不同茶飲料貯藏過程中品質(zhì)的變化

陳金定，高彥祥

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，中國(guó)輕工業(yè)健康飲品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）

茶飲料是以茶葉的水提取液或其濃縮液、茶粉為原料，經(jīng)加工制成的，保持原茶汁應(yīng)有風(fēng)味的液體飲料[1]，被譽(yù)為二十一世紀(jì)飲料之王。與咖啡和可可飲料相比，茶飲料中富含茶多酚、茶氨酸、兒茶素、茶黃素等多種活性成分[2?3]，具有提神、醒目、降壓、強(qiáng)心、減肥等保健功效，同時(shí)還具有低能量、低脂肪、低糖等特點(diǎn)[4?5]，受到廣大消費(fèi)者的喜愛，在我國(guó)快速發(fā)展[6?7]。據(jù)尼爾森的調(diào)查數(shù)據(jù)，截止2019年，中國(guó)茶飲料市場(chǎng)過去三年的復(fù)合增長(zhǎng)率約為15.2%，茶飲料已成為增速最快的飲料品類之一。

茶飲料從生產(chǎn)到消費(fèi)者飲用需要經(jīng)過運(yùn)輸、貯藏、銷售等環(huán)節(jié)，受物流、貯藏環(huán)境等條件的影響，茶飲料理化性質(zhì)發(fā)生不同程度的變化[8?9]，極易發(fā)生褐變、沉淀、營(yíng)養(yǎng)成分降解等現(xiàn)象，故色澤、澄清或濁度、營(yíng)養(yǎng)成分等穩(wěn)定性保持是茶飲料加工及貯藏過程中的三大技術(shù)難題[9?10]。

現(xiàn)有茶飲料品質(zhì)變化研究表明，茶飲料貯藏過程中的品質(zhì)變化與茶飲料的加工過程[11?13]、水質(zhì)[14?15]、糖類添加量[16?17]、茶多酚含量[18?19]等因素密切相關(guān)，但對(duì)于茶飲料在貯藏過程中的品質(zhì)變化規(guī)律的研究相對(duì)較少，且現(xiàn)有研究多選取綠茶飲料、烏龍茶飲料等單一茶飲料為研究對(duì)象，而對(duì)于不同類別茶飲料在貯藏過程中的變化規(guī)律相關(guān)研究鮮有報(bào)道。

GB/T 21733-2008《茶飲料》將茶飲料（茶湯）分為紅茶飲料、綠茶飲料、烏龍茶飲料、花茶飲料及其他茶飲料[1]，其中以紅茶飲料和綠茶飲料最為普遍[20?21]。根據(jù)茶飲料的pH，可將其分為低酸茶飲料和高酸茶飲料，低酸茶飲料是指pH6.1±0.3左右的茶飲料[22]，高酸茶飲料是指pH小于4.6的茶飲料[23]。

根據(jù)茶飲料加工貯藏過程中常見問題及茶飲料的分類，本文從色澤、濁度及茶多酚、EGCG穩(wěn)定性三方面分析不同茶飲料的品質(zhì)變化規(guī)律，以綠茶飲料（高酸、低酸）、紅茶飲料（高酸、低酸）為研究對(duì)象，對(duì)其在不同貯藏條件下的可溶性固形物含量、透光率、濁度、茶多酚含量、EGCG含量等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，考察不同貯藏溫度、貯藏時(shí)間對(duì)不同茶飲料品質(zhì)變化的影響，以期為茶飲料的生產(chǎn)與貯藏供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠茶濃縮液（18oBrix）及紅茶濃縮液（15oBrix）

福建仙洋洋生物科技有限公司提供；EGCG標(biāo)準(zhǔn)品 Sigma公司； 0.45 μm濾膜 上海尤尼柯儀器有限公司；白砂糖、碳酸氫鈉甘汁園糖業(yè)有限公司；檸檬酸、檸檬酸鈉 食品級(jí)，濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司；六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉 食品級(jí)，湖北興發(fā)化工集團(tuán)；D-異抗壞血酸鈉 食品級(jí)，江西省德興市百勤異VC鈉有限公司；維生素C 食品級(jí)，福萊德生物科技有限公司；乙腈、乙酸、EDTA-2Na色譜純，美國(guó)Merck公司；甲醇 分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉 分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

UV-1800紫外分光光度計(jì) 日本島津；2100N型濁度儀 美國(guó)哈希公司；HP1100液相色譜儀 美國(guó)安捷倫公司；Abbemat 500折光儀 安東帕Anton paar；NH300色差儀 深圳市三恩時(shí)科技有限公司；LRH250生化培養(yǎng)箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；T25高速剪切機(jī) 德國(guó)IKA公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 茶飲料的制備工藝

按照配方，取一定量的茶濃縮液，加入白砂糖、檸檬酸、檸檬酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、碳酸氫鈉、D-異抗壞血酸、維生素C進(jìn)行混合，加入去離子水定容后，采用高速剪切機(jī)在7000 r/min條件下剪切使其完全溶解，同時(shí)將瓶子置于開水中煮沸15 min進(jìn)行殺菌；將調(diào)配好的茶飲料加熱至90 ℃以上，保持30 s殺菌后，快速灌裝、封蓋，倒瓶30 s后置于流動(dòng)冷卻水中，快速冷卻至室溫。

1.2.2 茶飲料配方 以企業(yè)提供的茶濃縮液為原料，按照配方添加輔料進(jìn)行調(diào)配，配方如下所示。

高酸紅茶飲料配方：紅茶濃縮液10 g/kg、白砂糖90 g/kg、檸檬酸2.5 g/kg、檸檬酸鈉0.2 g/kg、D-異抗壞血酸鈉0.2 g/kg、維生素C 0.2 g/kg。

低酸紅茶飲料配方：紅茶濃縮液10 g/kg、白砂糖40 g/kg、六偏磷酸鈉0.15 g/kg、三聚磷酸鈉0.07 g/kg、碳酸氫鈉0.5 g/kg、D-異抗壞血酸鈉0.2 g/kg、維生素C 0.2 g/kg。

高酸綠茶飲料配方：綠茶濃縮液10 g/kg，其他配料信息同高酸紅茶飲料。

低酸綠茶飲料配方：綠茶濃縮液10 g/kg，其他配料信息同低酸紅茶飲料。

1.2.3 茶飲料的貯藏條件及取樣時(shí)間 制備好的茶飲料分別置于4、25、37及55 ℃條件下進(jìn)行貯藏，定期取樣檢測(cè)其理化指標(biāo)。4 ℃及25 ℃條件下貯藏180 d，每30 d取樣檢測(cè)；37 ℃條件下貯藏28 d，每7 d取樣檢測(cè)；55 ℃條件下貯藏15 d，每3 d取樣檢測(cè)。

貯藏天數(shù)運(yùn)用阿列紐斯模型（Arrhenius model）進(jìn)行預(yù)測(cè)[24?25]，公式如下：

式中：ΔT為兩個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度T1與T2的溫度差，℃；f1為溫度T1時(shí)測(cè)試之間的時(shí)間間隔，d；f2為溫度T2時(shí)測(cè)試之間的時(shí)間間隔，d；Q10為2個(gè)任意溫差為10 ℃的溫度下的保質(zhì)期的比值，常數(shù)Q10=3.252。

1.2.4 指標(biāo)檢測(cè)方法

1.2.4.1 理化指標(biāo)測(cè)定方法 可溶性固形物含量的檢測(cè)采用折光儀檢測(cè)；透光率采用紫外分光光度計(jì)測(cè)定，以超純水做空白參比，測(cè)定波長(zhǎng)640 nm；濁度采用2100N型濁度儀測(cè)定。

色差的測(cè)定：采用3nh NH300色差儀測(cè)定每個(gè)樣品的色差L*、a*、b*值，其中L*值代表亮度；a*值代表紅綠色度，正值表示紅色程度，負(fù)值表示綠色程度；b*值代表黃藍(lán)色度，正值表示黃色程度，負(fù)值表示藍(lán)色程度[26]。

1.2.4.2 主要化學(xué)成分測(cè)定 茶多酚含量的測(cè)定采用酒石酸亞鐵比色法，參考GB/T 21733-2008[1]。

EGCG含量的測(cè)定采用HPLC法[1]，流動(dòng)相A：分別將90 mL乙腈、20 mL乙酸、2 mL EDTA-2Na溶液加入1000 mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，過0.45 μm膜；流動(dòng)相B：分別將800 mL乙腈、20 mL乙酸、2 mL EDTA-2Na溶液加入1000 mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，過0.45 μm膜；液相色譜柱：C18（粒徑5 μm，250 mm×4.6 mm）；流動(dòng)相流速：1 mL/min；柱溫：35 °C；紫外檢測(cè)器：λ=278 nm；進(jìn)樣量：10 μL；梯度條件：100% A相保持10 min；15 min內(nèi)由100% A相調(diào)整為68%A相、32%B相；68%A相、32%B相保持10 min；100%A相。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)樣品均設(shè)3次重復(fù)，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行方差分析，處理間平均數(shù)的比較用最小顯著差數(shù)法。圖形繪制采用Origin 9.1繪圖軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏條件對(duì)茶飲料可溶性固形物含量的影響

四種茶飲料在4、25、37、55 ℃條件下可溶性固形物含量的變化如表1所示。

兩種低酸茶飲料在貯藏過程中，與對(duì)照樣品相比，可溶性固形物含量無顯著變化，在4 ℃條件下，低酸綠茶飲料的可溶性固形物含量出現(xiàn)波動(dòng)，貯藏第60、120 d時(shí)較第30 d顯著降低（P<0.05），可能是由于茶飲料中的可溶性固形物如還原糖、果膠、少量可溶性淀粉及可溶性蛋白等，在貯藏過程中發(fā)生氧化降解或與其他物質(zhì)絡(luò)合形成沉淀，導(dǎo)致可溶性固形物含量降低[27]；高酸茶飲料在4、25 ℃條件下，可溶性固形物含量無顯著變化，在37、55 ℃條件下，個(gè)別樣品的可溶性固形物含量較對(duì)照樣品顯著增加（P<0.05），可能是由于在較高溫度下，貯藏前茶飲料中的少量不溶物質(zhì)溶解度增加，導(dǎo)致茶飲料可溶性固形物含量增加。

表1 紅茶飲料及綠茶飲料在貯藏過程中可溶性固形物含量變化Table 1 Changes of soluble solids content in black tea and green tea beverages during storage

2.2 不同貯藏條件對(duì)茶飲料透光率及濁度的影響

四種茶飲料在4、25、37、55 ℃條件下透光率及濁度的變化如圖1和圖2所示。

茶飲料澄清度的變化主要來源于生化成分之間的相互作用形成的渾濁沉淀，可以通過透光率、濁度變化進(jìn)行表征，透光率越高、濁度越小，則茶飲料的澄清度越高[28]。根據(jù)圖1所示，在不同貯藏條件下，綠茶飲料的透光率保持在97.07%～99.12%，紅茶飲料的透光率保持在79.32%～83.32%，整個(gè)貯藏期透光率的變化無顯著差異。

圖1 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中透光率變化Fig.1 Change of transmittance in black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

圖2 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中濁度變化Fig.2 Change of turbidity in black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

綠茶飲料在4 ℃及25 ℃條件下貯藏，濁度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸升高，且高酸綠茶飲料的濁度高于低酸綠茶飲料，貯藏至第180 d，4 ℃條件貯藏的高酸綠茶飲料濁度增加率高于25 ℃條件下貯藏的茶飲料，高酸綠茶飲料的濁度分別增加了52.04%和34.12%，這可能與綠茶飲料的“冷后渾”現(xiàn)象有關(guān)，梁月榮等[29?30]在綠茶茶乳酪方面的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，綠茶飲料在缺乏茶黃素和茶紅素情況下也能產(chǎn)生茶乳酪，即茶多酚、兒茶素等在低溫下同咖啡因締合形成茶乳酪產(chǎn)生沉淀，導(dǎo)致綠茶飲料濁度增加。紅茶飲料在貯藏過程中，濁度無明顯增加現(xiàn)象，這與紅茶飲料中的茶多酚含量較綠茶飲料低有關(guān)，有研究表明，茶多酚是茶飲料產(chǎn)生“茶乳酪”的關(guān)鍵因素，當(dāng)茶多酚濃度較低時(shí)，聚合后產(chǎn)物的濁度較??；隨茶多酚濃度增加，聚合后產(chǎn)物的濁度增大，溶液的透光率降低[31]，Lin等[32]的研究也發(fā)現(xiàn)綠茶茶湯的粒徑高于紅茶茶湯，且參與茶乳酪形成的生化成分也有所差別。

2.3 不同貯藏條件對(duì)茶飲料色差的影響

四種茶飲料在4、25、37、55 ℃條件下色差變化如圖3、圖4和圖5所示。

茶飲料色澤變化可通過L*、a*、b*值變化來衡量，L*值表示溶液體系的亮度，L*值越大，表示體系亮度越高，反之越暗。由圖3可以看出，綠茶飲料的L*均高于紅茶飲料，綠茶飲料與紅茶飲料的L*值在貯藏過程中逐漸下降，且不同貯藏條件下，變化趨勢(shì)一致，如4 ℃及25 ℃條件下，0～90 d的降低幅度較大，90～180 d的降低幅度相對(duì)較小。在25 ℃條件下貯藏至180 d，高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料亮度值降幅分別為31.86%、39.98%、30.22%及37.73%。茶飲料在貯藏過程中，其中的多酚類物質(zhì)、葉綠素類物質(zhì)在高溫、光照、氧等因素的影響下，發(fā)生氧化和降解等反應(yīng)，造成茶飲料色澤不斷加深[10,33]，故茶飲料在貯藏過程中亮度值逐漸下降。

a*值可以表示液體的紅綠色度，正值表示紅色，負(fù)值表示綠色，a*值越大，表示液體的紅度越高，a*值越小，表示綠度越高。由圖4可知，紅茶飲料和綠茶飲料的a*值在4、25、37及55 ℃貯藏過程中始終為正值，且隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，紅度逐漸增加，且隨著貯藏溫度的升高增加幅度也越大，在55 ℃條件下貯藏15 d，高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料的紅度分別增加了43.21%、48.83%、72.60%、104.80%，原因是茶飲料在貯藏過程中，茶多酚、葉綠素發(fā)生氧化降解，使茶飲料失去原有的黃綠明亮，變得紅、暗，甚至褐變。高酸茶飲料比低酸茶飲料a*值變化相對(duì)較小，在酸性條件下，茶多酚更加穩(wěn)定，不易被氧化生成有色物質(zhì)，因此茶飲料中加入酸味劑，具有一定的護(hù)色作用[34]，寧井銘[35]研究綠茶的護(hù)色表明，在pH5.0以下時(shí)，多酚類物質(zhì)氧化程度低，湯色變化程度小，綠茶茶湯色澤能維持較好的穩(wěn)定性，故高酸茶飲料的a*值增加程度較低酸綠茶低。

圖3 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中L*值變化Fig.3 L* value changes of black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

圖4 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中a*值變化Fig.4 a* value change of black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

圖5 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中b*值的變化Fig.5 b* value change of black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

b*值可以表示液體的黃藍(lán)色度，正值表示黃色，負(fù)值表示藍(lán)色，b*值越大，表示溶液體系的黃度越高。由圖5可知，紅茶飲料和綠茶飲料b*值在貯藏過程中始終為正值，即紅茶飲料和綠茶飲料的黃藍(lán)度均保持黃色，且隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，黃度增加。高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料在37 ℃條件下貯藏28 d，b*值分別增加了37.3%、26.6%、48.2%、28.02%；在55 ℃條件下貯藏15 d，b*值分別增加了62.3%、82.4%、45.2%、55.9%，結(jié)果表明，在不同條件貯藏過程中，茶飲料b*值變化趨勢(shì)與a*值一致，隨著貯藏溫度的升高，b*值增加幅度逐漸增加，與a*值增加的原因相同，b*值的增加也是由于茶多酚的氧化導(dǎo)致茶飲料發(fā)生褐變。

根據(jù)茶飲料L*、a*、b*值變化趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)，不同茶飲料在貯藏過程中，均出現(xiàn)亮度降低、紅度及黃度增加的現(xiàn)象，在感官上表現(xiàn)為，茶飲料的亮度下降，色澤變紅、變褐，且貯藏溫度越高，茶飲料顏色變化趨勢(shì)越明顯。王杰[36]研究了三種綠茶原料制備的茶飲料在貯藏過程中的色澤變化，發(fā)現(xiàn)三種綠茶飲料L*值均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低，a*和b*值隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增加，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

2.4 不同貯藏條件對(duì)茶飲料中茶多酚和EGCG含量的影響

四種茶飲料在4、25、37、55 ℃條件下茶多酚和EGCG含量變化如圖6和圖7所示。

圖6 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中茶多酚含量變化Fig.6 Tea polyphenol change of black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

圖7 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中EGCG含量變化Fig.7 Change of EGCG content in black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

由圖6和圖7可以看出，茶飲料在貯藏過程中茶多酚和EGCG含量整體均出現(xiàn)較大幅度降低，貯藏過程中茶多酚與咖啡堿、蛋白質(zhì)等發(fā)生絡(luò)合沉淀反應(yīng)、EGCG發(fā)生氧化降解是其含量降低的主要原因。高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料在25 ℃條件下貯藏180 d，茶多酚降解率分別為5.07%、11.28%、10.18%、12.27%；37 ℃條件下貯藏28 d，茶多酚降解率分別為7.48%、14.45%、11.78%、23.52%；55 ℃條件下貯藏15 d，茶多酚降解率分別為9.08%、10.28%、13.39%及18.63%。在相同貯藏條件下，高酸茶飲料的茶多酚降解率低于低酸茶飲料，與茶飲料的色澤變化一致，即酸性條件下茶多酚更加穩(wěn)定，不易降解。竇宏亮等[37]的研究發(fā)現(xiàn)，綠茶飲料在常溫條件下貯藏12個(gè)月，總酚含量下降26.6%，與本文結(jié)果一致。

紅茶和綠茶中的兒茶素主要包括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），其中EGCG是兒茶素中最主要的抗氧化劑，約占總抗氧化能力的30%[38]。不同茶飲料中EGCG含量變化趨勢(shì)與茶多酚一致，但降解程度更高，在55 ℃條件下貯藏15 d，高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料的EGCG含量分別降低了35.32%、42.18%、47.22%和49.03%。由圖7可以看出，高酸茶飲料中EGCG降解速度低于低酸茶飲料，在4 ℃及25 ℃貯藏條件下，高酸綠茶及高酸紅茶中的EGCG含量至第30 d均未發(fā)生顯著變化，但兩種低酸茶飲料中的EGCG含量則出現(xiàn)顯著性下降（P<0.05）；隨著貯藏溫度的升高，茶飲料中的EGCG含量降低速度加快，在55 ℃條件下，四種茶飲料中的EGCG含量在第3、6、9、12及15 d均出現(xiàn)顯著性降低（P<0.05），表明在高溫條件下，茶飲料中的EGCG很快發(fā)生降解。Chen等[39]研究發(fā)現(xiàn)，pH3.23的瓶裝茶飲料在貯藏6個(gè)月之后，兒茶素含量降低了45%，但在pH6茶飲料中，貯藏4個(gè)月后，其中的兒茶素全部降解；竇宏亮等[37]對(duì)綠茶飲料貯藏期間理化成分變化的研究發(fā)現(xiàn)，新制綠茶飲料中EGCG含量為255.1 μg/mL，貯藏12個(gè)月后EGCG含量?jī)H為20.68 μg/mL，降解了91.1%，這與本文的研究結(jié)果一致。

酚類成分是決定茶葉風(fēng)味和品質(zhì)的主要物質(zhì)，具有抗氧化、防癌、抗癌等多種生物活性，尤其是EGCG在預(yù)防突變、抗腫瘤、防止癌細(xì)胞增殖及其轉(zhuǎn)移等方面占有重要作用[40?41]。但在茶飲料貯藏過程中，茶多酚特別是其中兒茶素類物質(zhì)極易氧化和降解，其氧化產(chǎn)物不僅使茶飲料色澤加深，而且失去滋味的醇厚度和收斂性[42]，對(duì)其風(fēng)味造成不利影響。

3 結(jié)論

不同茶飲料在貯藏過程中品質(zhì)指標(biāo)均發(fā)生一定程度變化，主要表現(xiàn)為色澤加深、亮度降低、茶多酚及EGCG降解等，低酸茶飲料指標(biāo)變化程度較高酸茶飲料更大。不同茶飲料的透光率在不同貯藏條件下未發(fā)生顯著變化；綠茶飲料在4 ℃及25 ℃條件下貯藏，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，濁度增加，且高酸綠茶飲料濁度增幅較低酸綠茶飲料高，4 ℃及25 ℃條件下貯藏至第180 d，高酸綠茶飲料濁度分別增加了52.04%、34.12%，但均未超過10 NTU，紅茶飲料在不同貯藏條件下，濁度變化相對(duì)較??；不同茶飲料在貯藏過程中，褐變現(xiàn)象較明顯，表現(xiàn)為L(zhǎng)*值降低、a*值增加以及b*值增加，且高酸茶飲料褐變程度較低酸茶飲料低，如25 ℃條件下貯藏至180 d，四種茶飲料（高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料、低酸紅茶飲料）L*值分別降低了31.86%、39.98%、30.22%及37.73%；茶飲料中的茶多酚及EGCG含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均出現(xiàn)一定程度的降解，且EGCG降解程度較茶多酚高，在55 ℃條件下貯藏15 d，高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料、低酸紅茶飲料的茶多酚分別降低了9.08%、10.28%、13.39%及18.63%，EGCG含量分別降低了35.32%、42.18%、47.22%及49.03%。