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        茶黃素—咖啡堿互作機(jī)理概述

        2016-05-14 07:39:19李雙
        食品界 2016年6期
        關(guān)鍵詞:成鍵咖啡堿茶湯

        李雙

        作為六大茶類之一的紅茶(black tea),以“湯紅、葉紅”而聞名,而其特征性物質(zhì)一茶黃素和茶紅素更是有著優(yōu)越的抗氧化作用,在以追求綠色和健康為主題的時代潮流里,紅茶飲料的發(fā)展正方興未艾。目前紅茶飲料的加工主要存在著三方面的問題:一是湯色會產(chǎn)生褐變;二是香氣損失;三是溶液產(chǎn)生渾濁沉淀。特別是渾濁沉淀的問題,紅茶飲料極易出現(xiàn)“冷后渾”的現(xiàn)象,是制約紅茶飲料發(fā)展的一個重要因素。冷后渾(又稱茶乳酪,tea cream)是指茶湯在冷卻后由澄清變?yōu)闇啙岬默F(xiàn)象。而茶黃素一咖啡堿的相互作用是又是產(chǎn)生紅茶冷后渾的主要影響因素,本文就茶黃素與咖啡堿的相互作用進(jìn)行綜合闡述,為解決紅茶飲料冷后渾的問題提供理論基礎(chǔ)。

        茶黃素和咖啡堿的特性

        茶黃素(theaflavins,TFs)是多酚類化合物的氧化物,總共包括12個組分,其中茶黃素(theaflavin,TF)、茶黃素-3-沒食子酸酯(theaflavin-3-gallate,TF-3-G)、茶黃素-3-沒食子酸酯、(theaflavin-3-gallate,TF-3-G)、茶黃素-3,3-雙沒食子酸酯(theaflavin-3,3-gallate,TFDG)是紅茶中4種最主要的茶黃素。茶黃素因其具有抗氧化、抗腫瘤、抗癌防癌、降血脂、調(diào)節(jié)免疫、抗心腦血管疾病等多種功效,具有良好的應(yīng)用價值和開發(fā)前景,已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。紅茶中茶黃素類的含量一般為0.5%-2.0%,它對紅茶品質(zhì)起著決定性的作用,是紅茶湯色“亮”的主要成分,也是湯味強(qiáng)度和鮮爽度的重要成分。

        咖啡堿(Caffeine)是茶葉生物堿中的一種,其含量約占茶葉總量的2%-4%,是由一個嘧啶環(huán)和一個咪唑環(huán)縮合而成的雜環(huán)體系。咖啡堿具有無臭,有苦味的特點(diǎn),且失去結(jié)晶水后變成白色粉末,當(dāng)溫度高于100℃以上時易高溫升。適量地飲用含咖啡堿的飲料具有助消化、利尿、促進(jìn)機(jī)體代謝等保健功效。咖啡堿是茶葉中重要的呈味物質(zhì),可與茶黃素相互作用形成具有鮮爽味的復(fù)合物,但同時也是導(dǎo)致茶飲料混濁沉淀的重要原因。

        茶黃素-咖啡堿的互作機(jī)制

        紅茶飲料在存放的過程當(dāng)中會變得渾濁甚至沉淀,其中一個很重要的原因就是茶黃素與咖啡堿的相互作用。一直以來,科研工作者們致力于解決紅茶飲料沉淀的問題,有關(guān)茶黃素和咖啡堿相互作用的機(jī)理已基本明確:咖啡堿分子中含有較多的N原子,每個N原子具有一對孤對電子,可以吸引茶黃素分子中的羥基氫,二者互作產(chǎn)生氫鍵,生成絡(luò)合締合物。當(dāng)茶湯或茶飲料溫度較高時,茶黃素、咖啡堿各自呈游離態(tài)存在,而當(dāng)溫度降低后,茶黃素分子中的酚羥基和咖啡堿分子中的酮氨基以氫鍵結(jié)合而形成絡(luò)合物,使茶湯變渾,這是紅茶產(chǎn)生“冷后渾”現(xiàn)象的本質(zhì)。

        茶黃素-咖啡堿互作的影響因素

        茶黃素和咖啡堿的相互作用與二者的質(zhì)量濃度有關(guān)。茶湯濃度越高,參與“冷后渾”形成的茶黃素和咖啡堿濃度也較高。研究認(rèn)為,咖啡堿質(zhì)量濃度與茶乳酪的生成量成正比例關(guān)系,且茶黃素含量在0.4%以上時,才有明顯的“冷后渾”現(xiàn)象出現(xiàn);Liang Y研究發(fā)現(xiàn),在紅茶發(fā)酵初期的3h內(nèi),隨時間的延長,茶湯沉淀量增加,而發(fā)酵3h后的茶湯“冷后渾”生成量減少,其原因可能是茶湯中的茶黃素含量有所下降。由于在茶黃素和咖啡堿質(zhì)量濃度較低時,二者分子間的距離較大,只能通過1-2個氫鍵互作形成簡單的締合物,二者不會聚合形成沉淀。當(dāng)兩者質(zhì)量濃度足夠大時,茶黃素分子中多個羥基氫會同時和咖啡堿的多個氮原子結(jié)合成鍵,同樣咖啡堿的多個氮原子也可同時與茶黃素的多個羥基結(jié)合,使締合分子不斷擴(kuò)大,從而聚合成龐大的絡(luò)合物。由于大多數(shù)羥基和氮原子消耗在締合成鍵的過程當(dāng)中,導(dǎo)致這些成鍵基團(tuán)的水合程度大大降低,聚合物的疏水性增大,從而導(dǎo)致其形成渾濁沉淀。

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