老鹰茶游离和键合态挥发性成分的分析

杨旖旎1,杨桂秋1,杨小洪2,郑福平3,余爱农1*

1(湖北民族学院 化学与环境工程学院,湖北 恩施,445000) 2(广西林产化学与工程重点实验室,广西 南宁,530008)3(北京工商大学,北京食品营养与人类健康高精尖创新中心,北京,100048)

以武陵地区老鹰茶作为研究对象,结合顶空固相微萃取(headspace solid-phase microextraction, HS-SPME)与针捕集(needle trap,NT)对老鹰茶挥发性成分进行萃取,鉴定出老鹰茶中游离态和键合态47种挥发性化合物。其中包括32种游离态挥发性化合物和26种键合态挥发性化合物。结果表明,老鹰茶主要游离态挥发性化合物是乙酸龙脑酯、杜松醇、α-桉叶醇,键合态挥发性化合物是γ-桉叶醇、α-芹子烯、愈创木烯。测定的游离态和键合态芳香化合物中有17种香气活度值(odor activity value, OAV)大于1。从鉴定出的挥发性成分香气特征可知,老鹰茶游离态香气成分主要是正癸醛、十二醛、乙酸异龙脑酯、桉叶油醇、2-十一酮、正己醛,键合态香气成分是大马士酮、桉叶油醇、芳樟醇、2-己酮、D-柠檬烯、2-十一酮、正癸醛。

关键词 老鹰茶;固相微萃取;针捕集;风味

第一作者:硕士研究生(余爱农教授为通讯作者,E-mail:a.n.yu@163.com)。

基金项目:北京食品营养与人类健康高精尖创新中心开放基金 (20171010);广西林产化学与工程重点实验室开放课题(GXFC14-09)

收稿日期:2018-04-18,改回日期:2018-06-04

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.017579

老鹰茶是利用毛豹皮樟(Litsea coreana Levl. var. lanuginosa (Migo) Yang et. P. H. Huang)嫩叶按照红茶工艺制成的茶叶,是樟科木姜子属植物。老鹰茶汤色金黄带红,因具有独特风味、口感和清热解毒[1]的功能而作为一种具有某些功能活性且价格便宜的天然植物代用茶,被越来越多的消费者所熟知与认可。现代药理研究表明老鹰茶中的总黄酮具有显著降血糖、血脂,抗菌、消炎等作用,对治疗2型糖尿病、酒精性肝损伤有独特疗效[2]

风味是茶叶珍贵的品质之一,可以大大影响消费者对茶叶及其相关产品的认可度。近年来有许多关于茶叶风味成分的研究,据报道,安徽祁门红茶有110多种风味成分[3];3种名优绿茶有58种风味成分[4];云南普洱茶有127种风味成分[5]。但有关老鹰茶风味成分的研究还很少,仅有一篇文献简单分析了老鹰茶游离态风味成分。该文献用蒸馏浓缩法结合气相色谱-质谱联用仪(gas chroma tography-mass spectro meter, GC-MS)分析出13种游离态挥发性成分,包括脂肪酸类(1种)、羧酸类(2种)、酚类(1种)、烷烃类(4种)、酮类(1种)、芳香化合物(4种),但其主要侧重于研究老鹰茶风味成分提取物的抗突变效果和癌细胞体外增殖的抑制效果[6]。然而,天然植物类食品风味不仅来自游离形式的挥发性化合物,还可能来自糖苷结合的前体。据已有文献报道,在植物中分离出许多糖苷键合的挥发物(glycosidically bound volatiles,GBV),也就是键合态的风味物质,其中包括水果[7]和植物[8]。另外,在不同品种茶叶中也发现了几种GBV作为香气的前体[9-11]。通常键合态化合物在加工或贮藏过程中都可能被释放,改变或增加整体香气。相继开展的许多关于游离态和键合态挥发性成分的研究发现,水果[12]和茶叶[13]是热门的研究对象。但关于老鹰茶键合态挥发性成分还未见报道。本文进一步研究武陵地区老鹰茶中游离态风味物质和未见报道的键合态风味成分。

近年来,风味化合物的提取普遍采用的方法之一是同时蒸馏萃取法(simultaneous distillation extraction,SDE)。它虽然提取率高、回收率高[14],但在蒸馏过程中高温环境容易使原始的风味成分受热分解、水解或氧化。考虑到这种方法会导致挥发性化合物的变化,采用沸水直接冲泡法获得的茶汤做为静态吸附对象,更贴合日常饮茶的嗅觉感受,同时可以有效避免某些香气成分的不必要流失。所以本文选取在食品挥发性产物研究中经常采用的固相微萃取法(headspace olid-phase microextraction, HS-SPME)顶空萃取挥发性成分。这种方法的优势在于运用无溶剂萃取的预处理方式,通过静态吸附、解吸附挥发性化合物,操作简便、所需样品体积小、灵敏度高等[15]。除此之外,本文还采用一种较新的样品前处理方法—针捕集技术(needle trap, NT)。它可以准确定时定量富集目标组分。据报道,针捕集的优势在于其使用的寿命长、灵敏度高,并且操作更加简洁[18]。目前已广泛应用在环境监测领域[16-17]以及少量中草药挥发性成分分析[19]。实验将运用2种不同的样品前处理方式萃取老鹰茶挥发性成分,通过简单冲泡呈味的方式获取原始的老鹰茶风味成分,并进一步研究老鹰茶中键合态挥发性成分。最后通过各种物质在水中的气味阈值得到香气活度值(odor activity value,OAV),更加直观地了解老鹰茶主要的风味成分,并考察针捕集在分析挥发性组分时的适用性,为今后各领域分析产品的挥发性成分提供新的技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

老鹰茶,奇泉茶业(咸丰)有限责任公司。

NaCl、正戊烷、乙酸乙酯、甲醇、柠檬酸、KH2PO4、二氯甲烷(分析纯),国药集团化学试剂有限公司;乙醚(分析纯),上海马陆制药厂;Almonds β-D-葡萄糖苷酶、环己酮(纯度≥99.9%)、C7~C30正构烷烃(色谱纯),美国Sigma-Aldrich公司;Amberlite XAD-2树脂(20~60目),美国Supelco公司。

1.2 仪器与设备

旋转蒸发器(RE-52AA型),上海亚荣生化仪器厂;循环水式多用真空泵(SHZ-Ⅲ),海谭式真空泵设备有限公司;气质联用仪(6890N/5975MSD),美国安捷伦公司;固相微萃取头(50/30 μm DVB/CAR/PDMS),美国Supelco公司;针捕集动态针(0.7 cm Carboxen1000、0.7 cm DVB、0.7 cm PDMS),德国PAS公司;CONCEPT多功能样品前处理系统,德国PAS公司;20 mL带隔垫顶空螺纹口样品瓶,美国安捷伦公司。

1.3 方法

1.3.1 茶汤的制备

称取15.01 g老鹰茶叶样品于1 L具玻璃塞棕色广口瓶,加入沸水500 mL,密闭,轻微摇晃使茶水混匀,每15 min振摇1次。待茶汤自然降至室温备用。每10 mL茶汤加入20 μL环己酮(0.976 0 g/L)做内标,以及2.00 g NaCl和磁力搅拌子放入20 mL顶空螺纹口样品瓶。拧紧瓶盖做后续游离风味成分分析。取茶汤重复3次实验。

1.3.2 键合态挥发性物质的酶解释放

取50.0 g Amberlite XAD-2大孔吸附树脂于索氏提取器中,依次用200 mL正戊烷、200 mL乙酸乙酯、200 mL甲醇回流萃取各10 h后浸渍于甲醇中,以甲醇为溶剂进行湿法装柱。用1 L蒸馏水以20 mL/min的流速冲洗至无醇味,待用。

将300 mL茶汤以3 mL/min的流速流经填充Amberlite XAD-2树脂的层析柱(φ 3.3 cm×30 cm)。用450 mL去离子水以5 mL/min的流速洗柱,除去水溶性的糖、酸物质,再用450 mL乙醚-戊烷(1∶1,V/V)以5 mL/min流速洗柱除去游离态挥发性物质,接着用450 mL甲醇以5 mL/min的流速洗脱出吸附在树脂上的糖苷类物质,收集的甲醇部分在旋转蒸发器上减压浓缩(水浴≤35 ℃)至干。用30 mL柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液(pH值为5.2)溶解后,再用80 mL二氯甲烷-戊烷(1∶1,V/V)分3次萃取,去除可能残存的游离态挥发性物质,获得的水相置于50 mL顶空瓶中,加入Almonds β-D-葡萄糖苷酶450 U(6 U/mg)后立即用PTFE/硅橡胶隔垫密封封存,在(38±2) ℃恒温箱中酶解48 h。将酶解液等分3份,分别加入10 μL环己酮做内标,以及2.00 g NaCl和磁力搅拌子放入20 mL顶空螺纹口样品瓶。拧紧瓶盖做后续键合态风味成分分析。

1.3.3 风味物质的萃取及GC-MS分析

采用CONCEPT多功能前处理系统和GC-MS联用对老鹰茶风味成分进行分析。

固相微萃取(SPME)法:样品瓶在50 ℃下平衡30 min,插入萃取头(50/30 μm DVB/CAR/PDMS)至隔垫下方5 mm处,在50 ℃下萃取40 min,在GC进样口解析5 min。

针捕集(NT)法:样品瓶在50 ℃下平衡30 min,捕集针插入瓶中,针孔至隔垫下方1 mm处,富集流量体积为2 mL/min,富集时间10 min,在GC进样口解析30 s。

气相色谱条件:J&W HP-5MS毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);进样口温度250 ℃;升温程序:起始柱温40 ℃,保持4 min;以5 ℃/min升温至260 ℃;以15 ℃/min升温至280 ℃,保持1 min;载气(He)流速1 mL/min;不分流进样。

质谱条件:离子源温度250 ℃;电子轰击(EI)模式;电子能量70 eV;质量扫描范围45~550 u;扫描方式:全扫描;调谐文件为标准调谐。

1.3.4 定性与定量分析方法

1.3.4.1 定性分析

参照NIST08数据库对谱图进行初步检索及质谱分析,结合测定的保留指数(RI),并与文献报道的保留指数进行比对辅助定性。保留指数以C7~C30正构烷烃混合物单独进样,前处理及GC-MS分析方法与样品处理一致。

1.3.4.2 定量分析

对老鹰茶挥发性成分分离鉴定时采用内标法进行定量,内标物为环己酮的乙醇溶液(0.976 0 g/L)。根据环己酮的质量浓度和各样品中环己酮峰面积的比值进行比较。根据公式(1)计算出挥发性成分的量。

(1)

式中:xi为组分含量;ms为内标化合物质量浓度;Ai为化合物的峰面积;As为内标物峰面积;fi为待测组分(i)对内标物(s)的质量校正因子,令其为1。

1.3.5 香气活度OAV的计算

根据老鹰茶香气成分的含量,以及各化合物在水中的气味阈值计算OAV值。

(2)

式中:C为该化合物的质量浓度,μg/L;OT为该化合物在水中的气味阈值,μg/L。

2 结果与讨论

2.1 老鹰茶中游离态和键合态挥发性成分分析

采用HS-SPME和NT 2种方法萃取吸附冲泡茶汤中游离态挥发性组分,并通过Amberlite XAD-2大孔隙吸附型树脂吸附,β-D-葡萄糖苷酶酶解释放糖苷键合态挥发性组分,结合GC-MS系统进行分析,所检出的游离态和键合态挥发性成分及香气活度值、气味特征见表1。

表1 老鹰茶挥发性成分的GC-MS分析结果
Table 1 GC-MS analysis results of volatile compounds from Hawk tea

序号RI化合物游离态含量/(μg·L-1)键合态含量/(μg·L-1)游离OAV键合OAVSPMENTSPMENTSPMENTSPMENT气味特征定性方法17632-己酮 2-Hexanone---280.08±72.00---500熟蔬菜香MS/RI2802正己醛Hexanal-1 367.37±33.17---273--草香MS/RI3933(+)-α-蒎烯 (+)-α-Pinene-233.08±81.67-13.13±1.90-39-2松脂香MS/RI4947(-)-莰烯 (-)-Camphene-402.44±127.27-------MS5959苯甲醛 Benzaldehyde921.09±231.97249.42±71.44-84.03±13.7630.71-0.24杏仁、焦糖香MS/RI6988甲基庚烯酮 Sulcatone-775.81±129.43-23.98±6.65-----MS/RI71 0141,4-桉叶素 1,4-Cineole--101.96 ±7.40---9-辛辣味MS/RI81 024邻-异丙基苯o-Cymene--512.90±79.31-----MS/RI91 031桉叶油醇 1,8-Cineole1 534.77±320.321 817.96±277.45202.00±40.62151.52±72.611281521713薄荷、药草香MS/RI101 0492,2-二甲基-5-(1-甲基-1-丙烯基)四氢呋喃Furan,tetrahydro-2,2-dimethyl-5-(1-methyl-1-propen-1-yl)- quintoxide--345.72±137.49520.24±4.75-----MS/RI111 072(+)-反式-柠檬烯(4R)-Limonene-235.22±21.27---1--柑橘香MS/RI121 100芳樟醇Linalool358.41±56.04117.75±5.97--6020103橘子味MS/RI131 112葑醇Fenchol2 607.99±133.841 334.66±93.52-------MS/RI141 1314-乙酰基-1-甲基-环己烯4-Acetyl-1-methyl-1-cyclohexene291.96±63.36--------MS/RI151 156异龙脑 Isoborneol1 015.39±41.69--------MS/RI161 1563,6-二氢-4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)-2H-吡喃(rac)-Nerol oxide--400.26±79.43424.38±72.07-----MS/RI171 166冰片 (+/-)-Isoborneol3 692.80±0.12471 345.22±124.87-------MS/RI181 177(-)-4-萜品醇 (-)-Terpinen-4-ol436.33±18.45--0.228 6±0.040 0-----MS/RI191 190α-松油醇 (S)-(-)-α-Terpineol3 842.19±75.20668.37±93.73250.28±41.83279.44±69.871220.760.85丁香、薄荷味MS/RI201 198γ-萜品醇Cyclohexanol---68.57±12.01-----MS/RI211 203正癸醛 Decanal1 239.91±0.06110.63±9.3433.23±1.69 62055-17草香、牛油味MS/RI221 245乙酸异龙脑酯 Bornyl acetate12 130.52±4 132.695 085.02±2 348.83-14.89±3.4216268--樟脑味MS/RI231 2672-十一酮 Undecan-2-one360.74±51.844 252.64±270.73-150.84±51.3452671-22油脂味、桃香MS/RI241 27710-十一烯醛 10-Undecenal508.11±81.73--------MS/RI251 284十一醛 Undecanal248.71±13.24---50---草香、水果香MS/RI261 322十一烷酸 Undecanoic acid239.79±31.55---0.02---脂味MS/RI271 330α-紫罗兰酮 α-Ionone369.58±66.38---1---木香、紫罗兰香MS/RI281 333大马士酮 β-Damascenone--61.03±14.0310.1±0.67--30 5155 051玫瑰、蜂蜜味MS/RI291 3351,2,3-三甲基-1H-茚 1,2,3-Trimethyl-1H-indene--245.75±67.78------MS/RI

续表1

序号RI化合物游离态含量/(μg·L-1)键合态含量/(μg·L-1)游离OAV键合OAVSPMENTSPMENTSPMENTSPMENT气味特征定性方法301 3382-十二烷酮 2-Dodecanone620.21±33.80--------MS/RI311 34213-十四碳烯醛 Etradec-13-enal1 652.76±116.78--------MS321 346十二醛 Dodecanal605.47±76.51---303---脂肪香、松叶油香MS/RI331 355喇叭茶萜醇 (+)-Ledol2 023.45±302.23--------MS341 380绿花白千层醇 (+)-Viridiflorol1 139.95±343.66--------MS351 398(+)-β-芹子烯 (+)-β-Selinene4 241.29±552.19--------MS36>1 400d-柠檬烯 (4R)-Limonene---230.57±58.63---23柑橘香、果香MS37>1 400脱氢白菖烯 (-)-Calamenene5 759.84±908.31--------MS38>1 400杜松醇 Cadinol6 278.01±1 109.85--------MS39>1 400β-桉叶醇 β-Eudesmol4 366.42±488.32--------MS40>1 400α-桉叶醇 α-Eudesmol6 052.83±707.33-748.03±177.49------MS/RI41>1 400愈创奥 Guaiazulene1 521.02±242.96-156.23±45.14110.82±24.68-----MS/RI42>1 400γ-桉叶醇 γ-Eudesmol--3 545.62±875.90------MS43>1 400α-芹子烯 α-Selinene--6 125.05±1 438.25------MS/RI44>1 400愈创木烯 Guaiene--1 782.92±364.48------MS/RI45>1 400卡达萘 1,6-Dimethyl-4-propan-2-ylnaphthalene--1 229.55±177.4940.87±9.78-----MS/RI46>1 400β-杜松烯 β-Cadinene--1 061.74±152.75------MS/RI47>1 400桉油烯醇 Spathulenol--640.59±22.89416.32±49.85-----MS/RI

注:—,未检出;MS-质谱定性;RI-保留指数定性;化合物含量均以质量浓度±标准偏差表示;RI参考值来源于NIST谱库(NIST Chemistry WebBook)中的文献。

由表1可知,经过GC-MS分析,茶汤中检出的老鹰茶挥发性成分共有47种,包括醇类(16种),醛类(7种),酮类(6种),烯烃类(10种),酯类(1种)、羧酸类(1种)、呋喃类(1种)、吡喃类(1种)、芳香烃类(4种)。其中包括游离态挥发性化合物32种,键合态挥发性化合物26种。

2.1.1 老鹰茶游离态挥发性组分分析

HS-SPME萃取组分包含27种游离态挥发性化合物,含量较高的物质是乙酸异龙脑酯(12 130.52 μg/L)、杜松醇(6 278.01 μg/L)、α-桉叶醇(6 052.83 μg/L)和去氢白菖烯(5 759.84 g/L)。这27种组分中,有12种醇类物质、6种醛类物质、3种酮类物质、4种烯烃类物质、1种脂类物质、1种羧酸类物质。

NT萃取的游离态挥发性组分有14种,包括5种醇类物质、3种醛类物质、3种烯烃类物质、2种酮类物质、1种脂类物质。其中含量较高的物质是乙酸异龙脑酯(5 085.02 μg/L)和2-十一酮(4 252.64 μg/L)。

由此可知,综合2种萃取方法来看,老鹰茶游离态挥发性组分中醇类化合物种类最多。醇类通常带有花香和果香,对老鹰茶香气有着重要作用。其中,醇类在HS-SPME萃取的游离态化合物总含量中占比高达52%。一些醇类成分,如桉叶油醇、芳樟醇、α-松油醇虽然相对含量低,但因气味阈值低,所以对老鹰茶香气贡献值大。另外,脂类化合物占挥发性成分总含量的比重最高。其中含量最高的乙酸异龙脑酯有芳香味且易挥发,被广泛应用在香料工业,也被用来当做樟脑合成的原料。在植物的生物合成途径中是由α-蒎烯转化为莰烯,再由莰烯生成乙酸异龙脑酯[20]。醛类化合物主要源于茶叶中的游离氨基酸发生Streck降解生成挥发性的醛类,部分被还原为醇,有的在高酸环境下被氧化为羧酸[33]。酮类化合物也是氨基酸降解或不饱和脂肪酸热氧化、降解产生的[34]。烃类化合物中,饱和烃对茶叶香气无很大贡献,不饱和烃则起着重要作用。(+)-α-蒎烯、(-)-莰烯、(+)-反式-柠檬烯、4-乙酰基-1-甲基-环己烯、(+)-β-芹子烯、脱氢白菖烯是游离态的6种不饱和烃。具有松脂香的(+)-α-蒎烯含量虽低,但对老鹰茶香气有较大贡献。

2.1.2 老鹰茶键合态挥发性组分分析

HS-SPME萃取组分包含17种,主要物质有α-芹子烯(6 125.05 μg/L)、γ-桉叶醇(3 545.62 μg/L)。在这17种组分中,有6种醇类、3种烯烃类、1种酮类、3种芳香烃类、1种吡喃类、1种呋喃类物质。

NT萃取的化合物有19种,包括5种醇类、6种酮类、2种烯烃类、2种醛类、1种酯类、1种芳香烃类、1种吡喃类、1种呋喃类物质。主要化合物为:2,2-二甲基-5-(1-甲基-1-丙烯基)四氢呋喃(520.24 μg/L)、邻-异丙基苯(512.9 μg/L)、3,6-二氢-4-甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)-2H-吡喃(424.38 μg/L)、桉油烯醇(416.32 μg/L)、2-己酮(280.08 μg/L)、α-松油醇(279.44 μg/L)、D-柠檬烯(230.57 μg/L)。

茶叶中不挥发的糖苷结合物经过酶解分离后得到键合态挥发性化合物,本文利用β-D-葡萄糖苷酶分离出以葡萄糖苷结合的化合物。综合2种萃取方法来看,其中含量最高的都是醇类和烯烃类化合物。HS-SPME萃取出的α-芹子烯键合态挥发性化合物中检出特有的呋喃类和吡喃类化合物是美拉德反应的产物,使茶叶显现烘焙食品的香气[35]。萜烯类化合物香气好,而且沸点普遍较高,是茶叶香气的重要组成部分[33]。如d-柠檬烯带有浓郁的花香和果香。

2.2 老鹰茶风味活性物质的OAV分析

由表1可知,老鹰茶中检出47种挥发性化合物,其中18种具有明确香气特征,但不是所有香气成分都对老鹰茶的整体香气有等同的影响。为了评估各种挥发物对这种茶的香气贡献,用化合物浓度的平均值和水中的气味阈值来计算OAV值[21-22]。当OAV值大于1时,挥发性组分才被认为对香气有贡献。老鹰茶中共检出17种化合物OAV>1,其中包括5种醛类、4种酮类、4种醇类、3种烯烃类、1种酯类物质。其中,键合态大马士酮的OAV达到了30 000以上,是键合态挥发性物质最主要的香气贡献化合物。

游离态香气物质有13种OAV>1,HS-SPME萃取的组分中OAV>100 的有正癸醛(620)、十二醛(303)、乙酸异龙脑酯(162)、桉叶油醇(128)。NT萃取的游离态香气物质OAV值大于100 的有2-十一酮(671)、正己醛(273)、桉叶油醇(152)。由此可见,醛类是老鹰茶游离态香气的主要贡献化合物种类,OAV>1的化合物中有4种醛类物质,其中正癸醛香气活度值最高,呈现典型的青草香和柑橘香[23]。正己醛则呈现出清香、草香、蔬菜香和水果香气[24]。十二醛有强烈的脂肪香,类似松节油和橙油法强烈香气[25]。醇类物质有3种,桉叶油醇有薄荷和药草香[25],另外芳樟醇赋予老鹰茶铃兰香、玉兰花香和玫瑰花香[26]。其余2种酮类物质,2-十一酮呈现脂香和柑橘香[27];α-紫罗兰酮有甜香、果香和木香,是野生天然香气成分[28]

键合态香味物质有9种OAV>1,HS-SPME萃取的香气组分有4种OAV>1,分别是大马士酮(30515)、桉叶油醇(17)、芳樟醇(10)、1,4-桉叶素(9)。NT萃取的香气组分OAV>1的有8种,分别是大马士酮(5051)、2-己酮(500)、d-柠檬烯(23)、2-十一酮(22)、正癸醛(17)、芳樟醇(3)、(+)-α-蒎烯(2)。说明键合态香气物质中大马士酮是最主要的香气成分,远大于其他香气物质。大马士酮阈值较低,具有玫瑰花气味和水果甜香的香气特征[29],是老鹰茶经过炒制或加工处理后释放出的明显香味成分。除此之外,键合态香气成分特有的吡喃、呋喃2种化合物是美拉德反应的产物,主要是茶叶经过烘焙或炒制后呈现的气味[35]。桉叶油醇呈现出植物香和药草香[25]D-柠檬烯有典型的柠檬香气、(+)-α-蒎烯有特有的松节油香气。

游离态和键合态2种均存在的香气物质有(+)-α-蒎烯、苯甲醛、桉叶油醇、芳樟醇、α-松油醇、正癸醛、2-十一酮这7种化合物。其中香气活度值最高的2-十一酮呈现油脂味,稀释一定倍数后有淡淡的桃香;其次是正癸醛和桉叶油醇。苯甲醛是其中OAV值最低的,呈现出显著的杏仁和焦糖的香气特征。键合态的杏仁味苯甲醛的生物合成途径与莽草酸途径有关,莽草酸在ATP帮助下,还原成苯甲醛类物质[25,30]

化合物的气味通常由不同的特征方向来描述,气味描述也取决于气味浓度[31-32]。通过将表现出类似气味特征的挥发性化合物根据OAV大小分成几个不同组,建立老鹰茶的香气特征雷达图。因此,将类似嗅觉描述的化合物分为一组,建立了6种芳香系列气味。如图1所示,将化合物分为木香、草香、水果香、花香、辛辣或油脂味,得到老鹰茶游离和键合态芳香化合物的香气特征。图中坐标值由OAV值取对数计算得到。游离态风味成分中,草香是老鹰茶最强烈的气味,其次是油脂味和木香。草香特征主要是由正己醛、桉叶油醇提供的。油脂味来自2-十一酮、十二醛。(+)-α-蒎烯和乙酸异龙脑酯具有类似木香的特征性气味。尽管花香和果香贡献值较低,但也赋予了老鹰茶类似丁香、杏仁和水果甜味的香气特征。老鹰茶中键合态挥发物潜在的气味贡献最典型的香气特征花香,是由β-大马士酮提供的。其次是2-己酮和桉叶油醇提供的草香,贡献最小但也能提供部分果香和辛辣气味的是D-柠檬烯和1,4-桉叶油素。

老鹰茶香气雷达图中典型的呈味特征与挥发性化合物的成分含量具有一定相关性。游离态挥发性化合物中主要成分依次是乙酸异龙脑酯、杜松醇、α-桉叶醇、去氢白菖烯、2-十一酮。图1-A中最显著的特征气味是由醛类和醇类提供的草香,说明正己醛、桉叶油醇虽浓度不高,但由于其气味阈值低,使得香气贡献明显。其次是由含量较大的2-十一酮提供的油脂味。乙酸异龙脑酯尽管含量最高,但其气味阈值较大,使得在香气雷达图中木香的坐标值为4。在键合态挥发性化合物中也体现出同样的规律。含量较大的成分依次为α-芹子烯、γ-桉叶醇、愈创木烯,但图1-B花香的最典型气味特征由含量不高、气味阈值较低的β-大马士酮提供。其次则是由含量较大的桉叶醇类提供的草香。由此可得,香气雷达图反应出的气味特征不仅与化合物含量相关,同时也与该化合物气味阈值相关。

图1 老鹰茶游离态(A)和键合态(B)芳香化合物香
气雷达图
Fig.1 Aromatic series of free and bound aroma
compounds from Hawk tea

3 结论

采用2种不同的方法从老鹰茶中提取挥发性成分,经过GC-MS鉴定,共检出47种挥发性化合物,其中包括醇类(16种),醛类(7种),酮类(6种),烯烃类(10种),脂类(1种)、羧酸类(1种)、呋喃类(1种)、吡喃类(1种)、芳香烃类(6种)。其中游离态挥发性化合物32种,键合态挥发性化合物28种。2种方法都鉴定出的成分有17种,游离态和键合态共有的成分有10种。采用2种萃取方法提取老鹰茶的挥发性成分,得到的数据具有一定的互补性。

从鉴定出的挥发性香气成分可知,游离态化合物中老鹰茶香气贡献较大的是醇类,醇类赋予老鹰茶草本植物的香气。键合态化合物中酮类对老鹰茶香气贡献最大,主要是大马士酮提供玫瑰花的气味特征。老鹰茶中游离态主要特征性的香气成分是正癸醛、十二醛、乙酸异龙脑酯、桉叶油醇、2-十一酮、正己醛,键合态主要香气成分是大马士酮、桉叶油醇、芳樟醇、2-己酮、d-柠檬烯、2-十一酮、正癸醛。

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Characterization of free and bound volatile compounds inHawk Tea (Litsea coreana L.)

YANG Yini1, YANG Guiqiu1, YANG Xiaohong2,ZHENG Fuping3, YU Ainong1*

1(School of Chemistry & Environmental Engineering, Hubei University for Nationalities, Enshi 445000, China) 2(Guangxi Key Labroatory of Chemisty and Engineering of Forest Products, Nanning 530008,China) 3(Beijing Advanced Innovation Center for Food Nutrition and Human Health, Beijing Technology and Business University (BTBU), Beijing 100048, China)

ABSTRACT This study aimed to determine the volatile compounds of Wuling area Hawk tea by extracting volatile compounds by headspace solid-phase microextraction and needle trap. The results indicated that forty-seven volatile compounds were identified in Hawk tea, which included thirty-two kinds of free volatile compounds and twenty-six kinds of bound volatile compounds. The results showed that the main free volatile compounds were bornyl acetate, cadinol, and α-eudesmol. Bound volatile compounds were γ-eudesmol, α-selinene, and guaiene. There were seventeen free and bound volatile compounds with odor activity value (OAV) greater than 1. Based on the odor characteristics of those identified compounds, it was concluded that free odor of Hawk tea was mainly from decanal, dodecanal, bornyl acetate, spathulenol, undecan-2-one, and hexanal. Bound odor were β-damascenone, spathulenol, linalool, 2-hexanone, D-limonene, undecan-2-one, and decanal.

Key words Litsea coreana; headspace solid-phase microextraction(SPME); needle trap(NT); aroma