弓 威，顾丰颖，贺 凡，王 锋*
（中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工综合重点实验室，北京 100193）
摘 要：采用一定加工工艺制作山楂茶，测定其营养功能成分含量，并采用顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术检测香气成分，探讨其加工适宜性。结果表明：经传统绿茶加工工艺后，山楂茶保持较高黄酮含量（24.3 mg/g）及多酚含量（15.4 mg/g），与山楂鲜叶相比下降不明显，能够有效保留活性成分；山楂茶氨基酸总量为121.16 mg/g，经加工后比原叶提高33.08%，营养价值提高；香气成分分析表明山楂茶中共检测出43 种香气物质，其中含量较高的成分为紫罗酮、丁香酚、苯乙醛、香叶基丙酮、芳樟醇、叶绿醇、壬醛等，这些成分均为绿茶特征香气成分，形成山楂茶独特的风味。该实验结果为山楂茶的加工适宜性提供一定的数据支撑。
关键词：山楂茶；顶空固相微萃取；功能成分；氨基酸；香气成分
山楂（Crataegus pinnatifida Bge.）在我国有悠久的栽培历史，山楂果及叶是传统的中药材，有活血化瘀、理气通脉的功效。近代研究 [1-2]表明，山楂叶中含有丰富的营养功能成分如黄酮类、三萜类、维生素、氨基酸等，其中有些成分含量甚至高于山楂果。医学研究 [3]发现，山楂叶具有预防心血管疾病、降糖降脂、延缓衰老、抗菌等功效。每年我国山楂叶产量巨大，资源丰富，然而我国山楂叶加工产品种类较少，目前市场上只有山楂叶与其他中草药复配的袋泡茶，口味比较单一，不能满足大众需求，山楂叶的开发远赶不上山楂果的开发利用，这在一定程度上造成资源的浪费，因此新型山楂叶茶的开发是挖掘山楂叶价值、解决资源浪费的有效途径，并且能够满足人们对保健茶叶日益增长的需求 [4-5]。
本实验以10月份落果后的山楂叶为原料，按照传统绿茶加工技术制作山楂茶，通过分析主要营养功能成分及香气成分的变化，探明山楂叶加工绿茶的适宜性，旨在开发满足人们需求的茶产品，提高山楂叶利用价值，为今后山楂叶茶的进一步开发利用提供理论依据和技术参考。
1.1 材料与试剂
山楂鲜叶于2014年10月采自中国科学院植物研究所，经绿茶加工工艺：叶片选择→清洗→萎凋→杀青→冷却→揉捻→干燥，加工后制成山楂茶。
芦丁标准品、没食子酸标准品 阿拉丁试剂（上海）有限公司；无水乙醇、甲醇、福林酚、碳酸钠、亚硝酸钠、氯化铝、氢氧化钠、盐酸 国药集团化学试剂有限公司；以上化学试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
6CST-50型滚筒连续杀青机、CR-65型揉捻机浙江绿峰茶机有限公司；Spectra Max 190酶标仪美国Molecular Devices公司；QP2010气相色谱-质谱联用仪 日本Shimadzu公司；手动固相微萃取进样手柄、75 μm聚二甲基硅氧烷/二乙基苯（polydimethylsiloxane/ divinylbenzene，PDMS/DVB）固相微萃取头 美国Supelco公司；L-8900全自动氨基酸分析仪 日本日立公司；KQ-600DV数控超声清洗器 昆山市超声仪器有限公司；RE-2000E旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 山楂茶加工工艺
鲜叶采摘后清洗，自然萎凋3 h，摊放厚度约为2～3 cm，每1 h翻动1 次；杀青采用滚筒杀青的方式，杀青温度为220 ℃，每次投叶量约为1～2 kg，调整杀青机倾斜角度，使叶子在滚筒中的杀青时间约为3～4 min，杀青后叶子颜色呈现微红色；揉捻主要以轻压为主，根据叶子形态不断调整压力，揉捻时间为30 min，使叶子形成紧实的条索状；采用烘干方式干燥茶样，每隔一定时间测定水分含量，使水分含量降至质量分数7%～12%。
1.3.2 总黄酮含量测定
根据Herald等 [6]方法改进，采用倍比稀释法配制质量浓度为0.25、0.125、0.062 5、0.031 25 mg/mL的芦丁标准液。分别取50 μL芦丁标准溶液及茶样溶液于96 孔酶标板中，加入0.5 mol/L NaNO 2溶液20 μL，静置5 min；加入0.3 mol/L AlCl 3溶液20 μL，静置6 min；最后加入0.5 mol/L NaOH溶液200 μL，在酶标仪中振荡30 s，以试剂空白作对照，于波长510 nm处测定吸光度，根据标准曲线计算山楂茶总黄酮含量。以芦丁质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得到芦丁质量浓度ρ 1（mg/mL）与吸光度A之间的回归方程为A=1.539 9ρ 1＋0.006 2（R 2=0.999 8）。
1.3.3 多酚含量测定
根据Singleton等 [7]方法改进，采用倍比稀释法配制质量浓度为200、100、50、25、12.5 μg/mL的没食子酸标准溶液，分别取25 μL没食子酸标准液及茶样溶液于96孔板中，加入125 μL体积分数10%福林酚试剂，混匀后静置8 min，加入125 μL质量分数7.5% Na 2CO 3溶液，密封静置30 min，于波长765 nm处测定吸光度，根据标准曲线计算山楂茶多酚含量。没食子酸质量浓度ρ 2（μg/mL）与吸光度A之间的回归方程为A=6.376 4ρ 2－0.007 9（R 2=0.999 9）。
1.3.4 游离氨基酸含量测定
山楂茶干燥至恒质量，称取适量茶样于5 mL沸水中浸泡，浸泡一段时间后，将茶溶液置于水解管中，加入10 mL 6 mol/L盐酸溶液，经氮吹除氧封口，于110 ℃恒温箱内水解24 h，冷却至室温，过滤，滤液定容至50 mL。吸取1 mL定容液，氮气吹干，取1 mL 0.02 mol/L盐酸溶液复溶，样液用氨基酸自动分析仪测定氨基酸种类及含量。计算公式如下：
式中：C为氨基酸物质的量/nmol；M为氨基酸相对分子质量；N为稀释倍数；m为样品干质量/g。
1.3.5 香气成分测定
称取粉碎的茶样2.0 g于顶空瓶中，加入5 mL沸水浸泡，立即密封顶空瓶。样品60 ℃条件下平衡30 min，插入75 μm PDMS/DVB固相微萃取头吸附30 min，最后将萃取头置于250 ℃进样口解吸5 min。
色谱条件：DB-5石英毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度250 ℃，载气为高纯氦气，流速1 mL/min；升温程序：初始温度40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min升至160 ℃，保持1 min，再以10 ℃/min升至240 ℃，保持1 min，不分流进样。
质谱条件：电子电离源；电子能力70 eV；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；转接口温度280 ℃；质量扫描范围35～500 u。
由气相色谱-质谱分析得到的质谱数据经计算机在NIST.11标准谱库进行检索，根据质谱匹配度进行核对，然后再从特征离子、相对丰度等方面进行综合比较，确定其化学成分，同时采用峰面积归一化法进行定量，得到各组分的相对含量。
2.1 山楂茶功能成分分析
山楂叶含有丰富的黄酮类化合物，且含量较高，该成分是山楂叶主要功能物质，具有预防心血管疾病、降糖降脂、抑菌等功效，目前从山楂叶中已发现60余种黄酮类成分，主要苷元包括芹菜素类、木犀草素、山奈酚、槲皮素、双氢黄酮苷类等 [1]；山楂叶中同时含有多酚类化合物，如绿原酸、咖啡酸等，但含量相对较少 [5]。山楂茶黄酮及多酚含量如图1所示，山楂叶中总黄酮含量为27.68 mg/g，经过加工后，山楂茶黄酮含量为24.3 mg/g，降低12.2%；山楂叶多酚含量为17.97 mg/g，山楂茶多酚含量为15.4 mg/g，降低14.3%。经过绿茶工艺加工后，多酚、黄酮含量均有不同程度的下降，推测分析，与萎凋过程中山楂叶中多酚氧化酶的作用有关；而下一道杀青工序温度高，使氧化酶迅速钝化失活，从而阻止多酚类化合物的进一步氧化分解 [8-10]。山楂茶与市售龙井茶相比，黄酮含量明显高于龙井茶（18.42 mg/g），而多酚含量远低于龙井茶（265.52 mg/g），可能由于山楂叶与茶树叶种属之间的不同，两类物质含量存在差异，并非加工工艺所致。由此可得，山楂茶中含有一定的活性物质，具备一定的保健功能活性。
图1 山楂茶多酚及黄酮含量
Fig.1 The contents of fl avonoids and polyphenols in hawthorn tea and green tea
2.2 山楂茶游离氨基酸分析
表1 山楂茶游离氨基酸组成
Table1 Contents of free amino acids in hawthorn tea and leaves mg/g
氨基酸样品氨基酸样品山楂茶山楂叶山楂茶山楂叶天冬氨酸12.6639.695异亮氨酸5.5363.941苏氨酸6.4364.629亮氨酸11.5368.036丝氨酸6.3104.647酪氨酸2.9362.507谷氨酸18.18416.071苯丙氨酸7.1665.028甘氨酸7.0445.375赖氨酸9.3196.768丙氨酸7.7965.594组氨酸2.8342.052胱氨酸0.2790.342精氨酸7.6664.844缬氨酸7.3005.193脯氨酸7.6245.531蛋氨酸0.5260.783总量121.1691.039
游离氨基酸是构成茶叶品质，影响茶汤滋味的重要因子，与茶汤鲜爽度密切相关，是评价茶叶品质的重要指标。山楂茶氨基酸含量见表1。山楂叶及山楂茶中均含有17 种氨基酸，山楂叶氨基酸总量为91.039 mg/g，山楂茶氨基酸总量为121.16 mg/g，经过绿茶加工工艺后，每种氨基酸含量均有所增加，氨基酸总量比原叶增加33.08%。在绿茶萎凋过程中蛋白质及肽类在蛋白酶类作用下水解为游离氨基酸；杀青前期，温度未能使蛋白酶类变性，游离氨基酸含量继续增加；揉捻挤压使细胞壁通透性增大，游离氨基酸自由穿过细胞壁，使茶汤中氨基酸含量增加；而在干燥过程中，虽然氨基酸会转化为香气成分，氨基酸含量有所下降，但总体而言游离氨基酸总量增加 [11-13]。由此可得，山楂叶加工绿茶后，氨基酸含量显著增加，提高了山楂叶的营养价值。
2.3 山楂茶香气成分分析
茶叶香气成分是茶叶中具有挥发性物质的总称，是影响茶叶质最重要的因素之一，感官评审中，香气对茶叶感官评价的总体贡献率达25%～35%。近代研究 [14]表明，茶叶芳香物质已经鉴定出300多种，主要分为醛类、醇类、酮类、酯类、吡啶类等15 类。茶鲜叶含有的香气成分较少，茶叶香气主要形成于后期加工过程，到目前为止，专家学者提出4 种茶叶香气形成机理，包括类胡萝卜素降解机理、脂肪酸氧化降解机理、氨基酸转化机理及糖苷化合物水解机理。不同种类的茶鲜叶在这几种机理的作用下发生一系列复杂的生物化学反应，转化为多种多样的香气成分，从而构成茶叶独特的风味。醇类、酮类、醛类及酯类化合物具有特殊香气如清香、花果香，是构成绿茶香气的主体成分。山楂叶及山楂茶香气成分分析如表2所示。山楂鲜叶共检测出香气物质35 种，其中烃类占65.91%、醇类占14.35%、酮类占9.06%、醛类占2.27%、酯类占0.6%；山楂茶香气成分共43 种，各种成分相对含量分布比较均匀，其中包括烃类（26.4%）、酮类（16.96%）、酯类（15.93%）、醇类（13.61%）、醛类（8.4%）及酚类（8.13%）。
表2 山楂茶主要香气成分相对含量
Table2 Main aroma components of hawthorn tea and leaves
保留时间/min 度/%化合物名称相对含量/%山楂叶山楂茶相似8.83091十二烷21.082.31 12.53097苯乙醛—4.00 13.300892-丁基辛醇0.61—13.74894植烷2.401.24 14.792953,7-二甲基-3-辛醇8.27—14.88296壬醛—2.98 15.10198苯乙醇—2.15 15.13196十四烷13.008.73 16.78183乙酸1.05—17.893922,4-庚二烯醛0.53—18.05796水杨酸甲酯—1.46 18.068892-乙基己醇1.65—18.14491己基癸醇0.732.43 18.20292α-松油醇—0.35 18.61995癸醛—0.97 18.750813,5-辛二烯-2-酮1.84—19.634902-辛基十二醇0.89—19.686942-甲基丁酸己酯—3.27 19.78592芳樟醇0.413.30 19.83780四氢薰衣草醇0.35—20.276902-甲基二十六烷2.80—20.50189己酸0.55—
续表2
注：—.未检出。
保留时间/min 度/%化合物名称相对含量/%山楂叶山楂茶相似21.72289β-环柠檬醛1.020.45 21.917902,6,10,14-四甲基十五烷3.011.59 22.666922-甲基-2-丁烯酸叶醇酯—2.86 22.87992正二十烷1.830.70 23.63697丁香酚—7.34 23.710933,7,11-三甲基-1-十二烷醇—1.63 24.38588环十五酰0.72—24.493892,6,10-三甲基十二烷—1.41 24.77593己酸己酯—0.24 24.96594萘0.63—25.20698甲基丁香酚—0.79 25.94894α-紫罗酮—4.65 26.76096香叶基丙酮—4.44 26.85089十三烷—0.72 26.90296二十一烷20.504.00 27.0349110-甲基十九烷—0.68 27.138942-十三烷酮0.30—27.33293正十七烷—2.42 27.547882-环己烯酮6.172.61 27.823914-[2,2,6-三甲基-7-氧杂二环[4.1.0]庚-1-基]-3-丁烯-2-酮—1.02 27.976972-甲基萘0.69—28.25694己酸0.89—28.55891α-法尼烯—1.81 28.89577对氯苄醇0.88—29.18488二氢猕猴桃内酯—1.39 29.907922-十四酮0.19 30.44197β-紫罗兰酮0.233.92 30.53896苯甲酸叶醇酯—1.91 30.77396苯甲酸正己酯1.72 30.826962,6-二甲基萘0.26—31.028912-甲基-1-（1,1-二甲基乙基）-2-甲基-1,3丙酯—1.69 31.366951-十三醇0.27—31.757931,3-二甲基萘0.40—32.554912-十五烷酮0.330.32 32.78692正十八烷—0.79 34.80890柏木烯醇0.29—35.03491山嵛酸—2.88 35.83295肉豆蔻酸—0.59 35.96878对乙氧基苯甲酸乙酯0.33—37.485882-（4-氯苯甲酰）苯甲酸0.91—38.024946,10,14-三甲基-2-十五烷酮—4.63 40.95793抗坏血酸二棕榈酸酯—0.57 44.09296邻苯二甲酸二异丁酯0.270.82 44.68997叶绿醇—3.75
与山楂叶相比，山楂茶中烃类化合物相对含量下降59.9%，烃类化合物具有浓厚的青草气味，山楂叶在加工过程中，烃类物质发生氧化缩合等一系列反应生成醛、酮、醇等化合物，烃类化合物减少，芳香类香气成分增加，有助于提升山楂茶品质。山楂鲜叶和山楂茶醇类化合物相对含量分别为14.35%、13.61%，醇类相对含量无明显变化，山楂鲜叶中3,7-二甲基-3-辛醇相对含量最高，而山楂茶中相对含量较高的有玫瑰花香气的苯乙醇（2.15%）、清香气味的叶绿醇（3.75%）、玉兰花香气的芳樟醇（3.30%）及己基癸醇（2.43%）等。这些醇类是绿茶重要的芳香物质，在龙井、碧螺春等名优绿茶中含量均较高 [15-16]。酮类化合物在山楂鲜叶和山楂茶中的相对含量分别为9.06%、16.96%，经过加工后酮类相对含量提高87.2%，其中紫罗酮相对含量最高，由0.23%上升到8.57%，紫罗酮由β-胡萝卜素降解产生，具有紫罗兰花香，是绿茶香气的主要成分；香叶基丙酮相对含量为4.44%，该成分具有特殊花香，能够使香气更加圆润，因此形成山楂茶特有的香气 [17-20]。山楂茶中酯类化合物相对含量占15.93%，其相对含量比山楂鲜叶提高26 倍之多（0.6%），其中猕猴桃内酯、苯甲酸酯等具有鲜叶草香味，对茶香贡献较大。山楂茶中醛类物质相对含量为8.4%，比原叶相对含量大大提高，其中苯乙醛（4.00%）、壬醛（2.98%）、癸醛（0.97%）及β-环柠檬醛（0.45%）均具有特殊香气，是绿茶典型的香气成分，在西湖龙井、黄山毛峰、信阳毛尖中均被检出，且含量较高 [11]。此外山楂茶酚类化合物中丁香酚相对含量高达7.34%，该成分具有强烈的丁香气味，是构成山茶花茶特有香气的重要物质 [21]。综上，山楂茶具有绿茶特征香气成分。
山楂叶按照一定工艺加工为绿茶后，黄酮及多酚含量下降不明显，能够较好保持功能成分；经加工后山楂茶各种氨基酸含量均有所提升，总含量为121.16 mg/g，比原叶提高33.08%，高含量的氨基酸能够保证茶汤独特的滋味，营养价值有所提高。山楂茶香气成分中酮类占16.96%、酯类占15.93%、醇类占13.61%、醛类占8.4%、酚类占8.13%，其中相对含量较高的成分为紫罗酮（8.57%）、丁香酚（7.34%）、香叶基丙酮（4.44%）、苯乙醛（4.00%）、芳樟醇（3.30%）、叶绿醇（3.75%）、壬醛（2.98%）等，这些成分均为绿茶特征香气物质，对山楂茶独特风味的形成具有重要作用。综上表明山楂叶可以作为加工原料应用于新型茶饮品的开发，这对提高山楂叶利用价值，延伸山楂叶加工产业链，满足人们对茶产品日益增长的需求具有重要的经济价值和社会意义。
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Analysis of Characteristic Components from Hawthorn Tea
GONG Wei, GU Fengying, HE Fan, WANG Feng*
(Comprehensive Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)
Abstract：This study aimed to discuss the processing suitability of hawthorn tea. The contents of nutritional and functional components of hawthorn tea were determined and its aroma components were detected by headspace-solid phase microextraction combined with gas chromatography-tandem mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS). The results showed that hawthorn tea had high contents of fl avonoid (24.3 mg/g) and polyphenol (15.4 mg/g). Compared with fresh hawthorn leaves, the changes in fl avonoid and polyphenol contents of hawthorn tea, produced using the same procedure as for green tea, were not signifi cant. Amino acid analysis showed that total amino acid content of hawthorn tea was 121.16 mg/g, which was 33.08% higher than that of hawthorn leaves. Analysis of aroma components showed that hawthorn tea contained 43 volatile components and ionone, eugenol, hyacinthin, geranyl acetone, linalool, phytol, nonanal and so on, the characteristic aroma substances of green tea, also primarily contributed to the unique fl avor of hawthorn tea. These results can provide data support for the processing suitability of hawthorn tea.
Key words：hawthorn tea; headspace-solid phase microextration; functional components; amino acid; aroma components
中图分类号：TS272
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2015）20-0115-05
doi：10.7506/spkx1002-6630-201520021
收稿日期：2015-04-01
基金项目：公益性行业（农业）科研专项；大宗水果加工副产物与残次果综合利用技术研究与示范项目（201303076）
作者简介：弓威（1989—），男，硕士研究生，研究方向为农产品副产物综合利用。E-mail：gzy2007n@126.com
*通信作者：王锋（1974—），男，副研究员，博士，研究方向为农产品副产物综合利用。E-mail：fengwang88@sohu.com