红茶泡腾片制备工艺

严利平，郭丹，练学燕，汪杨丽，李睿，李东*

1. 四川轻化工大学生物工程学院（宜宾 644000）；2. 宜宾川红茶业集团有限公司（宜宾 644000）；3. 重庆市食品药品检验检测研究院（重庆 401121）；4. 泸县商务和经济合作局（泸州 646100）

红茶是新鲜茶叶经过萎凋、揉捻、发酵、干燥等工艺制成的一种茶，其茶汤色泽红亮，香味浓郁。研究表明，红茶富含茶多酚、生物碱、氨基酸、可溶性糖及茶色素等多种功能性成分，具有生津清热、提神消疲等作用[1-2]，在调节肠道菌群与抗肥胖、抗氧化、抗癌和预防衰老等方面有良好功效[3-6]，以至红茶的保健作用越来越受到现代人的推崇。但是红茶传统的冲泡方式工序复杂、耗时长。往往普通人泡红茶，由于醒茶不足等各种原因，滋味寡淡，不能展现出红茶风味。此外，红茶的贮存期较短，贮存条件又比较苛刻，携带不便。传统的饮茶方式已不能满足消费者的需求，找到一种时尚新颖兼具冲泡简单、方便等优点的饮茶方式成为当务之急。

泡腾片是一种特殊的片剂，利用有机酸和碳酸盐或碳酸氢盐反应作泡腾崩解剂，置于水中，立即发生泡腾反应，生成并释放大量的二氧化碳气体，状如沸腾，故名泡腾片[7]。具有携带方便、即冲即饮、有效成分利于吸收等优点[8-9]。将茶饮与泡腾产品结合，开发的茶泡腾饮片形式新颖，冲泡简单，携带方便，可以满足消费者需求，增加茶叶原料附加值，提升茶叶利用价值。试验以红茶为原料，通过对制粒压片方法和辅料的选择，利用单因素正交试验对红茶泡腾片的制备工艺进行优化，形成食用方便的泡腾片茶饮，为茶饮的进一步开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红茶粉（实验室喷雾干燥制备）；95%乙醇；无水柠檬酸、酒石酸、苹果酸、碳酸氢钠、碳酸钠、乳糖、麦芽糊精、蔗糖、聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙二醇6000（均为食品级）。

1.2 仪器与设备

分析天平（上海佑科仪器仪表有限公司）；YP-1手动压片机（鹤壁市创新仪器仪表有限公司）；PHS-3E酸度计（上海佑科仪器仪表有限公司）；101-3B电热恒温干燥箱（浙江力辰仪器科技有限公司）；TA.XT2i质构仪（英国Stable Micro. Sys公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 红茶泡腾片制备工艺的筛选

1.3.1.1 酸碱分开湿法制粒

制酸粒：将酸源、红茶粉、甜味剂、填充剂、粘合剂和润湿剂按照一定比例混合，制得湿颗粒，45 ℃干燥，过孔径0.850 mm筛整粒，即得酸粒；制碱粒：将碱源、红茶粉、填充剂、黏合剂和润湿剂按照一定比例混合，其他步骤同上制得碱粒。将酸粒和碱粒混合，添加一定量的润滑剂，混合均匀，压片。

1.3.1.2 酸碱混合湿法制粒

将酸源、碱源、红茶粉、甜味剂、填充剂、黏合剂和润湿剂按照一定比例混合，制得湿颗粒，45 ℃干燥，过孔径0.850 mm筛整粒，添加一定量的润滑剂，混合均匀，压片。

1.3.1.3 粉末直接压片

将酸源、碱源、红茶粉、甜味剂、填充剂和黏合剂按照一定比例混合，添加一定量的润滑剂，混合均匀，压片。

通过预试验得出，采用酸碱分开湿法制粒得到的片剂，色泽不均匀，花斑较大，崩解时间长；酸碱混合湿法制粒得到的片剂，表面光滑整齐，崩解时间符合要求，且花斑较小；粉末直接压片法得到的片剂，崩解时间短，但易黏冲，成型不完整，对物料要求较高。故采用酸碱混合湿法制粒制备红茶泡腾片。

1.3.2 辅料的筛选

1.3.2.1 泡腾剂筛选

泡腾剂包括酸源和碱源，分别以柠檬酸、苹果酸、酒石酸为酸源，碳酸钠、碳酸氢钠为碱源，以乳糖为填充剂，对酸源和碱源分别进行比较。

对于酸源，酒石酸的口感差，有涩味，气泡不易消除，有研究表明，酒石酸易与水中的钙镁离子发生反应形成胶状沉淀[10]，故不采用酒石酸。

苹果酸口感较好，吸湿性没有柠檬酸柠强，但会使茶汤的色泽变淡，故不采用苹果酸。

柠檬酸口感好，且溶于水后没有可见的不溶物，缺点在于吸湿性强，但在制备过程中控制环境湿度及压片前充分对物料进行干燥可以克服，故选择柠檬酸为酸源。

对于碱源，碳酸氢钠和碳酸钠的各项指标相差很小，但是以碳酸氢钠为碱源制备的泡腾片能在水中迅速溶解，产生较多二氧化碳，故选择碳酸氢钠为碱源。

1.3.2.2 填充剂选择

食用泡腾片应完全溶于水，所以选取了乳糖、麦芽糊精作为填充剂进行压片，通过预试验对其外观、黏冲程度以及溶解情况进行判断得出，以麦芽糊精为填充剂制成的颗粒吸湿性强，崩解速度慢；以乳糖为填充剂制成的颗粒干燥，不易黏冲，并且光泽度好，易于压片，崩解速度较快，故选用乳糖作为填充剂。

1.3.2.3 其他辅料的选择

通过参考泡腾片常用辅料[11]及泡腾片相关研究中使用的其他辅料，选取聚乙烯吡咯烷酮K30作为黏合剂，聚乙二醇6000作为润滑剂，95%乙醇作为润湿剂，蔗糖作为甜味剂。

通过预试验得到，以聚乙烯吡咯烷酮K30的乙醇溶液作为黏合剂制成的颗粒，容易发生黏冲，且泡腾液不澄清，而红茶提取物润湿后具有一定黏性，可制备出较为理想的软材颗粒，故不采用聚乙烯吡咯烷酮K30作为黏合剂进行制粒，直接采用95%乙醇进行制粒。

以聚乙二醇6000作为水溶性润滑剂压片，泡腾溶液浑浊不澄清，有研究表明可能是红茶提取物中的某类成分和聚乙二醇6000发生反应[12]。通过控制压片时的湿度，可制备出满意的泡腾片，故不采用润滑剂聚乙二醇6000。

1.3.3 单因素试验

1.3.3.1 酸碱比的确定

红茶粉添加量30%、蔗糖粉添加量1%、酸碱添加量50%，采用柠檬酸作为酸源，碳酸氢钠作为碱源，按一定比例分别设定酸碱比（柠檬酸和碳酸氢钠质量比）为1.5∶1，1.25∶1，1∶1，1∶1.25和1∶1.5（g/g），以乳糖为填充剂，添加量19%进行压片制作泡腾片。以感官评分，以及崩解时间、产气量、pH和硬度为指标确定酸碱比。

1.3.3.2 酸碱添加量的确定

红茶粉添加量30%，蔗糖粉添加量1%，酸碱比1∶1.25（g/g），酸碱添加量分别设定为35%，40%，45%，50%和55%，以乳糖为填充剂，添加量分别为34%，29%，24%，19%和14%进行压片制作泡腾片。以感官评分，以及崩解时间、产气量、pH和硬度为指标确定酸碱添加量。

1.3.3.3 红茶粉添加量的确定

蔗糖粉添加量1%、酸碱添加量50%、酸碱比1∶1.25（g/g），红茶粉的添加量分别设定为25%，30%，35%，40%和45%，以乳糖为填充剂，添加量分别为24%，19%，14%，9%和4%进行压片制作泡腾片。以感官评分，以及崩解时间、产气量、pH和硬度为指标确定红茶粉添加量。

1.3.3.4 蔗糖添加量的确定

红茶粉添加量30%、酸碱添加量50%、酸碱比1∶1.25（g/g），蔗糖粉的添加量分别设定为0%，0.5%，1.0%，1.5%和2.0%，以乳糖为填充剂，添加量分别为20.0%，19.5%，19.0%，18.5%和18.0%进行压片制作泡腾片。以感官评分，以及崩解时间、产气量、pH和硬度为指标确定蔗糖粉添加量。

1.3.4 正交试验设计

以红茶粉添加量（A）、酸碱比（B）、酸碱添加量（C）、蔗糖粉添加量（D）为考察因素，每个因素选定3个水平，采取L9(34)设计正交试验（见表1），优化红茶泡腾片的制备工艺。

表1 泡腾片配方优化正交试验设计表

1.3.5 泡腾片指标测定

1.3.5.1 崩解时间

取1片泡腾片置于100 mL烧杯中，加入50 mL 50±5 ℃水，记录从有气泡放出，至气体停止逸出的时间，片剂应均匀溶解或分散于水中，无聚集的颗粒残留，即为崩解时间，平行检测3片，取平均值[13]。

1.3.5.2 产气量

采用质量损失法，精密称定100 mL烧杯质量（内有50 mL温度为20±5 ℃水）。精密称定1片红茶泡腾片的质量，置于该烧杯中，至片剂周围的气体停止逸出，片剂完全溶解或分散在水中，再称量烧杯及溶液总质量，平行检测3片，取平均值[14]。

1.3.5.3 pH

取泡腾片1片，投入50 mL水中，使其发泡并溶解，待气泡消失后，用酸度计测定pH，平行检测3片，取平均值。

1.3.5.4 硬度

取1片制备好的泡腾片，放在质构仪的平台上，用P/36R探头，按参数（测前速度5 mm/s，测试速度1.7 mm/s，测后速度10 mm/s，压缩比20%，时间5 s）测定硬度，平行检测3片，取平均值[15]。

1.3.6 感官评价表（见表2）

表2 感官评价表

1.4 数据处理

采用Origin 2017软件作图，DPS 7.05进行正交试验数据处理。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 酸碱比的确定

酸碱比是影响泡腾片风味的主要因素之一，酸碱比例不协调，会导致pH偏大或偏小，以至于口感不协调[16]。试验选取柠檬酸和碳酸氢钠组合作为崩解剂。由表3可知，随着酸碱比减小，碱源添加量增大，崩解时间先减少后增加，酸碱比为1∶1（g/g）时用时最短；产气量呈先增加后减小，酸碱比为1∶1（g/g）时产气最多；pH呈增加趋势；硬度先增加后减小，酸碱比为1∶1（g/g）时硬度最大；感官评分呈增加的趋势。但酸碱比为1∶1（g/g）时，pH为5.31，由于pH太低口感不佳。综合各项指标，在酸碱比1∶1.25（g/g）时，各项指标都较优，故酸碱比选取1∶1.00，1∶1.25和1∶1.50（g/g）进行正交试验优化。

2.1.2 酸碱添加量的确定

酸碱添加量对泡腾片的崩解时间和产气量影响较大，酸碱添加量太少会导致产气不足，崩解较慢。由表4可知，随着酸碱添加量增加，崩解时间先减少后增加，在酸碱添加量50%时用时最短；产气量呈逐渐增加的趋势；pH随着酸碱添加量增加而减少，但添加量40%～50%之间变化趋势不显著；硬度先增加后减少，添加量40%时硬度最大；感官评分随着酸碱添加量增加先增加后减小，添加量50%时得分最高。综合各项指标，在酸碱添加量50%时，各项指标都较优，故酸碱添加量选取1∶1，1∶1.25和1∶1.5（g/g）进行正交试验优化。

表3 不同酸碱比对泡腾片品质的影响

表4 不同酸碱添加量对泡腾片品质的影响

2.1.3 红茶粉添加量的确定

红茶粉是主要的原料，对风味和色泽的影响较大，添加过少风味不足，颜色太淡，添加过量色泽较暗，滋味苦涩。由表5可知，崩解时间随着茶粉添加量增加而增加，红茶粉添加量35%～40%时，崩解时间显著性增加；产气量随着红茶粉添加量的增加先增加后减少，添加量35%时产气最多；pH随着红茶粉添加量的增加变化不显著，在pH 6.1～6.2之间；硬度和感官评分都随着红茶粉添加量增加先增大后减小，红茶粉添加量35%时硬度最大，感官评分最高。综合各项指标，红茶粉添加量35%时，各项指标都较优，故茶粉添加量选取30%，35%和40%进行正交试验优化。

表5 不同红茶粉添加量对泡腾片品质的影响

2.1.4 蔗糖添加量的确定

蔗糖添加量对泡腾片的口感有很大的影响，加糖可以增加茶的鲜香味，但糖过多会掩盖茶原本的滋味。由表6可知，崩解时间随着蔗糖添加量的增加而减少；产气量变化趋势不明显；pH随着蔗糖添加量增加而减少；硬度随着蔗糖添加量增加变化趋势不明显；感官评分随着蔗糖添加量增加呈先增加后减少趋势，添加量0.5%时感官评分最高。综合各项指标，蔗糖添加量0.5%时，各项指标都较优，故蔗糖添加量选取0，0.5%和1.0%进行正交试验优化。

表6 不同蔗糖添加量对泡腾片品质的影响

2.2 正交试验结果

根据单因素试验结果，选取红茶粉添加量（A）、酸碱比（B）、酸碱添加量（C）、蔗糖添加量（D）进行正交试验，确定红茶泡腾片制备的最优工艺，正交试验结果见表7。

表7 泡腾片配方优化正交试验结果

接表7

由表7可以看出，对于评价指标中的泡腾片崩解时间而言，通过极差值R的比较，可知影响泡腾片品质的主次因素为B＞A＞C＞D，即酸碱比＞茶粉添加量＞酸碱添加量＞蔗糖添加量；结合表8来看，酸碱比、茶粉添加量、酸碱添加量和蔗糖添加量对泡腾片崩解时间影响极显著（p＜0.01），最优组合为A2B1C2D2，即茶粉添加量35%、酸碱比1∶1、酸碱添加量50%、蔗糖添加量0.5%、乳糖添加量14.5%。

表8 崩解时间正交试验方差分析

由表7可以看出，对于评价指标中的泡腾片产气量而言，通过极差值R的比较，可知影响泡腾片品质的主次因素为B＞A＞D＞C，即酸碱比＞酸碱添加量＞蔗糖添加量＞茶粉添加量；结合表9来看，酸碱比、茶粉添加量、酸碱添加量和蔗糖添加量对泡腾片产气量影响极显著（p＜0.01），最优组合为A1B1C3D2，即茶粉添加量30%、酸碱比1∶1、酸碱添加量55%、蔗糖添加量0.5%、乳糖添加量14.5%。

表9 产气量正交试验方差分析

由表7可以看出，对于评价指标中的泡腾片的pH而言，通过极差值R的比较，可知影响泡腾片品质的主次因素为B＞A＞D＞C，即酸碱比＞茶粉添加量＞蔗糖添加量＞酸碱添加量；结合表10来看，酸碱比、茶粉添加量和蔗糖添加量对泡腾片pH影响极显著（p＜0.01），酸碱添加量影响不显著（p＞0.05），最优组合为A2B2C1D3，即茶粉添加量35%、酸碱比1∶1.25（g/g）、酸碱添加量45%、蔗糖添加量1%、乳糖添加量19%。

表10 pH正交试验方差分析

由表7可以看出，对于评价指标中的泡腾片的硬度而言，通过极差值R的比较，可知影响泡腾片品质的主次因素为A＞C＞D＞B，即茶粉添加量＞酸碱添加量＞蔗糖添加量＞酸碱比，结合表11可看出，茶粉添加量和酸碱添加量对泡腾片硬度影响极显著（p＜0.01），蔗糖添加量影响显著（p＜0.05），酸碱比影响不显著（p＞0.05），最优组合为A2B2C1D3，即茶粉添加量35%、酸碱比1∶1.25（g/g），酸碱添加量45%，蔗糖添加量1%、乳糖添加量19%。

表11 硬度正交试验方差分析

由表7可以看出，对于评价指标中的泡腾片的感官评分而言，通过极差值R的比较，可知影响泡腾片品质的主次因素为B＞A＞C＞D，即酸碱比＞茶粉添加量＞酸碱添加量＞蔗糖添加量，结合表12可看出，酸碱比对泡腾片感官评分影响极显著（p＜0.01），茶粉添加量、酸碱添加量和蔗糖添加量影响不显著（p＞0.05），最优组合为A2B3C3D3，即茶粉添加量35%、酸碱比1∶1.5（g/g）、酸碱添加量55%、蔗糖添加量1%、乳糖添加量9%。

表12 感官评分正交试验方差分析

2.3 验证试验

验证试验结果见表13。组合A2B3C3D3的泡腾片崩解时间显著比组合A2B1C2D2、A1B1C3D2和A2B2C1D3的时间长。组合A2B1C2D2和A1B1C3D2制备的泡腾片产气量显著比其他2组多。组合A2B2C1D3制备的泡腾片pH与其他3组差异显著。组合A1B1C3D2制备的泡腾片硬度显著比其他3组大，A2B2C1D3和A2B3C3D3制备的泡腾片感官评分显著比其他2组高。

对于红茶泡腾片而言，滋味的好与不好最重要，即感官评分对其影响最大。因此，综合其它各项指标，以感官评分为主要参考指标，优选其他指标，得出组合A2B2C1D3制备出的泡腾片优于组合A2B1C2D2、A2B3C3D3和A1B1C3D2。即在制备泡腾片过程中，茶粉添加量35%、酸碱比1∶1.25（g/g）、酸碱添加量45%、蔗糖添加量1%、乳糖添加量19%。制备的泡腾片品质最好，其崩解时间173 s，产气量0.092 2 g，pH 6.18，硬度4 076 g，感官评分4.18分。

表13 验证试验结果

3 结论

试验以泡腾片质量标准为依据，筛选、优化制备工艺，采用酸碱混合湿法制粒压片，方法与酸碱分开制粒压片法相比，片剂花斑小且崩解时间短，并且解决粉末直接压片法易黏冲，不成型的问题。通过正交设计试验优化确定红茶泡腾片最优配方：红茶粉添加量35%、酸碱比1∶1.25（g/g）、酸碱添加量45%、蔗糖添加量1%、乳糖添加量19%。制得的泡腾片品质最好。在此加工工艺条件下，红茶泡腾片的其崩解时间173 s，产气量0.092 2 g，pH 6.18，硬度4 076 g，感官评分4.18分。