不同沖泡條件對鳳慶大葉種茶樹花水提物清除DPPH能力的影響

Abstract： Using YunnanFengqing large leaf tea flowers as theraw materials and DPPH freeradical scavenging rate as the evaluation index，tea flowers were brewed according to diferent methods to studythe efectofdiferent brewing conditions on DPPH free radical scavenging ability of tea flowers.The optimal brewing conditions for tea flowers were obtained as follows： brewing time of 4 minutes， water temperature of 80^°C ，and solid-liquid ratio of 1：50 .Under these brewing conditions，the antioxidant activity of tea flowers reached its highest level. Keywords： tea flowers， tea antioxidant， brewing process， single factor，response surface method

茶樹是我國重要的經濟作物之一，具有“結實少、開花多、花期長、壽命短”的特點[12]，茶樹花有“安全植物的胎盤”“茶樹上的精華”的美譽。中國是世界茶園面積最大的國家，蘊含豐富的茶樹花資源[45]。隨著人們對健康生活方式的追求日益增長，茶樹花這種富含多種有益成分的新型食品正逐漸走進消費者的視野。近年來的研究發現，茶樹花富含黃酮、茶多糖、蛋白質和氨基酸等理化成分，這些成分具有減緩皮膚衰老、增強免疫力、防癌抗癌、降血糖及解毒等功效[6-8]。此外由于茶樹花粉中較低的脂肪和較高的氨基酸、蛋白質、維生素B2含量，也被視作一種高效的蛋白質營養源[9-]。2013年，茶樹花已被收錄進新資源食品目錄[12]。無論是作為日常飲品還是保健品，茶樹花都展現出了廣闊的應用前景。同時，隨著與自由基相關的科學研究進一步深人，發現如神經疾病、免疫紊亂、心血管疾病等醫學病癥都與自由基導致的細胞損傷有一定的關系，因而抗氧化活性劑產品的開發利用已成為當下人們關注的熱點。

本研究以鳳慶大葉種茶樹花為研究對象，采用單因素試驗方法，系統考察沖泡時間、沖泡溫度、料液比、沖泡水質及沖泡泡次等關鍵參數對茶樹花水提物DPPH自由基清除能力的影響。通過DPPH自由基清除試驗定量評價茶樹花的抗氧化活性，旨在為茶樹花的科學利用和合理沖泡提供理論依據。本研究不僅揭示了茶樹花中活性成分的提取規律，為其營養價值和健康功效的充分釋放提供了工藝保障，同時也為茶樹花資源的深度開發和產業化應用奠定了科學基礎。研究結果對指導消費者科學飲用茶樹花、提升茶樹花產品附加值，以及促進茶產業資源綜合利用具有重要的實踐意義。

1材料與方法

1.1試驗材料

茶樹花采摘于云南省鳳慶縣的鳳慶大葉種茶樹，采摘時間為2023年11月，采摘標準為花朵含苞待放（濕度 65%～70% ）。將采下的鮮花置于室外 （溫度 26～28^°C ）進行攤放，自然晾干5d后保存備用，茶樹花干茶含水率控制在 10% 左右。

1.2主要試劑

1，1－二苯基-2-苦基胖 （DPPH），購自國藥集團化學試劑有限公司；無水乙醇，購自天津市致遠化學試劑有限公司；純凈水和礦泉水，購自杭州娃哈哈集團有限公司；超純水，購自述陽希之夢有限公司；自來水，實驗室常規自來水。

1.3主要儀器

電子分析天平，購自梅特勒-托利多公司；電熱恒溫水浴鍋，購自上海新諾儀器集團有限公司；紫外可見分光光度計，購自山東藍景電子科技有限公司。

1.4單因素試驗設計

以制備好的茶樹花為樣品，將沖泡時間、沖泡溫度、沖泡水質、料液比、泡次作為試驗因子，分析不同沖泡條件對茶樹花水提物清除DPPH自由基能力的影響。

1.4.1沖泡溫度試驗

精確稱取茶樹花樣品 1.0g ，取純凈水 50mL 沖泡，設置沖泡溫度為60、70、80、90、 100^°C 沖泡時間 4min ，取茶樹花水提物，分析不同沖泡溫度所制茶樹花水提物清除DPPH自由基能力的差異。

1.4.2沖泡時間試驗

精確稱取茶樹花樣品 1.0g ，取純凈水 50mL 沖泡，設置沖泡時間為2、4、6、8、 10min ，沖泡溫度為 80^°C ，取茶樹花水提物，分析不同沖泡時間所制茶樹花水提物清除DPPH自由基能力的差異。

1.4.3料液比試驗

精確稱取茶樹花 1.0g ，料液比依次設置為1：40、 1：50 、 1：60 、 1：80 、 1：100 ，沖泡溫度80^°C ，沖泡時間 4min ，取茶樹花水提物，分析不同料液比提取的茶樹花水提物清除DPPH自由基能力的差異。

1.4.4沖泡水質試驗

精確稱取茶樹花樣品 1.0g ，分別選用純凈水、超純水、礦泉水、自來水各 50mL 沖泡，沖泡時間 4min ，沖泡溫度 80^°C ，取茶樹花水提物，分析不同水質提取的茶樹花水提物清除DPPH自由基能力的差異。

1.4.5泡次試驗

精確稱取茶樹花樣品 1.0g ，取純凈水 50mL 沖泡，泡次依次設置為1、2、3、4、5、6次，沖泡時間 4min ，沖泡溫度 80^°C ，取茶樹花水提物，分析不同泡次提取的茶樹花水提物清除DPPH自由基能力的差異。

1.5清除DPPH自由基能力的測定

DPPH在 517nm 波長處具有特征性強吸收峰。當待測物質與DPPH自由基反應時，其吸光度降低程度與抗氧化活性呈正相關，通過檢測吸光度可定量評價樣品的自由基清除能力[13]。

具體檢測方法為：精確稱取DPPH固體粉末，用無水乙醇配制成 2×10^-4mol/L 的溶液，避光保存（ 4^°C 備用）；取 2mL 茶樹花水提物與 2mL DPPH溶液混合，渦旋振蕩 10s ，避光靜置反應 30min ，于 517nm 波長處測定吸光度 （A_i） ；取 2mL DPPH溶液與 2mL 無水乙醇混合，同法處理并測定吸光度 （A_c） ；取 2mL 茶樹花水提物與 2mL 無水乙醇混合，同法處理并測定吸光度 （A_j） ，消除樣品自身吸光干擾。DPPH自由基清除率計算公式如下，通過3次平行試驗，最后取得的均值為樣品的DPPH自由基清除率。

DPPH自由基清除率 /0≠[1-（A_i-A_j）/A_c]×100

1.6響應面分析試驗

利用軟件Design-Expert12，再根據單因素試驗的結果用Box-Benhnken設計響應面試驗，在其他沖泡條件不變的前提下，根據中心組合設計原理，選取茶樹花沖泡中較為重要的沖泡時間（A）、沖泡溫度（B）、料液比（C）作為自變量，茶樹花水提物DPPH自由基清除率為響應值，進行響應面分析，試驗設計見表1。

1.7茶樹花感官審評

茶樹花感官審評參考《茶葉感官審評方法》（GB/T23776—2018）[4并結合生產實際中茶樹花評價標準進行，各項審評因子評分占比為：外形20% 、香氣 30% 、湯色 5% 、滋味 35% 、葉底10% 。由富有審評經驗的5人組成審評專家組，進行感官審評，以加權方式計算總分。

1.8數據處理

通過Origin2021軟件進行繪圖并統計分析，利用Design-Expert12軟件中的Box-Benhnken單因素試驗設計對響應面試驗結果進行優化。采用方差分析對差異顯著性進行統計分析。

2結果與分析

2.1茶樹花水提物清除DPPH自由基能力及感官品質評價分析

2.1.1不同沖泡水溫對茶樹花水提物清除DPPH自由基能力及感官品質的影響

如表2所示，茶樹花水提物對DPPH自由基的清除能力隨沖泡水溫升高呈先上升后下降的趨勢。在 80^°C 時清除率達到峰值（ 84.1% ），表明該溫度下茶樹花中抗氧化成分的溶出效率最佳。當水溫低于 70^°C 時，可能因熱能不足導致多酚類、黃酮等活性物質溶出率較低，自由基清除能力較弱（ 60^°C 時為 74.6% ）；當水溫超過 80^°C 后，清除率明顯下降（ 90^°C 時為 76.2% ），推測原因可能是高溫加速茶樹花組織熟化，導致細胞結構致密化，阻礙了有效成分的進一步釋放。

結合感官審評結果，為避免高溫導致的成分劣化及風味損失，最終選擇70、80、 個梯度進行響應面優化分析。

基于上述結論，后續試驗將標準沖泡水溫設定為 80^°C ，以平衡活性成分溶出效率與感官品質。

2.1.2不同沖泡時間對茶樹花水提物清除DPPH自由基能力及感官品質的影響

如表3所示，茶樹花水提物對DPPH自由基的清除能力隨沖泡時間延長呈現先升高后降低的趨勢。在 4min 時清除率達到峰值（ 83.1% ，表明該時間段內茶樹花中抗氧化成分的溶出達到最佳平衡。沖泡時間在 2～4min 范圍內，隨著時間延長，多酚類、黃酮等抗氧化物質溶出量逐漸增加，自由基清除能力持續提升；而當時間超過 4min 后，清除率明顯下降（ 6min 時為 73.5% ），推測原因可能是長時間暴露導致部分抗氧化成分被氧化降解或揮發性活性物質隨蒸汽逸散。值得注意的是，在 8min 時清除率出現短暫回升（ 75.2% ，可能與高溫條件下某些熱穩定性較高的抗氧化成分開始溶出有關。

結合感官審評結果，為平衡活性成分溶出效率與感官品質，最終選擇2、4、 6min3 個沖泡時間進行響應面優化分析。

基于上述結論，后續試驗將標準沖泡時間設定為 4min 。

2.1.3不同料液比對茶樹花水提物清除DPPH自由基能力及感官品質的影響

如表4所示，茶樹花水提物對DPPH自由基的清除能力隨料液比增加呈現先升高后降低的趨勢，在 1：50 時清除率達到峰值（ 84.9% ）。當料液比低于 1：50 時，溶劑體積不足導致茶樹花浸潤不充分，物質擴散受限，有效成分溶出不充分，清除率較低（ 1：40 時為 82.8% ；而當料液比高于1：50后，因單位體積中活性成分濃度被稀釋，同時可能因延長加熱時間導致部分熱敏性成分降解，致使清除率明顯下降（ 1：60 時為 82.3% ）。

結合感官審評結果，為平衡活性成分溶出效率、提取物濃度和感官品質，最終選擇 1：60 /1：50 、 1：40 這3個梯度進行響應面優化分析，并將標準料液比設定為 1：50 。

2.1.4不同水質對茶樹花水提物清除DPPH自由基能力及感官品質的影響

如表5所示，純凈水和超純水制備的茶樹花水提物表現出較高的DPPH自由基清除率。相比之下，礦泉水中豐富的微量元素及無機鹽、自來水中可能存在的氯離子及其他礦物質成分，可能與茶樹花中的水溶性物質發生相互作用，從而降低了其自由基清除能力。感官評價結果顯示，純凈水沖泡的樣品在湯色、香氣、滋味表現上優于自來水和礦泉水，僅在滋味、湯色方面略遜于超純水。同時，純凈水制備的水提物自由基清除率與超純水接近。考慮到純凈水在日常生活中的易得性和實用性，最終確定純凈水為茶樹花沖泡的最佳水質選擇。

2.1.5不同泡次對茶樹花水提物清除DPPH自由基能力及感官品質的影響

如表6所示，茶樹花水提物的DPPH自由基清除能力隨泡次增加呈現明顯下降趨勢。首次沖泡樣品表現出最高的抗氧化活性，這主要歸因于茶樹花中活性成分（如多酚類、黃酮類物質）的初始高浸出率。后續沖泡過程中，由于可溶性物質在前幾次沖泡中已大量溶出，第2至第6次水提物的自由基清除能力呈現階梯式下降。感官評價結果與此趨勢一致：隨著泡次增加，水提物的香氣強度和滋味飽滿度明顯降低，至第5、第6次沖泡時已接近無味。基于活性成分溶出效率和感官品質的綜合考量，建議最佳泡次為第1～3次，其中首次沖泡的水提物在抗氧化活性和風味品質上均表現最優。

2.2響應面分析及驗證

2.2.1響應面試驗結果與分析

綜合以上試驗結果，選取茶樹花沖泡中較為重要的沖泡溫度（A）、沖泡時間（B）、料液比（C）作為自變量，水提物DPPH自由基清除率為響應值，進行響應面分析，通過Box-Behnken原理，設計17個試驗點。DPPH自由基清除率檢測結果如表7所示，基于此進一步進行了方差分析（表8）。

從表8可以看出，二次項 A² 、 C² 和交互項BC對響應面的結果影響顯著（ ?Plt;0.05? ，由此可以證明本試驗選用的二次模型顯著，其他項的影響不顯著。通過Design-Expert12軟件，得到回歸方程為：茶樹花DPPH自由基清除率 1.50B+0.88C+3.25AB-1.50AC-5.25BC-7.30A2-0.55B²-6.80C² ○

2.2.2響應面優化和驗證

依據回歸方程得出沖泡時間、沖泡溫度和料液比三因素構成的3D響應面圖和等高線圖。響應曲面和等高線圖能客觀且直接地反映出在兩因素作用下，其對響應值的影響程度，3D響應面的曲面越陡，等高線越密集，說明兩因素的交互作用越強[15-16]

通過對響應面分析圖的綜合解析可以看出，不同因素及其交互作用對水提物DPPH自由基清除率的影響存在顯著差異。圖1顯示，響應面區域等高線密集呈橢圓形分布，表明溫度與時間的交互作用對清除率具有顯著影響（ ?Plt;0.05 。從圖2看出，交互作用曲面陡峭，對應的等高線疏密不均勻且呈橢圓形，說明在沖泡時間和料液比之間的交互作用下，對自由基的清除率具有顯著影響。圖3則揭示了料液比與溫度的雙因素效應，即隨著料液比和溫度的不斷增加，DPPH自由基清除率響應值達到高峰后，開始出現不同程度的下降。此時等高線呈現較密集，說明在料液比和溫度的交互作用下，水提物的DPPH自由基清除率的影響顯著。這種差異化的響應特征為后續工藝參數的優化提供了明確的方向，即應優先調控溫度和時間因素以獲得最佳抗氧化活性。

綜合響應面優化結果可得，茶樹花的最佳沖泡條件為：時間 4.7min 、溫度 80^°C 、料液化1：46。考慮到感官品質和實際操作便利性，實際調整為時間 4min 、溫度 80^°C 、料液化 1：50 。

3小結與討論

茶樹花是茶樹的副產品，長期以來其利用價值未得到充分開發。近年來，隨著科學技術的進步，茶樹花中多種活性成分的功能特性逐漸被揭示，并在食品、保健品等領域展現出廣闊的應用前景，為茶樹花的綜合利用提供了科學依據[17-20]。本研究以DPPH自由基清除能力為評價指標，通過單因素試驗和響應面優化試驗優化茶樹花沖泡工藝。結果表明，最佳沖泡條件為：時間 4min 、溫度80^°C 、料液比 1：50 ，在此條件下，茶樹花的抗氧化活性達到最高。

茶樹作為重要的經濟作物，其花朵的開發利用仍存在諸多挑戰，如茶農重視不足、采收標準不統一、加工技術及沖泡規范缺失等，導致茶樹花利用率較低。未來，茶樹花的應用可拓展至多個方面，例如將茶樹花與茶葉以不同的配比制成紅碎茶，拼配制作成為不同的花茶類產品，作為新式茶飲添加物或開發成菌類茶[2]。茶樹花的深度開發與高值化利用，仍是未來研究的重要方向，亟需建立標準化生產體系，以推動其產業化發展。

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