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福州8种主要茉莉花茶特征香气成分比较与分析

2020-10-16傅天龙郭晨傅天甫彭姗姗林兴荣饶耿慧陈楠张俊杰

茶叶科学 2020年5期
关键词:茉莉花茶甲酯花茶

傅天龙,郭晨,,傅天甫,彭姗姗,林兴荣,饶耿慧,陈楠,张俊杰*

福州8种主要茉莉花茶特征香气成分比较与分析

傅天龙1,郭晨1,2,傅天甫1,彭姗姗2,林兴荣1,饶耿慧1,陈楠1,张俊杰2*

1. 福建春伦集团有限公司科研与技术创新中心,福建 福州 350018;2. 郑州轻工业大学食品与生物工程学院,河南 郑州 450002

采用同时蒸馏-萃取法和气相色谱-质谱联用技术,对福州地区的8种茉莉花茶进行香气成分的测定,同时采用内标法确定各香气成分的相对含量,并对结果进行比较与特征分析。结果表明,在8种茉莉花茶样品中挥发性化合物达47~55种,特征香气中共同的挥发性化合物有26种,包括醇类、醛类、酯类、酸类、酮类、酚类、杂环类、烃类等八大类化合物;萜烯指数的范围为0.937~0.970;茉莉花茶香气指数的范围为2.752~5.632。综合对8种茉莉花茶的等级进行评价,结果显示:茉莉龙芽、茉莉针王、生态花茶品质最高;茉莉银毫、茉莉龙毫和茉莉大白毫次之;茉莉白龙珠和特级花茶等级最低。该研究为有效区分福州茉莉花茶提供了理论依据。

茉莉花茶;同时蒸馏-萃取法;气相色谱-质谱法;香气成分

茉莉花茶(Jasmine tea)是由茶坯与茉莉花通过独特的加工工艺窨制而成,茶香与花香完美结合,形成其独特的香气品质,因而自然馥郁的香气是评价茉莉花茶感官品质的主要因子[1]。福州茉莉花茶历史悠久,始制于南宋,在清朝咸丰年间为皇家贡茶,新中国成立以后,为中国政府的外事礼茶[2]。香气是决定茉莉花茶质量的最主要因素[3],受鲜花质量、窨花次数等因素的限制。根据茶叶感官评价标准(GB/T 23776—2018),茶叶质量评价分为色泽、滋味、外形、叶底、香气等部分,其中茶叶的香气占质量评分权重的30%左右。因此,在茶叶质量的研究中,对香气成分的分析十分重要[4]。

为了更好的鉴别福州不同种类茉莉花茶香气成分的组成特点及差异,本研究选择8种福州茉莉花茶茶样(茉莉龙芽、茉莉针王、特级花茶、生态花茶、茉莉银毫、茉莉龙毫、茉莉大白毫、茉莉白龙珠),运用同时蒸馏-萃取法(SDE)提取茶样中香气成分并通过气相色谱-质谱联用分析(GC-MS)进行香气成分测定,分析了8种茶样的香气成分,并分别计算了茶样的萜烯指数和茉莉花茶质量指数(JTF index)等指标,对了解福州茉莉花茶的香气成分特征,明确影响茶叶质量的相关因素,确定茉莉花茶标准化的特征,推广茉莉花茶都有非常重要的意义。

1 材料与方法

1.1 试验条件

1.1.1 供试材料

本研究所用茉莉花茶茶样共8种,均产自福建省福州市,由福建春伦集团有限公司提供。茶样采用自封袋密封,常温保存待用。8种茶叶样品的具体信息见表1。

1.1.2 仪器和试剂

AE224电子天平(上海舜宇恒平科学仪器有限公司),SC-15数显智能超级恒温水浴锅(宁波新芝生物科技股份有限公司),7800B/5977A气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司),SHSL调温电热套(上海树立仪器仪表有限公司),400Y粉碎机(浙江金华铂欧五金厂),同时蒸馏-萃取装置(SDE,北京恒奥德科技有限公司),100 mL萃取瓶,圆底烧瓶,滤膜(直径13 mm,孔径0.22 μm),二氯甲烷、乙酸苯乙酯(分析纯,香气成分标样)。

1.2 试验方法

1.2.1 香气成分提取的方法

(1)茶样制备:预先将8种茉莉花茶样品用粉碎机粉碎,常温保存待用。

(2)内标溶液的配制[5]:乙酸苯乙酯内标:称取0.066 8 g乙酸苯乙酯,用二氯甲烷定容至100 mL,浓度0.668 0 mg·mL-1,置于低温处保存。

(3)同时蒸馏-萃取(SDE):每次称取10.0 g新鲜茉莉花茶粉和20 g NaCl固体加入圆底烧瓶中,同时加入200 mL去离子水。将圆底烧瓶置于电热套中,加热并保持微沸,萃取瓶中加入60 mL二氯甲烷,水浴保持60℃,待水蒸汽冷凝成水第一次回流到圆底烧瓶时[6],开始计时,2.5 h后蒸馏结束。取出萃取瓶加入1 mL乙酸苯乙酯作为内标。将萃取瓶接到冷凝装置上,并继续60℃恒温加热,浓缩液体。液体剩余量约为1 mL时,停止浓缩。用1 mL注射器吸取液体,通过0.22 μm滤膜将其注射到色谱瓶,再用气相色谱-质谱联用仪进行分析[7]。每个茶样设置3次重复。

表1 茶样编号及名称

1.2.2 香气成分分析的方法

(1)气相色谱-质谱联用分析[8]

色谱条件:气相谱柱为HP-5MS毛细管柱(30 m×0.25 μm×0.25 mm),载气为高纯氦气(纯度99.999%),柱流量1.0 mL·min-1,进样方式为手动无分流进样。

升温程序:50℃保持5 min,以3℃·min-1上升至210℃保持5 min,再以15℃·min-1上升至240℃保持5 min。

质谱条件:接口温度230℃,离子源温度250℃。电离方式为电子轰击源(EI),电子能量70 eV,扫描质量范围35~450 amu。

(2)花茶香气成分定性定量

定性分析:本研究利用NIST11.L谱库对GC-MS采集的数据进行检索和人工分析[9],将检测出来的挥发物成分匹配度>80%作为物质鉴定标准[10]。再查询相关文献数据,对各峰的相关信息进行分析比对,最终确定各香气组分,成分香型查询自爱化学库。

定量分析:根据内标物乙酸苯乙酯的浓度、其峰面积百分比以及各挥发物成分的面积百分比(乙酸苯乙酯面积/总挥发物面积),计算出各挥发物的相对含量,再进行分析。

2 结果与分析

2.1 茉莉花茶基本香气成分

8种茉莉花茶筛选出来共有的挥发性化合物26种,分别是-松油醇、丁香酚、顺-3-己烯醇、邻甲氨基苯甲酸甲酯、芳樟醇、(S)-氧化芳樟醇、-法尼烯、-毕橙茄醇、-荜澄茄烯、3,7-二甲基-6-辛烯-3-醇、顺式-9-二十三烯、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯、(-)-库贝醇、乙酸苯甲酯、十六甲基二氢八硅氧烷、邻氨基苯甲酸甲酯、吲哚、苯甲酸苄酯、抗氧剂2246、水杨酸甲酯、棕榈酸甲酯(十六酸甲酯)、甲基庚烯酮、香叶醇、叶绿醇(植物醇)、苯甲醛和苯甲醇。

2.2 茉莉花茶特征香气成分

对于茶叶的特征香气成分的选取原则[12]:(1)对于某种茶叶,是其特有成分;(2)含量较高,占总峰面积4%及以上;(3)该香气成分本身具有挥发性。

基于以上的原则,分别对8种茉莉花茶茶样的特征香气成分进行选取,发现7种香气成分符合以上原则,分别为苯甲醇、邻氨基苯甲酸甲酯、乙酸苯甲酯、吲哚、顺-3-苯甲酸叶醇酯、芳樟醇和-法尼烯(表2)。其中-法尼烯只在茉莉白龙珠中符合特征香气成分原则,在其他茶样中含量低于4%,不符合选取原则;另外6种化合物在8种茶样中都符合上述原则,属于8种茶样共同特征香气成分。

对特征香气物质在各茶样中的相对含量进行差异显著性分析发现(表3),醇类主要特征性香气成分芳樟醇和苯甲醇在各茶样中差异性特点相似;酯类主要特征性香气成分在各茶样中差异较大;杂环类主要组分吲哚在特级花茶、茉莉白龙珠、茉莉大白毫和茉莉银毫中的含量存在显著性差异;烃类主要组分-法尼烯在茶样之间的差异以特级花茶和茉莉龙芽之间最为显著。显著性分析结果表明,各特征香气物质在生态花茶与茉莉银毫之间、特级花茶与茉莉龙芽之间均存在显著性差异。

在所有检测到的挥发物中,8种茉莉花茶茶样中共同检测到了26种组分(表4)。根据峰面积相对百分比,将这26种共同挥发性组分划分为3组[13]:共同大量成分(>5%)、共同微量成分(0.2%~5%)和共同痕量成分(<0.2%)。其中共同大量成分有6种,共同微量成分9种,共同痕量成分3种。

表2 特征香气物质的相对含量及香气特征

注:-,未检出;Z、T、S、M、B、L、D和Y,分别表示茉莉针王、特级花茶、生态花茶、茉莉龙毫、茉莉白龙珠、茉莉龙芽、茉莉大白毫和茉莉银毫

Note:-, not detected.Z, T, S, M, B, L, D and Y, indicate jasmine Zhenwang, premium scented tea, ecological scented tea, jasmine Longhao, jasmine Bailongzhu, jasmine Longya, jasmine Dabaihao and jasmine Yinhao, respectively

表3 特征香气物质的相对含量及显著性差异

注:同列小写字母不同表示差异显著(<0.05)

Note: The same lowercase letters indicate significant difference (<0.05)

表4 共同挥发性组分在茶样中含量情况

2.3 茉莉花茶香气成分之间的差异

2.3.1 香气物质分类及浓度对比

本研究将8种茶样中得到的94种挥发性组分分为醇类、酯类、醛类、酮类、杂环类、烃类和其他类共7类主要化合物[14],其中其他类包括酸类、酚类和几种未知成分,具体各类挥发性组分含量如图1所示。各种茉莉花茶中相对含量较高的均为酯类和醇类;除茉莉大白毫外,其余茶样中杂环类仅次于酯类和醇类;在8种茶样中酮类和醛类含量极低。

茶叶制作过程中茶叶内含物在酶的水解作用下形成了多种挥发性醇类化合物,并使成品茶具有不同的香气特征。8种茶样中,共同含有的醇类化合物有苯甲醇、芳樟醇、顺-3-己烯醇、-毕橙茄醇、叶绿醇(植物醇)、-松油醇、香叶醇、3,7-二甲基-6-辛烯-3-醇、(-)-库贝醇、(S)-氧化芳樟醇。芳樟醇和苯甲醇在各茶样中是含量较高的醇类物质,芳樟醇具有铃兰香、甜花香,在茉莉白龙珠中含量最高,平均可达11.56%;苯甲醇具有苹果香味,在生态花茶中含量最高,平均可达22.40%。

“以前家里住的很偏,什么都不方便。如今搬到了县城,交通、就医、小孩读书都方便了,做梦都想不到,非常感谢党和政府的好政策。”兴国县良村镇村民谢国才在公证部门的见证下,拿到了易地扶贫搬迁进城进园第二期的安置房。像谢国才一样,去年底有192户移民搬迁户圆了新房梦。

酯类香气物质是茶叶呈花果香的主要成分[15]。在8种茶样中,共同含有的酯类化合物有邻甲氨基苯甲酸甲酯、顺-3-苯甲酸叶醇酯、乙酸苯甲酯、邻氨基苯甲酸甲酯、苯甲酸苄酯、水杨酸甲酯、棕榈酸甲酯(十六酸甲酯)。邻氨基苯甲酸甲酯,顺-3-苯甲酸叶醇酯和乙酸苯甲酯在各茶样中是含量较高的酯类物质。邻氨基苯甲酸甲酯具有葡萄样气味,在茉莉针王中含量最高,平均为20.48%;顺-3-苯甲酸叶醇酯具有青草香气,在茉莉银毫中含量最高,平均为11.74%;乙酸苯甲酯具有茉莉花香气味,在茉莉白龙珠中含量最高,平均为13.37%。

其他类化合物中共有物质有丁香酚、十六甲基二氢八硅氧烷和抗氧剂2246,在各茶样中含量均偏低。

图1挥发性组分种类及比较

2.3.2 萜烯指数对比

新鲜茶叶中含有的挥发性萜烯及其苷类化合物的含量和水解对茶的香气类型有重要影响。萜烯指数[16-17]可用于评价茶叶的香气品质,其计算公式为:萜烯指数=(芳樟醇+芳樟醇氧化物)含量/(芳樟醇+芳樟醇氧化物+香叶醇)含量;高萜烯指数代表香气馥郁宜人,低萜烯指数代表香气高锐。如图2所示,各茶样萜烯指数由大到小依次为茉莉针王>茉莉龙芽>生态花茶>茉莉白龙珠>茉莉银毫>茉莉大白毫>茉莉龙毫>特级花茶。

通过分析各茶样的萜烯指数,结果表明,茉莉针王的萜烯指数最高,显著高于其他7种茶样;茉莉龙芽与生态花茶、茉莉龙毫与特级花茶的萜烯指数无显著性差异;特级花茶的萜烯指数最低。由此可见,五窨之后的茉莉花茶具有更加馥郁宜人的香气。

2.3.3 JTF指数对比

茉莉花茶香气指数(JTF index)为茶叶样品中-法尼烯、顺-3-苯甲酸叶醇酯、邻氨基苯甲酸甲酯、吲哚的总含量与芳樟醇含量的比值[18]。如图3所示,JTF指数结果为茉莉龙芽>茉莉针王>茉莉龙毫>生态花茶>茉莉大白毫>茉莉银毫>茉莉白龙珠>特级花茶。茉莉龙芽的JTF指数最高,显著高于其他7种茶样;茉莉针王仅较茉莉龙芽低,且显著高于其余茶样;特级花茶的JTF指数最低,而茉莉银毫与茉莉白龙珠的JTF指数之间无显著性差异。因而,单从JTF指数结果来看,8种茉莉花茶中,茉莉龙芽和茉莉针王等级质量较高,茉莉龙毫、生态花茶、茉莉大白毫、茉莉银毫、茉莉白龙珠次之,特级花茶等级质量较低。

图2 各茶样萜烯指数对比图

图3 各茶样JTF指数对比图

3 讨论

本研究采用同时蒸馏-萃取法和气相色谱-质谱联用技术,对福州地区的8种茉莉花茶进行香气成分的提取与测定,并采用内标法确定各香气成分的相对含量。结果表明,从8种茉莉花茶茶样中检测到94种挥发性组分,其中共同挥发性组分有26种。共同大量成分6种(芳樟醇、顺式-3-己烯醇苯甲酸酯、乙酸苯甲酯、邻氨基苯甲酸甲酯、吲哚和苯甲醇),含量均大于5%,与之前Edris等[19]报道相符。

窨制次数是对香气成分影响较大的因素。从挥发性组分含量的分析结果来看,酯类和醇类含量较高,其次是杂环类和烃类,酮类和醛类含量较低,且醇类和酯类的相对含量与窨制次数呈现出一定的正相关。结合李鹤等[20]对茉莉鲜花香气成分的研究结果发现,本研究中提取出的茉莉花茶香气成分与茉莉花的主要香气成分基本相同,说明茉莉花茶的香气成分主要来自茉莉花。通过分析福州地区8种茉莉花茶茶样的JTF指数,发现其高于唐夏妮等[21]所报道的广西样品的JTF指数(0.93~3.57),说明不同地区间的茉莉花茶存在差异。根据各茶样萜烯指数值和显著性差异对比分析可以看出,五窨是一个比较明显的分界线。对8种茉莉花茶分别进行挥发性物质种类、含量、萜烯指数及JTF指数等数据的综合对比分析,茉莉龙芽、茉莉针王、生态花茶等级质量较高,茉莉银毫、茉莉龙毫和茉莉大白毫次之,茉莉白龙珠和特级花茶等级质量较低。

中国茉莉花及茉莉花茶共有四大主产区,地域因素会对茶样品质产生影响。陈梅春等[18]发现,以福州茉莉花窨制的珠型花茶总香气浓度和酯类含量高于广西珠型花茶。因此,可选择不同产地同一品种的茶样以明确区域差异。本研究还揭示了不同窨制次数和茶叶形状会影响茶样香气品质,而未来研究可进一步探讨种植环境、加工工艺等因素对茉莉花茶品质的影响;同时,对于茶叶品质还需结合感官评价等指标进行多维度研究加以明确。

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Comparison and Analysis of Characteristic Aroma Components of Eight Main Jasmine Teas in Fuzhou

FU Tianlong1, GUO Chen1,2, FU Tianpu1, PENG Shanshan2, LIN Xingrong1,RAO Genghui1, CHEN Nan1, ZHANG Junjie2*

1. Research and Technology Innovation Center, Fujian Chunlun Group Co., LTD, Fuzhou 350018, China; 2. School of Food and Biological Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China

In this study, the simultaneous distillation and extraction method and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) were used to determine the aroma components of eight different jasmine teas in Fuzhou. At the same time, the internal standard method was used to determine the relative content of each aroma, and the results were compared and analyzed. The results show that there were more than 47-55 kinds of volatile components with 26 common volatile components, including alcohols, aldehydes, esters, acids, ketones, phenyl, heterocyclic compounds, hydrocarbons and a small amount of other compounds. The range of terpene index was 0.937-0.970. The range of JTF index was 2.752-5.632. According to the comprehensive assessment, the grades of eight jasmine teas were evaluated. As a whole, jasmine Longya, jasmine Zhenwang and ecological scented tea had the highest quality, followed by jasmine Yinhao, jasmine Longhao, and jasmine Dabaihao, while the qualities of jasmine Bailongzhu and premium scented tea were the lowest. The results of this study provided a theoretical basis for distinguishing jasmine tea quality in Fuzhou effectively.

jasmine scented tea, simultaneous distillation extraction, GC-MS, the aroma components

S571.1

A

1000-369X(2020)05-656-09

2019-09-30

2020-03-31

福建春伦集团与郑州轻工业大学合作项目(SPY20180139)

傅天龙,男,高级茶叶加工技师、高级评茶师,主要从事茉莉花茶传统加工工艺研究。*通信作者:kirka640@163.com

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