超微紅茶粉的理化性質和抗氧化活性的研究

◎ 葉秋瑩，黃宏浩，宋 飛，林曼芬，陳松林，梁玉全

（1.清遠職業技術學院食品藥品學院，廣東 清遠 511500；2.清遠市人民醫院藥學部，廣東 清遠 511500）

茶作為我國的傳統健康飲品，以其獨特的品質和多樣的保健功能，如抗氧化、抗動脈硬化、抗菌等而備受青睞，但傳統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，導致利用率低，極大影響了茶葉的營養及保健功能[1]。超微粉碎技術是一種新型粉碎技術，可將固體物質粉碎成超細粉體，增加粉體有效成分溶出率，該技術在藥學、生物等領域有廣泛的應用，但關于茶葉加工方面的應用研究較少。本研究采用超微粉碎技術對英德紅茶進行加工處理，制得超微紅茶粉，研究該技術對英德紅茶理化性質的影響，揭示超微紅茶粉體特性的變化規律，并初探其提取物抗氧化活性的變化，為后期的相關加工技術及英德紅茶的功能價值開發提供參考依據。

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，成都艾科達化學試劑有限公司）、無水乙醇（AR，天津市致遠化學試劑有限公司）

1.1.2 儀器設備

YP1201N 電子分析天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）、BJ-400 型多功能粉碎機（德清拜杰電器有限公司）、WFM-20 超微粉碎機（江陰市靈靈機械制造有限公司）、BK-600D 超聲儀（昆山市超聲儀器有限公司）、TDL-80-2B 低速臺式離心機（長沙湘儀離心機儀器有限公司）、UV-1800 紫外/可見分光光度計（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粉碎30 s，即為紅茶粗粉[2]。利用超微粉碎機將紅茶粗粉進行超微粉碎處理，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構觀察

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。稱量蒸發皿的重量m2后，將上清液倒入蒸發皿中，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）計算：

1.4.2 持水力測定

稱量15 mL離心管重量m1（g）后，準確稱取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）計算：

1.4.3 潤濕性測定

在直徑為10 cm 培養皿中，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間[5]。

1.4.4 膨脹力測定

準確稱取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）計算：

1.5 超微英德紅茶粉末的流動性

1.5.1 休止角測定

把漏斗垂直放置在培養皿上方，漏斗下端對準培養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。在茶粉錐體穩定1 min 后，記錄椎體的直徑為2R。休止角按式（4）計算：

1.5.2 堆積密度和振實密度測定

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振動，直到茶粉體積不再變化，記錄體積V2。堆積密度按式（5）計算；振實密度按式（6）計算：

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）計算：

1.6 數據統計分析

采用Excel 軟件進行數據處理，應用SPSS20.0 軟件進行統計學分析，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 結果與分析

2.1 超微粉碎對超微紅茶粉顆粒結構的影響

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

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。這表明紅茶經過超微粉碎處理之后可以增強紅茶粉的溶解性。這主要由于紅茶經粉碎后，粒徑減小，比表面積增加，細胞壁被破壞，水分與微粒充分接觸，增加了細胞內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了粉體與水的結合能力。如圖3a、圖3b 所示，超微粉碎時間延長，超微紅茶粉的持水力呈增長趨勢，超微紅茶粉的濕潤時間呈減少趨勢，表明濕潤性更強，顯著高于0.5 min 組粗粉，其中粉碎時長20 min 差異明顯。這是因為超微粉碎處理增加了紅茶粉末的比表面積，使微觀結構變得疏松，使顆粒之間孔隙增大，導致大量的親水基團暴露出來，致使超微粉末與水結合能力增強[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 超微紅茶粉流動性的影響

休止角是表示粉體流動性能的重要指標。休止角越小，表示粉體的流動性越好，反之則越差。如圖4所示，隨著超微粉碎時間的延長，超微紅茶粉的堆積密度和振實密度顯著性減小，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，使得表面聚合力增大，更易吸附和凝聚，而引起流動性變差[9]。

圖4 超微粉碎對超微紅茶粉末流動性的影響圖

2.4 超微粉碎對紅茶粉抗氧化活性的影響

以DPPH 法評價化合物的抗氧化活性，DPPH 清除率數值越大表示樣品抗氧化活性越強，反之則越弱[10]。由圖5 可知，6 個樣品對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，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生變化有關。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間對超微英德紅茶粉末的理化性質以及抗氧化活性的影響。結果表明，隨著超微粉碎時間的延長，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性，有助于茶粉系列產品的加工應用[11]。粒徑減小，超微紅茶粉的堆積密度和振實密度減小，休止角增大，使得超微粉體的流動性降低，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行抗氧化活性分析，發現隨著超微粉碎時間的延長，DPPH 自由基清除率顯著升高，表現出較高的抗氧化活性。本研究仍存在不足，還需進一步深入研究超微紅茶粉提取物的抗氧化機制，為開發利用超微紅茶粉提供更多科學依據。