速溶巫山神茶粉生產工藝研究

楊川+牟歆+周騫+何有平+聶倩霞+李雪

摘要：以巫山神茶為原料，采用水提法提取了巫山神茶多酚。將茶多酚含量作為評價指標，考察了提取溫度、料液比、提取時間等因素對巫山神茶多酚提取效果的影響，并通過正交試驗優化得到最優提取工藝為：提取溫度80℃、料液比1：70、提取時間40min。然后將以最優工藝制得的巫山神茶提取液進行真空濃縮，以黏度、溶解時間為評價指標，確定了最優噴霧干燥條件，并制得速溶巫山神茶粉產品。

關鍵詞：巫山神茶；速溶茶粉；生產工藝

巫山神茶為長江三峽流域所產“林檎”葉而制得的飲品，與普通林檎葉茶的不同之處在于長江三峽流域含有大面積非地帶性的紫色土、石灰土等土類[1]，礦質含量豐富，為巫山神茶生長提供了充足養分。研究表明，巫山神茶具有諸多保健功能，包括健齒、防癌抗老、提高免疫力等[2]。

目前巫山神茶大多是以原料茶的形式進行包裝銷售，產品形式比較單一，相關產品的開發較少。因此，本試驗以巫山神茶為原料，通過單因素和正交試驗確定其最佳的提取工藝配方，再經由噴霧干燥得到速溶巫山神茶粉，以期提升產品的附加值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

巫山神茶：購于重慶巫山縣；無水碳酸鈉（AR）：成都市科龍化工試劑廠；甲醇（一級色譜純）：天津市四友精細化學品有限公司；沒食子酸（AR）：成都市科龍化工試劑廠；福林酚試劑（1N）：上海荔達生物科技有限公司。

1.2 試驗儀器設備

BSA224S-CW電子天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；R-1001N旋轉蒸發儀：鄭州長城科工貿有限公司；SP-1500試驗型噴霧干燥機：上海順儀試驗設備有限公司；NDJ-5S數字旋轉黏度計：上海方瑞儀器有限公司；DHG-9202.2SA型電熱恒溫干燥箱：上海三發科學儀器有限公司；800B低速臺式離心機：上海安亭科學儀器廠。

1.3 工藝流程

巫山神茶粗葉→粉碎過篩→浸提→抽濾→蒸發濃縮→噴霧干燥→產品

1.4 試驗方法

1.4.1 茶葉的預處理

選取適量葉片完整、無霉變的巫山神茶粗葉進行粉碎，將粉碎后的巫山神茶過14目篩作為試驗原料備用。

1.4.2 水分含量測定

參照GB 5009.3-2016中的直接干燥法對樣品進行水分含量的測定。

1.4.3 多酚含量測定

20%福林酚試劑的配制：準確量取20mL福林酚試劑原液置于100mL容量瓶中，加水至刻度并搖勻即得[3]。

15%Na2CO3溶液的配制：準確稱取15g的Na2CO3置于50mL燒杯中，加適量蒸餾水攪拌溶解完全后轉移至100mL容量瓶中，并用蒸餾水定容至刻度，備用[4]。

沒食子酸標準曲線的繪制：稱取100mg沒食子酸（精確至0.0001g），用蒸餾水溶解并定容至100mL，即為沒食子酸標準溶液（1mg/mL）[5]。分別取沒食子酸標準溶液0.25mL、0.50mL、0.75mL、1.00mL、1.25mL、1.50mL置于25mL具塞比色管內，首先加入20%福林酚試劑0.5mL，混合均勻后再加入15%的Na2CO3溶液1mL，混勻后定容至刻度。將混合液置于55℃恒溫水浴中保溫5min，然后在冷水中冷卻5min后，于760nm波長下測定吸光度，重復3次，繪制沒食子酸標準曲線[6]。

茶粉多酚含量測定：準確稱取0.1g（精確至0.0001g）茶粉，用蒸餾水溶解定容至10mL作為供試液。取1mL供試液于25mL具塞比色管中，加入20%福林酚試劑0.5mL，混合均勻后再加入15%的Na2CO3溶液1mL，混勻后定容至刻度，將混合液置于55℃恒溫水浴中保溫5min。在冷水中冷卻5min后，于760nm波長下測定吸光度，重復3次，計算試樣溶液茶多酚含量。

1.4.4 單因素試驗

1.4.4.1 提取溫度對巫山神茶多酚提取效果的影響

在料液比1：40、提取時間20min的條件下，分別考察30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等提取溫度對多酚提取效果的影響[7]，并按照1.4.3的測定方法進行多酚含量的測定。

1.4.4.2 料液比對巫山神茶多酚提取效果的影響

在提取溫度40℃、提取時間20min的條件下，分別考察1：10、1：20、1：30、1：40、1：50、1：60、1：70、1：80等不同料液比對多酚提取效果的影響。

1.4.4.3 提取時間對巫山神茶多酚提取效果的影響

在提取溫度40℃、料液比為1：60的條件下，分別考察10min、20min、30min、40min、50min、60min等不同的提取時間對多酚提取效果的影響。

1.4.5 正交試驗

根據單因素試驗結果進行三因素三水平的正交試驗設計，以茶多酚含量作為評價指標，從而篩選出最佳提取工藝，并制備出提取液，以便于后續試驗的開展。

1.4.6 黏度測定

按照最佳提取工藝制備提取液，在水浴溫度為65℃條件下采用旋轉蒸發的方式對提取液進行真空濃縮，并且在濃縮過程中對液體的黏度進行測定[8]。

1.4.7 噴霧干燥

取黏度分別為1.0mPa.s、2.0mPa.s、3.0mPa.s、4.0mPa.s、5.0mPa.s的濃縮液各50mL，在進料口溫度為25℃、目標溫度為170℃、物料流量1.5L/h、撞針間隔時間3s、撞針執行時間1s的噴霧干燥條件下對濃縮液進行干燥并得到產品[9，10]。

1.4.8 茶粉溶解時間測定

稱取0.1g茶粉于50mL燒杯中，加入25mL溫度為90℃水后立即靜置于桌面上，并記錄茶粉完全溶解所需的時間。

2 結果與分析

2.1 沒食子酸標準曲線的繪制

沒食子酸標準曲線如圖1所示，其回歸方程為：Y=0.0845X+0.2042，相關系數R2=0.9977，這表明該標準曲線在樣品測定濃度范圍內線性良好，可以被用于后續的試驗研究。

2.2 單因素試驗

2.2.1 料液比對巫山神茶多酚提取效果的影響

由圖2可知，在料液比為1：10至1：80的區間內，從1：10到1：60之間茶多酚含量隨料液比的增大逐步增加；料液比為1：60至1：80時，茶多酚含量增速趨于平緩。

2.2.2提取溫度對巫山神茶多酚提取效果的影響

由圖3可知，在溫度80℃以下進行茶多酚的提取，隨著溫度的升高，茶多酚的含量逐漸增多；溫度大于80℃后，茶多酚含量反而降低。綜合提取成本及提取率方面考慮，適宜的提取溫度不應超過80℃。

2.2.3提取時間對巫山神茶多酚提取效果的影響

由圖4可知，在提取時間10min到50min范圍內，茶多酚的含量隨著提取時間的延長而增大，在提取時間為50min至60min時，茶多酚含量趨于穩定。根據圖2、圖3及圖4中的趨勢，再結合產率及耗能等實際情況，選擇每個因素的3個最佳條件，為正交試驗的因素水平。

2.3 正交試驗

正交試驗設計及試驗結果見表1。

由表1的試驗結果可知：因素主次關系為B>A>C，即各因素中對試驗結果影響最大的是料液比（B），其次是溫度（A），影響最小的是提取時間（C）；A因素中的K3和其他兩組相比數值最大，B因素中的K3和其他兩組相比數值最大，C因素中的K2和其他兩組相比數值最大。由此可知，在正交試驗中各因素中影響最大的水平分別為A3、B3、C2，即：溫度為80℃，料液比為1：70，提取時間為40min。按上述工藝對巫山神茶進行提取可使茶多酚在提取液中最大程度被提取在溶液中。

2.4 黏度測定

在對提取液進行旋轉蒸發濃縮和黏度測定過程中，需要在進行濃縮的同時對提取液進行實時檢測。選取黏度分別為1.0mPa.s、2.0mPa.s、3.0mPa.s、4.0mPa.s、5.0mPa.s的提取液各50mL于燒杯中冷卻備用。

2.5 噴霧干燥

將不同黏度的提取液冷卻至25℃后進行噴霧干燥得到茶粉，將茶粉從噴霧干燥器中迅速取出后觀察茶粉顏色，同時測定其水分含量、溶解時間，并觀察溶液顏色，試驗結果見表2。

由表2可知，隨著提取液黏度增大，噴霧干燥所得茶粉的水分含量降低，茶粉的顏色逐漸加深，溶解時間縮短。黏度為5.0mPa.s時茶粉溶解時間最短，溶解速度最快。因此，選擇黏度為5.0mPa.s的提取液進行噴霧干燥制得最終的速溶茶產品。

2.6 茶粉茶多酚含量測定

將黏度為5.0mPa.s的提取液噴霧干燥后，準確稱取0.1g茶粉，按1.4.3的檢測方法進行對速溶茶粉的茶多酚含量進行測定。經檢測，速溶茶粉的茶多酚含量為3.70mg/g。

3結論

本研究將茶多酚含量作為評價指標，通過單因素試驗和正交試驗，確定了巫山神茶多酚的最佳提取工藝為：提取溫度80℃，料液比1：70，提取時間40min。并且，以水分含量和溶解時間作為茶粉評價指標，通過對巫山神茶提取液進行黏度測定，確定黏度為5.0mPa.s時經噴霧干燥后獲得的茶粉質量最好。該產品水分含量低，溶解時間短，茶多酚含量高，其茶多酚含量為3.70mg/g。

經試驗制得的速溶巫山神茶粉因含有豐富的多酚物質，具有良好的抗氧化效果。此外，速溶茶粉產品的研發也為巫山神茶系列產品的開發提供了一定的參考。

參考文獻：

[1]李巧燕，王襄平，長江三峽庫區物種多樣性的垂直分布格局：氣候、幾何限制、面積及地形異質性的影響[J].生物多樣性，2013，02：141-152.

[2]牟歆，趙欣，李貴節，等.巫山神茶對SD大鼠胃損傷的預防效果[J].仲愷農業工程學院學報，2014，02：57-59.

[3]王麗麗，陳鍵，宋振碩，等.茶葉中茶多酚檢測方法研究進展[J].茶葉科學技術，2013，04：6-12.

[4]鄧剛，母健菲，劉玉琪，等.福林酚比色法和紫外分光光度法測定蟲茶中總多酚含量的比較研究[J].重慶第二師范學院學報，2015，05：167-169，173.

[5]游見明，曹新志.福林酚法測定茶樹中茶多酚的分布水平[J].湖北農業科學，2013，10：2417-2419.

[6]羅堃，何群，葛云鵬，等. Folin-Ciocalteu比色法測定安化黑茶中茶多酚的含量[J].湖南中醫藥大學學報，2013，05：65-66，74.

[7]羅曉明，周春山，鐘世安，等.茶多酚浸提工藝研究[J].食品工業科技，2002，03：41-43.

[8]陳小紅.浸提與濃縮工藝對綠茶汁品質影響的研究[D].福建農林大學，2013.

[9]徐建中.噴霧干燥法在中藥制劑中的應用[J].基層中藥雜志，1999，03：55-56.

[10]張春生，董良飛，李霽良，等.速溶普洱茶的噴霧干燥工藝研究[J].云南化工，2014，41（5）：4-7.