朱曉陽 - 龍奇志 - 鐘海雁 -

(1. 中南林業(yè)科技大學食品學院，湖南 長沙 410004；2. 經(jīng)濟林培育與保護教育部重點實驗室，湖南 長沙 410004)

油茶(Camelliaoleifera)為山茶科山茶屬常綠灌木或小喬木，是中國特有的木本油料樹種，廣泛分布于南方丘陵地帶。其籽所制得的油脂稱為油茶籽油、山茶油或茶油，不飽和脂肪酸含量高達90%左右，并含有豐富的維生素E、角鯊烯、甾醇、酚類化合物等生物活性成分[1]，具有一定的營養(yǎng)保健作用。

油脂的感官品質(zhì)是衡量食用油質(zhì)量的重要指標。目前對茶油香氣成分及感官品質(zhì)的研究逐漸受到了研究者的關注。Liu等[2]采用HS-SPME-GC-MS分析了中國8個主產(chǎn)區(qū)茶油的揮發(fā)性成分，比較并得出其特有化合物。Cao等[3]采用HS-SPME-GC-MS結(jié)合電子鼻分析5個不同品種茶油的揮發(fā)性成分，得到一些重要特征香氣成分。況小玲等[4]采用GC-MS分析了不同加工工藝制得的茶油中揮發(fā)性成分的差異。鐘海雁等[5]運用評分法、簡單描述法及三點法對9種茶油樣品進行了感官評價和比較，初步探索了感官評價方法在茶油中的應用。不過針對茶油關鍵香氣成分與感官品質(zhì)之間相關性的研究較少，羅凡等[6]采用GC-MS和電子鼻研究了加熱前后茶油中揮發(fā)性成分和整體氣味的變化，并利用電子鼻建立氣味模型以預測未知茶油樣品的加熱溫度和時間。林瑯[7]通過HS-SPME-GC-MS、感官分析及電子鼻分析了不同烘烤條件茶油的香氣成分，但時間和溫度條件較少，不夠全面。陳志香等[8]發(fā)現(xiàn)在焙烤溫度155 ℃，時間15 min 條件下，壓榨茶油主要揮發(fā)性風味成分的相對含量有所提高，但未對其感官品質(zhì)進行分析。夏欣等[9]采用HS-SPME-GC-MS比較了江西和海南兩地產(chǎn)壓榨茶油的風味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)風味成分種類有較大差異，但也未分析其與感官品質(zhì)的相關性。

本研究擬通過HS-SPME-GC-MS分析來自海南的熱榨茶油及湖南產(chǎn)茶籽經(jīng)不同溫度處理的熱榨茶油的香氣成分組成，計算ROAV值確定其關鍵香氣成分，并進行感官分析，比較關鍵香氣成分、感官品質(zhì)間的相似與差異，利用多元統(tǒng)計分析方法建立可用于預測茶油香氣品質(zhì)的PLS模型，旨在分析炒籽溫度對茶油關鍵香氣成分及感官品質(zhì)的影響，比較海南和湖南兩地產(chǎn)熱榨茶油的香氣成分與感官品質(zhì)間的相關性和差異，為茶油感官品質(zhì)的研究和控制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗所用茶油樣品共6個，其中海南產(chǎn)的市售熱榨壽百山古茶油、瓊海山柚油(海南將茶油稱為“山柚油”)編號分別為H1、H2，海南省的熱榨法制油普遍是將茶籽粉碎后采用傳統(tǒng)的鐵鍋高溫蒸炒后再壓榨；以及本實驗室采集的來自湖南省林科院的普通油茶籽經(jīng)過不同炒籽溫度處理后壓榨制取的茶油樣品，具體炒制條件及樣品編號見表1。

異丙醇、乙醚、氫氧化鈉、乙醇、冰乙酸、三氯甲烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉：分析純，天津市大茂化學試劑廠。

1.2 儀器與設備

氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890B/5977A型，美國 Agilent Technologies 公司；

表1 實驗室自制茶油樣品信息表

毛細色譜柱：HP-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm)型，美國 Agilent Technologies 公司；

固相微萃取手柄、固相微萃取頭：57348-U(50/30 μm DVB /CAR/PDMS)型，美國 Supelco 公司；

電子天平：OHAUS CP224C型，美國OHAUS公司；

加熱攪拌器：RCT basic型，德國IKA公司。

1.3 理化性質(zhì)分析

酸價的測定：依據(jù)GB 5009.229—2016的方法進行。

過氧化值的測定：依據(jù)GB 5009.227—2016的方法進行。

1.4 香氣成分的HS-SPME-GC-MS分析

1.4.1 HS-SPME條件 稱取1 g 茶油置于15 mL透明頂空瓶中，用帶有聚四氟乙烯硅膠隔墊的蓋子密封。將頂空瓶置于60 ℃的加熱器中平衡15 min，然后將已經(jīng)過活化處理(270 ℃，1 h)的SPME 萃取頭穿過頂空瓶的硅膠瓶墊，伸出纖維頭，頂空萃取40 min，待氣相色譜儀處于準備狀態(tài)后，將SPME 迅速插入250 ℃進樣口，伸出纖維頭解析5 min。在萃取頭插入進樣口的同時啟動儀器采集數(shù)據(jù)。

1.4.2 GC條件 進樣口溫度：250 ℃，不分流；載氣：高純氦氣，流速為1.0 mL/min；程序升溫：初始溫度35 ℃，保持5 min，以6 ℃/min 升溫速率升至60 ℃，以4 ℃/min 升溫速率升至70 ℃，以5 ℃/min升溫速率升至150 ℃，以10 ℃/min 升溫速率升至220 ℃，保持5 min。

1.4.3 MS條件 EI離子源，電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃；溶劑延遲 3 min；全掃描模式，掃描質(zhì)量范圍m/z30～550 amu。

1.4.4 定性定量分析 通過比較NIST 14.L譜庫的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，僅報道正反匹配度均>800(最大值為1 000)的結(jié)果，并結(jié)合文獻報道的已知化合物和保留指數(shù)(RI)進行定性。采用峰面積歸一化法得到各香氣成分的相對百分含量。

1.4.5 關鍵香氣成分的確定 根據(jù)劉登勇等[10]的方法進行。

1.5 感官分析

感官分析小組由12名經(jīng)過培訓的成員組成(年齡為20～30歲，6男6女)。試驗在(21±1) ℃的感官評估室進行。通過小組領導調(diào)節(jié)，小組成員通過觀察、嗅聞不同的茶油樣品來收集并確定感官描述詞。選擇5個描述詞(3個顏色描述詞和2個氣味描述詞)來定義樣品的感官屬性，分別為黃色、紅色、褐色、茶油清香味和烤香味，其中茶油清香味為茶油原有的清香味，烤香味為焙烤過的堅果類似的香味。感官特征的強度使用0～10的等級進行評分，其中0=無或不可察覺的強度，10=極高的強度。每個小組成員對每個樣品進行3次評估。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有分析至少重復2次。使用SIMCA 13.0，Origin 9.0和Excel 2016進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化性質(zhì)分析

由表2可知，茶油樣品的酸價及過氧化值均符合國家標準。

表2 茶油的酸價和過氧化值

2.2 香氣成分的HS-SPME-GC-MS分析

表3～6列出了海南茶油及湖南炒籽茶油中的香氣成分相對含量、香氣成分種類匯總、ROAV值和ROAV≥1的關鍵香氣成分。H1、H2中分別鑒定出18、20種香氣成分，B1、B2、B3、B4中分別鑒定出15、19、21、18種香氣成分，6種茶油中共鑒定出40種香氣成分。H1、H2中ROAV≥1的關鍵香氣成分均為4種，B1、B2、B3、B4中的關鍵香氣成分分別為6、6、5、3種，6種茶油中的關鍵香氣成分共8種。其中最主要的香氣成分均為(E)-2-癸烯醛，H1、H2、B3和B4中次要的香氣成分為壬醛和3-乙基-2,5-二甲基吡嗪，B1中次要的香氣成分為壬醛和苯乙醛，B2中次要的香氣成分為苯乙醛和3-乙基-2,5-二甲基吡嗪。

由表6可知，海南、湖南炒籽茶油中ROAV值最高的均為(E)-2-癸烯醛，其他4種主要呈味成分見圖1。由圖1 可知，2種海南茶油的關鍵香氣成分很相似。隨著焙炒溫度的升高，苯乙醛的ROAV值先升高后降低，被認為是芳香族氨基酸苯丙氨酸的strecker降解產(chǎn)物[11]，具有與脂肪族醛不一樣的風味特征，可能是由于炒籽過程加劇了苯丙氨酸的strecker降解。壬醛呈逐漸降低趨勢，一般被認為是來源于油酸和亞油酸的典型脂肪酸氧化產(chǎn)物[12]，由于茶油不飽和脂肪酸含量高，油酸和亞油酸含量也較高，所以醛類物質(zhì)含量通常較高，大量研究[13-14]表明壬醛為茶油的主要香氣成分。2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪均在120 ℃之后才出現(xiàn)，其ROAV值也逐漸降低，由于吡嗪類化合物為美拉德反應的產(chǎn)物，通常在100 ℃以上才生成。一些關于油脂香氣的研究均表明吡嗪類化合物與熱處理后所制得油脂的堅果香、烤香有關，如紫蘇籽油[15]、南瓜籽油[16]、花生油[17]、胡麻油[18]等，為熱榨茶油香氣中重要的呈味成分。因此，各種主要呈味成分均較多的120 ℃炒籽茶油，可能是所有炒籽茶油中香氣最好的樣品，除含有苯乙醛外，其他呈味成分均與海南茶油最為接近。

圖1 茶油中4種主要香氣成分的ROAV值

2.3 感官分析

由表7、圖2可知，在色澤方面，隨著炒籽溫度逐漸升高，炒籽茶油的黃色評分逐漸降低，紅色和褐色顯著升高；海南茶油中，H1色澤與B1較接近，H2、B3較接近。在氣味方面，隨著炒籽溫度升高，炒籽茶油的茶油清香味逐漸減少，烤香味逐漸增加；海南茶油均具有很強的茶油清香味，特別是H2評分最高，均超過所有炒籽茶油，同時海南茶油也有較強的烤香味，與B3、B4評分接近。由此可見，焙炒茶籽的過程能使茶油擁有更豐富的烤香味，更接近熱榨制取的海南茶油的風味；而海南茶油均有強烈的香氣特征，湖南產(chǎn)茶籽制得的熱榨茶油的茶油清香味略低于海南茶油，可能與茶籽品種和產(chǎn)地不同有關。

2.4 關鍵香氣成分與感官屬性的PLS分析

偏最小二乘回歸分析(PLS)可說明多個因變量和多個自變量之間的相關性，因此以關鍵香氣成分的ROAV值作為X變量，以感官屬性評分作為Y變量進行相關性分析，建立PLS模型。

表3 茶油的香氣成分相對含量?

? “-”表示未檢出。

表4 茶油的香氣成分種類匯總?

? “-”表示未檢出。

表5 茶油中的香氣成分ROAV值?

? “-”表示因未檢出無法計算。

表6 茶油中的關鍵香氣成分?

? “-”表示因未檢出無法計算或<1。

表7 茶油的感官描述詞和評分

圖2 茶油的感官屬性評分雷達圖

圖3 茶油的關鍵香氣成分與感官屬性的PLS 相關性載荷圖

Figure 3 PLS correlation loading plot of key aroma components and sensory attributes of camellia oil

海南及炒籽茶油的關鍵香氣成分與感官屬性的相關性載荷圖如圖3所示，該模型解釋了78.2%的X方差(R2X=0.782)和98.4%的Y方差(R2Y=0.984)，說明該模型具有較好的解釋能力，且有較強的預測能力(Q2=0.901)。由圖3可知，主要呈味成分2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪與烤香味分布在較近的區(qū)域，說明它們之間相關性較強。使用該回歸模型對茶油樣品進行感官評分預測，結(jié)果準確性較高，如表8所示。

表8 茶油實際感官評分與PLS模型預測感官評分

3 結(jié)論

本研究分析了海南茶油、湖南不同炒籽溫度茶油的關鍵香氣成分及感官屬性，結(jié)果表明，海南茶油及湖南炒籽茶油中最主要的呈味成分均為(E)-2-癸烯醛，其次是苯乙醛、壬醛、2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪。炒籽茶油中，120 ℃炒籽茶油具有較多的主要香氣成分，香氣品質(zhì)最好。隨著炒籽溫度升高，在色澤方面，茶油的黃色評分逐漸降低，紅色、褐色顯著升高，這是由于炒籽加熱時發(fā)生的美拉德反應導致了褐變現(xiàn)象。在氣味方面，炒籽茶油的茶油清香味逐漸減少，烤香味逐漸增加；海南茶油均具有較強的茶油清香味和烤香味，湖南炒籽茶油在較高溫度處理下會產(chǎn)生相似的烤香味，但茶油清香味普遍低于海南茶油。由此可知，炒籽溫度會影響茶油關鍵香氣成分的組成和感官品質(zhì)；湖南產(chǎn)茶籽通過海南傳統(tǒng)高溫炒籽方法制得的茶油，其香氣與海南茶油仍有一定的區(qū)別，可能與油茶的產(chǎn)地和品種不同有關。此外，對關鍵香氣成分與感官屬性建立PLS模型，分析其相關性，具有較好的預測熱榨茶油香氣品質(zhì)的能力。本研究為炒籽溫度對茶油香氣成分和感官品質(zhì)的影響及不同產(chǎn)地熱榨茶油感官品質(zhì)的比較研究提供了參考，由于樣品數(shù)量、種類具有一定的局限性，需進一步擴大研究范圍。