頂空-氣質聯用法測定柚子皮綠茶揮發性成分

林 真，李 捷，方守龍，陳添順，陳 健,*

(1.福建生物工程職業技術學院保健營養學系，福建 福州 350002；2.福建出入境檢驗檢疫局技術中心，福建 福州350003；3.福建福鼎銀龍茶葉有限公司，福建 福鼎 355200；4.大閩食品(漳州)有限公司，福建 漳州 363000)

頂空-氣質聯用法測定柚子皮綠茶揮發性成分

林 真1，李 捷2，方守龍3，陳添順4，陳 健2,*

(1.福建生物工程職業技術學院保健營養學系，福建 福州 350002；2.福建出入境檢驗檢疫局技術中心，福建 福州350003；3.福建福鼎銀龍茶葉有限公司，福建 福鼎 355200；4.大閩食品(漳州)有限公司，福建 漳州 363000)

采用頂空-氣質聯用法測定柚子皮綠茶、柚子皮和綠茶原料中的揮發性香氣成分，通過對各樣品成分的比較，探討柚子皮綠茶成品香氣成分的來源及成因。結果：柚子皮綠茶、柚子皮和綠茶原料的主要成分均為檸檬烯和月桂烯，表明檸檬烯和月桂烯不是由柚子皮轉移至綠茶原料的新香氣成分；在柚子皮綠茶中檢測出幾種含氧化合物，占柚子皮綠茶總揮發性成分的5%左右，是區別于綠茶原料和柚子皮的特異性香味物質；并將本方法提取的香氣成分與同時蒸餾法進行對比，發現同時蒸餾法提取物含氧化合物比例較高，可能是因為同時蒸餾萃取法高溫下長時間反復萃取，樣品中的烯烴類物質被氧化所致，而頂空提取法條件較為溫和，得到的揮發性成分與樣品自然釋放的香氣成分更為接近。

柚子皮綠茶；頂空技術；氣相色譜-質譜法；成分分析

柚子皮茶是一種新型的保健茶，可降血壓和血糖，對膿腫癥、糖尿病等患者有一定輔助療效，具有很高的藥用價值。柚子皮茶是將柚子皮與原茶(綠茶、白茶或紅茶等)窨制并去除柚子皮后所制得的一種窨制茶。與原茶相比，柚子皮茶多吸收了柚子皮自然釋放的揮發性成分，因此，研究相關產品揮發性物質的構成，對了解其功能及藥理作用具有重大意義[1-3]。

茶葉香氣成分的檢測，國內基本采用的是氣相色譜-質譜(gas chromatography-mass spectrometry，GCMS)法。而香氣成分的提取則各不相同，應用最廣泛的是同時蒸餾萃取法(simultaneous distillation extraction，SDE)[4-6]。該法的優點是需樣量少、操作簡單，同時提取的茶葉香氣總量、數量及回收率都比較高[7]。但是，朱旗等[8]研究發現，SDE法得到的高濃度香氣物質，在感官上與原茶香型有明顯的區別，且將溶劑去除的過程會造成部分香氣物質的損失，溶劑可能殘存，或樣品基質的其他成分被帶入，從而影響檢測結果[9]。Shimoda等[10]認為SDE法提取的綠茶香具有水悶味，并帶有木質、收斂和刺激性。目前，國內外部分學者開展了頂空技術在茶葉香氣分析中的應用研究。朱旗等[8]對動態頂空提取法和SDE法提取綠茶的香精油進行了比較，認為動態頂空法提取的香精油在感官上能較好的反映綠茶香氣的特征，但存在一定負作用，如空氣的進入加速了一些香氣分子的氧化。靜態頂空分析法則直接吸取樣品上方氣體進行分析，操作簡單，條件溫和，能杜絕溶劑帶來的污染，是一種可靠的提取方法[11-14]。譚和平等[15]采用靜態頂空法對鐵觀音干茶香氣成分進行檢測，結果重復性好，穩定性高，與茶葉感官評審相關性較好，且所得到的香氣成分與人體嗅覺所感覺到的氣味最接近。本實驗擬采用靜態頂空提取法，結合GC-MS技術，開展柚子皮茶揮發性成分的分析測定，以期為開發相關保健產品提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

柚子皮(福鼎四季柚的果皮)、綠茶原料(大白毫綠茶，特級)、柚子皮綠茶(福鼎四季柚的果皮與大白毫綠茶所制的窨制茶) 福建省福鼎銀龍茶葉有限公司。

1.2 儀器與設備

6890N氣相色譜/ 5973i質譜聯用儀[配有電子轟擊離子源(electron impact，EI)] 美國Agilent公司；A11 basic粉碎機 德國IKA公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

將樣品粉碎，快速稱取0.50g于干燥的25mL頂空瓶中，旋緊密封蓋。將平衡溫度設定為100℃，平衡時間設定為50min。用注射針筒吸取2.5mL樣品上方的氣體，平衡30s，再注入GC-MS中進行檢測。

1.3.2 色譜實驗條件

色譜柱：Agilent DB-5毛細管柱(0.25mm×30m，0.25μm)；升溫程序：60℃保持10min，以2℃/min升至280℃，保持4min；載氣(He)流速1.0mL/min，進樣量2.5mL注射針筒體積的平衡氣體；不分流。

1.3.3 質譜實驗條件

EI離子源；電子能量70eV；離子源溫度230℃；質量掃描范圍m/z 10～800u。

2 結果與分析

經GC-MS檢測，對照Nist譜庫檢索鑒定出各樣品的揮發性組分，并采用歸一化法計算得到各組分的相對含量。結果共鑒定出64種化合物，包括37種萜烯、4種萜烯醇、3種脂肪醇、2種醛、5種酮、7種酯、1種羧酸、2種含氮化合物、1種含氧雜環化合物、2種環烷烴。如表1所示。

表1 柚子皮、綠茶和柚子皮茶的揮發性成分分析Table 1 Volatile components in pomelo peel, green tea and scented teas

續表1

3 討 論

3.1 柚子皮的揮發性成分

柚子皮中共檢測到54種揮發性成分，其中檸檬烯、月桂烯、1-甲基-5-亞甲基-8-(1-甲基乙基)-1,6-環癸二烯和蒎烯等為主要成分，占總揮發性成分的95%左右，它們的化學結構見圖1。含氧化合物含量很少，不到0.5%，這與羅永此等[2]的研究結果有所差別，其對福鼎四季柚柚子皮香氣成分進行檢測，共鑒定出31種化合物，其中除了檸檬烯和月桂烯等主要成分外(91%左右)，芳樟醇氧化物、芳樟醇、橙花醇和金合歡醇等含氧化合物也占有一定的比例(4.69%)。存在差異的可能原因是香氣的提取方法不同。羅永此等[2]采用同時蒸餾萃取法，香氣物質在高溫條件下反復重蒸，且持續時間長，次生反應劇烈，可能導致部分物質氧化、分解或聚合，從而生成各種含氧化合物。而本研究采用的靜態頂空提取法是直接吸取樣品上方氣體進行分析，條件較為溫和，所得柚子皮揮發性成分絕大部分為萜烯，含氧化合物較少。

圖1 柚子皮中主要揮發性成分的結構Fig.1 Structures of major volatile components in pomelo peel

3.2 柚子皮綠茶與綠茶原料、柚子皮揮發性成分的比較

檸檬烯和月桂烯是柚子皮綠茶、綠茶原料和柚子皮的主要成分，其中檸檬烯在3種樣品中的含量分別為54.79%、67.12%和63.40%，而月桂烯則為34.62%、30.90%和26.10%。由綠茶原料中的高相對含量可見，檸檬烯和月桂烯并非是從柚子皮轉移至茶葉的香氣成分，而是綠茶原料本身就帶有的香氣成分，這與羅永此等[2]的研究結論不同。檸檬烯和月桂烯在皮茶中的相對含量比綠茶原料有所下降，可能原因有兩個：一是多了窨制和二次烘干工序，揮發性強的檸檬烯和月桂烯有所損失；二是在窨制過程中，烯烴不穩定，可能發生結構異化或氧化反應，生成其他物質。如圖2所示。從檢測結果可獲知，雖然月桂烯的同分異構體3,7-二甲基-1, 3,6-辛三烯在皮茶樣品中的相對含量只是略高，但其近似氧化產物3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇卻高達0.95%，而這一氧化產物在柚子皮和綠茶原料中未檢出。

圖2 月桂烯結構異化及可能氧化產物示例Fig.2 Myrcene structure alienation and potential oxidation products

香氣成分中的α-蒎烯和β-蒎烯在柚子皮中百分含量最高，柚子皮綠茶次之，綠茶中最少，推測綠茶原料吸收了柚子皮揮發出來的部分蒎烯，提高了含量。

柚子皮綠茶揮發性成分中還有幾種物質在柚子皮和綠茶原料中是未檢出的，它們是1,2,5,5-四甲基-1,3-環戊二烯、1-己醇、α,α,5-三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇、1,5-二甲基-1-乙烯基-4-己烯丁酸鹽、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、癸醛，這部分物質占柚子皮綠茶揮發性物質的5.2%，盡管含量不是很高，但卻是區別于綠茶原料的香氣成分，推測可能是綠茶的某些成分與柚子皮揮發性物質發生化學反應而產生的物質，對柚子皮茶的香氣起決定作用。

4 結 論

柚子皮綠茶、柚子皮和綠茶原料中的檸檬烯和月桂烯相對含量都很高，表明檸檬烯和月桂烯不是各樣品的特異性香氣成分，同時也說明兩者是綠茶本身自帶的香氣物質，而不是由柚子皮轉移至綠茶原料的新香氣成分。

柚子皮綠茶中檢測出幾種新的含氧化合物，占總揮發性成分的5%左右，是區別于綠茶原料的特異性香味物質。它們可能是柚子皮揮發性成分被綠茶原料吸收后，與原料中的某些物質發生化學反應而形成的香氣。

提取方法不同，檢測出的香氣成分存在一定差別。同時蒸餾萃取法高溫下長時間反復萃取，所得成分含氧化合物比例較高；而頂空提取法條件較為溫和，得到的揮發性成分比較接近樣品自然釋放的香氣成分，這與古麗加依娜·多力達西等[16]的研究結論相同。

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Analysis of Volatile Aroma Components in Pomelo Peel Tea by Headspace-Gas Chromatography-Mass Spectrometry

LIN Zhen1，LI Jie2，FANG Shou-long3，CHEN Tian-shun4，CHEN Jian2,*

(1. Health Department of Fujian Technology Biological Engineering Institute, Fuzhou 350002, China；2. Fujian Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Fuzhou 350003, China；3. Fujian Silver Dragon Tea Co. Ltd., Fuding 355200, China；4. Damin Food Corporation, Zhangzhou 363000, China)

The volatile aroma components of pomelo peel tea, pomelo peel and green tea were comparatively analyzed by headspace-GC-MS in order to discover the originals and causes of volatile aroma components in pomelo peel tea. It was shown that limonene and myrcene were the major components of three samples. This indicates that limonene and myrcene are not new aroma components transferred from pomelo peel to green tea and not the specific aroma substances of three samples. Several oxygen-containing compounds that can differentiate green tea and pomelo peel were detected in pomelo peel tea, accounting for approximately 5% of the total volatile compounds. The percentage of oxygen-containing compounds was higher than that obtained using simultaneous distillation extraction. The difference may come from the oxidation of alkenes caused by long-term repeated extraction at high temperature during the simultaneous distillation extraction process. However, headspace extraction requires mild reaction conditions, yielding aroma components similar to those released under natural conditions.

pomelo peel tea；headspace (HS)；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；component analysis

TS201.2

A

1002-6630(2012)08-0256-04

2011-12-01

林真(1980—)，女，講師，博士，研究方向為食品及保健食品研發、食品安全。E-mail：linzhen402@yahoo.com.cn

*通信作者：陳健(1979—)，男，工程師，碩士，研究方向為食品理化檢測。E-mail：cjpine@163.com