金桂綠茶與金桂花的揮發(fā)性成分和香氣特征比較

郭 麗，胡曉俊，胡文嬌，張 悅，朱 蔭，戴偉東，胡善樹(shù), ，林 智,

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江 杭州 310008；2.三門(mén)綠毫茶葉專(zhuān)業(yè)合作社，浙江 三門(mén) 317103）

桂花的香氣質(zhì)量受桂花品種、花期、生長(zhǎng)環(huán)境等多種因素的影響明顯。研究表明不同品種桂花的香氣成分構(gòu)成存在較大差異[2?4]，主要表現(xiàn)在呈香組分的構(gòu)成及配比上。β-紫羅酮、順式-呋喃型芳樟醇氧化物、反式-呋喃型芳樟醇氧化物及芳樟醇為桂花共有組分，（E）-2-己烯醛、（Z）-3-己烯醇、己醛等僅在個(gè)別品種中的含量較高[5]。即便是同一品種，桂花所處花期不同，釋放香氣成分的能力也大不相同[6]。桂花香氣化合物的釋放與積累，與遺傳因素有關(guān)[7]，也受生長(zhǎng)環(huán)境的影響[3]。這些因素影響桂花開(kāi)花吐香，進(jìn)而影響其在茶葉上的附香效果，產(chǎn)生不同層次的桂花香。研究發(fā)現(xiàn)，1-辛烯-3-醇、正戊酸葉醇酯、丁酸苯乙酯等易吸附在紅茶，使紅茶附上桂花香[8]，但綠茶與紅茶吸附香氣成分的能力有一定的差異[9]，其吸附的香氣化合物尚不明確。

目前，市場(chǎng)上桂花窨制而成的花茶產(chǎn)品以桂花綠茶、桂花紅茶、桂花烏龍等較為常見(jiàn)[10]，香氣質(zhì)量頗佳。然而，并非所有桂花都能窨制出高品質(zhì)的花茶，制茶師往往選擇金桂花作為花源，其中緣由至今尚未明晰。同時(shí)，桂花茶的相關(guān)研究取得一定的進(jìn)展，可桂花茶與所用桂花的揮發(fā)性成分差異化合物仍未查明。因此，本研究選擇種植較廣泛的金桂和丹桂樹(shù)種作為研究對(duì)象，比較金桂與丹桂鮮花的揮發(fā)性組分差異，查明金桂花在呈香組分上的獨(dú)特性；再用其窨制綠茶，分析金桂綠茶和金桂花的香氣化學(xué)特征及二者的差異化合物，探明窨制工藝對(duì)桂花茶香氣特征的促成作用，旨在為花茶加工工藝的優(yōu)化及新產(chǎn)品的研發(fā)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

桂花 于2020年9月30日采摘盛花期的金桂花和丹桂花并剔除雜物（浙江三門(mén)）；原料綠茶（2020年4月） 由一芽一二葉標(biāo)準(zhǔn)鮮葉按綠茶工藝制成（浙江三門(mén)）；癸酸乙酯（色譜純）、無(wú)水硫酸鈉（分析純） 上海源葉生物科技有限公司；二氯甲烷、乙醇（色譜純） 上海麥克林生化科技有限公司。

5810R離心機(jī) Thermo公司；FD5-10冷凍干燥機(jī) GOLD-SIM公司；MTH-100恒溫混勻儀、NDK200-2N氮吹儀 杭州米歐儀器有限公司；8890A氣相色譜儀、5977a質(zhì)譜儀 Agilent公司；6CHX提香機(jī) 福建佳友茶葉機(jī)械智能科技股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 桂花干制 新鮮的金桂花和丹桂花朵采用真空冷凍干燥方式固樣，干燥至恒重后分別記作金桂花和丹桂花。

1.2.2 金桂綠茶的加工 金桂綠茶的加工工藝流程如圖1所示。原料綠茶復(fù)焙后，冷卻至室溫，再與鮮金桂花拌和窨制（單窨法）。窨制4 h后進(jìn)行通花5 min，續(xù)窨4 h。將桂花與茶葉分離后，再將窨制好的茶樣真空凍干，即得金桂綠茶。

圖1 金桂綠茶的工藝流程Fig.1 Process flow of Jingui green tea

1.2.3 香氣品質(zhì)評(píng)價(jià) 桂花采用GH/T 1117—2015（桂花茶）方法進(jìn)行感官品質(zhì)分析，綠茶和金桂綠茶由5名高級(jí)評(píng)茶員采用GB/T 23776—2018方法（茶葉感官審評(píng)法）進(jìn)行感官品質(zhì)分析，香氣因子總分均為100分。

1.2.4 揮發(fā)性成分測(cè)定 揮發(fā)性成分的制備：參照文獻(xiàn)[11]的方法并進(jìn)行改良。將0.3 g磨碎茶樣放于具塞玻璃離心管，加入8 mL二氯甲烷和10 μL的4.25 μg/mL癸酸乙酯（內(nèi)標(biāo)）、混勻，避光振蕩提取14 h（轉(zhuǎn)速為300 r/min）。再加入0.8 g無(wú)水硫酸鈉，渦旋混勻；在1200×g下離心15 min，取上清液到另一個(gè)離心管，氮?dú)獯蹈蓾饪s至800 μL，經(jīng)0.22 μm針式過(guò)濾膜后進(jìn)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。每個(gè)樣品設(shè)3次重復(fù)。

除了政治經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化方面進(jìn)行理論創(chuàng)新之外，我們?cè)谏鐣?huì)現(xiàn)代化、文化現(xiàn)代化、生態(tài)現(xiàn)代化、國(guó)際現(xiàn)代化方面也進(jìn)行了理論創(chuàng)新，先后提出了構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)、建設(shè)社會(huì)主義先進(jìn)文化、建設(shè)社會(huì)主義核心價(jià)值觀、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)美麗中國(guó)、建設(shè)“一帶一路”和構(gòu)建人類(lèi)命運(yùn)共同體等。

氣相色譜-質(zhì)譜的分析條件：色譜柱為DB-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm），不分流進(jìn)樣，進(jìn)樣量為1 μL，進(jìn)樣口溫度280 ℃，載氣N2（純度>99.999%）的流速為1 mL/min。柱溫箱升溫程序：初始溫度50 ℃，保持5 min；以3 ℃/min速率升至210 ℃并保持3 min；最后以15 ℃/min速率升至330 ℃，保持5 min。溶劑延遲5 min，離子源溫度260 ℃，掃描范圍為40～500 m/z。

1.2.5 茶樣中揮發(fā)性成分的OAV分析 OAV是指揮發(fā)性成分在茶樣中含量與其閾值的比。OAV=茶樣中揮發(fā)性化合物的濃度（Ci）/揮發(fā)性化合物在乙醇溶液中的嗅覺(jué)閾值（Oi），其中，Ci和Oi的單位為μg/g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

茶樣揮發(fā)性成分的定性分析依據(jù)NIST14數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)文獻(xiàn)，定量分析采用內(nèi)標(biāo)法即以?xún)?nèi)標(biāo)癸酸乙酯的添加量來(lái)計(jì)算茶樣中揮發(fā)性成分的含量。每個(gè)樣品數(shù)據(jù)表示為均值±偏差，運(yùn)用IBM SPSS 20.0進(jìn)行T-test測(cè)驗(yàn)，比較兩種桂花揮發(fā)性成分的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 金桂花與丹桂花的香氣質(zhì)量及揮發(fā)性成分比較

兩種供試桂花的香氣評(píng)分均在90分以上，說(shuō)明二者的香氣質(zhì)量較佳（表1），但他們的香氣特征存在明顯差異。金桂花的香氣偏清香、持久性較佳，丹桂花的香氣偏甜、花香顯，因而二者得分相近。

表1 金桂花和丹桂花的香氣感官品質(zhì)Table 1 Aroma sensory quality of Jingui and Dangui flowers

金桂花與丹桂花的揮發(fā)性組分構(gòu)成及含量差異較為明顯（表2和表3），醇類(lèi)化合物含量最高，其次是酸類(lèi)化合物，較低的是醛類(lèi)和烴類(lèi)化合物。金桂花中檢出40個(gè)揮發(fā)性成分，比丹桂花多了11個(gè)。金桂花中醇類(lèi)化合物種類(lèi)較丹桂花多9個(gè)，占比也較大，達(dá)到59.8%；酮類(lèi)化合物有5個(gè)，比含氮類(lèi)化合物多4個(gè)，但酮類(lèi)、含氮類(lèi)化合物占比與丹桂花相同；酯類(lèi)化合物的種類(lèi)及占比勝于丹桂花，且占比（7.5%）超出酮類(lèi)化合物（占比為6.9%）；烴類(lèi)化合物僅2個(gè)，占比最小，僅為0.8%。T-test分析表明，醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)、烴類(lèi)和含氮類(lèi)化合物在兩種桂花中的含量差異達(dá)到顯著水平（P<0.05）。金桂花中醇類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)和含氮類(lèi)化合物的含量分別比丹桂花高了34.2%、22.2%、109.0%和22.9%，酸類(lèi)、醛類(lèi)、烴類(lèi)化合物的含量均較丹桂花低，但金桂花的揮發(fā)性組分總量較丹桂花高了22.7%。

表2 金桂花與丹桂花的揮發(fā)性成分Table 2 Volatile components of Jingui and Dangui flowers

表3 桂花中揮發(fā)性組分的構(gòu)成及占比Table 3 The volatile composition and proportion of Guihua

目前，桂花各種群的鮮花均已在茶葉窨制上應(yīng)用[8,12]，生產(chǎn)上選擇較多的是金桂花，這與桂花的香氣化學(xué)基礎(chǔ)有關(guān)[13?15]。金桂花的揮發(fā)性成分總量較丹桂花高，與丹桂花共有25個(gè)揮發(fā)性成分；這些共有揮發(fā)性成分在金桂花和丹桂花中的占比分別達(dá)89.3%和93.0%，且亞油酸、壬醛、（Z）-呋喃型芳樟醇氧化物2、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物1、十六烷酸甲酯、γ-癸內(nèi)酯、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2、亞麻酸、β-紫羅酮、N-甲基吡咯烷酮、十六烷酸、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物2、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物1等共有成分在金桂花中的含量高于10 μg/g，而在丹桂花中（Z）-呋喃型芳樟醇氧化物2、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物1、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2和亞麻酸等含量低于10 μg/g。由此可見(jiàn)，金桂花在香氣品質(zhì)、揮發(fā)性成分種類(lèi)及含量上優(yōu)于丹桂花，具有較強(qiáng)的釋香能力[16]，在窨制過(guò)程中更易使茶葉吸附花香，用來(lái)窨制茶葉更具優(yōu)勢(shì)。

續(xù)表 2

2.2 金桂綠茶的香氣特征成分

2.2.1 金桂綠茶的香氣組分構(gòu)成及含量 金桂花的花香與原料綠茶的茶香融合效果較好，金桂綠茶的香氣感官評(píng)分在90分以上。分析金桂綠茶、金桂花、原料綠茶的揮發(fā)性成分，共檢測(cè)到58個(gè)化合物，包括26個(gè)醇類(lèi)、4個(gè)酸類(lèi)、6個(gè)酮類(lèi)、12個(gè)酯類(lèi)、2個(gè)醛類(lèi)、5個(gè)烴類(lèi)、2個(gè)含氮類(lèi)和1個(gè)酚類(lèi)化物（表4）。金桂綠茶與原料綠茶的揮發(fā)性組分構(gòu)成相同（圖2a），比金桂花多了酚類(lèi)化合物；酯類(lèi)、烴類(lèi)、含氮類(lèi)化合物種類(lèi)較金桂花、原料綠茶多；金桂綠茶的揮發(fā)性成分總量比金桂花低60.4%，較原料綠茶高74.6%。

圖2 不同茶樣中揮發(fā)性成分分布Fig.2 The volatile distribution of different tea samples

表4 不同茶樣的揮發(fā)性成分含量Table 4 Volatile compounds of different tea samples

金桂綠茶揮發(fā)性成分中植醇含量最高，其次是β-紫羅酮和十六烷酸。這三種化合物分別由葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素、脂肪酸衍生而成[16]，均是脂類(lèi)代謝產(chǎn)物，在金桂綠茶中的含量明顯高于原料綠茶，說(shuō)明花茶工藝促進(jìn)了脂類(lèi)化合物的降解，但不同化合物對(duì)加工工藝的響應(yīng)程度有差異[17]。十六烷酸，又名軟脂酸、棕櫚酸，在原料綠茶中含量遠(yuǎn)低于金桂花及金桂綠茶，因而推測(cè)，金桂綠茶的十六烷酸主要是通過(guò)窨制工藝從金桂花中獲得的，但在茉莉花茶窨制過(guò)程樣中未檢到十六烷酸[18?19]，可能與揮發(fā)性提取方法有關(guān)。

由表4可知，金桂綠茶所含植醇、β-紫羅酮、十六烷酸、丁羥基甲苯、亞麻酸、乙酸植醇酯、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2、十六烷酸甲酯等化合物的含量較高，而在原料綠茶中含量較高的揮發(fā)性成分卻是植醇、N-甲基吡咯烷酮和十六烷酸甲酯，說(shuō)明窨制工藝明顯改變了原料綠茶揮發(fā)性成分的組成特征[20?22]，為其引入了金桂花揮發(fā)性成分，有助于金桂綠茶花香特征的形成。為更好地解析金桂綠茶的香氣化學(xué)基礎(chǔ)，將其揮發(fā)性成分劃分為四個(gè)類(lèi)型：類(lèi)型Ⅰ：金桂綠茶及金桂花和原料綠茶中三者均有的成分；類(lèi)型Ⅱ：金桂綠茶與金桂花兩者的共有成分；類(lèi)型Ⅲ：金桂綠茶與原料綠茶兩者共有成分；類(lèi)型Ⅳ：金桂綠茶中存在而金桂花和原料綠茶中均沒(méi)有的成分，即窨制工藝產(chǎn)生的新成分。

續(xù)表 4

2.2.2 金桂綠茶、金桂花與原料綠茶共有的揮發(fā)性成分 金桂綠茶、金桂花及原料綠茶共有的揮發(fā)性成分有16種（表4和圖2b），分別是N-甲基吡咯烷酮、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物1、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2、壬醛、（Z）-呋喃型芳樟醇氧化物1、（Z）-呋喃型芳樟醇氧化物2、香葉醇、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物2、β-紫羅酮、3-羥基-5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭醇、1-羥基-4-酮-2-紫羅蘭酮、十六烷酸甲酯、十六烷酸、亞麻酸甲酯、亞油酸和亞麻酸。這16種化合物在金桂綠茶中的含量達(dá)104.71 μg/g，較金桂花（264.42 μg/g）低了60.4%，比原料綠茶（59.97 μg/g）高了74.6%，說(shuō)明金桂花通過(guò)吸附-解吸附作用將部分揮發(fā)性成分傳于原料綠茶，有助于原料綠茶著上花香；N-甲基吡咯烷酮、（E）-呋喃型芳樟醇氧化物2、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物2、β-紫羅酮、十六烷酸、亞麻酸等的含量較高。但是，N-甲基吡咯烷酮、壬醛、3-羥基-5,6-環(huán)氧-β-紫羅蘭醇和十六烷酸甲酯在金桂綠茶中的含量低于原料綠茶，且N-甲基吡咯烷酮的下降幅度較大。由此可見(jiàn)，金桂綠茶、金桂花及原料綠茶共有揮發(fā)性成分的含量存在明顯差異。

2.2.3 金桂綠茶與金桂花共有的揮發(fā)性成分 金桂綠茶與金桂花及原料綠茶共有的16種揮發(fā)性成分除外，其與金桂花存在8個(gè)共有揮發(fā)性成分（圖2b），分別是芳樟醇、α-衣蘭烯、1,1,5-三甲基-6-亞丁烯基-4-環(huán)己烯、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物1、α-紫羅酮、二氫-β-紫羅蘭醇、γ-癸內(nèi)酯和4-羥基-β-紫羅酮（表5）。茶類(lèi)、花類(lèi)及窨制工藝的不同，原料茶吸附的揮發(fā)性成分也有差異[27?28]。原料綠茶從金桂花上吸附的這些揮發(fā)性成分有別于原料紅茶[8]，其含量占金桂綠茶揮發(fā)性成分總量的2.0%；α-紫羅酮的含量較高，但遠(yuǎn)低于具有花香氣息的β-紫羅酮[16]；二氫-β-紫羅蘭醇、γ-癸內(nèi)酯和4-羥基-β-紫羅酮也是類(lèi)胡蘿卜素的降解產(chǎn)物，但他們含量均低于1 μg/g。芳樟醇、α-紫羅酮，γ-癸內(nèi)酯的OAV值大于1（表5），為金桂綠茶香氣特征呈現(xiàn)的重要成分。

表5 原料綠茶窨制中吸附的呈香新成分Table 5 New aroma compounds produced during green tea material

2.2.4 金桂綠茶與原料綠茶共有的揮發(fā)性成分 金桂綠茶與原料綠茶的共有揮發(fā)性成分有10個(gè)（圖2），其中，植醇、丁羥基甲苯、亞油酸甲酯等化合物的含量較高。植醇是茶樣中含量最高的醇類(lèi)化合物，在金桂綠茶中的含量達(dá)（188.69±3.66）μg/g，比原料綠茶的高34.9%，說(shuō)明窨制中葉綠素發(fā)生了降解反應(yīng)[29]。丁羥基甲苯是茶樣中檢出的唯一揮發(fā)性酚類(lèi)化合物，在金桂綠茶中的含量為12.62 μg/g，比原料綠茶高281.4%。亞油酸甲酯在金桂綠茶中的含量也高于原料綠茶，但其含量比十六烷酸甲酯低了44.7%。

2.2.5 窨制工藝新生成的成分 與金桂花、原料綠茶對(duì)比發(fā)現(xiàn)，金桂綠茶中存在而原料中不存在的揮發(fā)性成分如3,4-二甲基苯胺、紅沒(méi)藥烯環(huán)氧化物、異戊酸香葉酯、紫羅烯、二氫-β-紫羅蘭酮和乙酸植基酯等（表5），說(shuō)明金桂綠茶不是金桂花與原料綠茶的簡(jiǎn)單混和物[30]。這些新成分是窨制中形成的，占金桂綠茶揮發(fā)性成分總量的4.2%。乙酸植基酯的含量較高，達(dá)到6.65 μg/g，為葉綠素衍生物，說(shuō)明原料綠茶窨制過(guò)程中葉綠素降解明顯；二氫-β-紫羅蘭酮為類(lèi)胡蘿卜素的降解產(chǎn)物，僅在金桂綠茶檢出，含量低于乙酸植基酯，達(dá)到4.20 μg/g，但尚不能確定其來(lái)源。異戊酸香葉酯、二氫-β-紫羅蘭酮具有花香或果香特征，并且二氫-β-紫羅蘭酮的OAV值大于1，對(duì)金桂綠茶的香氣特征呈現(xiàn)起支撐作用。

3 結(jié)論

金桂花在揮發(fā)性成分的含量與種類(lèi)上比丹桂花更有優(yōu)勢(shì)，更適于用作花茶的香源。由金桂花窨制而成的金桂綠茶具有清香、花香等特征，揮發(fā)性成分的組成特征與金桂花、原料綠茶的差異明顯。原料綠茶在窨制中吸附的14個(gè)新成分中異戊酸香葉酯、二氫-β-紫羅蘭酮、芳樟醇、α-衣蘭烯、（Z）-吡喃型芳樟醇氧化物1、α-紫羅酮、二氫-β-紫羅蘭醇、γ-癸內(nèi)酯和4-羥基-β-紫羅酮具有花香或果香特征，是金桂綠茶獨(dú)特香氣品質(zhì)形成的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。