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低溫液氮粉碎對綠茶粉品質影響

作者:天馳液氮罐 來源:原創 日期:2015-04-08 7:54:41 人氣:24 加入收藏 標簽:液氮粉碎

摘要:為減少茶葉粉碎過程中熱敏性物質損失,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,比較常規粉碎與低溫液氮粉碎方法處理對綠茶粉品質的影響。

結果表明,與常規粉碎法相比,液氮粉碎法的出粉率高,所得的茶粉泡制成的茶湯在色澤、滋味和品質評分上明顯占優,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量分數分別高出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-甲基丙酯質量分數分別高出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,為液氮粉碎在綠茶加工中的應用提供參考。

關鍵詞:粉碎,液氮,農產品,綠茶,Lab值,水浸出物,香氣成分

引言

茶葉的營養十分豐富,到目前為止,茶葉中的化學成分已經分離鑒定的已知化合物有700多種,其中包括3.5%~7.0%的無機物和93%~96.5%的有機物組成。其中無機礦質元素約有27種,有機化合物主要有蛋白質、碳水化合物、茶多酚、生物堿、有機酸、色素、維生素和皂、醇、酶類等,經研究發現茶葉中的功效成分有增強機體免疫功能、清除自由基、抗癌等保健作用。綠茶由于未經發酵,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。

在傳統飲茶方法中,人體并沒有完全吸收茶葉的去全部營養成分,一些不溶或難溶性成分,如維生素A、K、E,大部分蛋白質,碳水化合物,胡蘿卜素及部分礦物質等都大量留存在茶渣中。如將茶葉制成粉茶,可直接應用于茶飲料,促使茶葉的成分的吸收;亦可添加于食品中,可制成茶糕點、茶糖果等,強化其營養,并賦予食品茶風味,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。茶葉中的功效物質和香氣成分大多是一些熱敏性物質,由于常規粉碎方法在粉碎過程中產生大量的熱,從而導致茶葉中有效成分和香氣成分的揮發或損失,同時茶色素的氧化分解、發生褐變等。目前茶葉粉碎技術主要有常規粉碎、超細粉碎、超微粉碎等。

液氮低溫粉碎技術是在20世紀50年代末隨著液氮大量生產而形成的一門高新技術。近年來,液氮低溫粉碎在食品加工中開始應用,采用液氮低溫粉碎食品可以得到微細粉末,并且揮發成分不會損失,也不會由于發熱而使食品變味、營養成分下降。目前液氮粉碎已開始應用于中藥材、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備,控制粉碎溫度,通過液氮的低溫、排氧作用和冷脆現象來進行綠茶的粉碎,以求提高粉碎后茶葉的品質,并比較普通粉碎與液氮粉碎在粉碎前后對綠茶的性質及品質的影響。

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代農業有限公司;福林酚、茶氨酸,廣州市齊云生物技術有限公司;咖啡堿,中國藥品生物制品檢定所;考馬斯亮藍G-250、牛血清白蛋白,北京鼎國生物技術有限責任公司;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,,配有液氮自動溫控和定量液氮噴霧系統。普通粉碎機為DMF-25B流水式粉碎機。色差計TC-PⅡG;TRACEGC-MS氣質聯用儀;752N型紫外線可見光光度計;HH-4型數顯恒溫水浴鍋;PL203電子分析天平;SHZ-Ⅲ型循環水真空抽慮機。


1.2試驗方法

1.2.1工藝流程


分別稱取200g低值綠茶,置于篩網目數依次為20、40、60、80、100目的普通粉碎機和液氮粉碎機中進行粉碎,10min后稱量粉碎機布袋中茶粉質量??紤]到粉碎機進料的穩定性,試驗中每個處理都進行了5次重復。

對2種粉碎機粉碎后茶粉(60目)的色澤(Lab值)、滋味物質和功能成分含量以及香氣成分含量進行測定,分析對比2種粉碎機對茶葉的粉碎效果。1.2.2粉碎機運行參數

1)DMF-25B流水式粉碎機

電壓:220V;主軸轉速:2800r/min;電機功率:1500W。

2)低溫液氮粉碎機

電壓:220V;主軸轉速:2800r/min;電機功率: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: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),表示黃藍之間的色澤,100為黃色,-80為藍色。

分別準備3份質量為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色差計測定茶湯色差。

1.3.3感官評價

按照GB/T23776-2009《茶葉感官審評方法》進行。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)可溶性蛋白質含量(考馬斯亮藍法)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數據處理方法

使用Excel做數據顯著性及誤差等分析

2、結果與分析

2.1液氮粉碎與常規粉碎處理對茶葉粉碎效果的比較

常規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,在不同粉碎度下進行茶葉的粉碎,液氮粉碎機的出粉率均比常規粉碎機的出粉率要高,且隨著茶粉粒徑的增加,兩機出粉率差異更為明顯。由于流加液氮產生的低溫冷脆的現象,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、滋味評分和品質總評分呈顯著正相關。紅綠色度表征量a值、黃藍色度表征量b值與綠茶湯色、滋味及品質總評分均呈顯著負相關。如圖3,分析對比2種粉碎機制備的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)(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于普通粉碎機制備的茶粉。


2.3 液氮粉碎與常規粉碎處理對綠茶茶湯感官的影響

對液氮粉碎與常規粉碎處理對綠茶茶湯進行感官評價,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)上明顯優于常規粉碎法茶粉,而其茶湯的香氣和滋味(p<0.05)也好于常規粉碎法。從評審結果可以看出,和常規粉碎法比較,液氮粉碎得到茶粉的感官品質好(p<0.01)。


2.4液氮粉碎與常規粉碎處理對茶葉主要滋味物質和功效成分的影響

茶葉中能溶于熱水的可溶性物質統稱為水浸出物。其含量在一定程度上反映了內含成分的多寡,也反映茶湯的厚薄和濃淡,與茶葉品質呈正相關。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、增強機體免疫力、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,與綠茶品質呈正相關。因此,此功效成分的含量常作為主要指標來衡量茶葉的品質。

由圖4分析可知,分析對比2種粉碎機制備的60目茶粉,與常規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)都明顯高于常規粉碎法,質量分數分別提高了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,液氮粉碎法比常規粉碎法能更好地保持茶葉中的功效物質和滋味物質。


2.5液氮粉碎與常規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粉碎取過60目的茶粉的香氣成分,然后進行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組成特點為:萜烯、酯類含量較高,其他香氣物質含量較少。在常規粉碎茶粉有21種主要香氣成分,與常規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-亞甲基環己烷、芳樟醇質量分數分別降低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-甲基丙酯質量分數分別上升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粉碎茶粉??梢?,液氮粉碎工藝更有利于保持低值綠茶的征香氣。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,β-胡蘿卜素熱降解生成β-紫羅酮等物質。由表2可知,從常規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品,隨著人們對氧氣需求量的增加,價格直線下降,已從十年前的每升20多元降為規模使用的1.0元左右,為商業利用提供了空間,為液氮低溫粉碎工業化生產提供了可能。

3、結論

分析對比低溫液氮粉碎和常規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粉碎法。茶葉經2種方法粉碎后制成的茶湯,茶湯1(液氮)的湯色優于茶湯2(常規);過60目后,與常規粉碎茶粉相比,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、可溶性糖等質量分數分別提高了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生氧化,說明液氮粉碎法能夠很好地保持茶葉的品質。

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