高温高压提取茶汤加工普洱茶膏的研究

张冬莲，杨灿琼，苏小琴，马 燕，赵 明，*

（1.云南农业大学龙润普洱茶学院，云南昆明650201；

2.云南下关沱茶（集团）股份有限公司，云南大理671000）

高温高压提取茶汤加工普洱茶膏的研究

张冬莲1，杨灿琼2，苏小琴1，马 燕1，赵 明1，*

（1.云南农业大学龙润普洱茶学院，云南昆明650201；

2.云南下关沱茶（集团）股份有限公司，云南大理671000）

普洱茶膏是云南独特的速饮茶叶产品，但目前采用大锅熬制的工艺提取茶汤，导致产品的香气低、滋味淡薄，亟需改进提取方法。本文应用高压灭菌锅和响应面设计，开展高温高压（121℃、103kPa）提取茶汤加工茶膏研究。优化发现在浸提温度为113℃，茶水比1∶41g/mL，时间14min的条件下，提取茶汤的茶多酚、氨基酸、水浸出物含量最高，分别为20.89%±0.81%、3.82%±0.35%和37.89%±5.35%。按优化条件提取茶汤、减压浓缩、干燥加工制成茶膏有效成分含量与感官评审得分均优于大锅熬制加工的茶膏。本研究表明高温高压提取茶汤可以改进茶膏品质，在速饮茶叶产品加工中具有一定的应用前景。

高温高压，茶膏，内含物，响应面

普洱茶膏是以云南普洱茶为原料，经提取、净化、浓缩、干燥（成型）等工序加工而成的固态即饮茶饮料产品[1]。茶膏具有普洱茶的营养成分和保健功效，同时便于携带与冲泡等优点，具有很好的市场前景。

目前茶膏生产工艺为：原料选择→浸提→浓缩→干燥。浸提是茶膏的第一道热处理工序，也是生产关键环节之一，浸提效果的好坏直接影响到茶叶原料利用率和产品品质。现有的普洱茶膏浸提方法主要有：大锅熬制与低温萃取。大锅熬制浸提具有茶叶内含成分的浸出率高，设备简单的优点，但存在香气低、滋味淡薄、茶膏品质差等不足[2]。低温浸提的茶汤透明度高，是高品质茶汤的标志[3]，但对茶叶原料要求较高，且茶叶内含成分浸出量低、浸提时间长，不利于工业化生产[4]。因此，有必要针对茶膏加工关键环节的浸提工艺开展研究，以提高提取效率并增进茶膏品质。

近年来，在植物化学成分提取中出现了超高压提取方法[5]，研究发现超高压技术较之传统热水浸提工艺水浸出物、茶多酚、氨基酸、可溶性糖、咖啡碱等茶叶内含物浸出率更高，并具有提取液澄清、提取时间短的特点[6-8]。本文借鉴超高压提取技术的原理，应用高压灭菌锅开展高温高压提取茶汤加工茶膏的研究，为改进茶膏加工工艺提供实验参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

晒青毛茶 购于云南大理大栗树茶厂；咖啡碱（CA）、儿茶素（C）、没食子酸（GA）、没食子酸没食子酸（G-G）、表没食子酸儿茶素（EGC）、表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）对照品 天津一方科技有限公司；乙腈 Tedia有限公司；硫酸亚铁、酒石酸钾钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、茚三酮、氯化亚锡、磷酸氢二钾、磷酸氢二钠 均为国产分析纯。

Agilent1200型高速液相色谱仪（HPLC） 为美国Agilent1200型高速液相色谱系统，包括UV检测器（VWDG1314B），柱温箱（G1316A），进样器（G1329A），脱气机（G1322A），溶剂输送泵（G1311A）；色谱柱为TSKgel ODS 80TM（4.6mmΦ×250mm，5μm） 日本Tosoh公司；LDZX_7514B型立式压力蒸汽灭菌器 上海博迅实业有限公司医疗设备厂；RE-52AA型旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂；755B型紫外分光光度计 上海美谱达。

1.2 实验方法

1.2.1 茶汤提取方法的确定、优化 在传统茶膏加工中茶汤的提取方法[3，9-10]加以改进，以确定茶汤浸提茶水比、时间和温度（根据高压灭菌锅的最大值设置最高温度）。使用响应面软件（Design-Expert 8.0.5b）设计因素表优化以上3个因素水平，因素水平表见表1。

表1 响应面实验的因素水平表Table.1 Factors and levels of RSM

1.2.2 茶汤内含物质测定方法 茶多酚、游离氨基酸和水浸出物分别按照国标应用酒石酸铁比色法[11]、茚三酮比色法[12]和全量法[13]进行测定。

1.2.3 茶膏的加工 以同一原料分别按照传统方法（大锅熬制）和高温高压提取茶汤加工茶膏，各重复3次，并以茶膏质量（g）/茶叶（g）计算得率，各方法主要步骤分别如下：

1.2.3.1 传统方法茶膏加工 原料250g→按照1∶20加入沸水→浸提2次（分别15、20min）→浓缩→干燥→茶膏

1.2.3.2 优化的高温高压方法 原料250g→高温高压提取1次→旋转蒸发浓缩→干燥→茶膏

1.2.4 茶膏内含物质的测定 称取茶膏0.50g定容至100mL，用HPLC测定茶膏样品的咖啡碱和儿茶素含量，主要方法如下：

色谱柱为TSKgel ODS 80TM；流动相A为5% CH3CN，0.261%磷酸；流动相B相为80%CH3CN，0.261%磷酸；洗脱梯度为：0～20min（A液从90%线性降低到78%，B液从10%线性增加到22%），20～20.5min（A液从78%降低到0%，B液从22%增加到100%），20.5～26min（100%B），26～26.5min（A液从0%增加到90%，B液从100%降低到10%），27min结束，后运行平衡色谱柱5min（90%A，10%B）；流速（1mL/min）；检测波长（280nm）；进样量（10μL）。

1.2.5 感官评审 参照茶叶审评[14]国家标准进行评审，评分。

2 结果与分析

2.1 茶汤提取条件的优化

应用响应面软件优化浸提时间（A）、温度（B）和茶水比（C），共17组实验，测定各组实验样品的茶多酚、氨基酸和水浸出物含量，结果见表2。

表2 响应面软件实验优化设计方案与实验结果Table.2 Response surface experimental design by Design-Expert and the contents of polyphenols，free amino acids，and water extract of each design

将测定的各数据应用响应面软件分析，对表2数据进行二次多元回归拟合，得到二次回归方程响应面图，结果见图1。每个响应面分别代表着2个独立变量之间的相互作用，此时第3个变量保持在编码0的水平。由图1可知，响应面均开口向下，且随着每个因素的增大，响应值逐渐增大；当响应值增至极值后，随着因素的增大，响应值开始逐渐减小，该模型具有最大值的稳定点。

利用响应面软件分析得出茶多酚的最优条件计算公式为：

茶多酚=+23.60-0.5A+1.29B+3.26C-2.50A2-2.75C2；

氨基酸=+3.68-0.15A-0.19B+0.15C-0.11AB-0.053AC+0.25BC-0.18A2-0.49B2+0.12C2

水浸出物=+40.30+0.29A+3.26B+2.5C+0.72AB-0.37AC-2.17BC-3.19A2-0.68B2-3.46C2

图1 时间、温度、茶水比对内含物提取影响的响应面图Fig.1 Effect of contents in tea extraction by time，temperature，and tea/water

应用Design-Expert 8.0.5b软件分析出来最优条件时间为13.67min，温度为112.22℃，茶水比为1∶40.56。该条件下理论推导茶多酚、氨基酸、水浸出物的含量分别为25.36%、3.37%、40.76%。

校正后的提取条件为：时间（14min），温度（113℃），茶水比（1∶41）。利用响应面推导的优化提取条件，平行3样品提取茶汤，测定茶多酚、氨基酸和水浸出物平均值含量分别为20.89%±0.81%，3.82%±0.35%和37.89%±5.35%。

2.2 茶膏品质比较

2.2.1 茶膏收率及外观比较 分别以同一晒青毛茶为原料，应用优化确定的高温高压方法提取茶汤加工茶膏收率为20%，应用传统方法加工茶膏收率为18%。高温高压方法制得的茶膏色泽红褐明亮，质地紧结，表面光滑（图2a）；传统方法制取的茶膏表面质地疏松多孔，表面不平整，色泽较浅，明亮度低（图2b）。

图2 高温高压方法与传统方法加工的茶膏Fig.2 Tea cream produced by high temperature and pressure，and traditional methods

2.2.2 茶膏儿茶素与咖啡碱含量比较 儿茶素与咖啡碱是茶叶重要的功能与滋味物质[15]，本文应用HPLC测定茶膏中咖啡碱和儿茶素的含量（表3，图3）。由图表和统计分析可知，高温高压方法加工茶膏的C、EC、EGCG与ECG的含量显著高于传统方法加工的茶膏（p＜0.01）。

图3 儿茶素和咖啡碱测定的HPLC色谱图Fig.3 HPLC chromatogram for determination ofcaffeine and catechins

2.2.3 感官审评 分别采用外观、汤色、香气、滋味4因子对加工茶膏进行感官评审（表4），结果表明，采用高温高压提取茶汤加工的茶膏感官审评结果优于大锅熬制的茶膏。

表3 茶膏内含物质测定（mg/g）Table.3 Contents of chemical compounds of tea cream（mg/g）

3 结论

本文借鉴高压提取的原理，采用高温高压（14min，113℃，1∶41）提取茶汤，旋转蒸发浓缩茶汤加工茶膏。化学物质测定与感官评审表明，该方法加工的茶膏内含物含量高、滋味和香气优于传统方法制取的茶膏。高温高压提取有效保持了茶叶的香气和内含成分，改善了茶膏产品香气低、滋味淡的不足，具有一定的应用潜力。

表4 茶膏审评结果Table.4 Results of sensory evaluation of tea cream

[1]陈继伟，何昆萍.普洱茶茶膏传统制作工艺探讨[J].茶叶科学技术，2009（3）：39-41.

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[13]中共和华人民国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 8305-2008茶水浸出物总量测定[S].北京：中国标准出版社，2008.

[14]中共和华人民国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 23776-2009茶叶感官审评方法[S].北京：中国标准出版社，2009.

[15]宛晓春.茶叶生物化学第三版[M].北京：中国农业出版社，2007：32-39.

Study on producing pu-erh tea cream by extraction of tea at high temperature and pressure

ZHANG Dong-lian1，YANG Can-qiong2，SU Xiao-qin1，MA Yan1，ZHAO Ming1，*
（1.College of Longrun Pu-erh tea，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China；2.Yunnan Xiaguan Tuocha（Group）Co.，Ltd.，Dali 671000，China）

Pu-erh tea cream is a special instant tea product in Yunnan.However，the aroma and taster of tea cream was poor for that the method of extraction of tea was cook，presently.So the extraction methods of tea need improve.In this work the extraction of tea at high temperature and pressure was investigated using a high pressure steam sterilizer and response surface methodology.The results of assays by response surface methodology showed that the optimal extract procedure was temperature（113℃），time（14min），and tea/water（1∶41g/mL）.The contents of polyphenols，free amino acids and water extract in tea extractions were 20.89%± 0.81%，3.82%±0.35%and 37.89%±5.35%，respectively.Tea cream was produced by extract tea at the optimal condition，vacuum concentration，and drying.High performance liquid chromatography analysis（HPLC）and sensory evaluation revealed that the appearance，levels of chemical compound（catechins and caffeine），and score of sensory evaluation of tea cream produced by high temperature and pressure were better than that produced by traditional methods.This work showed that extract tea using high temperature and pressure could improve the quality of tea cream，and it had some application potential in the instant tea producing.

high temperature and pressure；tea cream；chemical compounds；response surface methodology

TS272.5

B

1002-0306（2014）04-0242-04

2013－07－04 *通讯联系人

张冬莲（1989-），女，硕士，主要从事茶叶生物化学方面的研究。

国家自然科学基金（31160174）。