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        紅茶加工過(guò)程中穩(wěn)定同位素變化研究

        2021-06-16 07:44:42張?jiān)デ?/span>李思敏池福敏
        現(xiàn)代食品 2021年7期
        關(guān)鍵詞:差異

        ◎ 張?jiān)デ啵钏济?,池福敏,?梁

        (西藏農(nóng)牧學(xué)院 食品科學(xué)學(xué)院,西藏 林芝 860000)

        茶是世界三大飲品之一[1],茶葉中含有兒茶素、膽甾烯酮、咖啡堿、肌醇、葉酸和泛酸等多種物質(zhì),不僅可以提高免疫力以抵抗病毒,還可以預(yù)防疾病[2]。在世界茶產(chǎn)品中,紅茶是主流的消費(fèi)產(chǎn)品,我國(guó)紅茶遠(yuǎn)銷(xiāo)蒙古、俄羅斯等國(guó),曾在中俄萬(wàn)里茶路上扮演過(guò)重要角色,如今仍活躍在“一帶一路”沿線國(guó)家和地區(qū)。隨著人們對(duì)紅茶需求的不斷增加,紅茶的品質(zhì)越來(lái)越受到重視[3]。目前,茶葉市場(chǎng)存在以次充好的現(xiàn)象,由于靠人的主觀判斷茶葉產(chǎn)地及其品質(zhì)需要一定的知識(shí)儲(chǔ)備,而絕大多數(shù)人不具備這種能力,所以分辨茶葉品質(zhì)變得比較困難。

        近年來(lái),農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地真實(shí)性鑒別技術(shù)在產(chǎn)品保護(hù)方面得到廣泛研究。穩(wěn)定同位素技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地真實(shí)性鑒別研究的技術(shù)手段之一。穩(wěn)定同位素C、N、O、D的比率不會(huì)遭受人為改變,也不會(huì)被外源化學(xué)物質(zhì)改變,穩(wěn)定性極好,因此利用該技術(shù)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的溯源,產(chǎn)地鑒別有一定的應(yīng)用[4]。由于同位素的自然分餾效應(yīng)原理,不同產(chǎn)地的樣品因環(huán)境、氣候、土壤的差別導(dǎo)致自然物質(zhì)中元素的同位素豐度呈現(xiàn)出差異[5],因此本研究以易貢紅茶作為研究對(duì)象,通過(guò)探討紅茶發(fā)酵過(guò)程中C、N、O、D 4種穩(wěn)定同位素比率及含量變化,分析加工對(duì)穩(wěn)定同位素的影響,以期為穩(wěn)定同位素技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地真實(shí)性鑒別技術(shù)提供參考依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        紅茶,來(lái)源于西藏易貢茶場(chǎng)。

        1.2 儀器設(shè)備

        中藥材粉碎機(jī)LD-2000A型(盛大機(jī)械有限責(zé)任公司);真空干燥箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司);振蕩篩(浙江正泰電器股份有限公司);FlashEA1112型元素分析儀(ThermoFisher Scientific);F-P400行星式球磨儀(湖南弗卡斯實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)。

        1.3 方法

        1.3.1 茶葉樣品

        在茶廠生產(chǎn)期間,分別采集紅茶關(guān)鍵加工過(guò)程中原葉、萎凋后、揉捻后、發(fā)酵后和干燥后的樣品,每份樣品重量80~100 g,每個(gè)階段分別采集20份,裝入采樣袋中,用冰盒冷藏保存。

        1.3.2 茶葉預(yù)處理

        選取無(wú)腐敗、外形完整的茶葉,于冷凍干燥下,直至干燥后用球磨儀研磨25 s。

        1.3.3 樣品檢測(cè)方法

        (1)穩(wěn)定性碳、氮同位素檢測(cè)。采用元素分析-同位素比率質(zhì)譜法(IR-MS)紅茶樣品中的δ13C、δ15N值,稱(chēng)取0.5~1.0 mg紅茶樣品放入錫箔杯中并包裹嚴(yán)密,采用元素分析儀和稀釋儀進(jìn)行樣品處理[6],將包裹嚴(yán)密樣品放入元素分析儀中進(jìn)行轉(zhuǎn)化純凈的CO2和N2最后經(jīng)過(guò)稀釋儀,質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)。①元素分析儀條件。載氣He流量:100 mL·min-1;還原爐溫度:650 ℃;燃燒爐溫度:1 325 ℃;進(jìn)樣器氦氣吹掃流量:100 mL·min-1[7]。②稀釋儀條件。N2壓力:100.0 Pa;CO2壓力:60.0 Pa;He稀釋壓力:60.0 Pa。③質(zhì)譜儀條件。用USGS(δ13CPDB=-16.00‰)標(biāo)定鋼瓶,用IAEAN1(δ15N air=0.4‰)標(biāo)定N2鋼瓶(標(biāo)準(zhǔn):標(biāo)定的鋼瓶氣)。

        (2)穩(wěn)定性氧、氫同位素檢測(cè)。樣品中的δD和δ18O值測(cè)定采用高溫裂解-同位素比率質(zhì)譜法[8]。在實(shí)驗(yàn)室室溫下,將樣品按順序裝入進(jìn)樣瓶,放入96孔酶聯(lián)免疫板中,并蓋上蓋子平衡48 h后[9],利用自動(dòng)進(jìn)樣器將樣品送入元素分析儀,高溫裂解生成CO和H2(裂解溫度:1 350 ℃;載氣He流速:100 mL·min-1),經(jīng)過(guò)稀釋儀(He稀釋壓力:50 kPa;H2參考?jí)毫Γ?0 kPa),最后進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)。

        1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

        數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,多重比較分析、主成分分析采用SPSS軟件,相關(guān)分析結(jié)合Excel軟件。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 加工過(guò)程中易貢紅茶中穩(wěn)定同位素C變化

        由表1可以看出,在不同加工過(guò)程中易貢紅茶中穩(wěn)定同位素C經(jīng)方差分析,不同加工過(guò)程中δ13C值不同(P<0.001),并且進(jìn)一步采用Duncan’s法多重比較發(fā)現(xiàn),萎凋后、揉捻后和發(fā)酵后的δ13C無(wú)差異,其他加工過(guò)程間比較均有差異。而穩(wěn)定同位素C含量不同加工過(guò)程中易貢紅茶中無(wú)差異。

        表1 紅茶不同加工過(guò)程中C穩(wěn)定同位素值表

        2.2 加工過(guò)程中穩(wěn)定同位素N變化

        由表2可以看出,在不同加工過(guò)程中易貢紅茶中導(dǎo)致易貢紅茶中δ15N平均值由小到大依次為發(fā)酵后<干燥后<揉捻后<萎凋后<原葉。經(jīng)方差分析,不同加工過(guò)程中δ15N有差異(P<0.001),進(jìn)一步采用Duncan’s法多重比較發(fā)現(xiàn),揉捻后和干燥后無(wú)差異,其余加工過(guò)程間比較均有差異。

        不同加工過(guò)程中易貢紅茶中穩(wěn)定同位素N含量結(jié)果如表2所示,穩(wěn)定同位素N含量平均值由小到大依次為發(fā)酵后<干燥后<揉捻后<原葉<萎凋后。經(jīng)方差分析,不同加工過(guò)程導(dǎo)致穩(wěn)定同位素N含量有差異(P<0.001),進(jìn)一步采用Duncan’s法多重比較發(fā)現(xiàn),原葉和揉捻后穩(wěn)定同位素N含量無(wú)差異,發(fā)酵后和干燥后穩(wěn)定同位素N含量無(wú)差異,其余加工過(guò)程間穩(wěn)定同位素N含量比較均有差異。

        表2 紅茶不同加工過(guò)程中N穩(wěn)定同位素值表

        2.3 加工過(guò)程中穩(wěn)定同位素O變化

        由表3可以看出,在不同加工過(guò)程中易貢紅茶中δ18O平均值由小到大依次為原葉<萎凋后<發(fā)酵后<揉捻后<干燥后。經(jīng)方差分析,采用不同加工過(guò)程下δ18O有差異(P<0.001),進(jìn)一步采用Duncan’s法多重比較發(fā)現(xiàn),干燥后δ18O高于另外4種加工過(guò)程,原葉與揉捻后和發(fā)酵后有差異,其余加工過(guò)程間無(wú)差異。不同加工過(guò)程下,易貢紅茶中穩(wěn)定同位素O含量有差異(P<0.001),進(jìn)一步采用Duncan’s法多重比較發(fā)現(xiàn),發(fā)酵后、原葉、揉捻后、萎凋后穩(wěn)定同位素O含量無(wú)差異,干燥后與發(fā)酵后、原葉、揉捻后、萎凋后均有差異。

        表3 紅茶以不同加工過(guò)程中O穩(wěn)定同位素值表

        2.4 加工過(guò)程中穩(wěn)定同位素D變化

        由表4可以看出,在不同加工過(guò)程下易貢紅茶中δD平均值由小到大依次為干燥后<發(fā)酵后<原葉<揉捻后<萎凋后。經(jīng)方差分析,采用不同加工過(guò)程δD有差異(P<0.001),進(jìn)一步采用Duncan’s法多重比較發(fā)現(xiàn),干燥后δD低于另外4種加工過(guò)程,萎凋和發(fā)酵有差異,其余加式過(guò)程間無(wú)差異。不同加工過(guò)程下易貢紅茶中穩(wěn)定同位素D含量有差異(P<0.001),進(jìn)一步采用Duncan’s法多重比較發(fā)現(xiàn),發(fā)酵后、原葉、揉捻后、萎凋后穩(wěn)定同位素D含量無(wú)差異,干燥后與發(fā)酵后、原葉、揉捻后、萎凋后比較均有差異。

        表4 紅茶以不同加工過(guò)程中D穩(wěn)定同位素值表

        3 結(jié)論

        穩(wěn)定同位素技術(shù)可以為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地真實(shí)性鑒別提供技術(shù)支持,產(chǎn)生同位素的自然分餾效應(yīng)原理,是由于不同產(chǎn)地的樣品因環(huán)境、氣候、土壤的差別致使自然物質(zhì)中元素的同位素豐度呈現(xiàn)出差異[5]。結(jié)果表明,萎凋后、揉捻后和發(fā)酵后的δ13C無(wú)差異,其余加工過(guò)程間比較均有差異,不同加工方式樣品穩(wěn)定同位素C含量無(wú)差異;樣品中δ15N和穩(wěn)定同位素N含量,揉捻和干燥無(wú)差異,其余加工過(guò)程間比較均有差異;不同加工過(guò)程下δ18O、δD均有差異,發(fā)酵后、原葉、揉捻后、萎凋后的穩(wěn)定同位素O、D含量變化無(wú)差異,而干燥后與發(fā)酵后、原葉、揉捻后、萎凋后比較均有差異;本研究結(jié)果表明,加工過(guò)程和加工工藝雖然會(huì)影響同位素分餾,但是影響有限,紅茶加工過(guò)程中依舊保留著相關(guān)的同位素信息。因此本研究利用不同方式加工紅茶中的同位素變化可以為穩(wěn)定同位素技術(shù)提供參考。

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