茶多酚改性聚乙烯醇膜包装对西湖龙井茶贮藏品质的影响

付长春，陈杭君，郜海燕，王石磊，魏云潇，杨秀芳，孔俊豪，韩延超

（1.浙江树人大学生物与环境工程学院，浙江杭州310015； 2.浙江省农业科学院食品科学研究所，浙江杭州310021；3.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江杭州310016）

绿茶富含茶多酚、氨基酸等功能成分，在贮藏销售过程中易受湿度、温度、氧气和光照等条件影响，造成色泽、滋味以及营养功能品质的下降[1-3]。贮藏环境的湿度会影响茶叶品质， 与高湿环境相比，低湿环境可有效减轻茶叶褐变程度，有利于维持茶多酚和维生素C 的含量[2]。贮藏温度是影响茶叶的重要因素。王钟音等[4]发现，温度每升高10℃，劣变速率加快3～4 倍。绿茶在5 ℃以下贮藏8～12个月可保持品质基本不变， 而-10～-15 ℃条件下可保质2～3年[1]。氧气是造成茶多酚、维生素C等物质氧化的直接原因。余雄辉等[5]指出，与不脱氧相比， 脱氧保鲜的绿茶维生素C 含量和质量评分分别高出20%和30%。光照会引起叶绿素降解，导致绿茶变黄，同时促进脂肪酸类物质降解，使绿茶失去原有香味。汪毅等[6]发现，光照条件下，绿茶中的氨基酸、多酚等物质的含量明显下降，色泽变黄或变褐、香气低沉、滋味变淡。

通过包装材料控制环境因素的影响是保持绿茶品质的有效措施。目前高密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯薄膜等与低密度聚乙烯复合而成多层复合材料是绿茶包装的良好材料[1]。另外，纳米包装材料阻隔性能好，透氧率和透湿率低[7]。黄媛媛等[8]研制的纳米包装袋阻氧性良好，可有效减缓茶多酚、维生素C、 氨基酸等内含物质的下降。聚乙烯醇（PVA）是一种乙烯基聚合物，价格低廉，可生物降解，有优良成膜性、阻气保香性等性能，在食品包装领域有极大应用潜力。研究表明，PVA 可有效保持鲜切苹果和干香菇的贮藏品质[9]。文章研究了茶多酚改性聚乙烯醇（PVA）复合膜对西湖龙井茶营养功能品质及抗氧化性的影响， 并研究了总抗氧化能力与茶多酚、 维生素C、 游离氨基酸的相关性，旨在为绿茶包装保鲜提供理论与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

茶多酚改性聚乙烯醇（PVA）膜参考李璐[9]的方法制备。称量法取适量PVA，45 ℃水浴溶胀4 h后，同时加入质量分数为10%～15%的丙三醇增塑剂，95 ℃高温水浴搅拌3～4 h 至PVA 完全溶解，分别制备形成均一稳定PVA 水溶液。然后称取一定质量的茶多酚加至PVA 水溶液，搅拌至完全混合均匀， 制备形成茶多酚含量分别为0%、1%、3%、5%的改性复合膜液。最后， 采用流延法制备茶多酚改性PVA 膜。

用PVA 膜和茶多酚改性PVA 膜 （茶多酚含量分别为1%、3%、5%） 分别包装西湖龙井茶，每包25 g，每种包装处理30 包，共120 包。所有包装均常温避光贮藏，每隔2个月取样，贮藏期为12个月。每次取样从每种包装处理中随机抽取3 包，测定西湖龙井茶贮藏品质。

1.2 试验仪器

UV2802 扫描型紫外可见分光光度计（尤尼柯（上 海） 仪 器 有 限 公 司）、ME103E 型 电 子 天 平（METTLER TOLEDO）、HH-4 型恒温水浴锅（常州市金坛友联仪器研究所）等。

1.3 试验方法

1.3.1 茶多酚含量测定

溶解5.0 mg 没食子酸，并定容至50 mL，制备0.1 mg/mL 没食子酸标准液。分别取0、0.25、0.5、0.75、1、1.25、1.5 mL 没食子酸标准液于具塞试管中，加3 mL Folin-Ciocalteau 试剂，充分摇匀。静置5 min，加入6 mL 7.5% Na2CO3溶液，定容至25 mL，混匀。避光2 h 后，测定760 nm 波长下的吸光值，绘制标准曲线。取2 g 茶叶，注入100 mL纯净水（95 ℃），冲泡4 min，制备茶汤。取1 mL 适当稀释的茶汤样品， 按照绘制标准曲线的方法测定，重复3 次以上。

1.3.2 维生素C 含量测定

采用分光光度法测定维生素C（Vc）含量[10]。Vc 含量计算公式如下：

式中：V—样品提取液总体积，mL；m1—由标准曲线求得的Vc 质量，μg；Vs—测定时提取液体积，mL；m—样品的质量，g。

1.3.3 游离氨基酸总量测定

参照GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》。

1.3.4 总抗氧化能力测定

采用总抗氧化能力（TAOC）试剂盒测定。取茶样3.0 g 于150 mL 纯净水（95 ℃）中浸泡4 min，过滤，取茶汤。在37 ℃时，每分钟每毫升茶汤使反应体系的吸光度值（520 nm）每增加0.01 时，为一个总抗氧化能力单位。

1.4 数据统计及分析作图

采用Excel 2007、SPSS 20.0 软件进行数据统计分析，利用Origin 8.0 和Photoshop 等软件作图。

2 结果与分析

2.1 茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井茶贮藏过程中茶多酚含量的影响

茶多酚对西湖龙井茶色泽、 风味和营养品质等有重要影响。如图1 所示，随着西湖龙井茶贮藏时间的延长，茶多酚含量呈下降趋势。通过茶多酚改性聚乙烯醇（PVA）膜包装的茶叶，茶多酚降解速度明显低于未改性的PVA 膜。在前8个月贮藏过程中，不同茶多酚添加量的改性PVA 膜对西湖龙井茶多酚的保持效果基本相同， 而贮藏8个月以后，茶多酚添加量越高，改性PVA 膜对茶叶中茶多酚的保持效果越好。在4个不同包装处理中，茶多酚添加量为5%的PVA 改性膜包装对西湖龙井茶多酚的保持效果最好。这可能是因为茶多酚改性PVA 膜不仅可以阻止外界环境氧气进入包装，而且可以消耗包装内的氧气，从而减缓茶叶中茶多酚的氧化进程。黄应权等[11]发现，与低密度聚乙烯相比， 阻隔性能较好的镀铝复合膜包装的茶样茶多酚含量较高， 有效减少了功能性成分在贮藏过程中的消耗。张小华[12]也发现，铝箔袋具有良好的阻氧气性，能有效防止茶叶氧化，减少贮藏过程中茶多酚的损耗， 而气密性差的牛皮纸包装茶叶易氧化，致使茶多酚保留量低。

图1 茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井茶贮藏过程中茶多酚含量的影响Fig. 1 Effect of tea polyphenols modified PVA film on the content of tea polyphenols of Xihu Longjing Tea during storage

2.2 茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井茶贮藏过程中Vc 含量的影响

Vc 是西湖龙井茶重要营养指标，Vc 含量高低可以反映茶叶品质的优劣[10]。由图2 可知，随着贮藏时间的延长，茶叶中Vc 含量呈现不断下降的趋势。经过12个月的贮藏，未改性PVA 膜包装的茶叶Vc 含量从开始的23.5 mg/100 g 降至13.9 mg/100 g，下降了40.85%。1%、3%和5%茶多酚含量的PVA 改性膜包装的茶叶， 经过12个月的贮 藏，Vc 含 量 分 别 降 至15.1、15.9、17.1 mg/100 g，分别下降了35.74%、32.34%、27.23%。其中，5%茶多酚含量的改性PVA 膜包装对茶叶中Vc 的保持效果最好。这可能是因为茶多酚改性PVA 膜阻止了氧气对Vc 的氧化，从而延缓了Vc 含量的下降速率。

图2 茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井茶贮藏过程中Vc 含量的影响Fig.2 Effect of tea polyphenols modified PVA film on the content of Vc of Xihu Longjing Tea during storage

2.3 茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井茶贮藏过程中游离氨基酸含量的影响

绿茶游离氨基酸以茶氨酸为主，对色泽、滋味和香气有重要意义[3]。由图3 可知，在西湖龙井茶贮藏过程中， 游离氨基酸含量呈现先升后降的趋势。赵熙等[13]也发现，绿茶贮藏过程中，氨基酸总体呈下降趋势，过程中会出现小幅上升变化。这可能与水溶性蛋白质水解为多种游离氨基酸有关，在茶叶贮藏前期， 蛋白质的水解速率大于氨基酸的降解速率，而贮藏后期，蛋白质水解的游离氨基酸不足以抵消氨基酸的降解， 因而出现下降趋势[1]。通过茶多酚改性PVA 膜包装的茶叶，游离氨基酸的降解速度明显低于未改性的PVA 膜。3%和5%茶多酚含量的PVA 改性膜对西湖龙井游离氨基酸的保持效果基本相同，好于1%茶多酚含量的PVA 改性膜。随贮藏时间延长，西湖龙井游离氨基酸发生氧化降解，导致氨基酸含量下降，而茶多酚改性PVA 膜可通过阻氧，延缓氨基酸的降解，从而达到保持绿茶品质的效果。同样，曹婵月[14]发现纳米包装通过良好的氧气阻隔性，延缓并降低了茶叶中氨基酸的氧化。

图3 茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井茶贮藏过程中游离氨基酸含量的影响Fig. 3 Effect of tea polyphenols modified PVA film on the content of free amino acids of Xihu Longjing Tea during storage

2.4 茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井茶贮藏过程中总抗氧化能力的影响

总抗氧化能力是西湖龙井抗氧化性的重要指标，对茶叶品质评定有重要作用[10]。由图4 可知，随着贮藏时间的延长， 茶叶总抗氧化能力呈现下降趋势。从总体贮藏进程来看， 茶多酚改性PVA膜对茶叶抗氧化性的维持效果优于未改性PVA膜，而且改性PVA 膜中茶多酚含量越高，效果越明显。这可能是因为改性PVA 膜中的茶多酚阻止了西湖龙井抗氧化物质（茶多酚、维生素等）的降解，从而延缓了总抗氧化能力的下降。

图4 茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井茶贮藏过程中总抗氧化能力的影响Fig. 4 Effect of tea polyphenols modified PVA film on the total antioxidant capacity of Xihu Longjing Tea during storage

2.5 相关性分析

如表1 所示， 通过对不同包装处理贮藏条件下，西湖龙井茶多酚、Vc、游离氨基酸含量和总抗氧化能力等参数进行相关性分析， 发现总抗氧化能力与茶多酚、Vc、 游离氨基酸呈极显著的正相关，相关系数分别为0.962，0.974 和0.732。抗氧化物质（茶多酚和Vc）与总抗氧化能力的正相关关系，韩延超等[10]也有发现茶汤抗氧化能力与茶多酚、Vc 含量呈正相关，这些说明茶多酚和Vc 是影响西湖龙井贮藏期间抗氧化能力的重要因素。另外， 游离氨基酸与总抗氧化能力也表现出极显著的相关性，说明茶叶贮藏过程中，游离氨基酸可能也会影响西湖龙井的总抗氧化能力， 这可能和含硫氨基酸（如甲硫氨酸和半胱氨酸）具有抗氧化作用有关。

表1 总抗氧化能力与品质指标的相关性分析Table 1 Correlation coefficients between total antioxidant capacity and quality index

3 结论

文章研究了茶多酚改性聚乙烯醇（PVA）复合膜对西湖龙井茶贮藏过程中品质指标及抗氧化性的影响，并研究了总抗氧化能力与茶多酚、维生素C、游离氨基酸的相关性。随着西湖龙井茶贮藏时间的延长，茶多酚、Vc、游离氨基酸和总抗氧化能力均呈现下降趋势， 而游离氨基酸呈现先升后降的趋势。与未改性的PVA 膜相比， 茶多酚改性PVA 膜对茶多酚、Vc、 游离氨基酸和总抗氧化能力的保持效果更好， 其中，5%茶多酚含量的PVA改性膜保鲜效果最好。相关性分析表明，在西湖龙井贮藏过程中，总抗氧化能力与茶多酚、Vc、游离氨基酸呈极显著正相关。研究阐明了茶多酚改性PVA 膜对西湖龙井贮藏期间茶多酚、Vc、 游离氨基酸和总抗氧化能力的影响， 为绿茶贮藏保鲜提供了理论依据与技术支撑。