頂空-氣質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定柚子皮綠茶揮發(fā)性成分

林 真，李 捷，方守龍，陳添順，陳 健,*

(1.福建生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院保健營(yíng)養(yǎng)學(xué)系，福建 福州 350002；2.福建出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)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(zhì)聯(lián)用法測(cè)定柚子皮綠茶揮發(fā)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(yè)技術(shù)學(xué)院保健營(yíng)養(yǎng)學(xué)系，福建 福州 350002；2.福建出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)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(zhì)聯(lián)用法測(cè)定柚子皮綠茶、柚子皮和綠茶原料中的揮發(fā)性香氣成分，通過(guò)對(duì)各樣品成分的比較，探討柚子皮綠茶成品香氣成分的來(lái)源及成因。結(jié)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(zhuǎn)移至綠茶原料的新香氣成分；在柚子皮綠茶中檢測(cè)出幾種含氧化合物，占柚子皮綠茶總揮發(fā)性成分的5%左右，是區(qū)別于綠茶原料和柚子皮的特異性香味物質(zhì)；并將本方法提取的香氣成分與同時(shí)蒸餾法進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)同時(shí)蒸餾法提取物含氧化合物比例較高，可能是因?yàn)橥瑫r(shí)蒸餾萃取法高溫下長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)萃取，樣品中的烯烴類物質(zhì)被氧化所致，而頂空提取法條件較為溫和，得到的揮發(fā)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(shù)；氣相色譜-質(zhì)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(duì)膿腫癥、糖尿病等患者有一定輔助療效，具有很高的藥用價(jià)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(fā)性成分，因此，研究相關(guān)產(chǎn)品揮發(fā)性物質(zhì)的構(gòu)成，對(duì)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(cè)，國(guó)內(nèi)基本采用的是氣相色譜-質(zhì)譜(gas chromatography-mass spectrometry，GCMS)法。而香氣成分的提取則各不相同，應(yīng)用最廣泛的是同時(shí)蒸餾萃取法(simultaneous distillation extraction，SDE)[4-6]。該法的優(yōu)點(diǎn)是需樣量少、操作簡(jiǎn)單，同時(shí)提取的茶葉香氣總量、數(shù)量及回收率都比較高[7]。但是，朱旗等[8]研究發(fā)現(xiàn)，SDE法得到的高濃度香氣物質(zhì)，在感官上與原茶香型有明顯的區(qū)別，且將溶劑去除的過(guò)程會(huì)造成部分香氣物質(zhì)的損失，溶劑可能殘存，或樣品基質(zhì)的其他成分被帶入，從而影響檢測(cè)結(jié)果[9]。Shimoda等[10]認(rèn)為SDE法提取的綠茶香具有水悶味，并帶有木質(zhì)、收斂和刺激性。目前，國(guó)內(nèi)外部分學(xué)者開(kāi)展了頂空技術(shù)在茶葉香氣分析中的應(yīng)用研究。朱旗等[8]對(duì)動(dòng)態(tài)頂空提取法和SDE法提取綠茶的香精油進(jìn)行了比較，認(rèn)為動(dòng)態(tài)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(fù)作用，如空氣的進(jìn)入加速了一些香氣分子的氧化。靜態(tài)頂空分析法則直接吸取樣品上方氣體進(jìn)行分析，操作簡(jiǎn)單，條件溫和，能杜絕溶劑帶來(lái)的污染，是一種可靠的提取方法[11-14]。譚和平等[15]采用靜態(tài)頂空法對(duì)鐵觀音干茶香氣成分進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果重復(fù)性好，穩(wěn)定性高，與茶葉感官評(píng)審相關(guān)性較好，且所得到的香氣成分與人體嗅覺(jué)所感覺(jué)到的氣味最接近。本實(shí)驗(yàn)擬采用靜態(tài)頂空提取法，結(jié)合GC-MS技術(shù)，開(kāi)展柚子皮茶揮發(fā)性成分的分析測(cè)定，以期為開(kāi)發(fā)相關(guān)保健產(chǎn)品提供研究基礎(chǔ)。

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(jí))、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(shè)備

6890N氣相色譜/ 5973i質(zhì)譜聯(lián)用儀[配有電子轟擊離子源(electron impact，EI)] 美國(guó)Agilent公司；A11 basic粉碎機(jī) 德國(guó)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(shè)定為100℃，平衡時(shí)間設(shè)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(jìn)行檢測(cè)。

1.3.2 色譜實(shí)驗(yàn)條件

色譜柱：Agilent DB-5毛細(xì)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(jìn)樣量2.5mL注射針筒體積的平衡氣體；不分流。

1.3.3 質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)條件

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

2 結(jié)果與分析

經(jīng)GC-MS檢測(cè)，對(duì)照Nist譜庫(kù)檢索鑒定出各樣品的揮發(fā)性組分，并采用歸一化法計(jì)算得到各組分的相對(duì)含量。結(jié)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(huán)化合物、2種環(huán)烷烴。如表1所示。

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

續(xù)表1

3 討 論

3.1 柚子皮的揮發(fā)性成分

柚子皮中共檢測(cè)到54種揮發(fā)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(huán)癸二烯和蒎烯等為主要成分，占總揮發(fā)性成分的95%左右，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)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(jié)果有所差別，其對(duì)福鼎四季柚柚子皮香氣成分進(jìn)行檢測(cè)，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(shí)蒸餾萃取法，香氣物質(zhì)在高溫條件下反復(fù)重蒸，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，次生反應(yīng)劇烈，可能導(dǎo)致部分物質(zhì)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(tài)頂空提取法是直接吸取樣品上方氣體進(jìn)行分析，條件較為溫和，所得柚子皮揮發(fā)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(fā)性成分的結(jié)構(gòu)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(fā)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(duì)含量可見(jiàn)，檸檬烯和月桂烯并非是從柚子皮轉(zhuǎn)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(jié)論不同。檸檬烯和月桂烯在皮茶中的相對(duì)含量比綠茶原料有所下降，可能原因有兩個(gè)：一是多了窨制和二次烘干工序，揮發(fā)性強(qiáng)的檸檬烯和月桂烯有所損失；二是在窨制過(guò)程中，烯烴不穩(wěn)定，可能發(fā)生結(jié)構(gòu)異化或氧化反應(yīng)，生成其他物質(zhì)。如圖2所示。從檢測(cè)結(jié)果可獲知，雖然月桂烯的同分異構(gòu)體3,7-二甲基-1, 3,6-辛三烯在皮茶樣品中的相對(duì)含量只是略高，但其近似氧化產(chǎn)物3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇卻高達(dá)0.95%，而這一氧化產(chǎn)物在柚子皮和綠茶原料中未檢出。

圖2 月桂烯結(jié)構(gòu)異化及可能氧化產(chǎn)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(cè)綠茶原料吸收了柚子皮揮發(fā)出來(lái)的部分蒎烯，提高了含量。

柚子皮綠茶揮發(fā)性成分中還有幾種物質(zhì)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(huán)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(zhì)占柚子皮綠茶揮發(fā)性物質(zhì)的5.2%，盡管含量不是很高，但卻是區(qū)別于綠茶原料的香氣成分，推測(cè)可能是綠茶的某些成分與柚子皮揮發(fā)性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的物質(zhì)，對(duì)柚子皮茶的香氣起決定作用。

4 結(jié) 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(duì)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(shí)也說(shuō)明兩者是綠茶本身自帶的香氣物質(zhì)，而不是由柚子皮轉(zhuǎn)移至綠茶原料的新香氣成分。

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

提取方法不同，檢測(cè)出的香氣成分存在一定差別。同時(shí)蒸餾萃取法高溫下長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)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(fā)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(dá)西等[16]的研究結(jié)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，F(xiàn)ANG 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?yàn)槭称芳氨＝∈称费邪l(fā)、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?yàn)槭称防砘瘷z測(cè)。E-mail：cjpine@163.com