炒籽溫度對(duì)茶油關(guān)鍵香氣成分及感官品質(zhì)的影響

朱曉陽(yáng) - 龍奇志 - 鐘海雁 -

(1. 中南林業(yè)科技大學(xué)食品學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2. 經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410004)

油茶(Camelliaoleifera)為山茶科山茶屬常綠灌木或小喬木，是中國(guó)特有的木本油料樹種，廣泛分布于南方丘陵地帶。其籽所制得的油脂稱為油茶籽油、山茶油或茶油，不飽和脂肪酸含量高達(dá)90%左右，并含有豐富的維生素E、角鯊烯、甾醇、酚類化合物等生物活性成分[1]，具有一定的營(yíng)養(yǎng)保健作用。

油脂的感官品質(zhì)是衡量食用油質(zhì)量的重要指標(biāo)。目前對(duì)茶油香氣成分及感官品質(zhì)的研究逐漸受到了研究者的關(guān)注。Liu等[2]采用HS-SPME-GC-MS分析了中國(guó)8個(gè)主產(chǎn)區(qū)茶油的揮發(fā)性成分，比較并得出其特有化合物。Cao等[3]采用HS-SPME-GC-MS結(jié)合電子鼻分析5個(gè)不同品種茶油的揮發(fā)性成分，得到一些重要特征香氣成分。況小玲等[4]采用GC-MS分析了不同加工工藝制得的茶油中揮發(fā)性成分的差異。鐘海雁等[5]運(yùn)用評(píng)分法、簡(jiǎn)單描述法及三點(diǎn)法對(duì)9種茶油樣品進(jìn)行了感官評(píng)價(jià)和比較，初步探索了感官評(píng)價(jià)方法在茶油中的應(yīng)用。不過(guò)針對(duì)茶油關(guān)鍵香氣成分與感官品質(zhì)之間相關(guān)性的研究較少，羅凡等[6]采用GC-MS和電子鼻研究了加熱前后茶油中揮發(fā)性成分和整體氣味的變化，并利用電子鼻建立氣味模型以預(yù)測(cè)未知茶油樣品的加熱溫度和時(shí)間。林瑯[7]通過(guò)HS-SPME-GC-MS、感官分析及電子鼻分析了不同烘烤條件茶油的香氣成分，但時(shí)間和溫度條件較少，不夠全面。陳志香等[8]發(fā)現(xiàn)在焙烤溫度155 ℃，時(shí)間15 min 條件下，壓榨茶油主要揮發(fā)性風(fēng)味成分的相對(duì)含量有所提高，但未對(duì)其感官品質(zhì)進(jìn)行分析。夏欣等[9]采用HS-SPME-GC-MS比較了江西和海南兩地產(chǎn)壓榨茶油的風(fēng)味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)味成分種類有較大差異，但也未分析其與感官品質(zhì)的相關(guān)性。

本研究擬通過(guò)HS-SPME-GC-MS分析來(lái)自海南的熱榨茶油及湖南產(chǎn)茶籽經(jīng)不同溫度處理的熱榨茶油的香氣成分組成，計(jì)算ROAV值確定其關(guān)鍵香氣成分，并進(jìn)行感官分析，比較關(guān)鍵香氣成分、感官品質(zhì)間的相似與差異，利用多元統(tǒng)計(jì)分析方法建立可用于預(yù)測(cè)茶油香氣品質(zhì)的PLS模型，旨在分析炒籽溫度對(duì)茶油關(guān)鍵香氣成分及感官品質(zhì)的影響，比較海南和湖南兩地產(chǎn)熱榨茶油的香氣成分與感官品質(zhì)間的相關(guān)性和差異，為茶油感官品質(zhì)的研究和控制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)所用茶油樣品共6個(gè)，其中海南產(chǎn)的市售熱榨壽百山古茶油、瓊海山柚油(海南將茶油稱為“山柚油”)編號(hào)分別為H1、H2，海南省的熱榨法制油普遍是將茶籽粉碎后采用傳統(tǒng)的鐵鍋高溫蒸炒后再壓榨；以及本實(shí)驗(yàn)室采集的來(lái)自湖南省林科院的普通油茶籽經(jīng)過(guò)不同炒籽溫度處理后壓榨制取的茶油樣品，具體炒制條件及樣品編號(hào)見表1。

異丙醇、乙醚、氫氧化鈉、乙醇、冰乙酸、三氯甲烷、碘化鉀、硫代硫酸鈉：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890B/5977A型，美國(guó) Agilent Technologies 公司；

表1 實(shí)驗(yàn)室自制茶油樣品信息表

毛細(xì)色譜柱：HP-5MS(30 m×250 μm×0.25 μm)型，美國(guó) Agilent Technologies 公司；

固相微萃取手柄、固相微萃取頭：57348-U(50/30 μm DVB /CAR/PDMS)型，美國(guó) Supelco 公司；

電子天平：OHAUS CP224C型，美國(guó)OHAUS公司；

加熱攪拌器：RCT basic型，德國(guó)IKA公司。

1.3 理化性質(zhì)分析

酸價(jià)的測(cè)定：依據(jù)GB 5009.229—2016的方法進(jìn)行。

過(guò)氧化值的測(cè)定：依據(jù)GB 5009.227—2016的方法進(jìn)行。

1.4 香氣成分的HS-SPME-GC-MS分析

1.4.1 HS-SPME條件 稱取1 g 茶油置于15 mL透明頂空瓶中，用帶有聚四氟乙烯硅膠隔墊的蓋子密封。將頂空瓶置于60 ℃的加熱器中平衡15 min，然后將已經(jīng)過(guò)活化處理(270 ℃，1 h)的SPME 萃取頭穿過(guò)頂空瓶的硅膠瓶墊，伸出纖維頭，頂空萃取40 min，待氣相色譜儀處于準(zhǔn)備狀態(tài)后，將SPME 迅速插入250 ℃進(jìn)樣口，伸出纖維頭解析5 min。在萃取頭插入進(jìn)樣口的同時(shí)啟動(dòng)儀器采集數(shù)據(jù)。

1.4.2 GC條件 進(jìn)樣口溫度：250 ℃，不分流；載氣：高純氦氣，流速為1.0 mL/min；程序升溫：初始溫度35 ℃，保持5 min，以6 ℃/min 升溫速率升至60 ℃，以4 ℃/min 升溫速率升至70 ℃，以5 ℃/min升溫速率升至150 ℃，以10 ℃/min 升溫速率升至220 ℃，保持5 min。

1.4.3 MS條件 EI離子源，電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃；溶劑延遲 3 min；全掃描模式，掃描質(zhì)量范圍m/z30～550 amu。

1.4.4 定性定量分析 通過(guò)比較NIST 14.L譜庫(kù)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，僅報(bào)道正反匹配度均>800(最大值為1 000)的結(jié)果，并結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道的已知化合物和保留指數(shù)(RI)進(jìn)行定性。采用峰面積歸一化法得到各香氣成分的相對(duì)百分含量。

1.4.5 關(guān)鍵香氣成分的確定 根據(jù)劉登勇等[10]的方法進(jìn)行。

1.5 感官分析

感官分析小組由12名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的成員組成(年齡為20～30歲，6男6女)。試驗(yàn)在(21±1) ℃的感官評(píng)估室進(jìn)行。通過(guò)小組領(lǐng)導(dǎo)調(diào)節(jié)，小組成員通過(guò)觀察、嗅聞不同的茶油樣品來(lái)收集并確定感官描述詞。選擇5個(gè)描述詞(3個(gè)顏色描述詞和2個(gè)氣味描述詞)來(lái)定義樣品的感官屬性，分別為黃色、紅色、褐色、茶油清香味和烤香味，其中茶油清香味為茶油原有的清香味，烤香味為焙烤過(guò)的堅(jiān)果類似的香味。感官特征的強(qiáng)度使用0～10的等級(jí)進(jìn)行評(píng)分，其中0=無(wú)或不可察覺的強(qiáng)度，10=極高的強(qiáng)度。每個(gè)小組成員對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行3次評(píng)估。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有分析至少重復(fù)2次。使用SIMCA 13.0，Origin 9.0和Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化性質(zhì)分析

由表2可知，茶油樣品的酸價(jià)及過(guò)氧化值均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

表2 茶油的酸價(jià)和過(guò)氧化值

2.2 香氣成分的HS-SPME-GC-MS分析

表3～6列出了海南茶油及湖南炒籽茶油中的香氣成分相對(duì)含量、香氣成分種類匯總、ROAV值和ROAV≥1的關(guān)鍵香氣成分。H1、H2中分別鑒定出18、20種香氣成分，B1、B2、B3、B4中分別鑒定出15、19、21、18種香氣成分，6種茶油中共鑒定出40種香氣成分。H1、H2中ROAV≥1的關(guān)鍵香氣成分均為4種，B1、B2、B3、B4中的關(guān)鍵香氣成分分別為6、6、5、3種，6種茶油中的關(guān)鍵香氣成分共8種。其中最主要的香氣成分均為(E)-2-癸烯醛，H1、H2、B3和B4中次要的香氣成分為壬醛和3-乙基-2,5-二甲基吡嗪，B1中次要的香氣成分為壬醛和苯乙醛，B2中次要的香氣成分為苯乙醛和3-乙基-2,5-二甲基吡嗪。

由表6可知，海南、湖南炒籽茶油中ROAV值最高的均為(E)-2-癸烯醛，其他4種主要呈味成分見圖1。由圖1 可知，2種海南茶油的關(guān)鍵香氣成分很相似。隨著焙炒溫度的升高，苯乙醛的ROAV值先升高后降低，被認(rèn)為是芳香族氨基酸苯丙氨酸的strecker降解產(chǎn)物[11]，具有與脂肪族醛不一樣的風(fēng)味特征，可能是由于炒籽過(guò)程加劇了苯丙氨酸的strecker降解。壬醛呈逐漸降低趨勢(shì)，一般被認(rèn)為是來(lái)源于油酸和亞油酸的典型脂肪酸氧化產(chǎn)物[12]，由于茶油不飽和脂肪酸含量高，油酸和亞油酸含量也較高，所以醛類物質(zhì)含量通常較高，大量研究[13-14]表明壬醛為茶油的主要香氣成分。2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪均在120 ℃之后才出現(xiàn)，其ROAV值也逐漸降低，由于吡嗪類化合物為美拉德反應(yīng)的產(chǎn)物，通常在100 ℃以上才生成。一些關(guān)于油脂香氣的研究均表明吡嗪類化合物與熱處理后所制得油脂的堅(jiān)果香、烤香有關(guān)，如紫蘇籽油[15]、南瓜籽油[16]、花生油[17]、胡麻油[18]等，為熱榨茶油香氣中重要的呈味成分。因此，各種主要呈味成分均較多的120 ℃炒籽茶油，可能是所有炒籽茶油中香氣最好的樣品，除含有苯乙醛外，其他呈味成分均與海南茶油最為接近。

圖1 茶油中4種主要香氣成分的ROAV值

2.3 感官分析

由表7、圖2可知，在色澤方面，隨著炒籽溫度逐漸升高，炒籽茶油的黃色評(píng)分逐漸降低，紅色和褐色顯著升高；海南茶油中，H1色澤與B1較接近，H2、B3較接近。在氣味方面，隨著炒籽溫度升高，炒籽茶油的茶油清香味逐漸減少，烤香味逐漸增加；海南茶油均具有很強(qiáng)的茶油清香味，特別是H2評(píng)分最高，均超過(guò)所有炒籽茶油，同時(shí)海南茶油也有較強(qiáng)的烤香味，與B3、B4評(píng)分接近。由此可見，焙炒茶籽的過(guò)程能使茶油擁有更豐富的烤香味，更接近熱榨制取的海南茶油的風(fēng)味；而海南茶油均有強(qiáng)烈的香氣特征，湖南產(chǎn)茶籽制得的熱榨茶油的茶油清香味略低于海南茶油，可能與茶籽品種和產(chǎn)地不同有關(guān)。

2.4 關(guān)鍵香氣成分與感官屬性的PLS分析

偏最小二乘回歸分析(PLS)可說(shuō)明多個(gè)因變量和多個(gè)自變量之間的相關(guān)性，因此以關(guān)鍵香氣成分的ROAV值作為X變量，以感官屬性評(píng)分作為Y變量進(jìn)行相關(guān)性分析，建立PLS模型。

表3 茶油的香氣成分相對(duì)含量?

? “-”表示未檢出。

表4 茶油的香氣成分種類匯總?

? “-”表示未檢出。

表5 茶油中的香氣成分ROAV值?

? “-”表示因未檢出無(wú)法計(jì)算。

表6 茶油中的關(guān)鍵香氣成分?

? “-”表示因未檢出無(wú)法計(jì)算或<1。

表7 茶油的感官描述詞和評(píng)分

圖2 茶油的感官屬性評(píng)分雷達(dá)圖

圖3 茶油的關(guān)鍵香氣成分與感官屬性的PLS 相關(guān)性載荷圖

Figure 3 PLS correlation loading plot of key aroma components and sensory attributes of camellia oil

海南及炒籽茶油的關(guān)鍵香氣成分與感官屬性的相關(guān)性載荷圖如圖3所示，該模型解釋了78.2%的X方差(R2X=0.782)和98.4%的Y方差(R2Y=0.984)，說(shuō)明該模型具有較好的解釋能力，且有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力(Q2=0.901)。由圖3可知，主要呈味成分2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪與烤香味分布在較近的區(qū)域，說(shuō)明它們之間相關(guān)性較強(qiáng)。使用該回歸模型對(duì)茶油樣品進(jìn)行感官評(píng)分預(yù)測(cè)，結(jié)果準(zhǔn)確性較高，如表8所示。

表8 茶油實(shí)際感官評(píng)分與PLS模型預(yù)測(cè)感官評(píng)分

3 結(jié)論

本研究分析了海南茶油、湖南不同炒籽溫度茶油的關(guān)鍵香氣成分及感官屬性，結(jié)果表明，海南茶油及湖南炒籽茶油中最主要的呈味成分均為(E)-2-癸烯醛，其次是苯乙醛、壬醛、2,5-二甲基吡嗪、3-乙基-2,5-二甲基吡嗪。炒籽茶油中，120 ℃炒籽茶油具有較多的主要香氣成分，香氣品質(zhì)最好。隨著炒籽溫度升高，在色澤方面，茶油的黃色評(píng)分逐漸降低，紅色、褐色顯著升高，這是由于炒籽加熱時(shí)發(fā)生的美拉德反應(yīng)導(dǎo)致了褐變現(xiàn)象。在氣味方面，炒籽茶油的茶油清香味逐漸減少，烤香味逐漸增加；海南茶油均具有較強(qiáng)的茶油清香味和烤香味，湖南炒籽茶油在較高溫度處理下會(huì)產(chǎn)生相似的烤香味，但茶油清香味普遍低于海南茶油。由此可知，炒籽溫度會(huì)影響茶油關(guān)鍵香氣成分的組成和感官品質(zhì)；湖南產(chǎn)茶籽通過(guò)海南傳統(tǒng)高溫炒籽方法制得的茶油，其香氣與海南茶油仍有一定的區(qū)別，可能與油茶的產(chǎn)地和品種不同有關(guān)。此外，對(duì)關(guān)鍵香氣成分與感官屬性建立PLS模型，分析其相關(guān)性，具有較好的預(yù)測(cè)熱榨茶油香氣品質(zhì)的能力。本研究為炒籽溫度對(duì)茶油香氣成分和感官品質(zhì)的影響及不同產(chǎn)地?zé)嵴ゲ栌透泄倨焚|(zhì)的比較研究提供了參考，由于樣品數(shù)量、種類具有一定的局限性，需進(jìn)一步擴(kuò)大研究范圍。