摘要:為減少茶葉粉碎過程中熱敏性物質(zhì)損失,提出茶葉低溫液氮粉碎的新方法。該論文以綠茶為原料,在粉碎過程中添加液氮,比較常規(guī)粉碎與低溫液氮粉碎方法處理對綠茶粉品質(zhì)的影響。
結(jié)果表明,與常規(guī)粉碎法相比,液氮粉碎法的出粉率高,所得的茶粉泡制成的茶湯在色澤、滋味和品質(zhì)評分上明顯占優(yōu),其水浸出物中茶多酚、咖啡堿、游離氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖等功效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別高出25.12%、10.12%、9.50%、6.75%、12.63%、9.05%;2種茶粉的香氣成分組成基本相同,但液氮粉碎法所得茶的茶粉中法呢烯、橙花叔醇、1H-吲哚、己酸-3-己烯酯、五甲基庚烷、苦杏仁苷、3-甲基丁酸2-甲基丙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別高出10.88%、13.70%、14.06%、5.61%、2.08%、24.39%、5.68%。表明液氮粉碎能較好的保留茶粉的品質(zhì),為液氮粉碎在綠茶加工中的應(yīng)用提供參考。
關(guān)鍵詞:粉碎,液氮,農(nóng)產(chǎn)品,綠茶,Lab值,水浸出物,香氣成分 液氮罐
引言
茶葉的營養(yǎng)十分豐富,到目前為止,茶葉中的化學(xué)成分已經(jīng)分離鑒定的已知化合物有700多種,其中包括3.5%~7.0%的無機(jī)物和93%~96.5%的有機(jī)物組成。其中無機(jī)礦質(zhì)元素約有27種,有機(jī)化合物主要有蛋白質(zhì)、碳水化合物、茶多酚、生物堿、有機(jī)酸、色素、維生素和皂、醇、酶類等,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)茶葉中的功效成分有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、清除自由基、抗癌等保健作用。綠茶由于未經(jīng)發(fā)酵,較多地保留了鮮葉中的天然成分,其中茶多酚和咖啡堿保留85%以上,氨基酸、維生素以及礦物質(zhì)的損失也比較少,所以綠茶對人體的保健作用也就更為明顯。
在傳統(tǒng)飲茶方法中,人體并沒有完全吸收茶葉的去全部營養(yǎng)成分,一些不溶或難溶性成分,如維生素A、K、E,大部分蛋白質(zhì),碳水化合物,胡蘿卜素及部分礦物質(zhì)等都大量留存在茶渣中。如將茶葉制成粉茶,可直接應(yīng)用于茶飲料,促使茶葉的成分的吸收;亦可添加于食品中,可制成茶糕點(diǎn)、茶糖果等,強(qiáng)化其營養(yǎng),并賦予食品茶風(fēng)味,又使原來舍棄的膳食纖維等得以利用;粉碎后的綠茶還有助于茶多酚、咖啡堿等成分的提取。茶葉中的功效物質(zhì)和香氣成分大多是一些熱敏性物質(zhì),由于常規(guī)粉碎方法在粉碎過程中產(chǎn)生大量的熱,從而導(dǎo)致茶葉中有效成分和香氣成分的揮發(fā)或損失,同時茶色素的氧化分解、發(fā)生褐變等。目前茶葉粉碎技術(shù)主要有常規(guī)粉碎、超細(xì)粉碎、超微粉碎等。
液氮低溫粉碎技術(shù)是在20世紀(jì)50年代末隨著液氮大量生產(chǎn)而形成的一門高新技術(shù)。近年來,液氮低溫粉碎在食品加工中開始應(yīng)用,采用液氮低溫粉碎食品可以得到微細(xì)粉末,并且揮發(fā)成分不會損失,也不會由于發(fā)熱而使食品變味、營養(yǎng)成分下降。目前液氮粉碎已開始應(yīng)用于中藥材、抗生素、甲殼素等的加工中。
本研究采用自主研制的液氮粉碎設(shè)備,控制粉碎溫度,通過液氮的低溫、排氧作用和冷脆現(xiàn)象來進(jìn)行綠茶的粉碎,以求提高粉碎后茶葉的品質(zhì),并比較普通粉碎與液氮粉碎在粉碎前后對綠茶的性質(zhì)及品質(zhì)的影響。
1、材料與方法
1.1材料與儀器
1.1.1材料及試劑
綠茶,(夏茶、普通等級),購買于興寧市南華現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司;福林酚、茶氨酸,廣州市齊云生物技術(shù)有限公司;咖啡堿,中國藥品生物制品檢定所;考馬斯亮藍(lán)G-250、牛血清白蛋白,北京鼎國生物技術(shù)有限責(zé)任公司;茚三酮、甲醇、碳酸鈉、堿式醋酸鉛、鹽酸、硫酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、苯酚、蔗糖等均為分析醇。
1.1.2主要儀器
液氮粉碎機(jī),,配有液氮自動溫控和定量液氮噴霧系統(tǒng)。普通粉碎機(jī)為DMF-25B流水式粉碎機(jī)。色差計(jì)TC-PⅡG;TRACEGC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀;752N型紫外線可見光光度計(jì);HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋;PL203電子分析天平;SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空抽慮機(jī)。
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1工藝流程
分別稱取200g低值綠茶,置于篩網(wǎng)目數(shù)依次為20、40、60、80、100目的普通粉碎機(jī)和液氮粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎,10min后稱量粉碎機(jī)布袋中茶粉質(zhì)量??紤]到粉碎機(jī)進(jìn)料的穩(wěn)定性,試驗(yàn)中每個處理都進(jìn)行了5次重復(fù)。
對2種粉碎機(jī)粉碎后茶粉(60目)的色澤(Lab值)、滋味物質(zhì)和功能成分含量以及香氣成分含量進(jìn)行測定,分析對比2種粉碎機(jī)對茶葉的粉碎效果。1.2.2粉碎機(jī)運(yùn)行參數(shù)
1)DMF-25B流水式粉碎機(jī)
電壓:220V;主軸轉(zhuǎn)速:2800r/min;電機(jī)功率:1500W。
2)低溫液氮粉碎機(jī)
電壓:220V;主軸轉(zhuǎn)速:2800r/min;電機(jī)功率:1500W;
通氮量:200~300mL/100g。
1.3測定方法
1.3.1出粉率
1.3.2茶湯色澤測定
色澤參數(shù):L值(Lightness,亮度),在0~100之間,0表示黑色,100表示白色;a值(Redness,紅色度),表示紅綠之間的色澤,100為紅色,-80為綠色;b值
(Yellowness,黃色度),表示黃藍(lán)之間的色澤,100為黃色,-80為藍(lán)色。
分別準(zhǔn)備3份質(zhì)量為5g的茶粉,加沸蒸餾水240mL沖泡5min,趁熱用雙圈102濾紙過濾,濾液冷卻至室溫后定容至250mL。以蒸餾水為對照,用奧依克TC-PⅡG色差計(jì)測定茶湯色差。
1.3.3感官評價(jià)
按照GB/T23776-2009《茶葉感官審評方法》進(jìn)行。1.3.4滋味成分分析
水浸出物含量測定GB/T8305-1987(全量法)
茶多酚含量測定GB/T8313-2008(福林酚測定法)咖啡堿含量測定GB/T8312-2002(紫外分光光度法)游離氨基酸總量測定GB/T8314-2002(茶游離氨基酸總量測定)
可溶性糖含量測定(苯酚硫酸法)可溶性蛋白質(zhì)含量(考馬斯亮藍(lán)法)1.3.5香氣成分分析(固相微萃取法)
1)香氣提取
取樣品5.0g于50mL密封頂空樣品瓶中,在40℃水溶中用固相微萃取纖維頭CAR/PDMS75μm頂空萃取30min,然后在230℃條件下解吸3min進(jìn)樣。
2)香氣分析
GC條件:色譜柱HP-1(30m×0.25mm)
程序升溫:50℃(10min)~120℃(2min),升溫速率3℃/min,120℃~180℃(10min),升溫速率5℃/min。
進(jìn)樣口溫度:200℃
MS條件:電離方式EI,轟擊電壓70eV,掃描范圍:35~335amu。
1.4數(shù)據(jù)處理方法
使用Excel做數(shù)據(jù)顯著性及誤差等分析
2、結(jié)果與分析
2.1液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對茶葉粉碎效果的比較
常規(guī)粉碎與液氮粉碎對綠茶粉碎效果如圖2所示。由圖2分析對比可知,在不同粉碎度下進(jìn)行茶葉的粉碎,液氮粉碎機(jī)的出粉率均比常規(guī)粉碎機(jī)的出粉率要高,且隨著茶粉粒徑的增加,兩機(jī)出粉率差異更為明顯。由于流加液氮產(chǎn)生的低溫冷脆的現(xiàn)象,使茶葉更容易粉碎,且粉碎效率更高。
2.2 液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理綠茶茶湯色澤變化
研究表明,綠茶茶湯明暗度表征量L值與感官湯色評分、滋味評分和品質(zhì)總評分呈顯著正相關(guān)。紅綠色度表征量a值、黃藍(lán)色度表征量b值與綠茶湯色、滋味及品質(zhì)總評分均呈顯著負(fù)相關(guān)。如圖3,分析對比2種粉碎機(jī)制備的60目茶粉,通過單因素方差分析,可知茶湯1(液氮)的L值顯著高于茶湯2(常規(guī))(p<0.01),其a值小于茶湯2,b值顯著小于茶湯2(p<0.01)??梢?,由于液氮帶來的低溫和排氧的作用,使綠茶的色素保留率更高,利用液氮低溫粉碎后的茶粉所制備的茶湯湯色優(yōu)于普通粉碎機(jī)制備的茶粉。
2.3 液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對綠茶茶湯感官的影響
對液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對綠茶茶湯進(jìn)行感官評價(jià),如表1可知,液氮粉碎后取過60目的茶粉其色澤p<0.01)、湯色(p<0.01)上明顯優(yōu)于常規(guī)粉碎法茶粉,而其茶湯的香氣和滋味(p<0.05)也好于常規(guī)粉碎法。從評審結(jié)果可以看出,和常規(guī)粉碎法比較,液氮粉碎得到茶粉的感官品質(zhì)好(p<0.01)。 液氮罐
2.4液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對茶葉主要滋味物質(zhì)和功效成分的影響
茶葉中能溶于熱水的可溶性物質(zhì)統(tǒng)稱為水浸出物。其含量在一定程度上反映了內(nèi)含成分的多寡,也反映茶湯的厚薄和濃淡,與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)。含量越高,茶湯濃度越高,越耐泡。茶多酚、咖啡堿、茶蛋白、茶多糖、咖啡堿、茶氨酸等是茶葉的主要功效成分,賦予茶葉降血糖、降血脂、降血壓、抗血栓、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗氧化、抗菌和抗輻射等生理功能,其含量與茶湯滋味的鮮度密切相關(guān),與綠茶品質(zhì)呈正相關(guān)。因此,此功效成分的含量常作為主要指標(biāo)來衡量茶葉的品質(zhì)。
由圖4分析可知,分析對比2種粉碎機(jī)制備的60目茶粉,與常規(guī)粉碎法得到的茶粉相比,液氮粉碎法得到的茶粉中浸出物(p<0.01)、茶多酚(p<0.01)咖啡堿(p<0.05)、游離氨基酸(p<0.05)、可溶性蛋白(p<0.05)、可溶性糖(p<0.05)都明顯高于常規(guī)粉碎法,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了25.12%、10.12%、9.50%、6.75%、12.63%、9.05%。說明,同樣由于液氮的低溫排氧作用,液氮粉碎法比常規(guī)粉碎法能更好地保持茶葉中的功效物質(zhì)和滋味物質(zhì)。
2.5液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對茶葉香氣成分的影響
利用頂空萃取法分別提取液氮粉碎與常規(guī)粉碎取過60目的茶粉的香氣成分,然后進(jìn)行GC-MS分析,茶粉的香氣成分氣成分如表2所示。
由表2可知,2種方法粉碎后的茶粉的香氣物質(zhì)組成特點(diǎn)為:萜烯、酯類含量較高,其他香氣物質(zhì)含量較少。在常規(guī)粉碎茶粉有21種主要香氣成分,與常規(guī)粉碎茶粉香氣成分相比,液氮粉碎茶粉中的香氣成分在組成上基本相同,但各成分含量卻有不同程度的變化。如羅勒烯、2-乙烯基-1,1-二甲基-3-亞甲基環(huán)己烷、芳樟醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別降低6.68%、4.30%、6.52%;法呢烯、橙花叔醇、1H-吲哚、己酸-3-己烯酯、五甲基庚烷、苦杏仁苷、3-甲基丁酸2-甲基丙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別上升10.88%、13.70%、14.06%、5.61%、2.08%、24.39%、5.68%。
法呢烯、橙花叔醇、己酸-3-己烯酯等為綠茶特征香氣的主要成分,在液氮粉碎茶粉中的含量高于常規(guī)粉碎茶粉??梢姡旱鬯楣に嚫欣诒3值椭稻G茶的征香氣。此外,在高溫情況下,熱敏性的香氣組分特別容易受影響,如不飽和脂肪酸氧化降解生成一些脂肪族醇、醛物質(zhì),β-胡蘿卜素?zé)峤到馍?beta;-紫羅酮等物質(zhì)。由表2可知,從常規(guī)粉碎工藝得到的茶粉中檢測到的芳樟醇氧化物要比液氮粉碎茶粉多8.10%,且在其中還檢測到β-紫羅酮成分,使得綠茶帶有焦香味,進(jìn)一步說明,液氮粉碎法因低溫冷脆作用很好保持綠茶的熱敏性香氣組分。該粉碎方法工藝簡單,特別是液氮作為空氣液化分離的最大宗產(chǎn)品,隨著人們對氧氣需求量的增加,價(jià)格直線下降,已從十年前的每升20多元降為規(guī)模使用的1.0元左右,為商業(yè)利用提供了空間,為液氮低溫粉碎工業(yè)化生產(chǎn)提供了可能。液氮罐
3、結(jié)論
分析對比低溫液氮粉碎和常規(guī)粉碎方法處理綠茶后出粉率、茶湯顏色、溶出物及香氣成分得出,在大于40目后液氮粉碎法對茶葉粉碎效率明顯高于常規(guī)粉碎法。茶葉經(jīng)2種方法粉碎后制成的茶湯,茶湯1(液氮)的湯色優(yōu)于茶湯2(常規(guī));過60目后,與常規(guī)粉碎茶粉相比,液氮粉碎得到的茶粉中功效成分如浸出物、茶多酚、咖啡堿、游離氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖等質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了25.12%、10.12%、9.50%、6.75%、12.63%、9.05%,香氣成分如法呢烯、橙花叔醇、己酸-3-己烯酯、1H-吲哚等分別提高10.88%、13.70%、5.61%、14.06%,且熱敏性的香氣組分β-紫羅酮、芳樟醇氧化物等更不易發(fā)生氧化,說明液氮粉碎法能夠很好地保持茶葉的品質(zhì)。