沙棘叶茶微波杀青工艺
2016-04-11严娅李焕荣李婷姜雪黄雪娇
严娅++李焕荣++李婷++姜雪++黄雪娇
摘要:以沙棘鲜叶为原料,探讨微波杀青工艺,以杀青时间、投叶量、微波火力3个因素进行单因素水平试验及正交优化试验,以沙棘叶微波杀青后POD相对酶活、茶多酚含量及黄酮溶出量作为评价指标,确定了沙棘叶茶微波杀青工艺参数为:投叶量为40 g,杀青时间为90 s,微波(功率1 200 W)火力为60%时微波杀青效果最佳,此时POD相对酶活为1.690%,茶多酚含量为16.981%,黄酮溶出量为2.340 mg/g。
关键词:沙棘叶;微波;杀青;茶多酚;黄酮
中图分类号: TS205文献标志码: A文章编号:1002-1302(2016)02-0327-04
收稿日期:2015-01-14
基金项目:新疆维吾尔自治区科技支撑计划(编号:201431112)。
作者简介:严娅(1990—),女,四川蓬安人,硕士研究生,研究方向为农产品加工。E-mail:545149217@qq.com。
通信作者:李焕荣,硕士,教授,硕士生导师,研究方向为农产品深加工与综合利用。E-mail:lhrgjw@sina.com。沙棘为胡颓子科酸刺属落叶灌木或小乔木,药食两用,其性酸、涩、温,具有止咳祛痰、消食化滞、活血散癖之功效。我国是世界上沙棘资源最为丰富的国家,沙棘叶和沙棘果一样,营养价值高,含有丰富的粗脂肪、粗蛋白、油酸、亚油酸、亚麻酸等多种脂肪酸及黄酮类物质,经烘烤后具有浓郁的香气,有解毒消炎、抗氧化、预防心血管疾病等功效,是较好的制茶原料[1]。制造沙棘叶茶的第一道工序为杀青,通过高温破坏和钝化鲜沙棘叶中的氧化酶活性,抑制鲜叶中的茶多酚等酶促氧化,随着鲜叶水分的蒸发,鲜叶中的低沸点芳香物质挥发消失,从而改善沙棘叶的香气,因此,杀青工序对沙棘叶茶品质的好坏起关键作用[2]。笔者对沙棘叶茶微波杀青过程中各影响因素进行探讨,以杀青叶过程中过氧化物酶(POD)活性、沙棘叶品质成分为指标,对沙棘叶茶微波杀青工艺进行初步研究[3],得到沙棘叶杀青最佳工艺参数,旨在为综合利用沙棘叶资源提供依据。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1材料与试剂沙棘鲜叶:采摘于新疆农业科学院安宁渠试验厂人工种植的沙棘林。试剂:三氯化铝、乙酸钠、甲醇、愈创木酚皆为分析纯试剂;福林酚试剂(美国Sigma-Adrich公司),芸香苷标准品,没食子酸(中国药品生物制品检定所)。
1.1.2试验仪器TU-1810紫外-可见光分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);MC-SH2120微波炉(广东美的生活电器制造有限公司,功率1 200 W);Anke GL-20G-Ⅱ型高速冷冻离心机(上海安亭科孛仪器厂);HH-S4 数显恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂);AL204-2C电子天平[梅特勒-托里多仪器(上海)有限公司];BCD-2190型冰箱(海尔集团有限公司);DHG-9070A电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒有限公司)。
1.2方法
1.2.1试样处理以相同标准的鲜叶为原料,设置相同的摊放时间,分别进行单因素试验、参数优化试验,对杀青后的沙棘叶测定POD相对酶活及各指标含量,重复3次,取平均值。
1.2.2POD相对活性测定磨成匀浆,于4 ℃ 12 000 g离心30 min,收集上清液即为酶提取液,低温保存备用。相对酶活测定:于试管中依次加入反应混合液:25 mmo1/L愈创木酚溶液3. 0 mL、酶提取液0. 5 mL、0.5 mol/L H2O2 200 μL,用紫外-可见分光光度计在反应15 s时开始记录反应体系在波长470 nm处吸光度作为初始值,每隔1 min记录1次,连续测定,至少获取6个点的数据。以1 g样品(鲜质量)1 min吸光度变化值增加1时为1个过氧化物酶活性单位,单位是ΔD470 nm/(min·g)。鲜样POD酶活定义为100%,其他条件处理后的相对酶活与其相比较,计算其相对酶活,重复3次[4]。
1.2.3茶多酚测定母液制备:称取0.2 g均匀磨碎样品于10 mL离心管中,加入70 ℃预热70%甲醇5.0 mL,70 ℃水浴10 min,冷却后转入离心机3 500 r/min离心10 min,转移上清液至10 mL离心管,残渣再次加入70 ℃预热70%甲醇5.0 mL,重复上述操作,合并提取液,定容。测试液:移取母液1.0 mL于100 mL容量瓶中,用水定容下刻度,摇匀,待测[5-6]。取试管依次加入测试液1 mL、10%福林酚5.0 mL,摇匀反应5 min,再加入7.5%Na2CO3 4.0 mL,室温放置60 min,在波长765 nm下测定吸光度。
1.2.4黄酮溶出量测定称取样品1.0 g,按样液比1 g ∶80 mL加入100 ℃蒸馏水,提取10 min,提取2次,过滤合并提取液,采用三氯化铝比色法,在紫外-可见分光光度计下测定黄酮溶出量[7-8]。
1.2.5试验设计
1.2.5.1取样将采摘的鲜叶摊放在清洁的桌面上,将其摊平成正方形,划分对角线将其四等分,取相对角的2份茶叶鲜叶,混合后再如上摊平成正方形,划分对角线分成4份,取对角的2份,如上操作直至取得所需的数量为止[9]。
1.2.5.2微波杀青工艺参数条件的单因素试验预试验结果表明,影响微波杀青效果的主要因素为:微波火力、投叶量、杀青时间。单因素试验工艺参数设置如下:(1)固定时间为90 s,微波(功率1 200 W,下同)火力为60%,投叶量分别为20、30、40、50、60 g,试验得最佳投叶量A。(2)固定投叶量为A,时间为90 s,微波火力分别为10%、20%、40%、60%、80%,试验得最佳微波火力C。(3)固定投叶量为A,功率为C,杀青时间分别为30、60、90、120、150 s,试验得最佳杀青时间B。
1.2.6微波杀青工艺条件的正交试验根据单因素的试验结果设计正交因素水平表,每个因素取3个水平,选用 L9 (34) 正交表进行沙棘叶微波杀青正交试验,优化沙棘叶杀青条件[10]。
2结果与分析
2.1单因素试验结果
分别以投叶量、微波火力、杀青时间作为影响沙棘叶杀青品质的单因素,以杀青后的沙棘叶POD活性评价杀青效果,以沙棘叶黄酮溶出量、茶多酚含量较大者为优。
2.1.1单因素下沙棘叶最佳投叶量的确定设定微波杀青时间为90 s、微波火力为60%,考察不同投叶量对沙棘叶茶POD相对酶活、品质成分的影响。由于所用的微波炉容积有限,本试验中投叶量选择20、30、40、50、60 g。如图1所示,随着投叶量的增加,沙棘叶茶POD相对酶活性保留量增加,投叶量为20、60 g情况下酶活差异较大。投叶量在40 g以下时,沙棘叶茶POD相对酶活全部失活,但沙棘叶失水较严重,容易变得干脆,不利于后期塑形加工。投叶量在40 g时相对酶活丧失了98.21%。如图2、图3所示,在一定投叶量范围内,沙棘叶茶黄酮溶出量、茶多酚含量随着投叶量的增大而增加,当投叶量达到90 g时,沙棘叶茶黄酮溶出量、茶多酚含量达到最大值,之后随投叶量的增大有所下降。这表明投叶量对黄酮溶出量、茶多酚含量影响较大,初始阶段投叶量增加有利于保留沙棘叶中的有效成分,当投叶量达到一定值再增加时会导致部分有效成分氧化分解或转化,投叶量过多还会导致沙棘叶茶含水率较高,不利于沙棘叶茶做形,因此微波杀青处理投叶量选择40 g左右较为合适。
2.1.2最佳微波火力确定设定微波杀青时间为90 s,投叶量为40 g,考察不同微波火力对沙棘叶茶POD相对酶活、品质的影响。如图4所示,随着微波火力的增加,沙棘叶茶POD相对酶活呈减小趋势,微波火力在10%、60%时酶活差异较大[11]。微波火力在60%以上时沙棘叶茶容易变得干脆,不利于进一步塑形加工,微波火力在60%时相对酶活丧失了 98.21%。如图5、图6所示,在一定微波火力范围内,随着微波火力的增大,沙棘叶茶品质提高,当微波火力达60%时,沙棘叶茶黄酮溶出量、茶多酚含量达最大值,之后随微波火力的增大,沙棘叶茶黄酮溶出量、茶多酚含量下降。这表明微波火力对沙棘叶茶品质影响较大,初始阶段微波火力增加有利于保留沙棘叶茶品质成分,当微波火力达到一定值再提高会导致部分成分氧化分解或转化,微波火力过高还会导致沙棘叶茶含水率较低不利于沙棘叶茶做形,因此沙棘叶茶微波杀青处理时微波火力为60%左右比较合适[12]。
2.1.3最佳杀青时间的确定设定微波火力为60%,投叶量为40 g条件下,考察不同杀青时间对沙棘叶茶POD相对酶活、品质成分的影响。杀青前要选取合适的时间,传统杀青方
法要求在1~2 min内使鲜叶叶温上升到足够钝化酶的温度,并延续2~3 min。由于微波独特的升温方式,微波加热所需时间要明显少于传统杀青,本试验选择30、60、90、120、150 s的杀青时间进行探讨。如图7所示,随着杀青时间的增加,POD相对酶活呈下降趋势,杀青时间为30、90 s情况下酶活差异较大。杀青时间在90 s以上时沙棘叶茶容易变得干脆,不利于进一步塑形加工。杀青时间为90 s时,相对酶活丧失了98.21%。如图8、图9所示,在一定杀青时间范围内,沙棘叶茶黄酮溶出量、茶多酚含量随着杀青时间的延长而增加,当杀青时间达90 s时,沙棘叶茶品质成分含量达最大值,之后随杀青时间的增大有所下降[13]。这表明杀青时间对茶叶品质成分的含量影响较大,初始阶段,杀青时间的增加有利于茶叶品质成分的保留,当杀青时间达到一定值再延长会导致部分沙棘叶品质成分氧化分解或转化,杀青时间过长还会导致沙棘叶含水率较低,不利于沙棘叶茶做形,因此微波杀青时间为90 s左右比较合适[14]。
2.2微波杀青正交试验结果
由上述各单因素试验确定的参数适宜范围,进行正交试验,结果如表2所示。由表2可知,3因素对于POD相对酶活
影响程度由高到低依次为B>C>A,即杀青时间对微波杀青影响最大,理论上最佳杀青条件为A2B3C2。3因素对于茶多酚含量、黄酮溶出量影响程度由高到低依次为A>C>B,即投叶量对微波杀青影响最大,理论上最佳杀青条件为A3B2C2。
由表3可知,投叶量、杀青时间、微波火力对POD相对酶活、茶多酚指标影响不具有显著差异(P>0.10)。杀青时间对黄酮溶出量影响极显著(P<0.05),微波火力对黄酮溶出量影响显著(P<0.10),故杀青时间、微波火力是沙棘叶微波杀青工艺的主要影响因素,由此确定微波杀青较佳因素水平组合为A2B2C2或A3B2C2。
2.3验证试验
优选出最佳提取工艺后,按照上述最佳条件A2B2C2 和A3B2C2分别进行3次平行验证试验[15-17],测定POD相对酶活、茶多酚含量、黄酮溶出量,结果表明,微波杀青较佳因素水平组合为A2B2C2,即投叶量为40 g,杀青时间为90 s,微波火力为60%,测得POD相对酶活为1.690%,茶多酚含量为16.981%,黄酮溶出量为2.340 mg/g,接近正交试验结果中最低POD相对酶活、最高茶多酚含量、黄酮溶出量,故本研究确定的工艺条件合理可信。
3结论
本研究采用正交试验法优选得出沙棘叶微波杀青的最佳杀青工艺条件:投叶量为40 g,杀青时间为90 s,微波火力为60%,测得POD相对酶活为1.690%,茶多酚含量为16.981%,黄酮溶出量为2.340 mg/g。利用微波工艺对沙棘叶杀青,可以缩短杀青时间,杀青后沙棘叶色泽翠绿,而且具有令人愉悦的清香气味.微波杀青在沙棘叶茶制作过程中是一种较为理想的杀青工艺。
参考文献:
[1]朱万靖,倪培德,江志炜. 沙棘资源开发与沙棘黄酮提取[J]. 中国油脂,2000,25(5):46-48.