黃 藩,張 廳*,馬偉偉,郭煒鋒,羅 凡,堯 渝
(1.四川省農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所,四川 成都 610066;2.成都夏春秋茶文化傳播有限公司,四川 成都 610081)
白茶是中國傳統(tǒng)六大茶類之一,近年來其保健功能被逐步挖掘,進一步推動了白茶的消費市場和生產(chǎn)區(qū)域的擴張,除了傳統(tǒng)的福建產(chǎn)區(qū),四川、貴州、廣西、浙江、江西等省份也開始試制白茶[1-2]。超微粉碎是指將物料顆粒粉碎至粒度在30μm以下的一種粉碎技術[3],超微粉碎后的食品物料具有更高的生物利用率和營養(yǎng)價值,以及體積小、微量小、易于處理、運輸?shù)冉?jīng)濟優(yōu)勢。超微茶粉是利用球磨粉碎、氣流粉碎、高頻振動研磨粉碎、沖擊式粉碎及石磨等[4]超微粉碎機械設備生產(chǎn)出來的,具有超細顆粒的茶葉新型產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)茶葉,超微茶粉在開發(fā)高附加值的功能產(chǎn)品上具有優(yōu)勢,近年來成為茶葉精深加工研究的熱點。
目前,對超微綠茶和超微紅茶的研究較多,張惠等[5]發(fā)現(xiàn),隨著粉體粒徑逐漸減小,超微綠茶粉的亮度逐漸升高,其茶多酚、游離氨基酸等物質(zhì)含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,抗壞血酸和EGCG等物質(zhì)含量呈現(xiàn)減少的趨勢。褚飛洋等[6]發(fā)現(xiàn),隨著超微紅茶粉粒度減小,水浸出物含量、氨基酸含量及可溶性糖的含量明顯提高,但是茶多酚、茶色素和粗纖維的含量呈逐漸降低的趨勢。但尚未見有關超微白茶的相關物化特征的研究報道。本研究通過對超微白茶粉的主要生化成分的檢測,分析白茶在超微粉碎過程中的化學特征變化規(guī)律,為白茶精深加工提供理論支撐。
茶樹鮮葉于2020年5月10日采自雅安市名山區(qū)牛碾坪,福鼎大白品種,采摘標準為一芽二葉;經(jīng)過萎凋-干燥等工藝制得白茶毛茶。
將毛茶用BJ-150型高速粉碎機(拜杰牌)粉碎3min后過40目篩網(wǎng),得到白茶粗粉,白茶粗粉為對照樣品(CK)。超微白茶粉由長沙米淇儀器設備有限公司加工而成,其加工過程為:利用循環(huán)冷風行星球磨機將毛茶按照料球比1∶4.5,轉(zhuǎn)速38rmp/min進行20min、30min、40min、50min等不同時間的粉碎,制成不同粒徑的4個樣品。
采用Mastersizer2000型激光粒度儀對茶樣進行粒度分析,稱取適量樣品,以蒸餾水為分散劑,利用渦旋混合器進行混合,超聲分散20s后測量粉體D50(中值粒徑,50%的粒子低于此值的直徑)、D10(10%的粒子低于此值的直徑)、D90(90%的粒子低于此值的直徑)、SPAN(分布寬度)。
茶多酚含量測定參照GB/T 8313-2008《茶葉中茶多酚和兒茶素含量的檢驗方法》福林酚法;氨基酸含量測定參照 GB/T 8314-2013《茶:游離氨基酸總量的測定》茚三酮比色法;可溶性糖的測定采用蒽酮-硫酸法[7];葉綠素含量采用丙酮浸提后用分光光度法測定[8]。兒茶素組分、沒食子酸(GA)、咖啡堿、1,2,6—三沒食子酰葡萄糖(1,2,6-tri-O-galloyl-β-D-glucopyranose,1,2,6-TGGP)含量的測定采用高效液相色譜法,流動相為0.2%乙酸和乙腈,色譜條件:檢測波長為278nm,流速:1mL/min,柱溫:25℃,進樣量:10μL,流動相梯度洗脫[9]。
采用Microsoft Office Excel 及SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行方差分析。
超微白茶粉樣品的平均粒度值如表1,D50分別為14.50、13.26、10.01、8.17μm。4個樣品的粉體顆粒大小均小于20μm,符合超細微茶粉的粒徑要求[10]。隨著粉碎時間的延長,樣品的中值粒徑逐漸減小,粒度分布離散減小。
表1 不同粒徑白茶粉體的粒徑分布
葉綠素和類胡蘿卜素對白茶干茶和葉底的色澤有重要影響。茶葉中的葉綠素主要包括葉綠素a和葉綠素b,葉綠素總量為葉綠素a和葉綠素b的含量之和。由表2可知,4個超微白茶粉樣品的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、類胡蘿卜素的含量顯著低于對照組,且隨著粒徑的減少,以上成分的含量顯著降低。說明超微粉碎進行的時間越長,樣品中葉綠素和類胡蘿卜素的消耗越大。
圖1 樣品1粒徑分布 圖2 樣品2粒徑分布
圖3 樣品3粒徑分布 圖4 樣品4粒徑分布
表2 白茶粉的葉綠素及類胡蘿卜素的含量(mg/g)
可溶性糖、氨基酸、黃酮的含量與茶湯滋味品質(zhì)得分呈正相關[11],由表3和表4可知,4個超微白茶粉樣品的可溶性糖、氨基酸和黃酮含量顯著高于對照組,說明超微粉碎可以使得部分生化成分的浸出量增加,豐富茶湯的內(nèi)含物質(zhì)[12]。茶多酚具有抗氧化、抗腫瘤、抗輻射、抗動脈粥樣硬化等保健功能[13],同時是茶湯澀味的主要物質(zhì)來源[14]。本研究中4個樣品的茶多酚含量顯著低于對照組,說明超微粉碎過程中,茶多酚的氧化反應持續(xù)進行,使得茶多酚含量下降,且隨著粒徑的減小,茶多酚的含量逐漸降低,粒徑最小的樣品,含量最低。所以超微粉碎會在一定程度上降低白茶粉的苦澀滋味,提高白茶粉的茶湯滋味品質(zhì)。對比4個超微粉碎的樣品發(fā)現(xiàn),氨基酸、黃酮、咖啡堿含量也隨著粒徑的減小而顯著降低,可溶性糖含量沒有顯著變化。由此說明茶粉粒徑過小,會使其部分生化成分在一定程度上降低,對茶湯濃度有影響。天然水解單寧類物質(zhì)1,2,6三沒食子酰葡萄糖(1,2,6-TGGP)是一類具有重要藥用價值的化合物[15]。超微粉碎使得白茶粉的GA和1,2,6-TGGP更多地浸出,增加茶湯濃度,樣品2和3的含量最高,顯著高于其它樣品。
表3 白茶粉的主要生化成分含量(mg/g)
表4 白茶粉的兒茶素類等成分含量(mg/g)
兒茶素類占茶多酚總量的70%~80%,其含量高低是茶葉品質(zhì)優(yōu)劣的重要化學指標,兒茶素總量、EGCG、酯型兒茶素等組分是白茶滋味濃度(收斂)的關鍵因素[16]。超微粉碎后,4個超微白茶粉的非酯型兒茶素和兒茶素總量均有顯著升高,且隨著粒徑的逐漸減少,含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢,樣品2的含量為最高。隨著粒徑逐漸降低,型兒茶素的含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢,樣品2的含量最高,但是對照組高于樣品1。相比對照組,4個超微白茶粉的GC、EGC、C、EC、ECG等物質(zhì)的含量顯著增加,且隨著粒徑的逐漸減少,以上成分含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢,且樣品2的含量最高。
超微粉碎能提高白茶粉顆粒的比表面積,提高主要生化成分的浸出量,同時超微粉碎會加速粗纖維和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性糖和氨基酸等[17],從而改善白茶的滋味品質(zhì),提高白茶的營養(yǎng)價值。本研究中白茶經(jīng)過超微粉碎后,4個樣品的可溶性糖、氨基酸、黃酮、GA、1,2,6-TGGP以及部分兒茶素組分含量,較對照組顯著升高,與超微粉碎在中藥材、藥食同源物、果蔬等加工中的應用效果類似[18-19]。葉綠素是構成綠茶外觀、湯色和葉底色澤的主要色素成分,但其性質(zhì)很不穩(wěn)定,超微粉碎過程使得葉綠素產(chǎn)生脫鎂和脫脂基葉綠素,再經(jīng)過一系列的氧化降解,產(chǎn)生小分子水溶性無色物質(zhì)[9],相比白茶粗粉,4個樣品中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量、類胡蘿卜素的含量顯著降低,對白茶粉的色澤和滋味有一定影響。而類胡蘿卜素會通過一系列轉(zhuǎn)化參與香氣物質(zhì)的形成,所以超微粉碎也會對白茶粉的香氣有一定影響。
隨著超微白茶粉粒徑的減小,4個樣品中茶多酚、氨基酸、黃酮、咖啡堿、葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量也降低;而GA、TGGP、GC、EGC、C、EC、ECG、EGCG及兒茶素總量等物質(zhì)的含量出現(xiàn)先升高后降低的趨勢。本研究中D50粒徑為13.26μm的超微白茶粉(樣品2)具有兒茶素類物質(zhì)的最高含量,為追求更細的粒徑進行更長時間的超微粉碎,長時高溫的環(huán)境,會使兒茶素組分在超微粉碎過程中會發(fā)生氧化和分解,使其含量在增加到峰值后反而下降。同時,兒茶素在粉碎中絡合、氧化形成茶紅素和茶黃素,粉體色澤變紅,會對呈現(xiàn)綠色的超微白茶粉的感官品質(zhì)形成不利影響。有研究發(fā)現(xiàn)不同粒徑蘋果皮全粉的酚類含量也出現(xiàn)同樣變化趨勢,隨著超微粉碎時間延長,熱效應會使綠原酸和表兒茶素等酚類物質(zhì)氧化分解,導致其含量顯著下降[20]。而可溶性糖的含量在4個超微白茶粉之間的差異不顯著,說明增加超微粉碎時間對可溶性糖含量增加無效果,在山藥全粉的研究中也發(fā)現(xiàn)過長時間的超微粉碎對可溶性糖溶出率的提高效果有限,反而會增加生產(chǎn)能耗[21]。而不同物質(zhì)具有不同的熱敏感性,所以不同物質(zhì)含量峰值出現(xiàn)在不同粒徑處。本研究中D50粒徑為13.26μm的超微白茶粉(樣品2),其茶多酚、可溶性糖、氨基酸、黃酮、GA、1,2,6-TGGP的含量上不低于另外3個超微白茶粉樣品,在GC、EGC、C、EC、ECG、EGCG及兒茶素總量等物質(zhì)含量上顯著高于其它樣品。以上說明適度的超微粉碎,會提高白茶粉的主要生化成分的含量,提高白茶的利用價值。
已有研究認為超微粉碎會使茶葉的物理性質(zhì)發(fā)生變化[22],從物理特性上認為粉體越細,越有利于添加到食品、藥品、化妝品等產(chǎn)品中。但是超微茶粉粒徑的最終確定,要結合粉體的感官品質(zhì)、理化品質(zhì)、產(chǎn)品需求以及生產(chǎn)成本等。目前已有關于超微綠茶粉和超微紅茶粉在冰淇淋、餅干、蛋糕、豆?jié){、面條、巧克力等食品,以及面膜、護手霜等日用品中的研究報道[23-24],但是對于超微白茶的利用還未見報道,因此可以進一步開發(fā)超微白茶食品和日用品,豐富茶葉精深加工產(chǎn)品,提高茶葉產(chǎn)品的附加值,解決我國中低檔茶葉的銷路問題,加快茶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。