小茴香茶的炒制工藝及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究※

董 平 任珊珊 呂秋冰 王晚酈 鄧 靜 吳華昌

(四川旅游學(xué)院，四川 成都 610100)

小茴香為傘形科植物茴香的干燥成熟果實(shí)，具散寒止痛、理氣和胃之功，是臨床上常用的中藥[1]?，F(xiàn)代病理學(xué)研究表明，小茴香在抗炎鎮(zhèn)痛以及抗過敏方面有明顯的療效[2-4]。小茴香中含有茴香腦、葑酮、愛草腦以及少量的萜類物質(zhì)從而使小茴香具有特殊的甜香味，因此也是常見的天然調(diào)味料，廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)與家庭烹飪中[5]。小茴香不僅是重要的調(diào)味料，在甘肅民勤地區(qū)人們還有將小茴香籽經(jīng)高溫炒黃后用開水泡制成茶進(jìn)行飲用的傳統(tǒng)。炒制是小茴香茶的關(guān)鍵制備工藝，若炒制溫度過低，小茴香茶風(fēng)味欠佳，不易被人們所接受，且需要消耗較長的時間；若炒制溫度過高，則會出現(xiàn)明顯的焦煳氣味，掩蓋小茴香籽原有的清香，同時外觀以及質(zhì)地也有所變化，影響茶體色澤。目前對小茴香茶的制備工藝研究較少。馬宏偉等將未經(jīng)炒制的小茴香籽置于沸水中進(jìn)行泡制得到小茴香代茶飲，發(fā)現(xiàn)能夠促進(jìn)婦科惡性腫瘤患者術(shù)后腸功能恢復(fù)[6]；甘肅天盛生物科技有限公司申請了小茴香茶及其制備方法的相關(guān)專利，以小茴香籽為主料，加入其他中藥草、烏龍茶等輔料，制備出具有理氣和胃，散寒止痛，潤肺腸，補(bǔ)脾益腎，抗衰老等功能的小茴香茶[7]。然而上述研究并未對傳統(tǒng)小茴香茶的炒制工藝及其主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)研究。

本實(shí)驗(yàn)采用正交試驗(yàn)的方法，對不同的炒制溫度與炒制時間下得到的小茴香籽開水泡制成茶后進(jìn)行感官評價，優(yōu)化出小茴香茶的最佳炒制工藝，從而為小茴香茶的工業(yè)化制備提供理論依據(jù)，加速小茴香茶的推廣。同時，采用固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對最佳炒制工藝下小茴香茶中的香氣物質(zhì)進(jìn)行分析，明確小茴香茶中的香氣成分，為小茴香茶的質(zhì)量控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 原料

小茴香籽，由甘肅省民勤縣當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶提供。

1.2 主要儀器設(shè)備

數(shù)顯恒溫油浴鍋，購自金壇萬華實(shí)驗(yàn)儀器廠；緊密電子天平，購自瑞士梅特勒公司；氣質(zhì)聯(lián)用儀，購自日本島津公司；75μmCAR/PDMS萃取頭，購自美國Supelco公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 小茴香茶的工藝流程

取曬干小茴香籽→除去雜質(zhì)→分階段炒制→攤涼→開水泡制→成品。

1.3.2 工藝要點(diǎn)

(1)選擇飽滿且曬干的小茴香籽，去除采摘時混入的茴香梗，這樣能夠有效地保證后期在開水泡制過程中茴香籽迅速沉底。

(2)炒制是重要的食品加工過程，適宜的炒制溫度和炒制時間可以有效提升茴香茶的色澤與風(fēng)味。炒制過程：數(shù)顯恒溫油浴鍋中倒入植物油，調(diào)好溫度開始加熱，達(dá)到指定溫度時將裝有小茴香籽的圓底燒瓶放入油浴鍋中分階段進(jìn)行炒制，第一階段溫度較低，炒制結(jié)束后調(diào)整恒溫油浴鍋的溫度繼續(xù)第二階段炒制。

(3)炒好的小茴香籽迅速攤涼恢復(fù)室溫，可防止高溫余熱進(jìn)一步改變小茴香籽的風(fēng)味與口感。

1.3.3 工藝研究

取除雜質(zhì)后的小茴香籽180g平均分為9份，每份20g。經(jīng)前期炒制單因素實(shí)驗(yàn)初步探索，分別確定前期熟化階段和后期著色階段的大體工藝參數(shù)范圍，設(shè)計了第一階段的炒制溫度(A)、炒制時間(B)，第二階段的炒制溫度(C)、炒制時間(D)4個因素。每個因素設(shè)置3個水平，進(jìn)行正交試驗(yàn)(見表1)，以小茴香茶水的湯色、香氣與滋味為指標(biāo)進(jìn)行感官評價(見表2)。

表1 分段焙炒正交試驗(yàn)設(shè)計

表2 感官評價分值

1.4 風(fēng)味物質(zhì)測定

1.4.1 頂空固相微萃取

參考郝靜等學(xué)者[8]的方法并進(jìn)行優(yōu)化。準(zhǔn)確稱取2g炒制好的小茴香籽置于頂空萃取瓶中，加入30mL沸水，立即壓蓋密封頂空瓶，并于70℃水浴中保溫。CAR/PDMS萃取頭萃取60min后取出，GC-MS進(jìn)行檢測。

1.4.2 氣相色譜質(zhì)譜條件

氣相色譜條件：色譜柱為Rtx-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)；進(jìn)樣口溫度為270℃；載氣：氦氣，流速為1 mL/min。色譜升溫程序：40℃保持5min，第一階段以5℃/min升至160℃，保持2min，第二階段10℃/min升至280℃，恒定2min。

質(zhì)譜條件：電離方式為EI源，離子源溫度200℃，接口溫度220℃，電子能量70 eV，溶劑延遲時間0.5 min。

1.4.3 揮發(fā)性香氣成分及其相對含量的確定

將檢測樣品的GC-MS圖譜和NIST08 Library化合物的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫進(jìn)行逐個比對，選用匹配度大于80的結(jié)果，香氣成分的相對含量則采用峰面積歸一化法進(jìn)行計算。

2 結(jié)果與討論

2.1 小茴香茶焙炒工藝參數(shù)研究

小茴香茶焙炒工藝參數(shù)研究結(jié)果見表3。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

從表3正交試驗(yàn)結(jié)果可知，小茴香茶的最佳工藝組合為A2B1C2D2，即第一階段的炒制溫度為130℃，炒制時間為8min，第二階段炒制溫度為160℃，炒制時間為6min。進(jìn)一步對該炒制工藝進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，該條件下炒制的小茴香籽泡茶后感官評分為93分，感官品質(zhì)為最佳。根據(jù)極差R分析，4個因素對感官影響大小的順序依次為第二階段炒制溫度>第二階段炒制時長>第一階段炒制溫度>第一階段炒制時長。

2.2 小茴香茶香氣物質(zhì)分析

根據(jù)最佳的炒制工藝炒制小茴香籽，并將其用開水泡制后，采用SPME-GC/MS對小茴香茶中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)進(jìn)行檢測，結(jié)果如表4所示。

表4 小茴香茶香氣物質(zhì)組成及含量

將小茴香茶的GC-MS圖譜與NIST08 Library化合物的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫比對分析，從小茴香茶中共檢出66種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)(見表4)。對這些揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對含量進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1所示，其中烯烴類化合物17種，相對含量33.3%；酮類物質(zhì)10種，相對含量41.45%；醛類物質(zhì)10種，相對含量0.78%；醇類物質(zhì)8種，相對含量0.95%；雜環(huán)化合物7種，相對含量3.12%；醚類物質(zhì)4種，相對含量8.73%；酚類物質(zhì)3種，相對含量1.37%；酯類物質(zhì)1種，相對含量0.03%；其他類香氣物質(zhì)6種，相對含量8.38%。其中含量比較高的是酮類和烯烴類化合物，分別占香氣物質(zhì)的41.45%和33.33%，其次是醚類，其他香氣物質(zhì)含量比較低。就單個化合物的含量而言，左旋香芹酮的含量最高，占香氣物質(zhì)的35.26%，其次是香芹烯，占22.37%。

圖1 小茴香茶中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對含量與數(shù)量

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)及正交試驗(yàn)，得到小茴香茶的最佳炒制工藝，即先130℃炒制8min，升高溫度到160℃再炒制6min，此條件下制備出的小茴香茶經(jīng)開水泡制后湯色黃亮清澈，清香持久，口感鮮爽。小茴香籽中的天然成分在高溫炒制過程中會發(fā)生美拉德反應(yīng)、非酶促褐變以及其他化學(xué)反應(yīng)，影響揮發(fā)性香氣物質(zhì)的種類與含量，從而形成小茴香茶特定的風(fēng)味。因此，炒制是小茴香籽制備成具有宜人香味的茶最重要的工藝。本實(shí)驗(yàn)對小茴香茶炒制的關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，為工業(yè)化制備風(fēng)味優(yōu)良的小茴香茶奠定了基礎(chǔ)。

另外，檢測分析了成品小茴香茶中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要的揮發(fā)性成分是酮類物質(zhì)和烯烴類物質(zhì)。酮類揮發(fā)性成分具有花香、果香及奶油味，香氣持久[8]。左旋香芹酮是小茴香茶中含量最多的揮發(fā)性物質(zhì)，可由香芹烯在接觸空氣、潮濕或酶存在的情況下氧化而成，左旋香芹酮也存在于薄荷、香菜中，具有薄荷味和中等強(qiáng)度的甜味，常用于殺蟲劑、食品和飼料的調(diào)味劑[9]；二氫香芹酮的含量也相對較高，其表現(xiàn)出留蘭香-草藥氣味[10]。烯烴類揮發(fā)性成分往往呈味性較弱，特性不明顯，僅有部分環(huán)烯烴表現(xiàn)出令人愉悅的果味或花香味，如巨豆三烯酮具有熱帶水果味[11]。小茴香中的環(huán)烯烴含量和種類都比較豐富，其中香芹烯含量最高，其具有令人愉快的類似檸檬的香氣[12]；其次是α-水芹烯，具有新鮮的柑橘-胡椒香氣[13]；另外，α-蒎烯[14]、月桂烯[15]等揮發(fā)性物質(zhì)也各自有特殊的香氣。此外，醛類物質(zhì)種類較多，盡管其相對含量較低，但醛類物質(zhì)的呈味閾值也比較低，因此少量的醛類物質(zhì)對產(chǎn)品風(fēng)味影響較大，如炒制后的小茴香茶產(chǎn)生的烘烤香味，往往是由糠醛提供的[16]。再加上醇類、雜環(huán)類等其他化合物，共同構(gòu)成小茴香茶獨(dú)特的風(fēng)味。

近年來，隨著人們對健康的重視及養(yǎng)生觀念的提升，人們更加注重于藥食同源的食材，希望在追求美味的同時也為自己帶來健康。通過將小茴香籽炒制后泡制成茶，則很好地兼顧了小茴香籽的藥食兩用性。今后還需要對小茴香籽泡制成的茶湯中的化學(xué)成分進(jìn)行研究，進(jìn)一步明確其功效及營養(yǎng)成分，讓人們對小茴香有更加深入的關(guān)注和認(rèn)可。