冲泡条件对日照绿茶茶多酚得率的影响

米智，刘荔贞，武晓红，程萌

（1.山西大同大学生命科学学院，山西 大同 037009；2.山西大同大学化学与环境工程学院，山西 大同 037009）

中国是世界上最早发现和利用茶树的国家，神农《百草经》中就有“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解之”的记录。茶叶是以山茶科植物茶[Camellia sinensis（L）O.Kuntze]的芽、叶为原料制成的产品，它与咖啡、可可并称世界上三大无酒精饮料[1]。茶叶中含有多种丰富的功能性物质，如茶多酚、茶多糖、维生素及矿物质等[2]。

茶多酚（tea polyphenols，TP）又称茶鞣或茶单宁，是茶叶中多酚类物质的总称。茶叶中约含有30多种茶多酚，主要包括儿茶素类（catechin）、酮类（ketone）和黄酮苷类（flavonoidglycosides）、青花素（anthocyanosides）和花白素类（flower white pigment）以及酚酸（phenolic acid）和缩酚酸类（depsides）化合物等。茶多酚占茶叶干重的15%～35%，在茶叶发挥主要生物活性及药理学活性中起主导作用[3-5]。其中儿茶素占酚类物质60%～80%、酮类 10%～12%、花色素 10%、酚酸10%～15%[2]。因此茶叶具有兴奋、抗衰老、醒酒、助消化、利尿、抗癌变、杀菌和解毒等功效[6-11]。茶多酚作为一种天然有机抗氧化剂，具有清除自由基、抗癌症突变和辅助治疗等功能，具有较高的营养和保健价值。在食品保鲜[12-14]、医疗保健[15-19]、日用化学品[20-21]中均有广泛的应用。

茶叶通过冲泡将茶多酚等有益物质浸出进入茶汤，人们饮用茶汤起到抗氧化作用[22]。冲泡条件如冲泡温度、冲泡时间、茶水比、冲泡次数、水质、茶叶颗粒大小等，对茶多酚获得率均具有一定影响。本文以茶多酚得率为考察目标，以正交试验优化日照绿茶的冲泡工艺条件，以期使人们更加合理的饮茶。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

绿茶：山东省日照市，生产日期2018.3.20；茶多酚：成都克洛玛生物科技有限公司；硫酸亚铁（FeSO4）、酒石酸钾钠（KNaC4H4O6·4H2O）、磷酸氢二钠（Na2HPO4）、磷酸二氢钾（KH2PO4）等（以上试剂均为分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

HH-W600数显恒温水浴锅：常州市亿能实验仪器厂；PHS-3C实验室精密酸度计：上海精密仪器仪表有限公司；SH8-III型循环水真空泵：上海晖创化学仪器有限公司；UV-6000PC型紫外可见分光光度计：上海元析仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 茶多酚标准曲线制作

本文测定茶多酚的方法采用国家标准测定方法[23]。以茶多酚制作标准曲线，求得线性回归方程[24]。

取6支干净的试管编号，按表1顺序分别加入试剂。

表1 茶多酚标准曲线的绘制Table 1 The curve of tea polyphenols tandard

充分摇匀后滴入1 cm玻璃比色皿中，以0号管为对照，在波长为540 nm下，测出相应吸光值，以此绘制出标准曲线。

1.3.2 绿茶冲泡条件的单因素试验

1.3.2.1 冲泡温度

准确称取绿茶1.0 g于三角瓶中，分别注入60、70、80、90℃和100℃蒸馏水20 mL，并在相应温度的水浴锅保温10 min，用玻璃棒搅拌去掉液面泡沫，使绿茶充分完全浸泡于水中，加盖。滤出茶水，将温度降至室温15℃，备用。

1.3.2.2 冲泡时间

准确称取绿茶1.0 g于三角瓶中，注入80℃蒸馏水20 mL，用玻璃棒搅拌去掉液面泡沫，使绿茶充分完全浸泡于水中，加盖。分别在水浴锅保温6、8、10、12、14 min后，迅速滤出茶水，将温度降至室温15℃，备用。

1.3.2.3 料液比

准确称取绿茶1.0 g于三角瓶中，分别注入80℃蒸馏水配成 1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL）的茶水，用玻璃棒搅拌去掉液面泡沫，使绿茶充分完全浸泡于水中，加盖。在水浴锅保温10 min后，迅速滤出茶水，将温度降至室温15℃，备用。

2 结果与分析

2.1 茶多酚标准曲线结果

根据茶多酚标准曲线所得方程为：y＝0.057x-0.001 6，R2=0.999 5，计算茶水中茶多酚浓度。

2.2 绿茶冲泡条件的单因素试验结果

2.2.1 冲泡温度对茶水中茶多酚得率的影响

通过不同冲泡温度（60、70、80、90、100℃）考察温度对绿茶茶多酚得率的影响，结果如图1。

图1 冲泡温度对绿茶茶多酚得率的影响Fig.1 Effect of brewing temperature on the yield of green tea polyphenols

由图1可知，在60℃～80℃范围内，茶多酚得率随温度升高而提高，若温度再升高，在90℃～100℃范围内，随着温度的升高，茶多酚得率反而下降。因此，选取冲泡绿茶温度应为80℃左右为宜。

2.2.2 冲泡时间对茶水中茶多酚得率的影响

通过不同冲泡时间（6、8、10、12、14 min）考察冲泡时间对绿茶茶多酚得率的影响，结果如图2。

图2 冲泡时间对绿茶茶多酚得率的影响Fig.2 Effect of brewing times on the yield of green tea polyphenols

由图2可知，随着冲泡时间的延长，茶多酚的得率增加，在6 min～10 min增加的速度略大于10 min～14 min，因此，选取冲泡绿茶时间应为10 min左右为宜。

2.2.3 料液比对茶水中茶多酚得率的影响

通过料液比 1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL）考察料液比对绿茶茶多酚得率的影响，结果如图3。

由图3可知，当料液比为1∶20（g/mL）时，茶多酚的得率最高，而料液比为 1 ∶10（g/mL）～1 ∶20（g/mL），随着水量增加，茶多酚的得率也在增加，而当料液比在1∶20（g/mL）～1 ∶30（g/mL）时，随着水量增加，茶多酚的得率反而降低。因此，选取料液比应为1∶20（g/mL）左右为宜。

图3 料液比对绿茶茶多酚得率的影响Fig.3 Effect of material to liquid ratio on the yield of green tea polyphenols

2.3 冲泡条件对绿茶茶多酚得率影响的正交试验结果

根据单因素试验结果，确立正交试验的三因素三水平，见表2。

表2 L9（33）正交试验因素水平Table 2The factors and levels for the L9（33）orthogonal design

不同冲泡条件对绿茶茶多酚得率影响的正交试验结果与分析，见表3。

表3 绿茶茶多酚提取正交试验结果与分析Table 3 Orthogonal array design and results for tea polyphenols yield

续表3 绿茶茶多酚提取正交试验结果与分析Continue table 3 Orthogonal array design and results for tea polyphenols yield

根据表3，绿茶的最佳冲泡条件为A2B1C2，由极差值R的大小可知各因素对本试验的影响次序为：A（冲泡温度）＞C（料液比）＞B（冲泡时间）。

方差分析三因素对茶多酚得率的影响见表4。

表4 正交试验方差分析Table 4 Analysis of variance for the experimental results of orthogonal array design

由表4可以得到，本文探究的绿茶冲泡条件即冲泡温度、冲泡时间和料液比对茶多酚得率影响不显著。

由此确定绿茶最佳冲泡条件为冲泡温度80℃、冲泡时间 10 min、料液比 1∶20（g/mL），在此条件下茶多酚得率为29.97%。

3 讨论与结论

中国是茶道的发源地，茶不仅是中国人民喜爱的饮品，全世界的人们也越来越接受以茶作为绿色饮料。本文采用正交试验探究了冲泡条件对茶叶中茶多酚得率的影响，结果表明：在冲泡温度为80℃，冲泡时间为 10 min，料液比为 1∶20（g/mL）的冲泡条件下，茶多酚的得率最高。3种冲泡条件对本试验的影响次序为：A（冲泡温度）＞C（料液比）＞B（冲泡时间）。

加热有利于茶多酚的提取，茶多酚在高温条件下易分解，不易选取较高的冲泡温度[25]。相同条件下，随着冲泡温度的升高，茶多酚得率逐渐增加，80℃时水呈现微沸状态且茶多酚得率最高，因此选取80℃水浴加热提取茶多酚[26]。大多数研究茶叶冲泡工艺，冲泡时间都相对较长[27]。而本研究冲泡时间优化至10 min，既节省了试验的时间又基本符合日常生活中人们饮茶习惯。随着料液比即茶水比的增大，茶多酚得率呈先增后减的变化规律，在1∶20（g/mL）时茶多酚得率达到了最大值。可能与茶多酚在水中的溶解度相关。

茶叶的品质是由外形、汤色、香气、滋味、叶底等因素构成，影响茶叶色香味的重要特征性化学成分除了茶多酚之外还有很多，例如氨基酸、咖啡碱、香气和滋味成分等。茶水冲泡条件有很多，还有学者研究了不同水质、不同茶叶、冲泡次数、茶叶粉碎程度等对茶多酚等有益成分的影响，本文就当地人们常饮茶品的3个冲泡条件进行了探究，使人们更加合理的饮茶，同时也为科学冲泡茶叶提供依据。