不同糖類對綠茶飲料風味穩(wěn)定性的影響

汪潔瓊， 楊 悅， 葉青青， 汪 芳， 曾 亮，戴前穎， 許勇泉,*， 尹軍峰

(1.中國農業(yè)科學院 茶葉研究所， 浙江 杭州 310008； 2.西南大學 食品科學學院， 重慶 400715；3.安徽農業(yè)大學 茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室， 安徽 合肥 230036)

茶飲料是以茶葉的水提取液或其濃縮液、速溶茶粉等為原料，經(jīng)過澄清、濃縮、滅菌、干燥等工序加工而成的產(chǎn)品[1]，因其含有豐富的兒茶素與咖啡因等有益成分，且兼具抗高血壓、抗誘變、抗氧化、抗癌、降膽固醇、預防心血管疾病等諸多保健功效，備受消費者青睞，一躍成為世界上僅次于水的最受歡迎健康型飲料，在茶產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位[2-6]。然而，茶飲料本質上是一種相對不穩(wěn)定的分散系膠體，茶湯中的多酚與咖啡因相互作用導致茶飲料形成茶乳酪，茶乳酪的出現(xiàn)不僅影響到茶飲料的外觀，還會使其口味變差[7]。除了出現(xiàn)冷后渾現(xiàn)象外，茶飲料在滅菌貯藏過程中外觀顏色變深、風味劣變，而且茶多酚等主要風味成分含量發(fā)生變化。因而如何通過改善茶飲料的穩(wěn)定性來延長其貨架期成為亟待解決的問題。

有研究表明，通過添加膠狀物質提高黏度可以有效減少茶飲料中沉淀物形成[8]；Gong等[9]在茶飲料中添加水溶性的魔芋多糖，發(fā)現(xiàn)它在貯藏期間的湯色和重要生化成分較之前穩(wěn)定且沉淀明顯減少，可能是因為添加的魔芋多糖與茶飲料中的某些成分發(fā)生了吸附作用，形成了水溶性的復合體，增加了茶湯的黏度，從而抑制了茶湯的“冷后渾”現(xiàn)象。然而不同糖類對綠茶飲料在滅菌和貯藏期間風味穩(wěn)定性的影響還未見相關報道。以添加蔗糖、麥芽糖、果糖、葡萄糖等不同糖類物質的液體綠茶飲料為研究對象，分析在高溫滅菌及其貯藏前后感官品質及主要化學成分的變化趨勢，以期為提高綠茶飲料的風味穩(wěn)定性提供參考，并為茶飲料的生產(chǎn)制作提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶葉原料為迎霜品種的綠茶，浙江開化名茶公司； 表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)、表兒茶素沒食子酸酯(epicatechin gallate, ECG)、表沒食子兒茶素(epigallocatechin, EGC)、表兒茶素(epicatechin, EC)標準品，美國Sigma公司；色譜純的乙酸、乙腈、甲醇，美國Tedia公司；分析純級別的硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、茚三酮、甲酸、磷酸二氫鉀，阿拉丁(上海)試劑有限公司；實驗用水為桶裝純凈水，浙江娃哈哈飲用水有限公司；麥芽糖、蔗糖、果糖、葡萄糖，河南潤成化工有限公司。

1.2 主要儀器

DHG- 9223A型電熱恒溫鼓風干燥箱和DK- S26型電熱恒溫水浴鍋，上海精宏實驗設備有限公司； LC- 20A型高效液相色譜儀和UV3600紫外可見光分光光度計，日本島津公司； MINOLTA CT- 310色差計，上海美能達公司；810R型離心機，美國Eppendorf公司；FE20K型pH計，瑞士梅特勒—托利多公司；XQ100型粉碎機，上海廣沙工貿有限公司；超高溫滅菌設備UHT，英國 Armfield公司；WZT- 3A型濁度計，上海勁佳科學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1實驗茶飲料制備

取磨碎的綠茶樣品(16～40目)，于5 L的不銹鋼桶中加入70 ℃水，置于70 ℃水浴中浸提(茶水體積比1∶30)20 min，期間每隔2 min攪拌一次，茶湯粗濾后進行冷卻，然后采用500目濾袋進行過濾，待進行添加糖處理及分析檢測。

測定所制備茶湯中茶多酚的含量，稀釋茶湯至700 mg/L；分別添加質量分數(shù)為5%的蔗糖、麥芽糖、果糖、葡萄糖至稀釋好的茶湯中，不加任何糖類的處理為對照組；采用超高溫瞬時滅菌技術(ultra-high-temperature, UHT)，選擇經(jīng)驗參數(shù)(135 ℃、15 s)進行滅菌處理，于90 ℃下熱灌裝至PET瓶(350 mL/瓶)中，快速冷卻至室溫以備用。

1.3.2感官品質分析方法

將1.3.1中PET瓶裝茶飲料樣品分別置于4 ℃冰箱、38 ℃恒溫箱中貯藏，28 d后取出，恢復常溫后進行感官品質和理化成分分析。感官評語由一級評茶師參照國家標準GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》對樣品湯色、香氣及滋味進行感官描述。感官分數(shù)由5位高級評茶員對茶湯的滋味進行審評，分苦味、澀味、甜度、熟味、整體滋味5項，采用10分制(0～2微強，2～4較強，4～6強，6～8很強，8～10極強)打分。

1.3.3色差的測定方法

實驗茶飲料的顏色分析采用亨特Lab值色差系統(tǒng)。L值代表明亮度；b值代表黃藍色度，其中+表示黃色，-表示藍色；a值代表紅綠色度，其中+代表紅色，-代表綠色。

1.3.4主要化學成分的測定方法

兒茶素及咖啡因含量檢測用HPLC檢測。過濾茶湯采用0.22 μm微孔膜，濾液備用。色譜柱：采用Symmetry C18柱(5 μm，4.6 mm×250 mm)；選用2%乙酸作為流動相A相；純乙腈作為流動相B相，初始為6.5%，在16 min內由6.5%線性變化到15%，在25 min增加到25%以后穩(wěn)定0.5 min，在30 min回到6.5%，平衡5 min；流速為1 mL/min，柱溫為40 ℃，波長設為280 nm，進樣量為10 μL[10]。

茶多酚含量，采用酒石酸亞鐵比色法[11]；總黃酮含量，采用三氯化鋁法[12]；游離氨基酸總量，采用茚三酮比色法[13]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)以平均值±標準差的形式表示，利用Excel 2010進行處理；差異分析用LSD法，數(shù)據(jù)處理采用SPSS 18.0軟件。

2 結果與分析

2.1 茶飲料的感官品質分析

以1.3.2的分析方法分析茶飲料在滅菌和貯藏過程前后感官品質的變化情況，見表1。

由表1可以看出，添加了不同糖類的綠茶飲料在感官品質上有明顯改善。相比對照組(不加糖處理)，添加蔗糖的綠茶飲料在滅菌及貯藏過程中整體感官品質穩(wěn)定性較好，滅菌后湯色由淺綠變?yōu)辄S綠，香氣由純正變?yōu)樯詭鹣?，滋味由醇正變?yōu)樯写妓?；在高?8 ℃和低溫4 ℃貯藏過程中湯色、香氣和滋味品質都得到較好的保持。而添加麥芽糖、果糖和葡萄糖的綠茶飲料，經(jīng)高溫滅菌和貯藏后，湯色、香氣和滋味品質都有較大的變化?？梢娞砑诱崽堑木G茶飲料在經(jīng)過高溫殺菌和貯藏后，感官品質明顯優(yōu)于其他糖類和對照組。

表1 滅菌和貯藏過程中綠茶飲料感官品質的變化

“對照”為未添加任何糖類的茶飲料處理。

2.2 綠茶飲料滋味因子分析

添加了蔗糖、麥芽糖、果糖以及葡萄糖等不同糖類的綠茶飲料，在滅菌前后和貯藏期間滋味品質變化情況見表2。

綠茶飲料的滋味因子對其品質穩(wěn)定性有明顯影響。茶飲料滅菌前后和貯藏期間滋味品質變化幅度較小，表明茶飲料的穩(wěn)定性較高。從表2可以看出，加糖的綠茶飲料較對照組在整體滋味上發(fā)生了顯著變化，表現(xiàn)為苦味和熟味降低，澀味和甜度增加，且高溫(38 ℃)貯藏下的品質變化幅度大于低溫(4 ℃)變化幅度。

經(jīng)過高溫殺菌和貯藏后，添加了不同糖類的綠茶飲料在滋味成分含量變化幅度上有明顯不同。其中添加蔗糖、葡萄糖以及果糖的綠茶飲料苦味呈現(xiàn)下降趨勢，蔗糖和果糖變化幅度較小，而麥芽糖殺菌后苦味下降，貯藏后苦味略有回升。在澀味上，除了添加蔗糖的綠茶飲料滅菌及貯藏后澀味略有下降，滅菌和不同貯藏條件后變化率分別為-10%、11.11%、11.11%，其他處理澀味則呈上升趨勢；特別是添加葡萄糖前后變化較大，這與Brannan等[14]的研究結果一致。茶飲料經(jīng)過殺菌和貯藏后熟味明顯增加，且相比對照組，加糖綠茶飲料在殺菌貯藏前后變化幅度較小。從整體風味上來看，經(jīng)過高溫殺菌及貯藏后，添加了蔗糖和麥芽糖的綠茶飲料的滋味因子變化幅度較對照組和其他糖類小。

2.3 綠茶飲料色差變化分析

滅菌和貯藏過程中加糖綠茶飲料色澤的變化情況見圖1。

從圖1可以看出，加了不同糖類的綠茶飲料經(jīng)高溫滅菌及貯藏后，L值呈下降趨勢，而a值和b值則呈上升趨勢；相比對照組和其他糖類，添加了蔗糖的綠茶飲料經(jīng)高溫滅菌及貯藏后色澤變化較小。這可能是因為一段時間熱作用后，葉綠素被大量降解導致色澤發(fā)生變化，同時酚類物質在高溫條件下易發(fā)生非酶促褐變作用。因此，添加蔗糖的綠茶飲料在經(jīng)過滅菌和貯藏色澤變化最小，之前也有研究表明，蔗糖有助于提高茶濃縮汁的穩(wěn)定性[15]。

2.4 主要品質成分含量變化分析

茶飲料中的品質成分是衡量其感官品質及風味穩(wěn)定性的基礎指標，其中含量最多的是茶多酚，而氨基酸、咖啡因是綠茶飲料鮮味和苦味的重要來源。滅菌和貯藏過程中加糖綠茶飲料化學成分含量的變化見表3。

表2 不同糖類對滅菌和貯藏過程綠茶飲料滋味因子的影響

同一列中不同字母表示差異達到顯著水平(P<0.05)。

由表3可知，綠茶飲料經(jīng)過高溫殺菌和28 d貯藏后，添加了不同糖類的綠茶飲料中，茶多酚和氨基酸等化學成分變化幅度較對照組明顯減?。徊栾嬃现械牟瓒喾?、氨基酸、咖啡因等生化成分含量均呈下降趨勢；總黃酮含量略微增加，且38 ℃貯藏條件下生化成分變化幅度比4 ℃貯藏條件下變化幅度更大。添加不同糖的茶飲料中茶多酚含量在高溫滅菌及貯藏后變化幅度最大的是對照組，滅菌時變化率為-3.03%，4 ℃和38 ℃貯藏后的變化率分別達到了-3.84%、-4.40%，可見糖類的添加有利于茶飲料中茶多酚類物質的穩(wěn)定。

滅菌期間，添加蔗糖、麥芽糖和葡萄糖的茶飲料中，氨基酸含量變化幅度較小，變化率在-0.76%～0.82%；而貯藏期間，添加蔗糖、果糖和葡萄糖的茶飲料變化幅度較大。添加麥芽糖和果糖的茶飲料在高溫滅菌后氨基酸含量則呈現(xiàn)上升的趨勢，這可能是水溶性蛋白質的水解速度大于氨基酸的降解速度所致?？傸S酮含量在高溫滅菌期間變化不顯著，而在貯藏期間含量呈現(xiàn)增大的趨勢，添加葡萄糖的茶飲料在38 ℃貯藏后變化率達到了71.43%。

表3滅菌和貯藏過程中加糖綠茶飲料化學成分含量的變化

同一列中不同字母表示差異達到顯著水平(P<0.05)。

實驗表明，添加蔗糖和麥芽糖的處理有利于提高綠茶飲料的風味穩(wěn)定性，其中添加蔗糖和麥芽糖對茶多酚和氨基酸含量的保持作用更明顯，然而加糖并沒有減少茶飲料中的咖啡因的變化。

2.5 綠茶飲料中兒茶素含量變化分析

茶多酚是綠茶飲料的物質基礎，是構成綠茶飲料的主要功效成分，也是決定綠茶飲料滋味和色澤的主體成分，同時它也是茶葉苦澀味的主要來源。其中所含的兒茶素數(shù)量最多，約占茶多酚總量的60%～80%。因此，在茶多酚中常以兒茶素作為代表[16]，滅菌和貯藏前后綠茶飲料中兒茶素組分含量變化見表4。

同一列中不同字母表示差異達到顯著水平(P<0.05)。

由表4可知，綠茶飲料滅菌前兒茶素含量由大到小依次為EGCG、EGC、EC、ECG；經(jīng)過高溫殺菌和28 d貯藏后，添加不同糖類的綠茶飲料中EGC含量變化幅度較對照組明顯減小，有利于提高茶飲料的風味穩(wěn)定性。綠茶飲料經(jīng)過高溫滅菌及4 ℃和38 ℃貯藏后，4種兒茶素的含量均有不同程度的下降，且38 ℃貯藏條件下兒茶素單體變化幅度比4 ℃變化更大。

EGC、EGCG、EC、ECG等表型兒茶素的含量均呈下降趨勢，原因可能是兒茶素在高溫滅菌貯藏過程中易發(fā)生氧化以及脫沒食子酸反應，同時表型兒茶素也易發(fā)生差向異構化作用生成非表型兒茶素。由此可見，添加麥芽糖和蔗糖的處理有利于高溫滅菌和貯藏過程中茶飲料中兒茶素組分的穩(wěn)定，其中加糖處理對ECG的作用更明顯。

2.6 加糖綠茶飲料風味變化機理分析

添加糖類在綠茶飲料滅菌過程中主要生化成分變化幅度較小，特別是添加麥芽糖和蔗糖的處理。Wang等[17]在分析茶飲料中不同兒茶素組分時發(fā)現(xiàn)，EGCG最容易受到熱處理的影響，說明其穩(wěn)定性較差。因此我們將糖與EGCG之間的相互作用進行模擬，探討不同糖類對EGCG熱穩(wěn)定性的影響。經(jīng)過熱處理后的EGCG色澤和含量的變化見圖2和圖3。

圖2 熱處理后EGCG溶液色澤的變化Fig.2 Color changes of EGCG after heat treatment

圖3 熱處理后EGCG含量的變化Fig.3 Content changes of EGCG after heat treatment

由圖2和圖3可以看出，100 ℃熱處理4 h后添加不同糖類的EGCG溶液色澤及含量的變化幅度均小于對照組，特別是添加了麥芽糖的處理，在所有處理中變化幅度最小，其色差L、a、b變化值分別為3.63、1.47和9.99；而EGCG含量的變化率也較其他處理小，為27.05%。Wang等[17]和Rice-Evans[18]研究發(fā)現(xiàn)當溫度超過80 ℃時，EGCG容易異構化轉變?yōu)镚CG，可能是由于表型兒茶素其結構中的2個大基團空間小、內能大且不穩(wěn)定，受熱很容易發(fā)生異構反應。而糖類物質自身具有的羥基結構，可以與酚類物質形成氫鍵，從而使得糖基化后的多酚穩(wěn)定性提高；或者因為糖處理使得EGCG溶液黏稠度增加，運動速率減慢，水溶氧降低，從而達到保護兒茶素的作用。當然，上述關于不同種類的糖對EGCG熱穩(wěn)定性影響的機理研究尚不充分，后續(xù)研究將圍繞這個問題進一步展開。

3 結 論

綠茶飲料在高溫滅菌和28 d貯藏過程中，感官品質及理化成分容易發(fā)生變化；添加蔗糖的處理有利于保持其感官品質和外觀色澤的穩(wěn)定，添加蔗糖和麥芽糖有利于茶飲料中的滋味物質及主要品質成分的穩(wěn)定。不同種類的糖對兒茶素EGCG都具有一定的保護作用，其中麥芽糖的保護效果最好，這與綠茶飲料中的分析結果基本一致。最終結果表明，添加蔗糖和麥芽糖的綠茶飲料更有利于延長綠茶飲料的貨架期。