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绿茶茶汤及其浓缩汁沉淀形成与调控基础研究

许勇泉  
【摘要】:在茶饮料产销过程中碰到许多技术难题,其中沉淀的产生一直无法得到较好的解决。主要原因是其形成过程比较复杂,形成机理和调控方法至今不甚明确。我国是绿茶饮料制品的主要生产和消费国家,绿茶饮料制品在加工、贮藏过程中容易产生沉淀(冷后浑),严重影响其外观品质和风味品质。本论文以不同茶树品种绿茶为原料,分析绿茶茶汤沉淀形成及其化学组成、绿茶浓缩汁沉淀形成及其化学组成、不可逆沉淀形成机制、沉淀形成关键影响因子与调控基础等科学问题,探索绿茶茶汤及其浓缩汁沉淀形成机理与调控方法。本论文研究结果有助于揭示绿茶茶汤沉淀形成机制,完善茶汤品质成分与稳定态体系的基础理论,为高品质绿茶饮料的进一步发展提供理论依据。取得的主要研究结果如下:1.绿茶茶汤经低温冷藏后很快出现浑浊现象,不同绿茶原料对茶汤沉淀形成过程及其沉淀量都有明显影响。绿茶茶汤中的主要化学成分都参与沉淀的形成,包括茶多酚、儿茶素、总糖、果胶质、多糖、蛋白质、咖啡碱、黄酮化合物及7种金属离子等。其中,茶多酚、总糖及咖啡碱是茶汤沉淀的主体成分。咖啡碱与酯型儿茶素是茶汤沉淀形成的关键化学成分,通过分析茶汤中咖啡碱和酯型儿茶素含量可以推断沉淀形成量。2.绿茶浓缩汁沉淀量随着固形物含量(5~60 Brix)的升高呈先增后降的趋势;固形物含量从5 Brix至40 Brix,浓缩汁沉淀量呈逐步上升趋势,而固形物含量达到50和60 Brix时,浓缩汁沉淀量则大大下降;浓缩汁沉淀量的下降可能是由于其体系粘度急剧上升、浓缩汁稳定性提高引起的。当固形物浓度达到30 Brix时,绿茶浓缩汁沉淀出现明显分层现象,主要以黑色沉淀为主,同时底部出现少量白色沉淀;将可重新溶解于60℃茶汤中的沉淀定义为可逆沉淀(黑色沉淀),不能重新溶解的沉淀为不可逆沉淀(白色沉淀)。3.绿茶浓缩汁贮藏过程中,随着贮藏时间的延长,沉淀量逐渐增加,其中可逆沉淀主要在贮藏前期产生,而不可逆沉淀主要在贮藏中后期产生。通过分析,可逆沉淀主要由茶多酚、黄酮化合物、咖啡碱、蛋白质和碳水化合物组成,而不可逆沉淀含有大量的金属元素,其金属元素总量达到16.5%,其中Ca、Ga、Mg和Mn含量都超过1.0%。4.不同茶树品种绿茶茶汤不可逆沉淀形成量差异较大,不可逆沉淀形成受茶汤化学组成影响。通过盐酸溶液溶解分析,不可逆沉淀中含有大量草酸根离子,草酸盐是不可逆沉淀的主体成分,其中草酸钙含量最高,包括一水草酸钙和二水草酸钙。但是仍然有25%左右的不可逆沉淀不溶于盐酸溶液,其化学组成及其形成原因还有待进一步分析。鞣花酸能够与蛋白质结合产生不可逆沉淀,这可能是不可逆沉淀形成途径之一。5.浸提温度、时间和茶水比对茶汤沉淀形成具有显著影响。随着浸提温度的提高,茶汤固形物含量和沉淀总量都呈显著上升的趋势;特别是浸提温度从40℃C增加到50℃C,茶汤沉淀量大幅度升高。随着浸提时间的延长,茶汤固形物含量和沉淀总量都呈显著上升的趋势;而当浸提时间达到一定程度以后,浸提时间对茶汤固形物含量及茶汤沉淀总量影响较小。随着茶水比的升高,茶汤固形物浓度和沉淀量都呈逐渐增加的趋势,降低茶水比可以减少茶汤沉淀的形成。6.钙离子可以显著增加绿茶茶汤中可逆沉淀(8%)与不可逆沉淀(92%)形成量;通过添加金属离子螯合剂(Na2EDTA)可以有效降低可逆沉淀的形成量(14.6%),但是对不可逆沉淀的形成没有显著影响,这主要是由于草酸根与钙离子的结合作用强于EDTA离子的螯合作用。脱除咖啡碱可以显著降低可逆沉淀(73%)与不可逆沉淀(60%)的形成量;甚至在添加钙离子的情况下,脱除咖啡碱也能显著抑制茶汤沉淀的形成。通过添加PVPP吸附脱除茶多酚也可以显著降低茶汤沉淀形成量,同时也抑制了其他化学成分参与沉淀的形成。7.添加糖类可以有效抑制绿茶浓缩汁沉淀的形成,特别是含有果糖基的果糖和蔗糖抑制效果显著强于葡萄糖和麦芽糖;糖类与茶多酚和咖啡碱竞争参与沉淀的形成,同时显著降低茶多酚和咖啡碱在沉淀中的比重;果糖对沉淀形成的抑制效果好于葡萄糖,可能与两种单糖和儿茶素EGCG或咖啡碱之间的结合能差异有关。


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