桂花茶挥发性成分的年份差异分析

郭丽， 胡晓俊， 胡文娇， 胡善树， 林智*

(1.中国农业科学院 茶叶研究所，浙江 杭州 310008； 2.三门云峰绿毫茶厂，浙江 三门 317103)

桂花是我国传统十大花卉之一，不但具有观赏、绿化及香化功能，而且兼有食用价值，可制成桂花酒[1-2]、桂花糖、桂花糕[3]、桂花茶[4-5]等。食品领域利用桂花加工美食，主要是利用桂花所含的挥发性物质，但其挥发性物质的组成特征存在品种间差异[6-7]、地域间差异[8]、花期间差异[9]等，从而使桂花茶(包括代用茶)的品质存在差异化现象。

花茶品质除了受鲜花原料的自身特性影响外，还与其加工工艺有关。目前，桂花茶的窨制工艺主要是拌和窨制法[10]，但由于桂花花期较短，生产上窨花次数最多不超过4次。虽然桂花树的种植地域比茉莉花广，但可用于制作桂花茶的鲜花产量不及茉莉花高，因而桂花茶的产量远低于茉莉花茶。然而，前期调研发现2020年我国大多数产区的桂花香气品质不及往年，窨香品质欠佳，但尚不能明确其原因。基于此，本研究通过分析不同年份桂花茶挥发性成分，明确桂花香气品质差异的化学物质基础，以期为今后桂花茶品质控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 茶样

2019年和2020年的金桂花自然风干成的干花，所用原料的花期相同。

1.1.2 仪器

离心机(5810R，Thermo公司)、冷冻干燥机(FD5-10，GOLD-SIM公司)、恒温混匀仪(MTH-100，杭州米欧仪器有限公司)、氮吹仪(NDK200-2N，杭州米欧仪器有限公司)、气相色谱仪(8890A，Agilent公司)、质谱仪(5977a，Agilent公司)等。

1.1.3 试剂

癸酸乙酯(色谱纯，上海源叶生物科技有限公司)、二氯甲烷、乙醇(色谱纯，上海麦克林生化科技有限公司)、无水硫酸钠(分析纯，上海源叶生物科技有限公司)等。

1.2 方法

1.2.1 香气品质分析

参考《茶叶感官审评方法》(GB/T 23776—2018)的方法进行桂花茶感官品质分析，香气因子总分为100分，冲泡的茶水比为1∶50，时间为4 min。

1.2.2 挥发性成分测定

挥发性成分的制备：参照文献[11]的方法并进行改良。将0.2 g磨碎样品放于具塞玻璃离心管，加入8 mL二氯甲烷和10 μL的4.25 μg·mL-1癸酸乙酯(内标)，混匀，避光振荡提取14 h(转速为300 r·min-1)。再加入0.8 g无水硫酸钠，涡旋混匀；在1 200 r·min-1下离心15 min，取上清液到另一个离心管，氮气浓缩吹干，经0.22 μm针式过滤膜后进气相色谱-质谱联用仪分析。每个样品设3次重复。

气相色谱-质谱联用仪的分析条件：色谱柱为DB-5(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，不分流进样，进样量为1 μL，进样口温度280 ℃。柱温箱升温程序：初始温度50 ℃，保持5 min；以3 ℃·min-1速率升至210 ℃并保持3 min；最后以15 ℃·min-1速率升至330 ℃，保持5 min。溶剂延迟5 min，离子源温度260 ℃。

1.3 数据分析

茶样挥发性成分的定性分析依据NIST14数据库和相关文献，定量分析采用内标法。每个样品的挥发性成分含量表示为均值±标准偏差，运用SPSS 20.0进行T-test测验，比较桂花茶挥发性成分的年份差异。

2 结果与分析

2.1 桂花茶挥发性成分的组成特征

供试2019年桂花茶的香气品质优于2020年样，主要表现在香气的浓度及持久性上(表1)。二氯甲烷法提取的桂花茶香精油中检出42种挥发性成分(表2)，包括醇类、酮类、酸类、酯类、含氮类和烃类化合物。这些化合物在2019年样的含量达2 855.6 μg·g-1，比2020年高；不同挥发性组分相比，酸类化合物含量较高，其次为醇类化合物，较低的是酮类、含氮类及烃类化合物。茶样中不同组分含量存在明显的年份差异(图1)。2019年样中酸类化合物含量达到2 153.9 μg·g-1，是醇类化合物的4.4倍，比2020年样中酸类化合物含量高；酯类化合物含量不及2020年样，低100 μg·g-1；含氮类化合物含量仅为51.1 μg·g-1，但比2020年样高。年份不同的桂花茶所含的挥发性成分数量相同，但种类不同，主要差别在酸类和酮类化合物，即2019年样的酸类化合物种类较多，而2020年样的酮类化合物种类较多。由此可见，桂花茶挥发性成分的组成及含量在年份间的差异明显。

图1 不同年份桂花茶的挥发性组分

表1 桂花茶样的香气感官品质

2.2 桂花茶的主要挥发性成分

比较发现，桂花茶中含量较高的挥发性成分也存在年份差异(表2)。2019年样中含量较高的是十六烷酸、亚麻酸、亚油酸、(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、脱氢二氢-3-环氧-紫罗兰醇、N-甲基吡咯烷酮、二氢-β-紫罗兰醇、(Z)-柠檬烯氧化物、十六烷酸甲酯、3-羟基-5,6-环氧-β-紫罗兰醇等，而2020年样中含量前10位组分别是酚酞二丁酯、(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、亚麻酸、十六烷酸、脱氢二氢-3-环氧-紫罗兰醇、香叶酸、植醇、(E)-呋喃型芳樟醇氧化物1、十六烷酸甲酯、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、六氢金合欢烯酰丙酮。十六烷酸、亚麻酸、(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、脱氢二氢-3-环氧-紫罗兰醇和十六烷酸甲酯是2019和2020年样共有的高含量成分，在年份间的差异达到显著或极显著水平；这5种成分在2019年样挥发性成分总量的占比达66.5%，比其在2020年样的占比(55.4%)高。由图2可以看出，亚麻酸、十六烷酸在2019年样中含量明显高于2020年样，达到了极显著差异(P<0.01)，且这2种酸的年份差值均高于(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、脱氢二氢-3-环氧-紫罗兰醇和十六烷酸甲酯。

表2 桂花茶中挥发性成分的含量

*和**分别表示化合物年份差异显著(P<0.05)和极显著水平(P<0.01)。

除了前文所述5种共有的高含量成分外，桂花茶还存在29种共有成分，其中(Z)-柠檬烯氧化物、3-羟基-5,6-环氧-β-紫罗兰醇、2,6-二甲基-3,7-辛二烯-2,6-二醇、(E)-呋喃型芳樟醇氧化物1、(E)-呋喃型芳樟醇氧化物2、亚麻酸甲酯、γ-癸内酯、3-环氧-α-紫罗醇、雪松醇、亚油酸甲酯、六氢金合欢烯酰丙酮、β-紫罗酮、(Z)-呋喃型芳樟醇氧化物2、香叶酸等的含量在10 μg·g-1以上。这些化合物主要是萜类、类胡萝卜素、脂肪酸等的代谢产物，萜类代谢产物的种类较多，脂肪酸代谢产物的总量较高。

2.3 桂花茶的其他挥发性成分

2020年桂花茶中未检测出亚油酸、N-甲基吡咯烷酮、对甲氧基苯乙醇、油酸、紫丁香醇A和丁内酯，但在2019年样中均有检出且含量达到599.6 μg·g-1。亚油酸是脂肪酸代谢产物之一，含量仅次于十六烷酸和亚麻酸，与亚麻酸同是不饱和脂肪酸，有利于其他挥发性成分的固定。酚酞二丁酯、植醇、磷酸三乙酯、2,6-二甲基-1,7-辛二烯-3,6-二醇、芳樟醇、3,4-二甲基苯胺、6,9,12,15-二十二碳四烯酸甲酯仅在2020年样中检出，含量达238.3 μg·g-1，占样品挥发性成分总量的28.3%。酚酞二丁酯又名邻苯二甲酸二丁酯，微有芳香气味，为2020年样中含量最高的挥发性化合物，达198.0 μg·g-1，是2019年样的亚油酸含量的37.5%。

3 讨论

3.1 桂花茶挥发性成分的组成存在年份差异

桂花茶包括再加工茶和代用茶2类，前者所用原料为鲜桂花和茶坯，后者的则仅是鲜桂花。代用茶类的桂花茶也是花果茶，香气品质由鲜花的理化特性决定，还受加工工艺的影响[12,4]。目前，这类茶的干燥方式主要有自然风干法、烘干法、真空冻干法等，各有优缺点。研究[12]表明，风干和烘干的花外形欠佳、色暗且香味不足，冻干的花表面平整、形色较佳且复水效果优于烘干，市售价格明显高于烘干。但是，冻干桂花茶的生产成本高于其他方法。

除上述加工工艺的影响外，桂花茶挥发性成分的组成特征还受桂花树品种、产区及生长期等因素影响。本研究发现桂花茶香气质量及所含的挥发性成分与年份也有关。2019年样中挥发性成分的总含量超过2020年样的3倍，种类比2020年样多1种；与2020年样共有的34种成分中十六烷酸、亚麻酸、(Z)-吡喃型芳樟醇氧化物1、脱氢二氢-3-环氧-紫罗兰醇和十六烷酸甲酯等的含量较高，却未检出酚酞二丁酯、植醇、磷酸三乙酯、2,6-二甲基-1,7-辛二烯-3,6-二醇、芳樟醇、3,4-二甲基苯胺、6,9,12,15-二十二碳四烯酸甲酯。酚酞二丁酯是2020年样中含量最高的挥发性成分，也是金桂花茶[13]、黄茶[14]、黑茶[15]的主要香气成分，但是其在加工过程中的变化规律尚不清楚，有待进一步探究。

3.2 脂类代谢产物是桂花茶香气质量形成的关键组分

桂花茶中源于脂类代谢途径的产物包括脂肪酸衍生物、类胡萝卜素衍生物、叶绿素衍生物等，其中脂肪酸衍生物的含量最高，叶绿素衍生物种类最少。供试样品中含量较高的脂肪酸有十六烷酸、亚油酸和亚麻酸，这3种酸在茶叶[16]和茶籽油[17]中的含量也较高，但在2020年样中的含量较低，尤其是亚油酸未检出，可能会影响挥发性物质凝聚[18]。类胡萝卜素降解产物中含量最高的化合物是脱氢二氢-3-环氧-紫罗兰醇，其次是二氢-β-紫罗兰醇，较低的是β-紫罗酮。二氢-β-紫罗兰醇具有木香、花香气息，有助于桂花茶香气特征的呈现，但是在2020年样中其与脱氢二氢-3-环氧-紫罗兰醇的比值小于2019年样，可能会影响桂花茶的香气质量，因此建议进一步开展桂花茶香气化学研究，探明主要呈香成分是否存在互作效应。