茶湯沉淀形成及其調控方法研究進展

許勇泉，尹軍峰

中國農業科學院茶葉研究所，國家茶產業工程技術研究中心，農業部茶樹生物學與資源利用重點實驗室，浙江 杭州 310008

茶湯沉淀形成及其調控方法研究進展

許勇泉，尹軍峰

中國農業科學院茶葉研究所，國家茶產業工程技術研究中心，農業部茶樹生物學與資源利用重點實驗室，浙江 杭州 310008

茶飲料、速溶茶、茶濃縮汁的加工及貯藏過程中形成的茶湯沉淀，不僅影響產品的外觀品質，同時也造成產品風味品質的下降。然而，由于沉淀形成過程比較復雜，至今缺乏明確的形成機理和調控方法，一直無法得到解決。目前，國內茶飲料企業主要采用物理去除或化學轉溶的方法來去除或抑制沉淀的形成，這不僅會導致茶葉大量有效成分損失，功能保健價值降低，同時也會造成產品外觀顏色和內在品質的明顯劣變，嚴重阻礙了我國茶飲料行業的進一步發展。冷后渾，又叫茶乳酪，是指茶湯冷卻后產生的渾濁現象，冷后渾是茶湯沉淀形成的前期過程。茶湯沉淀分為可逆沉淀和不可逆沉淀，其化學組成、形成機理及影響因素都存在明顯不同。本文針對這一問題，對茶湯沉淀的化學組成、沉淀形成影響因素、沉淀形成機理、沉淀形成調控方法等方面進行綜述，為有效調控茶飲料沉淀形成奠定研究基礎。

茶湯沉淀；化學成分；形成機理；調控方法

茶飲料廣義上分為固態茶飲料和液態茶飲料，其中固態茶飲料主要指的是固態速溶茶和固體奶茶飲料，液態茶飲料主要指的是茶濃縮液和液體茶飲料。雖然中國茶飲料產業起步較晚，但進入 21世紀以來，茶飲料以年均超過20%的增長率快速增長，2012年產銷量突破1 400萬t，產值接近700億人民幣，我國茶飲料產銷量已超過軟飲料總量的10%，目前已成為國際上規模最大的茶飲料生產國家［1-2］。

茶飲料在生產過程中常會碰到許多技術難題，譬如冷后渾、茶沉淀的產生和香氣品質劣變等［3］。其中，冷后渾又叫茶乳酪，是指茶湯冷卻后產生的渾濁現象，冷后渾是茶湯沉淀形成的前期過程。沉淀問題是茶飲料研發和生產過程中面臨的重要技術障礙［4］。由于茶湯沉淀形成過程比較復雜，至今缺乏明確的形成機理和調控方法，一直無法得到較好的解決。茶湯沉淀或冷后渾形成于茶飲料、速溶茶、茶濃縮汁的加工及貯藏過程中，不僅影響產品的外觀品質，同時也造成產品風味品質的下降。

關于茶飲料沉淀的研究很多。方元超等［3］分析了茶葉品種、烘焙、茶葉粒徑大小、萃取溫度、萃取時間、萃取液的 pH、茶湯濃度、金屬離子等對茶乳酪產生的影響。陸建良［4］對蛋白與多酚引起茶飲料渾濁的機理和調控方法進行過深入的分析和討論。目前，國內茶飲料企業主要采用物理去除或化學轉溶的方法去除或抑制沉淀的形成，這不僅會導致茶葉有效成分損失、保健功能降低，同時也會造成產品外觀顏色和內在品質明顯劣變，進而勢必影響我國茶飲料行業的發展。因此，需要進一步深入研究其形成機理，為有效解決茶飲料沉淀問題提供理論基礎。

1　沉淀主要化學組分

前人研究報道，茶湯沉淀（茶乳酪）是由多種化學成分通過氫鍵、結合鍵或疏水作用等絡合產生的［5］，參與沉淀形成的化學成分包括兒茶素、茶黃素、茶紅素、咖啡堿、蛋白質、游離氨基酸（茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸）、碳水化合物（果膠質及多糖）、有機酸和礦物質（Ca、Mn、Mg、K等）［6-8］。盡管如此，不同化學成分在沉淀形成過程中的作用不一樣，參與的程度也有明顯區別。

1.1多酚

茶多酚是沉淀的主體成分，它能與咖啡堿通過氫鍵及非極性鍵等作用力結合產生絡合物［1］。在烏龍茶中，兒茶素是參與沉淀形成的主要茶多酚組分，占沉淀總量的30%［6］；茶多酚是綠茶沉淀中含量最高的化學成分，其占沉淀總量的29.86%～78.66%，而兒茶素占到沉淀總量的12.80%～42.50%［7］。有研究表明［8］，酯型兒茶素比非酯型兒茶素更容易參與沉淀的形成，可能與酯型兒茶素擁有更多的羥基有關，它擁有的沒食子酰基和 B環羥苯基就像一只爪子一樣，可以將咖啡堿等其他化合物牢牢地抓住；Sato等［9］通過核磁共振研究表明酯型兒茶素更容易與咖啡堿結合是因為它擁有更多的結合位點，如EC只是通過A環與咖啡堿形成1∶1的結合，而ECG所有的芳香環（包括A環、B環、D環）都能與咖啡堿結合，形成2∶4的結合，結合緊密度更強。

茶多酚（21.5%）是參與綠茶沉淀形成的主要成分，顯著高于咖啡堿（10.2%）、蛋白質（15.8%）和金屬離子（9.5%）。Kim等［10］分析表明，參與沉淀形成的茶多酚共有12種酚性化合物，主要包括兒茶素、沒食子酸和黃酮苷類物質等。也有研究［11］表明，茶湯多酚組成對沉淀形成有顯著影響，隨著茶葉發酵程度的加重（不發酵的綠茶、半發酵茶的烏龍茶、發酵的紅茶），茶湯沉淀顆粒逐漸變小，總體上綠茶茶湯沉淀顆粒都明顯大于紅茶茶湯沉淀顆粒；Liang等［11］研究指出，EGCG、咖啡堿和 GC是影響綠茶茶湯沉淀形成的關鍵化學成分，而茶黃素、茶紅素和咖啡堿是參與紅茶沉淀形成的關鍵化學組分。

1.2咖啡堿

不管是在綠茶、烏龍茶還是紅茶茶湯中，咖啡堿都被認為是茶湯沉淀形成的關鍵化學成分之一［6，11］。Charlton等［12］研究表明，在紅茶茶湯沉淀形成過程中，咖啡堿不僅會自我結合，也會與茶黃素等發生結合，咖啡堿與茶黃素的結合是按照2∶1的形式進行分子結合，而咖啡堿與兒茶素（EGCG、EGC、EC、ECG）結合的比例都是按1∶1進行的［13］。有研究表明［14］，添加咖啡堿和酯型兒茶素都可以顯著促使紅茶茶湯沉淀的形成，脫咖啡堿或兒茶素脫酯都可以降低紅茶茶湯沉淀的形成，而脫咖啡堿對沉淀形成的抑制作用明顯強于兒茶素脫酯對沉淀形成的抑制作用。Chao等［8］研究也表明，在沉淀形成后的茶湯中補充咖啡堿可以促使澄清茶湯重新產生渾濁和沉淀，而添加兒茶素卻沒有明顯作用。陸建良等［15］研究表明，咖啡堿可以降低兒茶素-蛋白質溶液的透光率，但是加強咖啡堿與蛋白質互作、咖啡堿與兒茶素互作對茶湯冷后渾形成無明顯促進作用。Xu等［16］研究表明，咖啡堿和酯型兒茶素是影響綠茶茶湯沉淀形成的關鍵化學成分，通過分析茶湯中咖啡堿和酯型兒茶素含量可以推測綠茶茶湯沉淀形成量。

1.3蛋白質

蛋白質是茶湯沉淀的重要組成部分，Chao等［6］研究表明，蛋白質是烏龍茶茶湯沉淀 3種主要組分之一，占茶湯沉淀的 16%；Yin等［9］研究表明，蛋白質是參與綠茶茶湯沉淀形成的重要化學成分。前人研究報道，蛋白質也參與紅茶茶湯沉淀的形成，與茶多酚等發生絡合產生茶乳酪［17-18］。陸建良［4］研究表明，茶湯蛋白中的脯氨酸或組氨酸等氨基酸可以與多酚分子通過疏水作用力發生絡合，而分子間的氫鍵可以進一步強化這種絡合作用；多酚和蛋白的互作強度受多酚、蛋白濃度以及兩者比例、環境溫度、酸度、金屬離子等因素的影響。有研究表明，在奶茶體系中大部分多酚都與蛋白質結合，其中酪蛋白更傾向于與高聚合多酚結合，而乳蛋白更傾向于與小分子多酚結合，但是綠茶和紅茶中的兒茶素參與蛋白結合的方式有明顯區別［19］。

Niino等［20］研究表明，在綠茶飲料滅菌過程中，高溫水解產生的鞣花酸容易與蛋白質結合產生不可逆沉淀，嚴重影響綠茶飲料的外觀品質；許勇泉等［21］通過驗證，證實鞣花酸確實能與蛋白質結合產生不可逆沉淀。盡管如此，當牛血清蛋白（BSA）添加到綠茶茶湯中沉淀總量并沒有顯著增加［10］，但是卻顯著增加兒茶素（EGC、EGCG、EC和ECG）等參與沉淀形成的比率，而咖啡堿和蘆丁等參與沉淀形成的比率卻下降；這說明蛋白質的羰基可能和其他化學成分（如咖啡堿等）競爭與茶多酚的羥基結合。

1.4金屬離子

金屬離子是參與茶湯沉淀形成的重要化學成分，在綠茶、烏龍茶和紅茶茶湯沉淀形成過程中都有報道［6-7，22］。郭炳瑩等［23］研究認為，茶湯中的化學成分能夠與20多種金屬離子發生絡合，其中Bi2+、Ca2+、Ag+、Hg2+、Sb3+、V6+、W7+、Fe2+、Fe3+和 Ni+等能夠與茶多酚發生絡合作用，Ca2+與茶多酚絡合更為明顯，特別是與EGCG和ECG發生絡合作用更為強烈。Chao等［6］研究發現，鈣離子、銅離子參與烏龍茶沉淀的形成，特別是鈣離子參與沉淀的比率達到66%。J?bstl等［22］通過核磁共振研究紅茶茶湯中主要化學成分的結合參數，發現鈣和葡萄糖可以加強咖啡堿、多酚及茶黃素的自我結合，但是對它們之間的相互結合卻沒有顯著影響。Yin等［7］研究報道Ca2+、K+、Mg2+、Mn2+、Na+、Zn2+和Ni+等參與綠茶茶湯沉淀的形成，特別是鈣離子容易與有機酸結合形成一些不溶物，顯著影響綠茶茶湯的滋味品質和外觀品質［24］。

胡雄飛等［25］研究報道，茶湯中鈣離子濃度與綠茶沉淀量呈顯著正相關，相同鈣離子濃度下不同發酵程度茶湯沉淀形成量差異較大，隨著茶葉發酵程度的加重，茶湯沉淀量呈增加的趨勢，而鈣離子對茶湯沉淀形成的促進作用逐步降低，這可能是由于鈣離子主要通過影響茶多酚的絡合作用來促進茶湯沉淀的形成。Smith［26］研究表明，通過添加金屬離子螯合劑EDTA可以有效降低50%的茶乳酪形成量，但是在隨后的貯藏過程中茶乳酪還是會重新形成。Kim等［10］研究表明添加鈣離子可以顯著增加綠茶茶湯的沉淀量和模擬茶湯的濁度，在冬青茶湯中添加鈣離子也可以顯著提高其沉淀形成量，分析可能是由于促進鈣離子與蘆丁和咖啡堿的結合引起的。

1.5其他化學組分

氨基酸、糖類、黃酮化合物等也被發現參與沉淀的形成［7］。參與茶湯沉淀形成的氨基酸主要包括茶氨酸、天冬氨酸及谷氨酸等［6］，盡管如此，氨基酸被認為不是形成茶湯沉淀的主要化學組分［7］。黃酮化合物是參與綠茶茶湯沉淀形成的重要化學組分，雖然它在沉淀中所占的比例較小［7］。糖類是參與茶湯沉淀形成的主要化學組分之一，主要包括可溶性多糖和果膠質兩類［7］，可能還包括部分單糖和可溶性淀粉。還有報道指出，參與茶湯沉淀形成的化學成分還包括有機酸（咖啡酸、沒食子酸等）、疏水性脂質、葉綠素、可可堿、茶堿等［27-29］。

2　茶湯沉淀形成機理

茶湯遇冷后容易產生渾濁形成茶乳酪，茶乳酪沉降后產生茶湯沉淀，因此茶乳酪和茶湯沉淀是同一物質，只是處于形成過程中的兩個階段而已。茶湯沉淀主要由茶多酚、咖啡堿、蛋白質、果膠質、金屬離子、有機酸等絡合而成，其中茶多酚和咖啡堿被認為是茶湯沉淀形成的主體物質和關鍵成分。Stagg等［30］研究指出，茶多酚容易與蛋白質通過氫鍵、離子鍵、共價鍵或疏水作用力等結合形成復合物，同時咖啡堿也會通過氫鍵及疏水作用力與蛋白質、茶多酚形成復合物。師大亮等［31］研究表明茶乳酪主要由茶多酚、咖啡堿、蛋白質等之間相互作用而形成的。戴前穎等［32］研究指出茶湯不同分子間的氫鍵、靜電作用顯著影響茶湯沉淀的形成，而分子間共價鍵對茶湯沉淀形成的影響較小。茶多酚是茶湯的主要化學成分，也是茶湯沉淀產生的最關鍵促進因素［16，22］，咖啡堿和鈣離子也是茶湯沉淀形成的重要因素，調控咖啡堿和鈣離子含量都可以有效改變沉淀形成量［10，14，17］。Liang等［33］研究認為，紅茶冷后渾形成速度隨茶湯冷卻速率的加快而增加。Lin等［29］研究認為，綠茶沉淀顆粒明顯大于紅茶沉淀顆粒，綠茶沉淀中兒茶素、蛋白質和咖啡堿的含量明顯高于紅茶沉淀。

Xu等［34］研究發現綠茶茶湯沉淀中不僅含有可逆沉淀，也含有通過加熱無法重新溶解的不可逆沉淀；通過進一步分析表明［35］，可逆沉淀主要是由茶多酚、咖啡堿、蛋白質、金屬離子和果膠質等絡合而成的，是綠茶沉淀的主體部分，而不可逆沉淀主要是由金屬離子和有機酸結合形成的難溶性有機酸鹽，特別是由鈣離子和草酸結合產生的草酸鈣是綠茶不可逆沉淀的主體成分。部分水解多酚經高溫作用后水解產生的鞣花酸與茶湯中蛋白質結合也會產生不可逆沉淀，這一現象在綠茶飲料中得到證實［20-21］。

3　影響茶湯沉淀形成的主要因素

茶湯沉淀的形成受多種因素的影響，包括茶葉原料、飲料用水的水質、茶飲料制備工藝（特別是萃取條件），以及茶飲料的化學組成（包括固形物濃度）等。不同因素對茶飲料沉淀形成的影響都有差異，但這些因素都是通過改變茶湯的化學組成來影響沉淀的形成。

3.1茶葉原料

茶葉原料是茶飲料品質的關鍵影響因素，不同茶樹品種、原料嫩度、加工工藝等都對茶飲料的風味品質有顯著影響［36-38］。陳玉瓊等［39］研究表明，由于原料的變化，隨著綠茶飲料中多酚類、兒茶素、咖啡堿和氨基酸的含量下降，茶湯沉淀量呈減少趨勢，茶湯沉淀的形成與茶湯中多酚類和咖啡堿的含量有一定關系。張凌云［36］研究表明，不同茶樹品種綠茶茶湯中蛋白質含量顯著影響茶湯冷后渾的形成，參與冷后渾形成的蛋白質主要是小分子量蛋白質，且不同茶樹品種參與到渾濁中的小分子量蛋白質所占比例相似。許勇泉等［40］研究指出，不同綠茶原料加工而成的茶湯產生的沉淀量差異顯著，沉淀量最大的品種與沉淀量最小的品種相差近5倍；同一芽葉不同部分所加工的茶湯產生的沉淀量差異也顯著。張燕忠等［41］深入探討了茶葉原料發酵程度及其生化基質對茶飲料冷后渾的影響，研究結果表明，隨著發酵程度的加重，茶湯沉淀量明顯增加，這可能與茶湯中茶多酚的含量及化學組成有關。

3.2水質

水質是影響茶湯風味品質、功能成分浸出的關鍵因子［42］，也顯著影響茶湯沉淀的形成。Liang等［43］研究發現，pH顯著影響茶湯萃取得率，隨著浸提溶劑 pH值（1～9）的上升，茶葉可溶性固形物萃取率下降，當pH值為1.2時萃取率相當于pH6.8時的兩倍，同時降低pH值可明顯促進紅茶茶乳酪顆粒的形成，這可能是由于茶湯固形物濃度升高或者促進茶多酚與茶多糖或蛋白質的結合產生的；而pH值在9～13之間時，則茶湯沉淀量和沉淀顆粒大小則略有上升，這可能與多酚等化學成分的氧化有關。Smith［44］研究表明，茶湯pH值顯著影響茶乳酪形成量，當紅茶茶湯pH值為4時茶乳酪生成量最多。Vuong等［45］將綠茶浸提過程中保持在不同的pH值（pH1～9），研究結果表明隨著pH的上升，浸提茶湯的沉淀量呈下降趨勢，其中pH值為1，茶湯沉淀量顯著高于其他pH處理，分析表明可能與茶湯的化學組成有關。

水中鈣離子含量顯著影響茶葉有機物的浸出和茶多酚與咖啡堿之間的結合［46］，在酸性條件下鈣離子可以促進茶多酚與咖啡堿的絡合，同時Couzinet-Mossion等［47］研究還發現在鈣離子存在條件下EGC比ECG更容易與咖啡堿發生絡合。許勇泉等［40］研究指出，水中鈣離子含量顯著影響綠茶浸提茶湯的濁度、化學組分及感官品質，隨著鈣離子濃度的升高，浸提茶湯濁度增加，茶多酚和蛋白質含量呈下降趨勢，感官品質明顯下降。鐘小玉等［48］研究發現添加Ca2+、Mg2+、Al3+都會增加茶湯的濁度，而多種金屬離子對茶湯濁度的影響具有累積效應，其中以自來水的影響最為顯著。

3.3萃取條件

萃取是茶湯制備的關鍵工序，不同的萃取條件下可獲得化學組成完全不同的茶湯，因此萃取條件是影響茶湯沉淀形成的重要因素。Rutter等［49］研究表明，萃取溫度對紅茶茶湯固形物含量及茶乳酪形成量有顯著影響。Liang等［50］研究指出，隨著茶葉浸提溫度的不斷升高，紅茶冷后渾形成量呈逐漸增加的趨勢，特別是浸提溫度在 50～60℃是一個顯著變化的過程，當萃取溫度達到 60℃時茶乳酪形成量大幅度增加；許勇泉等［51］研究認為，萃取溫度在40～50℃范圍內，萃取溫度對綠茶茶湯沉淀形成存在一個顯著變化過程，當萃取溫度達到 50℃時綠茶茶湯沉淀大幅增加。Chandini等［52］研究指出，隨著茶水比降低和萃取時間的延長，茶多酚萃取率增加，茶乳酪或茶湯濁度也呈增加趨勢。萃取條件對烏龍茶沉淀形成也有顯著影響［6］，隨著萃取溫度的升高和茶湯pH的降低，烏龍茶茶湯沉淀呈增加趨勢，且其沉淀化學組成也有明顯變化；隨著萃取溫度的升高，沉淀中兒茶素比率顯著升高而蛋白質和果膠質比率顯著降低；隨著萃取時間的延長，沉淀中咖啡堿比率顯著下降而兒茶素比率顯著上升，但蛋白質和果膠質的比率變化不明顯。龔淑英等［53］研究指出，提取溫度越高、浸提時間越長，茶汁產生沉淀的時間越早且沉淀量越多；許勇泉等［54］研究認為，當浸提時間達到一定時長后，綠茶茶湯沉淀量趨于穩定；隨著茶水比的升高，茶葉中可溶性物質浸出率下降，但是隨著茶湯中固形物含量上升，相同單位濃度下產生的沉淀量增加，1∶10的茶水比可能是個臨界點，更高的茶水比不利于茶葉有效物質浸出，且容易產生沉淀［55］。

3.4茶湯濃度

茶湯濃度對沉淀形成也有顯著的影響。有研究表明，茶湯濃度對茶乳酪的形態有顯著影響［56］，茶乳酪主要以球形為主，當紅茶茶湯質量分數為 0.1%時，茶乳酪的直徑在 50 nm左右，隨著質量分數的升高，其直徑會增大到1 μm左右，當紅茶茶湯質量分數達到5%時，球形的茶乳酪直徑可以達到 1～2 μm，當茶湯質量分數達到40%或55%～65%時，茶乳酪直徑甚至進一步增大，但也受茶湯化學組成的影響。Penders等［57］研究表明，隨著紅茶茶湯固形物濃度的升高，茶乳酪產生的臨界點溫度在不斷提高，但是脫除咖啡堿可以一定程度上降低茶乳酪產生的臨界點溫度。J?bstl等［22］研究指出，提高茶湯固形物濃度可以加快沉淀產生、增大茶湯沉淀顆粒。在烏龍茶茶湯中也有相似的趨勢，隨著茶湯固形物濃度的升高，茶乳酪含量快速增加［6］，但是茶乳酪中的主要化學組分咖啡堿、兒茶素、蛋白質和果膠質在茶乳酪中所占的比率卻沒有明顯變化。林曉蓉等［58］以云南大葉種蒸青綠茶為原料，分析茶湯濃度對綠茶沉淀量及沉淀化學組成的影響，研究結果表明，綠茶沉淀主要由茶多酚（59.7%）、咖啡堿（20.1%）和蛋白質（18.3%）構成，隨著茶湯濃度增大，沉淀中茶多酚等化學組成的含量增大；茶湯中各化學組分參與沉淀的比例在逐漸增大，其中以咖啡堿增幅最大。Xu等［59］分析不同固形物濃度對綠茶濃縮汁沉淀形成的影響，研究結果表明固形物濃度在5～40 Brix時濃縮汁沉淀量與固形物濃度呈顯著正相關，而當濃縮汁濃度達到50 Brix以后，濃縮汁沉淀量顯著下降；通過分析表明高濃度濃縮汁沉淀量下降可能與濃縮汁體系粘度大幅度上升、體系穩定性提高有關。

4　茶湯沉淀形成的調控方法

茶飲料或速溶茶加工過程中沉淀的產生容易導致風味品質和產品得率下降，而貯藏過程中茶飲料或濃縮汁中沉淀的產生會影響產品的外觀和風味品質，因此在茶飲料或速溶茶（濃縮汁）加工過程中通過調控抑制沉淀的產生可以更好地保持其原有的風味品質和價值。目前，生產上采用的沉淀調控方法主要是物理去除或者化學轉溶，但這些方法并不能很好地保持原有茶湯的風味品質并保證產品得率。

4.1茶葉原料品質調控

不同茶樹品種、不同嫩度原料對茶湯沉淀形成有顯著影響［7，60］，選擇合適的茶樹品種和原料嫩度可以有效抑制茶湯沉淀的形成。張凌云［36］指出，選取簡單兒茶素類在總兒茶素類中所占比例較大（大于30%）、蛋白質/（EGCG +EGC）的百分比較低（約 11%）的茶樹品種或茶葉原料可以減少茶湯沉淀的形成；Yin等［7］指出低嫩度茶葉原料（三葉或四葉原料）加工制備而成的茶湯沉淀形成量遠低于嫩度較好的茶葉原料（一葉或二葉原料）。茶飲料加工之前茶葉經過適當的烘焙和復火處理可以有效改善茶飲料品質，減少茶飲料沉淀的形成［61-62］，這可能與微生物的作用有關，陳茶容易滋生微生物，經過浸提后帶到茶湯中，從而引起變質和沉淀形成［28］。

通過改變茶湯中茶多酚、咖啡堿及金屬離子等的化學組成也可以有效調控沉淀的形成。孫慶磊等［63］研究表明，添加聚乙烯聚吡咯烷酮（PVPP）可有效地物理性吸附茶飲料中的茶多酚，降低飲料中茶多酚含量，從而延緩冷后渾的發生，提高茶飲料的穩定性。通過調控茶多酚含量可以顯著改變沉淀形成量，在模擬茶湯體系［8］中增加沒食子酸酚類物質含量可以顯著增加沉淀形成量（16.7%），通過添加PVPP減少綠茶茶湯中茶多酚含量也可以顯著降低沉淀形成量，盡管如此，添加0.2%和0.4% PVPP處理對沉淀形成量差異不顯著［64］。咖啡堿的增加或減少顯著影響其他化學成分參與茶湯沉淀形成的情況，增加咖啡堿含量顯著促進EGC（19%）、EGCG（39%）、EC（89%）、GCG（27%）、ECG（86%）等兒茶素參與沉淀的形成，而通過脫除咖啡堿可以顯著降低EGC（33.2%）、EGCG（54.5%）、EC（84.6%）、GCG（56.8%）、ECG（41.8%）等兒茶素參與沉淀的形成［10］。Xu等［64］也有相似的報道，脫除咖啡堿顯著影響茶多酚、黃酮化合物、蛋白質等參與綠茶茶湯沉淀的形成。通過調控茶湯中鈣離子含量可以有效控制茶湯沉淀的形成，金屬離子螯合劑Na2EDTA處理可以有效減少綠茶茶湯中的鈣離子含量，從而顯著降低茶湯可逆沉淀和不可逆沉淀的形成［64］。

4.2飲料用水的選擇

水是茶飲料的主體成分，因此水質情況直接影響茶飲料的品質，水中的離子組成、pH、有機物組成等都會對茶飲料的色澤、風味、澄清度等品質產生影響［31］。李小滿［65］研究指出不同水質對綠茶飲料澄清度有明顯影響，而通過在茶湯中添加Na2EDTA及Vc進行復配可以有效減少礦物質離子對茶湯明亮度的影響。龔淑英等［53］研究提出水質對茶湯沉淀的產生時間和形成量都有顯著影響，用自來水制備的茶湯產生沉淀時間早且沉淀量多，而用蒸餾水和重蒸餾水制備的茶湯產生沉淀時間遲且沉淀量少。鈣離子等是參與茶湯沉淀形成的主要礦物質離子，因此飲料生產用水應嚴格控制鈣離子等礦物質離子的含量，建議生產茶飲料宜選用去離子水或蒸餾水［66］。

4.3穩定劑調控法

茶湯或者茶飲料是一個復雜的非穩定態體系，在茶湯或茶飲料中添加穩定劑，從而提高整個茶湯體系的穩定性，是減少茶湯沉淀形成的一種有效方法。Liang等［33］研究表明，添加糖類可以有效抑制紅茶冷后渾的形成，且還原糖抑制效果比非還原糖更好，還原雙糖抑制效果比還原單糖好。Nagalakshmi等［67］研究報道，在紅茶發酵過程中添加糖類物質可以形成多酚-碳水化合物-蛋白質復合物，從而抑制多酚與其他化合物絡合產生茶乳酪；J?bstl等［22］研究也發現糖基化多酚可以減少多酚的自我絡合及與咖啡堿的結合，從而有效降低茶乳酪的形成。戴前穎等［68］分析了β-環糊精（β-CD，50 mg·mL-1）對綠茶茶湯體系穩定的影響，研究結果表明β-CD可以提高茶湯的粘度，從而干擾茶湯粒子的布朗運動，減少茶湯粒子間的碰撞和聚集，進而有效延緩茶湯粒子聚集增大的速度，最終減緩沉淀的形成和沉降，提高了茶湯體系的穩定性。Gong等［69］分析了添加魔芋多糖對茶湯穩定性的影響，研究結果表明，魔芋葡甘聚糖能與兒茶素、茶黃素和茶多酚等形成復合物，提高整個茶湯體系的穩定性，從而減緩茶湯沉淀的形成。

4.4酶調控法

通過酶處理改變茶湯原有的化學組成可以有效調控茶湯沉淀的形成。常用來處理的酶包括單寧酶、果膠酶、纖維素酶及蛋白酶等。李歡等［70］通過在茶葉浸提前或浸提后添加果膠酶和纖維素酶處理，減少茶湯中的果膠質，可以較好地改善綠茶飲料的渾濁沉淀現象。寧井銘等［71-72］研究表明，隨著單寧酶添加量的增加，茶湯中酯型兒茶素的總量隨之減少，茶湯透光率不斷增大，β-環糊精、果膠酶、木瓜蛋白酶等與單寧酶協同處理效果更顯著，而葡萄糖氧化酶與單寧酶協同抗沉淀效果更好。共固定化單寧酶和 β-葡萄糖苷酶處理可以有效提高茶飲料的澄清度，減少茶飲料沉淀的形成［73］。鄭寶東等［74］研究表明，采用果膠酶和木瓜蛋白酶進行雙酶水解可以有效提高綠茶浸提液的膜過濾通量，而且可以顯著減少茶湯的冷后渾現象。通過單寧酶處理，水解酯型兒茶素生成簡單兒茶素可以有效降低茶湯沉淀形成量和提高茶湯澄清度［75］。Lu等［76］研究認為，綠茶茶湯單寧酶處理不僅可以有效減少茶湯貯藏過程中沉淀的形成，同時也可以明顯改善茶湯的風味品質。胡雄飛［77］研究表明，綠茶濃縮汁經過單寧酶處理可以減少 80%沉淀的產生；沉淀溶解后仍然容易再發生聚集而形成沉淀，但是單寧酶處理可以減少該沉淀的重新形成。

5　展望

茶湯沉淀的化學組成已基本研究清楚，但是沉淀形成機理還未明確，如茶多酚、咖啡堿及蛋白質等主要沉淀成分之間是如何結合的，通過什么化學鍵結合的，以及它們之間結合的分子比例等還不明確；另外，不可逆沉淀除了難溶性草酸鹽之外，還有近20%的化學組成不明確，需要進一步闡明。

研究茶湯沉淀的化學組成及形成機理，主要是為了能夠更好地調控茶飲料、茶濃縮汁等的沉淀形成。目前生產上主要是采用物理性去除或者酶法調控來控制或抑制茶飲料或濃縮汁中的沉淀，但這兩種方法都有一定的弊端，或者容易影響茶汁原有的風味，或者生產成本偏高。茶葉原料嫩度越高，茶汁風味品質越好，但也越容易產生沉淀；如果能夠從茶葉原料選擇時就綜合考慮茶汁風味品質和沉淀形成的問題，選取風味品質合適，沉淀形成量較少的飲料用原料將是今后飲料企業重點考慮的方向。添加合適的食品級穩定劑，既可以保持茶汁原有的風味，同時可以有效抑制沉淀的形成，這也將是未來研究的重點。

［1］尹軍峰，許勇泉，袁海波，等.國內液態茶飲料產品現狀及發展趨勢與對策［J］.中國茶葉，2010，32（9）：8-10.

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Review on Tea Sediment Formation and Its Controlling Methods

XU Yongquan，YIN Junfeng
Tea Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，National Engineering Research Center for Tea Processing，Key Laboratory of Tea Biology and Resources Utilization，Ministry of Agriculture，Hangzhou 310008，China

Sediment easily forms during the process and storage of tea beverage，instant tea powder and concentrated tea，which not only has an unattractive appearance，but also detracts from the flavor quality of tea products.However，there are no clear forming mechanism and controlling methods of tea sediment because the forming of tea sediment is rather complicated and lacks satisfactory solution.And at present，most of tea beverage producers remove tea sediment or inhibit tea sediment formation by physically removal or chemically de-creaming.These methods not only cause a great loss of active ingredients and decrease healthy functions，but also influence the appearance and inherent quality of the products，and then hinder the development of Chinese tea-beverage industry.Tea cream，the turbid phenomenon produces when tea infusion cools，is the previous process of tea sediment formation.It was reported that tea sediment can be divided into reversible and irreversible sediment.And their chemical constituents，formation mechanism and influencing factors were distinctly different.In order to effectively control the sediment in tea beverage，this paper summarizes the chemical components participating in tea sediment formation，the factors and the mechanism of tea sediment formation，and the controlling methods.

tea sediment，chemical components，formation mechanism，controlling methods

TS275.2

A

1000-369X（2016）04-337-10

2016-02-18

2016-03-28

國家自然科學基金（31070615）、中國農業科學院農業創新工程（CAAS-ASTIP-2014-TRICAAS）。

許勇泉，博士，副研究員，主要從事茶食品工程與茶葉風味化學的研究。*通訊作者：yinjf@tricaas.com