杀菌方式对茶饮料品质的影响

崔艳锦

(长江大学生命科学学院，湖北 荆州 434025)

赵华富

(长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

高梦祥

(长江大学生命科学学院，湖北 荆州 434025)

杀菌方式对茶饮料品质的影响

崔艳锦

(长江大学生命科学学院，湖北 荆州 434025)

赵华富

(长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025)

高梦祥

(长江大学生命科学学院，湖北 荆州 434025)

采用高压杀菌、微波杀菌、微波干燥和高压杀菌相结合等方式对茶饮料进行杀菌，通过测定其总水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱等有效成分的含量，探讨了杀菌方式对茶饮料品质的影响。结果表明：在0.12MPa高压下杀菌12min效果较好； 800W微波处理3min效果最佳；在微波干燥120s后，再在0.12MPa高压下杀菌12min，茶饮料主要有效成分的含量比例达到最优，杀菌后，酚氨比(TP/Aa)为10.81。

茶饮料；品质；杀菌；高压；微波

杀菌是茶饮料生产中的一道重要工序，是保证茶饮料品质的关键。茶饮料中含有丰富的营养成分[1]，属于酸性饮料，极易生长细菌，主要包括霉菌、酵母、乳酸菌、醋酸菌、革兰氏阴性细菌和芽孢细菌等[2]。而茶多酚具有广谱强抑菌作用，对自然界中几乎所有动植物病原微生物，包括真菌、细菌支原体、病毒等都有一定的抑制作用[3]。由于茶饮料体系不稳定，对热极敏感，极易产生沉淀和发生褐变[4]，对杀菌技术和工艺有一定的特殊要求。本研究探讨了高压杀菌、微波杀菌、微波干燥和高压杀菌相结合等方式对茶饮料品质的影响，以找到高压杀菌、微波杀菌处理的最佳时间，及微波干燥和高压杀菌的最佳时间组合，为今后的茶饮料综合开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、设备与试剂

云雾茶叶(散茶)：武汉市云雾茶叶有限公司生产。咖啡碱：上海试剂二厂生产；茚三酮：天津市福晨化学试剂厂生产；乙酸铅：上海试剂四厂生产；酒石酸钾钠：北京化工厂生产；磷酸二氢钾：河南焦作市化工三厂生产；氯化亚锡：天津市福晨化学试剂厂生产；硫酸亚铁：天津市福晨化学试剂厂生产。以上试剂均为分析纯级。

01J2003-04型立式压力蒸汽灭菌器：上海云秦仪器仪表有限公司生产；电子分析天平(精确度为0.0001)：上海精密科学仪器有限公司生产；HH数显恒温水浴锅：金坛市金城国胜实验仪器厂生产；GZX-9070MBE数显恒温干燥箱：上海博业实业有限公司医疗设备厂生产；722N可见分光光度计：上海精密科学仪器有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 茶饮料制作

图1 实验工艺流程

将选购的茶叶除杂，磨碎，按照图1 所示工艺流程自制茶饮料，具体为：准确称取磨碎茶叶原料1.5g，加入85℃热水(茶水比1︰50)在恒温水浴锅内浸提30min。趁热过滤，冷却后定容至250ml，作为自制纯茶饮料备用。

1.2.2 杀菌处理

(1)高压杀菌 将茶饮料100ml密封于锥形瓶中，置于高压锅内，在0.12MPa高压下分别杀菌处理5、8、12、15min，然后分别测定各处理组茶饮料的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱的含量以及褐变度，并与不进行杀菌处理的茶饮料(对照)进行比较。

(2)微波杀菌 将茶饮料100ml密封于锥形瓶中，置于微波炉内，在800W微波下分别杀菌处理2、3、4、5min，然后分别测定各处理组茶饮料的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱的含量以及褐变度，并与不进行杀菌处理的茶饮料(对照)进行比较。

(3)微波干燥结合高压杀菌 用滤纸将磨碎的茶叶封好，置于微波炉内，在800W微波下分别干燥处理60、90、120，135s，然后按上述茶饮料制作方法配制茶饮料，分别测定各处理组茶饮料的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱的含量，并与不进行干燥处理的茶饮料(对照)进行比较。

以所得最佳干燥处理时间在800W微波下先对茶叶进行干燥，再按上述茶饮料制作方法配制茶饮料，接着将茶饮料100ml密封于锥形瓶中，置于高压锅内，在0.12MPa高压下分别杀菌处理5、8、12、15min，再分别测定各处理组茶饮料的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱的含量以及褐变度，并与不进行杀菌处理的茶饮料(对照)进行比较。

1.3 指标测定

茶叶水分的测定采用称重法[5]；茶饮料茶多酚含量的测定采用GB/T8313-2002[6]；茶饮料氨基酸、咖啡碱的含量和褐变度的测定均采用分光度法[5,7-8]，褐变度以420nm处测得的茶饮料光密度(D420nm)表示。

茶叶总水浸出物含量的测定方法具体为：将能溶于沸水中的全部可溶物用沸水浸提，除去残渣，而后将水分蒸发，烘干，所留残留物即为水浸出物总量[5]。

2 结果与分析

2.1 氨基酸标准曲线的制作

图2 氨基酸标准曲线

图3 咖啡碱标准曲线

称干燥氨基酸(异亮氨酸)0.2000g溶解，加水定容至100ml，摇匀，吸取10ml于另一100ml容量瓶定容100ml，即得200μg/ml标液。吸取该标液0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0ml于7个25ml容量瓶，加水补充至容积为4 ml，然后加茚三酮和缓冲液各1ml，于水浴加热15min，冷却后定容至25ml，静置15min，在570nm下测其各自的光密度(D)，以光密度为横坐标(x)，以氨基酸含量为纵坐标(y)，绘制标准曲线(图2)。其决定系数R2达到了0.9982，表明线性度很好。

2.2 咖啡碱标准曲线的制作

准确称取咖啡碱100mg(精确到0.01mg))，溶于100ml水中作为母液，准确吸取母液5ml定容至100ml作为标液(1ml含咖啡碱0.05mg)，分别吸取0、5、10、15、20、25、30ml咖啡碱标液于一组容量瓶中，各加入4.0ml盐酸溶液，用水稀释定容至100ml，混匀，在波长274nm处，以试剂空白溶液作参比，测定其各自的光密度(D)，以光密度为横坐标(x)，以咖啡碱含量为纵坐标(y)，绘制标准曲线(图3)。其决定系数R2达到了0.9982，表明线性度很好。

2.3 高压杀菌对茶饮料主要有效成分的影响

经测定，原料茶叶水分含量为0.732g/10g，总水浸出物含量为168.13mg/10ml，茶多酚含量为103.31mg/10ml，氨基酸含量为6.21mg/10ml，咖啡碱含量为10.95mg/10ml(表1)。可见，茶多酚、氨基酸、咖啡碱三者的含量占据了茶饮料有效成分的71.66%，而其他成分如果胶、水溶蛋白、茶多糖及微量元素矿物质仅占总水浸出物的28.34%。因此，茶多酚、氨基酸、咖啡碱是构成茶饮料特有风味的主要物质。

经过0.12MPa高压杀菌处理不同时间后，各组茶饮料的总水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱的含量及褐变度测定结果见表1。从表1可以看出，总水浸出物在各处理下含量变化不大，变幅仅在0.02～0.09mg/10ml之间。随着处理时间的延长，茶多酚含量逐渐降低；而氨基酸含量则逐渐增加，在8～12min之间增幅明显，在12～15min之间变化不大；咖啡碱含量的变化不明显；褐变度由5min的0.292变到8min的0.329，但在12min却突然降低为0.241，随后又增大，这可能是与在8～12min时茶黄素转化为茶褐素(儿茶素的氧化产物)有关；作为衡量绿茶提取物滋味品质指标的酚氨比(TP/Aa)随着处理时间的延长则不断降低，酚氨比在处理15min时达到最低。从各有效成分含量与对照相比来看，处理12min应为高压杀菌的最佳时间。在此处理时间下，茶饮料的水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡碱的含量变化均不大，而酚氨比仅提高了1.2%。

表1 高压杀菌处理不同时间的各组茶饮料有效成分的含量及褐变度和酚氨比

2.4 微波杀菌对茶饮料主要有效成分的影响

经800W微波杀菌处理处理不同时间后，茶饮料各有效成分的含量及褐变度和酚氨比测定结果见表2。从表2可以看出，微波杀菌处理对茶饮料各有效成分的影响与高压杀菌处理类似，总水浸出物、咖啡碱含量影响不大；茶多酚、氨基酸的含量变化则前者减少后者增加，但变化程度没高压杀菌处理大。褐变度变化不大，与对照相比用肉眼基本分辨不出。这与微波的非热杀菌特性有关，微波杀菌技术是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对微生物的热效应是使蛋白质变性，导致微生物死亡；而微波对微生物的生物效应是微波电场改变了细菌细胞膜的电径分布，影响了细胞膜的通透性能，使微生物生长发育受到抑制而死亡[8]。

由表2还可以看出，随着处理时间的延长，茶多酚含量不断减少，氨基酸含量逐渐增加，但酚氨比(TP/Aa)则不断降低，在处理4min时达到最低。但考虑到随着处理时间的延长，由于微波的热效应，茶汤温度会上升，茶饮料的褐变度会增大。因此，以微波处理3min为最佳的杀菌时间。在该处理时间下，与对照相比，茶饮料总水浸出物含量变化不大，略有下降(0.03mg/10ml)；茶多酚含量明显下降，降幅达14.98，降幅14.5%；氨基酸含量上升，因为由于微波热效应，茶汤温度略有上升，可促进茶汤中水溶性蛋白在酸性条件下水解，其含量由对照的6.21mg/10ml上升到6.97mg/10ml，增幅达12.2%。而咖啡碱含量的变化不大。

表2 微波杀菌处理不同时间的各组茶饮料有效成分的含量及褐变度和酚氨比

2.5 微波干燥与高压杀菌相结合对茶饮料主要有效成分的影响

采用微波分别对试用茶叶干燥处理不同时间，然后用常规水浸提法浸提后再配制茶饮料，所制各组茶饮料有效成分含量测定结果见表3。

表3 微波干燥处理不同时间后所制各组茶饮料各有效成分的含量

从表3可以看出，微波干燥处理不同时间后所制各组茶饮料的各有效成分的含量变化都不明显。因此采用文献[5]的方法，选择微波干燥处理120s后，再进行后续的高压杀菌处理。

微波干燥120s后，高压杀菌处理不同时间的各组茶饮料有效成分的含量及褐变度测定结果见表4。从表4可以看出，微波干燥后再进行高压杀菌，其处理结果与单独进行高压杀菌的趋势相似。各组茶饮料的水浸出物含量和咖啡碱含量受高温高压的影响不大，总水浸出物含量的变化幅度最高在0.1mg/10ml左右，咖啡碱则在0～0.06mg/10ml之间。但茶多酚受高温高压的影响较大，而且随着时间的增加不断地减少。氨基酸含量则是先增加，然后在12min后增加变缓后再下降，这很可能与茶饮料中水溶性蛋白含量有关，而褐变度在此时也有一个转折，其原因还有待进一步的研究。由于单独高压杀菌的最佳时间为12min，所以选取高压处理12min的结果与对照相比，此处理时间下，茶饮料总水浸出物含量减少了0.03mg/10ml，占很小的比例；茶多酚含量下降最严重，共减少了26.43mg/10ml，降幅高达25.58%，氨基酸的含量增加了0.09mg/10ml，咖啡碱含量的变化不大。而酚氨比(TP/Aa)则为10.81，有所增加，增幅仅为4.65%。

表4 微波干燥后再高压杀菌处理不同时间的各组茶饮料有效成分的含量及褐变度和酚氨比

3 小结

本研究结果表明，高压杀菌方式以在0.12MPa高压下处理12min效果最佳；微波杀菌方式以在800W微波下处理3min效果最佳；茶叶在800W微波下干燥120s，对茶叶品质无影响，为最佳干燥条件；800W微波下干燥茶叶120s，再在0.12MPa高压下对茶饮料杀菌12min为微波干燥与高压杀菌的最佳组合。

[1]施兆鹏.茶饮料加工工艺[J].茶叶科学技术，2005，(1)：14-17.

[2]梅光泉.茶叶中的微量元素化学[J].微量元素与健康研究，2004，21(1)：49-52.

[3]刘霞林.茶叶中糖类研究进展[J].福建茶叶，2004，(1)：27-28.

[4]单夏锋.茶多酚的开发和应用[J].中国食品添加剂，2004，(1)：49-51.

[5]陆松侯，施兆鹏.茶叶品质与检验[M].北京:中国农业出版社，2001.

[6]盛 丽，任爱梅.天然抗氧化剂茶多酚[J].化学教育，2004，(11)：8-9

[7]赵和涛.红绿茶加工过程中氨基酸变化与品质[J].氨基酸杂志，1990，(3)：26-27.

[8]Jeng D K, Kaczmarek K A, Woodworth A G, et al.Mechanism of microwave sterilization in the dry state[J].Applied and Environmental Microbiology.1987, 53: 2133-2137.

[9]朱金国，张运北，文国华，等.微波对茶叶中霉菌的灭菌效果研究[J],中国食品卫生杂志，1996，17(2)：163-166.

2012-11-25

崔艳锦(1989-)，女，河南漯河人，硕士生，研究方向为农产品物理保鲜加工方法。

高梦祥，E-mail：mxgao0398@yahoo.com.cn。

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2012.12.009

TS275

A

1673-1409(2012)12-S027-05