朝鲜蓟发酵茶泡制工艺研究
2020-03-11邓爱华易梦媛易明霞李林峰李青洋
张 婷，邓爱华，易梦媛，易明霞，李林峰，李青洋
（湖南文理学院 生命与环境科学学院，湖南 常德 415000）
朝鲜蓟，别名菜蓟、法国百合，为菊科菜蓟属多年生植物，是一种营养价值较高的保健蔬菜，有“蔬菜之王”的美誉[1-2]。朝鲜蓟不仅具有提高肝脏的活力、促进肝脏排毒、促进肝脏细胞再生、增进胆汁的分泌和脂肪的消化、抗氧化、抗高血脂保护心血管、改善功能性消化不良的作用，而且对恶性细胞也有一定的功效[3]。目前，朝鲜蓟花苞主要用于制作罐头，利用率只有1/3，大量的外苞叶浪费。试验以项目组开发的朝鲜蓟发酵茶为原料[4-6]，进一步研究朝鲜蓟发酵茶的泡制工艺及抗氧化性能，为朝鲜蓟发酵茶的市场推广及功效提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
朝鲜蓟茶，常德市鑫盛生物科技有限公司提供；总抗氧化能力（T-AOC） 测定试剂盒，南京建成生物工程研究所提供。
HJ-6 型磁力搅拌器，上海国华仪器公司产品；ELx800 型全自动酶标仪，上海赛默生物科技有限公司产品；EL104 型电子天平，梅特勒- 托利多仪器有限公司产品；UV-1600 型紫外分光光度计、PHS-25 型pH 计，上海精密科学仪器公司产品；YB-700A 型高速多功能粉碎机，浙江速峰公司产品。
1.2 试验方法
1.2.1 工艺流程朝鲜蓟发酵茶粉碎→过筛→称量→袋装→封口→朝鲜蓟袋泡茶→泡制→感官评分。
1.2.2 感官评定方法
感官评分表参照GB/T 23776—2009《茶叶感官评审法》 和GB/T 24690—2018《袋泡茶》 制定，结合了朝鲜蓟泡茶后的特点，对品质特征的标准做了部分修改，以香气、汤色、滋味进行感官评分，满分为100 分。
朝鲜蓟袋泡茶感官评分标准见表1。
1.2.3 抗氧化性测定通过体外抗氧化试验ABTS 法和DPPH 法来检测朝鲜蓟袋泡茶的抗氧化能力。
表1 朝鲜蓟袋泡茶感官评分标准
ABTS 法计算公式为：
朝鲜蓟茶总抗氧化能力（mM） =-1.121 4×测定OD 值+1.126 2。
DPPH 法计算公式为：
朝鲜蓟茶总抗氧化能力（mL） = [(测定OD 值-对照OD 值)/0.3]×反应液总量×样本测试前稀释倍数/取样量。
1.3 试验设计
1.3.1 包材的选择
取2.5 g 朝鲜蓟发酵茶，粉碎过筛，分别用5 cm×7 cm 的无纺布袋、滤纸袋、尼龙纤维袋包装成袋泡茶。置于透明玻璃杯中加入250 mL，于90 ℃下热水冲泡15 min，对包材影响进行评价。
1.3.2 单因素试验设计
取2.5 g 朝鲜蓟袋泡茶，冲泡时间15 min，冲泡水温85 ℃，加水量200 mL，粉碎度40 目，分别考查袋泡茶净含量（2.0，2.5，3.0，3.5 g）、冲泡时间（5，10，15，20，25 min）、冲泡温度（75，80，85，90，95 ℃）、加水量（100，150，200，250，300 mL）、目数（＜10，10～20，20～40，40～60，60～80 目） 等因素对朝鲜蓟袋泡茶感官评分的影响。
1.3.3 响应面试验设计
在单因素试验结果的基础上，采用Box-Behnken设计原理，选取对朝鲜蓟袋泡茶影响较大的4 个因素冲泡时间（A）、加水量（B）、冲泡温度（C）、粉碎度（D） 为自变量，每个因素的高中低水平分别以0，1，-1 进行编码，以朝鲜蓟袋泡茶的感官评分为响应指标（Y），进行响应面试验设计因素与水平设计。
响应面试验因素与水平设计见表2。
2 结果与分析
2.1 包材的选择
对3 种不同包材朝鲜蓟袋泡茶的汤色、香气、滋味等方面进行综合评价。尼龙纤维包材冲泡的茶颜色浑浊，不透明，出现少量沉淀，香味较沉重，苦味较重，说明尼龙纤维袋孔径过大，不适宜作为朝鲜蓟袋泡茶的包材；滤纸包材冲泡的茶，在前5～10 min 茶汤色浅，香气及口感较淡，可能是孔径过密，有效成分释放较慢，不宜作为朝鲜蓟泡茶的包材；无纺布包材冲泡的茶，汤色透明，无沉淀，香气滋味较好，因此选择无纺布作为朝鲜蓟袋泡茶的包材。
表2 响应面试验因素与水平设计
2.2 单因素试验
2.2.1 冲泡时间的影响
冲泡时间对感官评分的影响见图1。
由图1 可知，冲泡时间太短，朝鲜蓟有效成分释放不完全，汤色较浅，香气不够浓郁，口感风味较淡；随冲泡时间的延长，茶汤颜色也逐渐加深，由浅黄逐渐变成棕黄，有效成分全部进入茶汤；冲泡时间过长，茶汤口感苦涩，色泽浑浊，合适的冲泡时间为20 min。
2.2.2 加水量的影响
加水量对感官评分的影响见图2。
由图2 可知，当加水量低于150 mL 时，朝鲜蓟袋泡茶吸收水分沉入杯底，有效成分在杯底沉淀，茶色分布不均匀，有明显分层现象。当加水量为200～250 mL 时，汤色均匀、香味浓郁；进一步加大水量，茶汤口感变淡，合适的加水量为200 mL。
2.2.3 冲泡水温的影响
冲泡水温对感官评分的影响见图3。
由图3 可知，随着冲泡水温的升高，朝鲜蓟袋泡茶有效成分释放完全，茶汤香气浓郁、汤色透亮、滋味纯正；水温过高，对活性成分破坏较多，合适的冲泡水温85 ℃。
2.2.4 粉碎度的影响
粉碎度对感官评分的影响见图4。
表3 Box-Behnken 试验设计及结果
由图4 可知，当粉碎度低于10 目，朝鲜蓟碎片过大，与水的接触面积小，有效成分释放较慢，茶汤色浅，味道不足，口感很淡。当粉碎度高于80 目，朝鲜蓟粉末太细，冲泡时香气散发快，内部容易结块，茶汤口感偏苦，合适的粉碎度为40 目左右。
2.3 响应面试验
2.3.1 试验设计与结果
以朝鲜蓟袋泡茶感官评分作为响应值，选择四因素三水平进行响应面试验。
Box-Behnken 试验设计及结果见表3。
2.3.2 方差分析及响应面试验结果
使用Design-Expert 8.0.6 软件对表3 数据进行多元回归拟合，得到回归方程方差分析结果。
回归方程方差分析见表4。
由表4 可知，方差分析结果中Prob＞F 项目值小于0.05 表明，该方程模型显著，而失拟项的p 值为0.252 5 检验为不显著，说明回归方程与实际情况吻合较好，试验误差小，因此可用该回归方程代替试验真实点对试验结果进行预测。该表中的二次项B2的p 值（小于0.000 1），说明加水量对感官评分有极显著影响。一次项A，B，二次项A2，C2，D2小于0.05，对响应值影响显著。在所选取的因素水平范围内，对感官评分的影响程度为冲泡时间＞加水量＞粉碎度＞冲泡水温。
表4 回归方程方差分析
通过统计分析软件对表2 中试验数据进行二次多项式回归拟合，以感官评分为因变量，以冲泡时间、加水量、冲泡水温、粉碎度为自变量，建立二次多项回归方程预测为模型：
感官评分=88.80+3.75A-3.33B+1.17C+1.25D+2.50AB+1.00AC+0.25AD-3.00BC+2.50BD+0.50CD-3.90A2-8.52B2-5.52C2-6.40D.
模型相关系数R2为0.832 9，“Adeq Precision”测量信噪比为7.6，大于4 的比率是可取的，说明回归方程的拟合程度良好。
2.3.3 各因素之间交互作用影响
根据回归方程建立响应曲面图，考查冲泡时间、加水量、冲泡水温、粉碎度对朝鲜蓟袋泡茶感官评分的影响。
两两因素交互作用对朝鲜蓟袋泡茶感官评分的影响见图5。
响应面坡度的陡峭程度说明随着影响因素的变化，其对应响应值的变化情况。从图5 可以看出冲泡水温和加水量的曲面坡度最大，所以对感官评分的影响最大。随着冲泡水温和加水量的增加，其感官评分先增大后减小。
经过响应面回归分析得到朝鲜蓟袋泡茶最佳泡制工艺为冲泡时间22 min，加水量243 mL，冲泡水温86 ℃，粉碎度40 目，在此条件下感官评价得分理论值为90 分，与单因素试验较为相近，这也进一步证实了试验模型的可靠性和预测值的准确性。
2.4 朝鲜蓟茶抗氧化性
利用DPPH 法和ABTS 抗氧化试剂盒检测朝鲜蓟袋泡茶溶液的抗氧化能力分别为1.079 1 和86.81，表明朝鲜蓟中多酚类化合物进入茶汤，茶汤富含抗氧化活性物质，具有一定的抗氧化能力。
3 结论
以感官评价为指标，通过单因素试验和响应面试验设计优化朝鲜蓟发酵茶泡制工艺。在所选取的因素水平范围内，对感官评分的影响程度大小顺序为冲泡时间＞加水量＞粉碎度＞冲泡水温。朝鲜蓟发酵茶的最佳泡制工艺为冲泡时间22 min，加水量243 mL，冲泡水温86 ℃，粉碎度40 目，在此条件下感官评分为90 分。ABTS 法和DPPH 法检测表明朝鲜蓟袋泡茶具有明显的抗氧化能力。
