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        超微紅茶粉的理化性質(zhì)和抗氧化活性的研究

        2021-04-14 03:03:14葉秋瑩黃宏浩林曼芬陳松林梁玉全
        現(xiàn)代食品 2021年3期

        ◎ 葉秋瑩,黃宏浩,宋 飛,林曼芬,陳松林,梁玉全

        (1.清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品藥品學(xué)院,廣東 清遠(yuǎn) 511500;2.清遠(yuǎn)市人民醫(yī)院藥學(xué)部,廣東 清遠(yuǎn) 511500)

        茶作為我國的傳統(tǒng)健康飲品,以其獨(dú)特的品質(zhì)和多樣的保健功能,如抗氧化、抗動(dòng)脈硬化、抗菌等而備受青睞,但傳統(tǒng)的沖泡方式容易使茶多酚等脂溶性功效成分浸出不完全,而仍殘留于茶葉渣中被丟棄,導(dǎo)致利用率低,極大影響了茶葉的營養(yǎng)及保健功能[1]。超微粉碎技術(shù)是一種新型粉碎技術(shù),可將固體物質(zhì)粉碎成超細(xì)粉體,增加粉體有效成分溶出率,該技術(shù)在藥學(xué)、生物等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,但關(guān)于茶葉加工方面的應(yīng)用研究較少。本研究采用超微粉碎技術(shù)對英德紅茶進(jìn)行加工處理,制得超微紅茶粉,研究該技術(shù)對英德紅茶理化性質(zhì)的影響,揭示超微紅茶粉體特性的變化規(guī)律,并初探其提取物抗氧化活性的變化,為后期的相關(guān)加工技術(shù)及英德紅茶的功能價(jià)值開發(fā)提供參考依據(jù)。

        1 材料和方法

        1.1 材料

        1.1.1 原材料與試劑

        英德紅茶(市售)、二苯基苦味?;诫拢ˋR,成都艾科達(dá)化學(xué)試劑有限公司)、無水乙醇(AR,天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司)

        1.1.2 儀器設(shè)備

        YP1201N 電子分析天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)、BJ-400 型多功能粉碎機(jī)(德清拜杰電器有限公司)、WFM-20 超微粉碎機(jī)(江陰市靈靈機(jī)械制造有限公司)、BK-600D 超聲儀(昆山市超聲儀器有限公司)、TDL-80-2B 低速臺(tái)式離心機(jī)(長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司)、UV-1800 紫外/可見分光光度計(jì)(翱藝儀器有限公司)、DZKW-D-4 電熱恒溫水浴鍋(北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司)及B203 重慶奧特雙目顯微鏡(廣州深華生物技術(shù)有限公司)

        1.2 超微英德紅茶的制備

        1.2.1 超微英德紅茶粉末制備

        將干燥的樣品用多功能粉碎機(jī)粉碎30 s,即為紅茶粗粉[2]。利用超微粉碎機(jī)將紅茶粗粉進(jìn)行超微粉碎處理,分別收集超微粉碎5 min、10 min、20 min 和30 min 后的紅茶粉末,將紅茶粗粉和超微粉密封儲(chǔ)存。

        1.2.2 超微英德紅茶提取液制備

        按料液比1 ∶20(g·mL-1)采用超聲波輔助提取,提取溶劑為70%的乙醇溶液,在30 ℃下超聲提取30 min,于3 000 r·min-1離心20 min,收集上清液待用。

        1.3 超微英德紅茶粉末粒徑顯微結(jié)構(gòu)觀察

        將茶粉按照1 ∶10(g·mL-1)的料液比分散在去離子水中,混勻,取混懸茶液置于載玻片上,蓋上蓋玻片,于20 倍鏡下觀察。

        1.4 超微英德紅茶粉末的功能特性

        1.4.1 溶解性測定

        稱取m1(0.6 g)不同粒徑的超微英德紅茶粉,放入離心管中,加純水15 mL。在80 ℃下水浴振蕩30 min后,3 000 r·min-1離心20 min。稱量蒸發(fā)皿的重量m2后,將上清液倒入蒸發(fā)皿中,于105 ℃下干燥至恒重后稱重,冷卻至室溫后精確稱重m3[3]。溶解性按式(1)計(jì)算:

        1.4.2 持水力測定

        稱量15 mL離心管重量m1(g)后,準(zhǔn)確稱取m2(0.10 g)超微英德紅茶粉加入離心管中,加純水15 mL,于25 ℃下水浴振搖30 min,3 000 r·min-1離心20 min,棄去上清液后稱量樣品和離心管的重量m3(g)[4]。持水力按式(2)計(jì)算:

        1.4.3 潤濕性測定

        在直徑為10 cm 培養(yǎng)皿中,加入50 mL 水,再加入0.1 g 超微英德紅茶粉,記錄粉末被水完全潤濕的時(shí)間[5]。

        1.4.4 膨脹力測定

        準(zhǔn)確稱取m1(2 g)超微英德紅茶粉于50 mL 量筒中,記錄粉體體積V1,再向量筒中加入40 mL蒸餾水,攪拌均勻后在室溫下靜置,24 h 后記錄粉體體積V2[6]。膨脹力按式(3)計(jì)算:

        1.5 超微英德紅茶粉末的流動(dòng)性

        1.5.1 休止角測定

        把漏斗垂直放置在培養(yǎng)皿上方,漏斗下端對準(zhǔn)培養(yǎng)皿的中心且保持垂直高度為距離H(3 cm)。然后將不同粒徑的超微英德紅茶粉緩慢倒入漏斗,直至形成的茶粉椎體頂端正好接觸漏斗下端。在茶粉錐體穩(wěn)定1 min 后,記錄椎體的直徑為2R。休止角按式(4)計(jì)算:

        1.5.2 堆積密度和振實(shí)密度測定

        稱取m(1 g)水芹粉末加入到10 mL 量筒中,記錄粉末體積V1。把量筒放在厚布上連續(xù)振動(dòng),直到茶粉體積不再變化,記錄體積V2。堆積密度按式(5)計(jì)算;振實(shí)密度按式(6)計(jì)算:

        1.5.3 研究英德紅茶提取物的抗氧化活性測定

        取2 mL 紅茶醇提液和2 mL 0.2 mmol·L-1DPPH 乙醇溶液充分混勻,室溫下避光靜置30 min 后,于波長517 nm 處測定吸光度(A1)。取2 mL 無水乙醇和2 mL紅茶醇提液混合作為對照組,取2 mL 無水乙醇和2 mL 0.2 mmol·L-1DPPH 無水乙醇溶液作為空白組,分別測得吸光值為A2、A0[7]。DPPH 自由基清除率按式(7)計(jì)算:

        1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

        采用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,應(yīng)用SPSS20.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,以Graphpadprism5.0 作圖。各組間比較采用單因素方差分析,與0.5 min 組比較,*P <0.05,**P <0.01;與2 min 組比較,△P <0.05,△△P <0.01。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 超微粉碎對超微紅茶粉顆粒結(jié)構(gòu)的影響

        采用電子顯微鏡在20 倍鏡下觀察不同粉碎時(shí)間下紅茶粉末的顆粒結(jié)構(gòu),結(jié)果如圖1 所示。粉碎時(shí)間為0.5 min 的粗粉鏡下有大塊碎片狀結(jié)構(gòu),其余超微粉末組的大塊結(jié)構(gòu)減少,多呈現(xiàn)細(xì)小的碎片結(jié)構(gòu),粉體完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)破裂程度較大。說明超微粉碎技術(shù)可以有效地破壞植物中的細(xì)胞結(jié)構(gòu),使細(xì)胞裂片增加。

        圖1 超微紅茶粉末的顯微圖像圖

        2.2 超微粉碎對紅茶粉功能特性的影響

        2.2.1 超微紅茶粉溶解性的影響

        如圖2 所示,隨著超微粉碎時(shí)間延長,與0.5 min組粗粉相比,超微紅茶粉溶解性顯著增加,其中粉碎時(shí)長20 min 組粉末增加明顯,與2 min 組相比,也具有差異。這表明紅茶經(jīng)過超微粉碎處理之后可以增強(qiáng)紅茶粉的溶解性。這主要由于紅茶經(jīng)粉碎后,粒徑減小,比表面積增加,細(xì)胞壁被破壞,水分與微粒充分接觸,增加了細(xì)胞內(nèi)不溶或難溶成分的溶出,也增加了可溶性成分的溶出[4]。

        2.2.2 超微紅茶粉持水力、濕潤性和膨脹力的影響

        持水能力和濕潤性反應(yīng)了粉體與水的結(jié)合能力。如圖3a、圖3b 所示,超微粉碎時(shí)間延長,超微紅茶粉的持水力呈增長趨勢,超微紅茶粉的濕潤時(shí)間呈減少趨勢,表明濕潤性更強(qiáng),顯著高于0.5 min 組粗粉,其中粉碎時(shí)長20 min 差異明顯。這是因?yàn)槌⒎鬯樘幚碓黾恿思t茶粉末的比表面積,使微觀結(jié)構(gòu)變得疏松,使顆粒之間孔隙增大,導(dǎo)致大量的親水基團(tuán)暴露出來,致使超微粉末與水結(jié)合能力增強(qiáng)[8]。如圖3c 所示,與0.5 min 超微紅茶粉組相比,除了20 min 組的膨脹力具有差異外,其余組的膨脹力略有增加,但沒有明顯差異。這說明超微粉碎對超微紅茶粉膨脹力的影響較小。

        圖2 超微粉碎對紅茶粉溶解性的影響圖

        圖3 超微粉碎對紅茶粉持水力、濕潤性和膨脹力的影響圖

        2.3 超微紅茶粉流動(dòng)性的影響

        休止角是表示粉體流動(dòng)性能的重要指標(biāo)。休止角越小,表示粉體的流動(dòng)性越好,反之則越差。如圖4所示,隨著超微粉碎時(shí)間的延長,超微紅茶粉的堆積密度和振實(shí)密度顯著性減小,休止角增大。這可能是由于超微粉末粒徑減小,使其相互間的黏著力增加、靜電作用力增強(qiáng),使得表面聚合力增大,更易吸附和凝聚,而引起流動(dòng)性變差[9]。

        圖4 超微粉碎對超微紅茶粉末流動(dòng)性的影響圖

        2.4 超微粉碎對紅茶粉抗氧化活性的影響

        以DPPH 法評價(jià)化合物的抗氧化活性,DPPH 清除率數(shù)值越大表示樣品抗氧化活性越強(qiáng),反之則越弱[10]。由圖5 可知,6 個(gè)樣品對DPPH 自由基均有較高的清除率,反映了紅茶提取物的抗氧化能力。其中,與0.5 min 超微紅茶粉組相比,超微粉2 min 和30 min的DPPH 自由基清除率具有顯著性差異,而10 min 和20 min 的清除率略有下降,這可能與超微粉末的粒徑大小有關(guān),粒徑大,成分不易溶出,粒徑小,更多的成分被溶出,使抗氧化成分的含量發(fā)生變化有關(guān)。因此,超微粉碎處理有助于紅茶中抗氧化成分的溶出,便于清除DPPH 自由基,從而提高其抗氧化活性。

        圖5 超微粉碎對紅茶粉DPPH 自由基清除能力的影響圖

        3 結(jié)論與討論

        本文以英德紅茶為研究對象,探究了不同超微粉碎時(shí)間對超微英德紅茶粉末的理化性質(zhì)以及抗氧化活性的影響。結(jié)果表明,隨著超微粉碎時(shí)間的延長,有效地增加了紅茶粉溶解性、持水力、濕潤性及膨脹力,其中粉碎時(shí)長20 min 的效果較佳。良好的理化特性可以改善紅茶粉體的沖調(diào)性,有助于茶粉系列產(chǎn)品的加工應(yīng)用[11]。粒徑減小,超微紅茶粉的堆積密度和振實(shí)密度減小,休止角增大,使得超微粉體的流動(dòng)性降低,有利于溶劑的滲透,而這對紅茶中有效成分的充分溶出有著積極性的作用[12]。對超微紅茶粉提取物進(jìn)行抗氧化活性分析,發(fā)現(xiàn)隨著超微粉碎時(shí)間的延長,DPPH 自由基清除率顯著升高,表現(xiàn)出較高的抗氧化活性。本研究仍存在不足,還需進(jìn)一步深入研究超微紅茶粉提取物的抗氧化機(jī)制,為開發(fā)利用超微紅茶粉提供更多科學(xué)依據(jù)。

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