陳金華，王英姿，黃建安

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長沙410128；2.國家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，湖南長沙410128）

中國是茶的故鄉(xiāng)，茶葉資源豐富。大量研究表明，茶葉含有蛋白質(zhì)、維生素、茶多酚、茶色素、咖啡堿、茶氨酸和茶多糖等幾百種成分，具有調(diào)節(jié)生理功能，以及多方面的保健和藥理作用[1-7]。隨著科技的發(fā)展與人們生活節(jié)奏的加快， 同時(shí)在健康生活理念的推動下， 消費(fèi)者開始傾向于選擇更為便捷、健康的飲品。因此，國內(nèi)外研究者對茶飲料的加工工藝進(jìn)行了深入研究， 開發(fā)了品類豐富的茶飲料。茶飲料現(xiàn)已成為繼碳酸飲料、瓶裝水、果汁飲料之后迅速發(fā)展起來飲料品類之一[8]。

茶飲料的色澤、 滋味和香氣是評價(jià)其品質(zhì)的三個(gè)主要指標(biāo)， 由于茶飲料中富含茶多酚、 兒茶素、咖啡堿、氨基酸、糖、蛋白質(zhì)等多種品質(zhì)化學(xué)成分，在生產(chǎn)與貯藏過程中極易發(fā)生變化，導(dǎo)致飲料色澤加深、渾濁、沉淀，進(jìn)而影響其在貨架期內(nèi)的品質(zhì)與風(fēng)味。近年來，科研工作者對茶飲料加工工藝的研究主要著力于解決加工過程中引起的色澤改變、 品質(zhì)化學(xué)成分與香氣的變化以及沉淀與冷后渾等技術(shù)難題，經(jīng)過多年的研發(fā)攻堅(jiān)，現(xiàn)已基本解決這些加工上的技術(shù)難題。為了保證茶飲料貨架期內(nèi)的品質(zhì)穩(wěn)定性，延長貨架期，茶飲料貯藏是當(dāng)今茶飲料廠家與商家共同關(guān)注的重點(diǎn)。

對茶飲料貯藏保鮮技術(shù)的研究主要包括抗氧化劑、屏蔽劑、護(hù)色劑及酶等添加劑的作用等方面[9-13]，研究加工過程對茶飲料的貯存穩(wěn)定性及對品質(zhì)的影響。WANG 等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在綠茶飲料貯藏過程中， 兒茶素類的氧化程度與多酚類參與冷后渾的形成和湯色變化有直接關(guān)系。錢奕等[15]研究指出，貯藏溫度、光照強(qiáng)度、含氧量均影響茶飲料的貯存品質(zhì)，其中含氧量是導(dǎo)致茶飲料褐變，茶多酚氧化的最顯著因素。韓延超等[16]研究表明，純茶飲料在貯藏過程中易受溫度影響， 加快抗氧化物質(zhì)的降解速度， 減弱抗氧化能力。這些研究表明，茶飲料中色素類物質(zhì)的變化、兒茶素類物質(zhì)的氧化聚合及其他主要生化成分參與冷后渾是造成茶飲料紅變、明度下降的主要原因。鑒于此，文章以市售花茶、紅茶、綠茶及烏龍茶四種茶類飲料為研究對象，在避光的條件下進(jìn)行貯存，定期對其進(jìn)行色差分析、濁度分析，并對兒茶素、咖啡堿、氨基酸、茶多酚等品質(zhì)成分進(jìn)行檢測與分析，探究茶飲料在貯存過程中主要品質(zhì)成分變化情況及貯存條件對茶飲料品質(zhì)的影響， 為茶飲料的保質(zhì)貯存提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 主要試劑

兒茶素組分標(biāo)準(zhǔn)品、咖啡堿標(biāo)準(zhǔn)品（98%，美國Sigma 公司）；N，N-二甲基甲酰胺、甲醇、冰醋酸（色譜級，上海國藥集團(tuán)試劑有限公司）；L-谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)品（99%）、水和茚三酮、酒石酸鉀鈉、七水合硫酸亞鐵、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀等（分析純，上海國藥集團(tuán)）；水為Millipore 超純水。

1.1.2 儀器與設(shè)備

LC-2010AHT 高 效 液 相 色 譜 儀 （ 日 本Shimadzu 公司）；UV-2550 紫外分光光度計(jì)（日本Shimadzu 公司）；WGZ-3 濁度計(jì)（上海昕瑞儀器儀表有限公司）；SMY-2000 系列測色色差計(jì) （北京盛名揚(yáng)科技開發(fā)有限責(zé)任公司）；MS204TS/00 精密電子天平（上海梅特勒-托利多公司）；DSY-2-8恒溫水浴鍋 （北京國華醫(yī)療器械廠）； 密理博Direct-Q3 超純水系統(tǒng) （美國Millipore 公司）；KQ3200B 超聲波清洗器 （昆山超聲儀器有限公司）；試管及其他玻璃儀器均為國產(chǎn)。

1.1.3 試驗(yàn)樣品

通過前期對市售茶飲料主要成分分析， 篩選了13 種茶飲料樣品進(jìn)行貯存試驗(yàn)， 均為PET 聚酯瓶包裝。按原料茶類的不同，分別為烏龍茶飲料（4 種）、花茶飲料（3 種）、紅茶飲料（3 種）和綠茶飲料（3 種）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 取樣

樣品分別于4 ℃、25 ℃、35 ℃、自然溫度下避光貯存12個(gè)月，每月定期取樣，繼續(xù)貯藏6個(gè)月后取最后一次樣。取樣時(shí)先搖勻樣品，對各樣品檢測其茶多酚、氨基酸、兒茶素及咖啡堿含量，并測定其色差與濁度的變化， 數(shù)據(jù)取其3 次測定的均值。

1.2.2 理化成分分析

茶多酚總量測定采用GB/T 21733—2008 中附錄A 茶飲料中茶多酚的檢測方法[17]；游離氨基酸總量測定參照GB/T 8314—2013[18]水合茚三酮比色法進(jìn)行測定。采用HPLC 法檢測6 種兒茶素（EGCG、ECG、EGC、EC、C、GCG）、 沒食子酸（GA）以及3 種生物堿（咖啡堿、茶堿、可可堿）含量[19]。色譜柱C18（4.6×200 mm）；檢測波長278 nm；柱溫40 ℃； 流動相：A 相為水，B 相為N，N-二甲基甲酰胺∶甲醇∶乙酸=40∶2∶1.5；流速1 mL/min；進(jìn)樣量10 μL。梯度程序：0.01～13 min，流動相B 為14%～23%；13～25 min， 流動相B 為23%～36%；25～28 min， 流動相B 為36%；28～30 min， 流動相B 為36%～14%。

1.2.3 物理性狀測定

色差測定[20]：室溫下用SMY-2000 系列測色色差計(jì)測定每個(gè)樣品顏色的L*、a*、b*值。其中L*代表亮度；a*代表紅綠色程度， 正值表示紅色程度，負(fù)值表示綠色程度；b*代表黃藍(lán)色度，正值表示黃色程度，負(fù)值表示藍(lán)色程度。濁度測定[21]：室溫條件下， 用WGZ-3 濁度計(jì)測定每個(gè)茶飲料樣品的濁度。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Origin 2019 作雷達(dá)圖，用EXCEL 2020 和SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用最小顯著性差異法（least significant difference，LSD）進(jìn)行顯著性差異檢驗(yàn)，p＜0.05 定義為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏溫度下茶飲料中茶多酚總量的變化

茶多酚是茶飲料中重要的品質(zhì)成分之一，國標(biāo)中對不同茶類飲料都有硬性規(guī)定。13個(gè)茶飲料在18個(gè)月貯藏期內(nèi)茶多酚的降解率如圖1 所示，投影在雷達(dá)圖數(shù)軸上越長證明茶多酚減少量越多，相反越短證明減少量越少。從圖1 可以看出，13個(gè)茶飲料整體表現(xiàn)為35 ℃覆蓋面積最大，4 ℃覆蓋面積最小， 即茶飲料中的茶多酚在高溫貯存條件下降解率最高，低溫貯藏條件下降解率最低，表明低溫貯藏最有利于茶飲料品質(zhì)的保持。

圖1 13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏下茶多酚總量降解率（單位：%）Fig. 1 Radar map of degradation rate of tea polyphenol in 13 tea beverages stored at different temperatures（Unit： %）

圖2是13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏過程中的茶多酚總量變化趨勢圖，由圖可見，茶飲料在貯藏過程中總酚含量隨貯存時(shí)間延長逐漸減少，35℃貯存18個(gè)月后飲料中總酚含量減少22.69%～60.53%，25 ℃條件下減少5.37%～42.48%，4 ℃僅減少1.65%～14.91%， 自然溫度貯藏減少7.81%～32.68%。由此可見，貯藏溫度越高，其下降速度越快，35 ℃貯藏時(shí)， 所有茶飲料中茶多酚下降率最多，尤其是在貯藏1年后的半年時(shí)間內(nèi)，茶飲料中的茶多酚出現(xiàn)了急劇下降，18個(gè)月后， 其含量多數(shù)已不足初始值的50%。李春美[22]、羅龍新[23]、竇宏亮等[24]研究表明，貯藏過程中茶多酚發(fā)生氧化及其與咖啡堿、 蛋白質(zhì)等化合物的絡(luò)合沉淀是導(dǎo)致總酚含量減少的主要原因。此外，對于不同種類茶飲料在不同溫度貯藏過程中， 總酚含量變化趨勢較為相似，均以高溫貯藏含量變化快，低溫變化較緩，可能不同茶飲料由于茶多酚初始含量不同，其減少量會有所差異，這也可能與其添加劑有關(guān)?？偟膩砜矗? ℃低溫避光貯藏， 茶多酚含量變化最小。這與錢奕等[15]的研究結(jié)果較為一致，低溫和避光貯藏有利于減緩茶多酚的氧化。

圖2 不同溫度貯藏下茶飲料中茶多酚含量的變化Fig. 2 Change of tea polyphenols content in tea beverage during storage at different temperatures

2.2 不同貯藏溫度下茶飲料中兒茶素總量的變化

13個(gè)茶飲料在18個(gè)月貯藏期內(nèi)兒茶素總量的降低值如圖3 所示。35 ℃貯藏時(shí)兒茶素總量降低值最多，損失率達(dá)78.53%～98.93%，4 ℃低溫貯存兒茶素降低值最小。不同品類茶飲料兒茶素降低值也存在著差異， 對于茶飲料中兒茶素初始含量較高的綠茶飲料（8、9、10）與茉莉花茶飲料（11、12、13）來說，隨著貯藏溫度升高、貯藏時(shí)間延長，其含量大幅降低，如9 號綠茶飲料在35 ℃貯藏時(shí)兒茶素總量由237.56 mg/L 下降至17.18 mg/L，損失率達(dá)92.77%；而對于兒茶素初始含量較低的紅茶飲料（1、2、3）來說，其減少量則相對較少，如1號紅茶飲料兒茶素初始含量僅為16.42 mg/L，經(jīng)過35 ℃高溫貯存18個(gè)月后下降至1.77 mg/L。茶中的兒茶素主要有六種， 即EGC、C、EC、EGCG、GCG、ECG，是茶多酚中的主要活性成分，也是構(gòu)成茶葉滋味的主要化學(xué)成分， 對茶飲料品質(zhì)有顯著影響。由于其分子結(jié)構(gòu)中含有較多的酚性羥基，極易自動氧化、聚合、縮合，導(dǎo)致兒茶素減少[25-26]。

圖3 13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏下兒茶素總量變化Fig. 3 Change of total catechins content in 13 tea beverages stored at different temperatures

2.3 不同貯藏溫度下茶飲料中氨基酸總量的變化

根據(jù)13個(gè)茶飲料在18個(gè)月貯藏期內(nèi)游離氨基酸總量的減少值作雷達(dá)圖，如圖4 所示。游離氨基酸總量表現(xiàn)出與茶多酚相同的變化規(guī)律，35 ℃（紫色）覆蓋面積最大，4 ℃（藍(lán)色）覆蓋面積最小，說明在高溫貯藏條件下氨基酸減少得最多， 低溫貯藏氨基酸減少的最少。且13個(gè)茶飲料整體表現(xiàn)為氨基酸總量減少并不多，在35 ℃貯藏時(shí)茶飲料僅減少3.07～28.13 mg/L。統(tǒng)計(jì)分析表明， 自然溫度、25 ℃、35 ℃貯藏氨基酸減少量與初始含量之間具有顯著性差異，4 ℃避光貯藏最有利于品質(zhì)的穩(wěn)定。

圖4 13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏下氨基酸含量減少值雷達(dá)圖（單位：mg/L）Fig. 4 Radar map of amino acids content reduction in 13 tea beverages stored at different temperatures（Unit： mg/L）

2.4 不同貯藏溫度下茶飲料色差的變化

圖5～8 顯示了13個(gè)茶飲料在不同溫度下避光貯藏的色差參數(shù)變化情況（L*、b*數(shù)值降低情況與a*數(shù)值升高情況）。在4 ℃貯存下L*、a*、b*變化較小，自然溫度（冬季）與4 ℃貯藏的茶飲料色差參數(shù)差異不明顯， 由于自然溫度貯藏會受到外界環(huán)境溫度的影響，隨著外界環(huán)境溫度的升高，自然溫度貯藏的茶飲料L*、b*開始隨著貯藏時(shí)間的增加出現(xiàn)一定程度的降低，a*略有升高。25 ℃條件下隨著貯藏時(shí)間的延長，L*、b*稍有降低， 貯藏12個(gè)月后分別降低了7.65±4.54 和13.73±7.62， 說明其有緩慢變暗、變黃的趨勢，a*值略有升高，升高了7.14±5.79。35 ℃條件下貯藏，隨著貯藏時(shí)間的延長，L*、a*、b*變化較大，尤以b*變化最大，貯藏12個(gè)月后b*降低了24.07±12.03。說明溫度越高，茶飲料的色差變化越明顯，越易變暗、變黃、變紅。由于茶飲料體系復(fù)雜而不穩(wěn)定， 易受高溫的影響使顏色發(fā)生褐變， 尤其是綠茶飲料氧化還原電位低，體系更不穩(wěn)定，在貯藏過程中極易受到溫度的影響而發(fā)生色澤褐變、紅變和黃變現(xiàn)象，此外，茶多酚的氧化和葉綠素的破壞等也可能引起茶飲料色澤的褐變[27-31]。

圖5 13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏下色差變化雷達(dá)圖Fig. 5 Radar map of chromatic aberration of 13 tea beverages stored at different temperatures

圖6 13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏下L*變化Fig. 6 The changes of L* in 13 tea beverages stored at different temperatures

圖7 13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏下b*變化Fig. 7 Change of b* in 13 tea beverages stored at different temperatures

圖8 13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏下a*變化Fig. 8 Change of a* in 13 tea beverages stored at different temperatures

2.5 不同貯藏溫度下茶飲料濁度的變化

圖9 是13個(gè)茶飲料在18個(gè)月貯藏期內(nèi)濁度的變化。貯藏溫度對茶飲料的濁度影響較小，隨著貯藏時(shí)間的延長，茶飲料的濁度略有升高，但有兩款紅茶飲料的濁度隨著貯藏溫度的升高而明顯升高。13個(gè)茶飲料整體表現(xiàn)為35 ℃（紫色）覆蓋面積最大，4 ℃（藍(lán)色）覆蓋面積最小，說明在高溫貯藏條件下濁度增加得最多， 低溫貯藏濁度增加得最少，統(tǒng)計(jì)分析表明，僅35 ℃貯藏濁度變化與初始值之間具有顯著差異， 自然溫度、25 ℃、4 ℃貯存18個(gè)月后濁度值與初始值不具顯著差異，綜合分析表明4 ℃避光貯藏最有利于品質(zhì)的穩(wěn)定。

圖9 13個(gè)茶飲料在不同溫度貯藏下濁度變化雷達(dá)圖Fig. 9 Radar map of turbidity change of 13 tea beverages stored at different temperatures

2.6 主要品質(zhì)化學(xué)成分與色差之間的相關(guān)性

茶飲料主要品質(zhì)化學(xué)成分與色差參數(shù)之間的相關(guān)性如表1 所示。兒茶素類、茶多酚（TP）及游離氨基酸（AA）與明亮度（L*）、紅綠度（a*）、黃度（b*）值均存在極顯著相關(guān)性；咖啡堿（CAF）與色差參數(shù)相關(guān)性則不明顯。表明茶飲料在貯藏期間，兒茶素、 茶多酚和氨基酸是影響茶飲料劣變的重要指標(biāo)。說明茶飲料在35 ℃下貯藏，氨基酸、茶多酚特別是兒茶素與茶飲料色澤極顯著相關(guān)， 佐證了氨基酸美拉德反應(yīng)及兒茶素聚合氧化， 會對茶飲料色澤產(chǎn)生重要影響。

表1 茶飲料主要品質(zhì)化學(xué)成分與色差參數(shù)之間的相關(guān)性Table 1 Correlation between main chemical components and chromatic aberration of tea beverages

3 討論

茶飲料在貯藏過程中易受到光照、 溫度及氧氣等外界環(huán)境的影響而變質(zhì)， 光照和溫度可促進(jìn)茶多酚氧化和兒茶素的異構(gòu)化及降解， 造成茶飲料沉淀[32-34]。研究選取市售茶飲料作為研究對象，消除氧氣影響，通過控制光照，研究貯藏溫度對茶飲料品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過不同溫度貯藏18個(gè)月后，茶多酚、兒茶素總量均有不同程度降低，且貯藏溫度越高減少量越大，氨基酸含量略有降低。貯藏18個(gè)月，35 ℃、25 ℃、 自然溫度、4 ℃下貯藏的茶多酚含量分別減少22.69%～60.53%、5.37%～42.48%、7.81%～32.68%、1.65%～14.91%。35 ℃高溫貯藏18個(gè)月， 兒茶素總量損失率達(dá)78.53%～98.93%，4 ℃僅損失7.51%～32.67%。35 ℃貯藏氨基酸含量減少5.74%～34.01%，4 ℃僅減少0.72%～9.74%。由此可見，高溫貯藏會導(dǎo)致茶飲料中茶多酚、兒茶素總量、氨基酸等主要品質(zhì)化學(xué)成分的損失。此外，還研究了貯藏溫度對茶飲料色差參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)自然溫度（冬季）與4 ℃貯藏的茶飲料其色澤差異不明顯， 貯藏4個(gè)月，4 ℃貯藏的茶飲料L*、b*分 別 降 低0.43±0.5、1.88±1.28，a*增 加0.11±0.12，自然溫度貯藏的茶飲料L*、b*分別降低1.45±1.26、2.62±1.63，a*增加0.74±0.75；隨著外界溫度的升高，L*、b*開始隨著貯藏時(shí)間的延長出現(xiàn)較明顯地降低，a*略有升高。茶飲料在25 ℃條件下貯藏，隨著貯藏時(shí)間的延長，L*、b*稍有降低，至12個(gè)月， 分別降低了7.65±4.54 和13.73±7.62，說明有緩慢變暗、 變黃的趨勢，a*值升高了7.14±5.79， 而35 ℃條件下貯藏的茶飲料其L*、a*、b*變化較大，尤以b*變化最大，降低了24.07±12.03，說明茶飲料在較高溫度下易變暗、變黃、變紅。

近年來茶葉研究者通過研究發(fā)現(xiàn)， 茶湯色澤與茶多酚（尤其是兒茶素）、黃酮醇類化合物、氨基酸以及美拉德反應(yīng)聯(lián)系緊密[35]。文章通過對茶飲料主要品質(zhì)化學(xué)成分與色差參數(shù)之間的相關(guān)性研究證實(shí)了氨基酸、 茶多酚特別是兒茶素與茶飲料色澤具有極顯著相關(guān)性，推測美拉德反應(yīng)及兒茶素氧化聚合可能是造成茶飲料色澤變化的重要原因。

綜上所述， 貯藏溫度對茶飲料主要品質(zhì)指標(biāo)影響較大。茶多酚尤其是兒茶素、氨基酸與色澤變化關(guān)系緊密， 為下一步研究茶飲料劣變機(jī)理提供了理論基礎(chǔ)，確定了研究方向。但由于茶飲料品質(zhì)化學(xué)成分多且體系復(fù)雜， 文章僅選取幾種主要品質(zhì)化學(xué)成分進(jìn)行分析， 無法較為系統(tǒng)地解釋茶飲料劣變的原因， 揭示茶多酚尤其是兒茶素在茶飲料體系中氧化聚合的機(jī)制， 是否其他物質(zhì)也共同對其產(chǎn)生了影響，這將是下一步研究工作的重點(diǎn)。