四種茶飲料中茶多酚、游離氨基酸及維生素C含量分析及穩定性評價

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(1.安徽省醫學科學研究院,安徽合肥 230061;2.安徽農業大學茶與食品科技學院 茶樹生物學與資源利用國家重點實驗室,安徽合肥 230036;3.安徽糧食工程職業技術學院,安徽合肥 230011)

茶飲料是以茶葉的水提取液或其濃縮液、茶粉等為主要原料,加入水、糖、酸味劑、食用香精、果汁、乳制品、植(谷)物抽提液等,經加工制成的液體飲料,具有茶葉的獨特風味,并富含天然茶多酚、氨基酸、茶多糖、維生素等功效成分[1]。茶飲料的色澤、滋味香氣等主要由氨基酸、茶多酚等決定,但是茶飲料中的氨基酸及茶多酚等主要成分很不穩定,溫濕度、光照、氧及微生物等易導致飲料產生沉淀、色澤褐變及滋味香氣劣變[2]。因而,在茶飲料的生產過程中添加一定量的抗氧化劑,如維生素C等[3],以提高產品質量穩定性。

2017年國際前十大茶飲料銷售國家和地區的茶飲料銷售額達到404.40億美元,其中,中國是世界上最大的茶飲料生產國和消費國,2017年茶飲料消費量達到1335.6萬t[4]。茶飲料經過多年的發展,已經形成了品種豐富的冰茶、純茶、復合茶飲料、果味茶飲料、奶味茶飲料等幾十個品種,但產品質量良莠不齊。隨著消費者健康意識不斷增強,對茶飲料的品質要求也隨之提高。我國于2008年對茶飲料中的茶多酚等含量做了新的強制性規定。若茶飲料中的茶多酚等茶有效成分含量過低,則不能稱之為茶飲料,只能被歸為茶味飲料[5-6]。因此,可以通過檢測茶飲料中茶多酚等營養成分的含量,對茶飲料進行品質評價。

表1 受試茶飲料名稱、主要成分及生產日期Table 1 Name,major constituents and production date of tea beverages

本研究選擇市場上銷售的四種茶飲料包括原葉綠茶、調味綠茶、原葉紅茶和調味紅茶,分別檢測其中的茶多酚、氨基酸和維生素C的含量。每種茶飲料均購買同一生產批次的,在同一條件下儲存,每隔一個月測定各成分的含量并對比其變化,同時在開蓋后每隔24 h檢測各成分的變化,持續96 h。通過參照茶飲料國家標準來評價市售茶飲料的品質及產品質量穩定性,以期在一定程度上反映市售茶飲料的品質,給廣大消費者以參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

購買市售原葉綠茶、調味綠茶、原葉紅茶和調味紅茶,主要配料及生產日期如下(表1):

谷氨酸(99.9%)、維生素C(100%)(標準品,均購自中國食品藥品檢定研究院);硫酸亞鐵(購自西隴化工股份有限公司)、氯化亞錫、草酸(均購自上海蘇懿化學試劑有限公司)、酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉(均購自國藥集團化學試劑有限公司)、茚三酮及2,6-二氯靛酚(均購自天津天新精細化工),均為分析純,實驗用水為純水。

DK-S24型電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司;UV-1600d紫外可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司;CNSHP電子天平 感量0.01 g,上海衡平儀器儀表廠;Sartorius 電子分析天平 感量0.001 g,北京賽多利斯天平有限公司;KQ-250DE型數控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;電磁爐 江蘇省南通縣農業科學儀器廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理、存儲及穩定性考察 所購茶飲料均存放于室內陰涼處,樣品室溫存放,每月室內平均溫度如表2。

未開封各組分(茶多酚、游離氨基酸及維生素C)含量及穩定性分析工作在6月28日開始,取樣測定存儲0月各樣品中茶多酚、游離氨基酸及維生素C含量,樣品室溫放置,隨后每月28～30日定期取樣,進行分析,存儲時間為6月至11月。

開封后各組分(茶多酚、游離氨基酸及維生素C)含量及穩定性分析工作在存儲第1個月后(即7月28～31日)進行,開封后室溫放置,連續監測96 h,每24 h一次。

表2 月室內平均溫度Table 2 The mean temperature of 5 months in room

各組分逐月及總含量變化率按下式計算:

式中:C2:每月(每間隔24 h)組分含量;C1:上月(前24 h)組分含量;C0:第0月(開封時)組分含量;C總:放置5個月(96 h)后組分含量。

1.2.2 茶多酚含量測定 參照國標GB/T 21733-2008附錄A 茶飲料中茶多酚的檢測方法。

取混勻茶飲料樣液5 g 置于50 mL具刻度比色管中,加入水4 mL,酒石酸亞鐵溶液5 mL,充分混勻,加入磷酸緩沖液(pH=7.5)定容至25 mL,采用分光光度計在540 nm處,測定溶液吸光度(A);同時取取混勻茶飲料樣液5 g 置于50 mL具刻度比色管中,加入水4 mL,加入磷酸緩沖液定容至25 mL,采用分光光度計在540 nm處,測定溶液吸光度(A0),作為空白對照。每樣平行三份。

式中:X:樣品茶多酚含量,mg/kg;A:試樣吸光度;A0:空白底液吸光度;1.957:10 mm比色皿,每0.5吸光度,1 mL試液中茶多酚含量相當于1.957 mg;K:稀釋倍數;m:取樣量,g。

1.2.3 游離氨基酸含量測定 參照國標GB/T 8314-2013茶 游離氨基酸總量的測定。

表3 室溫放置茶飲料中茶多酚含量Table 3 Tea polyphenols(TP)content of tea beverages under room storage in 5 months

注:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001表示與0月比較差異顯著性;#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001表示與上月差異顯著性。

標準曲線制作:準確稱取谷氨酸100 mg溶于100 mL水中,繼續用水稀釋成如下濃度:40、80、160、240、320 μg/mL,分別吸取以上各濃度溶液1 mL分別置于25 mL容量瓶中,加磷酸緩沖液0.5 mL(pH=8.04)、茚三酮溶液0.5 mL,沸水浴加熱15 min,冷卻后加水定容至25 mL,室溫放置10 min后,用10 mm比色皿,在570 nm處,測定吸光值。以吸光值為縱坐標,氨基酸濃度為橫坐標作標準曲線并計算出線性回歸方程及相關系數。

試樣分析:準確吸取試液1 mL,注入25 mL容量瓶中,加磷酸緩沖液0.5 mL(pH=8.04)、茚三酮溶液0.5 mL,沸水浴加熱15 min,冷卻后加水定容至25 mL,室溫放置10 min后,用10 mm比色皿,在570 nm處測定吸光度(A),同時做空白對照。每樣平行三份。

根據標準曲線及回歸方程,利用測得樣品吸光值直接計算出樣液中游離氨基酸濃度C(μg/mL)。

1.2.4 維生素C含量測定 參照 維生素C含量的測定 茶葉生物化學實用教程[7]。

稱取碳酸氫鈉52 mg溶解于200 mL熱蒸餾水中,稱取2,6-二氯靛酚50 mg溶解在上述碳酸氫鈉溶液中,冷卻定容至250 mL,過濾至棕色瓶內,冰箱冷藏保存。使用前,用維生素C標準溶液對其進行標定,即吸取1 mL抗壞血酸標準溶液于50 mL錐形瓶中,加入2%草酸溶液10 mL,搖勻,用2,6-二氯靛酚溶液滴定至溶液呈粉紅色且15 s不褪色為止。同時,另取2%草酸溶液10 mL做空白試驗。

式中:T:每毫升2,6-二氯靛酚溶液相當于抗壞血酸的毫克數(mg/mL);C:抗壞血酸的濃度(mg/mL);V1:滴定VC溶液所用2,6-二氯靛酚溶液的體積(mL);V2:滴定空白溶液所用2,6-二氯靛酚溶液的體積(mL)。

取茶飲料50 mL置于100 mL錐形瓶中,加5 g白陶土脫色,過濾,收集濾液,精密稱取濾液5 g置于50 mL錐形瓶中,加2%草酸溶液10 mL,用已標定的 2,6-二氧靛酚溶液滴定,直至溶液呈粉紅色且15 s不褪色為止。同時做空白試驗。

式中:T:每毫升2,6-二氯靛酚溶液相當于抗壞血酸的毫克數(mg/mL),通過溶液標定得出;V:滴定試劑時消耗染料溶液的體積(mL);V0:滴定空白時消耗染料溶液的體積(mL);m:取樣量(g)。

1.3 數據分析

每樣品平行三份,實驗結果用Graphpad Prism 5.0進行數據分析統計與作圖,實驗結果以Mean±SEM表述。

2 結果與分析

2.1 未開封室溫儲存條件下各組分含量及穩定性

2.1.1 茶多酚含量及穩定性 茶多酚是決定茶葉風味的主要物質,其主要包括兒茶素(EGCG、ECG等)及茶黃素等,具有抗氧化、抗炎癥及抗腫瘤等健康功能,這也是茶飲料受歡迎的主要原因之一[8-9]。通過對受試茶飲料中茶多酚的檢測表明,綠茶及原葉紅茶中茶多酚含量較高,調味紅茶中茶多酚含量稍低(見表3)。GB/T21733-2008要求茶飲料中綠茶茶多酚含量≥500 mg/kg、紅茶茶多酚含量≥300 mg/kg。根據檢測結果發現除原葉綠茶中茶多酚含量略低于標準規定值,其他三種受試茶飲料茶多酚含量均符合要求,原因可能是所購買原葉綠茶樣品出廠時間偏長所致。在室溫存儲條件下,各茶飲料中茶多酚含量逐漸下降,在室溫較高8、9、10三個月,茶多酚下降率均較高,且在9月份含量下降最顯著(含量變化率分別為:原葉綠茶-7.4%,調味綠茶-3.9%,原葉紅茶-6.0%,調味紅茶-6.9%)(圖1A)。室溫放置5個月后,調味紅茶中茶多酚含量下降最顯著,含量總變化率為-22.7%,其次為原葉綠茶,下降含量總變化率為-20.2%,原葉紅茶為-16.5%,茶多酚含量下降最小的為調味綠茶,含量總變化率為-12.6%(圖1B)。根據以上結果可以發現,長時間存儲對調味綠茶中茶多酚含量影響較小,茶多酚不易被氧化,穩定性最好;而在調味紅茶中,茶多酚含量偏低,長時間室溫存放茶多酚含量顯著下降,穩定性差。

圖1 室溫放置5個月茶飲料中茶多酚含量每月變化率及總變化率Fig.1 The reduction rate of TP content in teabeverages under room storage during 5 months

2.1.2 游離氨基酸含量及穩定性 茶葉中游離氨基酸主要是茶氨酸,也是茶鮮爽味的主要來源物質,茶氨酸質量分數與茶葉品質和等級正相關[10]。在茶樹嫩葉中茶氨酸含量高,因而嫩葉茶更鮮爽,從而更受消費者喜愛。茶飲料中游離氨基酸的含量決定了其滋味品質[11],因此關注其含量對評價茶飲料的品質有重要意義。以谷氨酸標準溶液濃度為橫坐標,以吸光度值為縱坐標,繪制標準曲線(如圖2),曲線方程為y=0.003x-0.0073,相關系數R2=0.9995。通過檢測發現,紅茶中游離氨基酸含量低于綠茶,特別是調味紅茶(115.0±3.24) μg/mL中游離氨基酸含量顯著低于其他三種茶飲料,調味綠茶游離氨基酸含量最高(175.6±4.10 μg/mL)(見表4)。室溫存儲過程中,游離氨基酸含量均逐漸下降,存放5個月后,原葉綠茶游離氨基酸下降最顯著(含量總變化率為-18.16%),調味綠茶次之(含量總變化率為-14.35%),調味紅茶下降率最低(含量總變化率為-12.87%)(圖3),各茶飲料中游離氨基酸含量下降與存儲溫度沒有顯著相關性。以上結果表明,綠茶飲料中氨基酸含量較高,茶飲料中游離氨基酸含量隨存儲時間均逐漸下降,綠茶飲料下降更顯著,而溫度對游離氨基酸含量下降影響較小。

表4 室溫放置茶飲料中游離氨基酸含量Table 4 Free amino acids(FAA)content of tea beverages under room storage in 5 months

注:*P<0.05,**P<0.01,表示與0月比較差異顯著性;逐月相比沒有顯著性差異。

圖2 氨基酸標準曲線Fig.2 The standard curve of amino acid

圖3 室溫放置5個月茶飲料中游離氨基酸含量每月變化率及總變化率Fig.3 The reduction rate of FAA content in tea beverages under room storage during 5 months

表5 室溫放置茶飲料中維生素C含量Table 5 Vitamin C(VC)content of tea beverages under room storage in 5 months

注:***P<0.001表示與0月比較差異顯著性;#P<0.05,###P<0.001表示與上月差異顯著性。

2.1.3 維生素C含量及穩定性 維生素C是常用的食品添加劑,在飲料中常作為抗氧化劑使用,能延長產品效期,它具有酸性,可為飲料提供清新爽口的酸味,同時也為人體補充維生素,能夠提升產品品質[12]。茶飲料中的維生素C主要來自加工過程中的添加[13],通過檢測發現,綠茶飲料中維生素C含量高于紅茶飲料,調味綠茶維生素C含量最高(43.19±0.75) mg/kg,調味紅茶維生素C含量最低(9.38±0.14) mg/kg(見表5)。室溫存儲過程中,維生素C含量均逐漸顯著下降,特別是在存儲前三個月(即7、8、9月份),維生素C含量均急劇下降,調味紅茶下降最快,第1個月含量變化率為-52.03%,在4個月后,受試調味紅茶飲料中就未有維生素C檢出,在第5個月時原葉綠茶及原葉紅茶均未有維生素C檢出(見圖4A),而存儲5個月后,調味綠茶中維生素C含量為15.05±0.55 mg/kg,含量總變化率為-65.15%(見圖4B)。從結果可以看出,維生素C在茶飲料中不穩定,易被氧化,從而影響茶飲料的品質及保質期,因此,茶飲料不適宜長時間室溫存放。

表6 開封后室溫放置茶飲料中茶多酚的含量Table 6 The TP content of tea beverages under room storage in 96 h after unseal

注:*P<0.05,**P<0.01,表示與0 h比較差異顯著性;#P<0.05表示與前1 d(即每24 h之間)差異顯著性。

圖4 室溫放置5個月茶飲料中維生素C含量每月變化率及總變化率Fig.4 The reduction rate of VC contentin tea beverages under room storage during 5 months

2.2 開封后品質成分的變化

茶飲料屬于開蓋即飲型飲料,研究茶飲料開封后主要品質成分隨時間的變化,對茶飲料飲用有重要意義。本研究檢測了對所選受試四中茶飲料開蓋后連續室溫放置96 h內品質成分的變化,結果如下。

2.2.1 茶多酚含量的變化 茶多酚在空氣中易被氧化,茶飲料開封后,飲料中的茶多酚氧化加速。檢測發現,茶飲料開封后24 h內,原葉綠茶多酚含量下降最顯著,含量變化率為-4.07%。四種茶飲料48 h內茶多酚含量變化率分別為-7.22%(原葉綠茶)、-2.85%(調味綠茶)、-1.66%(原葉紅茶)和-5.52%(調味紅茶);放置96 h后,原葉綠茶茶多酚含量下降最顯著,含量總變化率為-10.32%(約49.7 mg/kg),原葉紅茶茶多酚含量下降最少,含量總變化率為-4.55%(約23.9 mg/kg),調味綠茶和調味紅茶茶多酚含量總變化率分別為-6.58%(約34.4 mg/kg)和-9.85%(約26.6 mg/kg)(見表6,圖5)。從檢測結果可以發現,雖然茶飲料中茶多酚溶解在液體中,與空氣不充分接觸,氧化速度相對較慢。但四種茶飲料開封后,隨著存放時間的延長各種茶飲料的多酚含量仍然顯著下降,原葉綠茶飲料下降速度最快,原葉紅茶下降速度最慢。因此,茶飲料應開封后即飲,不宜長時間放置。

表7 開封后室溫放置茶飲料中游離氨基酸的含量Table 7 The FAA content of tea beverages under room storage in 96 h after unseal

圖5 開封后室溫放置96 h內茶飲料中茶多酚含量變化率及總變化率Fig.5 The reduction rate of TP contentin tea beverages under room storage in 96 h after unseal

注:*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001表示與0 h比較差異顯著性;每24 h之間沒有差異顯著性。

2.2.2 游離氨基酸的檢測結果 茶飲料中游離氨基酸含量與品質成正相關,檢測結果見表7、圖6,可以發現受試茶飲料開封后游離氨基酸含量隨著放置時間延長,含量逐漸降低,游離氨基酸總量下降由高到低分別是原葉綠茶(含量總變化率為-27.58%,下降43.6 μg/mL)、原葉紅茶次之(含量總變化率為-22.87%,下降35.2 μg/mL)、調味綠茶(含量總變化率為-14.11%,下降24.1 μg/mL)、調味紅茶(含量總變化率為-9.17%,下降10.2 μg/mL)。結果證明,茶飲料開封后游離氨基酸易降解,品質顯著下降,不應長時間放置。

表8 開封后室溫放置茶飲料中維生素C的含量Table 8 The VC content of tea beverages under room storage in 96 h after unseal

圖 開封后室溫放置96 h茶飲料中游離氨基酸含量變化率及總變化率Fig.6 The reduction rate of FAA content intea beverages under room storage in 96 h after unseal

注:**P<0.01,***P<0.001表示與0 h比較差異顯著性;#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001表示與前一天(即每24 h之間)差異顯著性。2.2.3 維生素C的檢測結果 維生素C不穩定,茶飲料開封后,其含量發生急劇變化,檢測結果見表8、圖7。開封后24 h內,受試茶飲料中維生素C含量均快速下降,原葉綠茶維生素C含量變化率為-26.65%、調味綠茶含量變化率為-13.19%、原葉紅茶含量變化率為-56.925%、調味紅茶含量變化率為-48.89%,這其中紅茶飲料中維生素C含量均下降約二分之一。96 h后,只有綠茶飲料中還有維生素C檢出,紅茶飲料中均未有檢出。從以上結果看出,綠茶飲料高維生素C含量能夠有助于延長產品存放時間。相較于綠茶飲料,紅茶飲料中維生素C更易被氧化,這不利于紅茶的存放,同時也意味著茶飲料開封后,應盡快飲用,尤其是紅茶飲料。

圖7 開封后室溫放置96 h茶飲料中維生素C含量變化率及總變化率Fig.7 The reduction rate of VC content intea beverages under room storage in 96 h after unseal

3 結論與討論

通過以上的檢測分析,可以發現綠茶飲料中茶多酚、游離氨基酸以及VC含量均較高,特別是調味綠茶中,各成分含量均高于原葉綠茶;而紅茶飲料中原葉紅茶飲料的各成分含量均高于調味紅茶飲料。在穩定性方面,室溫條件下,隨著存儲時間的延長,各組分含量均顯著下降,且受溫度影響較大,尤其是茶多酚,溫度越高含量下降越顯著,穩定性差。在茶飲料生產過程中添加VC,目的是為了提高產品品質以及預防茶多酚被氧化,茶飲料開封后,各營養成分含量發生急劇下降,紅茶飲料中VC含量變化最顯著,穩定性差,因此,開封后應及時飲用,不宜再長時間放置。

目前市售各種茶飲料營養成分的含量因茶葉品種不同而存在差異,同時為了提高產品質量,在加工過程中添加相關食品添加劑,使茶飲料產品營養價值有差異,通過主要成分分析,對各種茶飲料的品質作出評價,供消費者參考。