新型红茶果蔬饮料的研制

庄 静，李园园，惠杰杰，苏 毅，刘丽丽

（天津师范大学a.生命科学学院，b.天津市动植物抗性重点实验室，天津 300387）

新型红茶果蔬饮料的研制

庄 静，李园园，惠杰杰，苏 毅，刘丽丽

（天津师范大学a.生命科学学院，b.天津市动植物抗性重点实验室，天津 300387）

为了开发新型的红茶果蔬饮料，以不同产地的红茶样品、青萝卜、雪花梨和木瓜为原料，在不同条件下生产果蔬饮料，选用专业人员对果蔬汁进行打分评定.首先采用热回流装置和紫外分光光度法提取并测定不同红茶样品的咖啡碱含量，以含量最高的安化红茶为原料制作红茶咖啡碱原液，以口感最好的英德红茶为原料制作红茶提取液，佐以新鲜果蔬，采用正交试验方法以获取各种果蔬饮料的最佳生产工艺.结果表明，红茶青萝卜饮料的最佳配方为（除蔗糖为质量分数外，其余均为体积分数，下同）：红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液10%，青萝卜汁60%，蔗糖3.0%；红茶梨汁饮料的最佳配方为：红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液10%，梨汁65%，蔗糖1.5%；红茶木瓜饮料的最佳配方为：红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液10%，木瓜汁70%，蔗糖3.5%；红茶果蔬复合型饮料的最佳配方为：红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液5%，青萝卜汁10%，梨汁30%，木瓜汁25%，蔗糖3.0%.

红茶果蔬饮料；咖啡碱；热回流提取法；正交试验

红茶具有兴奋中枢神经、扩张心血管、强心、利尿、解痉、止咳及抗菌、抗肿瘤等药理作用，并具有良好的抗氧化、缓解压力、预防癌症等保健功能[1-3].已有文献[4-6]对茶叶中的主要成分进行了系统分析，红茶水浸出物中含有各物质的质量分数分别为：10%～20%的多酚类物质、5%～11%的茶红素、3%～9%的茶褐素、0.4%～2.0%的茶黄素、0.2%～0.5%的氨基酸、1%～5%的咖啡碱、2%～4%的可溶性糖、1%～2%的果胶、1%左右的有机酸以及其他微量元素.随着茶饮料行业的成熟，单调的茶饮料已经无法满足消费者的需要，而复合型茶饮料结合多种营养保健功能，集营养、保健、风味于一体[7]，渐渐受到青睐[8-9]，因此研制新型复合茶饮料具有广阔的市场前景.

咖啡碱是茶叶中重要的滋味物质，也是红茶的主要苦味物质之一[10].咖啡碱有多种生理和保健功能，对人机体的作用非常复杂.它能够提高人的记忆和识别能力，缓解神经系统衰弱引起的人体疲劳[11]，能够松弛平滑肌，增加心血输出量，改善血液循环，加快心跳[12]，促进胰岛素分泌和降低Ⅱ型糖尿病风险[13]，具有强大的利尿作用，促进尿液排泄[14-15].适量的咖啡碱具有抗氧化、抗癌变、抗过敏、消除羟基自由基、消炎等多种效果[16].目前从茶叶中提取天然咖啡碱的主要方法有：水提法、醇提法、升华法及其他有机溶媒提取法等[17].本研究采用热回流装置，以水为溶剂进行提取，通过正交试验得到提取的最佳条件，紫外分光光度法[18-19]测定咖啡碱含量；比较分析了不同产地、不同种类红茶样品的咖啡碱含量，选取含量最高的红茶作为红茶果蔬饮料的原材料，并搭配果蔬，研制新型营养丰富、口感独特的红茶果蔬饮料.为进一步优化红茶饮料的生产工艺提供实验数据，也为果蔬茶饮料的产业化开发提供一些借鉴和思路.

1 材料与方法

1.1 材料

红茶（Camelia sinensis L.）：安化红茶（Ⅰ），湖南益阳天缘溪茶庄；凤庆滇红茶（Ⅱ），云南滇红集团股份有限公司；金骏眉（Ⅲ），福建武夷山名丛茶业有限公司；日照红茶（Ⅳ），山东日照市北垛春茶业有限公司；祁门红茶（Ⅴ），安徽桂仔高山茶叶店；川红茶（Ⅵ），四川林湖茶业有限公司；英德红茶（Ⅶ），广东清远山叶香茶农合作社.

果蔬：青萝卜（Raphanus sativus L.）、雪花梨（Pyrus sorotina）、木瓜（Chaenomeles sinensis Koehne.），均为市售.

试剂：咖啡碱标准品（纯度大于99%，天津泰艾瑞科技有限公司）；碱式乙酸铅（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）.

1.2 方法

1.2.1 红茶提取液的制备

称取10 g茶叶，粉碎并过30目筛，放入恒压滴液漏斗内，注入100 mL（150 mL、200 mL）的水浸泡茶叶末15 min后，使液体流入烧瓶中.通冷却水，电热套加热，待溶液沸腾，调节活塞，使冷凝液的滴落速度等于恒压滴液漏斗的放液速度，回流提取30 min（60 min、90 min）[20].

1.2.2 红茶提取液咖啡碱含量的测定

取10 mL红茶提取液至100 mL容量瓶内，加入4 mL浓度为0.01 mol/L的盐酸和1 mL质量分数为50%的碱式乙酸铅溶液，定容，混匀，静置，澄清后过滤.取滤液25 mL至50 mL容量瓶中，加入0.1 mL浓度为4.5 mol/L的硫酸溶液，定容，混匀，静置，澄清后过滤.用10 mm石英比色杯，在波长274 nm下，以试剂空白溶液作参比，测定吸光度值[21].

1.2.3 咖啡碱标准曲线的制备

配制不同浓度的咖啡碱标准品溶液，以试剂空白溶液作参比，测定吸光度值.以吸光度值y为纵坐标，咖啡碱浓度x为横坐标，绘制标准曲线：y=0.0430x-0.010 3，R2=0.999 3.

1.2.4 咖啡碱提取的正交试验设计

对料液比（A）、回流时间（B）、回流次数（C）3个因素进行探究，按L9（33）表进行实验，确定最佳提取条件，因素水平如表1所示.

表1 咖啡碱提取的正交试验因素水平表Tab.1 Factor level of orthogonal test for extraction of caffeine

1.2.5 饮料原液的制备方法

选取7个红茶品种中咖啡碱含量最高的品种，参照1.2.1和1.2.2中的方法制备红茶咖啡碱原液.由于英德红茶香气鲜纯浓郁，花香明显，滋味浓厚、甜润，汤色红艳明亮，因此以该品种作为制作红茶提取液的原料.称取2 g英德红茶，料液比为1∶50，80℃下水浴浸提15 min，滤液备用.

果蔬汁制备：将青萝卜、雪花梨和木瓜去皮，分

别称取20、40和40 g，青萝卜需100℃下煮10 min，冷却至室温后按固液比1∶5的比例投入打浆机中打浆，雪花梨和木瓜分别按固液比2∶5的比例直接投入打浆机.过滤，汁液备用.

1.2.6 红茶果蔬饮料的正交试验设计方法

为了获得口感好的红茶果蔬饮料，根据青萝卜、雪花梨和木瓜自身甜度和饮料口感确定配方中蔗糖的添加量.以红茶咖啡碱原液、红茶提取液、果蔬汁和蔗糖为四因素，每因素设三水平，按L9（34）设计正交试验，以感官评分为指标，3种单一红茶果蔬饮料的因素水平如表2所示.制备复合型饮料时，红茶咖啡碱原液、红茶提取液、青萝卜汁、梨汁、木瓜汁和蔗糖进行六因素三水平的正交试验，以感官评分为指标，确定最佳饮料配比，因素水平如表3所示.

表2 单一红茶果蔬饮料的正交试验因素水平表Tab.2 Factor level of orthogonal test for three kinds of simple black tea beverage%

表3 正交试验因素水平表Tab.3 Factor level of orthogonal test for composed black tea beverage %

1.2.7 饮料的灭菌方法

将配制好的饮料装入清洗消毒过的玻璃瓶内，100℃的沸水中保持10 min，冷却至室温.

1.2.8 感官鉴评标准

选择15名专业人员组成评定小组，采用百分制评分方法，对各种饮料的色泽、组织状态、口感、气味进行感官鉴评，评分标准如表4所示.

表4 茶饮料感官评分标准Tab.4 Sensory evaluation standards for tea beverage

1.2.9 数据分析

以MS Excel2007和SPSS17.0统计软件对数据进行处理和统计学分析.

2 结果与分析

2.1 红茶种类的选取

以水为溶剂从红茶中提取咖啡碱，以料液比（体积比）、回流时间及回流次数为三因素进行L9（33）的正交试验，结果如表5所示.

表5 提取咖啡碱正交试验结果Tab.5 Results of orthogonal experiment of extractionof caffeine

由表5可以看出，从茶叶中提取咖啡碱的最佳条件为A1B2C1，即料液比为1∶10，回流时间60 min，回流1次，在此条件下咖啡碱的提取率最高.由R值可以看出，3种因素对反应程度影响的顺序为料液比＞

回流时间＞回流次数.以此为条件对7种茶叶样品进行提取，比较不同茶叶中咖啡碱的含量，结果如表6所示.

表6 不同茶叶中咖啡碱的含量比较Tab.6 Comparison of caffeine content in different kinds of teas

由表6可以看出，样品Ⅰ的咖啡碱含量最高，同其他样品的差异具有统计学意义（P＜0.05），样品Ⅱ和Ⅲ的含量也较高，其余样品的咖啡碱含量较低.因此选取实验样品Ⅰ红茶，即安化红茶，从其中提取咖啡碱原液作为新型红茶果蔬饮料的原材料.样品Ⅶ红茶，即英德红茶的咖啡碱含量虽然最低，但由于该样品香气浓郁、口感好，因此选取该红茶样品为原料制作红茶提取液，以调节红茶果蔬饮料的口感.

2.2 单一红茶果蔬饮料正交试验

以红茶咖啡碱原液、红茶提取液、果蔬汁（青萝卜汁、梨汁、木瓜汁）及蔗糖为四因素进行L9（34）的正交试验，以感官评价作为比较指标，感官评定小组对饮料进行品尝打分.3种单一红茶果蔬饮料的结果如表7、表8和表9所示.

表7 红茶青萝卜饮料正交试验结果Tab.7 Results of orthogonal experiment for radish-black tea beverage

表8 红茶梨汁饮料正交试验结果Tab.8 Results of orthogonal experiment for pear-black tea beverage

表9 红茶木瓜饮料正交试验结果Tab.9 Results of orthogonal experiments for papaya-black tea beverage

由表7～表9可以看出，红茶青萝卜饮料配方的最优组合为A1B2C2D2，即各组分体积分数（下同）为：红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液10%，青萝卜汁60%，蔗糖3%（质量分数）.影响饮料口感的各因素的主次关系为红茶咖啡碱原液＞蔗糖＞青萝卜汁＞红茶提取液.红茶梨汁饮料配方的最优组合为A1B2C1D2，即红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液10%，梨汁65%，蔗糖1.5%.影响饮料口感的各因素的主次关系为红茶咖

啡碱原液＞红茶提取液＞蔗糖＞梨汁.红茶木瓜饮料配方的最优组合为A1B2C2D3，即红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液10%，木瓜汁70%，蔗糖3.5%.影响饮料口感的各因素的主次关系为红茶咖啡碱原液＞蔗糖＞木瓜汁＞红茶提取液.分别按照这3个配方进行验证实验，做出的产品色泽纯正，均匀一致，汁液浑浊度均匀，无杂质，口感细腻柔和，甜度适中，气味清甜，有红茶和果蔬的清香.

2.3 红茶果蔬复合型饮料正交试验

以红茶咖啡碱原液、红茶提取液、青萝卜汁、梨汁、木瓜汁及蔗糖为六因素进行L18（36）的正交试验，以感官评价作为比较指标，感官评定小组对饮料进行品尝并打分，结果如表10所示.

表10 红茶果蔬复合饮料正交试验结果Tab.10 Results of orthogonal experiments for composed black tea beverage

由表10可以得出，复合果蔬饮料配方的最优组合为A1B1C3D3E2F2，即红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液5%，青萝卜汁10%，梨汁30%，木瓜汁25%，蔗糖3.0%.影响饮料口感的各因素的主次关系为蔗糖＞青萝卜汁＞梨汁＞红茶咖啡碱原液＞木瓜汁＞红茶提取液.按此配方进行实验，做出的产品色泽为浅红褐色，颜色透亮，均匀一致，无杂质，口感细腻柔和，甜度适中，香味浓郁，清新独特，有红茶和果蔬的清香.

3 结论

本研究以红茶、青萝卜、雪花梨、木瓜和蔗糖为原料生产红茶果蔬饮料.首先应用热回流提取装置并采用正交试验设计得出咖啡碱提取的最佳条件，即以水为溶剂，料液比为1∶10，回流时间60 min，回流1次.以此为提取条件，采用分光光度法测定咖啡碱含量，对购自全国7个省市的7种茶样进行含量比较，发现安化红茶的咖啡碱含量最高，滇红茶和金骏眉含量也较高，日照红茶、川红茶和祁门红茶的咖啡碱含量相近，处于中间水平，英德红茶的咖啡碱含量偏低.选择咖啡碱含量最高的安化红茶用来制作红茶咖啡碱原液，选取口感好的英德红茶制作红茶提取液，配以果蔬制作成健康的红茶果蔬饮料.其中，红茶青萝卜饮料的最佳配方是红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液

10%，青萝卜汁60%，蔗糖3.0%；红茶梨汁饮料的最佳配方是红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液10%，梨汁65%，蔗糖1.5%；红茶木瓜饮料的最佳配方是红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液10%，木瓜汁70%，蔗糖3.5%；红茶果蔬复合型饮料的最佳配方是红茶咖啡碱原液5%，红茶提取液5%，青萝卜汁10%，梨汁30%，木瓜汁25%，蔗糖3.0%.按以上配方配制的红茶果蔬饮料色泽诱人，香味浓郁，清新独特，甜度适中，极具营养保健价值.

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（责任编校 纪翠荣）

Development of novel black tea beverage with fruits and vegetables

ZHUANG Jing，LI Yuanyuan，HUI Jiejie，SU Yi，LIU Lili
（a.College of Life Sciences，b.Tianjin Key Laboratory of Animal and Plant Resistance，Tianjin Normal University，Tianjin 300387，China）

To develop new types of beverage combining black tea，fruits and vegetables，using black tea samples of different origin，green radishs，pear and papaya as raw materials to produce fruit and vegetable drinks under different conditions. The professional personnel was selected for the evaluation of fruit and vegetable drinks.In the process of development and manufacture，caffeine in different black tea samples was extracted by heat recirculation device and the amount of which was measured by UV spectrophotometry.Anhua black tea with the highest caffeine content was selected to make black tea caffeine original liquid and Yingde black tea which tasted the best as raw material to make black tea extract.Served with fresh fruits and vegetables，the orthogonal experimental design was employed to optimize the beverage formula.The results showed that the optimized conditions of black tea green radish beverage were as follows：the contents of black tea caffeine original liquid，black tea extract，green radish juice and suger were 5%，10%，60% and 3.0%（the content of sugar is mass fraction，the contents of other raw materials were volume fractions，the same below），respectively；the optimized conditions of black tea pear beverage were as follows：the contents of black tea caffeine original liquid，black tea extract，pear juice and suger were 5%，10%，65% and 1.5%，respectively；the optimized conditions of black tea papaya beverage were as follows：the contents of black tea caffeine original liquid，black tea extract，papaya juice and suger were 5%，10%，70% and 3.5%，respectively；the optimized conditions of compound beverage were as follows：the contents of black tea caffeine original liquid，black tea extract，green radish juice，pear juice，papaya juice and suger were 5%，5%，10%，30%，25% and 3.0%，respectively.

beverage combining black tea；caffeine；heat reflux extraction；orthogonal test

Q949.9

A

1671-1114（2016）04-0064-06

2015-11-26

国家自然科学基金资助项目（31172029）；天津市科技特派员资助项目（15JCTPJC55800）.

庄 静（1991—），女，硕士研究生.

刘丽丽（1956—），女，教授，主要从事生物技术方面的研究.