劉 威，張永瑞，魯 靜，郭桂義，陳 義

(信陽農(nóng)林學(xué)院 茶學(xué)院/河南省豫南茶樹資源綜合開發(fā)重點實驗室，河南省茶葉加工與檢測工程技術(shù)研究中心，河南信陽464000)

刺槐花是豆科刺槐屬刺槐(Robinia pseudoacacia L.)的花朵，內(nèi)含豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，我國野生刺槐花的資源極為豐富，除少量被食用和藥用外，大部分落地荒棄，開發(fā)利用率低下，開展刺槐花代用茶加工技術(shù)研究對野生刺槐花進(jìn)行綜合利用具有重要的經(jīng)濟價值和社會價值［1］。代用茶是指選用可食用植物的葉、花、果(實)、根莖等，采用類似茶葉的飲用方式(通過泡、煮等方式來飲用)的一類產(chǎn)品的俗稱，常見的植物代用茶有玫瑰花、金銀花、大麥茶、菊花茶等。刺槐花的研究主要集中在化學(xué)成分提取、化學(xué)成分分析、刺槐花開發(fā)利用等方面上，在化學(xué)成分提取方面，主要對多酚、黃酮、多糖等物質(zhì)進(jìn)行提取工藝優(yōu)化和藥理研究［2－5］;在化學(xué)成分分析方面，主要針對刺槐花中的蛋白質(zhì)［6－9］、氨基酸［6］、糖［8］、抗壞血酸［8］、礦質(zhì)元素［10］、揮發(fā)油化學(xué)成分［11－18］等內(nèi)含成分進(jìn)行測定以及指紋圖譜的建立［19］;在刺槐花綜合開發(fā)利用方面，主要以研制發(fā)酵乳飲料、茶飲料、復(fù)合果糕、槐花綠茶等為主［20］。目前，對刺槐花茶飲料的研究不多，吳麗萍等［21］以刺槐花和紅茶為主要原料研制新型花茶飲料，認(rèn)為當(dāng)刺槐花酶解液為茶水為1∶8，L－抗壞血酸、檸檬酸、阿斯巴甜用量分別為0.02%、0.2%、0.01%時，產(chǎn)品色澤清亮、清甜爽口、具有花香及茶香的混合香氣。隋道慶等［22］對刺槐花的營養(yǎng)成分進(jìn)行了測試分析，并對浸提、壓榨、酶解、澄清等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行試驗篩選，研制成刺槐花清汁型和渾汁型飲料。刺槐花香氣成分包括醇類、烷烴類、烯烴類、酮類、酯類、酚類、雜環(huán)類、醛類以及醚類等多種化合物，之前的研究多以新鮮刺槐花或陰干刺槐花作為原材料進(jìn)行揮發(fā)性化合物含量或相對含量的測定。刺槐花代用茶的香氣品質(zhì)直接影響其市場價值，有研究表明物質(zhì)含量與食品風(fēng)味特征沒有直接關(guān)系，能否引起嗅感反應(yīng)與其閾值有關(guān)，揮發(fā)性化合物對食品風(fēng)味的貢獻(xiàn)由其在食品風(fēng)味體系中的濃度和感官閾值共同決定［23］。目前，對刺槐花香氣研究較少，僅王永瑞等［18］利用相對氣味活度值ROAV對新疆刺槐鮮花的關(guān)鍵揮發(fā)性成分進(jìn)行研究，而不同加工工藝刺槐花代用茶香氣成分研究見報道。

本研究以刺槐花鮮花為原料，參考茶葉加工工藝［24－25］，制定曬青、烘青、炒青、萎凋、發(fā)酵五種加工工藝制作代用茶，采用頂空固相微萃取/氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法分離鑒定刺槐花代用茶中的揮發(fā)性化合物，運用相對氣味活度值ROAV評價各香氣成分對刺槐花代用茶香氣的貢獻(xiàn)，進(jìn)而確定關(guān)鍵香氣物質(zhì)的組成，為進(jìn)一步研究刺槐花的資源綜合利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮刺槐花 采摘信陽農(nóng)林學(xué)院校園內(nèi)盛開的花朵。

08－2T恒溫磁力攪拌器 上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司;57330－U固相微萃取裝置 美國Supelco公司;50/30um DVB/CAR/PDMS 57348－U固相微萃取針 美國Supelco公司;7890A－5975C GCMS氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國Agilent公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 本研究共設(shè)計5種刺槐花代用茶加工工藝，各種工藝參數(shù)［24－25］包括曬青工藝:新鮮刺槐花去?！柟庹丈淞罆?0 h以上直至足干;烘青工藝:新鮮刺槐花去?！戒佄?2 h→100℃高溫初烘→攤晾30 min→80℃復(fù)烘至足干;炒青工藝:新鮮刺槐花去梗→平鋪萎凋12 h→140℃高溫初次炒制→攤晾30 min→70～90℃復(fù)炒至足干;萎凋工藝:新鮮刺槐花去?！戒佄?4 h→合篩再次萎凋24 h→80℃烘至足干;發(fā)酵工藝:新鮮刺槐花去梗→平鋪萎凋12 h→揉捻→發(fā)酵5 h(25℃、濕度75%)→70～90℃炒至足干。

1.2.2 香氣成分萃取 取5 g樣品置于萃取瓶中，密封，置于60℃水浴，平衡20 min，插入活化的萃取針，頂空萃取30 min后，將萃取針在進(jìn)樣口解析20 min;萃取針使用前，在氣質(zhì)進(jìn)樣口活化20 min(250℃)。

1.2.3 氣相色譜條件 色譜柱HP－5MS(0.25 mm×0.25μm×60 m);進(jìn)樣口溫度250℃，氣質(zhì)接口溫度250℃;載氣流速1.5 mL/min。升溫程序:初始50℃保持1 min，以5℃/min升溫到100℃保持2 min;以4℃/min升溫到180℃保持3 min;以5℃/min升溫到250℃保持5 min。

1.2.4 質(zhì)譜條件 離子源溫度230℃;四級桿溫度150℃;電子源EI;電子能量70 eV，掃描范圍50～550 Da。

1.2.5 定性定量分析 掃描圖譜與NIST譜庫對照進(jìn)行鑒定，采用氣相色譜峰面積歸一化定量計算出各香氣成分的相對含量。

1.3 香氣成分評價方法

參考劉登勇等［26］、張強等［27］的方法，采用相對氣味活度值(relative odor activity value，ROAV)評價各化合物對樣品總體香氣的貢獻(xiàn)，各化合物的ROAV按下式計算:

注:Ci表示某組分的相對百分含量;Cmax表示對樣品總體香氣貢獻(xiàn)最大組分的相對百分含量;Ti表示某組分的閾值;Tmax表示對樣品總體香氣貢獻(xiàn)最大組分的閾值。

所有組分ROAV≤100，且ROAV值越大的組分對樣品總體香氣的貢獻(xiàn)也越大。本研究認(rèn)為ROAV≥1的物質(zhì)為所分析樣品的關(guān)鍵香氣成分，0.01≤ROAV＜1的組分為所分析樣品的修飾香氣成分，ROAV＜0.01的組分為潛在香氣成分。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 刺槐花代用茶揮發(fā)性物質(zhì)分析

采用頂空固相微萃取/氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法對5種加工工藝所制刺槐花代用茶的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行檢測，根據(jù)總離子流圖檢索定性，采用峰面積歸一化法計算各組分的相對百分含量。曬青工藝、烘青工藝、炒青工藝、萎凋工藝、發(fā)酵工藝共檢測到132、126、108、114、99種揮發(fā)性化合物，累計占總峰面積的80.35%、76.49%、86.59%、79.33%、80.71%，包括飽和/不飽和脂肪烴、醇、醛、酮、酸、酯、芳香族化合物、雜環(huán)化合物和酰胺類化合物等。本研究目的是確定刺槐花代用茶關(guān)鍵香氣化合物，故此處對無嗅感化合物或不確定有無嗅感的化合物不作詳細(xì)分析。

根據(jù)查閱文獻(xiàn)及檢索愛化學(xué)庫所知曬青工藝、烘青工藝、炒青工藝、萎凋工藝、發(fā)酵工藝五種方式所制刺槐花代用茶中具有嗅感的化合物分別為49、36、36、32、29種，累計占總峰面積的47.6359%、38.6928%、43.1255%、30.9281%、43.5217%。其中，苯乙烯、2－戊基呋喃、香芹酚、檸檬烯、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇、癸醛、環(huán)檸檬醛、2－苯基巴豆醛、鄰氨基苯甲酸甲酯、長葉烯、棕櫚酸乙酯等13種嗅感物質(zhì)為共有組分，除棕櫚酸乙酯表現(xiàn)為無香味或油臭味以外，其他12種物質(zhì)均表現(xiàn)出令人愉悅的花果香或清涼香型，共同組成刺槐花代用茶獨特的香氣風(fēng)味特征。除共有香氣成分外，不同工藝條件下亦存在特有香氣物質(zhì)，其中，曬青工藝有12種特有香氣物質(zhì)，即芳樟醇、橙花醇、葉綠醇、反，反－2，4－壬二烯醛、反－2－壬烯醛、左旋香芹酮、反式茉莉酮、庚酸、己酸甲酯、苯乙酸乙酯、γ－己內(nèi)酯、γ－壬內(nèi)酯;烘青工藝有6種特有香氣物質(zhì)，即1－癸烯、萘、1－辛醇、松香芹酮、2－甲基丁酸、乙酸壬酯;炒青工藝有5種特有香氣物質(zhì)，即乙苯、對二甲苯、十三醇、2－甲基丁醛和異戊酸異戊酯;萎凋工藝有7種特有香氣物質(zhì)，即薄荷醇、棕櫚醇、桃醛、異薄荷醇、右旋香芹酮、己酸和N，N－二乙基苯胺;發(fā)酵工藝有2種特有香氣物質(zhì)，即1－辛烯－3－醇和丁酸丁酯。

由表1可知，曬青工藝所制刺槐花代用茶香氣成分相對含量較高的是苯乙醇、芳樟醇、苯甲醇、檸檬烯、己酸乙酯、正己醇，相對含量分別為6.5490%、4.9342%、3.7331%、3.6020%、3.2957%、3.2110%;烘青工藝所制刺槐花代用茶香氣成分相對含量較高的是苯甲醛、苯乙烯、檸檬烯、正己醛，相對含量分別為6.7639%、3.8590%、3.1596%、2.9219%;炒青工藝所制刺槐花代用茶香氣成分相對含量較高的是苯乙烯、苯甲醛、2－戊基呋喃、檸檬烯，相對含量分別為6.7489%、5.3122%、3.3369%、2.8052%;萎凋工藝所制刺槐花代用茶香氣成分相對含量較高的是檸檬烯、己酸、苯乙醇，相對含量分別為5.7149%、4.4331%、3.7059%;發(fā)酵工藝所制刺槐花代用茶香氣成分相對含量較高的是苯乙烯、苯甲醛、檸檬烯、正己醛、間二甲苯、1－辛烯－3醇、丁酸丁酯，相對含量分 別 為10.4106%、5.4814%、4.6410%、3.4419%、3.0989%、2.9677%、2.8795%。其中，檸檬烯為五種工藝共有組分，具有清新的檸檬香氣。由于不同揮發(fā)性香氣成分的香氣閾值差異較大，如苯甲醇香氣閾值為10000μg/kg，己酸香氣閾值為3000μg/kg，而β－紫羅蘭酮的香氣閾值為0.007μg/kg，α－甜橙醛的香氣閾值為0.05μg/kg，癸醛的香氣閾值為0.1μg/kg，揮發(fā)性化合物的相對含量與氣味活度值非完全正比關(guān)系，因此，揮發(fā)性化合物的相對含量高低不能完全代表其對刺槐花代用茶風(fēng)味的貢獻(xiàn)度大小。

表1 刺槐花代用茶揮發(fā)性香氣成分閾值、香型分析Table 1 Analysis of volatile flavor components threshold and flavor type of Robinia pseudoacacia L.flower substitute teas

續(xù)表

刺槐花代用茶共檢測出烯烴類化合物11種、芳香烴類化合物6種、醇類化合物12種、醛類化合物16種、酮類化合物8種、酸類化合物3種、酚類化合物1種、酯類化合物10種、內(nèi)酯類化合物3種、含氮化合物3種、雜氧化合物2種，不同工藝所制刺槐花代用茶揮發(fā)性香氣成分相對含量及種類之間差異較大，如表2所示。曬青工藝所制刺槐花代用茶以醇類、醛類、烯烴類化合物為主，相對含量為19.5709%、9.3470%、8.7381%，揮發(fā)性香氣成分種類最為豐富;烘青工藝所制刺槐花代用茶以醛類、烯烴類化合物為主，相對含量為14.7692%、7.8410%，未檢測到含氮化合物;炒青工藝所制刺槐花代用茶以醛類、烯烴類化合物為主，相對含量為15.5997%、12.5170%;萎凋工藝所制刺槐花代用茶以烯烴類、醇類化合物為主，相對含量為8.2916%、7.5609%，揮發(fā)性香氣成分總量最低;發(fā)酵工藝所制刺槐花代用茶以烯烴類、醛類化合物為主，相對含量為17.1251%、11.5762%，所檢測到的揮發(fā)性香氣成分最少，但總體相對含量僅次于曬青工藝。炒青工藝和發(fā)酵工藝未檢測達(dá)到呈味的酸類化合物，炒青、萎凋、發(fā)酵三種工藝未檢測到呈味的內(nèi)酯類化合物，應(yīng)與加工工藝有關(guān)。

表2 不同種類揮發(fā)性香氣成分統(tǒng)計Table 2 Statistics of different volatile flavor components

2.2 刺槐花代用茶關(guān)鍵香氣成分分析

對42種能查閱到閾值的揮發(fā)性成分ROAV值進(jìn)行統(tǒng)計，分析不同揮發(fā)性化合物對刺槐花代用茶風(fēng)味的貢獻(xiàn)度，如表3所示。曬青工藝所制刺槐花代用茶有11種關(guān)鍵香氣成分，對其風(fēng)味貢獻(xiàn)率大小依次為β－紫羅蘭酮、癸醛、反－2－壬烯醛、反，反－2，4－壬二烯醛、α－甜橙醛、己酸乙酯、芳樟醇、正己醛、正辛醛、檸檬烯、2－戊基呋喃等，其中，芳樟醇(花香)、反，反－2，4－壬二烯醛(令人愉快的煎炸肥肉樣香味)、反－2－壬烯醛(脂香)是該工藝條件下刺槐花代用茶所特有的香氣成分。烘青工藝所制刺槐花代用茶有9種關(guān)鍵香氣成分，對其風(fēng)味貢獻(xiàn)率大小依次為癸醛、己酸乙酯、正己醛、正辛醛、2－戊基呋喃、檸檬烯、鄰氨基苯甲酸甲酯、苯乙醛、萘等，其中，萘(樟腦樣香型)為該工藝條件下刺槐花代用茶所特有的香氣成分。炒青工藝所制刺槐花代用茶有10種關(guān)鍵香氣成分，對其風(fēng)味貢獻(xiàn)率大小依次為β－紫羅蘭酮、癸醛、α－甜橙醛、2－甲基丁醛、2－戊基呋喃、正己醛、正辛醛、鄰氨基苯甲酸甲酯、檸檬烯、2－乙基－3，5－二甲基吡嗪等，其中，2－甲基丁醛(焦香)是該工藝條件下刺槐花代用茶所特有的香氣成分。萎凋工藝所制刺槐花代用茶有4種關(guān)鍵香氣成分，對其風(fēng)味貢獻(xiàn)率大小依次為β－紫羅蘭酮、癸醛、己酸乙酯、檸檬烯等。發(fā)酵工藝所制刺槐花代用茶有11種關(guān)鍵香氣成分，對其風(fēng)味貢獻(xiàn)率大小依次為β－紫羅蘭酮、癸醛、1－辛烯－3－醇、α－甜橙醛、正己醛、正辛醛、檸檬烯、鄰氨基苯甲酸甲酯、2－乙基－3，5－二甲基吡嗪、2－戊基呋喃、苯乙醛等，其中，1－辛烯－3－醇(濃厚的、甜的、蘑菇樣香型)是該工藝條件下刺槐花代用茶所特有的香氣成分。癸醛和檸檬烯兩種物質(zhì)為共有關(guān)鍵香氣成分，其中，曬青、烘青、炒青、萎凋、發(fā)酵工藝所制刺槐花代用茶的癸醛ROAV值分別為63.46、100、67.73、54.09、50.22，具有新鮮的油脂味和果香味，檸檬烯ROAV值分別為1.33、3.26、1.12、1.73、3.44，具有令人愉悅的檸檬香氣，這兩種物質(zhì)對刺槐花代用茶的風(fēng)味品質(zhì)起關(guān)鍵性作用。其他關(guān)鍵性風(fēng)味物質(zhì)因加工工藝不同而存在差異，除烘青工藝外，其他四種工藝β－紫羅蘭酮ROAV值最高;另外，炒青工藝和發(fā)酵工藝中關(guān)鍵香氣成分共有2－乙基－3，5－二甲基吡嗪，該物質(zhì)是Maillard反應(yīng)的產(chǎn)物［29］，具有堅果香、烤香味，與其炒制工藝相關(guān)。

除了關(guān)鍵香氣成分影響刺槐花代用茶的香氣品質(zhì)外，一些修飾性香氣成分亦會對其品質(zhì)產(chǎn)生影響，其中，曬青工藝、烘青工藝、炒青工藝、萎凋工藝、發(fā)酵工藝所制刺槐花代用茶分別含有12、8、8、7、7種修飾香氣成分，如苯乙醇、環(huán)檸檬醛、月桂醇、γ－壬內(nèi)酯、苯甲醛、橙花醇、苯乙烯等;苯乙醇、苯甲醛、苯乙烯分別在曬青、烘青、炒青(發(fā)酵)工藝所制刺槐花代用茶中相對含量最高，但其ROAV值均小于1，僅起到修飾風(fēng)味的作用，證明刺槐花代用茶揮發(fā)性香氣成分的相對含量與是否為關(guān)鍵香氣成分無直接關(guān)系。同時，還具有少數(shù)潛在呈香的香氣成分如苯甲醇、糠醛、異薄荷酮、2，5－二甲基吡嗪、己酸等。

表3 刺槐花代用茶關(guān)鍵香氣成分的分析Table 3 Analysis of key odor compounds of Robinia pseudoacacia L.flower substitute teas

3 結(jié)論與討論

香氣是評價刺槐花代用茶品質(zhì)的重要指標(biāo)，直接影響消費者對其接受程度，故研究刺槐花代用茶的揮發(fā)性成分對刺槐花的資源綜合利用具有較高的實用價值。從刺槐花代用茶中檢測出的揮發(fā)性成分很多，但能夠確定感官閾值的化合物有限，確定關(guān)鍵香氣成分的參考依據(jù)不夠完全。

本研究采用曬青、烘青、炒青、萎凋、發(fā)酵五種加工工藝制作刺槐花代用茶，其揮發(fā)性香氣成分之間既存在差異性，亦存在共性化學(xué)成分。采用頂空固相微萃取/氣相色譜－質(zhì)譜法檢測五種加工工藝制作的刺槐花代用茶揮發(fā)性成分，共檢測出苯乙烯、2－戊基呋喃、香芹酚、檸檬烯、苯甲醇、苯乙醛、苯乙醇、癸醛、環(huán)檸檬醛、2－苯基巴豆醛、鄰氨基苯甲酸甲酯、長葉烯、棕櫚酸乙酯等13種嗅感物質(zhì)為共有組分;除棕櫚酸乙酯表現(xiàn)為無香味或油臭味以外，其他12種物質(zhì)均表現(xiàn)出令人愉悅的花果香或清涼香型，五種代用茶中的棕櫚酸乙酯含量又以萎凋工藝最高，曬青工藝其次，最少的是發(fā)酵工藝，這可能與高溫烘(炒)處理有利于減少棕櫚酸乙酯的含量有關(guān)。不同加工工藝條件下，刺槐花代用茶關(guān)鍵香氣成分有較大差異，但癸醛和檸檬烯兩種物質(zhì)為共有關(guān)鍵香氣成分，曬青、烘青、炒青、萎凋、發(fā)酵工藝所制刺槐花代用茶的癸醛ROAV值分別為63.46、100、67.73、54.09、50.22，具有新鮮的油脂味和果香味，檸檬烯ROAV值分別為1.33、3.26、1.12、1.73、3.44，具有令人愉悅的檸檬香氣，這兩種物質(zhì)對刺槐花代用茶的風(fēng)味品質(zhì)起關(guān)鍵性作用，與王永瑞等［18］對新鮮刺槐花香氣的關(guān)鍵揮發(fā)性成分研究結(jié)果存在明顯差異，其研究認(rèn)為癸醛、壬醛、芳樟醇、6－甲基－5－庚烯－2－酮、2－戊基呋喃、苯乙醇為新鮮刺槐花風(fēng)味特征的主要貢獻(xiàn)者，可見經(jīng)過刺槐花經(jīng)過加工以后，其內(nèi)含香氣化學(xué)成分發(fā)生較多改變，綜合香味成分也有改變。

五種工藝加工的刺槐花代用茶共檢測出烯烴類、芳香烴類、醇類、醛類、酮類、酸類、酚類、酯類、內(nèi)酯類、含氮化合物和雜氧化合物，以醛類(16種)、醇類(12種)、烯烴類(11種)和酯類(10種)化合物為主，炒青工藝和發(fā)酵工藝中關(guān)鍵香氣成分共有2－乙基－3，5－二甲基吡嗪，具有堅果香、烤香味，且未檢測達(dá)到呈味的酸類化合物，或與其炒制工藝相關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

不同工藝所制刺槐花代用茶揮發(fā)性香氣成分相對含量及種類之間存在差異，曬青工藝有12種特有香氣物質(zhì)，即芳樟醇、橙花醇、葉綠醇、反，反－2，4－壬二烯醛、反－2－壬烯醛、左旋香芹酮、反式茉莉酮、庚酸、己酸甲酯、苯乙酸乙酯、γ－己內(nèi)酯、γ－壬內(nèi)酯，其中，芳樟醇(花香)、反，反－2，4－壬二烯醛(令人愉快的煎炸肥肉樣香味)、反－2－壬烯醛(脂香)是該工藝條件下刺槐花代用茶的關(guān)鍵風(fēng)味化合物;烘青工藝有6種特有香氣物質(zhì)，即1－癸烯、萘、1－辛醇、松香芹酮、2－甲基丁酸、乙酸壬酯，其中，萘(樟腦樣香型)為該工藝條件下刺槐花代用茶的關(guān)鍵風(fēng)味化合物;炒青工藝有5種特有香氣物質(zhì)，即乙苯、對二甲苯、十三醇、2－甲基丁醛和異戊酸異戊酯，其中，2－甲基丁醛(焦香)是該工藝條件下刺槐花代用茶的關(guān)鍵風(fēng)味化合物;萎凋工藝有7種特有香氣物質(zhì)，即薄荷醇、棕櫚醇、桃醛、異薄荷醇、右旋香芹酮、己酸和N，N－二乙基苯胺;發(fā)酵工藝有2種特有香氣物質(zhì)，即1－辛烯－3－醇和丁酸丁酯，其中，1－辛烯－3－醇(濃厚的、甜的、蘑菇樣香型)是該工藝條件下刺槐花代用茶的關(guān)鍵風(fēng)味化合物。五種工藝所制代用茶主要化合物均包括烯烴類，但含量存在差別。曬青工藝、萎凋工藝中主要化學(xué)成分均有醇類，與其余三工藝不同。萎凋工藝所制刺槐花代用茶主要化合物不包括醛類，可能與萎凋加工過程中沒有經(jīng)過烘制有關(guān)。曬青工藝所制刺槐花代用茶主要化合物揮發(fā)性香氣成分種類最為豐富，萎凋工藝揮發(fā)性香氣成分總量最低，發(fā)酵工藝種類最少。