茶汤沉淀形成及其调控方法研究进展

许勇泉，尹军峰

中国农业科学院茶叶研究所，国家茶产业工程技术研究中心，农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，浙江 杭州 310008

茶汤沉淀形成及其调控方法研究进展

许勇泉，尹军峰

中国农业科学院茶叶研究所，国家茶产业工程技术研究中心，农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，浙江 杭州 310008

茶饮料、速溶茶、茶浓缩汁的加工及贮藏过程中形成的茶汤沉淀，不仅影响产品的外观品质，同时也造成产品风味品质的下降。然而，由于沉淀形成过程比较复杂，至今缺乏明确的形成机理和调控方法，一直无法得到解决。目前，国内茶饮料企业主要采用物理去除或化学转溶的方法来去除或抑制沉淀的形成，这不仅会导致茶叶大量有效成分损失，功能保健价值降低，同时也会造成产品外观颜色和内在品质的明显劣变，严重阻碍了我国茶饮料行业的进一步发展。冷后浑，又叫茶乳酪，是指茶汤冷却后产生的浑浊现象，冷后浑是茶汤沉淀形成的前期过程。茶汤沉淀分为可逆沉淀和不可逆沉淀，其化学组成、形成机理及影响因素都存在明显不同。本文针对这一问题，对茶汤沉淀的化学组成、沉淀形成影响因素、沉淀形成机理、沉淀形成调控方法等方面进行综述，为有效调控茶饮料沉淀形成奠定研究基础。

茶汤沉淀；化学成分；形成机理；调控方法

茶饮料广义上分为固态茶饮料和液态茶饮料，其中固态茶饮料主要指的是固态速溶茶和固体奶茶饮料，液态茶饮料主要指的是茶浓缩液和液体茶饮料。虽然中国茶饮料产业起步较晚，但进入 21世纪以来，茶饮料以年均超过20%的增长率快速增长，2012年产销量突破1 400万t，产值接近700亿人民币，我国茶饮料产销量已超过软饮料总量的10%，目前已成为国际上规模最大的茶饮料生产国家［1-2］。

茶饮料在生产过程中常会碰到许多技术难题，譬如冷后浑、茶沉淀的产生和香气品质劣变等［3］。其中，冷后浑又叫茶乳酪，是指茶汤冷却后产生的浑浊现象，冷后浑是茶汤沉淀形成的前期过程。沉淀问题是茶饮料研发和生产过程中面临的重要技术障碍［4］。由于茶汤沉淀形成过程比较复杂，至今缺乏明确的形成机理和调控方法，一直无法得到较好的解决。茶汤沉淀或冷后浑形成于茶饮料、速溶茶、茶浓缩汁的加工及贮藏过程中，不仅影响产品的外观品质，同时也造成产品风味品质的下降。

关于茶饮料沉淀的研究很多。方元超等［3］分析了茶叶品种、烘焙、茶叶粒径大小、萃取温度、萃取时间、萃取液的 pH、茶汤浓度、金属离子等对茶乳酪产生的影响。陆建良［4］对蛋白与多酚引起茶饮料浑浊的机理和调控方法进行过深入的分析和讨论。目前，国内茶饮料企业主要采用物理去除或化学转溶的方法去除或抑制沉淀的形成，这不仅会导致茶叶有效成分损失、保健功能降低，同时也会造成产品外观颜色和内在品质明显劣变，进而势必影响我国茶饮料行业的发展。因此，需要进一步深入研究其形成机理，为有效解决茶饮料沉淀问题提供理论基础。

1　沉淀主要化学组分

前人研究报道，茶汤沉淀（茶乳酪）是由多种化学成分通过氢键、结合键或疏水作用等络合产生的［5］，参与沉淀形成的化学成分包括儿茶素、茶黄素、茶红素、咖啡碱、蛋白质、游离氨基酸（茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸）、碳水化合物（果胶质及多糖）、有机酸和矿物质（Ca、Mn、Mg、K等）［6-8］。尽管如此，不同化学成分在沉淀形成过程中的作用不一样，参与的程度也有明显区别。

1.1多酚

茶多酚是沉淀的主体成分，它能与咖啡碱通过氢键及非极性键等作用力结合产生络合物［1］。在乌龙茶中，儿茶素是参与沉淀形成的主要茶多酚组分，占沉淀总量的30%［6］；茶多酚是绿茶沉淀中含量最高的化学成分，其占沉淀总量的29.86%～78.66%，而儿茶素占到沉淀总量的12.80%～42.50%［7］。有研究表明［8］，酯型儿茶素比非酯型儿茶素更容易参与沉淀的形成，可能与酯型儿茶素拥有更多的羟基有关，它拥有的没食子酰基和 B环羟苯基就像一只爪子一样，可以将咖啡碱等其他化合物牢牢地抓住；Sato等［9］通过核磁共振研究表明酯型儿茶素更容易与咖啡碱结合是因为它拥有更多的结合位点，如EC只是通过A环与咖啡碱形成1∶1的结合，而ECG所有的芳香环（包括A环、B环、D环）都能与咖啡碱结合，形成2∶4的结合，结合紧密度更强。

茶多酚（21.5%）是参与绿茶沉淀形成的主要成分，显著高于咖啡碱（10.2%）、蛋白质（15.8%）和金属离子（9.5%）。Kim等［10］分析表明，参与沉淀形成的茶多酚共有12种酚性化合物，主要包括儿茶素、没食子酸和黄酮苷类物质等。也有研究［11］表明，茶汤多酚组成对沉淀形成有显著影响，随着茶叶发酵程度的加重（不发酵的绿茶、半发酵茶的乌龙茶、发酵的红茶），茶汤沉淀颗粒逐渐变小，总体上绿茶茶汤沉淀颗粒都明显大于红茶茶汤沉淀颗粒；Liang等［11］研究指出，EGCG、咖啡碱和 GC是影响绿茶茶汤沉淀形成的关键化学成分，而茶黄素、茶红素和咖啡碱是参与红茶沉淀形成的关键化学组分。

1.2咖啡碱

不管是在绿茶、乌龙茶还是红茶茶汤中，咖啡碱都被认为是茶汤沉淀形成的关键化学成分之一［6，11］。Charlton等［12］研究表明，在红茶茶汤沉淀形成过程中，咖啡碱不仅会自我结合，也会与茶黄素等发生结合，咖啡碱与茶黄素的结合是按照2∶1的形式进行分子结合，而咖啡碱与儿茶素（EGCG、EGC、EC、ECG）结合的比例都是按1∶1进行的［13］。有研究表明［14］，添加咖啡碱和酯型儿茶素都可以显著促使红茶茶汤沉淀的形成，脱咖啡碱或儿茶素脱酯都可以降低红茶茶汤沉淀的形成，而脱咖啡碱对沉淀形成的抑制作用明显强于儿茶素脱酯对沉淀形成的抑制作用。Chao等［8］研究也表明，在沉淀形成后的茶汤中补充咖啡碱可以促使澄清茶汤重新产生浑浊和沉淀，而添加儿茶素却没有明显作用。陆建良等［15］研究表明，咖啡碱可以降低儿茶素-蛋白质溶液的透光率，但是加强咖啡碱与蛋白质互作、咖啡碱与儿茶素互作对茶汤冷后浑形成无明显促进作用。Xu等［16］研究表明，咖啡碱和酯型儿茶素是影响绿茶茶汤沉淀形成的关键化学成分，通过分析茶汤中咖啡碱和酯型儿茶素含量可以推测绿茶茶汤沉淀形成量。

1.3蛋白质

蛋白质是茶汤沉淀的重要组成部分，Chao等［6］研究表明，蛋白质是乌龙茶茶汤沉淀 3种主要组分之一，占茶汤沉淀的 16%；Yin等［9］研究表明，蛋白质是参与绿茶茶汤沉淀形成的重要化学成分。前人研究报道，蛋白质也参与红茶茶汤沉淀的形成，与茶多酚等发生络合产生茶乳酪［17-18］。陆建良［4］研究表明，茶汤蛋白中的脯氨酸或组氨酸等氨基酸可以与多酚分子通过疏水作用力发生络合，而分子间的氢键可以进一步强化这种络合作用；多酚和蛋白的互作强度受多酚、蛋白浓度以及两者比例、环境温度、酸度、金属离子等因素的影响。有研究表明，在奶茶体系中大部分多酚都与蛋白质结合，其中酪蛋白更倾向于与高聚合多酚结合，而乳蛋白更倾向于与小分子多酚结合，但是绿茶和红茶中的儿茶素参与蛋白结合的方式有明显区别［19］。

Niino等［20］研究表明，在绿茶饮料灭菌过程中，高温水解产生的鞣花酸容易与蛋白质结合产生不可逆沉淀，严重影响绿茶饮料的外观品质；许勇泉等［21］通过验证，证实鞣花酸确实能与蛋白质结合产生不可逆沉淀。尽管如此，当牛血清蛋白（BSA）添加到绿茶茶汤中沉淀总量并没有显著增加［10］，但是却显著增加儿茶素（EGC、EGCG、EC和ECG）等参与沉淀形成的比率，而咖啡碱和芦丁等参与沉淀形成的比率却下降；这说明蛋白质的羰基可能和其他化学成分（如咖啡碱等）竞争与茶多酚的羟基结合。

1.4金属离子

金属离子是参与茶汤沉淀形成的重要化学成分，在绿茶、乌龙茶和红茶茶汤沉淀形成过程中都有报道［6-7，22］。郭炳莹等［23］研究认为，茶汤中的化学成分能够与20多种金属离子发生络合，其中Bi2+、Ca2+、Ag+、Hg2+、Sb3+、V6+、W7+、Fe2+、Fe3+和 Ni+等能够与茶多酚发生络合作用，Ca2+与茶多酚络合更为明显，特别是与EGCG和ECG发生络合作用更为强烈。Chao等［6］研究发现，钙离子、铜离子参与乌龙茶沉淀的形成，特别是钙离子参与沉淀的比率达到66%。Jöbstl等［22］通过核磁共振研究红茶茶汤中主要化学成分的结合参数，发现钙和葡萄糖可以加强咖啡碱、多酚及茶黄素的自我结合，但是对它们之间的相互结合却没有显著影响。Yin等［7］研究报道Ca2+、K+、Mg2+、Mn2+、Na+、Zn2+和Ni+等参与绿茶茶汤沉淀的形成，特别是钙离子容易与有机酸结合形成一些不溶物，显著影响绿茶茶汤的滋味品质和外观品质［24］。

胡雄飞等［25］研究报道，茶汤中钙离子浓度与绿茶沉淀量呈显著正相关，相同钙离子浓度下不同发酵程度茶汤沉淀形成量差异较大，随着茶叶发酵程度的加重，茶汤沉淀量呈增加的趋势，而钙离子对茶汤沉淀形成的促进作用逐步降低，这可能是由于钙离子主要通过影响茶多酚的络合作用来促进茶汤沉淀的形成。Smith［26］研究表明，通过添加金属离子螯合剂EDTA可以有效降低50%的茶乳酪形成量，但是在随后的贮藏过程中茶乳酪还是会重新形成。Kim等［10］研究表明添加钙离子可以显著增加绿茶茶汤的沉淀量和模拟茶汤的浊度，在冬青茶汤中添加钙离子也可以显著提高其沉淀形成量，分析可能是由于促进钙离子与芦丁和咖啡碱的结合引起的。

1.5其他化学组分

氨基酸、糖类、黄酮化合物等也被发现参与沉淀的形成［7］。参与茶汤沉淀形成的氨基酸主要包括茶氨酸、天冬氨酸及谷氨酸等［6］，尽管如此，氨基酸被认为不是形成茶汤沉淀的主要化学组分［7］。黄酮化合物是参与绿茶茶汤沉淀形成的重要化学组分，虽然它在沉淀中所占的比例较小［7］。糖类是参与茶汤沉淀形成的主要化学组分之一，主要包括可溶性多糖和果胶质两类［7］，可能还包括部分单糖和可溶性淀粉。还有报道指出，参与茶汤沉淀形成的化学成分还包括有机酸（咖啡酸、没食子酸等）、疏水性脂质、叶绿素、可可碱、茶碱等［27-29］。

2　茶汤沉淀形成机理

茶汤遇冷后容易产生浑浊形成茶乳酪，茶乳酪沉降后产生茶汤沉淀，因此茶乳酪和茶汤沉淀是同一物质，只是处于形成过程中的两个阶段而已。茶汤沉淀主要由茶多酚、咖啡碱、蛋白质、果胶质、金属离子、有机酸等络合而成，其中茶多酚和咖啡碱被认为是茶汤沉淀形成的主体物质和关键成分。Stagg等［30］研究指出，茶多酚容易与蛋白质通过氢键、离子键、共价键或疏水作用力等结合形成复合物，同时咖啡碱也会通过氢键及疏水作用力与蛋白质、茶多酚形成复合物。师大亮等［31］研究表明茶乳酪主要由茶多酚、咖啡碱、蛋白质等之间相互作用而形成的。戴前颖等［32］研究指出茶汤不同分子间的氢键、静电作用显著影响茶汤沉淀的形成，而分子间共价键对茶汤沉淀形成的影响较小。茶多酚是茶汤的主要化学成分，也是茶汤沉淀产生的最关键促进因素［16，22］，咖啡碱和钙离子也是茶汤沉淀形成的重要因素，调控咖啡碱和钙离子含量都可以有效改变沉淀形成量［10，14，17］。Liang等［33］研究认为，红茶冷后浑形成速度随茶汤冷却速率的加快而增加。Lin等［29］研究认为，绿茶沉淀颗粒明显大于红茶沉淀颗粒，绿茶沉淀中儿茶素、蛋白质和咖啡碱的含量明显高于红茶沉淀。

Xu等［34］研究发现绿茶茶汤沉淀中不仅含有可逆沉淀，也含有通过加热无法重新溶解的不可逆沉淀；通过进一步分析表明［35］，可逆沉淀主要是由茶多酚、咖啡碱、蛋白质、金属离子和果胶质等络合而成的，是绿茶沉淀的主体部分，而不可逆沉淀主要是由金属离子和有机酸结合形成的难溶性有机酸盐，特别是由钙离子和草酸结合产生的草酸钙是绿茶不可逆沉淀的主体成分。部分水解多酚经高温作用后水解产生的鞣花酸与茶汤中蛋白质结合也会产生不可逆沉淀，这一现象在绿茶饮料中得到证实［20-21］。

3　影响茶汤沉淀形成的主要因素

茶汤沉淀的形成受多种因素的影响，包括茶叶原料、饮料用水的水质、茶饮料制备工艺（特别是萃取条件），以及茶饮料的化学组成（包括固形物浓度）等。不同因素对茶饮料沉淀形成的影响都有差异，但这些因素都是通过改变茶汤的化学组成来影响沉淀的形成。

3.1茶叶原料

茶叶原料是茶饮料品质的关键影响因素，不同茶树品种、原料嫩度、加工工艺等都对茶饮料的风味品质有显著影响［36-38］。陈玉琼等［39］研究表明，由于原料的变化，随着绿茶饮料中多酚类、儿茶素、咖啡碱和氨基酸的含量下降，茶汤沉淀量呈减少趋势，茶汤沉淀的形成与茶汤中多酚类和咖啡碱的含量有一定关系。张凌云［36］研究表明，不同茶树品种绿茶茶汤中蛋白质含量显著影响茶汤冷后浑的形成，参与冷后浑形成的蛋白质主要是小分子量蛋白质，且不同茶树品种参与到浑浊中的小分子量蛋白质所占比例相似。许勇泉等［40］研究指出，不同绿茶原料加工而成的茶汤产生的沉淀量差异显著，沉淀量最大的品种与沉淀量最小的品种相差近5倍；同一芽叶不同部分所加工的茶汤产生的沉淀量差异也显著。张燕忠等［41］深入探讨了茶叶原料发酵程度及其生化基质对茶饮料冷后浑的影响，研究结果表明，随着发酵程度的加重，茶汤沉淀量明显增加，这可能与茶汤中茶多酚的含量及化学组成有关。

3.2水质

水质是影响茶汤风味品质、功能成分浸出的关键因子［42］，也显著影响茶汤沉淀的形成。Liang等［43］研究发现，pH显著影响茶汤萃取得率，随着浸提溶剂 pH值（1～9）的上升，茶叶可溶性固形物萃取率下降，当pH值为1.2时萃取率相当于pH6.8时的两倍，同时降低pH值可明显促进红茶茶乳酪颗粒的形成，这可能是由于茶汤固形物浓度升高或者促进茶多酚与茶多糖或蛋白质的结合产生的；而pH值在9～13之间时，则茶汤沉淀量和沉淀颗粒大小则略有上升，这可能与多酚等化学成分的氧化有关。Smith［44］研究表明，茶汤pH值显著影响茶乳酪形成量，当红茶茶汤pH值为4时茶乳酪生成量最多。Vuong等［45］将绿茶浸提过程中保持在不同的pH值（pH1～9），研究结果表明随着pH的上升，浸提茶汤的沉淀量呈下降趋势，其中pH值为1，茶汤沉淀量显著高于其他pH处理，分析表明可能与茶汤的化学组成有关。

水中钙离子含量显著影响茶叶有机物的浸出和茶多酚与咖啡碱之间的结合［46］，在酸性条件下钙离子可以促进茶多酚与咖啡碱的络合，同时Couzinet-Mossion等［47］研究还发现在钙离子存在条件下EGC比ECG更容易与咖啡碱发生络合。许勇泉等［40］研究指出，水中钙离子含量显著影响绿茶浸提茶汤的浊度、化学组分及感官品质，随着钙离子浓度的升高，浸提茶汤浊度增加，茶多酚和蛋白质含量呈下降趋势，感官品质明显下降。钟小玉等［48］研究发现添加Ca2+、Mg2+、Al3+都会增加茶汤的浊度，而多种金属离子对茶汤浊度的影响具有累积效应，其中以自来水的影响最为显著。

3.3萃取条件

萃取是茶汤制备的关键工序，不同的萃取条件下可获得化学组成完全不同的茶汤，因此萃取条件是影响茶汤沉淀形成的重要因素。Rutter等［49］研究表明，萃取温度对红茶茶汤固形物含量及茶乳酪形成量有显著影响。Liang等［50］研究指出，随着茶叶浸提温度的不断升高，红茶冷后浑形成量呈逐渐增加的趋势，特别是浸提温度在 50～60℃是一个显著变化的过程，当萃取温度达到 60℃时茶乳酪形成量大幅度增加；许勇泉等［51］研究认为，萃取温度在40～50℃范围内，萃取温度对绿茶茶汤沉淀形成存在一个显著变化过程，当萃取温度达到 50℃时绿茶茶汤沉淀大幅增加。Chandini等［52］研究指出，随着茶水比降低和萃取时间的延长，茶多酚萃取率增加，茶乳酪或茶汤浊度也呈增加趋势。萃取条件对乌龙茶沉淀形成也有显著影响［6］，随着萃取温度的升高和茶汤pH的降低，乌龙茶茶汤沉淀呈增加趋势，且其沉淀化学组成也有明显变化；随着萃取温度的升高，沉淀中儿茶素比率显著升高而蛋白质和果胶质比率显著降低；随着萃取时间的延长，沉淀中咖啡碱比率显著下降而儿茶素比率显著上升，但蛋白质和果胶质的比率变化不明显。龚淑英等［53］研究指出，提取温度越高、浸提时间越长，茶汁产生沉淀的时间越早且沉淀量越多；许勇泉等［54］研究认为，当浸提时间达到一定时长后，绿茶茶汤沉淀量趋于稳定；随着茶水比的升高，茶叶中可溶性物质浸出率下降，但是随着茶汤中固形物含量上升，相同单位浓度下产生的沉淀量增加，1∶10的茶水比可能是个临界点，更高的茶水比不利于茶叶有效物质浸出，且容易产生沉淀［55］。

3.4茶汤浓度

茶汤浓度对沉淀形成也有显著的影响。有研究表明，茶汤浓度对茶乳酪的形态有显著影响［56］，茶乳酪主要以球形为主，当红茶茶汤质量分数为 0.1%时，茶乳酪的直径在 50 nm左右，随着质量分数的升高，其直径会增大到1 μm左右，当红茶茶汤质量分数达到5%时，球形的茶乳酪直径可以达到 1～2 μm，当茶汤质量分数达到40%或55%～65%时，茶乳酪直径甚至进一步增大，但也受茶汤化学组成的影响。Penders等［57］研究表明，随着红茶茶汤固形物浓度的升高，茶乳酪产生的临界点温度在不断提高，但是脱除咖啡碱可以一定程度上降低茶乳酪产生的临界点温度。Jöbstl等［22］研究指出，提高茶汤固形物浓度可以加快沉淀产生、增大茶汤沉淀颗粒。在乌龙茶茶汤中也有相似的趋势，随着茶汤固形物浓度的升高，茶乳酪含量快速增加［6］，但是茶乳酪中的主要化学组分咖啡碱、儿茶素、蛋白质和果胶质在茶乳酪中所占的比率却没有明显变化。林晓蓉等［58］以云南大叶种蒸青绿茶为原料，分析茶汤浓度对绿茶沉淀量及沉淀化学组成的影响，研究结果表明，绿茶沉淀主要由茶多酚（59.7%）、咖啡碱（20.1%）和蛋白质（18.3%）构成，随着茶汤浓度增大，沉淀中茶多酚等化学组成的含量增大；茶汤中各化学组分参与沉淀的比例在逐渐增大，其中以咖啡碱增幅最大。Xu等［59］分析不同固形物浓度对绿茶浓缩汁沉淀形成的影响，研究结果表明固形物浓度在5～40 Brix时浓缩汁沉淀量与固形物浓度呈显著正相关，而当浓缩汁浓度达到50 Brix以后，浓缩汁沉淀量显著下降；通过分析表明高浓度浓缩汁沉淀量下降可能与浓缩汁体系粘度大幅度上升、体系稳定性提高有关。

4　茶汤沉淀形成的调控方法

茶饮料或速溶茶加工过程中沉淀的产生容易导致风味品质和产品得率下降，而贮藏过程中茶饮料或浓缩汁中沉淀的产生会影响产品的外观和风味品质，因此在茶饮料或速溶茶（浓缩汁）加工过程中通过调控抑制沉淀的产生可以更好地保持其原有的风味品质和价值。目前，生产上采用的沉淀调控方法主要是物理去除或者化学转溶，但这些方法并不能很好地保持原有茶汤的风味品质并保证产品得率。

4.1茶叶原料品质调控

不同茶树品种、不同嫩度原料对茶汤沉淀形成有显著影响［7，60］，选择合适的茶树品种和原料嫩度可以有效抑制茶汤沉淀的形成。张凌云［36］指出，选取简单儿茶素类在总儿茶素类中所占比例较大（大于30%）、蛋白质/（EGCG +EGC）的百分比较低（约 11%）的茶树品种或茶叶原料可以减少茶汤沉淀的形成；Yin等［7］指出低嫩度茶叶原料（三叶或四叶原料）加工制备而成的茶汤沉淀形成量远低于嫩度较好的茶叶原料（一叶或二叶原料）。茶饮料加工之前茶叶经过适当的烘焙和复火处理可以有效改善茶饮料品质，减少茶饮料沉淀的形成［61-62］，这可能与微生物的作用有关，陈茶容易滋生微生物，经过浸提后带到茶汤中，从而引起变质和沉淀形成［28］。

通过改变茶汤中茶多酚、咖啡碱及金属离子等的化学组成也可以有效调控沉淀的形成。孙庆磊等［63］研究表明，添加聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）可有效地物理性吸附茶饮料中的茶多酚，降低饮料中茶多酚含量，从而延缓冷后浑的发生，提高茶饮料的稳定性。通过调控茶多酚含量可以显著改变沉淀形成量，在模拟茶汤体系［8］中增加没食子酸酚类物质含量可以显著增加沉淀形成量（16.7%），通过添加PVPP减少绿茶茶汤中茶多酚含量也可以显著降低沉淀形成量，尽管如此，添加0.2%和0.4% PVPP处理对沉淀形成量差异不显著［64］。咖啡碱的增加或减少显著影响其他化学成分参与茶汤沉淀形成的情况，增加咖啡碱含量显著促进EGC（19%）、EGCG（39%）、EC（89%）、GCG（27%）、ECG（86%）等儿茶素参与沉淀的形成，而通过脱除咖啡碱可以显著降低EGC（33.2%）、EGCG（54.5%）、EC（84.6%）、GCG（56.8%）、ECG（41.8%）等儿茶素参与沉淀的形成［10］。Xu等［64］也有相似的报道，脱除咖啡碱显著影响茶多酚、黄酮化合物、蛋白质等参与绿茶茶汤沉淀的形成。通过调控茶汤中钙离子含量可以有效控制茶汤沉淀的形成，金属离子螯合剂Na2EDTA处理可以有效减少绿茶茶汤中的钙离子含量，从而显著降低茶汤可逆沉淀和不可逆沉淀的形成［64］。

4.2饮料用水的选择

水是茶饮料的主体成分，因此水质情况直接影响茶饮料的品质，水中的离子组成、pH、有机物组成等都会对茶饮料的色泽、风味、澄清度等品质产生影响［31］。李小满［65］研究指出不同水质对绿茶饮料澄清度有明显影响，而通过在茶汤中添加Na2EDTA及Vc进行复配可以有效减少矿物质离子对茶汤明亮度的影响。龚淑英等［53］研究提出水质对茶汤沉淀的产生时间和形成量都有显著影响，用自来水制备的茶汤产生沉淀时间早且沉淀量多，而用蒸馏水和重蒸馏水制备的茶汤产生沉淀时间迟且沉淀量少。钙离子等是参与茶汤沉淀形成的主要矿物质离子，因此饮料生产用水应严格控制钙离子等矿物质离子的含量，建议生产茶饮料宜选用去离子水或蒸馏水［66］。

4.3稳定剂调控法

茶汤或者茶饮料是一个复杂的非稳定态体系，在茶汤或茶饮料中添加稳定剂，从而提高整个茶汤体系的稳定性，是减少茶汤沉淀形成的一种有效方法。Liang等［33］研究表明，添加糖类可以有效抑制红茶冷后浑的形成，且还原糖抑制效果比非还原糖更好，还原双糖抑制效果比还原单糖好。Nagalakshmi等［67］研究报道，在红茶发酵过程中添加糖类物质可以形成多酚-碳水化合物-蛋白质复合物，从而抑制多酚与其他化合物络合产生茶乳酪；Jöbstl等［22］研究也发现糖基化多酚可以减少多酚的自我络合及与咖啡碱的结合，从而有效降低茶乳酪的形成。戴前颖等［68］分析了β-环糊精（β-CD，50 mg·mL-1）对绿茶茶汤体系稳定的影响，研究结果表明β-CD可以提高茶汤的粘度，从而干扰茶汤粒子的布朗运动，减少茶汤粒子间的碰撞和聚集，进而有效延缓茶汤粒子聚集增大的速度，最终减缓沉淀的形成和沉降，提高了茶汤体系的稳定性。Gong等［69］分析了添加魔芋多糖对茶汤稳定性的影响，研究结果表明，魔芋葡甘聚糖能与儿茶素、茶黄素和茶多酚等形成复合物，提高整个茶汤体系的稳定性，从而减缓茶汤沉淀的形成。

4.4酶调控法

通过酶处理改变茶汤原有的化学组成可以有效调控茶汤沉淀的形成。常用来处理的酶包括单宁酶、果胶酶、纤维素酶及蛋白酶等。李欢等［70］通过在茶叶浸提前或浸提后添加果胶酶和纤维素酶处理，减少茶汤中的果胶质，可以较好地改善绿茶饮料的浑浊沉淀现象。宁井铭等［71-72］研究表明，随着单宁酶添加量的增加，茶汤中酯型儿茶素的总量随之减少，茶汤透光率不断增大，β-环糊精、果胶酶、木瓜蛋白酶等与单宁酶协同处理效果更显著，而葡萄糖氧化酶与单宁酶协同抗沉淀效果更好。共固定化单宁酶和 β-葡萄糖苷酶处理可以有效提高茶饮料的澄清度，减少茶饮料沉淀的形成［73］。郑宝东等［74］研究表明，采用果胶酶和木瓜蛋白酶进行双酶水解可以有效提高绿茶浸提液的膜过滤通量，而且可以显著减少茶汤的冷后浑现象。通过单宁酶处理，水解酯型儿茶素生成简单儿茶素可以有效降低茶汤沉淀形成量和提高茶汤澄清度［75］。Lu等［76］研究认为，绿茶茶汤单宁酶处理不仅可以有效减少茶汤贮藏过程中沉淀的形成，同时也可以明显改善茶汤的风味品质。胡雄飞［77］研究表明，绿茶浓缩汁经过单宁酶处理可以减少 80%沉淀的产生；沉淀溶解后仍然容易再发生聚集而形成沉淀，但是单宁酶处理可以减少该沉淀的重新形成。

5　展望

茶汤沉淀的化学组成已基本研究清楚，但是沉淀形成机理还未明确，如茶多酚、咖啡碱及蛋白质等主要沉淀成分之间是如何结合的，通过什么化学键结合的，以及它们之间结合的分子比例等还不明确；另外，不可逆沉淀除了难溶性草酸盐之外，还有近20%的化学组成不明确，需要进一步阐明。

研究茶汤沉淀的化学组成及形成机理，主要是为了能够更好地调控茶饮料、茶浓缩汁等的沉淀形成。目前生产上主要是采用物理性去除或者酶法调控来控制或抑制茶饮料或浓缩汁中的沉淀，但这两种方法都有一定的弊端，或者容易影响茶汁原有的风味，或者生产成本偏高。茶叶原料嫩度越高，茶汁风味品质越好，但也越容易产生沉淀；如果能够从茶叶原料选择时就综合考虑茶汁风味品质和沉淀形成的问题，选取风味品质合适，沉淀形成量较少的饮料用原料将是今后饮料企业重点考虑的方向。添加合适的食品级稳定剂，既可以保持茶汁原有的风味，同时可以有效抑制沉淀的形成，这也将是未来研究的重点。

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Review on Tea Sediment Formation and Its Controlling Methods

XU Yongquan，YIN Junfeng
Tea Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，National Engineering Research Center for Tea Processing，Key Laboratory of Tea Biology and Resources Utilization，Ministry of Agriculture，Hangzhou 310008，China

Sediment easily forms during the process and storage of tea beverage，instant tea powder and concentrated tea，which not only has an unattractive appearance，but also detracts from the flavor quality of tea products.However，there are no clear forming mechanism and controlling methods of tea sediment because the forming of tea sediment is rather complicated and lacks satisfactory solution.And at present，most of tea beverage producers remove tea sediment or inhibit tea sediment formation by physically removal or chemically de-creaming.These methods not only cause a great loss of active ingredients and decrease healthy functions，but also influence the appearance and inherent quality of the products，and then hinder the development of Chinese tea-beverage industry.Tea cream，the turbid phenomenon produces when tea infusion cools，is the previous process of tea sediment formation.It was reported that tea sediment can be divided into reversible and irreversible sediment.And their chemical constituents，formation mechanism and influencing factors were distinctly different.In order to effectively control the sediment in tea beverage，this paper summarizes the chemical components participating in tea sediment formation，the factors and the mechanism of tea sediment formation，and the controlling methods.

tea sediment，chemical components，formation mechanism，controlling methods

TS275.2

A

1000-369X（2016）04-337-10

2016-02-18

2016-03-28

国家自然科学基金（31070615）、中国农业科学院农业创新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）。

许勇泉，博士，副研究员，主要从事茶食品工程与茶叶风味化学的研究。*通讯作者：yinjf@tricaas.com