超微紅茶粉的理化性質(zhì)和抗氧化活性的研究

◎ 葉秋瑩，黃宏浩，宋 飛，林曼芬，陳松林，梁玉全

（1.清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品藥品學(xué)院，廣東 清遠(yuǎn) 511500；2.清遠(yuǎn)市人民醫(yī)院藥學(xué)部，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

茶作為我國的傳統(tǒng)健康飲品，以其獨(dú)特的品質(zhì)和多樣的保健功能，如抗氧化、抗動脈硬化、抗菌等而備受青睞，但傳統(tǒng)的沖泡方式容易使茶多酚等脂溶性功效成分浸出不完全，而仍殘留于茶葉渣中被丟棄，導(dǎo)致利用率低，極大影響了茶葉的營養(yǎng)及保健功能[1]。超微粉碎技術(shù)是一種新型粉碎技術(shù)，可將固體物質(zhì)粉碎成超細(xì)粉體，增加粉體有效成分溶出率，該技術(shù)在藥學(xué)、生物等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，但關(guān)于茶葉加工方面的應(yīng)用研究較少。本研究采用超微粉碎技術(shù)對英德紅茶進(jìn)行加工處理，制得超微紅茶粉，研究該技術(shù)對英德紅茶理化性質(zhì)的影響，揭示超微紅茶粉體特性的變化規(guī)律，并初探其提取物抗氧化活性的變化，為后期的相關(guān)加工技術(shù)及英德紅茶的功能價(jià)值開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 原材料與試劑

英德紅茶（市售）、二苯基苦味?；诫拢ˋR，成都艾科達(dá)化學(xué)試劑有限公司）、無水乙醇（AR，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司）

1.1.2 儀器設(shè)備

YP1201N 電子分析天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）、BJ-400 型多功能粉碎機(jī)（德清拜杰電器有限公司）、WFM-20 超微粉碎機(jī)（江陰市靈靈機(jī)械制造有限公司）、BK-600D 超聲儀（昆山市超聲儀器有限公司）、TDL-80-2B 低速臺式離心機(jī)（長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司）、UV-1800 紫外/可見分光光度計(jì)（翱藝儀器有限公司）、DZKW-D-4 電熱恒溫水浴鍋（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）及B203 重慶奧特雙目顯微鏡（廣州深華生物技術(shù)有限公司）

1.2 超微英德紅茶的制備

1.2.1 超微英德紅茶粉末制備

將干燥的樣品用多功能粉碎機(jī)粉碎30 s，即為紅茶粗粉[2]。利用超微粉碎機(jī)將紅茶粗粉進(jìn)行超微粉碎處理，分別收集超微粉碎5 min、10 min、20 min 和30 min 后的紅茶粉末，將紅茶粗粉和超微粉密封儲存。

1.2.2 超微英德紅茶提取液制備

按料液比1 ∶20（g·mL-1）采用超聲波輔助提取，提取溶劑為70%的乙醇溶液，在30 ℃下超聲提取30 min，于3 000 r·min-1離心20 min，收集上清液待用。

1.3 超微英德紅茶粉末粒徑顯微結(jié)構(gòu)觀察

將茶粉按照1 ∶10（g·mL-1）的料液比分散在去離子水中，混勻，取混懸茶液置于載玻片上，蓋上蓋玻片，于20 倍鏡下觀察。

1.4 超微英德紅茶粉末的功能特性

1.4.1 溶解性測定

稱取m1（0.6 g）不同粒徑的超微英德紅茶粉，放入離心管中，加純水15 mL。在80 ℃下水浴振蕩30 min后，3 000 r·min-1離心20 min。稱量蒸發(fā)皿的重量m2后，將上清液倒入蒸發(fā)皿中，于105 ℃下干燥至恒重后稱重，冷卻至室溫后精確稱重m3[3]。溶解性按式（1）計(jì)算：

1.4.2 持水力測定

稱量15 mL離心管重量m1（g）后，準(zhǔn)確稱取m2（0.10 g）超微英德紅茶粉加入離心管中，加純水15 mL，于25 ℃下水浴振搖30 min，3 000 r·min-1離心20 min，棄去上清液后稱量樣品和離心管的重量m3（g）[4]。持水力按式（2）計(jì)算：

1.4.3 潤濕性測定

在直徑為10 cm 培養(yǎng)皿中，加入50 mL 水，再加入0.1 g 超微英德紅茶粉，記錄粉末被水完全潤濕的時間[5]。

1.4.4 膨脹力測定

準(zhǔn)確稱取m1（2 g）超微英德紅茶粉于50 mL 量筒中，記錄粉體體積V1，再向量筒中加入40 mL蒸餾水，攪拌均勻后在室溫下靜置，24 h 后記錄粉體體積V2[6]。膨脹力按式（3）計(jì)算：

1.5 超微英德紅茶粉末的流動性

1.5.1 休止角測定

把漏斗垂直放置在培養(yǎng)皿上方，漏斗下端對準(zhǔn)培養(yǎng)皿的中心且保持垂直高度為距離H（3 cm）。然后將不同粒徑的超微英德紅茶粉緩慢倒入漏斗，直至形成的茶粉椎體頂端正好接觸漏斗下端。在茶粉錐體穩(wěn)定1 min 后，記錄椎體的直徑為2R。休止角按式（4）計(jì)算：

1.5.2 堆積密度和振實(shí)密度測定

稱取m（1 g）水芹粉末加入到10 mL 量筒中，記錄粉末體積V1。把量筒放在厚布上連續(xù)振動，直到茶粉體積不再變化，記錄體積V2。堆積密度按式（5）計(jì)算；振實(shí)密度按式（6）計(jì)算：

1.5.3 研究英德紅茶提取物的抗氧化活性測定

取2 mL 紅茶醇提液和2 mL 0.2 mmol·L-1DPPH 乙醇溶液充分混勻，室溫下避光靜置30 min 后，于波長517 nm 處測定吸光度（A1）。取2 mL 無水乙醇和2 mL紅茶醇提液混合作為對照組，取2 mL 無水乙醇和2 mL 0.2 mmol·L-1DPPH 無水乙醇溶液作為空白組，分別測得吸光值為A2、A0[7]。DPPH 自由基清除率按式（7）計(jì)算：

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，應(yīng)用SPSS20.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，以Graphpadprism5.0 作圖。各組間比較采用單因素方差分析，與0.5 min 組比較，*P ＜0.05，**P ＜0.01；與2 min 組比較，△P ＜0.05，△△P ＜0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 超微粉碎對超微紅茶粉顆粒結(jié)構(gòu)的影響

采用電子顯微鏡在20 倍鏡下觀察不同粉碎時間下紅茶粉末的顆粒結(jié)構(gòu)，結(jié)果如圖1 所示。粉碎時間為0.5 min 的粗粉鏡下有大塊碎片狀結(jié)構(gòu)，其余超微粉末組的大塊結(jié)構(gòu)減少，多呈現(xiàn)細(xì)小的碎片結(jié)構(gòu)，粉體完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)破裂程度較大。說明超微粉碎技術(shù)可以有效地破壞植物中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞裂片增加。

圖1 超微紅茶粉末的顯微圖像圖

2.2 超微粉碎對紅茶粉功能特性的影響

2.2.1 超微紅茶粉溶解性的影響

如圖2 所示，隨著超微粉碎時間延長，與0.5 min組粗粉相比，超微紅茶粉溶解性顯著增加，其中粉碎時長20 min 組粉末增加明顯，與2 min 組相比，也具有差異。這表明紅茶經(jīng)過超微粉碎處理之后可以增強(qiáng)紅茶粉的溶解性。這主要由于紅茶經(jīng)粉碎后，粒徑減小，比表面積增加，細(xì)胞壁被破壞，水分與微粒充分接觸，增加了細(xì)胞內(nèi)不溶或難溶成分的溶出，也增加了可溶性成分的溶出[4]。

2.2.2 超微紅茶粉持水力、濕潤性和膨脹力的影響

持水能力和濕潤性反應(yīng)了粉體與水的結(jié)合能力。如圖3a、圖3b 所示，超微粉碎時間延長，超微紅茶粉的持水力呈增長趨勢，超微紅茶粉的濕潤時間呈減少趨勢，表明濕潤性更強(qiáng)，顯著高于0.5 min 組粗粉，其中粉碎時長20 min 差異明顯。這是因?yàn)槌⒎鬯樘幚碓黾恿思t茶粉末的比表面積，使微觀結(jié)構(gòu)變得疏松，使顆粒之間孔隙增大，導(dǎo)致大量的親水基團(tuán)暴露出來，致使超微粉末與水結(jié)合能力增強(qiáng)[8]。如圖3c 所示，與0.5 min 超微紅茶粉組相比，除了20 min 組的膨脹力具有差異外，其余組的膨脹力略有增加，但沒有明顯差異。這說明超微粉碎對超微紅茶粉膨脹力的影響較小。

圖2 超微粉碎對紅茶粉溶解性的影響圖

圖3 超微粉碎對紅茶粉持水力、濕潤性和膨脹力的影響圖

2.3 超微紅茶粉流動性的影響

休止角是表示粉體流動性能的重要指標(biāo)。休止角越小，表示粉體的流動性越好，反之則越差。如圖4所示，隨著超微粉碎時間的延長，超微紅茶粉的堆積密度和振實(shí)密度顯著性減小，休止角增大。這可能是由于超微粉末粒徑減小，使其相互間的黏著力增加、靜電作用力增強(qiáng)，使得表面聚合力增大，更易吸附和凝聚，而引起流動性變差[9]。

圖4 超微粉碎對超微紅茶粉末流動性的影響圖

2.4 超微粉碎對紅茶粉抗氧化活性的影響

以DPPH 法評價(jià)化合物的抗氧化活性，DPPH 清除率數(shù)值越大表示樣品抗氧化活性越強(qiáng)，反之則越弱[10]。由圖5 可知，6 個樣品對DPPH 自由基均有較高的清除率，反映了紅茶提取物的抗氧化能力。其中，與0.5 min 超微紅茶粉組相比，超微粉2 min 和30 min的DPPH 自由基清除率具有顯著性差異，而10 min 和20 min 的清除率略有下降，這可能與超微粉末的粒徑大小有關(guān)，粒徑大，成分不易溶出，粒徑小，更多的成分被溶出，使抗氧化成分的含量發(fā)生變化有關(guān)。因此，超微粉碎處理有助于紅茶中抗氧化成分的溶出，便于清除DPPH 自由基，從而提高其抗氧化活性。

圖5 超微粉碎對紅茶粉DPPH 自由基清除能力的影響圖

3 結(jié)論與討論

本文以英德紅茶為研究對象，探究了不同超微粉碎時間對超微英德紅茶粉末的理化性質(zhì)以及抗氧化活性的影響。結(jié)果表明，隨著超微粉碎時間的延長，有效地增加了紅茶粉溶解性、持水力、濕潤性及膨脹力，其中粉碎時長20 min 的效果較佳。良好的理化特性可以改善紅茶粉體的沖調(diào)性，有助于茶粉系列產(chǎn)品的加工應(yīng)用[11]。粒徑減小，超微紅茶粉的堆積密度和振實(shí)密度減小，休止角增大，使得超微粉體的流動性降低，有利于溶劑的滲透，而這對紅茶中有效成分的充分溶出有著積極性的作用[12]。對超微紅茶粉提取物進(jìn)行抗氧化活性分析，發(fā)現(xiàn)隨著超微粉碎時間的延長，DPPH 自由基清除率顯著升高，表現(xiàn)出較高的抗氧化活性。本研究仍存在不足，還需進(jìn)一步深入研究超微紅茶粉提取物的抗氧化機(jī)制，為開發(fā)利用超微紅茶粉提供更多科學(xué)依據(jù)。