正山小种红茶茶梗香气成分的SPME-GC-MS分析

梁骏德,梁天雄,王君子,侯冬岩,刁全平,吴 寒

(1.武夷山市骏德茶厂,福建 武夷山 354300;2.宝丰县清凉寺君子汝瓷研究所,河南 平顶山 467492;3.辽宁省天然产物活性分子开发及利用重点实验室,辽宁 鞍山 114007;4.鞍山师范学院 化学与生命科学学院,辽宁 鞍山 114007;5.国家农业深加工产品质量监督检验中心,吉林 长春 130002)

红茶属于全发酵茶,是我国六大茶类之一,产地较广,种类较多.武夷山的正山小种红茶出产于世界自然遗产国家级自然保护区,品质优于其他红茶,其滋味浓厚、醇和,具有水果甜香[1].

正山小种红茶在加工过程中会产生副产物——茶梗,茶梗中含有丰富的香气成分还有茶多酚、茶多糖、黄酮、水溶性膳食纤维和矿物质等[2-6].然而,正山小种红茶加工产生的副产物——茶梗未得到充分开发利用.香气成分是评价茶梗品质的主要因子[7],有关正山小种红茶茶梗中香气成分的研究少见报道.本文采用固相微萃取法(SPME)提取正山小种红茶茶梗中的香气成分,用气相色谱-质谱法(GC-MS)分离并鉴定香气成分中的化学成分[8],为正山小种红茶茶梗的开发提供科学依据.

1 材料、仪器与方法

1.1 材料

实验样品:正山小种红茶茶梗样品由福建省武夷山市骏德茶厂提供.

实验样品的前处理:实验样品经干燥、磨碎、过0.425 mm筛.

1.2 仪器

7000/7010系列三重四极杆气相色谱-质谱联用仪(美国Agilent公司),50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取头(美国Supelco公司).

1.3 方法

1.3.1 固相微萃取法提取香气成分 取正山小种红茶茶梗样品于顶空瓶中,用聚四氟乙烯隔垫密封,放入60 ℃恒温水浴中平衡10 min,用萃取头吸附样品挥发组分60 min,气相色谱仪进样口解吸5 min[9].

1.3.2 气相色谱条件 色谱柱为HP-FFAP 弹性石英毛细管(25.0 m×0.2 mm×0.33 μm),载气为He,载气流量为1mL/min,进样口温度为250 ℃,起始柱温为50 ℃并以5 ℃/min的速度升温至220 ℃,进样方式为不分流模式.

1.3.3 质谱条件 离子源为电子轰击源,离子源温度为230 ℃,接口温度为230 ℃,四级杆温度为150 ℃,电离电压为70 eV,发射电流为34.6 μA,电子倍增器电压为2 012 V,扫描范围m/z为20～500.

1.3.4 测定方法 由1.3.1节固相微萃取法提取的样品,在1.3.2 气相色谱和1.3.3 质谱条件下,通过气相色谱-质谱联用仪进行分离、鉴定,确认样品的化学成分,由数据处理系统进行分析,分别求得各化学成分的质量分数.

2 实验结果

按1.3.4 测定方法进行实验,得到正山小种红茶茶梗香气成分的总离子流图,如图1所示.

图1 正山小种红茶茶梗香气成分的总离子流图

正山小种红茶茶梗香气成分中的化学成分及其质量分数见表1.

表1 正山小种红茶茶梗香气成分鉴定结果

由表1可知,红茶茶梗香气成分中分离并鉴定出45种化合物,占红茶茶梗香气成分总量的97.02%.其中,醇类化合物8种占26.19%,醛类化合物5种占19.87%,酸类化合物8种占20.75%,酯类化合物5种占4.32%,酮类化合物7种占11.86%,酚类化合物3种占8.70%,烷烃化合物2种占1.95%,烯烃化合物3种占1.74%,其他化合物4种占1.64%.

3 讨论

由正山小种红茶茶梗主要香气成分的测定实验结果可知:正山小种红茶茶梗香气成分中醇类化合物、醛类化合物、酸类化合物、酮类化合物和酚类化合物的含量较高.在醇类化合物中,相对含量较高的是苯甲醇(7.85%)、苯乙醇(7.71%)和雪松醇(4.54%).苯甲醇主要用作定香剂,是茉莉、月下香等香精调配时不可缺少的香料,用于配制香皂和日用化妆香精;苯乙醇存在于苹果、杏仁和玫瑰等天然植物中,是我国规定允许使用的化妆品、护肤品、食用品香料;雪松醇广泛用于木香、辛香和东方型香精中,大量用作消毒剂和卫生用品的增香剂.在醛类化合物中,相对含量较高的是己醛(7.32%)、壬醛(6.53%)和糠醛(4.06%).己醛主要用于配制苹果和番茄香精,用于合成香料和制取己酸,还用于增塑剂、橡胶、树脂、杀虫剂的有机合成;壬醛广泛用于玫瑰、橙花、铃兰、牡丹、甜橙、柠檬、茉莉等香型香精的配方,可极微量用于食用香精中,如柑橘类的配方,特别是柠檬和橘子;糠醛主要用作有机合成的原料,用于合成树脂、清漆、农药、医药、橡胶和涂料等.在酸类化合物中,相对含量较高的是乙酸(6.36%)和己酸(7.64%).乙酸是典型的脂肪酸,被公认为食醋内酸味及刺激性气味的来源,在食品工业方面,乙酸是规定的一种酸度调节剂;己酸是我国规定允许使用的食用香料,主要用于干酪、奶油和水果香精中.

在正山小种红茶茶梗香气成分中还检测到依兰烯(0.83%)、番茄黄素(0.39%)和α-松油醇(0.49%).依兰烯具有消炎止痛、镇静神经的特性,研究发现依兰烯可以抑制炎症相关分子的表达,并减少炎症细胞的浸润,这使得依兰烯成为潜在的抗炎药物候选物;番茄黄素具有预防和抑制癌症、保护心血管、抗紫外线辐射、增强免疫力及延缓衰老的作用;α-松油醇是调配紫丁香型香精的主剂,耐碱性强,适用于香精的配制,还可用于医药、农药、塑料、肥皂、油墨、仪表和电讯工业中,是玻璃器皿上染料的优良溶剂.