黄金桂茶叶精油固香缓释研究

刘婉琼，张颖彬，龚淑英*，陈萍，范方媛，杨梦璇，谷兆骐

1.浙江大学 茶学系，浙江 杭州 310058；2.中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008

黄金桂茶叶精油固香缓释研究

刘婉琼1，张颖彬2，龚淑英1*，陈萍1，范方媛1，杨梦璇1，谷兆骐1

1.浙江大学 茶学系，浙江 杭州 310058；2.中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008

本研究通过SDE改良法优化，以100℃流动水蒸气萃取25 g茶叶2 h，获得香气保真黄金桂茶叶精油，并基于该精油挥发特性研究不同定香剂（邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸苄酯及香兰素）对其固香缓释效果。GC/MS及感官评价结果表明：3种定香剂可不同程度延缓黄金桂茶叶精油香气释放，邻苯二甲酸二乙酯保真性最佳，可用于茶香标准物制造；香兰素固香能力最强，挥发82 h香气总量保留率高于对照38.54%，但保真性差；苯甲酸苄酯保真及缓释性能均良好，香型融合度高，适于清香型茶香产品研发。这为茶叶精油香型保真、稳定提供新思路，进而为茶叶香气标准“实物化”、茶香产品研发等提供理论与实践依据。

定香剂；茶叶精油；香气；缓释；保真

茶叶香气是决定茶叶价值的重要指标，也是品质鉴定中一项关键因子，占综合评价的25%～30%［1］。茶叶香气的形成受茶树品种、生产加工技术影响较大［2-3］，而储存过程中极易变化。为在科学研究、技术推广、生产贸易中有统一评判标准，需有标准参照物。选取标准茶叶样品，以一定技术提取其精油，若能“还原”实物茶叶冲泡后香气且可长期保存，则可作为茶香标准参照物。茶叶精油较茶叶更浓缩且体积小，其保真保久研究更具意义。但茶叶精油极易挥发，稳定性较差［4］，因此，需要合理的提取方法及适当的固香处理延长其香气保真效果。

目前，获取茶叶精油的主要方法有同时蒸馏萃取法（SDE）、减压蒸馏萃取法（VDE）、超临界二氧化碳萃取法（SFE）等［5］。上述方法各有优势，但保真效果有限［6-7］。模拟茶叶感官审评标准［1］中香气物质获取操作的 SDE改良法，以高温流动水蒸气连续快速萃取茶叶香气物质，则表现出良好的香气保真性能［8］。

香气缓释即通过一定的物理化学手段延缓香气物质的释放速率［9］。定香剂即对某一种或某一类香气物质具有缓释作用的高沸点、低挥发性物质［10］。目前，其广泛用于香水制造业中，常用的类型可分为2种：本身无香如邻苯二甲酸酯类（PAEs）［11］；本身具有香气的“基香”香料，如香兰素等［12］。原玲芳等［13］研究表明，香兰素对桂花精油香气具有良好的缓释作用，而定香剂应用于天然植物精油固香的其他研究尚不多见。本文以花香带蜜桃香型的黄金桂茶叶，经SDE改良法优化试验获得香气保真精油，研究不同定香剂对精油固香缓释作用，为实现茶叶香精油的保真性、香型稳定性提供新思路，并进一步为茶叶香气感官审评标准“实物化”、茶香产品的研发等提供理论与实践依据。

1　材料与方法

1.1材料及主要仪器

茶样：黄金桂（2015年，福建）。试剂：苯甲酸苄酯（色谱级，Aladdin）；邻苯二甲酸二乙酯（色谱级，Aladdin）；香兰素（分析纯，Aladdin）等。

主要仪器：气质联用仪（Thermo Trace DSQ，美国赛默飞），改良同时蒸馏萃取装置［14］等。

1.2试验方法

1.2.1SDE改良法提取黄金桂精油条件优化

参照施梦南［8］方法连接 SDE改良装置，萃取时间设2、3、4 h，计时结束停止加热，冷却装置至室温。收集萃取液脱水并过滤，滤液用乙醚定容至 10 mL，GC/MS及感官评价分析最佳萃取条件。

1.2.2黄金桂精油香气固定缓释

按1.2.1结果提取黄金桂茶叶精油，脱水过滤并浓缩至1 mL。取该浓缩精油1 mL，加入癸酸乙酯内标1 mL（稀释104倍），分别配制香兰素、苯甲酸苄酯浓度均为2 μmol·mL-1，邻苯二甲酸二乙酯浓度为 0.01 μmol·mL-1（GC/MS检测浓度限制，稀释200倍）［15］的精油乙醇溶液各10 mL，分别置于干燥洁净的20 mL棕色敞口瓶中，于25℃避光恒温静置，不加盖任其挥发，分别于0、12、32、52、82、132 h取样进行GC/MS检测，并测定相应体积。

1.2.3固定缓释作用感官评价

参照1.2.2方法分别配制不同定香剂浓度均为 6 μmol·mL-1的 10%黄金桂精油乙醇溶液，37℃水浴挥发（考验受热香型稳定性），分别于0、3 h时取样1 mL冷冻保存备感官评价用。嗅辩方法：将样品按稀释比1∶3稀释后，取10 μL滴于试香纸一端，评价员嗅香。评价员选拔依照GB/T 16291.1—2012，评价包括香型、仿真度、强度、浓度、持久度、喜好度6项指标［10］。

1.2.4香气成分检测

色谱条件：气相色谱柱为DB-WAX毛细管柱（60 m×0.25 µm×0.32 mm），载气为 He（99.999%），柱流量1.5 mL·min-1，进样方式为自动无分流进样，进样量1 μL。升温程序：50℃保持 5 min，以 3℃·min-1上升至 90℃，以2℃·min-1上升至180℃，再以5℃·min-1上升至 215℃，保持 5 min。质谱条件：进样口240℃，离子源230℃。电子轰击源EI，电子能量70 eV，扫描质量范围为50～650 amu，溶剂延迟10 min。对获得的GC/MS图谱进行计算机检索，并与NIST质谱库提供的标准质谱图进行对照，结合参照已发表的质谱图，鉴定芳香物质。

1.2.5数据分析

香气保留率计算公式：

保留率（Retention rate）=［CAn×VAn/（CA1×10 000）］×100%

其中CAn为处理A第n个取样点GC-MS进样 1 μL检测，由内标定量计算得香气物质含量（μg·μL-1）；CA1为处理A第1个取样点（0 h）GC/MS进样1 μL检测，由内标定量计算得香气物质含量（μg·μL-1）；加入定香剂的处理去除定香剂特征峰进行计算。VAn为处理A第n个取样点对应的黄金桂精油乙醇溶液体积（μL），10 000指初始体积10 000 μL。

2　结果与分析

2.1SDE改良法提取黄金桂精油条件优化

参考 SDE改良法提取不同茶叶最佳条件的研究结果［8，16］，依据黄金桂采摘标准及加工工艺，以100℃流动水蒸气分别萃取25 g茶叶2、3、4 h，并以感官保真评价、GC/MS检测组分丰富度及总峰面积为指标，筛选最优萃取时间。如表1所示，2 h处理保真度最高，且GC/MS检测组分丰富度及总峰面积均高于其他处理，故黄金桂精油的SDE改良法最优提取条件为：100℃水蒸气连续提取25 g茶样2 h。

表1　SDE改良法提取黄金桂茶叶精油条件优化结果Table 1 Comparison of different extraction parameters by using improved SDE method

2.2定香剂对黄金桂精油香气缓释作用的感官评价

不同定香剂对黄金桂精油香气缓释作用的感官评价结果见表2。邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸苄酯对黄金桂精油的香型影响较小，但香兰素则对原香型有一定程度改变。37℃水浴挥发3 h，对照保真度有所降低，而邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸苄酯 2处理保真度几乎不变，说明定香剂可有效提高香型稳定性，降低因挥发、热解等造成的香型失真程度。邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸苄酯两个处理香气强度、浓度均较对照稍弱或基本持平，可能与定香剂降低蒸汽压而延缓挥发的作用原理有关［10］；而香兰素则使香气强度明显提高，或与其高扩散性能有关［17］。0 h、3 h样品香气持久度排序均为：香兰素＞邻苯二甲酸二乙酯＞苯甲酸苄酯＞对照；其中，3 h各指标值均大于0 h，推测与溶剂挥发起到浓缩效果有关。喜好度排序为：邻苯二甲酸二乙酯＞对照、苯甲酸苄酯＞香兰素。综上：对于含定香剂6 μmol·mL-1的10%黄金桂精油乙醇溶液，香兰素固香缓释作用最强，邻苯二甲酸二乙酯保真度最高，而苯甲酸苄酯香型融合能力最强，香型最显清雅。

2.3定香剂对黄金桂精油缓释作用GC/MS分析

2.3.1定香剂对香气总量的缓释作用

不同定香剂对香气物质总量影响如图 1所示。前 12 h定香剂并未表现出显著固香作用；12 h后，各处理香气挥发速率由快到慢呈现对照＞邻苯二甲酸二乙酯＞苯甲酸苄酯＞香兰素的变化趋势。110 h后，对照完全挥发，而各定香剂处理132 h后仍有保留（保留率均在40%以上），保留率为香兰素＞苯甲酸苄酯＞邻苯二甲酸二乙酯，由于仪器检测限制，使邻苯二甲酸二乙酯稀释浓度过低，故其固香表现相对较弱。综上表明，本实验条件下3种定香剂，香兰素固香能力最强，其后依次为苯甲酸苄酯、邻苯二甲酸二乙酯。

表2　黄金桂茶叶精油固定缓释效果感官评价Table 2 Olfactory evaluation of tea essential oil with fixatives

图1　定香剂对黄金桂茶叶精油香气总量的影响Fig.1 Effect of fixatives on total amount of aroma compounds in tea essential oil

2.3.2定香剂对香气组分的缓释作用

黄金桂精油香气组分可根据官能团结构划分为醇类、碳氢化合物、酸类、酯类、酮类及含氮化合物6类。分析各处理香气组分保留率（图2），对照（CK）中各类化合物随时间延长保留率呈线性减少（0.92≤r2≤0.99），且斜率相近（图2-a），表明天然黄金桂精油自然挥发过程中，各类香气组分散失相当，而未因官能团结构、分子量大小等特性不同呈现相对独立的挥发状态［18］。加入不同定香剂后，不同类组分散失呈不同程度的非线性变化，表明定香剂对不同组分的固定作用有所不同。挥发52 h后，苯甲酸苄酯、香兰素2处理中各类组分保留率均较对照逐渐提高；同一处理中各类组分在相同时间内的散失速率呈现明显差异（图2-b、图2-c、图2-d）。香兰素对除酸类、酮类（含量＜5%）外的 4大类组分保留能力优于邻苯二甲酸二乙酯及苯甲酸苄酯，尤其醇类保留率较高，132 h保留率大于70%。

进一步分析主要香气组分，见图3。挥发初期（0～12 h），邻苯二甲酸二乙酯处理与对照组分散失程度接近，香兰素处理保留率高于对照且接近100%，苯甲酸苄酯处理则散失较快，保留率低于对照。82 h定香剂处理主要组分保留率均不同程度高于对照，且香兰素和苯甲酸苄酯较为显著。12～82 h挥发过程中，邻苯二甲酸二乙酯呈现出与对照相似的较均匀散失状态，取样间隔散失率大于10%；苯甲酸苄酯相对散失缓慢，取样间隔散失率5%左右；香兰素处理32～52 h散失较快，但挥发后期保留率仍较高，其原因可能与挥发到一定程度，香气物质与定香剂比例发生变化，使相应浓度的香兰素在后期起到了有效的固香作用［13］。此外，各处理中主要组分百分含量几乎不随挥发而改变（r大小几乎不变），说明主要组分在混合体系中随时间散失比例相当。含量大于3%的7种组分（按保留时间先后：依次为α-法呢烯、苯乙醇、顺-橙花叔醇、植醇、茉莉内酯、茉莉酸甲酯、吲哚）中除植醇外，挥发行为基本一致。

图2　定香剂对黄金桂茶叶精油各类香气组分的影响Fig.2 Effect of fixatives on variety aroma components in tea essential oil

注：图中 a、b、c、d依次为：对照（CK）、邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸苄酯、香兰素；X轴为各组分特征峰出峰时间（Retention time）；Y轴为各组分各取样时间点（由高到低依次对应12 h、32 h、52 h、82 h）时的保留率；圆形半径为该取样时间点下该组分占香气总量的百分比（半径越大，百分含量越高）；图中主要组分依次为 α-法呢烯（42.82 min）、苯乙醇（51.26 min）、顺-橙花叔醇（57.82 min）、植醇（62.51 min）、茉莉内酯（66.76 min）、茉莉酸甲酯（69.29 min）、吲哚（72.18 min）。Note：a：CK，b：Diethyl phthalate，c：Benzyl benzoate，d：Vanillin.X axis represents the retention time of each component，Y axis represents the retention rate of each component at each sampling time（from high to low：12 h，32 h，52 h，82 h）.The bubble radius corresponds to the percentage composition of the key components：the larger the radius，the larger the percentage composition.The key components：α-Farnesene，Phenyl ethyl Alcohol，cis-Nerolidol，Phytol，Jasmine lactone，Methyl jasmonate，Indole（with the order of retention time）.图3 定香剂对黄金桂茶叶精油香气主要组分的影响Fig.3 Effect of fixatives on key aroma components in tea essential oil

3　讨论

SDE改良法装置采用茶水分离设计［14］，以单向流动高温水蒸气连续快速萃取代替沸水浸煮茶叶萃取，模拟茶叶感官审评标准中冲泡数分钟即刻出汤嗅香的操作过程［1］，研究证实该法提取的黄金桂、祁红、径山茶等茶叶精油仿真度均高于传统SDE法［8］。

香气组分的挥发量与其蒸气压和沸点直接相关，沸点越高、蒸气压越低，挥发量就越少［19］。定香原理即通过物理、化学方法使香气物质体系蒸气压降低，延缓香气分子释放，从而使持久性增强。因此，定香剂需具有一定大小的分子量和蒸气压要低于被定香的香料的蒸气压，粘度对定香效果也有影响［10］。基于以上及“相邻补强，对角补缺”理论［20-21］，结合GC/MS及香气分类方法［10］判定黄金桂茶叶精油香型属“花香-幽青韵”兼“非花香-青滋香、蜜甜香韵”，选择无香的邻苯二甲酸二乙酯、具香的苯甲酸苄酯及香兰素 3种定香剂。

对照中各类香气组分的挥发呈近似协同“平衡”趋势，添加定香剂后，这种平衡状态则被打破，说明不同定香剂与香气组分间的作用不同，导致组分挥发特性有所改变。邻苯二甲酸二乙酯作为抗挥发剂降低整体蒸气压达到缓释［11，19］，故保真性最佳；苯甲酸苄酯具有明显的固香作用，并可丰富精油嗅感；香兰素嗅觉阈值低［22］、扩散性强，其甜果香凸显而保真性差，不适于黄金桂茶叶精油固香。

目前，市售主要茶类精油并非茶［Camellia sinensis（L.）O.Kuntze］叶挥发油，而为互叶白千层（Melaleuca ahemifolia）树皮萃取物［23］。此外，常见知名茶香香水也主要通过人工合成香料的调配，营造关于茶的联想表现茶香，而非对茶叶香型的还原。本实验结果表明，邻苯二甲酸二乙酯对天然黄金桂茶叶精油固香缓释技术可实现香型保真持久，若应用于茶香标准物制造，推测可为生产贸易提供评判参照，并为人们提供茶叶香气认知的参照物；苯甲酸苄酯可用于清香型茶香产品研发，满足人们对天然茶香产品的需求。由此可见，定香剂用于茶叶精油固香缓释能够为茶叶香气“实物化”及茶叶精油相关产品的开发提供新思路、新技术，为丰富创新茶叶深加工产业及芳香产业提供可行性依据。

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Effects of Different Fixatives on Fidelity and Slow-release of Huangjingui Tea Essential Oil Aroma

LIU Wanqiong1，ZHANG Yingbin2，GONG Shuying1*，CHEN Ping1，FAN Fangyuan1，YANG Mengxuan1，GU Zhaoqi1

1.Department of Tea Science，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China；
2.Tea Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310008，China

An optimized and improved SDE method was carried out to get tea essential oil of high fidelity and the optimum condition was 2 h extraction of 25 g tea by continuous hot flowing steam.The effects of fixatives（diethyl phthalate，benzyl benzoate and vanillin）on this tea essential oil and their roles on the performance of aroma slow-release in tea essential oil were also studied by GC/MS and olfactory evaluation.The results showed that the persistence of fragrance was improved by all 3 fixatives.Among these，tea essential oil with diethyl phthalate showed highest fidelity of original odor type，indicating diethyl phthalate could be applied to manufacture tea aroma standard reference.Vanillin showed the best performance for aroma slow-release but the lowest fidelity.Benzyl benzoate had excellent coordinate ability and showed good performance for both fidelity and persistence which can be applied to develop tea fragrances.This study provided new ideas for fidelity and slow-release of tea essential oil.Meanwhile，the theoretical and practical foundation was established for hypostatization of tea olfactory term and innovation of tea fragrance and other field of tea industry.

fixative，tea essential oil，aroma，slow-release，fidelity

TS272；Q946.8

A

1000-369X（2016）04-372-07

2015-12-21

2016-01-29

国家茶叶产业技术体系经费资助（CARS-23）

刘婉琼，女，硕士研究生，主要从事茶叶加工与审评方面的研究。*通讯作者：shuygong@zju.edu.cn