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GC-MS结合ROAV分析评价加工工艺对藤茶香气成分的影响

2022-01-07张锦程麻成金姚茂君吴竹青

食品与机械 2021年12期
关键词:紫罗兰红茶绿茶

张锦程 余 佶 麻成金 姚茂君 吴竹青

(1. 食药两用资源研究与高值化利用湖南省重点实验室,湖南 吉首 416000;2. 吉首大学化学化工学院,湖南 吉首 416000)

藤茶,亦称甘露茶、莓茶、雪茶等,为小叶种显齿蛇葡萄[Ampelopsisgrossedentata(Hand.-Mazz.)W.T.Wan]的嫩茎叶参照茶叶制作工艺加工而成。研究[1-3]表明,藤茶富含黄酮类化合物、氨基酸、多糖、矿物质等多种成分,特别含有γ-氨基丁酸和蛋氨酸等氨基酸,其45%的黄酮类化合物中,主要功效成分二氢杨梅素占到约58%,具有抗氧化、护肝、提神醒脑、抗疲劳、助消化等作用。藤茶功能突出,相较于咖啡因含量高使儿童、孕妇不宜饮用的茶叶而言,藤茶老少皆宜,在适饮性方面更加广泛,同时在保健功效上具有独特优势。

目前,湖南、贵州等地藤茶产品主要采用传统制作工艺进行加工,其操作工序主要包括采摘、萎凋、炒青、揉捻、堆放摊凉、烘干等[4]。茶产品的加工工艺从根本上影响着茶的感官品质,是茶产品特征香气形成的重要环节,藤茶鲜叶和茶叶相比青草味更重,且藤茶香气前体物质含量偏低或前体物质向香气转化能力有限[5]。为此,藤茶制作时,恰当工艺的选择是提高藤茶风味品质的重要因素,借鉴绿茶、红茶和黑茶等加工工艺的优点,尤其是红茶和黑茶加工中的发酵工序[6-8],可能有助于提升藤茶的风味品质,目前暂无这方面的比较研究。

气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)和顶空固相微萃取(HS-SPME)已被广泛应用于食品风味成分研究,对红茶、绿茶、白茶等六大类茶产品香气成分分析亦有较多报道[9-12]。研究拟采用HS-SPME/GC-MS联用技术结合相对气味活度值(ROAV),对采用传统加工工艺、绿茶加工工艺、红茶加工工艺、黑茶加工工艺4种不同工艺加工的藤茶的挥发性香气成分进行分析评价,比较不同加工工艺对藤茶香气成分的影响,旨在为优质藤茶的生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

显齿蛇葡萄鲜茎叶:湖南湘西玉龙生态农业科技有限公司雪茶种植基地。

1.2 仪器与设备

数字恒温水浴锅:HH-S2型,金坛市成辉仪器厂;

电子天平:FA2004型,上海舜宇恒平科学仪器有限公司;

紫外—可见分光光度计:UV-2450型,岛津仪器(苏州)有限公司;

电热恒温干燥箱:GZX-0246MBE型,上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;

气相色谱—质谱联用仪:7890A-5975C型,美国Agilent公司;

固相微萃取装置:PC-420D型,美国Corning公司。

1.3 茶样制备

为了评价不同加工工艺对藤茶香气成分的影响,采用传统加工工艺、红茶加工工艺、绿茶加工工艺、黑茶加工工艺4种不同的工艺对显齿蛇葡萄鲜叶进行加工,得到4种不同的藤茶样品,具体工艺流程如下:

传统加工工艺:采摘→挑选→摊放(萎凋)→炒青→揉捻→堆放摊凉→烘干→包装→产品

红茶加工工艺:原料采摘→萎凋→揉捻→发酵→烘焙→摊凉→复焙→包装→产品

绿茶加工工艺:原料采摘→萎凋→炒青→揉捻→干燥→包装→产品

黑茶加工工艺:原料采摘→杀青→初揉→渥堆→复揉→烘焙→黑毛茶→筛分→拼堆→压制→干燥→包装→砖茶产品

同时,采用直接自然干燥法得到显齿蛇葡萄鲜叶的干制品,作为对照样品。

1.4 香气成分分析方法

1.4.1 固相微萃取 采用50/30 μm DVB/CAR/PDMS Stable Flex固相微萃取头。在15 mL顶空进样瓶中加入0.5 g藤茶粉样,55 ℃恒温平衡20 min,取出,加入转子,置于固相微萃取装置上,设置转速60 r/min,选择萃取温度60 ℃,平衡10 min;而后插入经老化的SPME萃取头,吸附1 h后取出SPME吸附针,手动插入GC进样口,后在250 ℃进样口解吸5 min后进行GC-MS检测。

1.4.2 气相色谱—质谱联用法

(1)色谱条件:氦气为载气,HP-5MS毛细管色谱柱(30 m× 250 μm×0.25 μm),模式为恒流,柱流速1.0 mL/min;升温程序为起始温度50 ℃,保持5 min,以速度3 ℃/min升至210 ℃,保持3 min,再以10 ℃/min升至230 ℃,保持2 min,进样口温度250 ℃,分流比5∶1。

(2)质谱条件:采用全扫描模式采集信号,电离源为EI,电离能量70 eV,接口温度250 ℃,离子源温度250 ℃,四极杆温度150 ℃,扫描质量范围30~500 amu。

1.5 藤茶挥发性香气成分ROAV值计算与评价

采用相对气味活度值(ROAV)评价检出挥发性成分对藤茶样品香气体系的贡献度[13-15]。ROAV值计算公式为:

Vi=(Ci/Cmax)×(Tmax/Ti)×100,

(1)

式中:

Vi——ROAV值;

Ci——藤茶某一香气组分的相对百分含量,%;

Cmax——藤茶香气体系中贡献最大组分的相对百分含量,%;

Ti——该组分的香气阈值;

Tmax——藤茶香气体系中贡献最大组分的香气阈值。

藤茶中所有挥发性成分ROAV值≤100,对于某一种确定组分,ROAV值越大,则该物质对藤茶香气体系贡献度越大。ROAV值≥1的化合物为关键香气成分,0.01≤ROAV值<1.00为修饰香气成分,ROAV值<0.01 为潜在香气成分。

1.6 数据分析

将GC-MS检出的未知化合物谱图与NIST Library数据库进行对比,将匹配度>80%的化合物作为暂定目标成分,采用峰面积归一化法计算各组分相对含量;SPSS 19.0进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同加工工艺藤茶挥发性香气成分

按照传统加工工艺、红茶加工工艺、绿茶加工工艺、黑茶加工工艺等工艺制作藤茶,然后运用HS-SPME/GC-MS检测挥发性香气成分,结果见表1和表2。

从表1和表2可看出,5组样品共检测出37种挥发性香气成分,主要为醇、醛、酮类化合物。对照、传统工艺、红茶工艺、绿茶工艺、黑茶工艺5种样品中具有香气的化合物分别为13,23,24,26,15种,累计占峰总面积的62.963%,50.508%,67.240%,56.230%,55.972%。1-辛烯-3-醇、苯甲醇、反式-2-己烯醛、苯乙醛、β-紫罗兰酮、水杨酸甲酯、二氢猕猴桃内酯7种物质为各工艺组藤茶共有组分,呈愉快的花香、果香。不同工艺组藤茶的挥发性香气物质较对照组均有一定程度的提升,且出现了独有的特征香气。

红茶工艺组藤茶的芳樟醇含量显著高于其他工艺组,其他含量较高的成分还有反式-2-己烯醛、2-甲基丁醛等,均表现出使人愉快的叶香、果香;绿茶工艺组藤茶出现了萜品油烯、柠檬醛两种具有柠檬清香的挥发性成分,构成了绿茶工艺所制藤茶的特殊香气;黑茶工艺组藤茶挥发性成分相对较少,占比较大的香气成分为2-乙基己醇、(E,E)-2,4-庚二烯醛、反式-2-己烯醛,表现出较自然干燥组藤茶更好的叶香、花香。

2.2 藤茶挥发香气成分ROAV值及评价

关键香气成分决定一个香气体系的大部分风味,而修饰香气成分同样对香气品质有一定的贡献,促进不同工艺所制藤茶香气差异的形成,潜在性香气成分由于对香气体系贡献度小,不作深入分析评价。

由表3可知,在传统工艺、红茶工艺、绿茶工艺、黑茶工艺4组藤茶样品共有的7种香气成分中(β-紫罗兰酮、1-辛烯-3-醇、苯甲醇、反式-2-己烯醛、苯乙醛、水杨酸甲酯、二氢猕猴桃内酯),只有β-紫罗兰酮和1-辛烯-3-醇的ROAV大于1,为共有的关键香气组分,尤其是β-紫罗兰酮是所有藤茶样品中贡献度最大的关键香气成分,呈现出令人愉悦的花香、紫罗兰香[16-17],可能对藤茶独特风味品质的形成有较大贡献。

由于各组藤茶制作工艺条件不同,其关键香气成分存在差异。传统工艺组藤茶关键香气成分有β-紫罗兰酮、癸醛、壬醛、1-辛烯-3-醇4种,ROAV值分别为100.000,12.600,2.438,3.430,另有12种修饰香气成分,香气总体呈较浓郁的花香和果香。红茶工艺组藤茶关键性香气成分有β-紫罗兰酮、2-甲基丁醛、反式-2-壬烯醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、芳樟醇6种,ROAV值分别为100.000,9.404,6.673,2.494,1.461,1.334,另有9种修饰香气成分,总体呈较浓郁花香、果香及一部分黄瓜香,其中芳樟醇在红茶工艺组中为特有的关键香气成分,呈独特的铃兰香气,为红茶中标志性的香气成分[8-9]。绿茶工艺组藤茶中关键香气成分有β-紫罗兰酮、2-甲基丁醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、壬醛、正己醛6种,ROAV值分别为100.000,10.049,4.746,1.815,1.726,1.370,另有9种修饰香气成分,总体呈较为浓郁的果香、花香及一部分青草香。黑茶工艺组藤茶中关键香气成分有β-紫罗兰酮、反式-2-壬烯醛、1-辛烯-3-醇、壬醛4种,ROAV值分别为100.000,6.010,1.669,1.143,修饰香气成分有7种,整体呈现稍淡的果香、花香。值得注意的是,红茶工艺和黑茶工艺两种藤茶样品中均出现了贡献度较高的关键香气成分反式-2-壬烯醛,香气风味较为醇厚,可能与发酵、渥堆工序有关。

通过对4种工艺制作藤茶香气成分的比较,可以看出,传统工艺组藤茶与红茶工艺组、绿茶工艺组藤茶在香气表现水平上(关键香气成分、修饰香气成分的种类及贡献度等)相差不大,而黑茶工艺组藤茶的香气表现稍逊。红茶工艺组、黑茶工艺组藤茶共同出现对香气体系影响较大的关键香气成分反式-2-壬烯醛,尤其是红茶工艺组藤茶关键性香气成分中出现了红茶的标志性香气成分芳樟醇,可能与采用了发酵、渥堆工序有关[18-19],使藤茶具备了红茶等发酵茶的优秀香气,发酵工序可考虑作为藤茶制作的优选关键工序之一。

3 结论

(1)试验根据藤茶传统制作工艺,同时借鉴红茶、绿茶、黑茶等成熟工艺,制作藤茶样品,以直接自然干燥显齿蛇葡萄叶作为对照样品。通过顶空固相微萃取和气相色谱—质谱联用技术分析挥发性香气成分,共鉴定出37种化合物,以醇、醛、酮类物质为主,其他为烯烃类、酯类、内酯类、烷烃类等物质。1-辛烯-3-醇、苯甲醇、反式-2-己烯醛、苯乙醛、β-紫罗兰酮、水杨酸甲酯、二氢猕猴桃内酯7种物质为4种藤茶样品的共有挥发性香气成分。

表1 藤茶挥发性香气成分及感官特征Table 1 Volatile aroma components and sensory characteristics of Ampelopsis grossedentata tea

表2 藤茶挥发性香气成分种类的统计结果Table 2 Statistics results of volatile aroma components in Ampelopsis grossedentata tea

表3 藤茶香气阈值和ROAV值Table 3 The threshold value and ROAV of volatile aroma in Ampelopsis grossedentata tea

(2)采用相对气味活度值进行分析评价,在传统加工工艺、红茶加工工艺、绿茶加工工艺、黑茶加工工艺4种藤茶样品共有的香气成分中,只有1-辛烯-3-醇和β-紫罗兰酮的相对气味活度值大于1,为共有的关键香气组分,尤其是β-紫罗兰酮是所有藤茶样品中贡献度最大的关键香气成分,呈现令人愉悦的花香、紫罗兰香,可能对藤茶独特风味的形成有较大贡献。

(3)由于各组藤茶制作工艺条件不同,其关键香气成分存在差异。红茶工艺组藤茶关键性香气成分中出现了红茶的标志性香气成分芳樟醇及反式-2-壬烯醛,这可能与采用发酵工序有关,使藤茶具备了红茶等发酵茶的优良香气,发酵工序可考虑作为藤茶制作的优选工序之一,工艺条件参数优化有待进一步的深入研究。

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