基于spme-gc-ms法分析甜茶香气成分

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食品研究与开发
F ood Research And Development
圆园19年10月第40卷第20期
DOI :10.12161/j.issn.1005-6521.2019.20.029
基金项目:贵州省教育厅自然科学研究项目(黔教合KY 字[2014]315);贵州南部特色生物资源研发创团队(黔教合人才团队字[2015]68)作者简介:姚佳(1986—),女(汉),讲师,硕士,研究方向:天然产物化学。

基于SPME-GC-MS 法分析甜茶香气成分
姚佳1，2
，杨益欢1
(1.黔南民族师范学院生物科学与农学院,贵州都匀558000;2.贵州省普通高校都匀毛尖茶工程研究
中心,贵州都匀558000)
摘要：为开发甜茶资源,采用固相微萃取法(solid-phase microextaaction ,SPME )从甜茶中提取挥发性香气成分,联合气相色谱-质谱技术(gas chromatography-mass spectrometry ,GC-MS )分析。

结果表明:茶样中共鉴定出73种香气成分,分别为醇类22种、酮类15种、醛类13种、烷烃类7种、杂环类6种、烯烃类6种、苯类4种、萘1种,萜烯指数为0.78,研究的甜茶主要以醇类、酮类、醛类为香气物质基础。

关键词：甜茶;固相微萃取;气相色谱-质谱;香气成分;萜烯指数Analysis of Aromatic Components of Sweet Tea by SPME Couple with GC-MS
YAO Jia 1,2,YANG Yi-huan 1
(1.College of Biological Science and Agriculture ,Qiannan Normal University for Nationalities ,Duyun 558000,
Guizhou ,China ;2.Guizhou Province College Research Center of Duyun Maojian Engineering ,Duyun 558000,
Guizhou ,China )Abstract ：To develop sweet tea resources ，soid-phase micriextraction （SPME ）was used to extract aromatic of aromatic components in tea samples ，and gas-chromatography-mass （GC-MS ）spectrometry was also united to
analyse tea samples.The results showed that 73kinds of aromatic components were identified in tea samples ，there were 22kinds of alcohols ，15kinds of ketones ，13kinds of aldehydes ，7kinds of hydrocarbons ，6kinds of heterocyclic ，6kinds of olefins ，4kinds of benzene ，and 1kind of naphthalene.The terpene index was 0.78of sweet tea.In this study ，the sweet tea which was researched mainly regarded the alcohols ，aldehydes and ketones as the base of amomatic components.Key words ：sweet tea ；solid-phase microextaaction （SPME ）；gas chromatography-mass spectrometry （GC-MS ）；aromatic components ；terpene index
检测分析
163
野生甜茶(Rubus Suavissimus S.Lee )类似茶树,山茶科山茶属,为多年生常绿植物[1]。

甜茶不易种植,以野生自然生长为主。

主要分布在广西、贵州、广东、湖南、江西等省[2]。

味微甜,但不含糖分,属天然甜植物,适合糖尿病人食用。

野生甜茶除具备普通绿茶的功效外同时还具有防治心血管疾病、预防中风、防癌作用、预防牙齿疾病等药效[3-5]。

甜茶苷、黄酮类、多酚类是甜茶的主要活性成分,目前对野生甜茶挥发性成分未见相关报道。

茶叶挥发性成分的提取多采用顶空(headspeace ,HS )和固相微萃取法(solid -phase microextaaction ,SPME )。

前者对茶叶中、低沸点的挥发性组分有较好的萃取作用,常用于干茶香气的提取,后者以选取的萃取纤维头涂层种类不同对挥发性组分中的极性或弱极性组分有不同的萃取效用,在茶汤香气成分的富集萃取中应用较多[6-11]。

本文采用SPME 提取甜茶的挥发性成分,利用气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrom -etry ,GC-MS )对其香气成分进行综合分析,本研究建立了测定甜茶中挥发性成分分析方法,同时为了解甜茶中香气成分组成的研究和开发利用提供科学依据。

1材料与方法
1.1材料、试剂与仪器1.1.1材料与试剂
野生甜茶:2018年采自黔东南州黎平县三什江村,粉碎,过60目筛,备用。

高纯氦气、纯水、氯化钠、无水硫酸钠(分析纯):国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2仪器
气相色谱-质谱联用仪(7890A-5975C )、气相色谱
柱(HP -5MS UI 0.25mm ×0.25μm ×60m ,19091s -436UI ):美国Aglient 公司;固相微萃取装置(57330-U )、固相微萃取针(50/30μm DVB/CAR/PDMS ,57348-
U ):美国Supelco 公司;恒温磁力搅拌器(08-2T ):上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司。

1.2方法
1.2.1样品溶液的制备精确称取5g 样品及磁力搅拌子置于萃取瓶中,
取针使用前,在气质进样口活化20min (250℃)。

1.2.2GC-MS 条件
GC 条件:进样口温度为250℃,气质接口温度为
250℃,载气流速度为15mL/min 。

升温程序:初始50℃,保持1min ,以5℃/min 升温
到100℃,保持5min ;再以4℃/min 升温到140℃保持10min ;以4℃/min 升温到180℃,保持10min ;再以
4℃/min 升温到240℃,保持10min ;再以5℃/min 升温到250℃,保持10min 。

MS 条件:电离源为EI ;离子化电压70eV ,离子源温度230℃,四级杆温度150℃,质谱扫描范围50amu~550amu 。

1.3数据处理
经GC-MS 分析得到样品的总离子流图,各峰经
质谱计算机数据系统检索并与NIST library 数据库、Wiley 275标准质谱图核对和参考有关文献数据分析,
结合保留时间,保留指数、自建数据库及相关标准品,对其相应挥发性化学成分进行定性定量分析,用峰面积归一化法测定各化学成分的相对质量分数。

参照文献[12]方法计算萜烯指数(terpene index ,TI )TI=(芳樟醇+芳樟醇氧化物)/芳樟醇+芳樟醇氧化物+香叶醇)2
结果与分析
甜茶香气成分的总离子流色谱图见图1。

经计算机质谱数据系统检索,面积归一化确定各
成分的相对含量。

SPME-GC-MS 分析甜茶的香气成分见表1
由表1中可知,从茶样中鉴定出主要香气成分73种,占总峰面积的90.55%,从香气成分种类及相对百分含量分析,主要为醇类物质22种(占19.39%)、酮类物质15种(占13.31%)、醛类物质13种(占29.75%)、烷烃类物质7种(占5.11%)、其他杂环类物质9种(占6.83%)、烯烃类物质6种(占11.28%)、苯环类物质
4种(占3.60%)及萘类物质1种(占1.28%)。

醇类物质主要以芳樟醇(2.95%)、正辛醇(2.90%)、1-辛烯-
3-醇(2.82%)、香叶基香叶醇(1.15%)、反-氧化芳樟醇(1.06%)、柏木油醇(0.40%)为主;酮类物质以1-辛引文格式:
姚佳,杨益欢.基于SPME-GC-MS 法分析甜茶香气成分[J].食品研究与开发,2019,40(20):163-167
YAO Jia ,YANG Yihuan.Analysis of Aromatic Components of Sweet Tea by SPME Couple with GC-MS[J].Food Research and Development ,2019,40(20):163-167
姚佳,等:基于SPME-GC-MS 法分析甜茶香气成分
检测分析
164
表1甜茶的香气成分
Table 1The aromatic compositions of sweet tea
34000032000030000028000026000024000022000020000018000016000014000012000010000080000600004000020000
5.0010.0050.00
时间/min
15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.00图1甜茶香气成分总离子流色谱图
Fig.1Total ion chromatogram of aromatic components of sweet tea
种类保留时间/min 化合物分子式相对分子质量
相对百分含量/%
醇类
16.3896反-氧化芳樟醇C 8H 12O
124 1.065
23.7972异新香芹孟醇C 10H 20O 1560.149336.3214苯乙醇
C 8H 10O 122
0.3398
44.8334
柏木油醇C 15H 26O 2220.402220.4371芳樟醇C 10H 18O 154 2.947634.2302苯甲醇C 7H 8O 108 1.327318.13432-乙基己醇
C 8H 18O 130
0.5619
17.9874
3-甲基-丙酸-1-丁醇
C 8H 16O 21440.498612.7945己醇C 6H 14O 1020.360616.7714庚醇
C 7H 16O 1160.391520.8189正辛醇
C 8H 18O
130 2.896546.1552苯氧基乙醇
C 8H 10O 21380.349653.63924-甲基-5-噻唑基乙醇C 6H 9NOS 1430.598424.461
壬醇
C 9H 20O 1440.557837.08512,6,6-三甲基-1-环己烯-1-乙醇
C 11H 18O 166
0.577416.49531-辛烯-3-醇
C 8H 16O 128 2.827
22.55772,6-二甲基-环己醇
C 9H 14O
128
0.3518
17.5645
氧化芳樟醇C 10H 8O 2
140
0.0763
28.32052,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢-2H-呋喃-3-醇
C 10H 18O 21700.665832.4326香叶基香叶醇C 6H 10O
290 1.151922.9513
(Z )-2-辛烯-1-醇(Z )
C 8H 16O 21280.720127.49812,6,6-三甲基-醋酸酯-双环[3.1.1]冰片-2烯-4醇
0.5721酮类
19.5383反,反-3,5-辛二烯-2-酮
C 8H 12O 1240.728314.6038异佛尔酮
C 9H 14O 138
0.777112.2188
甲基庚烯酮
C 8H 14O 126 1.396322.22882-十一酮C 11H 22O 1700.3448姚佳,等:基于SPME-GC-MS 法分析甜茶香气成分
检测分析
165
续表1甜茶的香气成分
Continue table 1The aromatic compositions of sweet tea
种类保留时间/min 化合物
分子式相对分子质量
相对百分含量/%
酮类
45.53846,10,14-三甲基-2-戊基癸酮C 18H 36O 2680.958632.71466,10-二甲基-5,9-十一双烯-2-酮
C 13H 22O 1940.510824.02052-环己烯-1-醇C 6H 10O 98
0.933514.87993-辛烯酮
C 8H 14O 1260.722
11.58432,2,6-三甲基-环己酮
C 9H 16O 1400.526911.10261-辛烯-3-酮C 8H 14O
126 2.461127.1985
左旋香芹酮
C 6H 10O 150 1.155437.5433乙位紫罗兰酮C 11H 16O 21920.42056.23282-甲基-1-戊烯-3-酮
C 8H 16O
980.9599
38.7241反式-5-乙氧基-3,4-氢-3,4-二甲基-2-咯-2-酮
C 8H 13NO 2155
1.008820.14331-(4-硝基苯基)-3-苯基氨基-丙酮
C 16H 13NO 32670.5441醛类
6.456己醛C 6H 12O 100 3.138119.7556苯甲醛C 7H 6O 106 1.2234.1826
反-2-丁烯醛
C 4H 6O 70
4.479210.6797辛醛C 8H 16O 128 3.56813.9928壬醛
C 9H 18O
142 5.83423.0159环高柠檬醛C 10H 16O 1520.977315.761反-2-辛烯醛C 8H 14O 126 2.129223.9147反-2-癸烯醛
C 10H 18O 154 2.278717.3882反,反-2,4-庚二烯醛C 7H 10O 110 1.6169
26.0412反,反-2,4-壬二烯醛
C 10H 18O 21380.30169.311反-2-己烯醛C 9H 1698
0.534511.9485反-2-庚烯醛C 9H 16O 1120.306819.9906反-2-壬烯醛C 20H 34O
140 3.3637烷烃类
8.0244十甲基环五硅氧烷C 10H 30O 5Si 5371
0.70353.8771
六甲基环三硅氧烷C 6H 18O 3Si 32220.526
5.2165
八甲基环四硅氧烷C 8H 24O 4Si 4297 1.783838.3892硅烷
C 12H 20Si 1920.278117.12391,2-环氧十二烷C 12H 24O 1840.6677
15.2324
亚乙基环庚烷
C 10H 18O 21240.613410.39183-甲基-十二烷C 7H 12O 1840.54杂环类24.1849
1,2-苯异恶唑C 7H 5NO 1190.463557.98042,3-双氢-苯并呋喃C 8H 8O
1200.330216.03712-甲基苯甲醚C 8H 10O 1220.55418.94672-正戊基呋喃C 9H 14O
1380.471922.4579
7-氯-13-氢-5-苯基-1-(三甲基硅)
C 21H 27ClN 2O 2Si 2
3430.568728.5261甲氧基苯基肟C 8H 9NO 21510.995烯烃类
9.963苯乙烯C 8H 8104 1.26698.1889
柠檬烯C 10H 161367.119222.81032,3-二甲基-1,3-丁二烯
CH 2=C (CH 3)C (CH 3)=CH 2
820.391210.1275别罗勒烯C 10H 161360.450925.3187
环辛二烯
C 8H 121080.856114.36292,6-二甲基-反-2,6-辛二烯
C 10H 18138 1.1934苯类
27.79771,3-二甲基-苯C 8H 10O 2138
0.7465
25.10721-乙烯-4-甲氧基-苯C 9H 10O 134 1.174830.4059
2,3-二甲氧基甲苯
C 8H 16O 128 1.427446.349
1-甲基-3-[(2-甲基丙基)硫]-苯
C 18H 19ClN 2OSi
3270.2491萘
27.3865
萘
C 姚佳,等:基于SPME-GC-MS 法分析甜茶香气成分
检测分析
166
(1.16%)、异佛尔酮(0.78%)、反,反-3,5-辛二烯-2-酮(0.73%)、乙位紫罗兰酮(0.42%)为主;醛类物质主要以壬醛(5.83%)、反-2-丁烯醛(4.48%)、辛醛(3.57%)、反-2-壬烯醛(3.36%)、己醛(3.14%)、反-2-辛烯醛(2.13%)、反-2-癸烯醛(2.28%)为主;烷烃
类物质主要以八甲基环四硅氧烷(1.78%)、十甲基环五硅氧烷(0.70%)、1,2-环氧十二烷(0.67%)、亚乙基环庚烷(0.61%)、3-甲基-十二烷(0.54%)、六甲基环三硅氧烷(0.53%)为主;其他杂环类物质主要以甲氧基苯基肟(2.26%)、2-甲基苯甲醚(0.55%)、甲氧基苯基肟
(0.99%)为主;烯烃类物质以柠檬烯(7.12%)、苯乙烯
(1.27%)、2,6-二甲基-反-2,6-辛二烯(1.19%)为主;苯类物质主要以1-乙烯-4-甲氧基-苯(1.43%)、1-乙烯-4-甲氧基-苯(1.17%)为主;萘类物质萘(1.28%);萜烯指数为0.78。

3结论与讨论
茶叶香气成分是鉴别茶叶品质的重要指标,受到业界的广泛关注。

茶叶香气是茶鲜叶在制作过程中通过复杂的生化反应而产生的,香气成分的组成、含量与不同的茶树品种、栽培环境、加工工艺、茶叶储存时间、温度等息息相关[13-16]。

茶叶芳香物质为多种不同成分组成的混合物,大多具有香气(或特殊气味),茶叶香气在茶中的绝对含量很少,但茶叶中的芳香物质对茶叶品质的形成具有重要作用,茶叶中发现并鉴定的香气成分约700种,包括碳氢化合物、醇类、酮类、酸类、醛类、脂类、内脂类、酚类、过氧化物类、芳胺类等10余大类[17-19]。

不同茶类的香气组成也不同,如绿茶,具有醇、醛、酮、吡嗪、吡啶、呋喃类衍生物等香气成分为主[20],如红茶其特征性香气物质为香叶醇、芳樟醇及其氧化物、苯甲醇和苯乙醇[21-22]。

本研究从甜茶中检测出具有白兰花香味的芳樟醇,具有特殊玫瑰香气的苯乙醇和香叶基香叶醇,在鲜茶叶中,醛类物质约占茶鲜叶芳香油的3%,而本研究中醛类物质含量最高,达到了29.75%,甜茶中也含有像己醛、辛醛这一类具有刺鼻气味的低级醛,同时也含有苯甲醛、反-2-己烯醛等茶叶清香成分之一,低级脂肪族酮都具有特殊微弱的香气,其中重要的是具有环状结构的酮类、显然甜茶中也含有乙位紫罗兰酮、异佛尔酮香气酮,但甜茶中无羧酸类、酯类、酚类等化合物,因此,本研究中的甜茶特征香气成分是以醇类、醛类、酮类等为主。

本研究对野生甜茶挥发性成分进行了分析和鉴定,为野生甜茶的开发提供了一定的理论依据,但是成分是否还有变化,我们将来还会进行深入的研究。

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