液体茶饮料品质研究进展及发展展望

2018-01-18李洁董昕阳冯瑛王旭捷杨晓萍

中国茶叶加工 2018年2期

李洁，董昕阳，冯瑛，王旭捷，杨晓萍

（华中农业大学园艺林学学院，湖北武汉 430000）

我国是茶的故乡，饮茶历史之悠久，人数之众多，地域之辽阔是其他国家无法比拟的[1]。随着人们生活节奏和生活方式的改变，传统的现饮现泡方式已经不能满足人们的需求。所以，在日益壮大的软饮料市场上，液体茶饮料崭露头角并不断发展。液体茶饮料是以茶叶的水提取液或浓缩液速溶茶粉为主要原料，经过滤、调配、灭菌和灌装等加工工序制作而成，含有一定量茶叶有效成分，且具茶风味的液体制品[2]。液体茶饮料的快速发展，伴随而来的是液体茶饮料的品质问题，此文从以下几个方面进行总结探讨。

1 液体茶饮料品质

液体茶饮料的品质主要包括茶汤色泽、滋味、香气等方面，在液体茶饮料加工过程中，茶叶的内含成分如呈鲜爽味的茶氨酸，呈苦味的咖啡碱，具有收敛性和苦涩味的茶多酚类以及液体茶饮料的水质和加工工艺等促进了液体茶饮料一系列优良品质的形成[3]。但是茶汤中的这些成分很不稳定，在常温下贮藏都很容易产生沉淀、色泽褐变、香气滋味劣变等问题，这也是困扰研究人员和工厂多年的货架期短的原因。从上个世纪八十年代以来，研究人员对液体茶饮料品质影响因素及调控做了大量的研究，以期找到合适的途径解决液体茶饮料加工及贮藏期出现的品质问题。

2 液体茶饮料品质影响因素

影响液体茶饮料的品质因素包括内部生化成分和外部环境因子两大类，内部生化成分主要包括茶多酚、蛋白质、咖啡碱、叶绿素等。外部环境因子主要包括水质、温湿度、光与氧和微生物等，这两大类影响因素通过对茶汤色泽、沉淀等对液体茶饮料的品质产生影响。目前市场上液体茶饮料以绿茶饮料为主，绿茶饮料品质的好坏直接决定了液体茶饮料品质的高低，所以以绿茶饮料品质影响因素为主，来探讨液体茶饮料品质影响因素。

2.1 茶汤色泽影响因素

茶汤色泽是液体茶饮料的重要感官因子，茶饮料色泽品质的改善能在一定程度上提高液体茶饮料的销量。

在液体茶饮料的加工与贮藏过程中茶叶的内含成分如儿茶素、叶绿素、黄酮苷类、糖类以及蛋白质类都会对茶汤色泽产生影响。在绿茶杀青时，如果多酚氧化酶没有完全失活，儿茶素会氧化生成茶黄素、茶红素和茶褐素；在茶叶加工和贮藏过程中，不稳定的叶绿素会在高温和光的作用下脱去镁离子形成褐色的脱镁叶绿素，使茶汤褐变；在茶叶干燥过程中，如温度过高，就会发生糖氨反应，所生成的糖醛产物会聚合为褐色并有焦苦味的吡嗪类物质，对绿茶色泽的形成产生不利影响[4]。

黄酮苷类物质是构成茶汤色泽的重要因子，有研究表明，在贮藏过程中茶汤的红绿度和黄蓝度不断升高，杨梅素含量逐渐下降，茶汤色泽黄度急速上升[5-6]，杨梅素苷的氧化可能是茶汤褐变的直接原因；WANG等[7]检测分析了绿茶茶汤中三种黄酮醇苷元与茶汤色泽的关系，结果表明槲皮素含量与茶汤色泽相关性较高，相关系数达0.7647。这几个结果不完全一致，要准确评价其作用还需进一步探究，但可以肯定的是黄酮苷类对茶汤色泽具有重要调节作用；另有研究指出，EGCG对茶汤体系的黄变起主要作用，而杨梅素对茶汤体系的红变起主导作用[8]，因此，研究黄酮醇与儿茶素类物质辅色、增色效应，对探明绿茶茶汤的红变、褐变机理以及选择合适的护色方案具有重要意义。总之，在绿茶的加工和贮藏等过程中，多种因素都会影响茶汤色泽，在液体茶饮料的加工和贮藏过程中，要综合把握各项因素。

2.2 茶汤沉淀影响因素

茶汤沉淀现象是目前制约茶饮料市场发展的重要因素之一，由于冷后浑的形成，茶汤性状不稳定，不能保持清澈透明的饮料特征，或在储藏过程中会逐渐形成沉淀[9]。绿茶饮料茶乳酪的形成主要受茶叶内含成分、茶叶原料、浸提时间与温度、浸提水质、微生物污染的影响。

茶多酚是构成茶汤沉淀物的主体物质，在茶叶尤其是绿茶中含量很高，在光照、氧气、温度等外界条件下易发生氧化褐变影响茶汤色泽，以及与茶叶中其它物质反应产生沉淀影响茶汤的澄清度，在红茶中，茶多酚的氧化产物茶黄素、茶红素、咖啡碱是构成茶乳酪的主要成分[10-11]。

茶叶原料不同、内含成分不同，对茶汤沉淀也会产生不同的影响，茶汤萃取时温度的高低及时间的长短会影响茶叶水浸出物的含量，进而影响茶汤的澄清度及沉淀物的生成量；长时间浸提虽有利于提高茶汤浓度，但茶叶功能成分茶多酚易于氧化，且易生成沉淀物[12]；龚淑英等[13]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；浸提的水质也间接影响液体茶饮料品质，不同的水质中金属离子含量不同，对茶汤亮度、色泽、滋味等造成的影响也不尽相同，研究表明，蒸馏水、纯净水和软化水能较好的保持茶饮料亮度、色差，在贮藏过程中不出现沉淀，但蒸馏水的茶汤偏苦涩，且蒸馏水价格高，不如纯净水的滋味醇正[14]；许勇泉等[15]研究指出，随Ca2+浓度的升高浊度增强，茶多酚和蛋白质含量下降，感官品质下降，自来水这一现象最显著。宁井铭[16]研究表明，金属离子，特别是Ca2+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，产生沉淀影响茶汤品质；SMITH[17]研究表明，茶汤pH值显著影响茶乳酪的形成，当红茶茶汤pH值为4时茶乳酪生成量最多。VUONG等[18]将绿茶浸提过程保持在不同的pH值，研究表明随着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，这表明茶汤沉淀成分与茶叶种类有关，不同种类茶叶浸提的茶汤对不同的pH值表现敏感。在深加工过程中，通过选择合适的水质浸提可以提高茶汤的稳定性以及色泽品质，从源头减少了液体茶饮料品质问题的出现。

2.3 茶汤香气影响因素

茶饮料的香气成分种类繁多，包括醇、醛、酯、酸、萜类等近10类物质，其中绿茶的香气成分达150多种，红茶、乌龙茶则多达300多种，这些香气成分极不稳定，受热尤其是杀菌后的变化极为显著[19]。茶饮料香气劣变主要是由于加热使香气成分的组成及比例发生了极大的变化，尤其是产生了一些具有明显臭味的物质，从而破坏了香气成分的平衡，导致香气劣变。

梁靖[20]研究了液体茶饮料加工过程中的香气变化发现，萃取和灭菌是影响液体茶饮料香气的两个重要环节，不同温度、不同时间处理的萃取均对香气品质产生影响，不同灭菌方式也会显著影响香气品质。

微生物的污染也会诱发茶汤变质，进而产生沉淀并引发色泽改变。

3 液体茶饮料品质调控

3.1 原料选择

在传统冲泡的茶叶中，中高档的茶叶是人们选择的主要品类，而低档茶往往不受人们的喜爱，而茶叶深加工能充分利用茶叶资源。研究发现，随着原料级别的降低，绿茶水中茶多酚、氨基酸、儿茶素、咖啡碱含量下降，闷熟味减弱，沉淀减少，色度能很好保持，所以以低档茶为原料的绿茶茶汤品质较好。

3.2 低温浸提

在茶汤浸提过程中，随着浸提温度的升高，儿茶素、咖啡碱及黄酮化合物等主要化学成分浸出率增加，茶汤固形物含量升高。儿茶素、咖啡碱及其他化学成分含量达到一定量以后，茶汤开始容易产生冷后浑及沉淀，且随着主要化学成分含量的不断增加，茶汤沉淀量也逐渐增加[21]。低温萃取可以减少茶汤褐变[22]；通过低温超声辅助浸提[23]、微波辅助浸提[24]不仅可以缩短萃取时间，还可以提高效率和品质；采用冷浸可使茶多酚及氨基酸仍有一定浸出率，而且减少了其他易络合物质的浸出率，使提取液中参与络合反应的基质浓度降低，既清除了饮料的浑浊沉淀，又能保持茶叶原有风味。张文文等[25]研究表明，冷浸较佳的工艺参数：提取温度为室温（20～32℃），浸提时间为3～6 h，茶∶水=1∶（40～80），并且一次性提取，由此可知，通过控制浸提温度对茶汤品质具有重要的改善作用。

3.3 超滤

过滤是获得澄清饮料最基本的技术，研究表明，冷后浑沉淀是茶汤成分冷却后相互聚集形成的疏水性胶体颗粒，多数粒子直径在0.1～1.03 μm之间，所以可以通过过滤的方式，实现茶饮料的澄清净化。粒径大于10 μm的采用粗滤，粒径较小的采用微孔膜过滤，对更小的采用0.001～0.01 μm的超滤膜过滤，这些统称为超滤。TODISCO等[26]研究发现无机膜超滤后对红茶茶汤的澄清度明显提高，两个月内未发现浑浊；刘建力等[27]研究认为用截留相对分子质量为50000～80000的聚偏氟乙烯超滤膜可有效去除茶汁浑浊，但茶汤有效成分也会被去除，所以过滤时应采用多孔径滤膜进行多层次配置。

3.4 添加外源物质

3.4.1 添加酶类

添加酶类对绿茶茶汤抗沉淀效果表明，单宁酶抗沉淀效果最好，最佳作用效量为4.0 U/g可溶物，最佳作用时间2 h；另外，添加葡萄糖氧化酶对饮料也具有一定的护色效果，所以可通过添加外源酶类来调控茶汤沉淀。

3.4.2 添加抗氧化剂

在绿茶饮料中添加一定量的抗氧化剂，可提高茶多酚、氨基酸、咖啡碱的稳定性[28]。梁月荣等[29]研究发现，在高温灭菌过程中添加L-抗坏血酸、半胱氨酸和亚硫酸钠对茶多酚的氧化具有显著抑制作用，茶汤明亮度显著提高，并且比单独添加L-抗坏血酸效果显著；添加维生素C、ZnCl2对保持绿茶茶汤色泽的稳定性效果最好，添加0.03%的ZnCl2、0.02%的维生素C、并且调节茶汤的pH为5.0，可较好地起到护色作用；叶倩等[30]研究发现添加维生素C可以抑制茶饮料灭菌和贮藏时的茶多酚氧化；刘盼盼等[31]研究表明，抗坏血酸钠在灭菌贮藏过程中对纯茶饮料的风味品质及生化成分有明显的保护效果，儿茶素含量越高，保护效果越好。

3.4.3 添加吸附剂、包埋剂

研究表明，用某种液体如含β-CD的水浸提茶叶时，可高效浸出茶中的可溶性成分和香气成分[32]；β-CD对儿茶素类进行包埋不仅可以防止冷后浑形成，还可以起到护色作用[33]，添加聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）可有效地物理吸附茶饮料中的茶多酚，降低饮料中茶多酚含量[34]。纯茶饮料的沉淀主要是由氢键引起的，添加魔芋多糖与茶汤粒子相互吸附形成水溶性复合体，阻止了茶汤粒子之间的聚集，减少茶汤沉淀[35]。

3.4.4 其他添加物

研究表明，通过添加金属离子螯合剂（EDTA）可有效降低沉淀的形成；另外添加糖类可以有效地抑制红茶冷后浑的形成[36]；添加焦磷酸盐[37]有一定护色效果。

3.5 pH调节与包装选择

采用去离子水，调节茶汤酸度使之处于较低的pH值[38]，满瓶罐装、金属或有色PEP瓶包装等措施，均可提高茶汤色泽稳定性。生产上往往几种技术联合使用。

3.6 灭菌技术

灭菌是液体茶饮料加工工艺的关键环节，灭菌的好坏直接影响液体茶饮料的品质，为了改善液体茶饮料的品质，除了以往的传统高温灭菌，还有其它灭菌技术。

3.6.1 膜过滤除菌

现代膜分离技术可以截留微生物，起到除菌的目的。膜过滤除菌是在常温下进行，因而特别适合热敏感物质[39]。2005年云南省澜沧江啤酒企业集团公司采用新工艺，引进美国和德国先进技术，在国际上首次建立了一条膜冷除菌/无菌灌装茶饮料工业化生产线，产品质量获得显著提高，除菌前后产品风味品质基本无变化，茶多酚、氨基酸、咖啡碱、pH和色差等变化极小[40]。

3.6.2 超高温瞬时灭菌

习惯上把加热温度为135～150℃，加热时间为2～8 s，加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程称为UHT（超高温瞬时灭菌）灭菌[41]。由于微生物对高温的敏感性远大于大多数食品成分对高温的敏感性，故UHT杀菌能在很短的时间内有效地杀死微生物，保持食品应有的品质[42]。

3.6.3 高压脉冲电场灭菌

高压脉冲电场杀菌技术是通过高压电脉冲电场所产生的强脉冲电场使通过的流态食品例如饮料中的有害细菌膜穿孔效应，实现食品非加热灭菌保鲜机理。高压脉冲电场杀菌能保持茶饮料原有的营养风味，对色泽影响小，比高温杀菌能耗小、成本低、设备投资少。

4 发展中存在的问题与前景展望

中国产业洞察网研究统计，对于液体茶饮料，我国人均年消费量不足15升，台湾地区人均年消费量约25升，而日本的人均年消费量有40升，我国人民对液体茶饮料的需求还有很大的潜力，人们对饮料的需求也逐渐向着天然、保健、高营养的方向发展。现在我国茶饮料发展进入瓶颈期，主要存在以下几个方面问题：研发力度不够，产品创新不够；企业数量众多，质量参差不齐；茶饮料审批不严格，行业垄断；茶味淡，和普通饮料难以分辨；茶饮料色泽差，例如绿茶饮料会出现颜色发黄等。要想液体茶饮料在市场上站稳脚跟并不断发展，还需做出相应调整和改变。

4.1 发展多元化产品

目前市场上多数是绿茶、红茶和乌龙茶为原料的茶饮料，几乎很难看到黄茶、白茶和黑茶饮料，但其功效不比绿茶、红茶差，开发方便的白茶风味饮料对白茶市场乃至整个茶饮料市场都将是一个巨大的推动[43]。再如黑茶中的茯茶，具有降脂减肥降血糖以及保肝抗辐射等多种作用，但是如何减少加工中的不良气味、如何保证所制茶饮料的品质成分不发生改变及药理保健功能不丢失是黑茶饮料发展面临的问题[44]，值得进一步探讨研究。