超微红茶粉的理化性质和抗氧化活性的研究

◎ 叶秋莹，黄宏浩，宋 飞，林曼芬，陈松林，梁玉全

（1.清远职业技术学院食品药品学院，广东 清远 511500；2.清远市人民医院药学部，广东 清远 511500）

茶作为我国的传统健康饮品，以其独特的品质和多样的保健功能，如抗氧化、抗动脉硬化、抗菌等而备受青睐，但传统的冲泡方式容易使茶多酚等脂溶性功效成分浸出不完全，而仍残留于茶叶渣中被丢弃，导致利用率低，极大影响了茶叶的营养及保健功能[1]。超微粉碎技术是一种新型粉碎技术，可将固体物质粉碎成超细粉体，增加粉体有效成分溶出率，该技术在药学、生物等领域有广泛的应用，但关于茶叶加工方面的应用研究较少。本研究采用超微粉碎技术对英德红茶进行加工处理，制得超微红茶粉，研究该技术对英德红茶理化性质的影响，揭示超微红茶粉体特性的变化规律，并初探其提取物抗氧化活性的变化，为后期的相关加工技术及英德红茶的功能价值开发提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 原材料与试剂

英德红茶（市售）、二苯基苦味酰基苯肼（AR，成都艾科达化学试剂有限公司）、无水乙醇（AR，天津市致远化学试剂有限公司）

1.1.2 仪器设备

YP1201N 电子分析天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）、BJ-400 型多功能粉碎机（德清拜杰电器有限公司）、WFM-20 超微粉碎机（江阴市灵灵机械制造有限公司）、BK-600D 超声仪（昆山市超声仪器有限公司）、TDL-80-2B 低速台式离心机（长沙湘仪离心机仪器有限公司）、UV-1800 紫外/可见分光光度计（翱艺仪器有限公司）、DZKW-D-4 电热恒温水浴锅（北京市永光明医疗仪器有限公司）及B203 重庆奥特双目显微镜（广州深华生物技术有限公司）

1.2 超微英德红茶的制备

1.2.1 超微英德红茶粉末制备

将干燥的样品用多功能粉碎机粉碎30 s，即为红茶粗粉[2]。利用超微粉碎机将红茶粗粉进行超微粉碎处理，分别收集超微粉碎5 min、10 min、20 min 和30 min 后的红茶粉末，将红茶粗粉和超微粉密封储存。

1.2.2 超微英德红茶提取液制备

按料液比1 ∶20（g·mL-1）采用超声波辅助提取，提取溶剂为70%的乙醇溶液，在30 ℃下超声提取30 min，于3 000 r·min-1离心20 min，收集上清液待用。

1.3 超微英德红茶粉末粒径显微结构观察

将茶粉按照1 ∶10（g·mL-1）的料液比分散在去离子水中，混匀，取混悬茶液置于载玻片上，盖上盖玻片，于20 倍镜下观察。

1.4 超微英德红茶粉末的功能特性

1.4.1 溶解性测定

称取m1（0.6 g）不同粒径的超微英德红茶粉，放入离心管中，加纯水15 mL。在80 ℃下水浴振荡30 min后，3 000 r·min-1离心20 min。称量蒸发皿的重量m2后，将上清液倒入蒸发皿中，于105 ℃下干燥至恒重后称重，冷却至室温后精确称重m3[3]。溶解性按式（1）计算：

1.4.2 持水力测定

称量15 mL离心管重量m1（g）后，准确称取m2（0.10 g）超微英德红茶粉加入离心管中，加纯水15 mL，于25 ℃下水浴振摇30 min，3 000 r·min-1离心20 min，弃去上清液后称量样品和离心管的重量m3（g）[4]。持水力按式（2）计算：

1.4.3 润湿性测定

在直径为10 cm 培养皿中，加入50 mL 水，再加入0.1 g 超微英德红茶粉，记录粉末被水完全润湿的时间[5]。

1.4.4 膨胀力测定

准确称取m1（2 g）超微英德红茶粉于50 mL 量筒中，记录粉体体积V1，再向量筒中加入40 mL蒸馏水，搅拌均匀后在室温下静置，24 h 后记录粉体体积V2[6]。膨胀力按式（3）计算：

1.5 超微英德红茶粉末的流动性

1.5.1 休止角测定

把漏斗垂直放置在培养皿上方，漏斗下端对准培养皿的中心且保持垂直高度为距离H（3 cm）。然后将不同粒径的超微英德红茶粉缓慢倒入漏斗，直至形成的茶粉椎体顶端正好接触漏斗下端。在茶粉锥体稳定1 min 后，记录椎体的直径为2R。休止角按式（4）计算：

1.5.2 堆积密度和振实密度测定

称取m（1 g）水芹粉末加入到10 mL 量筒中，记录粉末体积V1。把量筒放在厚布上连续振动，直到茶粉体积不再变化，记录体积V2。堆积密度按式（5）计算；振实密度按式（6）计算：

1.5.3 研究英德红茶提取物的抗氧化活性测定

取2 mL 红茶醇提液和2 mL 0.2 mmol·L-1DPPH 乙醇溶液充分混匀，室温下避光静置30 min 后，于波长517 nm 处测定吸光度（A1）。取2 mL 无水乙醇和2 mL红茶醇提液混合作为对照组，取2 mL 无水乙醇和2 mL 0.2 mmol·L-1DPPH 无水乙醇溶液作为空白组，分别测得吸光值为A2、A0[7]。DPPH 自由基清除率按式（7）计算：

1.6 数据统计分析

采用Excel 软件进行数据处理，应用SPSS20.0 软件进行统计学分析，以Graphpadprism5.0 作图。各组间比较采用单因素方差分析，与0.5 min 组比较，*P ＜0.05，**P ＜0.01；与2 min 组比较，△P ＜0.05，△△P ＜0.01。

2 结果与分析

2.1 超微粉碎对超微红茶粉颗粒结构的影响

采用电子显微镜在20 倍镜下观察不同粉碎时间下红茶粉末的颗粒结构，结果如图1 所示。粉碎时间为0.5 min 的粗粉镜下有大块碎片状结构，其余超微粉末组的大块结构减少，多呈现细小的碎片结构，粉体完整的细胞结构破裂程度较大。说明超微粉碎技术可以有效地破坏植物中的细胞结构，使细胞裂片增加。

图1 超微红茶粉末的显微图像图

2.2 超微粉碎对红茶粉功能特性的影响

2.2.1 超微红茶粉溶解性的影响

如图2 所示，随着超微粉碎时间延长，与0.5 min组粗粉相比，超微红茶粉溶解性显著增加，其中粉碎时长20 min 组粉末增加明显，与2 min 组相比，也具有差异。这表明红茶经过超微粉碎处理之后可以增强红茶粉的溶解性。这主要由于红茶经粉碎后，粒径减小，比表面积增加，细胞壁被破坏，水分与微粒充分接触，增加了细胞内不溶或难溶成分的溶出，也增加了可溶性成分的溶出[4]。

2.2.2 超微红茶粉持水力、湿润性和膨胀力的影响

持水能力和湿润性反应了粉体与水的结合能力。如图3a、图3b 所示，超微粉碎时间延长，超微红茶粉的持水力呈增长趋势，超微红茶粉的湿润时间呈减少趋势，表明湿润性更强，显著高于0.5 min 组粗粉，其中粉碎时长20 min 差异明显。这是因为超微粉碎处理增加了红茶粉末的比表面积，使微观结构变得疏松，使颗粒之间孔隙增大，导致大量的亲水基团暴露出来，致使超微粉末与水结合能力增强[8]。如图3c 所示，与0.5 min 超微红茶粉组相比，除了20 min 组的膨胀力具有差异外，其余组的膨胀力略有增加，但没有明显差异。这说明超微粉碎对超微红茶粉膨胀力的影响较小。

图2 超微粉碎对红茶粉溶解性的影响图

图3 超微粉碎对红茶粉持水力、湿润性和膨胀力的影响图

2.3 超微红茶粉流动性的影响

休止角是表示粉体流动性能的重要指标。休止角越小，表示粉体的流动性越好，反之则越差。如图4所示，随着超微粉碎时间的延长，超微红茶粉的堆积密度和振实密度显著性减小，休止角增大。这可能是由于超微粉末粒径减小，使其相互间的黏着力增加、静电作用力增强，使得表面聚合力增大，更易吸附和凝聚，而引起流动性变差[9]。

图4 超微粉碎对超微红茶粉末流动性的影响图

2.4 超微粉碎对红茶粉抗氧化活性的影响

以DPPH 法评价化合物的抗氧化活性，DPPH 清除率数值越大表示样品抗氧化活性越强，反之则越弱[10]。由图5 可知，6 个样品对DPPH 自由基均有较高的清除率，反映了红茶提取物的抗氧化能力。其中，与0.5 min 超微红茶粉组相比，超微粉2 min 和30 min的DPPH 自由基清除率具有显著性差异，而10 min 和20 min 的清除率略有下降，这可能与超微粉末的粒径大小有关，粒径大，成分不易溶出，粒径小，更多的成分被溶出，使抗氧化成分的含量发生变化有关。因此，超微粉碎处理有助于红茶中抗氧化成分的溶出，便于清除DPPH 自由基，从而提高其抗氧化活性。

图5 超微粉碎对红茶粉DPPH 自由基清除能力的影响图

3 结论与讨论

本文以英德红茶为研究对象，探究了不同超微粉碎时间对超微英德红茶粉末的理化性质以及抗氧化活性的影响。结果表明，随着超微粉碎时间的延长，有效地增加了红茶粉溶解性、持水力、湿润性及膨胀力，其中粉碎时长20 min 的效果较佳。良好的理化特性可以改善红茶粉体的冲调性，有助于茶粉系列产品的加工应用[11]。粒径减小，超微红茶粉的堆积密度和振实密度减小，休止角增大，使得超微粉体的流动性降低，有利于溶剂的渗透，而这对红茶中有效成分的充分溶出有着积极性的作用[12]。对超微红茶粉提取物进行抗氧化活性分析，发现随着超微粉碎时间的延长，DPPH 自由基清除率显著升高，表现出较高的抗氧化活性。本研究仍存在不足，还需进一步深入研究超微红茶粉提取物的抗氧化机制，为开发利用超微红茶粉提供更多科学依据。