香氣的分析測定一直是茶葉科研領域的一個重要課題,國內外的茶葉工作者對其進行了大量的研究。迄今為止,己從各種茶葉中分離出700多種香氣物質to,包括醇、醛、酮、醋、酸、氮等十余大類化合物。對香氣的研究第一步就是對其進行提取分離,它直接關系到對香氣的定性定量分析結果。茶葉中的香氣物質含量低微、組分復雜、易揮發、不穩定,在提取過程中由于受外界條件的影響,很容易發生氧化、縮合、聚合、基團轉移等復雜的化學反應,使提取的香精油不能很好的反映茶葉本身的香氣特征,從而不能正確判斷茶葉的品質。所以,以往的學者們對香氣的提取分離方法進行了諸多的研究,主要有常壓水蒸氣蒸餾并同時萃取法(SDE).減壓蒸餾萃取法(VDE)、頂空吸附法((HAS)、超臨界二氧化碳萃取法、減壓水蒸氣蒸餾法(SDRP)、過柱吸附法(TLA).等。
1,常壓水蒸氣蒸餾并同時萃取法(SDE)
常壓水蒸氣蒸餾并同時萃取法‘SimultaneousDistillation and solvent Extration簡稱SDE)是由Likens和Nickerson于1964年設計成功并廣泛應用于香氣全組分分析的一種方法。該方法將蒸餾與萃取合二為一,操作簡便,且香氣物質的提取率和回收率都較高(R]。在利用SDE法提取香精油的過程中,在加熱的條件下揮發性香氣物質隨著水蒸汽與萃取劑(乙醚)蒸氣在密閉裝置的頂部混合并進行萃取,然后冷凝回流,這樣反復進行可以把10-9濃度級別的揮發性物質從脂質或水介質中濃縮數千倍,也可以在10“濃度范圍內對大多數有機物進行定量提取,所以利用少量的樣品和萃取劑就可以對其進行色譜分析。但是SDE的整個過程是在高溫密閉的環境條件下進行,次生反應劇烈,人工效應產物多,如茶葉中一些非揮發性的糖貳類化合物因受熱氧化降解產生一些如芳樟醇、香葉醇等有別于原料的香氣物質:一些熱敏感性的香氣成分會受熱分解,結構發生變化不飽和的脂肪酸也會因受熱降解生成一些脂肪醛和醇等。所以,利用SDE法提取的茶葉香精油,在一定程度上不能完全反應原料的香氣特征。李擁軍等『3]研究表明利用15SDE法提取得茶葉香精油具有焦糊味,與原樣品的香氣特征有較大差異。陳悅嬌等[2)也得到相同的結果。MitsuyaShimoda[41認為SDE法提取的香氣具有水悶味,并帶有木質收斂性和刺激性。張正竹等[s]利用SDE法對茶葉香精油進行萃取并分析其效率,結果表明SDE法不僅效率低,而且不能成比例地萃取出香氣物質,不能用來進行定量分析。但對一些熱穩性的揮發性香氣物質的分析,SDE法還是能發揮它的積極作用。陳美霞等161利用SDE法對杏中的香氣成分進行提取,結果得到74種香氣成分(對照只有32種),并且能較好的反應杏子的香氣成分。在香煙香氣成分提取上"", SDE法的提取效率高,且重現性也好。所以,在香氣物質提取分離的問題上,要根據不同的提取對象選擇不同的提取方法。
2減壓蒸餾萃取法(VDE)
減壓蒸餾萃取法是一種常用的香氣提取分離方法。它將樣品和蒸餾水置于與旋轉蒸發儀連接的燒瓶中,用電熱套加熱至微沸之后撤掉電熱套,然后將燒瓶保持在50℃水浴中進行減壓蒸餾收集冷凝液,再利用重蒸乙醚進行萃取。此方法的整個過程都是在較低的溫度下進行,從而避免了高溫對茶葉香氣物質的影響,提取的香精油能較好的反應原料的香氣特征,是一種較好的香氣分析方法。朱旗等(B]利用不同的提取方法(SDE法、HAS法、VDE法)對綠茶的香氣進行提取,結果表明VDE法對香氣的提取率和回收率都較低,但它提取的香精油能較好的反映茶葉的香氣特征。對速溶綠茶香氣成分提取分析也得到相同的結果(e3。對不同方法提取香氣物質之后的茶湯進行感官和理化檢驗,都表明VDE法對茶葉的作用和影響都最小,能較好的反映茶葉的沖泡過程。VDE法對醛類和酸類有較高的萃取比例,但對酷類香氣的捕集十分低,對分析過程中加入的標準樣葵酸乙醋也不能檢測到對其的回收率也只有3. 77%"''''''''。利用VDE法進行香氣物質的提取時需要大量的試樣和試劑,而且它的樣品處理周期長現在逐漸被其他方法所代替。
3頂空分析法(HAS)
1972年TenninA”等首次報道了頂空氣體捕集分析方法(Headspace Ana辦"sis),它是對液體或固體物質上方揮發性成分直接取樣并聯用氣相色譜分析的一種技術,分為靜態頂空分析法和動態頂空分析法。靜態頂空分析法是直接吸取樣品上方的氣體注入氣相色譜儀進行分析的方法,它能很好的反應原料的香氣特征。朱國斌等[to]研究證明靜態頂空吸附法分析的香氣成分最接近人體嗅覺所感覺到的氣味。它操作簡單,不需要繁瑣冗長的預處理,還能減少水、高沸點或非揮發性物質引起的超載或污染,但該法捕集到的茶葉香氣絕對量少,從而限制了茶葉中微量成分的檢驗。
動態頂空分析法能夠彌補其不足,它先利用多孔高聚物吸附樹脂對香氣物質進行吸附濃縮,然后加熱或利用溶液洗脫吸附質,再進氣相色譜分析。動態頂空分析法的吸附樹脂的選擇很重要。目前應用最多的有GDX-104. GDX-502,PorapakQ樹脂、XAD-2樹脂等。但朱旗等[it]在研究不同吸附劑對綠茶香氣提取的影響時得出GDX-104, GDX-502,PorapakQ樹脂由于材料問題,在提取香氣的過程中能產生一些有別于茶葉香氣的物質,GC分析后出現一些雜質峰,對香氣的分析干擾很大,XAD-2樹脂的分析較為理想。動態頂空分析法為了使香氣分子盡可能多的富集到吸附樹脂上,需在整個提取過程中不斷通入空氣,即在開放的環境下對茶湯頂空的香氣進行吸附,這樣對香氣的組分和性質的影響較小,使分析結果比較接近茶葉本身的香氣.朱旗等【121對HAS法和SDE法提取綠茶的香精油進行了比較,認為HA法提取的香精油具有綠茶的板栗香,在感官上能較好的反映綠茶香氣的特征。但是,在吸入空氣的同時也帶來了其他方面的負作用,如空氣的進入加速了一些香氣分子的氧化。還有資料表明[u''''''''1HAS法由于有空氣的進入,對提取香氣后的茶湯的可溶性糖和游離氨基酸有較大的影響,從而證明對香氣物質也有一定影響。由此可見,雖然HAS法在一定程度上能較好的反映出茶香,但對茶葉香氣的影響還是顯而易見的
4超臨界二氧化碳萃取法(SFE)
超臨界二氧化碳萃取法是利用CO:處于固、液、氣三相平衡一超臨界狀態時,具有很強的提取自然產物的能力,此種能力取決于壓縮C02的壓力和溫度。在C02處于超臨界的狀態下,將其與待分離的物質接觸,有選擇性地把極性大小沸點高低和分子量大小的成分依次萃取出來。在萃取過程中可以通過控制壓力來獲取待分離物中的不同組分,然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體,被萃取物質則完全或基本析出,然后再進行其他的分析。
早在1975年就有人把超臨界C02法應用于茶葉香氣成分的提取〔141。因為C02的臨界溫度為31 0C,超臨界C02萃取法可以在接近室溫的狀態下對茶葉的香氣物質進行提取,而且整個過程都是在CO:的籠罩下進行,能有效的防止熱敏性物質的氧化和降解,它萃取出來的香精油成分與原料中的幾乎完全相同。但它對設備的要求較高.超臨界超臨界CO:法現己廣泛應用于醫藥、食品、香料等工業中。此外,茶葉香氣的提取方法還有減壓水蒸氣蒸餾法(SDRP)、過柱吸附法(TLA)等。
茶葉香氣提取的方法各有利弊,每種方法的分析結果不能完全的重疊,而是由一定的互補性,如果要進行香氣的全組分分析,有時要幾種捕集方法同時進行。
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