不同粉碎技術對抹茶品質特性的影響

金壽珍 劉志榮 陳利燕 章劍揚 沈煒

摘 要 以碾茶為原料，用電動石磨、氣流、球磨和臥式連續式撞擊粉碎技術加工抹茶。經研究分析，臥式連續式撞擊粉碎的抹茶顆粒最細，適合加工顆粒要求高的產品;石磨粉碎的色澤最好，顆粒細，但產能低，適合高檔產品的生產;球磨粉碎的重金屬污染最小，有效成分保留率也高，適合規模化生產;氣流粉碎的色澤最差，重金屬污染影響大，但產能高，適合低檔抹茶的生產。

關鍵詞 粉碎技術;抹茶;品質分析

中圖分類號：TS272.4 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.29.094

抹茶是以覆蓋遮蔭技術栽培的茶樹鮮葉為原料，經過殺青、干燥、超微粉碎等特殊工藝制成的純天然、超微細的粉末狀茶產品。目前，抹茶已成功應用于食品和日用品等行業中，加工的茶食品和茶日用品的茶風味明顯，還充分利用了茶的營養保健功能，發展趨勢很好。但由于原料、加工和粉碎技術的不同，產品的品質差別也很大，特別是產品的色澤和粒徑。通過遮蔭栽培技術和改進殺青方式來提高葉綠素含量[1]的此技術已應用于生產。對顆粒的研究基本上還局限于對單機粉碎設備的研究，如金壽珍[2]采用振動撞擊式粉碎技術研制的茶粉設備投資低、產品顆粒細、產出高;張承祥等[3]用氣流粉碎技術制備的茶粉粉碎速度快、成本低;李琳等[4]用球磨粉碎技術制備的茶粉平均粒徑小。而對于不同粉碎設備生產的抹茶在色澤、品質特性、顆粒以及設備對產品重金屬帶來的污染等尚不清楚。基于此，以一級碾茶為原料，采用球磨機、氣流粉碎機、電動石磨機和臥式撞擊粉碎機4種粉碎設備，以單機粉碎的最佳技術參數制成4種抹茶，通過感官審評、顆粒粒徑、細胞破碎率、色差和葉綠素含量、營養特性成分，以及設備對產品重金屬的污染進行分析，研究不同粉碎技術對抹茶品質特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗材料為紹興御茶村茶業有限公司生產的一級碾茶。

試劑包括丙酮、碳酸鈣、乙醚、氯化鈉、無水硫酸鈉、鹽酸、氫氧化鉀。

1.2 設備與儀器

第三代30型電動石磨機，福建泉州禹昊石材有限公司生產;6CLQM-30臥式連續式撞擊粉碎機，紹興越豐茶葉機械有限公司生產;QF-488氣流粉碎機，江蘇密友粉體新裝備制造有限公司生產;AY-20型球磨粉碎機，紹興御茶村茶業有限公司生產;200型粒徑測定儀，丹東貝斯特化工有限責任公司生產;HunterLab色差儀，中美合資上海信聯創作電子有限公司生產;E2695高效液相色譜儀，美國沃特世（Waters）公司生產;S433D氨基酸分析儀，德國賽卡姆（Sykam）生產;UV 2550紫外可見分光光度計，日本島津（Shimadzu）生產;電感耦合等離子質譜儀（ICP-MS），美國賽默飛世爾科技公司生產。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗材料的制備

用電動石磨機、臥式連續式撞擊粉碎機、氣流粉碎機和球磨機4種粉碎設備在不添加抗結劑和助磨劑的情況下，按4種粉碎設備單機試驗的最佳技術參數條件分別對一級碾茶超微粉碎，制得4種不同粉碎設備粉碎的抹茶試驗樣品，單機試驗產能條件及制備樣品見表1。

1.3.2 粒徑及細胞破碎率的測定

取適量抹茶樣品放入置有去離子純凈水的玻璃容器內，在渦旋混合器超聲分散30s，介質折射率為1.333，樣品折射率為1.520±0.100 1，用丹東貝斯特200型粒徑測定儀分別對4種抹茶樣品進行粒度分析，測量在樣品累計粒度百分比為10%、50%、60%和90%時所對應的粒徑D10、D50、D60和D90，以及跨度（SPAN）和細胞壁破碎率η。

1.3.3 色差值的測定

取適量抹茶樣品置于透明比色皿中，用HunterLab色差儀測定樣品的L、a、b值。L值表示明亮度，L值越大表明粉體的亮度越亮，反之則越暗;a值表示紅綠度，表明綠色的a值為負值，負值的絕對值越大，綠色越深;b值表示黃藍度，負值表示粉體為藍色，負數的絕對值越大，藍色越深，反之為正值時，為黃色，數值越大黃色越深。

1.3.4 葉綠素的測定

稱取2 g抹茶樣品，加30 mL 80%的丙酮、0.5 g碳酸鈣，過濾，再用80%的丙酮洗至無色，定容至100 mL，吸取50 mL丙酮萃取液于裝有50 mL乙醚的分液漏斗中，加入2%氯化鈉溶液30 mL，輕輕轉動漏斗，分層后棄去水層，重復洗5次，再用無水硫酸鈉干燥，用乙醚定容至50 mL。取10 mL乙醚萃取液加1滴濃鹽酸和少量無水硫酸鈉，暗處放置3 h;另取20 mL乙醚萃取液加0.01 N氫氧化鉀20 mL，輕輕搖動，靜置分層后棄去水溶液，將乙醚液中少量無水硫酸鈉和1滴濃鹽酸使其酸化，再加少量無水硫酸鈉。在波長660 nm和642.5 nm處測定值，根據吸收波長和摩爾吸光系數計算葉綠素a和葉綠素b的含量[5]。

1.3.5 感官品質

感官品質按GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》[6]。

1.3.6 水分的測定

水分的測定按GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 水分的測定》[7]。

1.3.7 游離氨基酸的測定

游離氨基酸的測定按GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測定》[8]。

1.3.8 茶多酚和兒茶素類含量的測定

茶多酚和兒茶素類含量的測定按GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》[9]。

1.3.9 咖啡堿的測定

咖啡堿的測定按GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測定》[10]。

1.3.10 維生素C的測定

維生素C的測定按GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》[11]。

1.3.11 茶氨酸的測定

茶氨酸的測定按GB/T 23193—2017《茶葉中茶氨酸的測定 高效液相色譜法》[12]。

1.3.12 金屬元素的測定

金屬元素的測定按GB 5009.268—2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》[13]。

2 結果與分析

2.1 4種粉碎方式抹茶感官品質分析

4種粉碎方式抹茶的感官品質結果見表2。由表2可知，電動石磨和臥式連續式撞擊粉碎的外形色澤翠綠、鮮活，湯色翠綠，呈現的清香明顯，舒適感好，感官總分達93.0分，氣流粉碎的外形色澤、湯色色澤偏黃，滋味較清醇，品質相對較差。

2.2 粉碎方式對抹茶粒徑及細胞破碎率分析

4種粉碎方式抹茶的粒徑及細胞破碎率結果見表3，D10、D50、D60和D90的粉體見圖1。從表3可知，粉體粒徑D60、中位徑D50和跨度SPAN都是臥式連續式撞擊粉碎方式制得的抹茶為最小，細胞破碎率也最高，達100%，這主要是在粉碎過程中，物料受力比較均勻，使粉體間的間距縮短，提升了物料的粉碎效果;石磨粉碎的次之;而球磨粉碎抹茶的粒徑和中位徑相對較大，細胞破碎率也低，這主要是球磨粉碎是通過球磨機內設金屬球之間的碰撞，物料在依靠金屬球之間碰撞產生的摩擦力進行粉碎的，而球體間碰撞對物料的受力是不均勻的。

從4種粉碎方式粒徑分布結果（見圖1）可知，D10差別不明顯，D50、D60和D90的值均逐漸上升，但D50和D60變化小于D90，氣流粉碎D90的值最大，臥式連續工撞擊粉碎的為最小，顆粒最細。

2.3 4種粉碎方式抹茶色差值和葉綠素含量的分析

4種粉碎方式抹茶色差值和葉綠素見表4。由表4可知，臥式連續式粉碎的抹茶L值、a值最大，亮度和顯綠程度最好，石磨粉碎的次之，球磨粉碎的亮度最低、氣流粉碎的顯綠程度最差，但同時臥式粉碎的b值也最大，顯黃程度較高。從葉綠素組成及含量的結果可知：石磨粉碎的抹茶葉綠素a和葉綠素總量最高，葉綠素a和葉綠素總量的保留率分別達119.5%和120.3%（產生葉綠素含量比原料高的原因，是由于抹茶的顆粒遠低于原料磨碎樣檢測要求的顆粒，使其浸出率明顯提高），色澤最綠，這是由于在石磨粉碎過程中，物料的溫度沒有上升，葉綠素不會因溫度上升發生轉化，球磨粉碎的次之，氣流粉碎的最差，主要是由于氣流粉碎過程中物料的溫度上升明顯，最高時可達70 ℃左右，致葉綠素遭到破壞。

2.4 4種粉碎方式抹茶有效特性成分分析

4種粉碎方式抹茶的有效特性成分分析結果見表5。由表5可知，球磨粉碎的抹茶茶多酚和兒茶素含量最高，石磨粉碎的維生素C含量最高，產生茶多酚、兒茶素和維生素C含量比原料高的原因，是由于抹茶的顆粒遠低于原料磨碎樣檢測要求的顆粒，使其浸出率明顯提高;氣流粉碎的抹茶咖啡堿和茶氨酸損失較多，這主要是由于氣流粉碎時物料的溫度升高，咖啡堿受溫度影響升華，茶氨酸部分被分解成谷氨酸和乙胺所致。4種粉碎方式對游離氨基酸含量影響不明顯。

2.5 4種粉碎設備對抹茶重金屬元素的影響

4種粉碎設備對抹茶產品重金屬元素的影響見表6。由表6可知，臥式連續式撞擊粉碎造成的抹茶Pb和Cd污染最大，氣流粉碎的抹茶受到的Al污染最大，石磨粉碎的對Pb有一定的影響，但比臥式連續式撞擊粉碎的要小，總體上球磨粉碎對抹茶重金屬的污染相對較小，這主要是由于粉碎設備材質的不同，設備本身所含的重金屬不同，粉碎過程中對抹茶造成的重金屬污染也不同，而抹茶目前應用于食品中較多，制成的抹茶食品都是直接食用的，抹茶中重金屬含量多少非常重要。因此，球磨粉碎的抹茶產品用于食品中的安全性最高。

3 結論

基于4種不同粉碎方式對抹茶感官審評、粒徑和細胞破碎率、色差和葉綠素、特性有效成分保留和設備對抹茶產品重金屬污染的研究結果表明：石磨粉碎的抹茶感官品質好、色澤綠，細胞破碎率和維生素C保留率高，但產能低;臥式連續式撞擊粉碎的抹茶粉體顆粒小且均勻性好、細胞破碎率高，對有效特性成分的破壞總體較小，但設備對產品Pb的污染較大;球磨粉碎對抹茶產品重金屬的污染最小;氣流粉碎色澤最差，咖啡堿和茶氨酸的破壞也較大，維生素C破壞最多，設備對產品Al污染最大，但產能高。總體來說，4種粉碎方式各有優缺點，臥式撞擊粉碎方式適用于對顆粒要求較高抹茶產品的生產，氣流粉碎適用于低檔抹茶的生產，石磨適用于高檔抹茶的生產，球磨粉碎的適用相對比較廣。

參考文獻：

[1] 舒華，王盈峰，張士康，等.遮蔭對茶樹新梢葉綠素及其生物合成前體的影響[J].茶葉科學，2012，32（2）：115-121.

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[3] 張承祥，汪保根.超微茶粉生產技術[J].技術與市場，2009（1）：109.

[4] 李琳，劉天一，李小雨，等.超微茶粉的制備與性能[J].食品研究與開發，2011（1）：53-56.

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[7] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.GB 5009.3—2016 食品安全國家標準水分的測定[S].北京：中國標準出版社，2016.

[8] 全國茶葉標準化技術委員會.GB/T 8314—2013 茶游離氨基酸總量的測定[S].北京：中國標準出版社，2013.

[9] 國家市場監督管理總局.GB/T 8313—2018 茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法[S].北京：中國標準出版社，2018.

[10] 全國茶葉標準化技術委員會.GB/T 8312—2013 茶 咖啡堿測定[S].北京：中國標準出版社，2013.

[11] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.GB 5009.86—2016 食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定[S].北京：中國標準出版社，2016.

[12] 全國茶葉標準化技術委員會.GB/T 23193—2017 茶葉中茶氨酸的測定高效液相色譜法[S].北京：中國標準出版社，2017.

[13] 中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.GB 5009.268—2016 食品安全國家標準食品中多元素的測定[S].北京：中國標準出版社，2016.

（責任編輯：趙中正）