相同（圖2a），比金桂花多了酚類化合物；酯類、烴類、含氮類化合物種類較金桂花、原料綠茶多；金桂綠茶的揮發性成分總量比金桂花低60.4%，較原料綠茶高74.6%。

圖2 不同茶樣中揮發性成分分布Fig.2 The volatile distribution of different tea samples

表4 不同茶樣的揮發性成分含量Table 4 Volatile compounds of different tea samples

金桂綠茶揮發性成分中植醇含量最高，其次是β-紫羅酮和十六烷酸。這三種化合物分別由葉綠素、類胡蘿卜素、脂肪酸衍生而成[16]，均是脂類代謝產物，在金桂綠茶中的含量明顯高于原料綠茶，說明花茶工藝促進了脂類化合物的降解，但不同化合物對加工工藝的響應程度有差異[17]。十六烷酸，又名軟脂酸、棕櫚酸，在原料綠茶中含量遠低于金桂花及金桂綠茶，因而推測，金桂綠茶的十六烷酸主要是通過窨制工藝從金桂花中獲得的，但在茉莉花茶窨制過程樣中未檢到十六烷酸[18?19]，可能與揮發性提取方法有關。

由表4可知，金桂綠茶所含植醇、β-紫羅酮、十六烷酸、丁羥基甲苯、亞麻酸、乙酸植醇酯、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2、十六烷酸甲酯等化合物的含量較高，而在原料綠茶中含量較高的揮發性成分卻是植醇、N-甲基吡咯烷酮和十六烷酸甲酯，說明窨制工藝明顯改變了原料綠茶揮發性成分的組成特征[20?22]，為其引入了金桂花揮發性成分，有助于金桂綠茶花香特征的形成。為更好地解析金桂綠茶的香氣化學基礎，將其揮發性成分劃分為四個類型：類型Ⅰ：金桂綠茶及金桂花和原料綠茶中三者均有的成分；類型Ⅱ：金桂綠茶與金桂花兩者的共有成分；類型Ⅲ：金桂綠茶與原料綠茶兩者共有成分；類型Ⅳ：金桂綠茶中存在而金桂花和原料綠茶中均沒有的成分，即窨制工藝產生的新成分。

續表 4

2.2.2 金桂綠茶、金桂花與原料綠茶共有的揮發性成分 金桂綠茶、金桂花及原料綠茶共有的揮發性成分有16種（表4和圖2b），分別是N-甲基吡咯烷酮、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物1、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2、壬醛、（Z）-呋喃型芳樟醇氧化物1、（Z）-呋喃型芳樟醇氧化物2、香葉醇、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物2、β-紫羅酮、3-羥基-5,6-環氧-β-紫羅蘭醇、1-羥基-4-酮-2-紫羅蘭酮、十六烷酸甲酯、十六烷酸、亞麻酸甲酯、亞油酸和亞麻酸。這16種化合物在金桂綠茶中的含量達104.71 μg/g，較金桂花（264.42 μg/g）低了60.4%，比原料綠茶（59.97 μg/g）高了74.6%，說明金桂花通過吸附-解吸附作用將部分揮發性成分傳于原料綠茶，有助于原料綠茶著上花香；N-甲基吡咯烷酮、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物2、β-紫羅酮、十六烷酸、亞麻酸等的含量較高。但是，N-甲基吡咯烷酮、壬醛、3-羥基-5,6-環氧-β-紫羅蘭醇和十六烷酸甲酯在金桂綠茶中的含量低于原料綠茶，且N-甲基吡咯烷酮的下降幅度較大。由此可見，金桂綠茶、金桂花及原料綠茶共有揮發性成分的含量存在明顯差異。

2.2.3 金桂綠茶與金桂花共有的揮發性成分 金桂綠茶與金桂花及原料綠茶共有的16種揮發性成分除外，其與金桂花存在8個共有揮發性成分（圖2b），分別是芳樟醇、α-衣蘭烯、1,1,5-三甲基-6-亞丁烯基-4-環己烯、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物1、α-紫羅酮、二氫-β-紫羅蘭醇、γ-癸內酯和4-羥基-β-紫羅酮（表5）。茶類、花類及窨制工藝的不同，原料茶吸附的揮發性成分也有差異[27?28]。原料綠茶從金桂花上吸附的這些揮發性成分有別于原料紅茶[8]，其含量占金桂綠茶揮發性成分總量的2.0%；α-紫羅酮的含量較高，但遠低于具有花香氣息的β-紫羅酮[16]；二氫-β-紫羅蘭醇、γ-癸內酯和4-羥基-β-紫羅酮也是類胡蘿卜素的降解產物，但他們含量均低于1 μg/g。芳樟醇、α-紫羅酮，γ-癸內酯的OAV值大于1（表5），為金桂綠茶香氣特征呈現的重要成分。

表5 原料綠茶窨制中吸附的呈香新成分Table 5 New aroma compounds produced during green tea material

2.2.4 金桂綠茶與原料綠茶共有的揮發性成分 金桂綠茶與原料綠茶的共有揮發性成分有10個（圖2），其中，植醇、丁羥基甲苯、亞油酸甲酯等化合物的含量較高。植醇是茶樣中含量最高的醇類化合物，在金桂綠茶中的含量達（188.69±3.66）μg/g，比原料綠茶的高34.9%，說明窨制中葉綠素發生了降解反應[29]。丁羥基甲苯是茶樣中檢出的唯一揮發性酚類化合物，在金桂綠茶中的含量為12.62 μg/g，比原料綠茶高281.4%。亞油酸甲酯在金桂綠茶中的含量也高于原料綠茶，但其含量比十六烷酸甲酯低了44.7%。

2.2.5 窨制工藝新生成的成分 與金桂花、原料綠茶對比發現，金桂綠茶中存在而原料中不存在的揮發性成分如3,4-二甲基苯胺、紅沒藥烯環氧化物、異戊酸香葉酯、紫羅烯、二氫-β-紫羅蘭酮和乙酸植基酯等（表5），說明金桂綠茶不是金桂花與原料綠茶的簡單混和物[30]。這些新成分是窨制中形成的，占金桂綠茶揮發性成分總量的4.2%。乙酸植基酯的含量較高，達到6.65 μg/g，為葉綠素衍生物，說明原料綠茶窨制過程中葉綠素降解明顯；二氫-β-紫羅蘭酮為類胡蘿卜素的降解產物，僅在金桂綠茶檢出，含量低于乙酸植基酯，達到4.20 μg/g，但尚不能確定其來源。異戊酸香葉酯、二氫-β-紫羅蘭酮具有花香或果香特征，并且二氫-β-紫羅蘭酮的OAV值大于1，對金桂綠茶的香氣特征呈現起支撐作用。

3 結論

金桂花在揮發性成分的含量與種類上比丹桂花更有優勢，更適于用作花茶的香源。由金桂花窨制而成的金桂綠茶具有清香、花香等特征，揮發性成分的組成特征與金桂花、原料綠茶的差異明顯。原料綠茶在窨制中吸附的14個新成分中異戊酸香葉酯、二氫-β-紫羅蘭酮、芳樟醇、α-衣蘭烯、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物1、α-紫羅酮、二氫-β-紫羅蘭醇、γ-癸內酯和4-羥基-β-紫羅酮具有花香或果香特征，是金桂綠茶獨特香氣品質形成的重要物質基礎。