顶空-气质联用法测定柚子皮绿茶挥发性成分

林 真，李 捷，方守龙，陈添顺，陈 健,*

(1.福建生物工程职业技术学院保健营养学系，福建 福州 350002；2.福建出入境检验检疫局技术中心，福建 福州350003；3.福建福鼎银龙茶叶有限公司，福建 福鼎 355200；4.大闽食品(漳州)有限公司，福建 漳州 363000)

顶空-气质联用法测定柚子皮绿茶挥发性成分

林 真1，李 捷2，方守龙3，陈添顺4，陈 健2,*

(1.福建生物工程职业技术学院保健营养学系，福建 福州 350002；2.福建出入境检验检疫局技术中心，福建 福州350003；3.福建福鼎银龙茶叶有限公司，福建 福鼎 355200；4.大闽食品(漳州)有限公司，福建 漳州 363000)

采用顶空-气质联用法测定柚子皮绿茶、柚子皮和绿茶原料中的挥发性香气成分，通过对各样品成分的比较，探讨柚子皮绿茶成品香气成分的来源及成因。结果：柚子皮绿茶、柚子皮和绿茶原料的主要成分均为柠檬烯和月桂烯，表明柠檬烯和月桂烯不是由柚子皮转移至绿茶原料的新香气成分；在柚子皮绿茶中检测出几种含氧化合物，占柚子皮绿茶总挥发性成分的5%左右，是区别于绿茶原料和柚子皮的特异性香味物质；并将本方法提取的香气成分与同时蒸馏法进行对比，发现同时蒸馏法提取物含氧化合物比例较高，可能是因为同时蒸馏萃取法高温下长时间反复萃取，样品中的烯烃类物质被氧化所致，而顶空提取法条件较为温和，得到的挥发性成分与样品自然释放的香气成分更为接近。

柚子皮绿茶；顶空技术；气相色谱-质谱法；成分分析

柚子皮茶是一种新型的保健茶，可降血压和血糖，对脓肿症、糖尿病等患者有一定辅助疗效，具有很高的药用价值。柚子皮茶是将柚子皮与原茶(绿茶、白茶或红茶等)窨制并去除柚子皮后所制得的一种窨制茶。与原茶相比，柚子皮茶多吸收了柚子皮自然释放的挥发性成分，因此，研究相关产品挥发性物质的构成，对了解其功能及药理作用具有重大意义[1-3]。

茶叶香气成分的检测，国内基本采用的是气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry，GCMS)法。而香气成分的提取则各不相同，应用最广泛的是同时蒸馏萃取法(simultaneous distillation extraction，SDE)[4-6]。该法的优点是需样量少、操作简单，同时提取的茶叶香气总量、数量及回收率都比较高[7]。但是，朱旗等[8]研究发现，SDE法得到的高浓度香气物质，在感官上与原茶香型有明显的区别，且将溶剂去除的过程会造成部分香气物质的损失，溶剂可能残存，或样品基质的其他成分被带入，从而影响检测结果[9]。Shimoda等[10]认为SDE法提取的绿茶香具有水闷味，并带有木质、收敛和刺激性。目前，国内外部分学者开展了顶空技术在茶叶香气分析中的应用研究。朱旗等[8]对动态顶空提取法和SDE法提取绿茶的香精油进行了比较，认为动态顶空法提取的香精油在感官上能较好的反映绿茶香气的特征，但存在一定负作用，如空气的进入加速了一些香气分子的氧化。静态顶空分析法则直接吸取样品上方气体进行分析，操作简单，条件温和，能杜绝溶剂带来的污染，是一种可靠的提取方法[11-14]。谭和平等[15]采用静态顶空法对铁观音干茶香气成分进行检测，结果重复性好，稳定性高，与茶叶感官评审相关性较好，且所得到的香气成分与人体嗅觉所感觉到的气味最接近。本实验拟采用静态顶空提取法，结合GC-MS技术，开展柚子皮茶挥发性成分的分析测定，以期为开发相关保健产品提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料

柚子皮(福鼎四季柚的果皮)、绿茶原料(大白毫绿茶，特级)、柚子皮绿茶(福鼎四季柚的果皮与大白毫绿茶所制的窨制茶) 福建省福鼎银龙茶叶有限公司。

1.2 仪器与设备

6890N气相色谱/ 5973i质谱联用仪[配有电子轰击离子源(electron impact，EI)] 美国Agilent公司；A11 basic粉碎机 德国IKA公司。

1.3 方法

1.3.1 样品前处理

将样品粉碎，快速称取0.50g于干燥的25mL顶空瓶中，旋紧密封盖。将平衡温度设定为100℃，平衡时间设定为50min。用注射针筒吸取2.5mL样品上方的气体，平衡30s，再注入GC-MS中进行检测。

1.3.2 色谱实验条件

色谱柱：Agilent DB-5毛细管柱(0.25mm×30m，0.25μm)；升温程序：60℃保持10min，以2℃/min升至280℃，保持4min；载气(He)流速1.0mL/min，进样量2.5mL注射针筒体积的平衡气体；不分流。

1.3.3 质谱实验条件

EI离子源；电子能量70eV；离子源温度230℃；质量扫描范围m/z 10～800u。

2 结果与分析

经GC-MS检测，对照Nist谱库检索鉴定出各样品的挥发性组分，并采用归一化法计算得到各组分的相对含量。结果共鉴定出64种化合物，包括37种萜烯、4种萜烯醇、3种脂肪醇、2种醛、5种酮、7种酯、1种羧酸、2种含氮化合物、1种含氧杂环化合物、2种环烷烃。如表1所示。

表1 柚子皮、绿茶和柚子皮茶的挥发性成分分析Table 1 Volatile components in pomelo peel, green tea and scented teas

续表1

3 讨 论

3.1 柚子皮的挥发性成分

柚子皮中共检测到54种挥发性成分，其中柠檬烯、月桂烯、1-甲基-5-亚甲基-8-(1-甲基乙基)-1,6-环癸二烯和蒎烯等为主要成分，占总挥发性成分的95%左右，它们的化学结构见图1。含氧化合物含量很少，不到0.5%，这与罗永此等[2]的研究结果有所差别，其对福鼎四季柚柚子皮香气成分进行检测，共鉴定出31种化合物，其中除了柠檬烯和月桂烯等主要成分外(91%左右)，芳樟醇氧化物、芳樟醇、橙花醇和金合欢醇等含氧化合物也占有一定的比例(4.69%)。存在差异的可能原因是香气的提取方法不同。罗永此等[2]采用同时蒸馏萃取法，香气物质在高温条件下反复重蒸，且持续时间长，次生反应剧烈，可能导致部分物质氧化、分解或聚合，从而生成各种含氧化合物。而本研究采用的静态顶空提取法是直接吸取样品上方气体进行分析，条件较为温和，所得柚子皮挥发性成分绝大部分为萜烯，含氧化合物较少。

图1 柚子皮中主要挥发性成分的结构Fig.1 Structures of major volatile components in pomelo peel

3.2 柚子皮绿茶与绿茶原料、柚子皮挥发性成分的比较

柠檬烯和月桂烯是柚子皮绿茶、绿茶原料和柚子皮的主要成分，其中柠檬烯在3种样品中的含量分别为54.79%、67.12%和63.40%，而月桂烯则为34.62%、30.90%和26.10%。由绿茶原料中的高相对含量可见，柠檬烯和月桂烯并非是从柚子皮转移至茶叶的香气成分，而是绿茶原料本身就带有的香气成分，这与罗永此等[2]的研究结论不同。柠檬烯和月桂烯在皮茶中的相对含量比绿茶原料有所下降，可能原因有两个：一是多了窨制和二次烘干工序，挥发性强的柠檬烯和月桂烯有所损失；二是在窨制过程中，烯烃不稳定，可能发生结构异化或氧化反应，生成其他物质。如图2所示。从检测结果可获知，虽然月桂烯的同分异构体3,7-二甲基-1, 3,6-辛三烯在皮茶样品中的相对含量只是略高，但其近似氧化产物3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇却高达0.95%，而这一氧化产物在柚子皮和绿茶原料中未检出。

图2 月桂烯结构异化及可能氧化产物示例Fig.2 Myrcene structure alienation and potential oxidation products

香气成分中的α-蒎烯和β-蒎烯在柚子皮中百分含量最高，柚子皮绿茶次之，绿茶中最少，推测绿茶原料吸收了柚子皮挥发出来的部分蒎烯，提高了含量。

柚子皮绿茶挥发性成分中还有几种物质在柚子皮和绿茶原料中是未检出的，它们是1,2,5,5-四甲基-1,3-环戊二烯、1-己醇、α,α,5-三甲基-5-乙烯基四氢化-2-呋喃甲醇、1,5-二甲基-1-乙烯基-4-己烯丁酸盐、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、癸醛，这部分物质占柚子皮绿茶挥发性物质的5.2%，尽管含量不是很高，但却是区别于绿茶原料的香气成分，推测可能是绿茶的某些成分与柚子皮挥发性物质发生化学反应而产生的物质，对柚子皮茶的香气起决定作用。

4 结 论

柚子皮绿茶、柚子皮和绿茶原料中的柠檬烯和月桂烯相对含量都很高，表明柠檬烯和月桂烯不是各样品的特异性香气成分，同时也说明两者是绿茶本身自带的香气物质，而不是由柚子皮转移至绿茶原料的新香气成分。

柚子皮绿茶中检测出几种新的含氧化合物，占总挥发性成分的5%左右，是区别于绿茶原料的特异性香味物质。它们可能是柚子皮挥发性成分被绿茶原料吸收后，与原料中的某些物质发生化学反应而形成的香气。

提取方法不同，检测出的香气成分存在一定差别。同时蒸馏萃取法高温下长时间反复萃取，所得成分含氧化合物比例较高；而顶空提取法条件较为温和，得到的挥发性成分比较接近样品自然释放的香气成分，这与古丽加依娜·多力达西等[16]的研究结论相同。

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Analysis of Volatile Aroma Components in Pomelo Peel Tea by Headspace-Gas Chromatography-Mass Spectrometry

LIN Zhen1，LI Jie2，FANG Shou-long3，CHEN Tian-shun4，CHEN Jian2,*

(1. Health Department of Fujian Technology Biological Engineering Institute, Fuzhou 350002, China；2. Fujian Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Fuzhou 350003, China；3. Fujian Silver Dragon Tea Co. Ltd., Fuding 355200, China；4. Damin Food Corporation, Zhangzhou 363000, China)

The volatile aroma components of pomelo peel tea, pomelo peel and green tea were comparatively analyzed by headspace-GC-MS in order to discover the originals and causes of volatile aroma components in pomelo peel tea. It was shown that limonene and myrcene were the major components of three samples. This indicates that limonene and myrcene are not new aroma components transferred from pomelo peel to green tea and not the specific aroma substances of three samples. Several oxygen-containing compounds that can differentiate green tea and pomelo peel were detected in pomelo peel tea, accounting for approximately 5% of the total volatile compounds. The percentage of oxygen-containing compounds was higher than that obtained using simultaneous distillation extraction. The difference may come from the oxidation of alkenes caused by long-term repeated extraction at high temperature during the simultaneous distillation extraction process. However, headspace extraction requires mild reaction conditions, yielding aroma components similar to those released under natural conditions.

pomelo peel tea；headspace (HS)；gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)；component analysis

TS201.2

A

1002-6630(2012)08-0256-04

2011-12-01

林真(1980—)，女，讲师，博士，研究方向为食品及保健食品研发、食品安全。E-mail：linzhen402@yahoo.com.cn

*通信作者：陈健(1979—)，男，工程师，硕士，研究方向为食品理化检测。E-mail：cjpine@163.com