6种抹茶产品的主要成分比较分析

郭倩文，杜 璇，倪 穗

(宁波大学食品与药学学院，浙江 宁波 315211)

抹茶系一种绿茶粉。饮用时以少量水润湿，充分搅拌均匀后，加入足量的热水冲泡，冲泡时抹茶粉颗粒均匀悬浮于茶汤中。茶汤碧绿，表面起白色泡沫，宛如阳春白雪，茶香四溢，食用时将茶汤与茶叶粉粒一同饮入[1]。抹茶不同于一般市场上销售的普通的绿茶粉，而是用茶叶嫩芽为原料，经过遮阴栽培、蒸青、冷却、脱水、干燥、组合粉碎等多道工序制作而成的粒径在30μm左右超微绿茶粉。抹茶能很好地保存茶叶中的活性成分，具有较高的营养价值与药用价值。抹茶目前作为一种天然健康的新型食品添加剂，在食品工业中应用广泛，它不仅可以提高食品的营养价值和保健价值，同时又能为食品提供纯正的茶味，为开发新型食品提供物质基础[2]。

近年来，抹茶行业的发展势头呈现快速上升的趋势，我国从事抹茶加工的茶企数量逐年增多，生产规模和市场需求不断在扩大[3]。但是中国抹茶产品的出口率还是很低，中国抹茶产品难以跨出国门。为此本研究从市场上获得了3种日产和3种国产的抹茶产品，对其进行了叶绿素、茶多酚、咖啡因、氨基酸等抹茶主要成分的含量及粒径等比较分析，以期找出国产抹茶产品不足的原因，为我国的抹茶产品的品质提高和抹茶产业的发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

研究材料具体见表1：

表1 实验材料的产品名称、茶叶品种、产地及遮阴情况

甲醇、碳酸钠、碱式乙酸铅溶液、盐酸、硫酸，以上均为分析纯，18种氨基酸标准品、没食子酸标准品、丙酮、福林酚，均购于宁波镇海航景生物公司，咖啡因标准品购于浙江宁波余姚市宏骏化工经营部。

1.2 仪器与设备

分析天平：感量0.001 g,上海舜宇恒平科学仪器有限公司、HH-S4数量恒温水浴锅：70℃±1℃，余坛市医疗仪器厂、L600台式低速离心机：3 500 r/min，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司、TU-1810紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司、日立L—8900高速氨基酸分析仪：日立高新技术公司、DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱：上海慧泰仪器制造有限公司、旋转蒸发仪RV 10 D S96：上海圣科仪器设备有限公司、MS-2000激光粒度仪：英国马尔文公司。

1.3 实验方法

1.3.1 茶多酚含量测定

采用GB/T 8313-2008《 茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》中的分光光度法测定茶多酚[4]。

1.3.2 咖啡因含量测定

采用GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》紫外分光光度法测定咖啡碱[5]。

1.3.3 叶绿素含量测定

采用80%丙酮进行提取，利用紫外分光光度计进行测定。

1.3.4 氨基酸含量测定

样品前处理：加入5 mL、6 mol/L HCl(即分析纯HCl稀释1倍)，充氮气3 min，将氧气排出，放入沙子中，沙浴110℃24 h，沙子浸没液面；取出冷却，用0.2 mol/L HCl(也可用双蒸水)将样品瓶中所有物质洗入50 mL容量瓶中，并定容；取1 mL样品于试剂瓶中，置于旋转蒸发仪中旋转蒸发至干燥状态，旋转后的物质用0.02 mol/L HCl 1 mL溶解经水相过滤网过滤，打入小样品中上机。

采用日立L—8900高速氨基酸分析仪进行测定。

1.3.5 粒径分析

采用激光粒度仪湿法测定。

2 结果与分析

2.1 6种抹茶产品的茶多酚含量比较

茶多酚是茶叶中最重要的一类生物活性成分，又称茶鞣质，是存在于茶叶水浸出物中能够与亚铁例子产生综合反应的一类富含多羟基的酚类物质总称[6]。茶多酚含量的高低直接影响到抹茶的口感，是抹茶产品中涩味的主要来源，优质的抹茶应该是茶多酚含量较低口感微涩为好。

6种抹茶产品的茶多酚含量见图1。

由图1可知，茶多酚含量从高到底依次为B2>B1>C1>A1>A3>A2。国产抹茶产品“夏鸠”中的茶多酚含量最高，达到16.52%，而日本产品“福寿园”的含量最低，只有10.65%。B2“夏鸠”和B1“春鸠”与其它产品具有显著性差异，其余4个产品之间在茶多酚含量方面没有显著性差异。

图1 6种抹茶品种的茶多酚含量及差异性(注：不同大小写字母分别表示0.01和0.05水平差异)Fig.1 Tea polyphenol content and difference of six matcha varieties(Note: different uppercase and lowercase letters indicate 0.01 and 0.05 level differences, respectively)

2.2 6种抹茶产品的咖啡因含量比较

咖啡因是茶叶、咖啡豆等天然植物中常见的一种黄嘌呤类生物碱化合物，主要分布于植物的幼嫩组织部位。咖啡因具有提神醒脑的功效，是茶叶苦味特征成分，在茶叶中一般含量为2%～4%[7]。抹茶要达到好的入口口感，咖啡因含量稍低对品质有利。

6种抹茶产品咖啡因含量见图2。

图2 6种抹茶品种的咖啡因含量及差异性Fig.2 Caffeine content and difference of six matcha varieties

由图2可知，咖啡因含量从高到底依次为B2>A1>B1>A2>C1>A3。这6种抹茶产品当中，日产“煎茶”咖啡因含量最低，只有0.85%，国产“夏鸠”咖啡因含量最高，达到2.13%。日产“小山园”和国产“春鸠”含量相当，日产“福寿园”和国产“薮北”含量也相对较低。日产“小山园”和国产产品“春鸠”之间没有显著性差异，这2个产品和其它4个产品之间却有显著性差异。

2.3 6种抹茶产品的叶绿素含量比较

抹茶呈天然翠绿色，故添加于食品用于着色或改善色泽，是抹茶的重要品质指标。叶绿素是抹茶翠绿的主要色素物质。抹茶当中叶绿素的存在主要是为了提高产品的色度，提升感观品质。叶绿素含量越高，说明在栽培中遮阴处理技术较好，也代表生产出的抹茶产品品质较高。

6种抹茶品种叶绿素含量见图3。

图3 6种抹茶品种的叶绿素含量及差异性Fig.3 Chlorophyll content and difference of six matcha varieties

由图3可知，叶绿素含量从高到底依次为A1>A2>B1>C1>B2>A3。日产“小山园”叶绿素含量最高达到0.061 g/L，国产“春鸠”和日产“福寿园”含量相当，国产“夏鸠”和“薮北”含量相当。日产“煎茶”含量最少，只有0.0026 g/L，并且这6种产品之间都有显著性差异。这是因为只有日产“煎茶”在种植过程中没有进行遮阴处理，可见遮阴处理对茶叶叶绿素含量具有重要的影响，日本抹茶产品的叶绿素含量要比中国的高，说明日本抹茶在栽培过程中遮荫技术比我国的好。

2.4 6种抹茶产品的氨基酸含量比较

氨基酸是茶叶中具有氨基和羧基的有机化合物，是茶叶中的主要化学成分之一。茶叶中的氨基酸的组成、含量直接影响茶叶品质[8]。谷氨酸和天冬氨酸，是构成茶叶鲜爽滋味的重要成分[9]。

6种抹茶产品氨基酸组分含量见表2。

由表2可知，这6种抹茶产品检测的17种氨基酸组分中含量较大的组分是谷氨酸和脯氨酸。6种抹茶产品的谷氨酸含量从高到低依次为A3>A1>A2>B2>C1>B1，日产“煎茶”的谷氨酸含量最高，达到31.6%，日产“福寿园”的谷氨酸含量次之为18.87%，而中国的3个产品的谷氨酸普遍较低，其中“春鸠”含量最低为14.46%。脯氨酸含量为国产“薮北”的最高20.89%，日本产品“煎茶”最低为8.46%。6个产品的天冬氨酸含量基本接近，为8.61%～11.24%，差异不显著。

表2 6种抹茶产品的氨基酸组分及含量百分比

2.5 6种抹茶产品的粒径比较

由于抹茶产品是直接冲泡的，因此粒径大小对其溶解度和口感都起着重要作用。粒径越小，溶解度越大，入口越爽滑，且抹茶中的营养成分越易被人体吸收。

6种抹茶产品的粒度对应目数分布见表3及图4。

表3 抹茶粒度对应目数分布表

图4 6个样品的粒度分析比较柱形图Fig.4 Particle size analysis comparison of six samples

抹茶粒度即茶粉的细度，一般以目数或粒径的微米尺寸来表示。它决定产品在水中的溶解度及口感。一般抹茶中粒度要求达到200目(≤75 μm)的占90%以上。研究结果表明，这6个产品的粒度大小为：A1

图5 6个样品的粒度分析比较正态分布图Fig.5 Particle size analysis of six samples compares normal distribution

从6个产品的粒度分布比较图可以看出， A1、A2、C1、A3呈正态分布，B1、B2分布不均。

3 结论与讨论

3.1 国产抹茶产品的茶多酚含量明显比日产的高且差异显著

研究结果为国产“夏鸠”中的茶多酚含量最高，达到16.52%；国产“夏鸠”和“春鸠”与其它产品具有显著性差异。可见，国产产品在茶多酚含量上大大高于日本产品，存在着较大差距。这是因为国产“夏鸠”和“春鸠”抹茶产品的原料是采用我国的传统茶树品种‘鸠坑’，其他4个产品的原料均为日本茶树品种‘薮北’。

我国栽培种植的茶树品种一直以来均是以茶多酚含量高为优选，如高海荣等[10]对信阳毛尖、六安瓜片、君山银针等16种茶叶进行茶多酚含量测定，结果表明这16种茶叶中茶多酚含量的范围为91.59 mg/g～376.60 mg/g；王霞等[11]对高档绿茶、中档绿茶、低档绿茶的茶多酚进行含量测定，结果表明高档绿茶茶多酚含量为25.01%, 比中档绿茶高出13.01%, 比低档绿茶高出23.20%，也就是绿茶的茶多酚含量与茶叶的品质成正比。‘鸠坑’作为我国的传统茶树品种栽培时间较长，其茶多酚含量较高，不适宜制作抹茶产品。因此，我国的抹茶产品急需筛选出类似‘薮北’的具低茶多酚含量的抹茶适制茶树品种，这是改善中国抹茶产品品质的前提。

3.2 遮阴处理的抹茶产品咖啡因含量明显比露天的高且差异显著

国产“夏鸠”中的咖啡因含量也是最高的，达到2.13%；国产“夏鸠”、“春鸠”和日产“小山园”与其它产品的咖啡因含量具有显著性差异；而日产“煎茶”的咖啡因含量最低为0.85%。

6个产品中除了“煎茶”没有进行遮阴处理为露天茶园种植外，其余5个产品均进行遮阴处理。可见遮阴会增加茶叶中咖啡因的含量。朱旗[12]的研究结果表明，遮光茶园的成品茶叶的咖啡碱含量要大于露天茶园所栽培的茶叶咖啡碱含量，这与本实验结果一致。目前对于茶树经遮阴处理后, 其咖啡碱、氨基酸及多酚类物质的生物合成情况报道较少。

同时可以看出茶树品种‘薮北’制作的抹茶咖啡因含量要比‘鸠坑’低，说明不同茶树品种间咖啡因含量差异较大。因此，在今后抹茶生产中需选用咖啡因相对较低的茶树品种，并且在遮阴度上需要进一步研究，以利于降低咖啡因含量的同时提高抹茶的品质。

3.3 国产抹茶产品叶绿素含量明显比日产的低且差异显著

日产“小山园”中的叶绿素含量最高，达到0.0610 g/L。6种抹茶产品叶绿素含量均存在显著差异。除“煎茶”外，日产产品的叶绿素含量均高于国产产品。

抹茶中叶绿素含量与遮阴度具有密切联系，遮阴度越高，叶绿素含量越高。朱旗等[12]发现，覆盖栽培可以提高茶叶中叶绿素、氨基酸、二甲硫等成分，同时还能使茶叶中的水分含量提高，进行覆盖栽培后的茶叶色泽翠绿，质地柔软，从而能提高茶叶品质。殷剑美等[13]研究了大棚茶园的气候与茶叶各个理化特征之间的关系，发现大棚覆盖的保温效果有利于茶叶品质的提高。孙京京等[14]的研究结果表明，遮阴能明显提高夏秋茶品质, 遮阴后茶叶中氨基酸含量增加, 茶多酚含量和酚氨比降低, 叶绿素含量增加, 苦涩味降低。本研究也发现5种经过遮阴处理的茶叶制作成的抹茶产品叶绿素含量明显高于露天栽培的“煎茶”，国产的3个产品叶绿素含量明显比日产的低且差异显著，说明在遮阴处理技术上和日本还是有一定差距，我国在茶树的遮阴技术上还有待于进一步提高。

3.4 国产抹茶产品呈味氨基酸(谷氨酸)含量明显比日产的低

6种抹茶产品均检测出17种氨基酸种类，含量较多的是谷氨酸和脯氨酸。日产“煎茶”谷氨酸含量最高，达到31.6%；日产“福寿园”谷氨酸含量次之为18.87%，而国产的3个产品谷氨酸普遍较低，其中“春鸠”含量最低为14.46%。

茶叶氨基酸的组成、含量以及它们的降解产物和转化产物直接影响茶叶品质。氨基酸在茶叶加工中参与茶叶香气的形成, 它所转化而成的挥发性醛或其他产物, 都是茶叶香气的成分[15]。特别是某些氨基酸与茶叶的滋味及香气关系密切, 是构成绿茶品质的极重要的成分之一[16]。何文彪等[17]研究发现给茶叶施加有机肥可以提高茶叶中氨基酸的含量，提升茶叶品质。李静等[18]研究表明，与施无机肥相比，合理施加有机肥，可以提高茶叶中各种酶的合成作用，从而提高茶叶蛋白质、儿茶素和茶多酚等含量，促进了茶叶叶底品级的提高，对绿茶品质的提高也有较好的效果。研究表明施有机肥能够提高茶叶氨基酸、水浸出物的含量有利于提高茶叶的品质。因此，氨基酸含量的高低与施肥时所用肥料的种类及比例具有重要联系，日本抹茶产品游离氨基酸含量(以谷氨酸为例)均高于中国抹茶产品，说明日本茶树在栽培过程中施肥合理。因此，我国今后在抹茶适制的茶树栽培过程中，施肥技术还需要进一步的提高，以提升国产抹茶产品的品质。

3.5 国产抹茶产品的粒径较大且分布不均匀

超微粉碎技术是近年来国际上迅速发展起来的一项新型粉碎工程技术，利用超微加工技术可以把原料加工到微米级(1～100μm)、亚微米级(0.1～1μm)甚至纳米级(1～100 nm)粉体，由于颗粒的微细化导致其表面积和孔隙率增加，从而使物料具有高溶解性、高吸附性以及高流动性等物理化学方面的新特性[19]。超微茶粉不仅有效保持茶叶原有的色香味品质，而且茶叶经超微粉碎破壁后，茶粉的表面积大大增加，其中的有效成分充分暴露出来，能够增进机体吸收，进而提高人体对茶叶的营养吸收率[20]。茶叶的研磨也是抹茶加工的关键工艺之一。Hu等[21]采用HQM6型搅拌磨式粉碎技术获得粒径为20.3～13.5 μm的高品质超微茶粉。谭俊峰等[22]采用高密度变频调速石磨粉碎机将茶叶粉碎成50～75 μm的超微茶粉，其色泽淡绿鲜亮，细末质匀，香气纯正，滋味平和，产品品质较好。李琳等[23]使用球磨机生产超微绿茶粉，发现在在球料比(质量比，g∶g)为10∶1，公转盘转速为400 r/min，粉碎时间为15 h，进料粒度40目的条件下，可以得到平均粒径为6.56 μm的高品质超微茶粉。

研究表明，这6个产品中A1、A2、C1的粒度符合要求，其茶粉的粒径90%分布于350～450目(30～40μm)范围内，且呈现正态分布；而B1、B2的粒径较大，两者在10 μm和100 μm左右均出现峰值，粒度分布不均。结果说明国产的这两个产品在超微粉碎粉碎技术上还需进一步提高。

3.6 我国抹茶生产技术还有待进一步提高

抹茶的生产是我国未来茶产业可持续发展的重要方向之一，抹茶产品的发展给整个茶产业将会带来了巨大的经济效益。中国目前茶园种植面积、茶叶产量均位居世界第一，但是在茶的科学利用及茶健康、茶医学的研究上，还有巨大的空间。中国茶产业专家、工程院院士陈宗懋在不同领域大声疾呼“重视茶健康研究”。中国是茶的发祥地，要让中国茶走向世界，要走出“七万茶企不如一个立顿”的怪圈，就必须探索一条崭新的茶产业发展道路。目前抹茶的生产在我国得到了一定程度的发展，但中国抹茶生产尚处于起步阶段，从研究结果可见，我国的抹茶产品品质远不如日本。因此，我国需要对茶树品种选择、高氮肥培技术、遮阴覆盖方式和超微粉碎技术等抹茶的各个生产环节进行技术研发与提高。期望不久的将来我国抹茶产品的质量大大赶超日本，让抹茶成为世界的中国茶。