超微粉碎對(duì)白茶主要生化成分的影響

黃 藩，張 廳*，馬偉偉，郭煒?shù)h，羅 凡，堯 渝

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，四川 成都 610066；2.成都夏春秋茶文化傳播有限公司，四川 成都 610081)

白茶是中國(guó)傳統(tǒng)六大茶類(lèi)之一，近年來(lái)其保健功能被逐步挖掘，進(jìn)一步推動(dòng)了白茶的消費(fèi)市場(chǎng)和生產(chǎn)區(qū)域的擴(kuò)張，除了傳統(tǒng)的福建產(chǎn)區(qū)，四川、貴州、廣西、浙江、江西等省份也開(kāi)始試制白茶[1-2]。超微粉碎是指將物料顆粒粉碎至粒度在30μm以下的一種粉碎技術(shù)[3]，超微粉碎后的食品物料具有更高的生物利用率和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，以及體積小、微量小、易于處理、運(yùn)輸?shù)冉?jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。超微茶粉是利用球磨粉碎、氣流粉碎、高頻振動(dòng)研磨粉碎、沖擊式粉碎及石磨等[4]超微粉碎機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的，具有超細(xì)顆粒的茶葉新型產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)茶葉，超微茶粉在開(kāi)發(fā)高附加值的功能產(chǎn)品上具有優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)成為茶葉精深加工研究的熱點(diǎn)。

目前，對(duì)超微綠茶和超微紅茶的研究較多，張惠等[5]發(fā)現(xiàn)，隨著粉體粒徑逐漸減小，超微綠茶粉的亮度逐漸升高，其茶多酚、游離氨基酸等物質(zhì)含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，抗壞血酸和EGCG等物質(zhì)含量呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)。褚飛洋等[6]發(fā)現(xiàn)，隨著超微紅茶粉粒度減小，水浸出物含量、氨基酸含量及可溶性糖的含量明顯提高，但是茶多酚、茶色素和粗纖維的含量呈逐漸降低的趨勢(shì)。但尚未見(jiàn)有關(guān)超微白茶的相關(guān)物化特征的研究報(bào)道。本研究通過(guò)對(duì)超微白茶粉的主要生化成分的檢測(cè)，分析白茶在超微粉碎過(guò)程中的化學(xué)特征變化規(guī)律，為白茶精深加工提供理論支撐。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料

茶樹(shù)鮮葉于2020年5月10日采自雅安市名山區(qū)牛碾坪，福鼎大白品種，采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽二葉；經(jīng)過(guò)萎凋-干燥等工藝制得白茶毛茶。

1.2 樣品制作

將毛茶用BJ-150型高速粉碎機(jī)(拜杰牌)粉碎3min后過(guò)40目篩網(wǎng)，得到白茶粗粉，白茶粗粉為對(duì)照樣品(CK)。超微白茶粉由長(zhǎng)沙米淇?jī)x器設(shè)備有限公司加工而成，其加工過(guò)程為：利用循環(huán)冷風(fēng)行星球磨機(jī)將毛茶按照料球比1∶4.5，轉(zhuǎn)速38rmp/min進(jìn)行20min、30min、40min、50min等不同時(shí)間的粉碎，制成不同粒徑的4個(gè)樣品。

1.3 粒度檢測(cè)

采用Mastersizer2000型激光粒度儀對(duì)茶樣進(jìn)行粒度分析，稱(chēng)取適量樣品，以蒸餾水為分散劑，利用渦旋混合器進(jìn)行混合，超聲分散20s后測(cè)量粉體D50(中值粒徑，50%的粒子低于此值的直徑)、D10(10%的粒子低于此值的直徑)、D90(90%的粒子低于此值的直徑)、SPAN(分布寬度)。

1.4 主要生化成分檢測(cè)

茶多酚含量測(cè)定參照GB/T 8313-2008《茶葉中茶多酚和兒茶素含量的檢驗(yàn)方法》福林酚法；氨基酸含量測(cè)定參照 GB/T 8314-2013《茶：游離氨基酸總量的測(cè)定》茚三酮比色法；可溶性糖的測(cè)定采用蒽酮-硫酸法[7]；葉綠素含量采用丙酮浸提后用分光光度法測(cè)定[8]。兒茶素組分、沒(méi)食子酸(GA)、咖啡堿、1,2,6—三沒(méi)食子酰葡萄糖(1,2,6-tri-O-galloyl-β-D-glucopyranose，1,2,6-TGGP)含量的測(cè)定采用高效液相色譜法，流動(dòng)相為0.2%乙酸和乙腈，色譜條件：檢測(cè)波長(zhǎng)為278nm，流速：1mL/min，柱溫：25℃，進(jìn)樣量：10μL，流動(dòng)相梯度洗脫[9]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Office Excel 及SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 超微白茶粉粒度及離散度

超微白茶粉樣品的平均粒度值如表1，D50分別為14.50、13.26、10.01、8.17μm。4個(gè)樣品的粉體顆粒大小均小于20μm，符合超細(xì)微茶粉的粒徑要求[10]。隨著粉碎時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品的中值粒徑逐漸減小，粒度分布離散減小。

表1 不同粒徑白茶粉體的粒徑分布

2.2 超微白茶的葉綠素類(lèi)物質(zhì)變化

葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素對(duì)白茶干茶和葉底的色澤有重要影響。茶葉中的葉綠素主要包括葉綠素a和葉綠素b，葉綠素總量為葉綠素a和葉綠素b的含量之和。由表2可知，4個(gè)超微白茶粉樣品的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、類(lèi)胡蘿卜素的含量顯著低于對(duì)照組，且隨著粒徑的減少，以上成分的含量顯著降低。說(shuō)明超微粉碎進(jìn)行的時(shí)間越長(zhǎng)，樣品中葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的消耗越大。

圖1 樣品1粒徑分布 圖2 樣品2粒徑分布

圖3 樣品3粒徑分布 圖4 樣品4粒徑分布

表2 白茶粉的葉綠素及類(lèi)胡蘿卜素的含量(mg/g)

2.3 超微白茶的主要生化物質(zhì)變化

可溶性糖、氨基酸、黃酮的含量與茶湯滋味品質(zhì)得分呈正相關(guān)[11]，由表3和表4可知，4個(gè)超微白茶粉樣品的可溶性糖、氨基酸和黃酮含量顯著高于對(duì)照組，說(shuō)明超微粉碎可以使得部分生化成分的浸出量增加，豐富茶湯的內(nèi)含物質(zhì)[12]。茶多酚具有抗氧化、抗腫瘤、抗輻射、抗動(dòng)脈粥樣硬化等保健功能[13]，同時(shí)是茶湯澀味的主要物質(zhì)來(lái)源[14]。本研究中4個(gè)樣品的茶多酚含量顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明超微粉碎過(guò)程中，茶多酚的氧化反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，使得茶多酚含量下降，且隨著粒徑的減小，茶多酚的含量逐漸降低，粒徑最小的樣品，含量最低。所以超微粉碎會(huì)在一定程度上降低白茶粉的苦澀滋味，提高白茶粉的茶湯滋味品質(zhì)。對(duì)比4個(gè)超微粉碎的樣品發(fā)現(xiàn)，氨基酸、黃酮、咖啡堿含量也隨著粒徑的減小而顯著降低，可溶性糖含量沒(méi)有顯著變化。由此說(shuō)明茶粉粒徑過(guò)小，會(huì)使其部分生化成分在一定程度上降低，對(duì)茶湯濃度有影響。天然水解單寧類(lèi)物質(zhì)1,2,6三沒(méi)食子酰葡萄糖(1,2,6-TGGP)是一類(lèi)具有重要藥用價(jià)值的化合物[15]。超微粉碎使得白茶粉的GA和1,2,6-TGGP更多地浸出，增加茶湯濃度，樣品2和3的含量最高，顯著高于其它樣品。

表3 白茶粉的主要生化成分含量(mg/g)

表4 白茶粉的兒茶素類(lèi)等成分含量(mg/g)

兒茶素類(lèi)占茶多酚總量的70%～80%，其含量高低是茶葉品質(zhì)優(yōu)劣的重要化學(xué)指標(biāo)，兒茶素總量、EGCG、酯型兒茶素等組分是白茶滋味濃度(收斂)的關(guān)鍵因素[16]。超微粉碎后，4個(gè)超微白茶粉的非酯型兒茶素和兒茶素總量均有顯著升高，且隨著粒徑的逐漸減少，含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，樣品2的含量為最高。隨著粒徑逐漸降低，型兒茶素的含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，樣品2的含量最高，但是對(duì)照組高于樣品1。相比對(duì)照組，4個(gè)超微白茶粉的GC、EGC、C、EC、ECG等物質(zhì)的含量顯著增加，且隨著粒徑的逐漸減少，以上成分含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，且樣品2的含量最高。

3 討論

超微粉碎能提高白茶粉顆粒的比表面積，提高主要生化成分的浸出量，同時(shí)超微粉碎會(huì)加速粗纖維和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性糖和氨基酸等[17]，從而改善白茶的滋味品質(zhì)，提高白茶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。本研究中白茶經(jīng)過(guò)超微粉碎后，4個(gè)樣品的可溶性糖、氨基酸、黃酮、GA、1,2,6-TGGP以及部分兒茶素組分含量，較對(duì)照組顯著升高，與超微粉碎在中藥材、藥食同源物、果蔬等加工中的應(yīng)用效果類(lèi)似[18-19]。葉綠素是構(gòu)成綠茶外觀、湯色和葉底色澤的主要色素成分,但其性質(zhì)很不穩(wěn)定，超微粉碎過(guò)程使得葉綠素產(chǎn)生脫鎂和脫脂基葉綠素，再經(jīng)過(guò)一系列的氧化降解，產(chǎn)生小分子水溶性無(wú)色物質(zhì)[9]，相比白茶粗粉，4個(gè)樣品中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、類(lèi)胡蘿卜素的含量顯著降低，對(duì)白茶粉的色澤和滋味有一定影響。而類(lèi)胡蘿卜素會(huì)通過(guò)一系列轉(zhuǎn)化參與香氣物質(zhì)的形成，所以超微粉碎也會(huì)對(duì)白茶粉的香氣有一定影響。

隨著超微白茶粉粒徑的減小，4個(gè)樣品中茶多酚、氨基酸、黃酮、咖啡堿、葉綠素a、葉綠素b、類(lèi)胡蘿卜素含量也降低；而GA、TGGP、GC、EGC、C、EC、ECG、EGCG及兒茶素總量等物質(zhì)的含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。本研究中D50粒徑為13.26μm的超微白茶粉(樣品2)具有兒茶素類(lèi)物質(zhì)的最高含量，為追求更細(xì)的粒徑進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的超微粉碎，長(zhǎng)時(shí)高溫的環(huán)境，會(huì)使兒茶素組分在超微粉碎過(guò)程中會(huì)發(fā)生氧化和分解，使其含量在增加到峰值后反而下降。同時(shí)，兒茶素在粉碎中絡(luò)合、氧化形成茶紅素和茶黃素，粉體色澤變紅，會(huì)對(duì)呈現(xiàn)綠色的超微白茶粉的感官品質(zhì)形成不利影響。有研究發(fā)現(xiàn)不同粒徑蘋(píng)果皮全粉的酚類(lèi)含量也出現(xiàn)同樣變化趨勢(shì)，隨著超微粉碎時(shí)間延長(zhǎng)，熱效應(yīng)會(huì)使綠原酸和表兒茶素等酚類(lèi)物質(zhì)氧化分解，導(dǎo)致其含量顯著下降[20]。而可溶性糖的含量在4個(gè)超微白茶粉之間的差異不顯著，說(shuō)明增加超微粉碎時(shí)間對(duì)可溶性糖含量增加無(wú)效果，在山藥全粉的研究中也發(fā)現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的超微粉碎對(duì)可溶性糖溶出率的提高效果有限，反而會(huì)增加生產(chǎn)能耗[21]。而不同物質(zhì)具有不同的熱敏感性，所以不同物質(zhì)含量峰值出現(xiàn)在不同粒徑處。本研究中D50粒徑為13.26μm的超微白茶粉(樣品2)，其茶多酚、可溶性糖、氨基酸、黃酮、GA、1,2,6-TGGP的含量上不低于另外3個(gè)超微白茶粉樣品，在GC、EGC、C、EC、ECG、EGCG及兒茶素總量等物質(zhì)含量上顯著高于其它樣品。以上說(shuō)明適度的超微粉碎，會(huì)提高白茶粉的主要生化成分的含量，提高白茶的利用價(jià)值。

4 結(jié)論

已有研究認(rèn)為超微粉碎會(huì)使茶葉的物理性質(zhì)發(fā)生變化[22]，從物理特性上認(rèn)為粉體越細(xì)，越有利于添加到食品、藥品、化妝品等產(chǎn)品中。但是超微茶粉粒徑的最終確定，要結(jié)合粉體的感官品質(zhì)、理化品質(zhì)、產(chǎn)品需求以及生產(chǎn)成本等。目前已有關(guān)于超微綠茶粉和超微紅茶粉在冰淇淋、餅干、蛋糕、豆?jié){、面條、巧克力等食品，以及面膜、護(hù)手霜等日用品中的研究報(bào)道[23-24]，但是對(duì)于超微白茶的利用還未見(jiàn)報(bào)道，因此可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)超微白茶食品和日用品，豐富茶葉精深加工產(chǎn)品，提高茶葉產(chǎn)品的附加值，解決我國(guó)中低檔茶葉的銷(xiāo)路問(wèn)題，加快茶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。