茶粉香气成分的测定

第五章第五章 干燥方式对速溶红茶粉香气成分的影响干燥方式对速溶红茶粉香气成分的影响 0 0 前言前言 干燥对于产品的外形及色 香 味都起着决定性的作用 在第四章的实验 中 用真空冷冻干燥法和真空冷冻干燥联合真空吸附干燥法分别干燥速溶红茶 粉 由于用真空冷冻干燥法干燥的速溶红茶粉极易吸湿 使速溶红茶粉结块 从而减慢了溶解的速度 因此 本章采用气相色谱 质谱 GC MS 与顶空固相 微萃取 HS SPME 相结合的方法 i 对真空冷冻干燥法和真空冷冻干燥联合 真空吸附干燥法干燥出的速溶红茶粉进行香气成分的分析 以证明能否用真空 冷冻干燥联合真空吸附干燥法代替真空冷冻干燥法制备速溶茶粉 1 1 实验材料与方法实验材料与方法 1 11 1 实验材料与试剂实验材料与试剂 速溶红茶粉 真空冷冻干燥法干燥的速溶红茶粉 实验室自制 真空冷冻干燥联合真空吸附干燥法干燥的速溶红茶粉 实验 室自制 氯化钠 分析纯 上海试剂总厂 1 21 2 实验仪器和设备实验仪器和设备 表 4 1 实验仪器与设备一览表 Tab 4 1 Experimental apparatus and equipment list 设备名称型号来源 气 质联用设备 GC MS 6890N 5975C 美国 Agilent 固相微萃取头 SPME 50 30 m DVB CAR on PDMS 2cm R 57348U PA 美国 Supelco 磁力搅拌器HJ 2 常州国华电器有限公司 1 31 3 实验方法实验方法 1 3 1 气相色谱 质谱仪 GC MS 参数条件 48 1 3 1 1 气相色谱条件 色谱柱 HP INNOWAX 极性毛细管柱 0 25 m 250 m 30 m 载气 氦气 纯度 99 999 流速 1 mL min 进样口温度 250 FID 检测器温度 280 程序升温步骤 起始柱温为 40 保持 2 min 以 2 min 升至 110 保持 2min 然后以 3 min 1升至 170 保持 2 min 最后以 10 min 升至 260 保持 5 min 1 3 1 21 3 1 2 质谱条件质谱条件 采用 EI 电离方式 电子所需能量为 70 Ev 离子源温度 200 GC MS 接 口温度为 280 1 3 2 样品前处理 采用 HS SPME 法分别测真空冷冻干燥法和真空冷冻干燥联合真空吸附干 燥法干燥出的速溶红茶粉 先称取 0 1g 速溶红茶粉和 2gNaCl 于 SPME 专用采 样瓶中 并加入 10mL 的双蒸水 将已在 250 活化 30min 的萃取头从瓶盖中插 入样品瓶的顶空部分 于 80 热水中水浴 萃取 50min 并用磁力搅拌器不断 搅拌 萃取完成后进行 GC MS 分析 分析时 SPME 萃取头在 GC 进样口热解 析 6min 1 3 3 图谱分析 采用定性分析 即针对不同化合物形成的色谱峰 采用气相色谱 质谱 计算 机联用仪进行分析鉴定 取用配比度大于等于 80 的鉴定结果 再结合文献进行 人工谱图解析 确认峰的化学成分 采用峰面积归一化法算出各成分的相对含 量 2 2 结果与分析结果与分析 2 12 1 固相微萃取头对总峰面积的影响固相微萃取头对总峰面积的影响 固相微萃取头是指在一根石英纤维上涂上不同色谱固定相或吸附剂 遵循 相似相溶原理 而不同的萃取头对所测定的物质的影响很大 因此选择合适的 固相微萃取头是很重要的 在萃取温度 80 萃取时间 50min 解析时间 6min 的条件下 分别用 DVB CAR PDMS 和 PA 这两种固相微萃取头萃取真空冷冻 干燥的速溶红茶粉和真空冷冻干燥联合真空吸附干燥的速溶红茶粉的挥发性香 气成分 进行 GC MS 分析 通过检测出它们的挥发性香气成分的色谱峰的数 目 总峰面积的大小来确定适合用于测定速溶红茶粉的固相微萃取头 5 0 01 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 4 5 0 0 5 0 0 0 5 5 0 0 6 0 0 0 6 5 0 0 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2 5 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 3 5 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 4 5 0 0 0 0 时间 丰度 T I C 真空冷冻干燥速溶茶粉 D d a t a m s 图 5 1 DVB CAR PDMS 固相微萃取头测真空冷冻干燥速溶红茶粉总离子流色谱图 Fig 5 1 Totalion chromatogram of vacuum freeze drying instant black tea powder on DVB CAR PDMS 5 0 01 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 4 5 0 0 5 0 0 0 5 5 0 0 6 0 0 0 6 5 0 0 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2 5 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 3 5 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 4 5 0 0 0 0 时间 丰度 T I C 真空冷冻干燥结合真空干燥速溶红茶粉 P A D d a t a m s 图 5 2 PA 固相微萃取头测真空冷冻干燥速溶红茶粉总离子流色谱图 Fig 5 2 Totalion chromatogram of vacuum freeze drying instant black tea powder on PA 5 0 01 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 4 5 0 0 5 0 0 0 5 5 0 0 6 0 0 0 6 5 0 0 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2 5 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 3 5 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 4 5 0 0 0 0 时间 丰度 T I C 真空冷冻干燥结合真空干燥速溶茶粉 D d a t a m s 图 5 3 DVB CAR PDMS 固相微萃取头测真空冷冻干燥联合真空吸附干燥速溶红茶粉总离 子流色谱图 Fig 5 3 Totalion chromatogram of vacuum freeze drying combined with vacuum drying instant black tea powder on DVB CAR PDMS 5 0 01 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 4 5 0 0 5 0 0 0 5 5 0 0 6 0 0 0 6 5 0 0 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 2 5 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 3 5 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 4 5 0 0 0 0 时间 丰度 T I C 真空冷冻干燥速溶红茶粉 P A D d a t a m s 图 5 4 PA 固相微萃取头测真空冷冻干燥联合真空吸附干燥速溶红茶粉总离子流色谱 图 Fig 5 4 Totalion chromatogram of vacuum freeze drying combined with vacuum drying instant black tea powder on PA 图 5 5 固相微萃取头对总峰面积的影响 Fig 5 5 Effects of fibers on total peak area 由图 5 1 图 5 2 图 5 5 可知 用 DVB CAR PDMS 固相微萃取头测定真 空冷冻干燥的速溶红茶粉 所测得的挥发性香气成分的色谱峰的数目比用 PA 固相微萃取头所测得的多 而且总峰面积也远远大于用 PA 固相微萃取头所测 得的 同理 由图 5 3 图 5 4 图 5 5 可知 用 DVB CAR PDMS 固相微萃取 头测真空冷冻干燥联合真空吸附干燥的速溶红茶粉 所测得的挥发性香气成分 的色谱峰的数目也比用 PA 固相微萃取头所测得的多 而且总峰面积也远远大 于用 PA 固相微萃取头所测得的 因此可推断出 用 DVB CAR PDMS 固相微 萃取头萃取速溶红茶粉中的挥发性香气成分效果更好 2 22 2 速溶红茶粉香气成分的分析速溶红茶粉香气成分的分析 采用 HS SPME GC MS 分离鉴定来分析真空冷冻干燥和真空冷冻干燥联合 真空吸附干燥的速溶红茶粉中的挥发性香气成分 通过上述固相微萃取头测得 速溶红茶粉的挥发性香气成分的总离子流色谱图的结果对比可知 用 DVB CAR PDMS 固相微萃取头测定速溶红茶粉中的挥发性香气成分的效果比 PA 好 因此选用 DVB CAR PDMS 固相微萃取头测得的总离子流色谱图 如图 5 1 和 5 3 所示 经计算机谱库检索并结合文献分析配比度大于等于 80 的各个 香气成分的名称 采用峰面积归一化法定量计算出各香气成分的相对含量 如 表 5 2 所示 表 5 2 两种干燥方式的速溶红茶粉的 SH SPME GC MS 香气成分相对百分含量 Tab 5 2 Relative contents in aroma compounds in two kinds of instant black tea powder determined by SPME GC MS 峰面积百分比 序 号 化合物 真空冷冻 干燥法 真空冷冻 干燥结合 真空吸附 干燥 杂环类6 226 16 12 乙基 5 甲基吡嗪 Pyrazine 2 ethyl 5 methyl 0 490 68 21 乙酰基呋喃 Ethanone 1 2 furanyl 0 29 31 乙基 2 甲醛 1H 吡咯 1H Pyrrole 2 carboxaldehyde 1 ethyl 0 89 42 乙酰基吡咯 Ethanone 1 1H pyrrol 2 yl 3 53 4 52 甲醛 1H 吡咯 1H Pyrrole 2 carboxaldehyde 0 13 6 1 甲基 2 甲醛 1H 吡咯 1H Pyrrole 2 carboxaldehyde 1 methyl 0 360 26 72 甲基吡嗪 Pyrazine methyl 0 11 82 6 二甲基吡嗪 Pyrazine 2 6 dimethyl 0 370 52 91 2 乙基吡嗪 Pyrazine ethyl 0 25 102 乙基 5 甲基吡嗪 Pyrazine 2 ethyl 6 methyl 0 19 112 3 5 三甲基吡嗪 Pyrazine trimethyl 0 41 122 3 5 三甲基 6 乙基吡 2 3 5 Trimethyl 6 ethylpyrazine 0 23 13 2 5 二甲基 3 乙基吡嗪 Pyrazine 2 5 dimethyl 3 2 methylpropyl 0 3 醛类15 1116 49 1正己醛 Hexanal3 122 98 2壬醛 Nonanal 0 951 16 3苯甲醛 Benzaldehyde0 760 92 4苯乙醛 Benzeneacetaldehyde 3 044 13 55 羟甲基糠醛1 191 19 6反 二己烯醛 E 2 Hexenal4 714 28 7 2 甲基丁醛 Butanal 2 methyl 0 16 8戊醛 Pentanal 0 21 9庚醛 Heptanal0 550 45 10辛醛 Octanal 0 36 11呋喃甲醛 Furfural 0 11 12 癸醛 Decanal 0 32 13 环柠檬醛 1 Cyclohexene 1 carboxaldehyde 2 6 6 trimethyl 0 470 33 14反式 2 4 癸二烯醛2 4 Decadienal E E 0 21 醇类27 4527 90 1 芳樟醇氧化物 Linalool oxide11 8510 89 2芳樟醇 Linalool2 722 86 32 6 二甲基环乙醇 Cyclohexanol 2 6 dimethyl 0 490 41 4 3 7 二甲基 1 5 7 辛三烯 3 醇 1 5 7 Octatrien 3 ol 3 7 dimethyl 0 330 64 5橙花醇2 6 Octadien 1 ol 3 7 dimethyl Z 0 340 58 6苯乙醇 Phenylethyl Alcohol 11 268 28 7L 苏糖醇 1 2 3 4 Butanetetrol S R R 0 2 81 3 氨基苯甲醇 Benzenemethanol 3 amino 1 27 9糠醇 2 Furanmethanol 0 260 31 105 甲基 2 呋喃甲醇2 Furanmethanol 5 methyl 0 19 11 2 2 6 三甲基 6 乙烯基四氢 2H 呋喃 3 醇 2H Pyran 3 ol 6 ethenyltetrahydro 2 2 6 trimethyl 1 83 12雪松醇 Cedrol 0 64 酮类1 201 89 1 大马烯酮 2 Buten 1 one 1 2 6 6 trimethyl 1 3 cyclohexadien 1 yl E 0 911 32 2 二氢 紫罗兰酮 2 Butanone 4 2 6 6 trimethyl 1 cyclohexen 1 yl 0 290 23 3 茉莉酮 3 Methyl 2 pent 2 enyl cyclopent 2 enone 0 34 酸类10 258 23 1己酸 Hexanoic acid 1 070 59 2 反式 3 己烯酸 3 Hexenoic acid E 0 73 3 反式 2 己烯酸 2 Hexenoic acid E 2 351 74 4壬酸 Nonanoic acid 0 370 98 5癸酸 n Decanoic acid 0 30 48 6香叶酸 Geranic acid 1 951 79 7棕榈酸 n Hexadecanoic acid 1 441 7 8苯甲酸 Benzenecarboxylic acid 0 440 17 9反式 9 十八碳烯酸9 Octadecenoic acid E 0 730 64 10十四酸 Tetradecanoic acid 0 87 112 乙基己酸 Hexanoic acid 2 ethyl 0 14 酯类22 0117 78 1乳酸叶醇酯 cis 3 Hexenyllactate 0 25 2棕榈酸甲酯 Hexadecanoic acid methyl ester 0 160 18 3棕榈酸乙酯 Hexadecanoic acid ethyl ester 7 116 38 49 十六碳烯酸乙酯 Ethyl 9 hexadecenoate 2 75 5十八烯酸乙酯 Ethyl Oleate 2 442 36 6 十八酸乙酯 Octadecanoic acid1 39 7 邻苯二甲酸二异丁酯 1 2 Benzenedicarboxylic acid bis 2 methylpropyl ester 2 83 06 8亚油酸乙酯 Linoleic acid ethyl ester 2 211 98 9 亚麻酸乙酯 9 12 15 Octadecatrienoic acid ethyl ester Z Z Z 2 332 03 10 丙酸松油酯 3 Cyclohexene 1 methanol alpha alpha 4 trimethyl propanoate 0 450 51 11水杨酸甲酯 Benzoic acid 2 hydroxy methyl ester 0 490 83 12 二氢猕猴桃内酯 2 4H Benzofuranone 5 6 7 7a tetrahydro 4 4 7a trimethyl 0 630 45 酚类0 550 97 1 2 乙基苯酚 Phenol 2 ethyl 0 220 51 22 5 二叔丁基酚 Phenol 2 5 bis 1 1 dimethylethyl 0 330 46 烯烃类1 474 92 1环十五烷 Cyclopentadecane 0 37 2环庚烷 Cycloheptane 0 23 3 环十二烷 Cyclotetradecane 0 97 4柠檬烯 Limonene 0 28 5 异松油烯 Cyclohexene 1 methyl 4 1 methyle thylidene 0 531 33 6 1 十八烷烯 1 Octadecene0 29 7顺 1 4 己二烯1 4 Hexadiene Z 0 27 8十七烯 1 Heptadecene 0 41 9 1 十四烯1 Tetradecene 1 71 注 表示未检出 红茶是一种发酵茶 花香 甜香 果香是其香气的主要特征 ii 红茶中的 香气成分主要有香叶醇 芳樟醇及其氧化物 苯甲醇 苯乙醇 水杨酸甲酯 二氢猕猴桃内酯等 iii 速溶红茶粉的香气是反映其品质的重要指标 它的形成 受到多种因素的影响 如茶叶的品种 加工方式等 由表5 2分析结果可知 真空冷冻干燥的速溶红茶粉检测出的挥发性香气成 分有56种 其中 杂环类有8种 6 22 醛类有10种 15 11 醇类有8种 27 45 酮类有2种 1 2 酸类有10种 10 25 酯类有12种 22 01 酚类有2种 0 55 烯烃类有4种 1 47 即所占的百分比的 大小的顺序为 醇类 酯类 醛类 酸类 杂环类 烯烃类 酮类 酚类 其 中香气成分含量高于1 有19种 分别为 芳樟醇氧化物 11 85 苯乙醇 11 26 棕榈酸乙酯 7 11 反 二己烯醛 4 71 2 乙酰基吡咯 3 5 正己醛 3 12 苯乙醛 3 04 邻苯二甲酸二异丁酯 2 8 9 十六碳烯 酸乙酯 2 75 芳樟醇 2 72 十八烯酸乙酯 2 44 反式 2 己烯酸 2 35 亚麻酸乙酯 2 33 亚油酸乙酯 2 21 香叶酸 1 95 棕 榈酸 1 44 十八酸乙酯 1 39 5 羟甲基糠醛 1 19 己酸 1 07 真空冷冻干燥联合真空吸附干燥的速溶红茶粉检测出的香气成分有61种 其中 杂环类有9种 6 16 醛类有12种 16 49 醇类有11种 27 90 酮类有3种 1 89 酸类有9种 8 23 酯类有9种 17 78 酚类有2种 0 97 烯烃类有6种 4 92 即所占的百分比的大小的顺序为 醇类 酯类 醛类 酸类 杂环类 烯烃类 酮类 酚类 与真空冷冻干燥的速溶红 茶粉的顺序相同 其中香气成分含量高于1 有22种 芳樟醇氧化物 10 89 苯乙醇 8 28 棕榈酸乙酯 6 38 反 二己烯醛 4 28 苯乙醛 4 13 2 乙酰基吡咯 3 4 邻苯二甲酸二异丁酯 3 06 正己醛 2 98 芳樟 醇 2 86 十八烯酸乙酯 2 36 亚麻酸乙酯 2 03 亚油酸乙酯 1 98 2 2 6 三甲基 6 乙烯基四氢 2H 呋喃 3 醇 1 83 香叶酸 1 79 反式 2 己烯酸 1 74 1 十四烯 1 71 棕榈酸 1 7 异 松油烯 1 33 大马烯酮 1 32 1 3 氨基苯甲醇 1 27 5 羟甲基糠 醛 1 19 壬醛 1 16 5 3 茶叶香型及其对应的主要香气成分 iv 5 3 Tea scent and the corresponding main aroma components 茶叶香型主要香气成分 鲜爽的铃兰香芳樟醇及其氧化物 果味香茉莉内酯及其他内酯类 紫罗酮类 嫩茶的香爽清香反 2 乙烯醇及其酯 顺 3 乙烯醇及其酯 其他六碳醇 六碳酸 六碳酯等 焦糖香和烘炒香吡嗪类 呋喃类 吡咯类等化合物 木香4 乙烯基苯酚 橙花叔醇等倍伴萜类 柔和的蔷薇香 苯乙醇 香叶醇 甜醇浓厚的茉莉 栀子类花香 紫罗酮类 茉莉酮酸甲酯 顺 茉莉酮 青草气和粗草气正己醛 异戊醛 3 己烯醛 清苦沉闷气味吲哚类 陈味反 2 顺 4 庚二烯醛 1 戊烯 3 醇 5 6 环氧 紫罗酮 茶叶香型的不同及其香气成分的含量与感官品尝相对应 从表 5 2 和 5 3 中可得出真空冷冻干燥和真空冷冻干燥联合真空吸附干燥生产出的速溶红茶粉 的大体香型 因