玫瑰深加工产品关键香气成分的分析

赵彩云，薛洁，蔡旭东，郭静，李彪，武顺

1(中国食品发酵工业研究院，北京，100015) 2(倪氏国际玫瑰产业股份有限公司，湖北 枣阳，441200)

目前，对于玫瑰及其制品香气成分的研究，主要集中在利用气质联用技术(GC-MS)对玫瑰花蕾、花瓣、不同时期采收的玫瑰花［1-2，5］以及玫瑰精油［3-4，6］的香气成分的定量等方面，但由于香气成分的阈值存在差异，含量最高的香气物质对产品的影响可能并不是最显著，因此确定玫瑰及其制品主要香气成分非常关键。

闻香仪是一种对气味物质进行在线嗅闻并记录描述结果的仪器。HS-SPME-GC-MS 与闻香仪联用技术已广泛用于香醋、白酒、苹果、奶酪等食品的特征香气成分的分析［8-10］。但将GC-MS 与闻香仪(olfactometry)结合对玫瑰及其制品香气成分的研究鲜有报道。本研究利用HS-SPME-GC-MS 与闻香仪联用技术，通过逐级稀释法，对细胞液、玫瑰纯露、玫瑰饮料进行闻香，确定这3 种玫瑰深加工产品中的主要呈香物质。同时，结合香气值(guadagni)理论，根据含量高且阈值低的香气成分对样品贡献较大的原理，最终确定所分析样品的关键香气成分。

1 材料与方法

1.1 实验材料

(1)玫瑰纯露:玫瑰花的高温提取物，生产日期为2013 年5 月3 日;(2)玫瑰细胞液:玫瑰花的低温提取物，生产日期为2013 年6 月10 日;(3)九朵玫瑰饮料:生产日期为2013 年6 月21 日。均由倪氏国际玫瑰产业股份有限公司提供。

1.2 仪器和设备

气质联用仪(GC-MS):配有EI 离子源(安捷伦，5975C)，气相色谱仪(安捷伦，7890A);固相微萃取手柄(Supelco，美国);PDMS 萃取头(Supelco，美国);闻香仪(德国，GERSTEL，ODP3)。

1.3 主要化学试剂

香气物质标样，Sigma 公司;NaCl(分析纯)，北京化工厂。

1.4 实验方法

1.4.1 样品准备

分别取玫瑰细胞液的原液、稀释2 倍、4、10 倍的水溶液各2 mL 进行固相微萃取，提取香气成分;玫瑰纯露的原液、稀释4 倍、10 倍的水溶液各2 mL 进行固相微萃取提取香气成分;玫瑰饮料原液、稀释2 倍、4 倍的水溶液各2 mL 进行固相微萃取提取香气成分。固相微萃取条件参照文献［7］的方法。

1.4.2 香气成分的测定及闻香

GC-MS 条件、样品香气成分的提取方法及香气的定量方法均参照文献［7］的方法。

闻香仪分析描述香气的方法:在气相色谱柱的末端四通分流口，分流样品(分流比2∶1)到质谱检测器及闻香仪。将用HS-SPME 法萃取到的香气成分进样，5 名专业嗅闻人员依次坐在闻香仪的出口处，记录在出口端所闻到的香味。根据香味的由弱到强分为1，2，3，4 四个等级，进行打分，并尽可能地对所感觉到的香味进行描述。同时，软件会根据闻香人员的打分生成相应的闻香谱图。

确定有效物质的方法:闻香结果显示，随着稀释度的增大，香气强度及香气种类逐渐减少，统计各香气物质的出现频次，频次较高者作为闻香方法确定的关键香气成分。同时，用GC-MS 定量各香气成分的含量，计算浓度与阈值的比值，得到各香气成分的香气活性值(odor activity value，即OAV)，闻香与OAV值两方面结合，进一步确认玫瑰深加工产品中的主要香气物质。

2 结果与讨论

2.1 玫瑰细胞液有效物质的分析结果

细胞液原液及不同稀释度的细胞液的色谱图和闻香谱图如图1 所示。随着稀释度的逐渐增加，闻香谱图中的香气种类逐渐减少，气相谱图也直观的反应出各物质的峰面积在逐渐的变小。在细胞液原液中可以闻到12 种香气物质，而当细胞液稀释10 倍时，只能闻到4 种香气。表1 为不同稀释度的玫瑰深加工产品的闻香结果的统计表，频次越高的香气成分，对香气的贡献越大。从表1 中对细胞液闻香结果的统计可以看出，出现频次最高的香气成分为β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚、香叶醇，说明这4 种物质在细胞液中占据优势，对细胞液的香气贡献较大。

利用HS-SPME-GC-MS 对细胞液中香气成分进行定量，并计算出闻香方法确定的细胞液中的几种主要香气成分的OAV 值(表2)。细胞液中含量较高的香气物质为β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚，而香气活性值较高(OAV ＞100)的为香茅醇、β-苯乙醇、丁香酚与玫瑰醚。虽然β-苯乙醇含量远高于香茅醇，但由于β-苯乙醇的嗅觉阈值高于香茅醇，最终导致香茅醇活性强度与β-苯乙醇差别不大，因此2 种物质的闻香强度基本一致。由于文章所参考的嗅觉阈值是香气成分在水中的阈值，而随着基质的不同，阈值会发生变化。虽然香叶醇的OAV 值小于玫瑰醚，但在实际闻香过程中，香叶醇的气味清晰明显，且出现频次较高，因此也作为细胞液的有效香气成分。

图1 细胞液各浓度样品色谱图与闻香谱图Fig.1 consensus aromagramand gas chromatogramof the cell sap

根据闻香结果，结合OAV 值得出，决定细胞液质量的关键香气物质为β-苯乙醇、香茅醇、丁香酚和香叶醇。

2.2 玫瑰纯露关键香气成分的分析结果

纯露的定量分析图谱和闻香图谱见图2。随着稀释度的增加，纯露样品中可闻到的香气物质数量从14 种依次减少到7 种和6 种。同时，与细胞液相比，纯露中的香气种类更多。在稀释度达到10 倍时，在细胞液中只能闻到4 种物质，而在纯露样品中却能闻到6 种物质，通过GC-MS 及标准物质的定性，得到这6 种物质分别是玫瑰醚、芳樟醇、香茅醇、香叶醇、β-苯乙醇、丁香酚。

图2 玫瑰纯露各浓度样品色谱图与闻香谱图(一条线段代表一种香气，线段越长表示闻到的香气强度越强，线段越粗表示香气持续时间越长)Fig.2 Consensus aroma gram and gas chromatogram of the rose hydrosol

表1 玫瑰产品中香气成分闻香频次表Table 1 The frequency table of smelling aroma components in rose-based product

表2 玫瑰细胞液中主要香气物质含量及香气活性值Table 2 The content and OAV of the main aroma compounds in cell sap

表1 闻香统计结果显示，随着稀释度的增加，玫瑰纯露中出现频次较高的香气成分为芳樟醇、香茅醇、香叶醇、β-苯乙醇和丁香酚，其次为玫瑰醚。因此，β-苯乙醇、香茅醇、香叶醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚是影响玫瑰纯露质量的关键的成分。在细胞液中没有闻到芳樟醇和玫瑰醚2 种物质，说明这2 种物质的沸点比较高，高温有利于这2 种香气成分的溢出。

表3 玫瑰纯露中的主要香气物质含量及香气活性值表明，β-苯乙醇、香茅醇是玫瑰纯露中含量最高的2 种香气物质，但低于其在细胞液中的含量，而香叶醇、玫瑰醚和芳樟醇在玫瑰纯露中的含量远高于细胞液中的含量，这与β-苯乙醇、香茅醇的沸点较低，而其他3 种风味物质的沸点较高有关。由于β-苯乙醇和香茅醇的香气特点是典型的玫瑰花香，所以也说明了玫瑰细胞液的玫瑰花香气更为突出，而纯露香气比较复杂。玫瑰纯露中香气活性值较高(OAV ＞10)的香气成分有玫瑰醚、芳樟醇、香茅醇、香叶醇、β-苯乙醇及丁香酚。

因此，在玫瑰纯露中不仅β-苯乙醇、香茅醇对玫瑰纯露的质量非常重要，而且香叶醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚也是影响纯露质量的关键香气物质。

表3 玫瑰纯露中主要香气物质含量及香气活性值Table 3 The content and OAV of the main aroma compounds in rose hydrosol

2.3 玫瑰饮料关键香气成分的分析结果

玫瑰饮料及不同稀释度的饮料的色谱图及闻香谱图见图3。玫瑰饮料中检出的风味物质种类明显少于细胞液与玫瑰纯露，并且当饮料稀释倍数为4 倍时，只能闻到4 种香气成分。结合表1 中饮料的闻香统计结果，得出饮料中主要香气物质也有4 种，但是这4 种物质与细胞液、纯露不同的是，芳樟醇代替了香叶醇。因此，从闻香角度分析，饮料中主要香气物质依次为:β-苯乙醇、丁子香酚、香茅醇和芳樟醇。

根据玫瑰饮料中香气物质种类较少，推测饮料中的风味物质含量要低于细胞液和玫瑰纯露，表4 显示结果与推测一致。玫瑰饮料中风味物质的含量与表2，表3 中细胞液和纯露数据相比，无论是β-苯乙醇，还是香茅醇都低于后两者中的含量。玫瑰饮料中香叶醇和芳樟醇的含量基本相同，但受嗅觉阈值的影响，芳樟醇的香气活性值(OAV)远高于香叶醇，所以在相同的浓度下，芳樟醇更容易被闻到，这也间接证实了本研究品评人员闻香结果的可靠性。

表4 玫瑰饮料中主要香气物质含量及香气活性值Table 4 The content and OAV of the main aroma compounds in rose drinks

根据以上闻香与OAV 的分析可以得出，影响玫瑰饮料质量的主要香气物质为β-苯乙醇、香茅醇、丁子香酚和芳樟醇。

3 结论

本文利用HS-SPME-GC-MS 结合嗅闻技术对玫瑰深加工产品中主要呈香化合物进行了研究。同时，根据香气活性理论，计算出香气活性值，对各香气成分的贡献度进行比较。结果证实2 种方法，结论较一致，将2 种方法有效结合可以较好地鉴别各玫瑰深加工产品的关键香气成分。

玫瑰细胞液中主要呈香物质为β-苯乙醇、香茅醇、香叶醇和丁子香酚;玫瑰纯露与细胞液主要呈香物质相比，略有差异，决定玫瑰纯露质量的主要风味化合物包括:β-苯乙醇、香茅醇、香叶醇、丁子香酚、芳樟醇和玫瑰醚。本次研究发现玫瑰饮料中4 种主要呈香化合物分别为:β-苯乙醇、丁子香酚、香茅醇和芳樟醇。

图3 玫瑰饮料各浓度样品色谱图与闻香谱图(一条线段代表一种香气，线段越长表示闻到的香气强度越强，线段越粗表示香气持续时间越长)Fig.3 Consensus aromagramand gas chromatogramof the rose drinks

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