趙瑤++宋曉東++黃啟亮++張敏++張曙光
摘要:采用頂空固相微萃取(Headspace solid phase microextraction,HS-SPME)和氣質(zhì)聯(lián)用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技術(shù),對(duì)宜昌市主要紅茶產(chǎn)區(qū)4個(gè)紅茶茶樣的香氣化合物組成及香氣特征進(jìn)行了分析。結(jié)果共檢出106種揮發(fā)性香氣化合物,其中共有香氣化合物63種。利用面積歸一化法,定量得到了宜昌紅茶香氣化合物以醇類、酯類、碳?xì)漕?、醛類、酮類為主,其中醇類含量最高,它們的平均含量分別為41.59%、16.38%、13.49%、5.61%、4.47%。香葉醇、水楊酸甲酯、芳樟醇及氧化物、苯乙醇、苯甲醇、β-蓽澄茄烯、順-茉莉酮、苯甲醛、β-紫羅酮、香葉酸、己酸葉醇酯、橙花叔醇這12種成分的含量達(dá)到了64.82%,是宜昌紅茶的主要香氣成分,呈現(xiàn)出了宜昌紅茶的花果甜香特征性香味。
關(guān)鍵詞:宜昌紅茶;香氣;頂空固相微萃取法;氣質(zhì)聯(lián)用分析
中圖分類號(hào):TS272.5+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2016)24-6493-05
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.24.043
宜昌紅茶又名“宜紅”、“宜紅工夫”,其歷史悠久,始創(chuàng)于清道光年間(1824年),因由宜昌集散、加工、出口而得名[1]。“宜紅”曾與“祁紅”、“滇紅”一同被列入中國(guó)三大工夫紅茶,也是現(xiàn)有的國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品,其醇厚鮮爽,常有“冷后渾”現(xiàn)象出現(xiàn),是歷史上重要的外銷紅茶,在原蘇聯(lián)、歐洲等地享有盛譽(yù)[2,3]。近幾年,隨著歐盟經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇,宜昌紅茶再次受到了部分歐洲國(guó)家消費(fèi)者的青睞;同時(shí),紅茶在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額逐年提高,使宜昌紅茶面臨新的商機(jī),市場(chǎng)前景十分廣闊。茶葉香氣是衡量紅茶品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,現(xiàn)在關(guān)于“祁紅”[4-6]、“滇紅”[7]、廣東紅茶[8-10]、正山小種紅茶[11,12]等紅茶的香氣成分研究均有報(bào)道,但宜昌紅茶的香氣成分研究尚無(wú)專門報(bào)道。為此,課題組選取宜昌紅茶的核心產(chǎn)區(qū),分別在2個(gè)產(chǎn)區(qū)選擇4個(gè)具代表性的茶樣,采用當(dāng)今在茶葉香氣成分研究中普遍應(yīng)用的頂空固相微萃?。℉eadspace solid phase microextraction,HS-SPME)[13-16]和氣質(zhì)聯(lián)用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技術(shù)對(duì)宜昌紅茶的香氣成分進(jìn)行測(cè)試,現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 宜昌紅茶茶樣 4個(gè)參試茶樣有關(guān)信息見(jiàn)表1。
1.1.2 儀器 主要有Agilent7890A GC-MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)安捷倫公司)、HH型恒溫水浴鍋(江蘇金壇中大儀器廠)、SPME萃取手柄和DVB/CAR/PDMS-50/30 μm萃取頭(美國(guó)Supleco公司)。
1.2 方法
香氣提取方法采用HS-SPME法。稱取10.0 g磨碎茶樣于150 mL三角瓶中,加入100 mL沸騰去離子水,用具硅膠隔墊的頂空螺紋蓋蓋緊,放于磁力攪拌器上(攪拌速度:450 r/min),將萃取頭插入三角瓶于茶湯液面上空吸附40 min,最后在GC-MS進(jìn)樣口于230 ℃下解吸5 min。
GC-MS條件:色譜柱有DB-5MS(30 m×0.32 mm ID×0.25 μm膜厚)、VF-WAXMS(30 m×0.32 mm ID×0.25 μm膜厚);載氣為高純氦氣,純度99.999%;進(jìn)樣口溫度230 ℃。脈沖不分流,柱流速1 mL/min。色譜-質(zhì)譜接口溫度250 ℃,離子源溫度230 ℃;離子化方式EI,電子能量70 eV。程序升溫參數(shù):50 ℃保持2 min,以3 ℃/min升至80 ℃,保持2 min,再以5 ℃/min升到180 ℃,保持1 min,最后以10 ℃/min升到230 ℃,保持5 min。
1.3 定性與定量分析方法
根據(jù)質(zhì)譜的鑒定數(shù)據(jù),查看NIST標(biāo)準(zhǔn)圖譜,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道以及各香氣成分的相對(duì)保留時(shí)間等進(jìn)行色譜定性。按峰面積歸一化法計(jì)算,求得各香氣成分的相對(duì)含量,相對(duì)含量為各組分峰面積與總峰面積之比值。
2 結(jié)果與分析
2.1 宜昌紅茶的主要香氣種類及含量分析
通過(guò)GC-MS檢測(cè)4個(gè)茶樣的香氣組成,得到4個(gè)茶樣的主要香氣成分及相對(duì)含量,具體見(jiàn)表2;4個(gè)茶樣的香氣總離子流色譜圖見(jiàn)圖1,從表2、圖1可見(jiàn),4個(gè)茶樣共分離測(cè)定出了106種揮發(fā)性成分,包括醇類、酯類、碳?xì)漕?、醛類、酮類、酸類、酚類等。其?號(hào)茶樣有82種,2號(hào)茶樣有84種,3號(hào)茶樣有92種,4號(hào)茶樣有86種;其中共有成分為63種。
2.1.1 醇類 有苯甲醇、順-芳樟醇氧化物、氧化芳樟醇呋喃型、芳樟醇、苯乙醇、橙花醇、異香葉醇、香葉醇、橙花叔醇、α-畢橙茄醇10種,4個(gè)茶樣的醇類物分別占香氣成分總量的40.75%、44.54%、34.61%、46.47%。醇類在紅茶中的主要呈香特征為花果香。
2.1.2 酯類 有水楊酸甲酯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇甲酸酯、乙酸香葉酯、己酸葉醇酯、苯甲酸葉醇酯5種,4個(gè)茶樣中的酯類相對(duì)含量分別為16.24%、19.86%、13.36%、16.04%;其中水楊酸甲酯、己酸葉醇酯是4個(gè)茶樣中含量較高的共有酯類。
2.1.3 碳?xì)漕?碳?xì)漕惢衔锇ǚ枷阕?、烯類、烷烴類,共有1-甲基萘、1,4-二甲基萘、苯乙烯、2,6-二甲基-1,3,5,7-辛四烯、1-甲基-3-(1-甲基乙烯基)環(huán)己烯、α-蓽澄茄油烯、脫氫紫羅烯、石竹烯、δ-杜松油烯、金合歡烯、表圓線藻烯、γ-依蘭烯、α-依蘭烯、表雙環(huán)倍半水芹烯、α-法呢烯、β-蓽澄茄烯、去氫白菖烯、α-去二氫菖蒲烯、α-古蕓烯、(-)-γ-古蕓烯、香橙烯氧化物、十二烷、十三烷、2,6,11-三甲基十二烷、十四烷、2-甲基十五烷、十六烷27種,在4個(gè)茶樣中碳?xì)漕愇锓謩e占香氣成分總量的10.80%、10.53%、20.02%、12.61%;其中以烯類的種類與含量較高,有18種,在4個(gè)茶樣中分別占香氣成分總量的6.20%、6.67%、15.91%、7.29%,說(shuō)明碳?xì)漕惢衔锏膫€(gè)體含量都相對(duì)較低;其中烯類里含量相對(duì)較高的β-蓽澄茄烯具有花果香。
2.1.4 醛類 有苯甲醛、苯乙醛、2,4-二甲基苯甲醛、藏花醛、β-環(huán)檸檬醛、橙花醛、香葉醛、α-亞乙基-苯乙醛、5-甲基-2-苯基-2-己烯醛9種,4個(gè)茶樣的醛類物分別占香氣成分總量的6.21%、4.42%、7.42%、4.38%;醛類主要體現(xiàn)為清香,個(gè)別有花香。
2.1.5 酮類 有3-甲基-2-(2-丁烯基)-2-環(huán)戊烯-1-酮、大馬士酮、順-茉莉酮、二氫-β-紫羅酮、香葉基丙酮、β-紫羅酮6種,4個(gè)茶樣的酮類物分別占香氣成分總量的4.30%、4.52%、3.49%、5.56%,其中順-茉莉酮和β-紫羅酮含量較高。
2.1.6 其他 宜昌紅茶中的酸類物有2種、酚類物有1種,分別是橙花酸、香葉酸、百里酚,整體含量不高。還有少量的吡咯類(1種)、雜氧(1種)及醌類(1種),其含量都很少。
63種共有成分的相對(duì)含量分別占茶樣1香氣物總量的82.62%、茶樣2的87.42%、茶樣3的81.18%、茶樣4的88.31%,可見(jiàn)這63種成分基本上構(gòu)成了“宜紅”樣品的主要香氣成分,其中醇類、酯類、碳?xì)漕愂恰耙思t”的主要香氣物,對(duì)“宜紅”的特征香氣起著重要的作用,而3種香氣物中又以醇類物含量最高,具體見(jiàn)表3。
2.2 宜昌紅茶主導(dǎo)香氣成分與香氣類型分析
竹尾忠一[17]的研究認(rèn)為,中國(guó)紅茶主要有3種香型。第一種是芳樟醇及氧化物含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)型,如“滇紅”,表現(xiàn)為高銳顯著的花香;第二種是中間型,芳樟醇和香葉醇含量均較高;第三種是香葉醇含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)型,如“祁紅”。試驗(yàn)分析結(jié)果表明,香葉醇在“宜紅”4個(gè)茶樣中的含量分別為27.41%、27.46%、15.67%、31.83%,而芳樟醇的含量分別為5.85%、9.77%、5.26%、5.79%,表明“宜紅”香型屬于香葉醇含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的類型,這與徐元駿等[18]的研究一致。另外,被業(yè)界普遍認(rèn)為是“祁門香”重要成分的苯甲醇和苯乙醇[5,6]在4個(gè)“宜紅”茶樣中均被鑒定出來(lái),其中苯乙醇平均含量更是達(dá)到近3%。按平均含量計(jì),香葉醇、水楊酸甲酯、芳樟醇及氧化物、苯乙醇、苯甲醇、β-蓽澄茄烯、順-茉莉酮、苯甲醛、β-紫羅酮、香葉酸、己酸葉醇酯、橙花叔醇這12種物質(zhì)的含量達(dá)到了64.82%,占香氣成分總量的60%以上,這稱之為“主導(dǎo)香氣成分”[8,9]。
香葉醇、芳樟醇、橙花叔醇是萜烯醇類,香葉醇具有玫瑰花的香氣,芳樟醇及氧化物具有百合花或玉蘭花的香氣,橙花叔醇具有木香、花木香和水果百合香韻。屬芳香族醇類的苯甲醇、苯乙醇是茶葉中的重要香氣物質(zhì),苯甲醇具蘋果香氣,苯乙醇具玫瑰香。水楊酸甲酯屬芳香族酯,有濃郁的冬青油香。己酸葉醇酯天然存在于各類水果中,具甜美果香。順-茉莉酮有強(qiáng)烈而愉快的茉莉花香,β-紫羅酮具有紫羅蘭香。苯甲醛具有苦杏仁香氣。
在“宜紅”的“主導(dǎo)香氣成分”中,具花果香的香氣成分明顯占據(jù)主導(dǎo)地位,具體見(jiàn)表4,這是“宜紅”呈現(xiàn)出明顯“花果甜香”的重要原因。
3 小結(jié)與討論
宜昌紅茶因含有較高的香葉醇、芳樟醇及氧化物等呈花果香的醇類物,所以花果香氣特征顯著。再加上也具有花香果香的酮類、醛類物以及具冬青香氣的水楊酸甲酯等,且含量比較可觀,從而共同構(gòu)成了“宜紅”的香氣主導(dǎo)成分。試驗(yàn)定量檢測(cè)得到的宜昌紅茶香氣化合物以醇類、酯類、碳?xì)漕悺⑷╊?、酮類為主,其中醇類含量最高,它們的平均含量分別為41.59%、16.38%、13.49%、5.61%、4.47%。香葉醇、水楊酸甲酯、芳樟醇及氧化物、苯乙醇、苯甲醇、β-蓽澄茄烯、順-茉莉酮、苯甲醛、β-紫羅酮、香葉酸、己酸葉醇酯、橙花叔醇這12種成分的含量達(dá)到了64.82%,是宜昌紅茶的特征性香氣成分。
祁門紅茶因其特有的“祁門香”聞名于世,民間又素有“宜紅”似“祁紅”的說(shuō)法。在前人的研究中一致認(rèn)為,香葉醇、苯甲醇、苯乙醇、芳樟醇及氧化物含量較高,是“祁紅”的特征性香氣成分[4- 6]。這些香氣成分在本次“宜紅”的香氣研究中均有測(cè)出,且含量較高,亦是“宜紅”的主導(dǎo)香氣成分。特別是具玫瑰花香的香葉醇含量與“祁紅”中的含量相近[5]。在徐元駿等[18]的研究中,“宜紅”與“祁紅”的香氣組分相近,同屬香葉醇占明顯優(yōu)勢(shì)的第三類香型。但兩者組分的相對(duì)含量相差較大,特別是香葉醇的含量差異較大,可能與選取的樣品有關(guān)。
有關(guān)“宜紅”香氣研究的文獻(xiàn)記載較少,因此不能進(jìn)行較多的比對(duì)驗(yàn)證,對(duì)“宜紅”香氣形成的關(guān)鍵化合物及其形成機(jī)理、影響因素等有待進(jìn)一步研究。
參考文獻(xiàn):
[1] 龔永新.宜昌紅茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2014,53(20):4890-4899.
[2] 翁壽楠.宜紅茶史略[J].茶葉,2004,30(3):173-174.
[3] 肖執(zhí)正.“宜紅茶”的來(lái)歷與品質(zhì)特點(diǎn)[J].茶葉通訊,1981(4):38-39.
[4] 舒慶齡,趙和濤.祁門紅茶香氣成分的初步研究[J].植物學(xué)報(bào),1991,33(3):226-231.
[5] 趙常銳.祁紅特征香氣成分研究[D].合肥:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.
[6] 文 勇.祁紅的香氣形成與加工工藝研究[D].合肥:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2001.
[7] 任洪濤,周 斌,夏凱國(guó),等.不同級(jí)別云南工夫紅茶香氣成分比較分析[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,43(4):489-492.
[8] 王秋霜,吳華玲,陳 棟,等.廣東英德紅茶代表產(chǎn)品的香氣成分鑒定研究[J].茶葉科學(xué),2012,32(5):448-456.
[9] 王秋霜,陳 棟,許勇泉,等.廣東紅茶香氣成分的比較研究[J]. 茶葉科學(xué),2012,32(1):9-16.
[10] 王秋霜,喬小燕,操君喜,等.廣東單叢茶樹(shù)品種紅茶香氣成分的GC-MS分析[J].食品科學(xué),2015,36(4):114-118.
[11] 侯冬巖,回瑞華,李鐵純,等.正山小種紅茶駿眉系列的香氣成分研究[J].食品科學(xué),2011,32(22):285-287.
[12] 盧 艷,杜麗平,肖冬光.正山小種紅茶揮發(fā)性成分分析[J].食品工業(yè)科技,2015,36(2):57-64.
[13] 鄧 靜,王遠(yuǎn)興,毛雪金,等.固相微萃?。⊿PME)在茶葉香氣分析中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技,2014,35(2):344-349,353.
[14] DU H Y,WANG J,HU Z D,et al.Quantitative structure-retention relationship study of the constituents of saffron aroma in SPME/GC-MS based on the projection pursuit regression method[J].Talanta,2008,77(1):360-365.
[15] 葉國(guó)注,江用文,尹軍峰,等.綠茶香氣HS-SPME提取方法研究[J].中國(guó)茶葉,2009,31(10):16-19.
[16] 潘 科,馮 林,陳 娟,等.HS-SPME/GC-MS聯(lián)用法分析不同通氧發(fā)酵加工工藝紅茶香氣成分[J].食品科學(xué),2015,36(8):181-186.
[17] (日)竹尾忠一.烏龍茶と紅茶の香気に關(guān)する食品化學(xué)研究[J].茶業(yè)試験場(chǎng)研究報(bào)告,1985,20(9):175-180.
[18] 徐元駿,何 靚,賈玲燕,等.不同地區(qū)及特殊品種紅茶香氣的差異性[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào),2015,41(3):323-330.