花香綠茶飲料的生化成分變化及物性特征

馬夢(mèng)君，常 睿，羅理勇′2，曾 亮′2′*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.西南大學(xué)茶葉研究所，重慶 400715）

花香綠茶飲料的生化成分變化及物性特征

馬夢(mèng)君1，常 睿1，羅理勇1′2，曾 亮1′2′*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.西南大學(xué)茶葉研究所，重慶 400715）

研究以花香綠茶為原料的茶飲料在高溫滅菌前后及分別在37 ℃和4 ℃條件下貯藏7 d后，茶湯色差、透光率、粒徑、沉淀量和沉淀微觀結(jié)構(gòu)以及茶多酚、氨基酸、蛋白質(zhì)、黃酮、水溶性總糖、咖啡堿和兒茶素組分常規(guī)化學(xué)成分含量的變化規(guī)律。結(jié)果表明：1）4 ℃貯藏在一定程度上可有效緩解茶飲料色澤的劣變和保持較好的澄清度，37 ℃貯藏則加速湯色黃化和渾濁；2）不同的貯藏方式對(duì)生化成分含量的影響差異顯著，4 ℃貯藏能夠保持較高的生化成分含量，37 ℃貯藏易使品質(zhì)風(fēng)味顯著劣變，生化成分含量顯著減少；3）4 ℃貯藏生成的沉淀量要比37 ℃貯藏少，4 ℃貯藏生成的沉淀由許多小分子顆粒聚集而成，而37℃貯藏生成的沉淀則是由大塊的分子團(tuán)聚集而成。

花香綠茶；生化成分；物性特征；沉淀

近20 a來(lái)，茶飲料產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上獲得快速增長(zhǎng)，特別是日本和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的茶飲料已成為飲料市場(chǎng)的主角[1]。茶飲料以其天然、營(yíng)養(yǎng)、保健的特點(diǎn)備受世人青睞，成為最受歡迎的飲品之一。茶飲料含有豐富的茶多酚，其不僅是一種新型的天然抗氧化劑，還具有明顯的抗衰老、清除自由基、去脂減肥、降低血糖血脂和膽固醇、預(yù)防心血管疾病、抑制腫瘤細(xì)胞等生理功能[2-5]。

2011年中國(guó)茶飲料總產(chǎn)量超過(guò)1 400萬(wàn) t，產(chǎn)值超過(guò)500億 元[6]，成為國(guó)際上最大的茶飲料生產(chǎn)地區(qū)，其中綠茶飲料在中國(guó)茶飲料中所占的份額最大。然而飲料在加工及儲(chǔ)藏過(guò)程中，存在色澤穩(wěn)定性的保持、澄清或渾濁度穩(wěn)定性的保持、營(yíng)養(yǎng)和功能成分的損耗三大技術(shù)難題[7]，如何保證茶飲料的穩(wěn)定性、保留豐富的營(yíng)養(yǎng)和功能成分及延長(zhǎng)茶飲料的貨架期已成為一個(gè)突出的問(wèn)題。

冷后渾（又稱(chēng)茶乳酪）是指茶湯在冷卻后形成的渾濁現(xiàn)象。Roberts[8-9]于1962年率先開(kāi)展紅茶茶乳酪方面的研究，研究表明茶黃素、茶紅素及咖啡堿是紅茶茶湯沉淀的主要化學(xué)成分。梁月榮等[10]率先開(kāi)展了綠茶沉淀的相關(guān)研究，認(rèn)為在沒(méi)有茶黃素和茶紅素存在的情況下綠茶茶湯也會(huì)產(chǎn)生沉淀，之后研究[11]認(rèn)為咖啡堿、沒(méi)食子兒茶素（gallocatechin，GC）和表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（epigallocatechingallate，EGCG）是組成綠茶冷后渾最主要的化學(xué)成分。許勇泉等[12]在研究綠茶冷后渾特性時(shí)，通過(guò)逐步回歸分析發(fā)現(xiàn)，咖啡堿與酯型兒茶素是綠茶茶乳酪形成的關(guān)鍵化學(xué)成分。

花香型綠茶是近年來(lái)開(kāi)發(fā)出來(lái)的另一款極具特色的茶葉產(chǎn)品，但目前對(duì)花香綠茶飲料的品質(zhì)狀態(tài)以及制成茶飲料后品質(zhì)風(fēng)味的轉(zhuǎn)變規(guī)律尚無(wú)研究。本實(shí)驗(yàn)以花香型綠茶為原料，系統(tǒng)地研究了將其制成飲料后在不同貯藏條件下感官狀態(tài)、物化性質(zhì)及理化成分的變化規(guī)律，獲知冷后渾的發(fā)生與茶湯中各生化成分的關(guān)系，以期為花香綠茶飲料的制作改進(jìn)提供理論依據(jù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和前期研究技術(shù)，提出可行的品質(zhì)改進(jìn)方式。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

表沒(méi)食子兒茶素（（?）-epigallocatechin，EGC）、兒茶素（catechin，C）、EGCG、表兒茶素（L-epicatechin，EC）、沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（（?）-gallocatechingallate，GCG）、表兒茶素沒(méi)食子酸酯（（?）-epicatechingallate，ECG）、咖啡堿標(biāo)準(zhǔn)品 成都普瑞法科技開(kāi)發(fā)有限公司；甲醇、冰乙酸（均為色譜純） 重慶滴水實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；超純水 美國(guó)Millipore公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-20高效液相色譜、UV-2450紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 日本島津公司；PWC124分析天平 上海京工實(shí)業(yè)有限公司；TOMY ES-315高壓滅菌鍋 上海艾高德生物科技有限公司；ZEN3690 Zeta電位分析儀 英國(guó)Malvern公司；5810臺(tái)式高速離心機(jī) 德國(guó)Eppendorf公司；ALPHA1-4LSC真空冷凍干燥機(jī) 德國(guó)Christ公司；JSM-6510LV掃描電子顯微鏡 日本電子公司。

1.3 方法

1.3.1 茶飲料制備

花香綠茶自制：鮮葉→曬青→攤放→殺青→揉捻→干燥[13]。

茶飲料制備工藝：茶葉→浸提（茶水比1∶50（g/mL），溫度70 ℃，時(shí)間10 min）→粗濾（雙層濾布，300 目）→冷卻（用水冷卻至室溫）→精濾（10℃、4 000 r/min離心15 min）→分析茶湯理化成分→滅菌（100 ℃，10 min）→分析茶湯理化成分→灌裝，密封。

貯藏：4 ℃冰箱及37 ℃恒溫箱→7 d后取出→離心分離沉淀（50 mL離心管中保留30 mL， 8 000 r/min，4 ℃，離心30 min）→上清液（分析茶湯理化成分），底部沉淀（茶湯總沉淀）。以上每個(gè)處理制備的6 支離心管茶湯樣品，其中3 支離心管茶湯樣品離心后用于分析上清液茶湯理化成分和總沉淀量，3 支離心管茶湯樣品用于分析色差、透光率和粒徑。

1.3.2 物理性狀測(cè)定

色差測(cè)定：室溫條件下，用UltraScan PRO測(cè)色儀測(cè)定每個(gè)樣品顏色的L*、a*、b*值。其中L*代表明度；a*代表紅綠色程度，正值表示紅色程度，負(fù)值表示綠色程度；b*代表黃藍(lán)色度，正值表示黃色程度，負(fù)值表示藍(lán)色程度。

透光率測(cè)定：在640 nm波長(zhǎng)條件下，用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定透光率，超純水做空白[14-15]。

粒徑測(cè)定：室溫條件下，采用Zeta電位儀檢測(cè)不同質(zhì)量濃度溶液的粒徑。

沉淀量測(cè)定：室溫條件下，采用高速離心機(jī)離心茶飲料，棄掉上清液，冷凍干燥沉淀稱(chēng)其質(zhì)量[15]。

微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定：取冷凍干燥后的沉淀粉末，用雙面膠固定于金屬臺(tái)上，置于掃描電子顯微鏡內(nèi)，抽真空，并于10.0 kV的電場(chǎng)進(jìn)行掃描，觀察沉淀顆粒的微觀結(jié)構(gòu)[16]。

1.3.3 茶湯與上清液中理化成分分析

1.3.3.1 茶多酚、黃酮化合物和水溶性總糖含量測(cè)定

茶多酚含量測(cè)定采用酒石酸亞鐵比色法[17]；黃酮化合物總量測(cè)定采用三氯化鋁比色法[18]；水溶性總糖含量采用蒽酮比色法[18]。

1.3.3.2 茶湯游離氨基酸和蛋白質(zhì)含量測(cè)定

氨基酸含量測(cè)定采用茚三酮比色法[19]；蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用凱氏定氮法[20]。

1.3.3.3 咖啡堿和兒茶素單體含量測(cè)定

樣品用0.45 μm微孔濾膜過(guò)濾，濾液采用高效液相色譜檢測(cè)。

色譜柱：Hypersil BDS C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流速：0.9 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：278 nm；柱溫：35 ℃；進(jìn)樣量：10 μL；流動(dòng)相：A：2%冰乙酸，B：純甲醇，兒茶素采用梯度洗脫，梯度見(jiàn)表1。

表1 兒茶素各組分檢測(cè)梯度洗脫表Table1 Linear gradient elution for catechins components

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 花香綠茶飲料色差及澄清度變化分析

圖1 不同貯藏條件下溶液色差（A）、透光率（B）、粒徑（C）的變化Fig.1 Changes in color (A)′light transmittance (B and particle size (C of tea infusion under different conditions

從圖1A可以看出，花香綠茶飲料經(jīng)高溫滅菌后，色差a*值顯著上升，色差b*值顯著上升，色差L*值略有下降，但沒(méi)有達(dá)到顯著水平；經(jīng)37 ℃貯藏7 d后，色差a*值和b*值都有顯著上升，色差L*值顯著下降；4 ℃貯藏和37 ℃貯藏7 d后的色差L*、a*值變化趨勢(shì)一致，其中37 ℃貯藏的變化更顯著，一方面原因可能是高溫和潮濕條件下，酚類(lèi)化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑，很易氧化成為鄰醌，而鄰醌有非常強(qiáng)烈的親電子基團(tuán)，極易與親核基團(tuán)進(jìn)行許多不同的反應(yīng)，容易自動(dòng)氧化成各種有色物質(zhì)[21]；也可能是高溫對(duì)葉綠素等呈色物質(zhì)破壞性較強(qiáng)的緣故[22]。陸建良等[23]研究表明，綠茶感官湯色評(píng)分和總分與色度a*、b*值均呈極顯著負(fù)相關(guān)，即茶湯a*值和b*值越小，綠色程度越深，黃色程度越淺，其感官評(píng)分越高；同時(shí)湯色評(píng)分、總分與明度L*值呈顯著或極顯著正相關(guān)，即綠茶明度越高，其感官評(píng)分也高?？梢?jiàn)，為保持茶飲料良好的感官效果，4 ℃貯藏較37 ℃貯藏好。

茶飲料湯色澄清度從透光率和粒徑兩方面進(jìn)行分析。從圖1B、C可以看出，茶湯經(jīng)過(guò)高溫滅菌處理后短時(shí)間內(nèi)，透光率和粒徑?jīng)]有顯著性變化；經(jīng)37 ℃貯藏7 d后，透光率顯著降低，降低率達(dá)到了21%，粒徑顯著增大，增大了20%；經(jīng)4 ℃貯藏7 d后，透光率和粒徑的變化趨勢(shì)與37 ℃貯藏變化趨勢(shì)一致，但透光率和粒徑分別僅降低了13%和增加了10%?？梢?jiàn)從透光率和粒徑來(lái)看，低溫更適合貯藏茶飲料。

2.2 花香綠茶飲料常規(guī)化學(xué)成分含量變化分析

圖2 不同貯藏條件下溶液生化成分含量的變化Fig.2 Changes in contents of biochemical compositions of tea infusion under different conditions

生化成分是茶湯特異性感官風(fēng)味以及功能特性的物質(zhì)基礎(chǔ)，其保留與轉(zhuǎn)化對(duì)茶飲料品質(zhì)穩(wěn)定至關(guān)重要。從圖2可以看出，花香綠茶飲料經(jīng)高溫滅菌后，蛋白質(zhì)含量顯著下降，黃酮含量顯著上升，而茶多酚、氨基酸和總糖含量變化不顯著。4 ℃貯藏7 d后，茶多酚和黃酮化合物含量則沒(méi)有明顯變化；氨基酸、蛋白質(zhì)和水溶性總糖含量顯著減少，變化幅度明顯比37 ℃貯藏7 d小。

花香綠茶飲料經(jīng)37 ℃貯藏7 d后，茶多酚含量顯著下降，可能是多酚類(lèi)物質(zhì)之間或是與其他物質(zhì)發(fā)生積聚或轉(zhuǎn)化反應(yīng)，這與茶多酚是茶湯沉淀形成主要物質(zhì)的研究結(jié)論以及茶湯透光率降低、粒徑增大相對(duì)應(yīng)；水溶性總糖、蛋白質(zhì)及氨基酸含量也顯著下降；黃酮化合物含量顯著上升，這與許勇泉等[24]的研究類(lèi)似，可能與兒茶素等多酚類(lèi)物質(zhì)的氧化轉(zhuǎn)變有關(guān)，有待進(jìn)一步明確。

2.3 花香綠茶飲料兒茶素組分和咖啡堿含量變化分析

圖3 不同貯藏條件下溶液兒茶素和咖啡堿含量的變化Fig.3 Changes in contents of catechins and caffeine in tea infusion under different conditions

咖啡堿在滅菌處理過(guò)程中稍有下降但變化不太明顯（圖3），說(shuō)明咖啡堿比較穩(wěn)定，高溫滅菌處理過(guò)程對(duì)其影響相對(duì)較小。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，飲料中咖啡堿含量呈現(xiàn)逐漸穩(wěn)步降低趨勢(shì)，說(shuō)明咖啡堿是茶湯茶乳酪物質(zhì)的組成成分之一，這一結(jié)論也在本課題組已建立的茶多酚-咖啡堿互作模型對(duì)茶乳酪的影響實(shí)驗(yàn)中得到了證實(shí)。咖啡堿的變化趨勢(shì)與透光率的變化相似，這也間接證明了咖啡堿在貯藏過(guò)程中參與了茶湯沉淀的形成；并且37 ℃貯藏比4 ℃貯藏降低得更明顯。岳鵬翔[25]在研究咖啡堿對(duì)速溶茶濁度的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，咖啡堿含量與茶湯濁度呈顯著正相關(guān)，降低茶汁中咖啡堿的含量可以顯著降低茶湯中產(chǎn)生渾濁的幾率，但完全去除咖啡堿也不能徹底解決茶湯冷后渾問(wèn)題。由于咖啡堿在茶湯中是苦澀味的主要構(gòu)成成分之一，并且其含量對(duì)于茶湯澄清度會(huì)產(chǎn)生影響，由此選擇咖啡堿含量較低的原料對(duì)于獲得優(yōu)良的飲料風(fēng)味及品質(zhì)具有一定作用。

兒茶素是茶葉中的重要特征性成分，約占綠茶干質(zhì)量的8%～15%，其中最主要包括EGC、ECG、EGCG、EC、C、GCG，且兒茶素含量及其組分比例對(duì)茶葉感官品質(zhì)有顯著影響。Wang等[26]研究表明，綠茶飲料滅菌和貯藏過(guò)程中的感官品質(zhì)變化主要是由EGCG和EGC含量變化引起的。從圖3可以看出，EGCG含量在實(shí)驗(yàn)過(guò)程顯著減少；與此相反，GCG含量在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一直增加。ECG、EGC、EC、C等組分含量在整個(gè)過(guò)程中變化不明顯。兒茶素組分及咖啡堿含量的大幅度減少，特別是EGCG含量的大量減少，是綠茶沉淀大量產(chǎn)生的主要原因。

2.4 花香綠茶飲料茶乳酪分析

圖4 不同貯藏條件下沉淀量的變化Fig.4 Changes in content of tea cream in tea infusion under different conditions

圖5 4 ℃（A）和37 ℃（B）茶湯沉淀的掃描電鏡圖Fig.5 Scanning electron microscope of tea cream after storage at 4 ℃ (A and 37 ℃ (B)

花香綠茶制成茶飲料在4 ℃貯藏7 d后，沉淀量為0.184 mg/mL，而在37 ℃貯藏7 d后，沉淀量為0.243 mg/mL；37 ℃貯藏7 d產(chǎn)生的沉淀要比4 ℃貯藏多0.059 mg/mL，增加比率為32%（圖4）。冷后渾是經(jīng)沉積產(chǎn)生的可逆沉淀，結(jié)合已有研究[10-12]結(jié)果，可知茶多酚、水溶性總糖、蛋白質(zhì)、氨基酸和咖啡堿等化學(xué)成分易參與綠茶沉淀的形成。

從沉淀物的掃描電鏡圖來(lái)看，茶湯中的沉淀物呈松散的碎片狀聚集，規(guī)整性不強(qiáng)（圖5），是由沉淀中多種分子或分子團(tuán)聚集而成的不同形狀顆粒，體現(xiàn)了綠茶沉淀物的無(wú)定形微觀結(jié)構(gòu)。4 ℃貯藏7 d后的茶乳酪掃描電鏡圖（圖5A）與37 ℃貯藏7 d后（圖5B）的差異顯著；4 ℃貯藏7 d后的茶乳酪由許多小分子顆粒聚集而成，而37 ℃貯藏7 d后的茶乳酪則是由大塊的分子團(tuán)聚集而成，這可能是溫度不同導(dǎo)致。

3 討3 論

目前茶類(lèi)飲料制備生產(chǎn)中主要存在香低、色變和沉淀三大關(guān)鍵問(wèn)題評(píng)價(jià)。制備茶飲料的原料茶關(guān)鍵指標(biāo)在于將其制成茶飲料后，湯色和澄清度能長(zhǎng)時(shí)間保持，盡量避免茶乳酪的產(chǎn)生；并能保持較好的香氣。此外，化學(xué)成分是茶湯特異性感官風(fēng)味以及功能特性的物質(zhì)基礎(chǔ)，其保留與轉(zhuǎn)化對(duì)茶飲料品質(zhì)穩(wěn)定也是至關(guān)重要的?；ㄏ憔G茶與一般綠茶的差異表現(xiàn)為，與烘青綠茶相比，花香綠茶多酚類(lèi)含量高0.93%、兒茶素含量高7.89%、氨基酸總量高4.82%、葉綠素總量高14.72%、水溶性總糖含量高4.94%、茶黃素含量高3.03%、茶紅素含量低0.96%、茶褐素含量低3.22%[13]；且袁海波等[1]研究了純正和高火兩種比較常見(jiàn)香型的茶飲料適制性，高火香型茶飲料宜在短期內(nèi)飲用，純正香型茶飲料則可使用低溫方式保存。鑒于花香綠茶與一般綠茶存在著差異，且不同香型的綠茶的茶飲料適制性也存在差異，所以開(kāi)展花香綠茶茶飲料沉淀的研究工作是非常有必要的。

本研究探究了花香綠茶制成的茶飲料在貯放過(guò)程中，茶湯主要化學(xué)成分的變化規(guī)律以及茶乳酪的形成量和特性。4 ℃貯藏在一定程度上可有效緩解茶飲料色澤的劣變，37 ℃貯藏則加速湯色黃化；茶飲料在貯藏過(guò)程中透光率下降、粒徑增大，這與茶乳酪的生成相關(guān)。花香綠茶飲料的主要化學(xué)成分含量在貯藏過(guò)程中變化較顯著，多酚類(lèi)、水溶性總糖、氨基酸和蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)含量在貯藏過(guò)程中一直呈現(xiàn)下降趨勢(shì)持續(xù)降低；通過(guò)高效液相色譜分析，兒茶素組分及咖啡堿含量大幅度減少，特別是EGCG含量的大量減少，是綠茶沉淀大量產(chǎn)生的主要原因。從沉淀物的掃描電鏡圖上看，茶湯中沉淀物呈松散的碎片狀聚集，規(guī)整性不強(qiáng)。

茶飲料在加工及貯藏過(guò)程中，仍存在保色、保香和防沉淀3 個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題有待解決。傳統(tǒng)茶飲料往往采用離心、過(guò)濾等方法保持飲料澄清，除去沉淀的同時(shí)也減少了茶多酚之類(lèi)功能成分的含量，這就降低了茶飲料的保健功能，因此，采用新型的包埋技術(shù)對(duì)飲料澄清至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)室在本研究數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，采用包埋茶多酚的方法，在盡可能多保留茶多酚含量的前提下，解決花香綠茶飲料沉淀問(wèn)題，此方法實(shí)驗(yàn)室已有理論基礎(chǔ)[27]；并且也就花香綠茶制成飲料后的色澤、香氣問(wèn)題同時(shí)開(kāi)展了研究工作，擬為花香綠茶飲料保色、保香和防沉淀問(wèn)題提供系統(tǒng)的研究思路與解決辦法。

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Changes in Biochemical Components and Physical Characteristics of Fragrant Green Tea Infusion during Sterilization and Storage

MA Mengjun1′CHANG Rui1′LUO Liyong1′2′ZENG Liang1′2′*
(1. College of Food Science Southwest University Chongqing 400715′China; 2. Tea Research Institute Southwest University Chongqing 400715′China)

Fragrant green tea infusion was prepared and studied for changes in color light transmittance particle size and the amount and morphology of tea cream as well as the contents of polyphenols amino acids protein flavonoids total sugar caffeine and catechin components before and after sterilization with high temperature as well as during subsequent storage at 37 or 4 ℃ for 7 d The results showed that: 1) storage at 4 ℃ could effectively alleviate the color deterioration and turbidity of the tea infusion to a certain extent while storage at 37 ℃ could accelerate its etiolation and turbidity; 2) different storage temperatures had significant impact on the biochemical components which could be maintained at higher levels at 4 ℃ whereas the flavor could be deteriorated at 37 ℃; and 3) lower amounts of tea cream was formed at 4 ℃ from the small molecular particles than at 37 ℃ from the large molecular clusters.

fragrant green tea biochemical composition; physical characteristics; tea cream

TS272

A

1002-6630（2015）06-0109-05

10.7506/spkx1002-6630-201506020

2014-06-15

國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目（31100500）；重慶市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)自然科學(xué)基金計(jì)劃資助項(xiàng)目（cstc2013jcyjA80021）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)（XDJK2013B036）

馬夢(mèng)君（1990—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)椴栾嬃涎芯块_(kāi)發(fā)。E-mail：164021307@qq.com

*通信作者：曾亮（1980—），女，副教授，博士，研究方向?yàn)椴栀Y源綜合利用。E-mail：zengliangbaby@126.com