基于特征物質(zhì)含量變化的普洱茶膏加工工藝優(yōu)化

潘　斐,劉通訊

(華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,廣東廣州 510640)

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基于特征物質(zhì)含量變化的普洱茶膏加工工藝優(yōu)化

潘斐,劉通訊*

(華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,廣東廣州 510640)

本研究應(yīng)用正交實(shí)驗(yàn)以茶膏中特征物質(zhì)含量及感官評(píng)價(jià)為依據(jù),對(duì)普洱生茶膏加工工藝進(jìn)行優(yōu)化,并探究了普洱茶膏濃縮過(guò)程中特征成分的變化。優(yōu)化的普洱茶膏加工條件:茶水比為1∶20,浸提溫度為80 ℃,浸提時(shí)間為35 min,濃縮溫度為100 ℃,此條件下普洱茶膏中特征物質(zhì)綜合含量最高,感官評(píng)價(jià)得分也相對(duì)較高。在普洱茶膏加工的濃縮過(guò)程中,茶多酚、氨基酸含量下降,茶黃素、茶紅素含量先升后降,茶褐素則不斷累積。本研究制得的茶膏感官評(píng)價(jià)得分和特征物質(zhì)含量都高于市售茶膏,優(yōu)化工藝合理、可行,為普洱茶膏加工提供技術(shù)參考。

普洱,茶膏,加工,浸提,濃縮

茶膏是世界上第一款速溶茶,它是由茶中精華濃縮而成[1]?，F(xiàn)代科學(xué)證明,普洱茶膏具有解酒護(hù)肝,抗癌抗衰,預(yù)防心腦血管類(lèi)疾病等功效[2-3]。同普洱茶相比,普洱茶膏口感溫和厚重,保健功能更顯著,沖泡更方便衛(wèi)生,恰好滿(mǎn)足現(xiàn)代人對(duì)健康的需求[4]。同普洱茶粉相比,普洱茶膏的沖泡過(guò)程更具觀賞性、藝術(shù)性,且茶膏含一定量水分,在儲(chǔ)存過(guò)程中能不斷陳化,若控制好條件,茶膏將不斷向品質(zhì)更優(yōu)的方向轉(zhuǎn)化。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于普洱茶膏的研究非常少,且多集中在對(duì)其得率的研究[2,5-6],有關(guān)茶膏中特征成分及其轉(zhuǎn)化的研究幾乎空白。

普洱茶膏是通過(guò)浸提、過(guò)濾、濃縮及干燥等工序加工而成的一種固體速溶茶,其品質(zhì)優(yōu)劣取決于各工序技術(shù)參數(shù)及這一系列工序的優(yōu)化組合。本文通過(guò)研究不同工藝條件對(duì)普洱茶膏呈味物質(zhì)含量及感官特性的影響,探索普洱茶膏加工的最優(yōu)工藝參數(shù),能為普洱茶膏加工提供技術(shù)參考,為制定普洱茶膏標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù),并能更好地保護(hù)中國(guó)傳統(tǒng)工藝,傳承中華文化。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

大葉種曬青毛茶云南騰沖,2011年。

ESJ200-4電子分析天平上海精科電子有限公司;UV752N型分光光度計(jì)上海棱光技術(shù)有限公司;富華420型三用水箱金壇市富華儀器有限公司;DHG90A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上海索普儀器有限公司;循環(huán)水式真空泵鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。

表2　正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)已有資料及實(shí)際情況[2,5-6],進(jìn)行四因素(料液比,浸提時(shí)間,浸提溫度,濃縮溫度)三水平正交實(shí)驗(yàn),正交表設(shè)計(jì)如表1。

表1　四因素三水平正交表

1.2.2茶膏制作工藝流程150 g普洱生茶及蒸餾水→水浴浸提→100 μm濾布過(guò)濾→80 μm濾布過(guò)濾→水浴濃縮→40 ℃干燥→茶膏[7]

1.2.3理化成分分析方法茶多酚含量測(cè)定:GB/T 8313-2008;咖啡堿含量測(cè)定:GB/T 8312-2013;茶色素總量測(cè)定:比色系統(tǒng)分析法[8];游離氨基酸總量測(cè)定:GB/T 8314-2013;可溶性蛋白質(zhì)總量測(cè)定:Folin-酚試劑法。

1.2.4感官評(píng)價(jià)方法評(píng)分采用百分制[9],以市面上一級(jí)普洱茶作為對(duì)照樣(100分),茶膏外形10分、湯色20分、香氣35分、滋味35分,由專(zhuān)業(yè)評(píng)茶師進(jìn)行密碼感官審評(píng)打分,并根據(jù)品質(zhì)特性給予相應(yīng)的評(píng)語(yǔ),評(píng)茶術(shù)語(yǔ)參照DB 53/T 103-2006《普洱茶》、GB/T 14487-2008《茶葉感官審評(píng)術(shù)語(yǔ)》。

1.2.5濃縮轉(zhuǎn)化率計(jì)算方法在濃縮開(kāi)始前和濃縮結(jié)束后分別對(duì)茶多酚、氨基酸及茶色素的含量進(jìn)行測(cè)定,各物質(zhì)濃縮轉(zhuǎn)化率計(jì)算方法如下:

濃縮轉(zhuǎn)化率(%)=(濃縮前物質(zhì)含量-濃縮后物質(zhì)含量)÷濃縮前物質(zhì)含量×100

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,采用origin9.0軟件作圖,數(shù)據(jù)分析處理采用SPSS 20.0和Microsoft excel 2010軟件,測(cè)定重復(fù)三次。

2　結(jié)果與分析

2.1正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

茶多酚是一類(lèi)含兒茶素、黃酮、黃酮醇、花色素、酚酸、縮酚酸等物質(zhì)的混合物[10],能給茶湯帶來(lái)醇和、收斂性較強(qiáng)的口感,還具有降壓、抗氧化、抗動(dòng)脈粥樣硬化等保健功效[11];咖啡堿具有苦味,能消除疲勞,減輕酒精、煙堿等的毒害作用;氨基酸能賦予茶湯鮮爽的口感,同時(shí)還有提高記憶力和鎮(zhèn)靜等作用;茶色素具有抗衰、抗癌、預(yù)防性血管疾病等多重功效,其中的茶黃素更是被稱(chēng)為茶中“軟黃金”[12-13]。在本實(shí)驗(yàn)所用的普洱生茶原料中,茶多酚、咖啡堿、氨基酸含量約為26.37%、2.16%及2.04%。由表2可知,茶多酚、咖啡堿、氨基酸是普洱生茶膏中含量最高的三種物質(zhì),分別占比例約65.2%,10.3%及9.8%(表中各組平均值),由此可見(jiàn),普洱茶膏中各特征成分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普洱茶,這一特點(diǎn)也是普洱茶膏保健功效優(yōu)于普洱茶的原因之一。

普洱茶膏的澀、苦、鮮、甜、酸、咸六大滋味與其中存在化學(xué)成分密切相關(guān),優(yōu)質(zhì)的普洱茶膏必然是這些成分以最優(yōu)比例配合的結(jié)果[14]。對(duì)所有茶膏樣品及市售茶膏進(jìn)行感官分析,結(jié)果見(jiàn)表3。對(duì)表2及表3進(jìn)行方差分析,結(jié)果見(jiàn)表4。

表3　正交實(shí)驗(yàn)茶膏感官分析

表4　工藝組合與影響因素的主次關(guān)系

注:*.差異顯著(p<0.05);**.差異極顯著(p<0.01)。

表5　普洱茶膏濃縮過(guò)程中主要成分的轉(zhuǎn)化率范圍

注:茶水比不同導(dǎo)致濃縮時(shí)間不同,本實(shí)驗(yàn)每個(gè)濃縮溫度對(duì)應(yīng)3個(gè)不同茶水比,故得出的是轉(zhuǎn)化率范圍。正值表示增長(zhǎng)率,負(fù)值表示減少率。2.1.1茶水比對(duì)普洱茶膏中特征物質(zhì)的影響植物功能成分浸提過(guò)程是溶質(zhì)從植物內(nèi)部向溶液擴(kuò)散的兩相間傳質(zhì)過(guò)程,茶水比的增加可以增強(qiáng)溶質(zhì)從植物內(nèi)部向溶液擴(kuò)散的動(dòng)力[15]。由表4可知,茶水比(A)是影響絕大多數(shù)理化成分含量的最重要因素,因此,茶水比是影響茶膏浸提效率的最重要的因素。在A3水平下,氨基酸,咖啡堿含量最高,且茶多酚的A2,A3水平較接近,說(shuō)明在這一水平下,浸提效率最高,提取出的有效成分更接近原茶的中各物質(zhì)含量。從表3中可以看到,與其他實(shí)驗(yàn)組得分相比較,7號(hào),8號(hào),9號(hào)的感官評(píng)價(jià)得分均相對(duì)較高,且從口感上來(lái)說(shuō),這三組層次感較豐富,而其他組滋味相對(duì)較單一。綜合分析,選定A3(1∶20)水平為最優(yōu)茶水比。

2.1.2浸提溫度對(duì)普洱茶膏中特征物質(zhì)的影響由表4可知,對(duì)浸提效率影響次重要因素是浸提溫度(B),在B3水平下,茶多酚、茶黃素、茶紅素、蛋白質(zhì)含量最高,這是因?yàn)樵诟邷叵?苦澀的酯型兒茶素更易溶出[16],這對(duì)茶湯滋味的影響是不利的,分子量較大的蛋白質(zhì)等在高溫下也更易溶出,這些大分子與咖啡堿等反應(yīng)形成沉淀,易造成茶湯渾濁。在B1水平下,氨基酸、咖啡堿含量最高,且B1、B2水平下感官評(píng)分得分相近,從各項(xiàng)指標(biāo)浸提效率、能耗等因素綜合考慮,選定B1(80 ℃)為最優(yōu)水平。

2.1.3浸提時(shí)間對(duì)普洱茶膏中特征物質(zhì)的影響對(duì)浸提效率影響最小的因素是浸提時(shí)間(C)。由表2可知,蛋白質(zhì)和咖啡堿在C3水平含量相對(duì)較低,這可能是由于隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng),蛋白質(zhì)和咖啡堿能與茶多酚等形成不溶的大分子絡(luò)合物[17],造成含量有所下降。在這一水平下,茶多酚和氨基酸含量最高,且蛋白質(zhì)、咖啡堿與茶多酚在這一水平下逐漸形成大分子沉淀,這些沉淀在浸提之后過(guò)濾除去,這有利于減少濃縮過(guò)程中形成對(duì)茶膏品質(zhì)有不利影響的沉淀,所以選定C3(35 min)為最優(yōu)水平。

2.1.4濃縮溫度對(duì)普洱茶膏中特征物質(zhì)的影響表5表示了濃縮時(shí)普洱茶膏中主要成分的轉(zhuǎn)化率范圍?？梢钥闯?當(dāng)濃縮溫度為100 ℃時(shí),茶多酚含量減幅最大,茶色素含量增幅最大,而氨基酸含量減幅最小;當(dāng)濃縮溫度為80 ℃時(shí),茶多酚,茶色素含量增幅相對(duì)較小,而氨基酸減幅相對(duì)較大。濃縮溫度為100 ℃時(shí),所需時(shí)間在1 h左右,而濃縮溫度為80 ℃時(shí),所需時(shí)間超過(guò)2.5 h。實(shí)驗(yàn)表明,高溫短時(shí)更有利于普洱茶膏向更優(yōu)的品質(zhì)轉(zhuǎn)化,這可能是由于長(zhǎng)時(shí)濃縮使副反應(yīng)增加,氨基酸、茶色素等含量逐漸下降,綜合分析選定D3(100 ℃)為最優(yōu)濃縮溫度。

本文還對(duì)濃縮過(guò)程中茶多酚等特征物質(zhì)的變化進(jìn)行了研究,以濃縮總時(shí)間的1/4為間隔,在9組實(shí)驗(yàn)濃縮過(guò)程中分別進(jìn)行4次取樣,結(jié)果表明,9組實(shí)驗(yàn)濃縮過(guò)程中各物質(zhì)含量變化規(guī)律基本一致,對(duì)9組實(shí)驗(yàn)濃縮過(guò)程中主要化學(xué)成分含量做均一化處理,處理結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1　普洱茶膏濃縮過(guò)程中主要化學(xué)成分變化Fig.1　Changes of major chemical components during concentration of Pu-erh tea cream

在高溫濕熱作用下,兒茶素等物質(zhì)能發(fā)生非酶促氧化生成茶黃素、茶紅素,并進(jìn)一步氧化聚合生成茶褐素,在這一過(guò)程中,可溶性糖、氨基酸等物質(zhì)不僅自身會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng),也會(huì)和兒茶素氧化產(chǎn)物發(fā)生化合反應(yīng)。普洱茶的渥堆發(fā)酵主要就是通過(guò)加快兒茶素等的氧化作用使茶葉陳化速度加快,茶湯滋味由苦澀變得醇和,達(dá)到普洱茶品質(zhì)上升的效果[18-20]。

由圖1可知,濃縮過(guò)程中,由于高溫濕熱作用,茶多酚、氨基酸不斷被氧化,其含量呈下降趨勢(shì);兒茶素的氧化產(chǎn)物茶黃素、茶紅素含量先上升后下降,而茶褐素含量呈上升趨勢(shì)。可以看出,在普洱茶膏加工的濃縮過(guò)程中,茶多酚的氧化作用占主導(dǎo)地位,因此,控制濃縮時(shí)的氧化反應(yīng)進(jìn)程至關(guān)重要。普洱生茶因茶多酚含量高有較苦澀滋味,濃縮過(guò)程中對(duì)茶多酚進(jìn)行合適的氧化使刺激性較強(qiáng)的茶多酚、茶黃素減少,刺激性較弱的茶紅素增多,有利于改善普洱生茶膏的口感。

2.2市售茶膏與實(shí)驗(yàn)茶膏的比較

由表2及表3可知,市售茶膏的茶多酚、氨基酸、咖啡堿、茶紅素含量都低于實(shí)驗(yàn)組茶膏,其茶黃素含量與實(shí)驗(yàn)組相近,而茶褐素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)驗(yàn)組茶膏。在感官特性上,市售茶膏外形規(guī)則,湯色紅褐偏黑,滋味醇厚但苦澀,有煙熏味,這可能與加工過(guò)程中采取了過(guò)高的溫度有關(guān),而實(shí)驗(yàn)組的7號(hào)、8號(hào)滋味醇和回甘,且香氣較足,有茶膏特有的焦糖香。由以上分析可知,實(shí)驗(yàn)所制得的普洱茶膏中有效成分高于市售茶膏,若采取最優(yōu)工藝組合,其感官特性可遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于市售茶膏。

3　結(jié)論

茶膏中特征成分的含量受多重因素影響,不同物質(zhì)在不同條件下含量不同,在茶水比為1∶20,浸提溫度為80 ℃,浸提時(shí)間為35 min,濃縮溫度為100 ℃的條件下,普洱茶膏中茶多酚、氨基酸等特征物質(zhì)含量高,感官評(píng)價(jià)得分高,為加工最優(yōu)條件。茶膏在濃縮過(guò)程中,發(fā)生了類(lèi)似渥堆發(fā)酵的氧化反應(yīng),茶多酚、氨基酸含量逐漸減少,茶黃素、茶紅素含量先增加再減少,茶褐素在這個(gè)過(guò)程中則不斷累積。

目前關(guān)于普洱茶膏工藝的研究大多只以得率為

依據(jù)選擇工藝條件,本研究以茶膏中特征物質(zhì)含量及感官評(píng)價(jià)得分為篩選依據(jù),制得茶膏的感官評(píng)價(jià)得分和特征物質(zhì)含量都高于市售茶膏,優(yōu)化工藝合理、可行,為普洱茶膏加工提供技術(shù)參考。

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Optimization of process technology of Pu-erh tea cream based on the changes of major chemical components

PAN Fei,LIU Tong-xun*

(College of Food Science and Technology,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)

In this study,the process technology of Pu-erh tea cream was optimized by orthogonal test based on contents of characteristic chemical components in tea cream and its sensory feature,changes of major chemical components during concentration were also studied. Its optimum process technology conditions were as follow:the ratio of water to raw material 1∶20(g/mL),extraction temperature 80 ℃,extraction time of 35 mins and concentration temperature 100 ℃. Under these conditions,general extraction efficiency of all chemical components in Pu-erh tea cream was the highest and sensory evaluation was relatively high. During concentration of Pu-erh tea cream,content of tea polyphenols and amino acids were decreased,and that of theaflavins and thearubigins were increased firstly then decreased while content of theabrownins kept increasing constantly. Compared with commercial Pu-erh tea cream,tea cream made in this study had higher sensory evaluation score and more characteristic chemical components. The optimization of Pu-erh tea cream process technology was reasonable and feasible which can provide technical reference for Pu-erh tea cream manufacturing.

Pu-erh;tea cream;process;extraction;concentration

2016-03-14

潘斐(1991-)，女，在讀碩士研究生，研究方向：糧食、油脂及植物蛋白工程，E-mail:sanflower_fei@outlook.com。

劉通訊(1965-)，男，博士，副教授，研究方向：糧食、油脂及植物蛋白工程，E-mail:txliu@scut.edu.cn。

TS272.5

B

1002-0306(2016)17-0253-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.17.041