綠茶在水醇復(fù)合體系中的浸提規(guī)律研究

蔣玉蘭，呂楊俊，潘俊嫻，葉麗偉，王霈菲，張士康，朱躍進(jìn)*

（1.中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究所，浙江杭州 310016; 2. 浙江省茶資源跨界應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310016）

茶是世界三大飲料之一，是公認(rèn)的健康飲品。茶葉含有多種功能成分，如茶多酚、茶黃素、茶氨酸、茶多糖、咖啡堿等，具有抗氧化[1-2]、降血脂[3-4]、延緩衰老[5-6]等作用。 茶多酚和茶黃素作為食品添加劑，可以應(yīng)用于油脂、谷物制品、水產(chǎn)品、肉制品及飲料等多品類食品中。 茶具有健康屬性已達(dá)成共識(shí)。但是，目前除了茶飲料、茶烘焙等產(chǎn)品外，茶在其他食品中成功產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的案例仍較少，有些甚至只是概念產(chǎn)品。

茶在食品中的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍有很多的瓶頸需要突破。 食品工業(yè)用茶是近幾年新興起來(lái)的名詞，主要是指采用一定技術(shù)方法，為實(shí)現(xiàn)某些食品產(chǎn)業(yè)特定需求目標(biāo)而加工的茶葉。 如采用凍融技術(shù)或酶制劑技術(shù)， 來(lái)實(shí)現(xiàn)茶成分高溶出率的冷泡茶加工等[7-8]。食品工業(yè)用茶要求加工方便、價(jià)格低、品質(zhì)優(yōu)良、使用便捷。要解決好茶、茶制品或是食品工業(yè)用茶在食品中規(guī)模化應(yīng)用的瓶頸，就需要尋找一種介質(zhì)提取茶成分， 而這種介質(zhì)恰好是食品加工的原輔料， 可以很好地提高茶成分與食品組分間的融合度， 加工出的茶食品品質(zhì)也會(huì)更加優(yōu)良。水和酒是食品加工中經(jīng)常用到的原料，被廣泛應(yīng)用于肉類產(chǎn)品、調(diào)味料類產(chǎn)品、酒釀發(fā)酵類產(chǎn)品中。 文章研究了綠茶在水醇復(fù)合體系中的浸提規(guī)律，旨在尋找合適的水醇溶解介質(zhì)，將綠茶成分高效、有效地溶解出來(lái)，進(jìn)而更好的應(yīng)用于工業(yè)化食品中， 為茶食品的開發(fā)提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

綠茶（綠碎片茶）：浙江茗皇天然食品開發(fā)有限公司；45%vol 白酒：浙江劍光酒業(yè)有限公司；無(wú)水乙醇：上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品：阿拉丁公司；福林酚：上海源葉生物科技有限公司；碳酸鈉、十二水磷酸氫二鈉：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；磷酸二氫鉀：湖州湖試化學(xué)試劑有限公司；茚三酮：廣東光華科技股份有限公司；氯化亞錫：上?；瘜W(xué)試劑總廠所屬上海世紀(jì)四廠；茶氨酸標(biāo)準(zhǔn)品：國(guó)際環(huán)試標(biāo)品。

1.2 儀器與設(shè)備

AL204 電子分析天平， 梅特勒-托利多儀器（上海） 有限公司；TU-1901 雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；EPED-10TH 實(shí)驗(yàn)室級(jí)純水器，南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司；CS-830G 臺(tái)式分光測(cè)色儀，杭州彩譜科技有限公司；DHG-9140A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 綠茶中水分含量測(cè)定

參考GB 5009.3—2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》第一法進(jìn)行。

1.3.2 綠茶在45%vol 白酒中浸提

分別按照料液比1∶20（g/mL），1∶30（g/mL）和1∶40 （g/mL） 在室溫下浸提， 浸提時(shí)間分別為5，10，15，20，25，30，40，50 和60 min 浸提，每隔5 min 攪拌1 次，浸提后過(guò)濾，濾液備用，茶渣連同濾紙一起烘干。

1.3.3 綠茶在不同濃度乙醇溶液中浸提

分別配置0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%濃度的乙醇溶液，然后將綠茶和不同濃度的乙醇溶液分別按照料液比1∶30（g/mL）、浸提時(shí)間50 min 浸提，浸提后過(guò)濾，濾液備用，茶渣連同濾紙一起烘干。

1.3.4 總浸提率計(jì)算

計(jì)浸提前茶葉的重量為m1，茶葉中的水分含量為w%，浸提后茶渣和濾紙烘干至恒重（前后兩次稱重的質(zhì)量差不超過(guò)2 mg）后的重量為m2，濾紙?jiān)贾亓繛閙3， 則綠茶總浸提率的計(jì)算公式為：

1.3.5 浸提液中茶多酚含量的測(cè)定

參照GB/T 8313 《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》。

1.3.6 浸提液中游離氨基酸含量的測(cè)定

參照GB/T 8314 《茶 游離氨基酸總量的測(cè)定》。

1.3.7 浸提液色差測(cè)試

分光測(cè)色儀分別進(jìn)行黑白校正后， 采用透視模式，測(cè)定浸提液的色差L*值、a*值和b*值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

分析使用的所有數(shù)據(jù)為三次平行檢測(cè)試驗(yàn)后所得結(jié)果的平均值，利用SPSS26.0 軟件進(jìn)行顯著性差異分析，以p<0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠茶在水醇復(fù)合體系中的總浸提率分析

總浸提率是浸提可行性的重要指標(biāo)。 綠茶在45%vol 白酒中的總浸提率變化規(guī)律如圖1 中A-1 所示，隨著浸提時(shí)間延長(zhǎng)，不同料液比的綠茶總浸提率均逐漸增大。 浸提時(shí)間為50 min 時(shí)，料液比1∶20（g/mL）、1∶30（g/mL）和1∶40（g/mL）的綠茶浸提率分別為29.29%、30.02%和32.19%，從產(chǎn)業(yè)角度分析，這三個(gè)總浸提率間差異不顯著，可根據(jù)需要選擇料液比。不同料液比的綠茶在浸提時(shí)間50 min 和60 min 時(shí)的總浸提率均無(wú)顯著性差異（p>0.05），說(shuō)明浸提50 min 即可。

圖1 綠茶在水醇復(fù)合體系中的總浸提率Fig.1 Total extraction rate of green tea in wateralcohol complex system

綠茶在不同乙醇濃度的復(fù)合溶液中的總浸提率變化如圖1 中A-2 所示， 隨著乙醇濃度的增大， 綠茶總浸提率呈現(xiàn)先緩慢升高后急劇降低的趨勢(shì)，可能是因?yàn)殡S著溶液乙醇濃度增大，除了水溶性的成分溶出外， 其他醇溶性的成分也隨之溶出。 但是，當(dāng)酒精度增大到一定程度時(shí)，綠茶中的水溶性成分極難溶出， 且綠茶中的水溶性成分含量遠(yuǎn)大于醇溶性成分，故總浸提率出現(xiàn)驟降。乙醇濃度40%時(shí)的總浸提率最大， 為29.93%， 這與45%vol 白酒浸提的總浸提率契合； 乙醇濃度30%、40%和50%的總浸提率間沒(méi)有顯著性差異（p>0.05）。 酒精度80%時(shí)的總浸提率為19.64%，而酒精度90%時(shí)下降到只有6.21%，酒精度100%時(shí)僅有0.83%。

2.2 綠茶水醇復(fù)合體系浸提液中茶多酚分析

綠茶在45%vol 白酒中茶多酚溶出規(guī)律如圖2 中TP-1 所示，隨著浸提時(shí)間延長(zhǎng)，不同料液比的浸提液中茶多酚濃度均逐漸增大， 料液比1∶20（g/mL）時(shí)的曲線斜率最大，說(shuō)明此時(shí)浸提液中茶多酚的濃度增速最快。 浸提時(shí)間為50 min 時(shí)，料液比1∶20（g/mL）、1∶30（g/mL）和1∶40（g/mL）浸提液中茶多酚的濃度分別為9.72 mg/mL、6.43 mg/mL和5.07 mg/mL，且均與60 min 時(shí)的浸提液中茶多酚濃度無(wú)顯著性差異（p>0.05），說(shuō)明浸提時(shí)間為50 min 即可，這與上述總浸提率的結(jié)論一致。

圖2 茶多酚在水醇復(fù)合體系中溶出規(guī)律Fig.2 Dissolution rule of tea polyphenols in wateralcohol complex system

圖2 中TP-2 所示，茶多酚在不同乙醇濃度溶液中的溶出規(guī)律與前述總浸提率的曲線變化趨勢(shì)相同。純水（酒精度為零）浸泡綠茶，浸提液中的茶多酚濃度為3.00 mg/mL， 而乙醇濃度為50%時(shí)浸提液中的茶多酚濃度最高為6.17 mg/mL， 是純水浸提的兩倍之多，溶液乙醇濃度50%和60%的浸提液中茶多酚濃度無(wú)顯著性差異（p>0.05），茶多酚在純乙醇溶液中的浸提濃度僅為0.42 mg/mL。汪雪蓮等[9]以料液比1∶20（g / mL）、乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、提取時(shí)間60 min 為條件提取綠茶茶末中的多酚。 張瑞剛等[10]采用乙醇濃度60%、料液比1∶25（g/mL）、提取時(shí)間65 min、超聲功率為400 W 提取黑豆種皮多酚。 牛生洋等[11]采用乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、料液比1∶40（g/mL）、水浴溫度70 ℃、水浴時(shí)間50 min 提取長(zhǎng)莖葡萄蕨藻多酚。 這些研究的食品多酚浸提參數(shù)和文章的結(jié)果相一致。

2.3 綠茶水醇復(fù)合體系浸提液中游離氨基酸分析

由圖3 中AA-1 可知，隨著浸提時(shí)間延長(zhǎng)，不同料液比條件下，綠茶在45%vol 白酒中的浸提液中游離氨基酸的濃度逐漸增大，且增大速率相似。料液比1∶20（g/mL）、1∶30（g/mL）和1∶40（g/mL）的綠茶在浸提時(shí)間為50 min 時(shí)，浸提液中游離氨基酸的濃度分別為1.96 mg/mL、1.50 mg/mL 和0.91 mg/mL， 和60 min 時(shí)的浸提液中的游離氨基酸濃度均無(wú)顯著性差異（p>0.05），這與前述總浸提率和茶多酚的時(shí)間規(guī)律相同。

圖3 綠茶游離氨基酸在水醇復(fù)合體系中溶出規(guī)律Fig.3 Dissolution rule of free amino acids in green tea in water-alcohol complex system

由圖3 中AA-2 可知， 綠茶在不同濃度的乙醇溶液中浸提， 浸提液中游離氨基酸的變化幅度不如茶多酚大， 在乙醇濃度為30%的浸提液中游離氨基酸濃度最大，為1.53 mg/mL。純水浸提液中的游離氨基酸濃度為1.43 mg/mL，60%乙醇浸提液中游離氨基酸濃度為1.44 mg/mL， 二者無(wú)顯著性差異（p>0.05）。 乙醇濃度大于60%時(shí)，浸提液中游離氨基酸濃度隨乙醇濃度增大而快速減小。

2.4 綠茶水醇復(fù)合體系浸提液色差分析

茶中含有豐富的茶綠色素、 茶黃色素和茶紅色素等色素[12]。 其中，茶綠色素包括脂溶性茶綠色素和水溶性茶綠色素[13]。 脂溶性茶綠色素是綠茶干茶色澤的主要物質(zhì)基礎(chǔ)， 主要包括葉綠素和類胡蘿卜素[14]。 水溶性茶綠色素主要包括葉綠素銅鈉鹽和葉綠素鋅鈉鹽[15]。 綠茶在不同乙醇濃度溶液中的浸提液顏色如圖4 所示，可以明顯看出，隨著溶液乙醇濃度的增大， 浸提液的顏色發(fā)生了較明顯的變化，由淺綠色慢慢變成橙紅色，后變成橙黃色、黃色，最后又變成綠色。

圖4 不同乙醇濃度溶液的綠茶浸提液顏色比較Fig.4 Color comparison of green tea extracts with different ethanol concentrations

為了更清晰地闡明綠茶在水醇復(fù)合體系中的浸提液顏色變化情況， 對(duì)浸提液的色度值L*、a*和b* 進(jìn)行分析。 L* 表示明暗度值，數(shù)值越大，顏色越偏白[16]；a* 值為紅綠色度值，a* 為正指示紅色，為負(fù)指示綠色；b* 值為黃藍(lán)色度值，值越大顏色越黃，值越小表示越藍(lán)。

由圖5 中L-1 可知，在45%vol 白酒中，隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，不同料液比的綠茶浸提液L* 值均呈現(xiàn)穩(wěn)定降低的趨勢(shì)， 這可能是因?yàn)榻釙r(shí)間長(zhǎng)，茶成分的浸出量大，影響了浸提液的亮度；浸提液的L*值與料液比成負(fù)相關(guān)，即浸提時(shí)間相同時(shí)，料液比越大，浸提液的L* 值越低，分析原因，可能是因?yàn)榱弦罕却螅?單位浸提液中茶成分的浸出量大，影響了浸提液的亮度。

圖5 綠茶在水醇復(fù)合體系中浸提液的色差L*值Fig.5 Color difference L* value of green tea extract in water-alcohol complex system

由圖5 中L-2 可知，在不同乙醇濃度的水醇復(fù)合體系中，隨著乙醇濃度的增大，綠茶浸提液的L* 值呈“快速降低-保持平穩(wěn)-快速增大”的趨勢(shì)。 浸提液的亮度與其內(nèi)含物種類及含量有直接關(guān)系，浸提初期綠茶的水溶性和醇溶性成分均快速溶出，浸提液亮度下降；乙醇濃度逐漸增大，綠茶的水溶性成分和醇溶性成分的溶出對(duì)浸提液亮度的影響達(dá)到平衡； 隨著乙醇濃度的再次增大，水溶性成分的溶出快速減少，浸提液的亮度再次提升。

綠茶在45%vol 白酒中浸提液的a* 值如圖6中a-1 所示， 隨著浸提時(shí)間延長(zhǎng)，a* 值均逐漸增大。 其中，料液比1∶20（g/mL）的浸提液a* 值全為正值，說(shuō)明浸提液全為紅色；料液比1∶30（g/mL）的浸提液a*值在浸提時(shí)間10 min 前為負(fù)值，10 min后為正值，說(shuō)明浸提液由綠變紅；料液比1∶40（g/mL）的浸提液a* 值在浸提時(shí)間30 min 前為負(fù)值，30 min 后快速變?yōu)檎担?說(shuō)明浸提過(guò)程的前段時(shí)間茶綠色素溶出較快， 而浸提的后段時(shí)間以茶紅色素溶出為主。

圖6 綠茶在水醇復(fù)合體系中浸提液的色差a*值Fig.6 Color difference a* value of green tea extract in water-alcohol complex system

綠茶在不同乙醇濃度浸提液的a* 值如圖6中a-2 所示，乙醇濃度小于15%左右和大于75%左右時(shí)，浸提液的a* 值全為負(fù)值，表示浸提液呈現(xiàn)綠色，溶出的為茶綠色素；而乙醇濃度介于15%左右和75%左右之間時(shí)， 浸提液的a* 值全為正值，表示浸提液呈現(xiàn)紅色，溶出的為茶紅色素。 結(jié)合圖4，乙醇濃度60%時(shí)的浸提液呈現(xiàn)紅色，70%時(shí)呈現(xiàn)橙紅色，而80%時(shí)已經(jīng)變成黃綠色。有報(bào)道稱綠茶中的茶綠色素與80%體積分?jǐn)?shù)下乙醇極性接近，此時(shí)茶綠色素的提取效果好[17]。 袁悅等[18]采用乙醇體積分?jǐn)?shù)80%的溶液， 輔以超聲技術(shù)提取綠茶色素。

綠茶在45%vol 白酒中浸提液的b* 值如圖7中b-1 所示，隨著浸提時(shí)間延長(zhǎng)，不同料液比的浸提液色差b* 值和a* 值變化規(guī)律一樣， 均逐漸增大。但是，所有浸提液的b*值均為正，表明所有浸提液b*值均呈現(xiàn)黃色。綠茶在不同乙醇濃度浸提液的b* 值如圖7 中b-2 所示， 隨著乙醇濃度的增加，綠茶浸提液的b* 值逐漸增加，表明浸提液的黃度值逐漸增大，乙醇濃度80%時(shí)浸提液黃度值達(dá)到最大值，后快速減小。 圖6 和圖7 的色差變化規(guī)律， 可以為提取不同種類的茶色素提供一定參考。

圖7 綠茶在水醇復(fù)合體系中浸提液的色差b*值Fig.7 Color difference b* value of green tea extract in water-alcohol complex system

3 結(jié)論與討論

文章研究了綠茶在水醇復(fù)合體系中的浸提規(guī)律，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：綠茶在45%vol 白酒中浸提50 min，料液比1:20（g/mL）、1:30（g/mL）和1:40（g/mL）對(duì)應(yīng)的總浸提率分別為29.29% 、30.02% 和32.19%；浸提液中茶多酚含量分別為9.72 mg/mL、6.43 mg/mL 和5.07 mg/mL； 浸提液中游離氨基酸含量分別為1.96 mg/mL、1.50 mg/mL 和0.91 mg/mL；隨著浸提時(shí)間延長(zhǎng)，浸提液色差L* 值逐漸降低，a* 值和b* 值逐漸增大。 綠茶在乙醇濃度為40%時(shí)總浸提率最大為29.93%；乙醇濃度為50%時(shí)浸提液中的茶多酚濃度最高為6.17 mg/mL；乙醇濃度為30%的浸提液中游離氨基酸濃度最大為1.53 mg/mL， 可以根據(jù)調(diào)整乙醇濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)浸提液顏色改變。目前，食品加工過(guò)程中有采用酒泡茶的方法提取茶成分，但方法較粗糙，目的性不強(qiáng)，所使用酒的酒精度也千差萬(wàn)別。 通過(guò)文章的試驗(yàn)結(jié)果，工業(yè)生產(chǎn)中可以選擇乙醇濃度50%（v/v）左右的酒溶液，料液比1:30（g/mL），提取時(shí)間為50 min，室溫提取即可，該方法具有快速、高效、方便的特點(diǎn)。 文章可為以酒為介質(zhì)的綠茶在食品中的應(yīng)用提供一定的參考。