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红茶汁液态发酵生成的泡沫组成分析与调控

2022-05-09傅燕青尹军峰许勇泉

食品科学 2022年8期
关键词:消泡剂皂素红茶

梁 爽,傅燕青,尹军峰,许勇泉,*

(1.中国农业科学院茶叶研究所,浙江 杭州 310008;2.中国农业科学院研究生院,北京 100081)

红茶的液态发酵(或液态悬浮发酵、悬浮发酵),是指茶鲜叶榨汁后,控制氧气、pH值和温度等条件,在液态下完成茶色素转化过程。以低档绿茶为原料,利用茶鲜叶中内源酶悬浮发酵制备红茶茶汤,是开发新型茶饮料的发展趋势[1]。然而,在液态发酵制备红茶汁时,空气的泵入会使发酵液表面产生大量的泡沫,给连续化、清洁化生产带来困难。泡沫是亚稳的实体,最终会崩溃;但是在红茶汁生产中,需要快速有效地消除泡沫。到目前为止,关于茶叶泡沫的研究很少。这些泡沫对于茶汁品质的影响尚不清楚,如何处理这些泡沫也无相关对策。

泡沫可定义为液体介质中稳定的气体,彼此被液膜隔开的气泡聚集物,是一种气体在液体中的分散体系,气体是分散相,液体是分散介质。对于含有泡沫的产品,其泡沫性能由其表面活性剂体系和消泡成分的存在控制[2]。实践中遇到的泡沫通常含有各种尺寸的气泡,其中气体分子的化学势是不同的。这种差异导致气体分子从较小的气泡向较大的气泡传输,即气泡的Ostwald成熟(Ostwald ripening,OR)过程,导致泡沫的平均尺寸随时间延长逐渐增大,这影响着泡沫的稳定性[3]。皂素作为一类广泛存在的天然表面活性剂,能显著降低气泡OR速率而维持泡沫的稳定[3]。而茶叶中含有的茶皂素,具有起泡、稳泡、分散等多种表面活性[4],应对液态发酵红茶汁制备过程中产生的泡沫的稳定性有重要影响。

泡沫的控制可追溯到20世纪,机械消泡方式因较高的能源消耗而逐渐被化学消泡方式取代[5]。根据特定的发泡剂(表面活性剂、蛋白质或可溶性聚合物),可以通过使用适当的疏水性固体颗粒、油滴或油-固体化合物实现有效的泡沫控制[6]。消泡剂实体——表面具有足够的疏水性的分散颗粒(液滴),作为单独的相分散在发泡溶液中,发挥着有效的消泡作用。目前使用的消泡剂来自天然脂肪和油或卵磷脂、二氧化硅、硅酮和甘油单油酸酯等物质[7],具有消泡速度快、效果明显等优点,广泛用于发酵工业中[8]。但是由于在水相或水包油乳状液中分散性差[9],上述各类型消泡剂在食品泡沫控制方面的效果有限,这些缺点促使食品工业探索天然发泡剂的新替代来源,食品工业各部门正在使用对消费者更友好的植物源性消泡剂取代合成或动物源的成分[9-10]。

泡沫液中的成分研究在啤酒中已有相关报道[11],但是茶叶中尚无。为了探究液态发酵制备红茶汁产生的泡沫对发酵茶汁的影响,本实验采取2种分离方式对所得泡沫生成液(分离出的泡沫)与泡沫残液(不含泡沫的茶汁)进行茶皂素等理化成分检测,分析其组成及对发酵红茶汁的品质影响。另外,为控制泡沫生成,添加食用消泡剂处理发酵液,分析其对生化成分的影响和对发酵进程的影响。本研究将增加茶行业对茶汁泡沫组成与茶饮料工业中泡沫调控及其重要性的认识。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

龙井43鲜叶(2020年10月采后,于-20 ℃冰箱保存);食用消泡剂(配料:聚二甲基硅氧烷及其乳液、水;安全性:安全无毒的食品添加剂;使用方法:直接或用水稀释后加入起泡液中,其用量为起泡液量的0.1%~0.3%)。

茶皂素(95%)、没食子酸(gallate acid,GA)、没食子儿茶素(gallocatechin,GC)、表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)、儿茶素(catechin,C)、表儿茶素(epicatechin,EC)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate,GCG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)、儿茶素没食子酸酯(catechin gallate,CG)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,ECG),茶黄素(theaflavin,TF)、茶黄素-3-没食子酸酯(theaflavin-3-gallate,TF-3-G)、茶黄素-3’-没食子酸酯(theaflavin-3’-gallate,TF-3’-G)、茶黄素-3,3’-双没食子酸酯(theaflavin-3,3’-digallate,TFDG) 上海源叶生物科技有限公司;癸酸乙酯 美国Sigma公司;福林-酚、茚三酮、EDTA-2Na、抗坏血酸均为国产分析纯;甲醇、乙腈、乙酸、水,均为色谱纯;纯净水 杭州哇哈哈公司。

1.2 仪器与设备

4186型食品加工机 捷克BRAUN公司;DK-52水浴锅 上海精宏实验设备有限公司;ACO-003空气泵 广东日生集团有限公司;X3-233A微波炉广东美的公司;LC-20A高效液相色谱仪 日本岛津公司;手动SPME进样器、50/30 μm二乙烯基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷(divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane,DVB/CAR/PDMS)萃取头 美国Supelco公司;7890B气相色谱串联7000C质谱仪 美国Angilent Technologies公司。

1.3 方法

1.3.1 茶汁的通气发酵

取鲜叶于室温((22f3)℃)萎凋1 h,称取40.0 g萎凋叶于食物加工机(2档)中,加入400 mL纯净水,匀浆2 min(30 sh4),倒入烧杯中,置于35 ℃水浴锅上,以通气速率1.5 L/min向匀浆液中泵入空气。

1.3.2 泡沫的分离处理

单次分离处理:在1.3.1节中匀浆液通气发酵过程中,0~60 min采用瓷制茶勺收集液面上的泡沫,被收集的泡沫置于室温下,避免水分散失。发酵结束后,收集的泡沫(即泡沫生成液)与发酵茶汁(即泡沫残液)于微波中加热至90 ℃,冷却至室温,待测。重复3次。

多次分离处理:在1.3.1节中制备匀浆液时,收集匀浆产生的泡沫,即泡沫生成液1,立即开始通气;通气0~30 min收集泡沫,即泡沫生成液2;通气30~60 min收集的泡沫,即泡沫生成液3。发酵结束后,取泡沫生成液1、2、3与分离了泡沫的发酵茶汁(即泡沫残液)于微波中加热至90 ℃,冷却至室温,待测。重复3次。

1.3.3 常规组分质量浓度检测

茶多酚(tea polyphenols,TP)含量测定:采用GB/T 8313ü2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》福林-酚法;氨基酸(amino acids,AA)含量测定:采用GB/T 8314ü2013《茶 游离氨基酸总量的测定》茚三酮比色法;TF含量测定:采用GB/T 30483ü2013《茶叶中茶黄素的测定-高效液相色谱法》。

1.3.4 茶皂素质量浓度检测

参考文献[12]的方法,茶皂素标准曲线为y=106x,R2=0.999 3;色谱条件:Symmetry C18柱(4.6 mmh250 mm,5 μm);柱温25 ℃;流速1.0 mL/min;流动相A为甲醇、B为水,B相以10%等度洗脱至结束,进样量10 μL。

1.3.5 C、咖啡碱的质量浓度检测

泡沫生成液和泡沫残液中C、咖啡碱的质量浓度用HPLC检测,参考文献[13]:采用0.45 μm微孔膜过滤。色谱柱:采用Symmetry C18柱(4.6 mmh250 mm,5 μm);流动相A相为2%乙酸,B相为纯乙腈。洗脱梯度:0~3 min,93.5% A、6.5% B;3~19 min,93.5%~85% A、6.5%~15% B;19~25 min,85%~75% A、15%~25% B;25~30 min,75%~93.5% A、25%~6.5% B;30~35 min,93.5% A、6.5% B。流速1 mL/min,柱温40 ℃,波长280 nm,进样量10 μL。

1.3.6 顶空固相微萃取

取1.3.2节中分离的泡沫生成液或泡沫残液1 mL于20 mL顶空瓶中,加入2 μL、750 mg/L的癸酸乙酯(内标),立即加入4 mL沸水并封闭瓶口,立即放入60 ℃水浴锅中平衡5 min。然后将装有50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头的SPME手持器通过瓶盖的橡皮垫插入到顶空瓶中,推出纤维头;吸附60 min后,取出SPME手持器并立即插入气相色谱仪的进样口中解吸附5 min,同时启动仪器收集数据。

1.3.7 气相色谱-质谱联用分析[14]

气相色谱条件:HP-5ms Ultra Inert毛细管柱(30 mh0.25 mm,0.25 μm);载气为高纯氦气,流速1 mL/min;进样口温度250 ℃;程序升温:初始柱温50 ℃,保持5 min,经25 min升至150 ℃,并保持2 min;再经12 min升至270 ℃,保持6 min;分流模式:不分流。

质谱条件:电子电离源;电子能量70 eV;离子源温度230 ℃;传输线温度270 ℃;质量扫描范围35~400 u。

1.3.8 挥发性化合物鉴定

利用NIST 11.L谱库对得到的MS图进行串连检索和人工解析。结合保留时间和质谱分别对各峰加以确认,匹配度高于80%的化合物作进一步分析。釆用内标法定量,得到各组分的含量。

1.3.9 挥发性化合物的定量和OAV计算

以癸酸乙酯作为内标物,每个香气组分的质量浓度按式(1)计算:

式中:Ci为某个组分的质量浓度/(μg/L);Cis为内标的质量浓度/(μg/L);Ai为某组分的色谱峰面积;Ais为内标的色谱峰面积。

OAV为某化合物质量浓度与其嗅觉阈值的比值,按式(2)计算:

式中:Ci为某个组分的质量浓度/(mg/L);Ti为其阈值/(mg/L)。

1.4 数据统计处理

实验数据均以平均值或 fs表示。采用SPSS 25软件进行数据处理,水平间的比较用LSD法和Duncan法,P<0.05,差异显著,P<0.01,差异极显著。

2 结果与分析

2.1 泡沫的单次分离处理

2.1.1 单次分离处理下泡沫与发酵茶汁中生化成分组成

经过单次分离处理后,泡沫生成液中的茶皂素质量浓度显著高于泡沫残液(图1a),可达4.9 mg/mL,但是相对含量差异并不明显(表1)。对茶汁品质相关性较大的AA、TP和咖啡碱,泡沫生成液也高于泡沫残液(图1c、b、d);但是相对含量上,AA、TP和咖啡碱在泡沫残液中较高(表1);这是由于泡沫残液中茶皂素较少使三者占比提高,即茶皂素质量浓度的显著差异是泡沫生成液和泡沫残液差异的原因。所以通气发酵产生的泡沫中含有较多的茶皂素、TP、AA和咖啡碱,对于整体成分构成,泡沫生成液和泡沫残液的区别来源于茶皂素的差异。

图1 单次分离处理对茶汁中生化成分的影响Fig.1 Biochemical composition of black tea juice and foam collected during the 60-minute aeration period

表1 单次分离处理对发酵茶汁中非挥发性成分相对含量的影响Table 1 Relative contents of nonvolatile components in tea juice and foam collected during aeration for 60 minutes

泡沫生成液中C和TF均较多(图2)。处理间EGC、C、EC、EGCG和CG均有极显著差异(图2a)。与C相似,4种TF单体也在泡沫生成液中有明显聚集,TF更为显著(图2b)。不同于TP的分布,C和TF在泡沫生成液中占比高于泡沫残液(表1),这也说明了泡沫生成液与泡沫残液的差异性。以上结果表明C和TF在泡沫生成液中质量浓度高于泡沫残液,向泡沫聚集。

图2 单次分离处理与发酵茶汁中儿茶素类(a)与茶黄素类(b)的组成Fig.2 Concentrations of catechins (a) and theaflavins (b) in tea juice and foam collected during aeration for 60 minutes

茶多酚的界面活性差,但可与蛋白质作用而影响分散相的分散度和物理稳定性,并且绿茶多酚/β-乳球蛋白复合物的界面行为表明,与纯β-乳球蛋白相比,复合物表面压力和膨胀性能都有所降低[15]。泡沫生成液中部分C、TF的质量浓度和茶多酚总量较隔离泡沫的茶汁中高,这或许说明茶多酚在泡沫稳定中起着一定作用。已有研究发现一些蛋白质含量和种类对啤酒、牦牛乳清粉和磷酸化肌原纤维蛋白泡沫的稳定性有重要作用[11,16-18]。茶汁泡沫中蛋白质组成与含量对泡沫稳定性的影响,以及茶多酚与茶汁蛋白的相互作用,待进一步研究。

2.1.2 单次分离处理下泡沫与发酵茶汁中的挥发物组成

利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱,可检测由茶汤中挥发而出的各类化合物质量浓度,类似感官审评中人鼻的嗅闻。红茶汁中挥发性化合物的检测结果显示(表2),单次分离处理所得泡沫生成液和泡沫残液中共有的挥发物共123种,包括醛类(12种)、醇类(30种)、酮类(11种)、酯类(16种)、杂环化合物(5种)和芳香烃类(11种),其中醇类最多,而杂环化合物种类最少。各种类挥发物中,醇类质量浓度最高,其次是烷烃和酯类,而杂环化合物浓度最低。泡沫生成液中各种类挥发物质量浓度均高于泡沫残液(表2),其中醛类、醇类、酮类、酯类和芳香烃类均有显著差异,这说明此6类挥发物都呈向泡沫聚集的趋势。

已有研究表明,提香处理可促进工夫红茶中杂环化合物的积累,而对醇类的积累作用不明显或有一定消耗作用[19]。与传统红茶相比,本实验中液态茶汁热加工时间短,更无毛火和足火两道提香工序,这可能是杂环化合物种类较少而低级醇类较多的原因。

当呈香挥发性化合物的浓度高于人体嗅觉阈值时,即某香气活力值(odor activity value,OAV)大于1,方可被人感觉。虽然OAV没有考虑香气成分之间的协作和抑制作用,但是它仍然是目前较为客观的香气评价方法[20]。参考文献[21-24]中挥发物的阈值和呈香特征,并对比本实验检测到匹配度大于80%的化合物,在此对单次分离处理后的泡沫生成液和泡沫残液中24种特殊呈香物质的OAV进行分析(表3),可以发现:2种茶汁中,β-紫罗兰酮由于极低的阈值而OAV最大,其与癸醛、芳樟醇、壬醛、香叶醇、环氧芳樟醇和柠檬醛共7种呈香化合物的OAV大于1,是构成红茶特有的甜香、花香的物质,对红茶汁的甜花香形成有利;而OAV大于1的己醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、水杨酸甲酯和(E)-2-己烯醛这5种呈香化合物使红茶汁带有较重的青草气,不利于红茶汁的香气品质。

对比2种茶汁中的呈香物质,泡沫生成液中癸醛、柠檬醛、芳樟醇、香叶醇和β-紫罗兰酮的OAV较高,这说明泡沫生成液中含有更高的甜香花香化合物。但是,5种呈青气的化合物也较多存在于泡沫生成液中。值得注意的是,壬醛和环氧芳樟醇在泡沫残液中OAV更大、浓度较高,这说明二者不易随泡沫转移。对于液态发酵过程中的红茶汁制备,分离泡沫处理使目标产物红茶汁(泡沫残液)的甜香、花香化合物流失。

表2 2种分离处理的发酵茶汁中挥发物类别和质量浓度Table 2 Types and concentrations of volatile compounds in fermented tea juice and foam collected during the 60-minute period and its two halves

表3 2种分离处理的发酵茶汁中特征呈香物质OAVTable 3 Odor activity values of characteristic odorants in fermented tea juice and foam collected during the 60-minute period and its two halves

续表3

2.2 泡沫的多次分离处理

2.2.1 多次分离处理与发酵茶汁中生化成分组成

为探究匀浆和通气发酵过程对泡沫组分的影响,在通气发酵前做1次泡沫分离(泡沫生成液1),通气发酵中做2次泡沫分离(泡沫生成液2、3)。如图3所示,泡沫生成液1、2、3的茶皂素都显著高于泡沫残液,且各处理的茶皂素质量浓度排序为泡沫生成液3>泡沫生成液1>泡沫生成液2>泡沫残液。泡沫生成液1、2、3的TP和AA也都显著高于泡沫残液。咖啡碱的分布规律并不明显,但是泡沫残液中的咖啡碱要少于3种泡沫生成液。与单次分离处理相同,多次分离处理所得的泡沫残液中的茶皂素、AA、TP和咖啡碱的质量浓度都低于泡沫生成液。匀浆和通气处理对泡沫组成有显著影响。

图3 多次分离处理对茶汁中生化成分的影响Fig.3 Biochemical composition of tea juice and foam collected during the 60-minute period and its two halves

值得注意的是,3次分离的泡沫生成液1、2、3中4种化合物的分布大不相同。茶皂素在通气30~60 min时向生成的泡沫中聚集更多,未通气时也较高;TP在未通气时向泡沫中聚集较多,通气30~60 min时也较高;咖啡碱在通气时向泡沫聚集更多AA在通气0~30 min时向生成的泡沫中聚集更多,未通气时也较高。考虑到3种泡沫生成液的内含物浓度与多次分离收集泡沫的体积密切相关,综合4种分布情况,可推断:咖啡碱质量浓度排序为泡沫生成液2、3大于泡沫生成液1,受通气影响最大;茶皂素和AA受通气影响较大,而TP受匀浆影响较大。匀浆处理产生的泡沫较为细腻、泡小,含有较多的茶多酚;通气发酵产生的泡沫大,含有较多的茶皂素、AA和咖啡碱。

泡沫生成液1中7种儿茶素类的质量浓度均最高(不含ECG),而且差异显著(图4A、B);EGC在泡沫生成液1中较多,而之后检测不到。推测是因为通气过程中C受鲜叶PPO催化而合成TF,导致C的含量减少。泡沫残液中的GC、C、EC、EGCG虽非最少,但是和泡沫生成液2、3无显著差异。所以与单次分离处理后泡沫生成液中C的质量浓度较高的结果一致,多次的泡沫分离处理也会造成C的流失。

图4 多次分离处理与发酵茶汁中儿茶素类(A、B)及茶黄素类(C)的组成Fig.4 Concentrations of catechins (A, B) and theaflavins (C) in fermented tea juice and foam collected during the 60-minute period and its two halves

4种TF单体在泡沫生成液1、2中均高于泡沫残液(图4C),这和前述单次分离处理后泡沫生成液中TF质量浓度较高的结果一致。在通气发酵过程中,30~60 min产生的泡沫体积较少,且泡沫生成液3中TF和TFDG的质量浓度最低,推测是因为较少的泡沫生成体积,使TF和TFDG的富集效果减小。

2.2.2 多次分离处理与发酵茶汁中挥发物的组成

如表2所示,泡沫生成液1、2、3中各类挥发物质量浓度均高于泡沫残液,这与单次分离处理的结果一致;其中醛类、酮类、酯类和芳香烃类在泡沫生成液3中质量浓度最高,而醇类、杂环化合物、烷烃和烯烃在泡沫生成液1中质量浓度最高。醇类香气数量最多、质量浓度最高,而酮类质量浓度最低。

如表3所示,OAV大于1的化合物有β-紫罗兰酮、芳樟醇、癸醛、1-辛烯-3-醇、壬醛、己醛、香叶醇、水杨酸甲酯、橙花叔醇、(E)-2-己烯醛、苯乙醛、柠檬醛和环氧芳樟醇共13种化合物。其中,7种在泡沫生成液3中最多,4种在泡沫生成液1中最多,1种在泡沫生成液2中更多,而水杨酸甲酯则较多保存在泡沫残液中、与泡沫生成液1中浓度相差较小。这说明呈香化合物在泡沫生成液中浓度较高,多次分离处理造成相应的呈香化合物流失。这与单次分离泡沫生成液中呈香化合物质量浓度较高的结果一致。

2.3 消泡剂对发酵茶汁的影响

上述分析表明泡沫分离处理会导致较多滋味和香气物质流失。保留这部分泡沫,不论是匀浆过程还是通气过程产生的泡沫,都将有利于茶汁风味的保持。消泡剂,是在食品加工过程中降低表面张力,抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的食品添加剂[8]。为调控泡沫生成,本实验选择一款食用消泡剂,进行相关实验以探究消泡剂对发酵茶汁的影响。

2.3.1 消泡剂与发酵茶汁的TP和AA

实验发现,添加体积分数2%与体积分数0.2%的消泡剂可以达到很好的消泡效果,但是2%的消泡剂使泡沫残液中TP和AA的质量浓度显著增加,0.2%的消泡剂则无显著影响(图5)。2种消泡剂添加量对TP和AA的影响差异显著,为保持发酵茶汁品质,消泡剂添加量宜为0.2%。

图5 消泡剂对TP和AA的影响Fig.5 Influence of antifoaming agent on TP and AA concentrations in fermented tea juice

2.3.2 消泡剂对发酵茶汁挥发性化合物的影响

根据2.3.1节结果,添加0.2%的消泡剂于泡沫残液,探究消泡剂对发酵茶汁挥发物的影响,以判断是否影响香气品质。具体呈香化合物的变化可反映红茶汁香气评价得分的变化。如表4所示,添加消泡剂的泡沫残液中,呈青气(OAV>1)的己醛、(E)-2-己烯醛、苯甲醛、苯乙醛、1-辛烯-3醇和水杨酸甲酯的OAV均高于泡沫残液,而且呈甜香、花香的壬醛、癸醛、柠檬醛、芳樟醇、环氧芳樟醇、香叶醇、橙花叔醇和β-紫罗兰酮的OAV也高于泡沫残液,这表明消泡剂的添加对红茶汁的香气品质有影响,使呈香化合物浓度略有增加,并非不利影响。

表4 消泡剂对发酵茶汁特征香气组分的影响Table 4 Effect of defoaming agent on OAVs of characteristic aroma components of fermented tea juice

2.3.3 消泡剂与液态发酵

设计未添加消泡剂的A组,作单次分离处理,得泡沫生成液A1和泡沫残液A2,而添加0.2%消泡剂的B组制备得到红茶汁B。检测3种茶汁中TF的质量浓度,以TF生成量为指标判断消泡剂对液态发酵影响,结果如图6所示:红茶汁B中4种TF单体的质量浓度均高于A1和A2;泡沫生成液中的TF质量浓度高于泡沫残液。TF浓度的提高是否意味着消泡剂对发酵进程有利,尚需进一步实验。但是对比结果说明添加消泡剂处理对TF的生成并无抑制的效果,对红茶汁的发酵进程无不利影响。

图6 添加消泡剂对液态发酵红茶汁茶黄素类含量的影响Fig.6 Influence of antifoaming agent on concentrations of theaflavins in fermented black tea juice

3 讨论与结论

通气发酵时,发酵液中的多余空气会迅速形成气泡上升到发酵液表面。在泡沫间,由于气泡毛细管压力随气泡尺寸的变化而变化以及气体在水中较低的溶解度,气体从较小的气泡向较大的气泡传递,泡沫中的平均气泡尺寸随时间逐渐增大,这一过程就是OR或“泡沫粗化”[25]。泡沫是一种热力学不稳定体系,具有高表面模量的表面活性剂能显著降低泡沫中OR速率[26],达到稳定泡沫的效果;而皂素就是这样一类重要的天然表面活性剂[3]。皂素广泛分布于植物界,但由于传统上食物中的皂素被认为是“抗营养因子”且苦味较重,因而早期多将食物中的皂苷去除,以方便人类食用[26]。20世纪90年代以来,由于越来越多的证据表明皂苷对健康有益,如降低胆固醇[27-28]、抗氧化[29],皂素开始重新成为关注的焦点。近年来研究发现茶皂素具有较大的保健价值,体现在保护胃黏膜[30]和抗肿瘤[31],也具有起泡性等表面活性[32-33]。本实验发现:泡沫生成液中茶皂素的质量浓度均显著高于泡沫残液,茶皂素浓度的显著差异是泡沫生成液和泡沫残液差异的原因。这应与茶皂素的表面活性密切相关。

应当注意的是,茶汁泡沫不只含有茶皂素。匀浆和通气处理对泡沫组成有显著影响,不论是单次分离还是多次分离处理的泡沫,都会造成风味物质的大量流失,具体表现为泡沫生成液中茶皂素、AA、TP、咖啡碱、TF和7种儿茶素类的质量浓度都高于泡沫残液,液态发酵产生的泡沫还含有较泡沫残液更多的癸醛、柠檬醛、芳樟醇、香叶醇和β-紫罗兰酮,5种呈青气的己醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、水杨酸甲酯和E-2-己烯醛也较多存在于泡沫生成液中。液态发酵生产茶汁时,要注意添加消泡剂调控或是抑制泡沫产生,不应随意丢弃。

有研究表明,表面活性剂通过降低界面张力及增加疏水性有机物的溶解度抑制甲苯等挥发性有机物的挥发作用[34];而且温度一定时,其亨利系数(描述化合物在气液两相中分配能力)随着表面活性剂浓度增大而减小[35]。但是,有关于茶叶等植物挥发性香气的传质研究及表面活性剂对其影响的研究较少。在水分蒸发时,表面活性较好的芳樟醇挥发受到抑制,但表面活性较好的乙酸苄酯和香茅醇受到了促进[36];事实上,两亲性香料的水溶液液滴的蒸发过程遵循对流强化吸附机理,同时受水分蒸发和两亲性解吸的影响[36]。所以,在通气发酵过程中,水分不断蒸发,这抑制了一部分两亲性呈香化合物的挥发,它们也会随泡沫的OR过程而转移。同时,消泡剂作为一种表面活性剂,可能抑制红茶汁中挥发物的扩散;而本实验研究表明,加入消泡剂的泡沫残液中检测到的部分呈香挥发性化合物质量浓度高于对照组,这两者相互印证。添加0.2%的消泡剂可有效避免泡沫生成,同时对TP和AA的质量浓度无显著影响,有利于呈香化合物的挥发,添加消泡剂的泡沫残液中,多数呈青气与呈甜香、花香化合物的OAV也高于泡沫残液。0.2%消泡剂处理,对TF的形成无抑制作用、对红茶汁液态发酵进程无不利影响。研究结果将加深对茶汁泡沫组成与调控的认识。

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