浸提茶葉質(zhì)量濃度對(duì)綠茶茶湯沉淀形成的影響

唐 平，陳根生，尹軍峰，江用文，許勇泉，*

（1.杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 310018；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310008）

浸提茶葉質(zhì)量濃度對(duì)綠茶茶湯沉淀形成的影響

唐 平1，陳根生2，尹軍峰2，江用文2，許勇泉2，*

（1.杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 310018；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310008）

比較了浸提茶葉質(zhì)量濃度對(duì)綠茶茶湯主要理化成分含量及可逆與不可逆沉淀形成量的影響。研究結(jié)果表明，隨著浸提茶葉質(zhì)量濃度的升高，綠茶茶湯固形物濃度，主要化學(xué)成分含量，可逆沉淀量及不可逆沉淀量都顯著增加；隨著浸提茶葉質(zhì)量濃度的升高，茶葉中可溶性物質(zhì)浸出率下降，但是隨著茶湯中固形物含量上升，相同單位濃度下產(chǎn)生的沉淀量增加。較低的茶葉質(zhì)量濃度更有利于獲得較高的得率和較少的沉淀。0.1 g/ mL茶葉質(zhì)量濃度可能是個(gè)臨界點(diǎn)，更高的茶葉質(zhì)量濃度不利于茶葉有效物質(zhì)浸出，且容易產(chǎn)生沉淀。

茶葉質(zhì)量濃度；不可逆沉淀；可逆沉淀；綠茶茶湯

茶飲料是近年來(lái)國(guó)際上發(fā)展最快的健康飲料之一，在茶產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位。2013年我國(guó)茶飲料總產(chǎn)量超過(guò)1 400萬(wàn)t，產(chǎn)值超過(guò)800億元［1］。方元超等［2］曾經(jīng)指出茶乳酪、茶沉淀的產(chǎn)生和香氣品質(zhì)劣變是茶飲料行業(yè)面臨的兩大難題，還分析了茶葉品種、烘焙、茶葉粒徑、萃取溫度、萃取時(shí)間、萃取液pH值、茶湯濃度、金屬離子等對(duì)茶乳酪產(chǎn)生的影響。由于茶湯沉淀形成過(guò)程復(fù)雜，迄今缺乏明確、系統(tǒng)的形成機(jī)理和滿意的解決方法，尤其部分沉淀無(wú)法通過(guò)加熱升溫重新溶解，具有不可逆性，嚴(yán)重影響茶飲料功能成分的利用。對(duì)于此類沉淀，目前國(guó)內(nèi)外茶飲料企業(yè)主要采用物理去除或化學(xué)轉(zhuǎn)溶的方法進(jìn)行解決，不僅大量損失茶葉功能性成分，降低其保健價(jià)值，而且會(huì)造成茶湯外觀品質(zhì)和內(nèi)質(zhì)風(fēng)味的明顯劣變［3 -4］，然而相關(guān)研究極少。

茶湯遇冷后容易產(chǎn)生渾濁形成茶乳酪，茶乳酪沉降后產(chǎn)生茶湯沉淀，因此茶乳酪和茶湯沉淀是同一物質(zhì)，只是處于形成過(guò)程中的兩個(gè)階段而已。茶湯沉淀主要由茶多酚、咖啡堿、蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)、金屬離子、有機(jī)酸等絡(luò)合而成，其中茶多酚和咖啡堿被認(rèn)為是茶湯沉淀形成的主體物質(zhì)和關(guān)鍵成分［5 -6］。張凱農(nóng)等［7］研究表明茶乳酪主要由茶多酚、咖啡因、蛋白質(zhì)等之間兩兩互作共同形成。戴前穎等［8］研究指出茶湯不同顆粒間的氫鍵、靜電作用是茶湯沉淀形成的主要影響因素，而顆粒間共價(jià)鍵不是茶湯沉淀形成的主要因素。

有關(guān)茶湯不可逆沉淀的研究相對(duì)較少。Xu等［9］研究發(fā)現(xiàn)綠茶茶湯沉淀中不僅含有可逆沉淀，也含有通過(guò)加熱無(wú)法重新溶解的不可逆沉淀；通過(guò)進(jìn)一步分析表明［6］，可逆沉淀主要是由茶多酚、咖啡堿、蛋白質(zhì)、金屬離子和果膠質(zhì)等絡(luò)合而成的，是綠茶沉淀的主體部分，而不可逆沉淀主要是由金屬離子和有機(jī)酸結(jié)合而成的難溶性有機(jī)酸鹽，特別是由鈣離子和草酸結(jié)合產(chǎn)生的草酸鈣是綠茶不可逆沉淀的主體成分。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較不同浸提茶葉質(zhì)量濃度對(duì)綠茶茶湯沉淀形成的影響來(lái)揭示茶湯沉淀的形成機(jī)理，以期為茶飲料深加工發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

福鼎大白茶鮮葉原料（1芽3、4葉）于2013年5月在武義湯記高山茶業(yè)有限公司經(jīng)攤放，殺青，揉捻，烘干，加工成傳統(tǒng)烘青綠茶，4℃低溫冷藏待用；浸提茶葉質(zhì)量濃度對(duì)綠茶茶湯沉淀形成影響的實(shí)驗(yàn)于2013年8月開展。乙腈，甲酸，均為色譜純，Sigma上海公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Milli-RO PLUS 30型純水機(jī)，法國(guó)Millipore公司；DK-S26型電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；5810R型離心機(jī)，美國(guó)Eppendorf公司；UV3600型紫外-可見光分光光度計(jì)，日本島津公司；A1100型高效液相色譜儀，美國(guó)安捷倫公司；E2695型高效液相色譜儀，Waters公司。

1.3 可逆沉淀與不可逆沉淀

浸提茶湯經(jīng)低溫冷卻后產(chǎn)生冷后渾，冷后渾經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的沉降后形成沉淀，部分沉淀在一定溫度（60℃）下處理后可重新溶解形成茶湯，即為可逆沉淀，而不能重新溶解的沉淀即為不可逆沉淀［4］。

1.4 茶湯浸提及沉淀分離

在300 mL的水中根據(jù)不同的質(zhì)量濃度（20，25，30，35，40 g）添加茶葉進(jìn)行浸提，浸提時(shí)間30 min，浸提溫度70℃，浸提完成后經(jīng)粗濾（300目濾布，雙層），冷卻（水冷至室溫）后采用高速離心機(jī)（離心4 000 r·min-1，10℃，15 min）進(jìn)一步澄清；澄清浸提液再經(jīng)巴氏殺菌（90℃，5 min）后灌裝于PET瓶坯（每個(gè)瓶坯中灌裝40 mL）中，待冷卻后置于4℃低溫條件下冷藏24 h，觀察沉淀產(chǎn)生情況。

冷藏結(jié)束后，采用高速離心機(jī)（8 000 r·min-1，4℃，15 min）將沉淀與茶湯進(jìn)行分離，離心完成后，倒出上清液，得底部沉淀（茶湯總沉淀）；然后添加60℃純水到離心管中至40 mL刻度，并置于60℃水浴中攪拌30 min使沉淀充分溶解（溶解部分為可逆沉淀），將溶解后的茶湯與不溶沉淀采用高速離心機(jī)（8 000 r·min-1，4℃，15 min）進(jìn)行分離，底部不溶解沉淀為不可逆沉淀。

1.5 茶湯沉淀分離及測(cè)定

茶湯經(jīng)離心后，倒出上清液，得底部沉淀，用純水將沉淀洗出至蒸發(fā)皿中，先蒸干，然后于105℃下烘干、冷卻、稱量、計(jì)算沉淀量。

1.6 茶湯與沉淀中化學(xué)成分分析

1.6.1 茶湯固形物、茶多酚含量測(cè)定

茶湯固形物含量測(cè)定采用糖度計(jì)測(cè)定；茶多酚含量采用酒石酸亞鐵比色法［10］。

1.6.2 茶湯黃酮化合物含量測(cè)定

黃酮化合物總量測(cè)定采用三氯化鋁比色法［10］。

1.6.3 兒茶素及咖啡堿含量測(cè)定［11］

用0.22 μm微孔濾膜（有機(jī)膜）過(guò)濾，濾液待檢測(cè)。E2695型高效液相色譜儀，VWD檢測(cè)器；色譜柱ZORBAX SB-C18 ODS（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相中A為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%的甲酸（0.5 g甲酸溶于999.5 g純水中），流動(dòng)相B為100%乙腈，流速1 mL/ min，柱溫40℃，檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm，進(jìn)樣量10 μL，梯度洗脫，流動(dòng)相B在16 min內(nèi)由6.5%線性梯度變化到25%，25 min回到初始狀態(tài)，平衡10 min。

1.7 數(shù)據(jù)分析

結(jié)果以平均值表示，每個(gè)處理采用3個(gè)重復(fù)，相關(guān)性分析、逐步回歸分析等用SPSS 11.5分析軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶葉質(zhì)量濃度對(duì)茶湯沉淀及固形物濃度影響

不同質(zhì)量濃度浸提的茶湯經(jīng)低溫冷藏后分析沉淀形成情況，見表1。

由表1可知，隨著浸提茶葉質(zhì)量濃度的升高，茶湯固形物濃度和沉淀量都呈逐漸增加的趨勢(shì)。茶葉質(zhì)量濃度從20 g/300 mL增加到40 g/300 mL，茶湯固形物濃度顯著逐漸增加，茶湯沉淀（包括可逆沉淀與不可逆沉淀）也呈增加趨勢(shì)?？偝恋硇纬闪空疾铚绦挝锖康谋嚷蕿?8.0%～20.8%，可逆沉淀與不可逆沉淀形成量分別占茶湯固形物含量比率為1.1%～1.4%和17.0%～19.3%。而35 g/300 mL 與40 g/300 mL處理之間茶湯可逆沉淀和總沉淀量沒(méi)有顯著差異，20 g/300 mL與25 g/300 mL及30 g/300 mL與35 g/300 mL處理之間不可逆沉淀量沒(méi)有顯著差異。沉淀量的差異不僅與茶湯固形物濃度有關(guān)，也與茶湯理化成分及沉淀化學(xué)組成有直接關(guān)系。

2.2 茶葉質(zhì)量濃度對(duì)浸出茶湯化學(xué)成分的影響

分析不同質(zhì)量濃度浸提的茶湯中的化學(xué)組成，見表2。

表1 不同茶葉質(zhì)量濃度對(duì)茶湯沉淀含量及固形物濃度的影響Tab.1 Effect of different tea mass concentrations on tea sediment content and solid concentration

表2 不同茶葉質(zhì)量濃度對(duì)茶湯化學(xué)成分含量的影響Tab.2 Effect of different tea mass concentrations on chemical compositions in reversible tea sediment mg·mL-1

由表2可知，隨著浸提茶葉質(zhì)量濃度的升高，綠茶茶湯主要化學(xué)成分含量都呈增加趨勢(shì)。茶多酚是茶湯的主要化學(xué)成分，約占茶湯固形物含量的30%～36%，且隨著茶葉質(zhì)量濃度增加，茶多酚占茶湯固形物比率有增加趨勢(shì)。咖啡堿也是茶湯的重要組成成分，約占茶湯固形含量的3.9%～4.6%。兒茶素是茶多酚的主要成分，約占茶多酚含量的36%～47%，且隨著茶葉質(zhì)量濃度增高，兒茶素所占茶多酚比率也呈逐漸增高；兒茶素主要包括表沒(méi)食子兒茶素（（-）-epigallocatechin，EGC）、表兒茶素（（-）-epicatechin，EC），表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯（（-）-epigallochatechin-3-O-gallate，EGCG）及表兒茶素沒(méi)食子酸酯（（-）-epicatechin gallate，ECG），其中以EGC和EGCG為主。茶多酚與咖啡堿被報(bào)道是影響茶湯沉淀的主要成分［3］，酯型兒茶素和咖啡堿被認(rèn)為是影響綠茶沉淀量的關(guān)鍵化學(xué)成分［9］。

2.3 茶葉質(zhì)量濃度對(duì)綠茶茶湯可逆沉淀化學(xué)成分的影響

分析不同質(zhì)量濃度浸提茶湯產(chǎn)生的可逆沉淀的化學(xué)組成，見表3。

由表3可知，可逆沉淀中隨著浸提茶葉質(zhì)量濃度的升高，可逆沉淀中的主要化學(xué)成分含量呈逐漸增加的趨勢(shì)，與總沉淀量和可逆沉淀量變化趨勢(shì)相同?？赡娉恋碇胁瓒喾印⒖Х葔A、黃酮化合物及兒茶素含量與可逆沉淀形成量相關(guān)系數(shù)都達(dá)到0.90以上?？赡娉恋碇谢瘜W(xué)成分以茶多酚和咖啡堿為主，茶多酚達(dá)到11.4%～53.5%，其中兒茶素組分達(dá)到4.6%～22.4%，且以EGCG，EGC和ECG為主，咖啡堿達(dá)到2.4%～9.2%。隨著茶葉質(zhì)量濃度的增加，咖啡堿和茶多酚含量在可逆沉淀中的比率都呈逐步增加的趨勢(shì)，在茶葉質(zhì)量濃度20 g/300 mL到30 g/300 mL之間，茶多酚占可逆沉淀的比率只有11.4%～18.5%，而茶葉質(zhì)量濃度35 g/300 mL和40 g/300 mL處理，茶多酚占可逆沉淀的比率達(dá)到46.2%和53.5%；同樣，在茶葉質(zhì)量濃度20 g/300 mL 到30 g/300 mL之間，咖啡堿比率只有2.4%～4.0%，而茶葉質(zhì)量濃度35 g/300 mL和40 g/300 mL中咖啡堿比率達(dá)到8.5%和9.2%。這部分由于原茶湯中茶多酚，咖啡堿等化學(xué)成分比率逐漸上升的原因，另外可能由于茶湯固形物濃度達(dá)到一定的量后更容易促進(jìn)可逆沉淀的形成。

表3 不同茶葉質(zhì)量濃度對(duì)可逆沉淀化學(xué)成分含量的影響Tab.3 Effect of different tea mass concentrations on chemical compositions in reversible tea sediment mg·mL-1

3 討 論

隨著茶葉質(zhì)量濃度的下降，茶葉中可溶性物質(zhì)浸出率下降，但是隨著茶湯中固形物含量上升，相同單位濃度下產(chǎn)生的沉淀量增加?？梢?，較低的茶葉質(zhì)量濃度更有利于獲得較高的得率和較少的沉淀。但是我們發(fā)現(xiàn)，30 g/300 mL的茶葉質(zhì)量濃度可能是臨界點(diǎn)，更高的茶葉質(zhì)量濃度不利于茶葉有效物質(zhì)浸出，且容易產(chǎn)生沉淀；特別是當(dāng)茶葉質(zhì)量濃度達(dá)到35 g/300 mL以后，茶多酚，咖啡堿等主要功能性化學(xué)成分更容易參與沉淀的形成，從而影響茶湯品質(zhì)。

茶湯固形物濃度對(duì)沉淀形成有顯著的影響［12］。J?bstl等［13］研究指出，提高紅茶茶湯固形物濃度可以加快沉淀產(chǎn)生，增大茶湯沉淀顆粒。在烏龍茶茶湯中也有相似的趨勢(shì)，隨著茶湯固形物濃度的升高，茶乳酪含量呈快速增加［14］，但是茶乳酪中的主要化學(xué)組分咖啡堿，兒茶素，蛋白質(zhì)和果膠質(zhì)在茶乳酪中所占的比率沒(méi)有明顯變化。林曉蓉等［15］以云南大葉種蒸青綠茶為原料，分析茶湯固形物濃度對(duì)綠茶沉淀量及沉淀化學(xué)組成的影響，研究結(jié)果表明，綠茶沉淀主要由茶多酚（59.7%），咖啡堿（20.1%）和蛋白質(zhì)（18.3%）構(gòu)成，隨著茶湯固形物濃度增大，沉淀中茶多酚等化學(xué)組成的含量增大；茶湯中各化學(xué)組分參與沉淀的比例在逐漸增大，其中以咖啡堿增幅最大。盡管如此，茶湯中不同化學(xué)組分之間的比例對(duì)茶湯沉淀的形成也有顯著影響［16］，還需進(jìn)一步研究如何調(diào)控化學(xué)成分比例來(lái)減少茶湯沉淀的形成。

4 結(jié) 論

本文研究結(jié)果表明，隨著浸提茶葉質(zhì)量濃度（20 g/300 mL～40 g/300 mL）的升高，綠茶茶湯固形物濃度，主要化學(xué)成分含量，可逆沉淀量及不可逆沉淀量都顯著增加；隨著浸提茶葉質(zhì)量濃度的升高，茶葉中可溶性物質(zhì)浸出率下降，但是相同單位濃度下產(chǎn)生的沉淀量增加。通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)較低的茶葉質(zhì)量濃度更有利于獲得較高的得率和較少的沉淀，30 g/300 mL茶葉質(zhì)量濃度可能是個(gè)臨界點(diǎn)。本研究結(jié)果可以指導(dǎo)茶濃縮汁，茶提取物等的生產(chǎn)。

［1］ 尹軍峰，許勇泉，袁海波.轉(zhuǎn)生產(chǎn)方式調(diào)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)走中國(guó)特色茶飲料創(chuàng)新發(fā)展之路［J］.飲料工業(yè)，2013，16 （12）:43 -46，49.YIN J F，XU Y Q，YUAN H B.Transforming mode of production，adjusting product structure and taking an innovation-development road of Chinese tea beverages［J］.The Beverage Industry，2013，16（12）:43 -46，49.

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Effects of Extraction Tea Mass Concentration on Tea Sediment Formation in Green Tea Infusion

TANG Ping1，CHEN Gensheng2，YIN Junfeng2，JIANG Yongwen2，XU Yongquan2，*
（1.Hangzhou Vocational and Technical College，Hangzhou 310018，China；2.Engineering Research Center for Tea Processing/ Key Laboratory of Tea Biology and Resources Utilization，Ministry of Agriculture，Tea Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310008，China）

Effects of extraction tea mass concentration on the main chemical components content，reversible sediment amount and irreversible sediment amount of green tea infusion were investigated.The results showed that the solid concentration，contents of main chemical components，and the amount of reversible and irreversible tea sediment all increased with the increasing of tea mass concentration.With the increasing of tea mass concentration，the extracted yield of solids decreased while the solids concentration in green tea infusion and the amount of tea sediment in the same solids concentration increased.Lower tea mass concentration was helpful to obtain the higher yield and less sediment.The tea mass concentration of 0.1 g/ mL may be the critical point.The higher tea mass concentration inhibited the extraction of solids and easily produced sediment in green tea infusion.

tea mass concentration；irreversible sediment；reversible sediment；green tea infusion

李 寧）

TS272.2

A

10.3969/ j.issn.2095-6002.2016.03.011

2095-6002（2016）03-0074-05

唐平，陳根生，尹軍峰，等.浸提茶葉質(zhì)量濃度對(duì)綠茶茶湯沉淀形成的影響［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2016，34（3）: 74 -78.

TANG Ping，CHEN Gensheng，YIN Junfeng，et al.Effects of extraction tea mass concentration on tea sediment formation in green tea infusion［J］.Journal of Food Science and Technology，2016，34（3）:74 -78.

2015- 05- 06

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）；浙江省茶產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2011R50024）。

唐 平，男，講師，主要從事食品加工方面的研究；*許勇泉，男，副研究員，博士，主要從事茶葉深加工方面的研究。通信作者。