高溫高壓提取茶湯加工普洱茶膏的研究

張冬蓮，楊燦瓊，蘇小琴，馬 燕，趙 明，*

（1.云南農業大學龍潤普洱茶學院，云南昆明650201；

2.云南下關沱茶（集團）股份有限公司，云南大理671000）

高溫高壓提取茶湯加工普洱茶膏的研究

張冬蓮1，楊燦瓊2，蘇小琴1，馬 燕1，趙 明1，*

（1.云南農業大學龍潤普洱茶學院，云南昆明650201；

2.云南下關沱茶（集團）股份有限公司，云南大理671000）

普洱茶膏是云南獨特的速飲茶葉產品，但目前采用大鍋熬制的工藝提取茶湯，導致產品的香氣低、滋味淡薄，亟需改進提取方法。本文應用高壓滅菌鍋和響應面設計，開展高溫高壓（121℃、103kPa）提取茶湯加工茶膏研究。優化發現在浸提溫度為113℃，茶水比1∶41g/mL，時間14min的條件下，提取茶湯的茶多酚、氨基酸、水浸出物含量最高，分別為20.89%±0.81%、3.82%±0.35%和37.89%±5.35%。按優化條件提取茶湯、減壓濃縮、干燥加工制成茶膏有效成分含量與感官評審得分均優于大鍋熬制加工的茶膏。本研究表明高溫高壓提取茶湯可以改進茶膏品質，在速飲茶葉產品加工中具有一定的應用前景。

高溫高壓，茶膏，內含物，響應面

普洱茶膏是以云南普洱茶為原料，經提取、凈化、濃縮、干燥（成型）等工序加工而成的固態即飲茶飲料產品[1]。茶膏具有普洱茶的營養成分和保健功效，同時便于攜帶與沖泡等優點，具有很好的市場前景。

目前茶膏生產工藝為：原料選擇→浸提→濃縮→干燥。浸提是茶膏的第一道熱處理工序，也是生產關鍵環節之一，浸提效果的好壞直接影響到茶葉原料利用率和產品品質。現有的普洱茶膏浸提方法主要有：大鍋熬制與低溫萃取。大鍋熬制浸提具有茶葉內含成分的浸出率高，設備簡單的優點，但存在香氣低、滋味淡薄、茶膏品質差等不足[2]。低溫浸提的茶湯透明度高，是高品質茶湯的標志[3]，但對茶葉原料要求較高，且茶葉內含成分浸出量低、浸提時間長，不利于工業化生產[4]。因此，有必要針對茶膏加工關鍵環節的浸提工藝開展研究，以提高提取效率并增進茶膏品質。

近年來，在植物化學成分提取中出現了超高壓提取方法[5]，研究發現超高壓技術較之傳統熱水浸提工藝水浸出物、茶多酚、氨基酸、可溶性糖、咖啡堿等茶葉內含物浸出率更高，并具有提取液澄清、提取時間短的特點[6-8]。本文借鑒超高壓提取技術的原理，應用高壓滅菌鍋開展高溫高壓提取茶湯加工茶膏的研究，為改進茶膏加工工藝提供實驗參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

曬青毛茶 購于云南大理大栗樹茶廠；咖啡堿（CA）、兒茶素（C）、沒食子酸（GA）、沒食子酸沒食子酸（G-G）、表沒食子酸兒茶素（EGC）、表兒茶素（EC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）對照品 天津一方科技有限公司；乙腈 Tedia有限公司；硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、茚三酮、氯化亞錫、磷酸氫二鉀、磷酸氫二鈉 均為國產分析純。

Agilent1200型高速液相色譜儀（HPLC） 為美國Agilent1200型高速液相色譜系統，包括UV檢測器（VWDG1314B），柱溫箱（G1316A），進樣器（G1329A），脫氣機（G1322A），溶劑輸送泵（G1311A）；色譜柱為TSKgel ODS 80TM（4.6mmΦ×250mm，5μm） 日本Tosoh公司；LDZX_7514B型立式壓力蒸汽滅菌器 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；RE-52AA型旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠；755B型紫外分光光度計 上海美譜達。

1.2 實驗方法

1.2.1 茶湯提取方法的確定、優化 在傳統茶膏加工中茶湯的提取方法[3，9-10]加以改進，以確定茶湯浸提茶水比、時間和溫度（根據高壓滅菌鍋的最大值設置最高溫度）。使用響應面軟件（Design-Expert 8.0.5b）設計因素表優化以上3個因素水平，因素水平表見表1。

表1 響應面實驗的因素水平表Table.1 Factors and levels of RSM

1.2.2 茶湯內含物質測定方法 茶多酚、游離氨基酸和水浸出物分別按照國標應用酒石酸鐵比色法[11]、茚三酮比色法[12]和全量法[13]進行測定。

1.2.3 茶膏的加工 以同一原料分別按照傳統方法（大鍋熬制）和高溫高壓提取茶湯加工茶膏，各重復3次，并以茶膏質量（g）/茶葉（g）計算得率，各方法主要步驟分別如下：

1.2.3.1 傳統方法茶膏加工 原料250g→按照1∶20加入沸水→浸提2次（分別15、20min）→濃縮→干燥→茶膏

1.2.3.2 優化的高溫高壓方法 原料250g→高溫高壓提取1次→旋轉蒸發濃縮→干燥→茶膏

1.2.4 茶膏內含物質的測定 稱取茶膏0.50g定容至100mL，用HPLC測定茶膏樣品的咖啡堿和兒茶素含量，主要方法如下：

色譜柱為TSKgel ODS 80TM；流動相A為5% CH3CN，0.261%磷酸；流動相B相為80%CH3CN，0.261%磷酸；洗脫梯度為：0～20min（A液從90%線性降低到78%，B液從10%線性增加到22%），20～20.5min（A液從78%降低到0%，B液從22%增加到100%），20.5～26min（100%B），26～26.5min（A液從0%增加到90%，B液從100%降低到10%），27min結束，后運行平衡色譜柱5min（90%A，10%B）；流速（1mL/min）；檢測波長（280nm）；進樣量（10μL）。

1.2.5 感官評審 參照茶葉審評[14]國家標準進行評審，評分。

2 結果與分析

2.1 茶湯提取條件的優化

應用響應面軟件優化浸提時間（A）、溫度（B）和茶水比（C），共17組實驗，測定各組實驗樣品的茶多酚、氨基酸和水浸出物含量，結果見表2。

表2 響應面軟件實驗優化設計方案與實驗結果Table.2 Response surface experimental design by Design-Expert and the contents of polyphenols，free amino acids，and water extract of each design

將測定的各數據應用響應面軟件分析，對表2數據進行二次多元回歸擬合，得到二次回歸方程響應面圖，結果見圖1。每個響應面分別代表著2個獨立變量之間的相互作用，此時第3個變量保持在編碼0的水平。由圖1可知，響應面均開口向下，且隨著每個因素的增大，響應值逐漸增大；當響應值增至極值后，隨著因素的增大，響應值開始逐漸減小，該模型具有最大值的穩定點。

利用響應面軟件分析得出茶多酚的最優條件計算公式為：

茶多酚=+23.60-0.5A+1.29B+3.26C-2.50A2-2.75C2；

氨基酸=+3.68-0.15A-0.19B+0.15C-0.11AB-0.053AC+0.25BC-0.18A2-0.49B2+0.12C2

水浸出物=+40.30+0.29A+3.26B+2.5C+0.72AB-0.37AC-2.17BC-3.19A2-0.68B2-3.46C2

圖1 時間、溫度、茶水比對內含物提取影響的響應面圖Fig.1 Effect of contents in tea extraction by time，temperature，and tea/water

應用Design-Expert 8.0.5b軟件分析出來最優條件時間為13.67min，溫度為112.22℃，茶水比為1∶40.56。該條件下理論推導茶多酚、氨基酸、水浸出物的含量分別為25.36%、3.37%、40.76%。

校正后的提取條件為：時間（14min），溫度（113℃），茶水比（1∶41）。利用響應面推導的優化提取條件，平行3樣品提取茶湯，測定茶多酚、氨基酸和水浸出物平均值含量分別為20.89%±0.81%，3.82%±0.35%和37.89%±5.35%。

2.2 茶膏品質比較

2.2.1 茶膏收率及外觀比較 分別以同一曬青毛茶為原料，應用優化確定的高溫高壓方法提取茶湯加工茶膏收率為20%，應用傳統方法加工茶膏收率為18%。高溫高壓方法制得的茶膏色澤紅褐明亮，質地緊結，表面光滑（圖2a）；傳統方法制取的茶膏表面質地疏松多孔，表面不平整，色澤較淺，明亮度低（圖2b）。

圖2 高溫高壓方法與傳統方法加工的茶膏Fig.2 Tea cream produced by high temperature and pressure，and traditional methods

2.2.2 茶膏兒茶素與咖啡堿含量比較 兒茶素與咖啡堿是茶葉重要的功能與滋味物質[15]，本文應用HPLC測定茶膏中咖啡堿和兒茶素的含量（表3，圖3）。由圖表和統計分析可知，高溫高壓方法加工茶膏的C、EC、EGCG與ECG的含量顯著高于傳統方法加工的茶膏（p＜0.01）。

圖3 兒茶素和咖啡堿測定的HPLC色譜圖Fig.3 HPLC chromatogram for determination ofcaffeine and catechins

2.2.3 感官審評 分別采用外觀、湯色、香氣、滋味4因子對加工茶膏進行感官評審（表4），結果表明，采用高溫高壓提取茶湯加工的茶膏感官審評結果優于大鍋熬制的茶膏。

表3 茶膏內含物質測定（mg/g）Table.3 Contents of chemical compounds of tea cream（mg/g）

3 結論

本文借鑒高壓提取的原理，采用高溫高壓（14min，113℃，1∶41）提取茶湯，旋轉蒸發濃縮茶湯加工茶膏。化學物質測定與感官評審表明，該方法加工的茶膏內含物含量高、滋味和香氣優于傳統方法制取的茶膏。高溫高壓提取有效保持了茶葉的香氣和內含成分，改善了茶膏產品香氣低、滋味淡的不足，具有一定的應用潛力。

表4 茶膏審評結果Table.4 Results of sensory evaluation of tea cream

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[12]中共和華人民國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 8314-2008茶游離氨基酸總量測定[S].北京：中國標準出版社，2008.

[13]中共和華人民國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 8305-2008茶水浸出物總量測定[S].北京：中國標準出版社，2008.

[14]中共和華人民國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB/T 23776-2009茶葉感官審評方法[S].北京：中國標準出版社，2009.

[15]宛曉春.茶葉生物化學第三版[M].北京：中國農業出版社，2007：32-39.

Study on producing pu-erh tea cream by extraction of tea at high temperature and pressure

ZHANG Dong-lian1，YANG Can-qiong2，SU Xiao-qin1，MA Yan1，ZHAO Ming1，*
（1.College of Longrun Pu-erh tea，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China；2.Yunnan Xiaguan Tuocha（Group）Co.，Ltd.，Dali 671000，China）

Pu-erh tea cream is a special instant tea product in Yunnan.However，the aroma and taster of tea cream was poor for that the method of extraction of tea was cook，presently.So the extraction methods of tea need improve.In this work the extraction of tea at high temperature and pressure was investigated using a high pressure steam sterilizer and response surface methodology.The results of assays by response surface methodology showed that the optimal extract procedure was temperature（113℃），time（14min），and tea/water（1∶41g/mL）.The contents of polyphenols，free amino acids and water extract in tea extractions were 20.89%± 0.81%，3.82%±0.35%and 37.89%±5.35%，respectively.Tea cream was produced by extract tea at the optimal condition，vacuum concentration，and drying.High performance liquid chromatography analysis（HPLC）and sensory evaluation revealed that the appearance，levels of chemical compound（catechins and caffeine），and score of sensory evaluation of tea cream produced by high temperature and pressure were better than that produced by traditional methods.This work showed that extract tea using high temperature and pressure could improve the quality of tea cream，and it had some application potential in the instant tea producing.

high temperature and pressure；tea cream；chemical compounds；response surface methodology

TS272.5

B

1002-0306（2014）04-0242-04

2013－07－04 *通訊聯系人

張冬蓮（1989-），女，碩士，主要從事茶葉生物化學方面的研究。

國家自然科學基金（31160174）。