,,,,

(武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院,福建武夷山 354300)

?

不同萃取方式分析武夷水仙茶揮發(fā)性成分

廖素蘭,翁器林,唐云云,謝依依,榮紅梅

(武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院,福建武夷山 354300)

分別采用同時蒸餾萃取(SDE)、靜態(tài)頂空(SHS)和固相微萃取(SPME)三種不同香氣萃取方式提取香氣物質(zhì),進(jìn)行氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)分析,結(jié)合保留指數(shù)法對武夷水仙茶的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行了研究。三種萃取方法共鑒定出179種揮發(fā)性成分,其中SDE法121種、SPME法114種及SHS法61種。三種方法共有化合物有21種,SDE和SPME法共有化合物有72種,SHS和SDE共有化合物有25種,SHS和SPME共有化合物有37種。進(jìn)一步分析已確定的揮發(fā)性成分,SDE比SPME多分離出醇類5種、烷烴類6種、酸類2種、酯類1種、酚類1種及醌類1種;SPME比SDE多分離出雜環(huán)類2種、醛類4種、芳香烴類1種及烯類2種。結(jié)果表明,SDE和SPME兩種方法結(jié)合提取茶葉中的香氣物質(zhì)可以更全面,共鑒定出162種化合物。以花香、果香、木香、堅果香、烘焙香、焦糖香的香氣物質(zhì)為主。

同時蒸餾萃取,靜態(tài)頂空,固相微萃取,氣相色譜-質(zhì)譜,水仙茶

茶葉既是一種具有資源優(yōu)勢、文化底蘊和消費傳統(tǒng)的特色農(nóng)產(chǎn)品,也是典型的傳統(tǒng)天然健康食品,全球消費量最大的飲料之一[1]。水仙茶在烏龍茶產(chǎn)業(yè)中具有重要的地位。武夷巖茶是中國傳統(tǒng)名茶,被譽為“健康之寶”,國際茶界評價它是“萬物之甘露,神奇之藥物”,武夷水仙茶是武夷巖茶的當(dāng)家品種之一[2]。在判定茶葉品質(zhì)時,主要是依據(jù)茶葉的色、香、味、形等方面,其中茶葉香氣是重要的評定指標(biāo)之一[3]。

茶葉的香氣成分較為復(fù)雜,在客觀量化測定茶葉香氣方面,選擇適當(dāng)?shù)奶崛〖夹g(shù)是分析香氣的前提與基礎(chǔ)。茶葉香氣的提取方法有同時蒸餾萃取(SDE)[4-5]、靜態(tài)頂空(SHS)[6]、固相微萃取(SPME)[7-11]、減壓蒸餾[5]、溶劑萃取法[12]、電子鼻法[13]等。各種方法各有優(yōu)劣，其中,SDE法是香氣提取采用較多的一種較成熟的技術(shù),但需大量有機溶劑;SHS法因無需溶劑,操作簡單成本低;SPME法樣品制備無需有機溶劑、簡便高效及實用性強等特點,是目前香氣分析較常用方法。三種提取方法的原理不同,所得到的揮發(fā)性物質(zhì)是否一致,差異是否顯著,其數(shù)據(jù)比較缺乏。目前國內(nèi)外有關(guān)武夷巖茶的香氣研究還比較少,武夷水仙茶的研究就更少。林正奎[14-15]等采用低溫減壓蒸餾聯(lián)合GC-MS法比較了武夷水仙毛茶與其它的烏龍茶及毛茶的香氣成分區(qū)別。周玲等[16]采用SDE萃取聯(lián)合GC-MS法比較了武夷水仙茶與其它烏龍茶的揮發(fā)性成分的區(qū)別。朱慧等[17]采用SDE萃取聯(lián)合GC-MS法比較了武夷水仙茶與鳳凰水仙茶揮發(fā)性成分的區(qū)別。保留指數(shù)(retention index,RI)能在定性中減少甚至消除色譜分析具體實驗條件的干擾,具有很好的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性[6]。

本文采用SDE、SHS和SPME三種不同的香氣提取方法對同一茶樣進(jìn)行香氣成分提取,并聯(lián)合GC-MS進(jìn)行測定,在利用NIST質(zhì)譜檢索庫檢索等基礎(chǔ)上,結(jié)合保留指數(shù)對化合物進(jìn)行定性分析,比較三種方法所收集的茶葉香氣揮發(fā)性物質(zhì)的成分種類和含量的差異,獲取武夷水仙茶的香氣成分。本文旨為茶葉香氣物質(zhì)提取方式的選擇、茶葉品質(zhì)的鑒定、茶葉加工、茶葉原產(chǎn)地保護、香精香料以及食品行業(yè)的各種應(yīng)用提供一定的理論參考價值。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

水仙茶 武夷山原住民大紅袍茶業(yè)有限公司,武夷山2015年春茶一級;二氯甲烷 德國Meker公司,色譜純;50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭 美國Supelco公司;C8～C40正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品 美國O2SI公司。

Agilent 7890A氣相色譜儀 美國安捷倫公司;固相微萃取裝置(含操作臺、手柄) 美國Supelco公司;RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;同時蒸餾萃取裝置 天長市金橋分析儀器廠;AE224C電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 茶葉揮發(fā)性物質(zhì)提取方法

1.2.1.1 SDE法 精確稱取10.0 g研碎的茶樣裝500 mL圓底燒瓶,加入180 mL超純水,連接到SDE裝置的一端,用電熱套恒溫保持微沸,另一端連接盛有20 mL二氯甲烷的小燒瓶,60 ℃水浴加熱,萃取1 h。收集萃取液,冷凍2 h除去水分,通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮定容至0.5 mL,密封保存于色譜瓶中,放置于冰箱中待GC-MS分析。

1.2.1.2 SPME法 將固相微萃取頭置于氣相色譜進(jìn)樣口于250 ℃下老化30 min。稱取約1.0 g研碎的茶樣于15 mL頂空瓶中,加入7 mL沸水,封口后置于80 ℃水浴中平衡10 min,磁力攪拌250 r/min,然后插入固相微萃取頭提取1 h后,取出并立即插入氣相色譜儀的進(jìn)樣口中,解吸附3.5 min,GC-MS進(jìn)樣。

1.2.1.3 SHS法 精確稱取4.5 g研碎的茶樣于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中,壓緊瓶蓋,置于GC-MS靜態(tài)頂空進(jìn)樣器中依照頂空條件進(jìn)樣。

1.2.2 色譜條件 同時蒸餾萃取法或固相微萃取法的色譜條件:色譜柱:HP-5MS石英毛細(xì)柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);載氣(He)流速1.0 mL/min;進(jìn)樣口溫度為250 ℃;升溫程序:40 ℃保持3 min,以3 ℃/min升至210 ℃,保持3 min,然后以15 ℃/min的速率升溫至230 ℃,保持3 min;不分流進(jìn)樣;實驗中盡量將峰分開,保證峰形的對稱完整,然后通過質(zhì)譜進(jìn)行定性分析。

靜態(tài)頂空法的色譜條件:頂空條件:進(jìn)樣環(huán)體積1.0 mL,樣品瓶加壓壓力15 psi,壓力平衡時間5 min,進(jìn)樣時間1 min,傳輸線溫度160 ℃,頂空平衡溫度100 ℃,頂空平衡時間60 min。色譜柱:HP-5MS石英毛細(xì)柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);載氣(He)流速1.0 mL/min;進(jìn)樣口溫度為230 ℃;升溫程序:30 ℃保持3 min,以3 ℃/min升至120 ℃,保持3 min,然后以10 ℃/min的速率升溫至250 ℃,保持3 min;分流比:5∶1;實驗中盡量將峰分開,保證峰形的對稱完整,然后通過質(zhì)譜進(jìn)行定性分析。

1.2.3 質(zhì)譜條件 電子轟擊離子源;電子能量70 eV;離子源溫度230 ℃;質(zhì)量掃描范圍m/z 35～450。

1.3數(shù)據(jù)處理

揮發(fā)性成分由GC-MS分析得到總離子(TIC)色譜圖。物質(zhì)鑒定利用NIST05和NIST11譜庫對得到的質(zhì)譜圖進(jìn)行檢索和人工解析。MS峰鑒定:運用計算機檢索并與圖譜庫(NIST05和NIST11)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖對照分析和人工譜圖解析。質(zhì)譜匹配度大于90%作為物質(zhì)的鑒定標(biāo)準(zhǔn)。保留指數(shù)鑒定:正構(gòu)烷烴的混標(biāo),按照香氣成分測定時的程序升溫進(jìn)行分析,測定其保留時間;根據(jù)文獻(xiàn)[18-19]的方法計算相同色譜柱和升溫程序下?lián)]發(fā)性成分的RI值,再查詢文獻(xiàn)中的保留指數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行物質(zhì)鑒定。用峰面積歸一化法得到各組分的相對含量,各項指標(biāo)以三次測定平均數(shù)表示。

2 結(jié)果與分析

2.1武夷水仙茶揮發(fā)性成分的檢測

采用SDE、SPME和SHS三種方法對武夷水仙茶揮發(fā)性成分進(jìn)行萃取,并結(jié)合GC-MS分析,得質(zhì)譜總離子圖為圖1～圖3,分析結(jié)果如表1所示。從圖可以明顯看出,SDE法檢測所得的化合物平均分布于整個檢測區(qū)域,對高沸點揮發(fā)性成分萃取效果更好,SPME和SHS法主要檢測出低沸點、易揮發(fā)性成分。

圖1 SDE萃取茶葉中揮發(fā)性成分總離子色譜圖Fig.1 GC-MS total ions chromatogram of volatile components in teas extracted by SDE

圖2 SPME萃取茶葉中揮發(fā)性成分總離子色譜圖Fig.2 GC-MS total ions chromatogram of volatile components in teas extracted by SPME

由表1可知,用三種方法萃取武夷水仙茶揮發(fā)性成分經(jīng)GC-MS檢測,鑒定出的179種揮發(fā)性化合物中,酯類34種,雜環(huán)類29種,醇類21種,酮類、烯烴類均為18種,醛類15種,烷烴類15種,芳香烴類11種,酸類10種,其它8種。

采用SDE萃取武夷水仙茶揮發(fā)性物質(zhì),經(jīng)GC-MS檢測,共鑒定出121種揮發(fā)性成分,相對含量較高的主要有反-橙花叔醇8.94%、棕櫚酸8.55%、植醇5.48%、鄰苯二甲酸乙基己酯3.88%、γ-谷甾醇3.20%、亞油酸甲酯2.39%、吲哚2.18%、甲苯2.09%和β-紫羅蘭酮2.06%等,以高沸點、高分子量化合物為主。

表1 SDE、SHS、SPME萃取武夷水仙茶揮發(fā)性物質(zhì)GC-MS結(jié)果比較Table 1 Compare GC-MS results of volatile components in Wuyi narcissus tea samples by SDE、SHS、SPME

圖3 SHS萃取茶葉中揮發(fā)性成分總離子色譜圖Fig.3 GC-MS total ions chromatogram of volatile components in teas extracted by SHS

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

續(xù)表

注:RI:保留指數(shù);I.D.:鑒定方法:MS:質(zhì)譜鑒定;RIL:保留指數(shù)鑒定;/:未檢出。采用SPME結(jié)合GC-MS分析武夷水仙茶揮發(fā)性物質(zhì),共鑒定出114種揮發(fā)性成分,相對含量較高的主要有反-橙花叔醇9.40%、苯甲醛3.74%、2-羥基安息香酸甲酯3.19%、芐腈3.16%、β-紫羅蘭酮3.04%、1-乙基-1H-吡咯-2-甲醛2.56%、吲哚2.36%、對甲基苯乙酮2.30%、(Z)-己酸-3-己烯酯2.23%等,以中、低沸點及中、低分子量化合物為主。

采用SHS結(jié)合GC-MS分析武夷水仙茶揮發(fā)性物質(zhì),共鑒定出61種揮發(fā)性成分,相對含量較高的主要有乙酸27.92%、2-甲基丁醛16.99%、1-戊烯-3-醇7.46%、甲苯6.19%、戊醇3.10%、1-乙基-1H-吡咯2.40%等,以低沸點、低分子量化合物為主。

2.2三種方法萃取武夷水仙茶揮發(fā)性成分種類及含量的比較

三種方法共有化合物有21種,SDE和SPME法共有化合物有72種,SHS和SDE共有化合物有25種,SHS和SPME共有化合物有37種。進(jìn)一步分析已確定的揮發(fā)性成分,SDE比SPME多分離出醇類5種、烷烴類6種、酸類2種、酯類1種、酚類1種及醌類1種;SPME比SDE多分離出雜環(huán)類2種、醛類4種、芳香烴類1種及烯類2種。

表2 SDE、SHS、SPME萃取武夷水仙茶揮發(fā)性物質(zhì)分類比較Table 2 Compare classification of volatile components in Wuyi narcissus tea by SDE,SHS,SPME

注:不同小寫字母表示不同提取方法間差異顯著(p<0.05);不同大寫字母表示不同提取方法間差異極顯著(p<0.01)。由表2可知,不同揮發(fā)物提取方法,檢出的揮發(fā)性成分在種類和相對含量上有較大的差異。從萃取揮發(fā)物的種類數(shù)量上看,SDE和SPME優(yōu)于SHS方法。進(jìn)一步分析提取的揮發(fā)性成分,SDE比SPME分離出更多數(shù)量物質(zhì)的種類有醇類、酯類、酸類、烷烴類、酚類及醌類,但烷烴對茶葉的香氣貢獻(xiàn)較小。SDE比SPME分離出更少數(shù)量物質(zhì)的種類有醛類、雜環(huán)類、烯烴類及芳香烴類。SDE法和SPME法提取的水仙茶揮發(fā)性組分總量之間差異不大,但與SHS法差異極顯著(p<0.01)。三種方法提取的醛類、酮類、酸類含量差異極顯著(p<0.01),SHS法提取的醛類含量最高,SPME法提取的酮類含量最高,SHS法提取的酸類含量最高;三種方法提取的烯烴類含量差異不大。SDE法提取的醇類含量與SPME法和SHS法差異極顯著(p<0.01),SPME法和SHS法提取的醇含量差異顯著(p<0.05),SDE法提取醇類含量最高。SDE法和SPME法提取的酯類和芳香烴含量差異不大,但與SHS法差異極顯著(p<0.01),SHS法提取的酯類數(shù)量及含量最少,而芳香烴含量最高。SPME法和SHS法提取雜環(huán)類含量差異不大,但與SDE法差異極顯著(p<0.01),SDE法提取的雜環(huán)數(shù)量及含量最少。三種方法提取的烷烴及其它均較少,含量均在6.0%以下,SHS法提取兩類最少,含量均小于1.0%。

2.3三種方法萃取武夷水仙茶揮發(fā)性成分的比較

三種方法萃取出的揮發(fā)性成分不僅在種類、相對含量和數(shù)量存在差異,對特征性成分的萃取效果上也不同。周玲等[16]報道,武夷水仙的香氣成分主要以酯類、醇類、碳?xì)浠衔餅橹?芳樟醇、Z-3-丁酸己烯酯、順-香葉醇、順-己酸-3-己烯酯、β-紫羅酮、橙花叔醇乙酸酯、3-苯甲基吡啶、a-法呢烯是武夷水仙賦香物質(zhì)的基礎(chǔ),武夷水仙呈蘭花香。朱慧等[17]報道,武夷水仙的揮發(fā)成分主要是萜烯類、醛類及醇類,主要成分有正己醛、芳樟醇、橙花叔醇、β-紫羅蘭酮及吲哚等。周天山[20]等采用SPME萃取聯(lián)合GC-MS法,研究結(jié)果蘭香型茶葉(產(chǎn)地為安徽涇縣、安徽黃山市、浙江開化縣和浙江長興縣)特征性香氣成分有2-甲基丁醛、1-戊烯-3-醇、N-乙基吡咯、2-庚酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、桃金娘烷醇、1-乙基-2-甲酰吡咯、苯乙腈、氧化芳樟醇Ⅳ、水楊酸甲酯、香葉醇、檸檬醛、吲哚、法呢烯、反式-橙花叔醇15種芳香物質(zhì)。由此可知,酯類、醇類、烯烴、雜環(huán)和醛類化合物對武夷水仙的香氣影響較大。

酯類化合物無論在數(shù)量還是含量上在武夷水仙中都占有一定比例[16],對武夷水仙茶香氣也有著重要貢獻(xiàn)。三種方法中,SHS萃取酯類效果最差。SHS法僅檢出少數(shù)幾個低沸點,易揮發(fā)性的酯。SPME法和SDE法均檢出大量的酯類,相同的酯類物質(zhì)有21種;不同的酯類物質(zhì)有13種,其中,SPME法有6種主要是低沸點,易揮發(fā)性的酯類,SDE法有7種主要是高沸點的酯類。一些由高級脂肪酸和低級醇脫水縮合而成的酯類成分,如棕櫚酸甲酯、亞油酸甲酯、亞麻酸甲酯、硬脂酸甲酯等則對茶葉香氣貢獻(xiàn)不大[21]。酯類化合物中具有典型性的茶葉香氣物質(zhì)有[16,21-24],二氫獼猴桃內(nèi)酯(香豆素樣氣息)、2-糠酸甲酯(果香及蘑菇、香菌似香氣)、(Z)-己酸-3-己烯酯(彌散性水果香)及2-羥基安息香酸甲酯(強烈的冬青油香氣)在三種萃取方法中均能檢出,己酸-反-2-己烯酯(果香、皂樣香韻)、己酸己酯(生水果和豆香味)、苯甲酸己酯(木香、脂香)、茉莉酮酸甲酯(茉莉花香)、δ-癸內(nèi)酯(椰子、桃子香)、鄰苯二甲酸異丁酯(略有芳香味)等在SPME法和SDE法中檢出;異戊酸葉醇酯(蘋果香)、2-甲基丁酸葉醇酯、丁酸葉醇酯等只有SPME法檢出;苯乙酸香葉酯(蜂蜜香、玫瑰香)、鄰苯二甲酸乙基己酯(略有芳香味)等只有SDE法檢出。

醇類化合物通常帶有特殊的花香和果香,三種方法萃取的數(shù)量和相對含量均較高。無論在萃取的醇類物質(zhì)數(shù)量上還是相對含量方面,SDE法均優(yōu)于SPME法,SHS法效果最差。SPME法中檢出的醇類,除2,3-二氫-1H-茚-1-醇外,SDE法中均檢出。SHS法中只檢出少數(shù)低沸點和易揮發(fā)性醇。醇類化合物中具有典型性的茶葉中香氣物質(zhì)有[16,21-24],芳樟醇及氧化物、反-橙花叔醇(花果香)、苯乙醇(柔和、持久花香)、雪松烯醇(甘甜木香和膏香香氣,氣勢濃而溫和,留香持久),三種方法中均檢出;而香葉醇(甜的玫瑰花香)、雪松醇、異植醇、植醇等,只有SDE法和SPME法中檢出,植醇在SDE法中萃取的相對含量遠(yuǎn)高于SPME法;對傘花-8-醇(甜香、果香、花香)、芐醇(微弱的梅花香氣,有定香作用)、γ-谷甾醇等只有SDE法中檢出;相對含量較高的1-戊烯-3-醇(有水果香味)、戊醇(略有氣味)及3-己烯-1-醇(新鮮草葉的青香、蘋果青香)只有SHS法中檢出。

飽和碳?xì)浠衔飳Σ枞~香氣貢獻(xiàn)較小,但是不飽和烴則起重要作用。無論在萃取的不飽和烴數(shù)量還是相對含量上,SHS法萃取效果最好,其次是SPME法,略差是SDE法。碳?xì)浞枷銦N化合物,甲苯、二甲苯等低沸點香氣組分是形成茶葉清香的主要物質(zhì)。烯烴類化合物中具有典型性的茶葉中香氣物質(zhì)有[16,21-24],α-法呢烯(青草香、萜香)三種方法中均能檢出,2-蒈烯(木香)在SDE法和SHS法中檢出,花側(cè)柏烯(花香、木香)在SDE法和SPME法中檢出,D-檸檬烯(檸檬香)、Z-羅勒烯(藥草香)在SPME法和SHS法中檢出,金合歡烯(有青香、花香并伴有香脂香氣)僅在SDE法中檢出,2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯(木香及果香)、β-倍半水芹烯僅在SPME法中檢出,雪松烯(木香)、α-蒎烯(松節(jié)油及樹脂香)、4-蒈烯(木香)僅在SHS法中檢出。

醛類化合物在SDE法(2.28%)中檢出的相對含量較低,而在SPME法(10.24%)和SHS法(17.96%)中檢出的相對含量較高,但在醛類檢出數(shù)量方面SHS法最少。醛類化合物中具有典型性的茶葉中香氣物質(zhì)有[22-25],苯甲醛(苦杏仁氣味)、苯乙醛(強烈風(fēng)信子香氣)三種方法中均能檢出,藏紅花醛(木香、辛香、藥香、粉香)、癸醛(中藥、脂肪氣味)、(E)-2-癸烯醛、2-苯基巴豆醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛(甜橙香)在SDE法和SPME法中檢出,(E)-2-己烯醛在SPME法和SHS法中檢出,(E,E)-2,4-壬二烯醛在SDE法中檢出,(E,E)-2,4-庚二烯醛(青香)、(E,E)-2,4-辛二烯醛、2,4-二甲基苯甲醛等僅在SPME法中檢出,2-甲基丁醛(咖啡和可可香氣)僅在SHS法中檢出,且相對含量較高。

酮類化合物通常帶有花果香味,三種方法檢出效果也差異明顯,無論是數(shù)量還是相對含量上，SHS法檢出明顯少。SHS法檢出的化合物,在SDE法或SPME法中都能檢出。酮類化合物中具有典型性的茶葉中香氣物質(zhì)有[20,25,27-28],β-紫羅蘭酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮(水果香氣及檸檬草香氣)三種方法中均能檢出,β-紫羅蘭酮在SHS法(0.05%)中檢出的相對含量遠(yuǎn)小于SDE法(2.06%)和SPME法(3.04%);苯丙酮(強烈持久的香氣)、對甲基苯乙酮(呈強烈的山楂香、水果及花香)、順-茉莉酮(甘甜濃醇的桅子、茉莉花香)、α-紫羅蘭酮(紫羅蘭香)、香葉基丙酮(玫瑰香和果香)、植酮、法尼基丙酮在SDE法和SPME法中檢出,2-庚酮(梨香)、2,2,6-三甲基-環(huán)己酮、苯乙酮(山楂香)在SPME法和SHS法中檢出,二苯甲酮(甜的玫瑰香、有定香作用)、間甲基苯乙酮僅在SDE法中檢出,3,5-辛二烯-2-酮僅在SPME法中檢出。

三種方法檢出雜環(huán)化合物數(shù)量都相對較多,但是在含量上SDE法(4.98%)與SPME法(12.72%)及SHS法(13.18%)差異較大。茶葉加工過程中,高溫條件下的美拉德反應(yīng)也易于形成呋喃類(烘炒香等)、吡嗪類(焦糖香、巧克力香等)、噻唑類(堅果香、糯米香、脂肪氣息)、吡咯類及糠醛類(焦香、甜香)等雜環(huán)物質(zhì)。其中具有典型性的含量相對較高的茶葉中香氣物質(zhì)有[20-21,24,27],1-乙基-1H-吡咯-2-甲醛及吲哚(橙子和茉莉似花香)三種方法均可檢出,2-戊基呋喃及咖啡因在SPME法和SHS法中檢出,2-甲基四氫呋喃-3-酮及2-甲基吡嗪僅在SHS法中檢出?？Х纫驗椴枞~品質(zhì)重要指標(biāo),和茶葉滋味有關(guān),對茶香貢獻(xiàn)不大。

酸類成分檢出較少,SHS法僅檢出一種乙酸,且相對含量高達(dá)27.92%,關(guān)于它的具體來源和貢獻(xiàn)仍需進(jìn)一步研究。其中具有典型性的茶葉中香氣物質(zhì)有[20-21,24,27],壬酸、香葉酸、癸酸、棕櫚酸(泥土氣息),在SDE法和SPME法中都能檢出。棕櫚酸在SDE法中檢出相對含量也較高。其它物質(zhì)中具有典型性的茶葉中香氣物質(zhì)有[20-21,24,27],芐腈(杏仁的氣味)在三種方法中均能檢出,且SDE法和SPME法檢出的相對含量較高,異丁香酚(清雅、甜味及柔和的焦糖香)在SDE法和SPME法中檢出。

此外,SDE法提取時加熱溫度相對較高,對高沸點的化合物的提取量高于SPME法,如圖1所示,得到的部分成分可能是通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變而來的揮發(fā)性物質(zhì)[5]。在相同GC-MS條件下,SPME法由于在相對較低溫度條件下進(jìn)行樣品的香氣吸附,避免了成分在高溫條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),且對低沸點及熱不穩(wěn)定的化合物的提取量高于SDE法,如吡嗪、呋喃和芳香族等香氣成分及圖2。SPME法檢出的醇類數(shù)量及相對含量較SDE法少,很可能是在沖泡過程較高溫度條件下氧化成相應(yīng)的酮、醛,如苯甲醛等;或是茶湯在沖泡過程發(fā)生一系列美拉德反應(yīng)生成一些N、O、S雜環(huán)化合物如吡嗪等。乙酸只在SHS和SPME法能提取到,可能是SDE法提取中與醇反應(yīng)生成酯類。另外,SPME法中相對含量高的苯甲醛、苯乙腈部分也可能是沖泡過程中由葡萄糖苷轉(zhuǎn)變而來[29]。本研究中SPME法的檢測結(jié)果與茶湯沖泡的這些反應(yīng)特征相符,更符合實際茶葉感官特征。SHS法檢出的中、高沸點、特別是高沸點香氣物質(zhì)數(shù)量及相對總含量遠(yuǎn)少于SDE法及SPME法;而低沸點香氣物質(zhì)數(shù)量及相對總含量遠(yuǎn)高于SDE法,略高于SPME法;可能是采用干茶直接加熱方法更有利于低沸點香氣物質(zhì)的萃取。與蘭花香有關(guān)的物質(zhì)之一即香葉醇只在SDE和SPME法能提取到,唯有SHS法提取中能得到的順式-2,6-二甲基-2,6-辛二烯,可能是香葉醇發(fā)生裂解的產(chǎn)物。

3 結(jié)論與討論

三種萃取方法共鑒定出179種揮發(fā)性成分,其中SDE法121種、SPME法114種及SHS法61種,共同檢出的揮發(fā)性成分有21種,為芳樟醇、苯乙醇、雪松烯醇、反-橙花叔醇、順式氧化芳樟醇、苯甲醛、苯乙醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、β-紫羅蘭酮、2-糠酸甲酯、2-羥基安息香酸甲酯、(Z)-己酸-3-己烯酯、二氫獼猴桃內(nèi)酯、1-乙基-1H-吡咯-2-甲醛、2-乙?；量?-乙基-2,5-二甲基吡嗪、吲哚、α-法呢烯、甲苯、1,1,6三甲基-1,2二氫萘及芐腈。SHS法是直接吸取樣品上方氣體進(jìn)行分析,操作簡單,所得到的香氣成分與人體嗅覺所感覺到的氣味最接近,但是所能捕集到的香氣物質(zhì)絕對量少,靈敏度低。從提取香氣的種類含量、數(shù)量及具體香氣成分來看,三種方法差異顯著,SDE及SPME均優(yōu)于SHS。SDE對高沸點的醇類和酯類更敏感,得到的部分成分可能是通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變而來的揮發(fā)性物質(zhì),如硬脂酸甲酯、亞油酸甲酯等;SPME對低沸點的雜環(huán)類、醛類及芳香烴類更敏感,SPME法更能真實地反應(yīng)茶湯沖泡飲茶的香氣特征。兩種前處理方法對茶葉香氣的分析有一定的互補性,共鑒定出162種物質(zhì),SDE法檢出物質(zhì)以醇類、酯類、酸類、酮類為主,SPME法檢出物質(zhì)以醇類、酯類、酮類、雜環(huán)、醛類為主,兩種方法結(jié)合提取茶葉中的香氣物質(zhì)可以更全面,對茶葉品質(zhì)的鑒定更有利。為武夷水仙茶香氣特征成分的深入了解與應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

周玲等報道[16]的武夷水仙共鑒定出41個物質(zhì),其中主要賦香物質(zhì)8個,5個在本文方法中檢出,朱慧等[17]報道的武夷水仙共鑒定出12個揮發(fā)性物質(zhì),主要揮發(fā)性成分5個,4個在本文方法中檢出,周天山等[20]報道的蘭香型茶葉,烏龍茶鑒定出91中物質(zhì),其它三個綠茶鑒定出66～68種物質(zhì),特征性香氣成分15個,其中11個在本文方法中檢出。結(jié)合文獻(xiàn)研究結(jié)果及本文檢出物質(zhì)相對含量大小,2-甲基丁醛、1-戊烯-3-醇、N-乙基吡咯、2-庚酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、苯乙腈、芳樟醇及氧化物、香葉醇、吲哚、法呢烯、反式-橙花叔醇、β-紫羅蘭酮、順-己酸-3-己烯酯、苯乙醇、雪松醇、植醇、苯甲醛、3-糠醛、對甲基苯乙酮、棕櫚酸甲酯、鄰苯二甲酸乙基己酯、棕櫚酸,均有可能為武夷水仙的主要賦香物質(zhì)。已鑒定的香氣成分主要呈現(xiàn)花香、果香、木香、堅果香、烘焙香、焦糖香。此外,本方法檢出的一些物質(zhì)在烏茶香氣文獻(xiàn)中未出現(xiàn),但出現(xiàn)在其它茶類或果蔬特征香氣研究結(jié)果里,亦有可能是武夷水仙茶葉的香氣物質(zhì)。一種茶獨特的香氣特征可能由一種或幾種香氣成分起主導(dǎo)作用,多種其它化合物協(xié)調(diào)作用,被嗅覺器官所感知,則表現(xiàn)為各種不同特征的香型。對于其香型與具體香氣成分之間的關(guān)系仍有待進(jìn)一步研究,還需結(jié)合較先進(jìn)的在線嗅聞檢測儀等進(jìn)行更為準(zhǔn)確的判定。

[1]熊春紅. 基于GIS和數(shù)挖掘技術(shù)評價江西主要茶區(qū)土壤和茶鮮葉重金屬狀況及其預(yù)測[D]. 江西:南昌大學(xué),2011:1-2.

[2]李勇.武夷巖茶文化[J].中國食品,2011,24：70-71.

[3]孔維婷. 信陽毛尖香氣特征及其成分GC-MS指紋圖譜的研究[D]. 重慶:西南大學(xué),2012：15-16.

[4]Pripdeevech P,Machan T. Fingerprint of volatile flavour constituents and antioxidant activities of teas from Thailand[J]. Food Chemistry,2011,125(2):797-802.

[5]陳悅嬌,王冬梅,鄧煒強,等. SDRP和SDE法提取烏龍茶香氣成分的比較研究[J]. 中山大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版,2005,44(6):275-278.

[6]申明月,劉玲玲,聶少平,等. 頂空-氣相色譜-四極桿質(zhì)譜結(jié)合保留指數(shù)法測定普洱茶香氣成分[J]. 食品科學(xué),2014,35(6):103-106.

[7]Lv H P,Zhong Q S,Lin Z,et al. Aroma characterisation of pu-erh tea using headspace-solid phase microextraction combined with GC/MS and GC-olfactometry[J]. Food Chemistry,2012,130(4):1074-1081.

[8]Ye N S,Zhang L Q,Gu X X. Discrimination of green teas from different geographical origins by using SPME/GC-MS and pattern recognition methods[J]. Food Analytical Methods,2012,5(4):856-860.

[9]Lv S D,Wu Y S,Li C W,et al. Comparative analysis of pu-erh and fuzhuan teas by fully automatic headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry and chemometric methods[J]. Journal of Agricultural & Food Chemistry,2014,62(8):1810-1818.

[10]Lin J,Zhang P,Pan Z Q,et al. Discrimination of oolong tea(camellia sinensis)varieties based on feature extraction and selection from aromatic profiles analysed by SPME/GC-MS[J]. Food Chemistry,2013,141(1):259-265.

[11]施夢南,唐德松,龔淑英,等. SPME-GC-MS聯(lián)用技術(shù)分析茉莉花茶德?lián)]發(fā)性成分[J]. 中國食品學(xué)報,2013,13(6):234-239.

[12]Sereshti H,Samadi S,Jalali-heravi M. Determination of volatile components of green,black,oolong and white tea by optimized ultrasound-assisted extraction-dispersive liquid-liquid microextraction coupled with gas chromatography[J]. Journal of Chromatography A,2013,1280(4):1-8.

[13]Qin Z H,Pang X L,Chen D,et al. Evaluation of Chinese tea by the electronic nose and gas chromatography-mass spectrometry-Correlation with sensory properties and classification according to grade level[J]. Food Research International,2013,53(2):864-874.

[14]林正奎,華映芳,谷豫紅,等. 四川烏龍茶與福建武夷水仙茶香氣成分的比較研究[J]. 色譜,1986,4(1,2):74-79.

[15]林正奎,華映芳,谷豫紅,等. 中國福建鐵觀音、色種茶、武夷水仙茶和武夷奇種茶的香氣成分研究[J].植物學(xué)報,1984,26(5):513-522.

[16]周玲. 烏龍茶香氣揮發(fā)性成分及其感官性質(zhì)分析[D]. 重慶:西南大學(xué),2006:5.

[17]朱慧,陳樹思,周春娟,等. 鳳凰水仙和武夷水仙茶揮發(fā)成分的分析與比較[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報,2016,29(3):545-551.

[18]Yan J,Liu X B,Zhou W W,et al. Retention indices for identification of aroma compounds by GC-development and application of a retention index database[J]. Chromatographia,2015,78(1):89-108.

[19]劉盼盼,許勇泉,尹軍峰,等. 主要水質(zhì)因子對清香型黃山毛峰茶揮發(fā)性成分的影響[J]. 中國食品學(xué)報,2016,16(1):245-257.

[20]周天山,米曉玲,余有本,等. 蘭香型茶葉香氣組分主成分分析[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報,2016,31(1):254-259.

[21]呂世懂,吳遠(yuǎn)雙,姜玉芳,等. 不同產(chǎn)區(qū)烏龍茶香氣特征及差異分析[J]. 食品科學(xué),2014,35(2):146-153.

[22]陳賢明,馮林,羅賽,等. HS-SPME-GC/MS法分析焙火對鐵觀音品質(zhì)及揮發(fā)性香氣組分的影響[J]. 食品工業(yè)科技,2015,36(20):53-58.

[23]施夢南,龔淑英. 茶葉香氣研究進(jìn)展[J]. 茶葉,2012,38(1):19-23.

[24]陳泉賓,張應(yīng)根,陳林,等. 不同類型烏龍茶香氣差異分析[J]. 茶葉科學(xué)技術(shù),2013(4):25-30.

[25]林 杰. 茶葉香氣的圖譜分析及在茶葉品質(zhì)真實性鑒定中的應(yīng)用[D]. 江蘇:浙江大學(xué),2012:7.

[26]呂才有,單治國,劉勤晉,等. 普洱茶后發(fā)酵中的香氣成分變化分析[J]. 食品科學(xué),2009,30(10):252-256.

[27]周雪芳. 焙火對烏龍茶揮發(fā)性化合物的影響[D]. 重慶:西南大學(xué),2013:10.

[28]王延平,梁儷恩. SPME-GC/MS法測定大紅袍茶及茶葉蛋鹵水味包中的揮發(fā)性致香成分[J]. 食品工業(yè)科技,2014,35(10):90-94.

[29]張正竹,宛曉春,坂田完三. 茶葉β-葡萄糖苷酶親和層析純化與性質(zhì)研究[J]. 茶葉科學(xué),2005,25(1):16-22.

AnalysisofvolatilecomponentsinWuyinarcissusteabydifferentextractedmethods

LIAOSu-lan,WENGQi-lin,TANGYun-yun,XIEYi-yi,RONGHong-mei

(College of Tea and Food Science,Wuyi University,Wuyishan 354300,China)

-The volatile components of Wuyi narcissus tea were extracted by simultaneous distillation extraction(SDE),static headspace(SHS),solid-phase micro-extraction(SPME)and analyzed by GC-MS with retention index comparison. The results showed that 179 compounds were extracted by the three methods,including 121 compounds extracted by SDE,114 compounds extracted by SPME and 61 compounds extracted by SHS. 21 common compounds were extracted by three methods,72 common compounds were extracted by SDE and SPME,37 common compounds were extracted by SPME and SHS,and 25 common compounds were extracted by SDE and SHS. Compared with SPME methods,there were more identified compounds including 5 alcohols,6 hydrocarbons,2 acids,1 phenol,1 ester and 1 quinone,and less compounds including 2 heterocyclics,4 aldehydes,1 aromatic hydrocarbons and 2 olefins compound extracted by SDE. The results showed that there were favorable for the identification of tea quality by the combined methods of SDE and SPME. One hundred and sixty-two volatile components were identified from Wuyi narcissus tea by the two methods. The smell of fruity,floral,woody,nutty,roasty,spicy caramelic were the typical ordor.

simultaneous distillation extraction(SDE);static headspace(SHS);solid-phase micro-extraction(SPME);gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS);narcissus tea

2016-12-20

廖素蘭(1974-)，女，博士，副教授，研究方向：食品分析及安全，E-mail:slliao@wuyiu.edu.cn。

國家自然科學(xué)基金項目(21407118)；福建省高等學(xué)校新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃項目(閩教科[2016]23號)；福建省中青年教師教育科研重點項目(JA13314)；福建省科技計劃重點項目(2015N0035)；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201510397015)。

TS272

:A

:1002-0306(2017)12-0007-10

10.13386/j.issn1002-0306.2017.12.002