不同茶飲料貯藏過程中品質的變化

陳金定，高彥祥

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，中國輕工業健康飲品重點實驗室，北京 100083）

茶飲料是以茶葉的水提取液或其濃縮液、茶粉為原料，經加工制成的，保持原茶汁應有風味的液體飲料[1]，被譽為二十一世紀飲料之王。與咖啡和可可飲料相比，茶飲料中富含茶多酚、茶氨酸、兒茶素、茶黃素等多種活性成分[2?3]，具有提神、醒目、降壓、強心、減肥等保健功效，同時還具有低能量、低脂肪、低糖等特點[4?5]，受到廣大消費者的喜愛，在我國快速發展[6?7]。據尼爾森的調查數據，截止2019年，中國茶飲料市場過去三年的復合增長率約為15.2%，茶飲料已成為增速最快的飲料品類之一。

茶飲料從生產到消費者飲用需要經過運輸、貯藏、銷售等環節，受物流、貯藏環境等條件的影響，茶飲料理化性質發生不同程度的變化[8?9]，極易發生褐變、沉淀、營養成分降解等現象，故色澤、澄清或濁度、營養成分等穩定性保持是茶飲料加工及貯藏過程中的三大技術難題[9?10]。

現有茶飲料品質變化研究表明，茶飲料貯藏過程中的品質變化與茶飲料的加工過程[11?13]、水質[14?15]、糖類添加量[16?17]、茶多酚含量[18?19]等因素密切相關，但對于茶飲料在貯藏過程中的品質變化規律的研究相對較少，且現有研究多選取綠茶飲料、烏龍茶飲料等單一茶飲料為研究對象，而對于不同類別茶飲料在貯藏過程中的變化規律相關研究鮮有報道。

GB/T 21733-2008《茶飲料》將茶飲料（茶湯）分為紅茶飲料、綠茶飲料、烏龍茶飲料、花茶飲料及其他茶飲料[1]，其中以紅茶飲料和綠茶飲料最為普遍[20?21]。根據茶飲料的pH，可將其分為低酸茶飲料和高酸茶飲料，低酸茶飲料是指pH6.1±0.3左右的茶飲料[22]，高酸茶飲料是指pH小于4.6的茶飲料[23]。

根據茶飲料加工貯藏過程中常見問題及茶飲料的分類，本文從色澤、濁度及茶多酚、EGCG穩定性三方面分析不同茶飲料的品質變化規律，以綠茶飲料（高酸、低酸）、紅茶飲料（高酸、低酸）為研究對象，對其在不同貯藏條件下的可溶性固形物含量、透光率、濁度、茶多酚含量、EGCG含量等指標進行測定，考察不同貯藏溫度、貯藏時間對不同茶飲料品質變化的影響，以期為茶飲料的生產與貯藏供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠茶濃縮液（18oBrix）及紅茶濃縮液（15oBrix）

福建仙洋洋生物科技有限公司提供；EGCG標準品 Sigma公司； 0.45 μm濾膜 上海尤尼柯儀器有限公司；白砂糖、碳酸氫鈉甘汁園糖業有限公司；檸檬酸、檸檬酸鈉 食品級，濰坊英軒實業有限公司；六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉 食品級，湖北興發化工集團；D-異抗壞血酸鈉 食品級，江西省德興市百勤異VC鈉有限公司；維生素C 食品級，福萊德生物科技有限公司；乙腈、乙酸、EDTA-2Na色譜純，美國Merck公司；甲醇 分析純，天津市富宇精細化工有限公司；酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉 分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

UV-1800紫外分光光度計 日本島津；2100N型濁度儀 美國哈希公司；HP1100液相色譜儀 美國安捷倫公司；Abbemat 500折光儀 安東帕Anton paar；NH300色差儀 深圳市三恩時科技有限公司；LRH250生化培養箱 上海一恒科學儀器有限公司；T25高速剪切機 德國IKA公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 茶飲料的制備工藝

按照配方，取一定量的茶濃縮液，加入白砂糖、檸檬酸、檸檬酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、碳酸氫鈉、D-異抗壞血酸、維生素C進行混合，加入去離子水定容后，采用高速剪切機在7000 r/min條件下剪切使其完全溶解，同時將瓶子置于開水中煮沸15 min進行殺菌；將調配好的茶飲料加熱至90 ℃以上，保持30 s殺菌后，快速灌裝、封蓋，倒瓶30 s后置于流動冷卻水中，快速冷卻至室溫。

1.2.2 茶飲料配方 以企業提供的茶濃縮液為原料，按照配方添加輔料進行調配，配方如下所示。

高酸紅茶飲料配方：紅茶濃縮液10 g/kg、白砂糖90 g/kg、檸檬酸2.5 g/kg、檸檬酸鈉0.2 g/kg、D-異抗壞血酸鈉0.2 g/kg、維生素C 0.2 g/kg。

低酸紅茶飲料配方：紅茶濃縮液10 g/kg、白砂糖40 g/kg、六偏磷酸鈉0.15 g/kg、三聚磷酸鈉0.07 g/kg、碳酸氫鈉0.5 g/kg、D-異抗壞血酸鈉0.2 g/kg、維生素C 0.2 g/kg。

高酸綠茶飲料配方：綠茶濃縮液10 g/kg，其他配料信息同高酸紅茶飲料。

低酸綠茶飲料配方：綠茶濃縮液10 g/kg，其他配料信息同低酸紅茶飲料。

1.2.3 茶飲料的貯藏條件及取樣時間 制備好的茶飲料分別置于4、25、37及55 ℃條件下進行貯藏，定期取樣檢測其理化指標。4 ℃及25 ℃條件下貯藏180 d，每30 d取樣檢測；37 ℃條件下貯藏28 d，每7 d取樣檢測；55 ℃條件下貯藏15 d，每3 d取樣檢測。

貯藏天數運用阿列紐斯模型（Arrhenius model）進行預測[24?25]，公式如下：

式中：ΔT為兩個實驗溫度T1與T2的溫度差，℃；f1為溫度T1時測試之間的時間間隔，d；f2為溫度T2時測試之間的時間間隔，d；Q10為2個任意溫差為10 ℃的溫度下的保質期的比值，常數Q10=3.252。

1.2.4 指標檢測方法

1.2.4.1 理化指標測定方法 可溶性固形物含量的檢測采用折光儀檢測；透光率采用紫外分光光度計測定，以超純水做空白參比，測定波長640 nm；濁度采用2100N型濁度儀測定。

色差的測定：采用3nh NH300色差儀測定每個樣品的色差L*、a*、b*值，其中L*值代表亮度；a*值代表紅綠色度，正值表示紅色程度，負值表示綠色程度；b*值代表黃藍色度，正值表示黃色程度，負值表示藍色程度[26]。

1.2.4.2 主要化學成分測定 茶多酚含量的測定采用酒石酸亞鐵比色法，參考GB/T 21733-2008[1]。

EGCG含量的測定采用HPLC法[1]，流動相A：分別將90 mL乙腈、20 mL乙酸、2 mL EDTA-2Na溶液加入1000 mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，過0.45 μm膜；流動相B：分別將800 mL乙腈、20 mL乙酸、2 mL EDTA-2Na溶液加入1000 mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，過0.45 μm膜；液相色譜柱：C18（粒徑5 μm，250 mm×4.6 mm）；流動相流速：1 mL/min；柱溫：35 °C；紫外檢測器：λ=278 nm；進樣量：10 μL；梯度條件：100% A相保持10 min；15 min內由100% A相調整為68%A相、32%B相；68%A相、32%B相保持10 min；100%A相。

1.3 數據處理

每個樣品均設3次重復，采用SPSS 19.0軟件進行方差分析，處理間平均數的比較用最小顯著差數法。圖形繪制采用Origin 9.1繪圖軟件。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏條件對茶飲料可溶性固形物含量的影響

四種茶飲料在4、25、37、55 ℃條件下可溶性固形物含量的變化如表1所示。

兩種低酸茶飲料在貯藏過程中，與對照樣品相比，可溶性固形物含量無顯著變化，在4 ℃條件下，低酸綠茶飲料的可溶性固形物含量出現波動，貯藏第60、120 d時較第30 d顯著降低（P<0.05），可能是由于茶飲料中的可溶性固形物如還原糖、果膠、少量可溶性淀粉及可溶性蛋白等，在貯藏過程中發生氧化降解或與其他物質絡合形成沉淀，導致可溶性固形物含量降低[27]；高酸茶飲料在4、25 ℃條件下，可溶性固形物含量無顯著變化，在37、55 ℃條件下，個別樣品的可溶性固形物含量較對照樣品顯著增加（P<0.05），可能是由于在較高溫度下，貯藏前茶飲料中的少量不溶物質溶解度增加，導致茶飲料可溶性固形物含量增加。

表1 紅茶飲料及綠茶飲料在貯藏過程中可溶性固形物含量變化Table 1 Changes of soluble solids content in black tea and green tea beverages during storage

2.2 不同貯藏條件對茶飲料透光率及濁度的影響

四種茶飲料在4、25、37、55 ℃條件下透光率及濁度的變化如圖1和圖2所示。

茶飲料澄清度的變化主要來源于生化成分之間的相互作用形成的渾濁沉淀，可以通過透光率、濁度變化進行表征，透光率越高、濁度越小，則茶飲料的澄清度越高[28]。根據圖1所示，在不同貯藏條件下，綠茶飲料的透光率保持在97.07%～99.12%，紅茶飲料的透光率保持在79.32%～83.32%，整個貯藏期透光率的變化無顯著差異。

圖1 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中透光率變化Fig.1 Change of transmittance in black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

圖2 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中濁度變化Fig.2 Change of turbidity in black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

綠茶飲料在4 ℃及25 ℃條件下貯藏，濁度隨著貯藏時間的延長逐漸升高，且高酸綠茶飲料的濁度高于低酸綠茶飲料，貯藏至第180 d，4 ℃條件貯藏的高酸綠茶飲料濁度增加率高于25 ℃條件下貯藏的茶飲料，高酸綠茶飲料的濁度分別增加了52.04%和34.12%，這可能與綠茶飲料的“冷后渾”現象有關，梁月榮等[29?30]在綠茶茶乳酪方面的相關研究發現，綠茶飲料在缺乏茶黃素和茶紅素情況下也能產生茶乳酪，即茶多酚、兒茶素等在低溫下同咖啡因締合形成茶乳酪產生沉淀，導致綠茶飲料濁度增加。紅茶飲料在貯藏過程中，濁度無明顯增加現象，這與紅茶飲料中的茶多酚含量較綠茶飲料低有關，有研究表明，茶多酚是茶飲料產生“茶乳酪”的關鍵因素，當茶多酚濃度較低時，聚合后產物的濁度較小；隨茶多酚濃度增加，聚合后產物的濁度增大，溶液的透光率降低[31]，Lin等[32]的研究也發現綠茶茶湯的粒徑高于紅茶茶湯，且參與茶乳酪形成的生化成分也有所差別。

2.3 不同貯藏條件對茶飲料色差的影響

四種茶飲料在4、25、37、55 ℃條件下色差變化如圖3、圖4和圖5所示。

茶飲料色澤變化可通過L*、a*、b*值變化來衡量，L*值表示溶液體系的亮度，L*值越大，表示體系亮度越高，反之越暗。由圖3可以看出，綠茶飲料的L*均高于紅茶飲料，綠茶飲料與紅茶飲料的L*值在貯藏過程中逐漸下降，且不同貯藏條件下，變化趨勢一致，如4 ℃及25 ℃條件下，0～90 d的降低幅度較大，90～180 d的降低幅度相對較小。在25 ℃條件下貯藏至180 d，高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料亮度值降幅分別為31.86%、39.98%、30.22%及37.73%。茶飲料在貯藏過程中，其中的多酚類物質、葉綠素類物質在高溫、光照、氧等因素的影響下，發生氧化和降解等反應，造成茶飲料色澤不斷加深[10,33]，故茶飲料在貯藏過程中亮度值逐漸下降。

a*值可以表示液體的紅綠色度，正值表示紅色，負值表示綠色，a*值越大，表示液體的紅度越高，a*值越小，表示綠度越高。由圖4可知，紅茶飲料和綠茶飲料的a*值在4、25、37及55 ℃貯藏過程中始終為正值，且隨著貯藏時間延長，紅度逐漸增加，且隨著貯藏溫度的升高增加幅度也越大，在55 ℃條件下貯藏15 d，高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料的紅度分別增加了43.21%、48.83%、72.60%、104.80%，原因是茶飲料在貯藏過程中，茶多酚、葉綠素發生氧化降解，使茶飲料失去原有的黃綠明亮，變得紅、暗，甚至褐變。高酸茶飲料比低酸茶飲料a*值變化相對較小，在酸性條件下，茶多酚更加穩定，不易被氧化生成有色物質，因此茶飲料中加入酸味劑，具有一定的護色作用[34]，寧井銘[35]研究綠茶的護色表明，在pH5.0以下時，多酚類物質氧化程度低，湯色變化程度小，綠茶茶湯色澤能維持較好的穩定性，故高酸茶飲料的a*值增加程度較低酸綠茶低。

圖3 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中L*值變化Fig.3 L* value changes of black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

圖4 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中a*值變化Fig.4 a* value change of black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

圖5 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中b*值的變化Fig.5 b* value change of black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

b*值可以表示液體的黃藍色度，正值表示黃色，負值表示藍色，b*值越大，表示溶液體系的黃度越高。由圖5可知，紅茶飲料和綠茶飲料b*值在貯藏過程中始終為正值，即紅茶飲料和綠茶飲料的黃藍度均保持黃色，且隨著貯藏時間延長，黃度增加。高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料在37 ℃條件下貯藏28 d，b*值分別增加了37.3%、26.6%、48.2%、28.02%；在55 ℃條件下貯藏15 d，b*值分別增加了62.3%、82.4%、45.2%、55.9%，結果表明，在不同條件貯藏過程中，茶飲料b*值變化趨勢與a*值一致，隨著貯藏溫度的升高，b*值增加幅度逐漸增加，與a*值增加的原因相同，b*值的增加也是由于茶多酚的氧化導致茶飲料發生褐變。

根據茶飲料L*、a*、b*值變化趨勢可以發現，不同茶飲料在貯藏過程中，均出現亮度降低、紅度及黃度增加的現象，在感官上表現為，茶飲料的亮度下降，色澤變紅、變褐，且貯藏溫度越高，茶飲料顏色變化趨勢越明顯。王杰[36]研究了三種綠茶原料制備的茶飲料在貯藏過程中的色澤變化，發現三種綠茶飲料L*值均隨貯藏時間的延長逐漸降低，a*和b*值隨貯藏時間延長逐漸增加，與本實驗結果一致。

2.4 不同貯藏條件對茶飲料中茶多酚和EGCG含量的影響

四種茶飲料在4、25、37、55 ℃條件下茶多酚和EGCG含量變化如圖6和圖7所示。

圖6 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中茶多酚含量變化Fig.6 Tea polyphenol change of black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

圖7 紅茶飲料及綠茶飲料在不同溫度下貯藏過程中EGCG含量變化Fig.7 Change of EGCG content in black tea and green tea beverages during storage at different temperatures

由圖6和圖7可以看出，茶飲料在貯藏過程中茶多酚和EGCG含量整體均出現較大幅度降低，貯藏過程中茶多酚與咖啡堿、蛋白質等發生絡合沉淀反應、EGCG發生氧化降解是其含量降低的主要原因。高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料在25 ℃條件下貯藏180 d，茶多酚降解率分別為5.07%、11.28%、10.18%、12.27%；37 ℃條件下貯藏28 d，茶多酚降解率分別為7.48%、14.45%、11.78%、23.52%；55 ℃條件下貯藏15 d，茶多酚降解率分別為9.08%、10.28%、13.39%及18.63%。在相同貯藏條件下，高酸茶飲料的茶多酚降解率低于低酸茶飲料，與茶飲料的色澤變化一致，即酸性條件下茶多酚更加穩定，不易降解。竇宏亮等[37]的研究發現，綠茶飲料在常溫條件下貯藏12個月，總酚含量下降26.6%，與本文結果一致。

紅茶和綠茶中的兒茶素主要包括表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、表沒食子兒茶素（epigallocatechin，EGC）、表兒茶素（epicatechin，EC），其中EGCG是兒茶素中最主要的抗氧化劑，約占總抗氧化能力的30%[38]。不同茶飲料中EGCG含量變化趨勢與茶多酚一致，但降解程度更高，在55 ℃條件下貯藏15 d，高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料及低酸紅茶飲料的EGCG含量分別降低了35.32%、42.18%、47.22%和49.03%。由圖7可以看出，高酸茶飲料中EGCG降解速度低于低酸茶飲料，在4 ℃及25 ℃貯藏條件下，高酸綠茶及高酸紅茶中的EGCG含量至第30 d均未發生顯著變化，但兩種低酸茶飲料中的EGCG含量則出現顯著性下降（P<0.05）；隨著貯藏溫度的升高，茶飲料中的EGCG含量降低速度加快，在55 ℃條件下，四種茶飲料中的EGCG含量在第3、6、9、12及15 d均出現顯著性降低（P<0.05），表明在高溫條件下，茶飲料中的EGCG很快發生降解。Chen等[39]研究發現，pH3.23的瓶裝茶飲料在貯藏6個月之后，兒茶素含量降低了45%，但在pH6茶飲料中，貯藏4個月后，其中的兒茶素全部降解；竇宏亮等[37]對綠茶飲料貯藏期間理化成分變化的研究發現，新制綠茶飲料中EGCG含量為255.1 μg/mL，貯藏12個月后EGCG含量僅為20.68 μg/mL，降解了91.1%，這與本文的研究結果一致。

酚類成分是決定茶葉風味和品質的主要物質，具有抗氧化、防癌、抗癌等多種生物活性，尤其是EGCG在預防突變、抗腫瘤、防止癌細胞增殖及其轉移等方面占有重要作用[40?41]。但在茶飲料貯藏過程中，茶多酚特別是其中兒茶素類物質極易氧化和降解，其氧化產物不僅使茶飲料色澤加深，而且失去滋味的醇厚度和收斂性[42]，對其風味造成不利影響。

3 結論

不同茶飲料在貯藏過程中品質指標均發生一定程度變化，主要表現為色澤加深、亮度降低、茶多酚及EGCG降解等，低酸茶飲料指標變化程度較高酸茶飲料更大。不同茶飲料的透光率在不同貯藏條件下未發生顯著變化；綠茶飲料在4 ℃及25 ℃條件下貯藏，隨貯藏時間的延長，濁度增加，且高酸綠茶飲料濁度增幅較低酸綠茶飲料高，4 ℃及25 ℃條件下貯藏至第180 d，高酸綠茶飲料濁度分別增加了52.04%、34.12%，但均未超過10 NTU，紅茶飲料在不同貯藏條件下，濁度變化相對較小；不同茶飲料在貯藏過程中，褐變現象較明顯，表現為L*值降低、a*值增加以及b*值增加，且高酸茶飲料褐變程度較低酸茶飲料低，如25 ℃條件下貯藏至180 d，四種茶飲料（高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料、低酸紅茶飲料）L*值分別降低了31.86%、39.98%、30.22%及37.73%；茶飲料中的茶多酚及EGCG含量隨著貯藏時間的延長均出現一定程度的降解，且EGCG降解程度較茶多酚高，在55 ℃條件下貯藏15 d，高酸綠茶飲料、低酸綠茶飲料、高酸紅茶飲料、低酸紅茶飲料的茶多酚分別降低了9.08%、10.28%、13.39%及18.63%，EGCG含量分別降低了35.32%、42.18%、47.22%及49.03%。