CN105259015A - 一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法 - Google Patents

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肖作兵
牛云蔚
陈合兴
朱建才
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Abstract

本发明一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法，称取铁观音乌龙茶，另外量取纯净水，加热使水沸腾，将水蒸汽通过茶叶，茶叶的香气成分随水蒸汽馏出，进入冷凝器冷凝，收集馏出液；向馏出液中加入二氯甲烷和石油醚混合液，连续萃取，取上层有机相，将除去水分的有机相用滤膜过滤；将滤膜过滤后获得的混合溶液装入刺型分馏装置中，放置于45~55℃的恒温水浴锅中进行刺型分馏浓缩，然后取出分馏后的混合溶液，采用氮吹仪浓缩，获得浓缩的铁观音乌龙茶香气成分。本发明操作简单、方便，省时省力，费用低廉，对微量组分可起到富集、浓缩的作用，有利于极微量物质的定性定量分析，同时有效地减少挥发性成分的损失，提高了香气物质的回收率。

Description

一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法
技术领域
本发明属于食品学领域，涉及一种铁观音乌龙茶，具体来说是一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法。
背景技术
香气是影响茶叶品质的因素之一。通过对铁观音乌龙茶进行香气成分的分析，鉴定出茶叶中的特征香气成分，对提高茶叶的品质有着重要的意义。
目前有关茶叶的香气成分浓缩方法主要包括：氮吹法、旋转蒸发法、真空离心浓缩法和K-D浓缩法等。然而这些方法各有利弊，由于茶叶提取时使用了较多的有机溶剂，如采用氮吹法和旋转蒸发法致使挥发性强的香气物质极易逸失，微量成分难以分析；真空离心浓缩法和K-D浓缩法结构复杂、设备昂贵、操作繁琐、实验成分高。而刺型分馏法可使在香气浓缩过程中，上升蒸气中溶剂增加，而下降的冷凝液中沸点高的组分增加，如果继续多次，就等于进行了多次的气液平衡，即实现了多次蒸馏，最终在分馏柱顶部将溶剂排出，可有效提高香气的浓缩效果。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法，所述的这种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法解决了现有技术中的浓缩乌龙茶香气成分的方法中香气物质易损失，微量成分难以分析，操作繁琐，实验成分高等技术问题。
本发明提供了一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法，包括如下步骤：
1)一个蒸馏粗提的步骤，称取铁观音乌龙茶，加入到一个样品容器中，另外量取纯净水，加入到一个蒸馏器中，所述的铁观音乌龙茶和纯净水的质量比为1:10～30，加热使水沸腾，将水蒸汽通过茶叶，茶叶的香气成分随水蒸汽馏出，进入冷凝器冷凝，蒸馏过程持续30min～50min，收集馏出液；
2)一个采用复合溶剂萃取的步骤，向馏出液中加入二氯甲烷和石油醚混合液，连续萃取3～5次，将有机相在3500～4500r/min条件下离心10～20分钟，取上层有机相，除去有机相中的水分，再采用滤膜过滤；
3)一个采用刺型分馏装置浓缩的步骤，将步骤(2)滤膜过滤后获得的混合溶液装入刺型分馏装置中，放置于45～55℃的恒温水浴锅中进行刺型分馏浓缩，然后取出分馏后的混合溶液，采用氮吹仪浓缩，获得浓缩的铁观音乌龙茶香气成分。
进一步的，所述的二氯甲烷和石油醚混合液中，二氯甲烷和石油醚的体积比为1:1～3:1。
进一步的，所述的滤膜的孔径为0.22μm。
进一步的，在有机相中加入无水硫酸钠除去水分。
本发明采用了一种香气成分的浓缩方法，对铁观音乌龙茶中的微量组分可起到浓缩、富集的作用。刺型分馏柱是每隔一段距离就有一组向下倾斜的刺状物，且各组刺状物间呈螺旋状排列的分馏管。在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝液互凝相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气化，两者之间发生了热量交换，使上升蒸气中溶剂增加，而下降的冷凝液中沸点高的组分增加，如果继续多次，就等于进行了多次的气液平衡，即实现了多次蒸馏，最终在分馏柱顶部将溶剂排出，达到浓缩样品的效果。此过程减少了混合液中的成分损失，从而更加真实的反映出样品中的挥发性物质的种类及含量。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明提供了一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法，通过选择适当的溶剂和浓缩方法对挥发性成分进行萃取和浓缩，获得了更全面的挥发性成分和更真实的物质含量。本发明操作简单、方便，省时省力，费用低廉，对微量组分可起到富集、浓缩的作用，副产物少、有利于极微量物质的定性分析，同时有效地减少挥发性成分的损失，提高了香气物质的回收率。
附图说明
图1显示了市售铁观音乌龙茶香气成分色谱图。
具体实施方式
实施例1
1)水上蒸馏粗提：取一种市售铁观音乌龙茶30g于样品瓶中，量取400mL纯净水于蒸馏瓶中，加热使水沸腾，将水蒸汽通过茶叶，茶叶的香气成分随水蒸汽馏出，进入冷凝器冷凝，得到含有香气物质的水溶液。直到冷凝管内有液滴滴下时开始计时，蒸馏过程持续30min，收集馏出液。
2)复合溶剂萃取：向馏出液中加入二氯甲烷和石油醚混合液(体积比3:1)，连续萃取三次(20mL、20mL、20mL)，将有机相在4500r/min条件下离心10分钟，取上层有机相，在有机相再加入无水硫酸钠除去水分，除去水分的有机相用0.22μm的滤膜过滤；
3)刺型分馏浓缩：一个刺型分馏浓缩的步骤，在所述的刺型分馏浓缩的步骤中，将步骤(2)滤膜过滤后获得的混合溶液装入蒸馏瓶，放置于45℃的恒温水浴锅中进行刺型分馏浓缩，溶剂和少量易挥发性成分进入到刺型分馏管中，待蒸馏瓶内溶液基本蒸完时，移去水浴锅，易挥发组分在刺型分馏管内冷却回到蒸馏瓶中，待刺型分馏管内不再有液滴滴下时，取出混合液用氮吹仪浓缩至1mL后，加20μL230mg/kg的氘代愈创木酚溶液为内标物，混匀待GC-MS分析。
4)取1μL该实施例1的浓缩液直接进样进行GC-MS分析。选用7890-5975气质联用仪，GC条件为：毛细管色谱柱为AgilentHP-INNOWAX(60m×0.25mm×0.25μm)进样口温度230℃，程序升温：初始温度40℃，保留6min，以3℃/min的速率升至100℃,再以5℃/min的速率升至230℃，保持10min；检测器温度230℃；载气He，流速为1.2mL/min；不分流进样；MS条件：四极杆温度150℃，离子源温度230℃，接口温度280℃，EI电离源，电子能量70ev，扫描范围，30～400amu。
5)挥发性成分的定性定量分析：未知化合物的质谱通过与wiley7nDatabase，NIST05(AgilentTechnologiesInc.)进行比对；并通过计算保留指数进一步定性；采用内标法进行定量，计算公式：式中fi校正因子为1，Ai待测组分峰面积，As内标物的峰面积，Ws内标物的质量，Ni待测物质质量。
通过本发明的香气浓缩方法，共鉴定出132种香气成分，香气成分总含量为125.604mg/kg；；而只通过氮吹浓缩方法，共鉴定出122种香气成分，香气成分总含量为102.052mg/kg。
由此可见，本发明的香气浓缩方法鉴定出的香气物质种类以及总含量高于氮吹浓缩方法所鉴定的种类和含量，此发明能更准确的反映出铁观音乌龙茶中香气物质组成以及含量。表1为采用本发明的方法和传统氮吹方法获得的铁观音乌龙茶香气成分的检测结果。
表1铁观音乌龙茶香气成分的检测结果(实例1)
ND：未检出
实施例2
1)水上蒸馏粗提：取一种市售铁观音乌龙茶30g于样品瓶中，量取400mL纯净水于蒸馏瓶中，加热使水沸腾，将水蒸汽通过茶叶，茶叶的香气成分随水蒸汽馏出，进入冷凝器冷凝，得到含有香气物质的水溶液。直到冷凝管内有液滴滴下时开始计时，蒸馏过程持续40min，收集馏出液。
2)复合溶剂萃取：向馏出液中加入二氯甲烷和石油醚混合液体积比2:1，连续萃取五次(20mL、20mL、20mL、20mL、20mL)，将有机相在4000r/min条件下离心15分钟，取上层有机相，在有机相中再加入无水硫酸钠除去水分，除去水分的有机相用0.22μm的滤膜过滤；
3)刺型分馏浓缩：一个刺型分馏浓缩的步骤，在所述的刺型分馏浓缩的步骤中，将步骤(2)滤膜过滤后获得的混合溶液装入蒸馏瓶，放置于50℃的恒温水浴锅中进行刺型分馏浓缩，溶剂和少量易挥发性成分进入到刺型分馏管中。待蒸馏瓶内溶液基本蒸完时，移去水浴锅，易挥发组分在刺型分馏管内冷却回到蒸馏瓶中，待刺型分馏管内不再有液滴滴下时，取出混合液用氮吹仪浓缩至1mL后，加20μL230mg/kg的氘代愈创木酚溶液为内标物，混匀待GC-MS分析。
其余分析条件参照实例1。
通过该实例的香气浓缩方法，共鉴定出135种香气成分，香气成分总含量为121.332mg/kg；而只通过氮吹浓缩方法，共鉴定出127种香气成分，香气成分总含量为96.499mg/kg。
由此可见，本发明的香气浓缩方法鉴定出的香气物质种类以及总含量高于氮吹浓缩方法所鉴定的种类和含量，此发明能更准确的反映出铁观音乌龙茶中香气物质组成以及含量。表2为采用本发明的方法和传统氮吹方法获得的铁观音乌龙茶挥发性成分的检测结果。
表2铁观音乌龙茶香气成分的检测结果(实例2)
ND：未检出
实施例3
1)水上蒸馏粗提：取一种市售铁观音乌龙茶30g于样品瓶中，量取400mL纯净水于蒸馏瓶中，加热使水沸腾，将水蒸汽通过茶叶，茶叶的香气成分随水蒸汽馏出，进入冷凝器冷凝，得到含有香气物质的水溶液。直到冷凝管内有液滴滴下时开始计时，蒸馏过程持续50min，收集馏出液。
2)复合溶剂萃取：向馏出液中加入二氯甲烷和石油醚混合液体积比1:1，连续萃取四次(20mL、20mL、20mL、20mL)，将有机相在3500r/min条件下离心20分钟，取上层有机相，在有机相中再加入无水硫酸钠除去水分，除去水分的有机相用0.22μm的滤膜过滤；
3)刺型分馏浓缩：一个刺型分馏浓缩的步骤，在所述的刺型分馏浓缩的步骤中，将步骤(2)滤膜过滤后获得的混合溶液装入蒸馏瓶，放置于55℃的恒温水浴锅中进行刺型分馏浓缩，溶剂和少量易挥发性成分进入到刺型分馏管中。待蒸馏瓶内溶液基本蒸完时，移去水浴锅，易挥发组分在刺型分馏管内冷却回到蒸馏瓶中，待刺型分馏管内不再有液滴滴下时，取出混合液用氮吹仪浓缩至1mL后，加20μL230mg/kg的氘代愈创木酚溶液为内标物，混匀待GC-MS分析。
其余分析条件参照实例1。
通过该实例的香气浓缩方法，共鉴定出129种香气成分，香气成分总含量为117.699mg/kg；而只通过氮吹浓缩方法，共鉴定出118种香气成分，香气成分总含量为98.498mg/kg。
由此可见，本发明的香气浓缩方法鉴定出的香气物质种类以及总含量高于氮吹浓缩方法所鉴定的种类和含量，此发明能更准确的反映出铁观音乌龙茶中香气物质组成以及含量。表3为采用本发明的方法和传统氮吹方法获得的铁观音乌龙茶香气成分的检测结果。
表3铁观音乌龙茶挥香气成分的检测结果(实例3)
序号 中文名称 保留指数 刺型分馏(mg/kg) 氮吹(mg/kg)
1 2.3-丁二酮 1007 2.165 1.631
2 戊醛 1009 2.028 1.982
3 甲位蒎烯 1041 0.013 ND
4 1-戊烯-3-酮 1045 0.127 ND
5 异丁烯醛 1063 0.005 ND
6 2,3-戊二酮 1084 0.061 0.137
7 己醛 1105 0.851 1.567
8 2-甲基-2-丁烯醛 1115 ND 0.017
9 3-戊烯-2-酮 1146 0.090 ND
10 异丁基氰 1147 0.032 0.060
11 反-2-戊烯醛 1149 0.039 0.075
12 4-甲基-3-戊烯-2-酮 1152 0.154 0.176
13 1-戊烯-3-醇 1177 0.279 0.402
14 乙位月桂烯 1184 ND 0.013
15 2-庚酮 1201 0.065 0.088
16 庚醛 1204 0.107 0.102
17 己酸甲酯 1207 0.003 ND
18 dl-柠檬烯 1215 0.011 0.016
19 3-甲基-2-丁烯醛 1218 0.045 0.058
20 反式-2-己烯醛 1238 0.230 0.261
21 2-戊基呋喃 1251 0.040 0.037
22 顺乙位罗勒烯 1254 0.013 ND
23 顺-4-庚烯醛 1262 ND 0.024
24 1-戊醇 1266 0.302 0.593
25 3-辛酮 1273 0.006 ND
26 2-甲基吡嗪 1283 0.015 0.019
27 面包酮 1284 0.025 0.030
28 邻伞花烃 1288 0.003 0.004
29 3-羟基-2-丁酮 1304 0.047 0.102
30 三甲基吡咯 1313 0.004 0.006
31 1-羟基-2-丙酮 1320 0.045 0.069
32 乙酸叶醇酯 1335 0.083 0.056
33 2,5-二甲基吡嗪 1340 0.021 0.015
34 6-甲基-5-庚烯-2-酮 1359 1.491 1.575
35 己醇 1370 0.084 0.124
36 叶醇 1401 0.499 0.823
37 二甲基三硫醚 1402 0.005 ND
38 2-乙基-5-甲基吡嗪 1409 ND 0.006
39 壬醛 1414 0.167 0.123
40 异弗儿酮 1423 0.092 0.105
41 3-辛烯-2-酮 1428 0.043 0.048
42 2-甲基-3(2H)-呋喃酮 1430 0.319 0.401
43 反-2-辛烯醛 1451 0.114 0.107
44 顺式氧化芳樟醇 1462 0.844 0.405
45 2-乙基-3,6-二甲基吡嗪 1465 0.005 ND
46 1-辛烯-3-醇 1469 0.121 0.142
47 乙酸薄荷酯 1469 0.034 ND
48 庚醇 1473 0.132 0.133
49 乙酸 1475 0.075 0.107
50 丁酸叶醇酯 1481 0.195 0.164
51 糠醛 1488 0.073 0.122
52 反式氧化芳樟醇 1490 0.554 0.559
53 异戊酸叶醇酯 1493 0.066 0.053
54 1,5-辛二烯-3-醇 1503 0.034 0.042
55 2-乙基己醇 1506 0.015 0.016
56 反,反-2,4-庚二烯醛 1517 0.558 0.542
57 茶(香)螺烷 1524 0.006 ND
58 2-乙酰基呋喃 1530 0.048 0.055
59 反,反-3,5-辛二烯-2-酮 1543 0.651 ND
60 苯甲醛 1551 1.020 1.220
61 丙酸 1561 0.002 0.043
62 芳樟醇 1567 4.090 3.879
63 1-辛醇 1576 0.442 0.426
64 反,反-3,5-辛二烯-2-酮 1594 ND 0.221
65 5-甲基糠醛 1599 0.031 0.013
66 反,反-2,6-壬二烯醛 1611 0.011 ND
67 6-甲基-3,5--庚二烯-2-酮 1617 0.360 0.276
68 脱氢芳樟醇 1628 0.514 ND
69 1-乙基-吡咯-2-甲醛- 1638 0.116 0.116
70 对甲基苯甲醛 1654 0.052 0.053
71 癸酸乙酯 1660 0.021 ND
72 丁内酯 1661 0.159 0.148
73 反-2-癸烯醛 1669 0.157 0.120
74 苯乙醛 1675 1.438 0.512
75 藏红花醛 1675 0.356 ND
76 己酸叶醇酯 1679 0.671 0.538
77 苯乙酮 1681 0.214 0.205
78 糠醇 1683 0.214 0.311
79 2-甲基丁酸 1693 0.089 0.104
80 甲位松油醇 1721 0.266 0.180
81 茶香酮(氧代异佛尔酮) 1723 0.070 0.062
82 丙位己内酯 1738 2.977 2.043
83 叶醇酸叶醇酯 1746 0.152 0.108
84 戊酸 1761 0.708 0.690
85 顺,顺-3,6-甲位金合欢烯 1772 0.236 0.141
86 氧化芳樟醇(吡喃型) 1785 0.726 1.434
87 丁位杜松烯 1787 ND 0.021
88 水杨酸甲酯 1811 0.415 0.285
89 橙花醇 1823 0.082 0.069
90 反,反-2,4-癸二烯醛 1843 0.182 ND
91 乙酸苯乙酯 1847 0.042 0.044
92 乙位突厥烯酮 1855 0.021 0.017
93 己酸 1869 5.517 4.650
94 香叶基丙酮(大马丙酮) 1883 0.741 0.596
95 甲位紫罗兰酮 1887 0.259 0.199
96 苯甲醇 1906 1.727 1.832
97 异丁酸苯乙酯 1913 0.074 0.075
98 苯乙醇 1945 9.649 8.619
99 丙位-辛内酯 1959 0.242 0.190
100 7-羟基脱氢芳樟醇 1964 3.419 2.108
101 苯甲腈 1969 6.768 6.091
102 β-紫罗兰酮 1976 3.293 1.929
103 反-3-己烯酸 1980 5.093 5.334
104 顺式茉莉酮 1982 1.378 2.236
105 反式-2-己烯酸 1992 0.384 0.356
106 丁酸苯乙酯 1999 0.345 ND
107 麦芽酚 1999 0.585 0.538
108 2-乙酰基吡咯 2006 1.096 1.011
109 2-甲基丁酸苯乙酯 2007 0.471 0.350
110 丁位辛内酯 2014 0.243 0.177
111 5,6-环氧紫罗兰酮 2032 1.979 1.303
112 橙花叔醇 2071 14.131 12.558
113 丙位-壬内酯 2074 0.225 0.163
114 辛酸 2084 1.283 1.079
115 反式桂酸乙酯 2171 0.293 0.226
116 壬酸 2190 1.294 0.965
117 4-乙烯基愈创木酚 2234 0.116 0.112
118 丁位-癸内酯 2244 3.389 2.576
119 十六酸甲酯 2251 0.646 0.489
120 甲位杜松醇 2271 ND 0.104
121 邻氨基苯甲酸甲酯 2284 0.115 0.109
122 2,4-二叔丁基苯酚 2337 0.059 0.038
123 茉莉酮酸甲酯 2382 3.294 2.271
124 反式异丁香酚 2391 0.120 0.063
125 二氢弥猴桃内酯 2416 1.403 1.532
126 4-乙烯基苯酚 2429 1.425 0.992
127 茉莉酮酸甲酯 2446 0.117 0.062
128 十八碳酸甲酯 2456 0.126 0.089
129 苯甲酸 2471 0.029 0.033
130 吲哚 2502 12.049 6.791
131 香豆素 2519 0.409 0.300
132 邻苯二甲酸二异丁酯 2577 0.279 0.354
133 苯乙酸 2595 0.040 0.023
134 异植醇 2638 4.389 3.369
135 苯甲酸苄酯 2679 0.177 0.105
136 柳酸苄酯 2831 0.059 0.033
香气总量 117.699 98.498
ND：未检出。

Claims (4)

1.一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法，其特征在于包括如下步骤：
1）一个蒸馏粗提的步骤，称取铁观音乌龙茶，加入到一个样品容器中，另外量取纯净水，加入到一个蒸馏器中，所述的铁观音乌龙茶和纯净水的质量比为1:10~30，加热使水沸腾，将水蒸汽通过茶叶，茶叶的香气成分随水蒸汽馏出，进入冷凝器冷凝，蒸馏过程持续30min~50min，收集馏出液；
2）一个采用复合溶剂萃取的步骤，向馏出液中加入二氯甲烷和石油醚混合液，连续萃取3~5次，将有机相在3500~4500r/min条件下离心10~20分钟，取上层有机相，除去有机相中的水分，再采用滤膜过滤；
3）一个采用刺型分馏装置浓缩的步骤，将步骤（2）滤膜过滤后获得的混合溶液装入刺型分馏装置中，放置于45~55℃的恒温水浴锅中进行刺型分馏浓缩，然后取出分馏后的混合溶液，采用氮吹仪浓缩，获得浓缩的铁观音乌龙茶香气成分。
2.根据权利要求1所述的一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法，其特征在于：所述的二氯甲烷和石油醚混合液中，二氯甲烷和石油醚的体积比为1:1~3:1。
3.根据权利要求1所述的一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法，其特征在于：所述的滤膜的孔径为0.22μm。
4.根据权利要求1所述的一种铁观音乌龙茶香气成分的浓缩方法，其特征在于：在有机相中加入无水硫酸钠除去水分。
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