周少秋

(寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福安 355000)

甜茶微波浸提工藝初探

周少秋

(寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建 福安 355000)

研究了微波輔助浸提技術(shù)在甜茶(RubussuavissimusS.Lee)深加工中的應(yīng)用效果，并與常規(guī)水浸提取進(jìn)行了比較。在證實(shí)微波輔助浸提在提高產(chǎn)品得率、品質(zhì)和工效等方面總體上具有明顯優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)微波強(qiáng)度、浸提時(shí)間、茶水比等浸提技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，篩選出了微波輔助浸提的最佳技術(shù)參數(shù)，為下一步濃縮和工業(yè)化生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

甜茶(RubussuavissimusS.Lee)；浸提；微波；正交實(shí)驗(yàn)

甜茶(RubussuavissimusS.Lee)為薔薇科懸鉤子屬植物，是一種多年生落葉灌木，不論老葉、嫩葉都甘甜，產(chǎn)區(qū)人們長(zhǎng)年當(dāng)茶飲用，故被稱(chēng)為甜茶。甜茶的化學(xué)成分主要有甜茶素、多酚類(lèi)、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素C、礦物質(zhì)等物質(zhì)。甜茶的水解產(chǎn)物中含有18種氨基酸，其中8種為人體必需氨基酸[1～2]。它具有較高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，民間常用來(lái)治療糖尿病、高血壓和肥胖癥[3～6]。此外，甜茶還具有清熱、潤(rùn)肺、祛痰、止咳、止血、消腫等功效[7]。微波技術(shù)是新近發(fā)展起來(lái)的一種能源技術(shù)，因具有加熱速度快、可實(shí)現(xiàn)物料的表里同時(shí)加熱、生產(chǎn)節(jié)能、易于控制和操作等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于食品加工中的加熱與干燥過(guò)程[8]。浸提是甜茶等深加工的關(guān)鍵工序之一。本研究探討了甜茶的微波輔助浸提工藝，并與傳統(tǒng)熱水浸提進(jìn)行了比較，結(jié)果表明微波輔助浸提可達(dá)到高效、節(jié)能的效果。

1 材料與方法

1.1 材料

甜茶樣品由福建省林業(yè)科學(xué)研究院提供，茶樣粉碎成40目。

1.2 試驗(yàn)方法

先進(jìn)行單因素試驗(yàn)，篩選出傳統(tǒng)熱水浸提的各個(gè)最佳條件，再采用微波輔助浸提，并與傳統(tǒng)熱水浸提相比較，最后用正交試驗(yàn)篩選微波輔助浸提的最佳工藝技術(shù)參數(shù)。

(1)浸提時(shí)間對(duì)甜茶提取率的影響 準(zhǔn)確稱(chēng)取甜茶干品20 g，加入去離子蒸餾水1 000 mL，選取熱水溫度為80 ℃，分別浸提10、20、30、40、50、60 min。計(jì)算各時(shí)間下氨基酸和可溶性固形物的浸出率并比較浸提效果。

(2)浸提溫度對(duì)甜茶提取率的影響 準(zhǔn)確稱(chēng)取甜茶干品20 g，加入去離子蒸餾水1 000 mL，選取熱水溫度為50、60、70、80、90 ℃5個(gè)水平，浸提30 min，記錄氨基酸和可溶性固形物的浸出率，并比較浸提效果。

(3)茶水比對(duì)甜茶提取率的影響 準(zhǔn)確稱(chēng)取甜茶干品20 g，加入去離子蒸餾水200、400、600、800、1 000 mL，選取熱水溫度為80 ℃，浸提30 min，計(jì)算各茶水比條件下氨基酸和可溶性固形物的浸出率，并比較浸提效果。

(4)微波輔助浸提對(duì)甜茶提取率的影響 根據(jù)前期甜茶熱水浸提試驗(yàn)優(yōu)選的狀態(tài)參數(shù)，在茶水比1︰30，溫度80 ℃條件下，對(duì)預(yù)處理后的甜茶浸提30 min。在同等茶水比條件下，進(jìn)行300 W功率的微波輔助浸提6 min。將兩者同樣經(jīng)過(guò)粗濾和膜分離超濾，比較提取率。同時(shí)，選擇甜茶的微波功率、浸提時(shí)間、茶水比3個(gè)因素，采用L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)，設(shè)計(jì)3次重復(fù)，測(cè)定甜茶的可溶性固形物含量及其浸提率。

1.3 甜茶可溶性固形物含量和氨基酸總量的測(cè)定方法

與綠茶比較，甜茶中茶多酚含量較低，而氨基酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于綠茶。所以，本研究以可溶性固形物含量和氨基酸總量為指標(biāo)比較浸提率。

甜茶可溶性固形物含量的測(cè)定：準(zhǔn)確配制濃度0.200、0.160、0.212、0.100、0.005、0.000 g/100 mL甜茶溶液，采用分光光度計(jì)在440 nm下分別測(cè)定光密度值，并用最小二乘法作線(xiàn)性回歸，得甜茶濃度X與光密度D的回歸方程為：D=4.876 2X+ 0.003 46(γ=0.994 94，γgt;γa.f=0.917)

根據(jù)試驗(yàn)所測(cè)光密度D，按回歸方程計(jì)算溶液濃度X，而可溶性固形物總量=X×V(V為甜茶溶液的體積)。

氨基酸總量采用甲醛法[9]測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸提時(shí)間對(duì)浸提效果的影響

表1 浸提時(shí)間對(duì)浸提效果的影響Table 1 Influence of extraction time on extraction effect

表2 浸提溫度對(duì)浸提效果影響Table 2 Influence of extraction temperature on extraction effect

表3 茶水比對(duì)浸提率的影響Table 3 Influence of solid-liquid ratio on extraction rate

在一定的茶水比和相同的溫度下，不同浸提時(shí)間對(duì)甜茶浸提效果的影響如表1所示。

由表1可以看出，氨基酸和可溶性固形物隨著浸提時(shí)間的延長(zhǎng)，浸提率也增大。從10 min到30 min，浸提率增大較快，30 min后浸提率趨于平緩。說(shuō)明到一定時(shí)間，在浸提溫度和浸提時(shí)間不變的情況下，溶液中傳質(zhì)過(guò)程達(dá)到一個(gè)平衡，浸提濃度已趨于穩(wěn)定，即使浸提時(shí)間延長(zhǎng)，浸提率趨于穩(wěn)定。故浸提時(shí)間選擇30 min為宜。

2.2 浸提溫度對(duì)甜茶提取率的影響

在同樣浸提時(shí)間和茶水比情況下，隨著浸提溫度的升高，浸提率也增大(表2)。當(dāng)溫度升高到一定時(shí)，甜茶葉內(nèi)外溶液的濃度達(dá)到平衡，擴(kuò)散作用達(dá)到平衡。所以，溫度繼續(xù)升高，但浸提率趨于穩(wěn)定。故將浸提溫度確定為80 ℃。

2.3 茶水比對(duì)甜茶浸提效果的影響

浸提速率除與溫度、時(shí)間有關(guān)外，茶水比也是一個(gè)重要的影響因素。從表3可以看出，當(dāng)茶水比為1︰10，即甜茶溶液濃度較高時(shí)，可溶性固形物總量和氨基酸含量都很低。當(dāng)茶水比為1︰50時(shí)浸提率最高，這是因?yàn)楫?dāng)茶水比較小時(shí)，浸提濃度很快達(dá)到平衡，因而影響提取效果。隨著茶水比增大，物料內(nèi)、外溶液的濃度差增大，浸提速率增大，提取率也隨著提高，當(dāng)茶水比為1︰30時(shí)浸提率達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。而當(dāng)茶水比達(dá)到一定值后，甜茶葉中的有效成分基本被浸提出來(lái)，即使再增大茶水比，浸提率增加也很小?？紤]到以后需要濃縮，故選擇茶水比為1︰30。

2.4 微波輔助浸提對(duì)甜茶提取率的影響

傳統(tǒng)熱水浸提和微波輔助浸提2種方法的浸提效果比較如表4。

由表4可以看出，微波輔助浸提在浸提時(shí)間明顯少于熱水提取時(shí)間的情況下，可溶性固形物總量和氨基酸的提取率均高于傳統(tǒng)熱水浸提，而且所需時(shí)間短。

2.5 微波浸提過(guò)程狀態(tài)參數(shù)優(yōu)選

正交試驗(yàn)考察的3個(gè)因素分別用A(微波功率)、B(浸提時(shí)間)、C(茶水比)，不考慮因素間的交互作用，方案如表5。正交試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6，其方差分析結(jié)果見(jiàn)表7。

表5 正交試驗(yàn)的因素與水平Table 5 Orthogonal experimental factor and level

表4 2種提取方法比較Table 4 Comparison of two kinds of extraction methods

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Results of orthogonal experiment

表7 正交試驗(yàn)方差分析Table 7 Variance analysis on orthogonal experiment

注：**表示達(dá)到0.01的顯著水平，*表示達(dá)到0.05的顯著水平。

方差結(jié)果分析表明，A因素的影響達(dá)到極顯著水平，B和C因素的影響達(dá)到顯著水平，得影響因素的主次順序?yàn)锳﹥B﹥C，即微波功率﹥提取時(shí)間﹥茶水比。其最佳的工藝組合為A2B3C3。即微波功率為300 W，提取時(shí)間為8 min，茶水比為1︰30。采用A2B3C3進(jìn)行最優(yōu)水平驗(yàn)證試驗(yàn)，重復(fù)提取3次，浸提得到甜茶可溶性固形物總量分別為1.312、1.318和1.322，均大于試驗(yàn)設(shè)計(jì)表中的任何一組，重現(xiàn)性好，說(shuō)明該工藝穩(wěn)定可行。

3 小結(jié)與討論

在甜茶浸提工藝中用微波輔助浸提，與傳統(tǒng)熱水浸提相比較，微波輔助浸提在提高產(chǎn)品得率、品質(zhì)和工效等方面總體上具有明顯優(yōu)勢(shì)，達(dá)到高效、節(jié)能的效果。浸提是甜茶加工速溶粉劑加工的第一道工序，本研究通過(guò)對(duì)甜茶浸提過(guò)程的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并著重研究了微波輔助浸提技術(shù)的浸提效果。對(duì)比試驗(yàn)表明，微波輔助浸提可達(dá)到高效、節(jié)能的效果。通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)狀態(tài)參數(shù)優(yōu)選結(jié)果，可供甜茶工業(yè)浸提參考。目前速溶茶浸提工業(yè)化加工較多采用逆流式浸提方法，在逆流式提取過(guò)程中狀態(tài)參數(shù)是否隨之變化，如何變化還有待進(jìn)一步試驗(yàn)分析。

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2009-03-16

周少秋(1965-)，男，福建福安人，工學(xué)碩士，講師，主要從事食品加工工藝研究.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.04.017

TS272

A

1673-1409(2009)04-S058-03