浸提時間·溫度·pH對紅茶水浸出物主要成分含量的影響

謝靈敏，方吉男，李忠芳，何江梅，徐 旋，王亞防*

(1.賀州學院廣西康養食品科學與技術重點實驗室，廣西賀州 542899；2.六安市農業科學研究院，安徽六安 237000)

近現代茶產業發展的關鍵環節之一是研究如何通過茶葉深加工技術把茶葉中對人體有益的有效成分提取出來加以綜合利用，且提取率越高，產生的經濟效益和產品品質越好。茶湯的浸提工藝中對茶葉的主要有效成分含量產生影響的因素有茶樹的品種、茶葉的形狀、茶葉和水的比例、浸提的溫度和時間、茶葉沖泡的次數及pH等。但最主要是浸提溫度、浸提時間及pH這3個因素。紅茶屬全發酵茶類，最早是在我國明朝時期發明。昭平紅茶源自廣西昭平縣，該茶誕生于2009年，其生化成分在養生、美容等方面具有顯著功效。筆者以昭平紅茶為例，通過3因素3水平正交試驗探究浸提溫度、浸提時間以及pH對茶葉中黃酮類化合物總量、氨基酸、可溶性糖、咖啡堿、茶多酚含量的影響，探索最佳浸提參數，以期為紅茶的深加工及綜合利用提供理論依據。

1 材料與方法

一級昭平紅茶(粉碎，40目過篩，密封保存備用)、氯化亞錫、谷氨酸、濃鹽酸、磷酸二氫鉀、濃硫酸、磷酸氫二鈉、無水碳酸鈉、茚三酮、堿式乙酸鉛、甲醇、沒食子酸、福林酚、三氯化鋁、純水。電熱恒溫水浴鍋，600 g搖擺式高速萬能粉碎機，循環水式多用真空泵，可見分光光度計，電子天平，電熱水壺，臺式高速離心機。

正交試驗設計。以浸提溫度、浸提時間、pH為試驗因素，進行3因素3水平正交試驗設計，具體設計見表1。

表1 3因素3水平正交試驗設計Table 1 3 factor 3 level orthogonal experimental design

緩沖液配制。A液：稱取磷酸二氫鉀(KHPO)9.073 g，用蒸餾水溶解定容至1 L；B液：稱取無水磷酸氫二鈉(NaHPO)9.467 g溶于1 L蒸餾水中。按表2中的配比將A液、B液分別配制成pH為6、7、8的磷酸緩沖液。

表2 磷酸緩沖液配制Table 2 Preparation of phosphoric acid buffer mL

浸提方法。稱取2 g茶粉，加入到30 mL預先配制好的磷酸緩沖溶液中，過濾，取濾液定容至100 mL。

成分測定。采用福林酚法測定茶多酚含量，參照 GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》；采用茚三酮顯色法測定氨基酸含量，參照 GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測定》；采用三氯化鋁比色法測定黃酮類化合物含量；采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量。咖啡堿易溶于水，在波長274 nm左右有強烈的吸收，利用紫外-可見分光光度計在274 nm測定咖啡堿的吸光度值，確定咖啡堿含量。

使用Excel 2010和SPSS 22.0軟件，采用極值分析法進行數據分析。極差值越大，表明該因素對試驗指標影響程度越大。

2 結果與分析

由表3可知，當浸提溫度為90 ℃、浸提時間為10 min、pH為8時，黃酮類化合物含量最高；當浸提溫度為70 ℃、浸提時間為20 min、pH為8時，氨基酸含量最高；當浸提溫度為80 ℃、浸提時間為15 min、pH為8時，可溶性糖含量最高；當浸提溫度為70 ℃、浸提時間為10 min、pH為6時，咖啡堿含量最高；當浸提溫度為70 ℃、浸提時間為20 min、pH為8時，茶多酚的含量最高。

表3 各因素對紅茶水浸出物主要成分含量的影響Table 3 Effects of three factors on the content of main components of black tea extract

比較表4中值可知，對黃酮類含量的影響程度從大到小的因素依次是pH、浸提溫度、浸提時間。通過比較值大小，發現浸提溫度對應的值呈先下降后上升趨勢，且浸提溫度為90 ℃對應的值大于70 ℃和80 ℃對應的、值；浸提時間對應的值呈下降趨勢，且浸提時間為10 min對應的值大于15 min和20 min對應的和值；pH為8對應的值大于pH為6、7對應的、值。

表4 紅茶浸提物主要成分含量正交結果Table 4 Orthogonal results of main components of black tea extract %

由表4中值可知，氨基酸含量受pH的影響最大，其次是浸提溫度和浸提時間。浸提溫度對應的值呈持續下降趨勢，且70 ℃對應的值大于90 ℃和80 ℃對應的、值；浸提時間對應的值呈先下降后上升的趨勢，且浸提時間20 min對應的值大于15 min和10 min對應的、值；pH對應的值呈持續上升的趨勢，且 pH為8對應的值大于pH為6、7對應的、值。

由表4可知，3個因素對可溶性糖含量的影響程度從大到小依次是浸提溫度、浸提時間和pH。通過比較浸提時間、浸提溫度、pH的值可以發現，溫度的值呈先上升后下降的趨勢，且浸提溫度80 ℃對應的值大于90℃和70℃對應的、值；浸提時間對應的值呈先上升后下降的趨勢，且浸提時間15 min對應的值大于20 min和10 min對應的、值；pH對應的值呈先下降后上升的趨勢，且pH為8對應的值大于pH為6、7對應的、值。

由表4可知，對于咖啡堿含量，3個因素對咖啡堿含量產生最大影響的是浸提溫度，其次是浸提時間。浸提溫度對應的值呈下降趨勢，且浸提溫度70 ℃對應的值大于90 ℃和80 ℃對應的、值；浸提時間對應的值呈下降趨勢，且浸提時間10 min對應的值大于20 min和15 min對應的、值；pH對應的值呈下降趨勢，且pH為6對應的值大于pH為8、7對應的、值。

由表4可知，對于茶多酚含量的測定，對其影響從大到小的因素依次是浸提時間、pH、浸提溫度。浸提溫度對應的值呈下降趨勢，且浸提溫度70 ℃對應的值大于90 ℃和80 ℃對應的、值；浸提時間對應的值呈持續上升，且浸提時間20 min對應的值大于10 min和15 min對應的、值；pH對應的值呈先上升后下降趨勢，且 pH為7對應的值大于pH為8、6對應的、值。

3 結論與討論

根據試驗結果可以得出，浸提時間、浸提溫度、pH 3個因素對檢測出的黃酮類化合物、氨基酸、可溶性糖、咖啡堿和茶多酚含量有不同程度的影響。黃酮類化合物含量對pH變化最敏感，其次是浸提溫度，最后是浸提時間，當浸提溫度為90 ℃、浸提時間為10 min、pH為8時，黃酮類化合物含量最高。各因素對氨基酸含量的影響程度從大到小表現為pH>浸提溫度>浸提時間，當浸提溫度為70 ℃、浸提時間為20 min、pH為8時，氨基酸含量最高。對可溶性糖含量影響最大的是浸提溫度，其次是浸提時間，最后是pH，當浸提溫度為80 ℃、浸提時間為15 min 、pH為8時，可溶性糖含量最高。對咖啡堿含量影響最大的是浸提溫度，其次為浸提時間和pH，且當浸提溫度為70 ℃、浸提時間為10 min、pH為6時，咖啡堿含量最高。對茶多酚含量影響最大的是浸提時間，其次依次為pH、浸提溫度，當浸提溫度為70 ℃、浸提時間為20 min、pH為8時，茶多酚含量最高。