黑茶饮料的研制

甄润英，刘欣，李若颖，何新益，*

（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津300384；2.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津300384；3.天津市农副产品加工科教兴农集成创新示范基地，天津300384）

黑茶，是中国特有茶类，属于后发酵茶，因成品茶的外观呈黑色，故得名。黑茶是我国生产的绿茶、黄茶、黑茶、白茶、红茶、青茶六大茶类之一，它的主要产地有湖南、湖北、四川、云南、陕西等地[1]。黑茶中含有咖啡碱，通过咖啡碱的刺激作用还可以提高胃液的分泌量，从而能够增进食欲、帮助消化[2]。黑茶还因具有茶多酚、茶色素、茶多糖等功能性成分而具有明显清脂肪、减肥胖，清肠胃、助消化、清血管、降三高[3]、抗氧化、抗菌[4]等功能。故有唐朝陈藏器在《本草拾遗》中写道“茗茶苦寒，久食令人瘦，去人脂”；清朝汪昂的《本草备要》亦有茶叶“多饮消脂，最能去油”的记载[5]，由于茶饮料具有加工简便、营养丰富、饮用方便且富有保健功能等特点，甚至有众多专家学者预言茶将成为“世纪饮料之王”[6]。尽管在预防疾病以及保健养生等方面具有很高的研究和开发利用价值，但黑茶因为其外形、包装和销售等原因[7]，而且副产品单一，销量不是很好。2009年全国饮料总产量为8 000万吨，全国人均饮料年消费量达到39升。目前饮用品中除各种茶类外，占主导地位的仍然是碳酸饮料、各种果汁及咖啡等[8]。制作开发一款黑茶饮料，既能够丰富茶饮料市场，又可以使黑茶产业多元化发展。本试验从工艺及配方的优化、感官品质评价等方面进行分析，研制出一款茶饮料。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

安化黑茶：天津市华苑茶叶批发市场；柠檬酸：天津富鑫康食品有限公司；硫酸亚铁、磷酸二氢钾、酒石酸钾钠：天津市江天化工技术有限公司；磷酸氢二钠、无水硫酸钠、亚硫酸钠：天津市风船化学试剂科技有限公司；高锰酸钾、亚铁氰化钾：天津大学科威公司。

HH·S21-Ni6电热恒温水浴锅：北京三二八科学仪器有限公司；FAA4000精密电子天平：天津天马衡基仪器有限公司；WFJ7200可见分光光度计：龙尼柯（上海）仪器有限公司；TOMY SX-500高压蒸汽灭菌锅：上海博谊生物科技有限公司；CM-5色差仪：深圳市三恩驰科技有限公司；STARTER 3100pH计：奥豪斯仪器（上海）有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 黑茶饮料制作

1.2.1.1 工艺流程

黑茶→粉碎→浸提→粗滤→调配→离心→灌装→杀菌→冷却→检查→成品

1.2.1.2 操作要点1）原料的挑选：选取品质较好、杂质较少的黑茶。2）粉碎：为了提高浸提率，浸提前先将茶叶粉碎至40目。

3）浸提：采用二次浸提合并的方法，按照最佳浸提方法进行提取。

4）粗滤：浸提后使用80目滤网滤去茶渣，得到茶汁提取液备用。

5）茶饮料的调配：按照试验设计进行配比，对黑茶饮料进行调配。

6）混合液的离心：采用离心分离，转速4 000 r/min，时间20 min。

7）灌装及杀菌：采用玻璃瓶灌装并沸水浴杀菌10 min。

8）冷却：杀菌后取出成品，将成品冷却至室温。

9）抽样检查：对成品抽样进行感官评价及理化指标等检测。

1.2.2 浸提条件的试验设计

根据黑茶的特性研究得知，影响其浸提效果的主要因素为茶水比、浸提温度及浸提时间，为了选择合适的浸提条件，本试验采用单因素试验进行优选。通过对不同浸提条件下茶叶中水浸出物含量及色差进行测定分析，对比得到不同浸提条件对黑茶提取液物理性质的影响；并进行感官评价，感官评分标准见表1。

表1 黑茶提取液的感官评分标准Table 1 Sensory evaluation criteria for black tea extract

1.2.3 黑茶饮料配方单因素试验设计

在相同的浸提条件下得到的黑茶提取液作为原料，分别试验50 mL/100 mL～90 mL/100 mL的黑茶汁提取液添加量，2 g/100 mL～10 g/100 mL的白砂糖添加量，0.03 g/100 mL～0.11 g/100 mL的蜂蜜添加量以及0.03 g/100 mL～0.11 g/100 mL的柠檬酸添加量对黑茶饮料感官品质的影响，根据黑茶饮料感官评分标准对茶汤的品质进行评定。

1.2.4 黑茶饮料配方正交试验设计

在配方单因素试验的基础上，以感官评分为评价标准，采用四因素三水平，即L9（34）进行正交试验以确定最佳配方[9]，具体因素水平如表2所示。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Factor and levels list of orthogonal tests

1.2.5 主要理化、卫生指标的测定方法

水浸出物含量的测定：参照GB/T 8305-2013《茶水浸出物测定》规定的方法测定[10]。

茶多酚含量的测定：参照GB/T 21733-2008《茶饮料》规定的方法测定[11]。

咖啡因含量的测定：参照GB 5009.139-2014《食品安全国家标准饮料中咖啡因的测定》规定的方法测定[12]。

可溶性固形物的测定：参照GB/T 12143-2008《饮料通用分析方法》规定的方法测定[13]。

菌落总数的测定：参照GB 4789.2-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》规定的方法测定[14]。

霉菌的检测：参照GB 4789.15-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》规定的方法检测[15]。

1.2.6 成品的感官评价

对成品黑茶饮料进行感官评价，各项因素分别评分然后得到总分，感官评分标准见表3，它的分值越大说明黑茶饮料的品质越好。

表3 成品感官评价表Table 3 Sensory evaluation of finished products

2 结果与分析

2.1 黑茶饮料浸提条件的确定

2.1.1 浸提时茶水比条件的确定

分别准确称取 2 g黑茶粉，以 1 ∶25、1 ∶50、1 ∶75、1∶100（g/mL）的茶水比例，首先煮沸 3 min，在 90℃的温度条件下进行浸提，浸提时间为25 min。对得到的茶汁提取液进行色泽、水浸出物含量的测定并进行感官评价。茶水比对茶汁色泽、水浸出物含量及浸提液品质的影响见表4、图1和表5。

由表4可知，L*值随着加水量的增大而增大，表示加水量越大，浸提液的颜色越清亮，而a*值和b*值随着加水量的增大而减小，提取液的颜色由较深的红褐色变为黄褐色。

由图1可知，在相同的其他浸提条件下，当茶水比为1∶75（g/mL）时，茶叶的水浸出物含量最高。

表4 茶水比对茶汁色泽的影响Table 4 Effect of tea water ratio on the color of tea juice

图1 茶水比对茶叶水浸出物含量的影响Fig.1 Effect of tea ratio on water extract content

表5 不同茶水比对浸提液品质的影响Table 5 Effects of different tea water ratios on the quality of extraction solution

由表5可知，茶水比对提取液的感官品质影响显著。通过综合分析，确定浸提最佳茶水比为1∶75（g/mL）。

2.1.2 浸提温度的确定

分别准确称取2 g黑茶，在茶水比为1∶75（g/mL）的条件下，首先煮沸3 min，根据查资料得知黑茶最适浸泡温度为90℃左右，因此确定为60、70、80、90℃的温度条件下进行浸提，浸提时间为25 min。对得到的茶汁提取液进行色泽、水浸出物含量的测定并进行感官评价。浸提温度对茶汁色泽、水浸出物含量及浸提液品质的影响见表6、图2和表7。

表6 浸提温度对茶汁色泽的影响Table 6 Effect of extraction temperature on color of tea juice

由表6可知，L*值随着提取温度的升高而减小，提取液的色泽也随之变暗，a*值和b*值基本上随着提取温度的升高而变大，提取液的色泽由浅黄褐色变为深黄褐色。

图2 浸提温度对茶叶水浸出物含量的影响Fig.2 Effect of extraction temperature on water extract content

由图2可知，在相同的其他浸提条件下，当浸提温度为90℃时，茶叶的水浸出物含量最高。

表7 不同浸提温度对浸提液品质的影响Table 7 Effects of different extraction temperatures on the quality of extracts

由表7可知，在茶水比一定的条件下，随着浸提温度的升高，浸提内含物溶出量越大，浸提液的色泽越均匀，口感越好，香气越浓。综合分析可知，最佳提取温度为90℃。

2.1.3 浸提时间的确定

分别准确称取2 g黑茶，在1∶75（g/mL）的茶水比条件下，首先煮沸3 min，然后在90℃的温度条件下进行浸提，浸提时间分别为 20、25、30、35 min。得到的茶汁提取液进行色泽、水浸出物含量检测及感官评价。浸提时间对茶汁色泽、水浸出物含量及浸提液品质的影响见表8、图3和表9。

表8 浸提时间对茶汁色泽的影响Table 8 Effect of extraction time on color of tea juice

由表8可知，L*值随着浸提时间的增加而减小，提取液的色泽随之变暗，a*值和b*值随着浸提时间增大而变大，提取液的色泽由浅黄褐色变为深黄褐色。

图3 浸提时间对茶叶水浸出物含量的影响Fig.3 Effect of extraction time on water extract content of tea water extract

由图3可知，其他浸提条件一定时，当浸提时间为25 min时，茶叶的水浸出物含量最高。

表9 不同浸提时间对浸提液品质的影响Table 9 Effect of different extraction time on the quality of extraction solution

由表9可知，随着浸提时间的增加，浸提液的色泽由浅变深。综合分析可知，最佳浸提时间为25 min。

2.2 黑茶饮料配方单因素试验结果

2.2.1 黑茶汁提取液添加量的确定

黑茶汁提取液添加量对黑茶饮料品质的影响见图4。

图4 黑茶汁提取液添加量对黑茶饮料品质的影响Fig.4 Effect of adding amount of black tea extract on the quality of black tea beverage

由图4可知，其他条件一定时，黑茶饮料的品质随黑茶汁提取液添加量的增加而提高，当黑茶汁提取液添加量为80 mL/100 mL时，其感官品质最好。因此，确定配方中黑茶汁提取液添加量为80 mL/100 mL。

2.2.2 白砂糖添加量的确定

白砂糖添加量对黑茶饮料品质的影响见图5。

图5 白砂糖添加量对黑茶饮料品质的影响Fig.5 Effect of sugar addition on the quality of black tea beverage

由图5可知，其他条件一定时，黑茶饮料的品质随白砂糖添加量的增加而提高。当白砂糖添加量为8 g/100 mL时，黑茶饮料感官品质最好。因此，确定配方中白砂糖添加量为8 g/100 mL。

2.2.3 蜂蜜添加量的确定

蜂蜜添加量对黑茶饮料品质的影响见图6。

图6 蜂蜜添加量对黑茶饮料品质的影响Fig.6 Effect of the amount of honey added on the quality of black tea beverage

由图6可知，其他条件一定时，当蜂蜜添加量为0.05 g/100 mL时，口感适中，随着蜂蜜添加量增加蜂蜜味过浓，感官评分有所降低。因此，确定配方中蜂蜜添加量为0.05 g/100 mL。

2.2.4 柠檬酸添加量的确定

柠檬酸添加量对黑茶饮料品质的影响见图7。

图7 柠檬酸添加量对黑茶饮料品质的影响Fig.7 Effect of citric acid addition on the quality of black tea beverage

由图7可知，在其他条件一定时，柠檬酸添加量为0.03 g/100 mL时饮料过甜，当柠檬酸添加量为0.05 g/100 mL时，茶汤感官品质最好，添加量继续增加时饮料过酸。因此，确定配方中柠檬酸添加量为0.05 g/100 mL。

2.3 黑茶饮料配方正交试验结果

黑茶饮料配方正交试验结果见表10。

表10 黑茶饮料配方正交试验结果Table 10 Result of orthogonal test on formula of black tea beverage

由正交试验结果（表10）可知，各因素影响主次顺序为：A（提取液添加量）>B（白砂糖添加量）>D（柠檬酸添加量）>C（蜂蜜添加量）；由表10可以直接看出试验最优组合第5组试验A2B2C3D1与极差分析得到的最优组合A2B2C2D1结果不一致，对两组进行对比，进行验证试验，最终A2B2C3D1（89分）感官评分高于A2B2C2D1（85分），因此确定产品的最佳配方为A2B2C3D1，即当黑茶汁提取液添加量为80 mL/100 mL、白砂糖添加量为8 g/100 mL、蜂蜜添加量为0.07 g/100 mL、柠檬酸添加量为0.03 g/100 mL时，黑茶饮料的感官品质最好。

2.4 黑茶饮料成品各项指标测定结果

根据GB/T 21733-2008《茶饮料》对黑茶饮料进检测，并与同类型饮料的理化指标进行比较。

2.4.1 感官指标

通过对黑茶饮料成品进行的感官评价，得到其感官指标由表11所示。

表11 黑茶饮料的感官指标Table 11 Sensory indicators of black tea drinks

2.4.2 主要理化指标及与同类型饮料理化指标的比较

通过对黑茶饮料成品及同类型茶饮料的理化指标进行检测，得到结果如表12所示。

表12 黑茶饮料主要理化指标及与同类型饮料理化指标的比较Table 12 Main physical and chemical indexes of black tea beverage and comparison with those of the same type of beverage

由表12可知，黑茶饮料的主要理化指标符合国家标准，且黑茶饮料的茶多酚含量超过了市场上同类产品，而咖啡因含量较低，更加符合人们对健康产品的要求。

2.4.3 微生物指标

通过对黑茶饮料进行微生物培养，并按相关标准进行检测得到黑茶饮料的微生物指标如表13所示。

表13 黑茶饮料的微生物指标Table 13 Microbial index of black tea beverage

由表13可知，此黑茶饮料符合国家标准要求。

3 结论

本试验最终确定以黑茶为原料，采用二次浸提合并法进行提取，通过对物理性状的检测及感官分析，确定提取时的茶水比为1∶75（g/mL），浸提温度为90℃，浸提时间为25 min，在此浸提条件下提取得到的浸提液组织状态最佳，且色泽、口感、风味等感官品质最好；并且通过感官分析，确定产品调配的最佳配方为：黑茶汁提取液添加量为80 mL/100 mL，白砂糖添加量为8 g/100 mL，蜂蜜添加量为0.07 g/100 mL，柠檬酸添加量为0.03 g/100 mL，按照该配方制得的饮料口感细腻柔和，清爽顺滑，香气浓郁，色泽清亮，具有良好的感官品质。经过理化检测得出本产品中茶多酚含量为1 105.4 mg/kg，咖啡因含量为279.1 mg/kg，菌落总数小于等于1 CFU/mL，霉菌总数小于等于1 CFU/mL，未检出致病菌。黑茶饮料的各项指标均达到预期目标，适合进行推广生产及上市销售。