茶鲜叶制备速溶绿茶工艺研究

李玉壬，陈波伟，陈春凤，杨慧，杨晓萍

（1.华中农业大学园艺林学学院，湖北武汉430070；2.园艺植物生物学教育部重点实验室，湖北武汉430070）

速溶茶是一类以成品茶或鲜叶为原料加工而成的易溶于水、不留残渣的可溶性粉状或颗粒状的新型饮料[1]，具有饮用方便、营养、卫生等特点[2]。速溶茶种类多样，其中速溶绿茶因含有丰富的多酚类物质而具有较好的抗氧化、抗癌、降血脂等功效[3]，市场发展空间广阔。速溶绿茶主要由成品茶加工而成，以鲜叶制备速溶绿茶的研究较少，成品茶加工制得速溶绿茶因高温作用，一定程度破坏了茶叶中的活性成分和风味物质，导致茶粉色泽偏黄，茶汤滋味熟钝[4]；现有研究证明，采用鲜叶制成的速溶绿茶品质优良、颜色明亮、滋味醇厚[5]，并且使用鲜叶作为原料能够节省加工工序[6]，减少运输费用。

咖啡碱是茶叶的主要组成成分之一，在速溶茶中含量较高。相关研究表明，过量咖啡碱会对儿童、孕妇或其他特定人群产生副作用，如宫内发育迟缓、精细运动功能受损和失眠等[7]。速溶绿茶中咖啡碱含量较高，饮用更易受咖啡碱的影响[8]。研究表明低浓度咖啡碱与茶多酚组合能够减少脂肪蓄积，具有预防肥胖的效果[9]，因此，如何在传统速溶绿茶加工工艺的基础上，有效降低产品咖啡碱含量，改善产品的营养功能成为生产面临的重要问题。目前降低茶叶中咖啡碱的常见方法，主要有热水浸提法、超临界CO2萃取法和升华法，超临界CO2萃取设备昂贵，在一般生产中难以实现大规模使用，升华法中过高的升华温度会影响茶叶品质[10]。而鲜叶制备速溶绿茶通常利用热水烫漂钝化酶活，茶叶在烫漂过程中会大量脱除咖啡碱，曾敏等[11]研究发现以茶鲜叶为原料，经过烫漂等工艺制得速溶绿茶的咖啡碱含量较低，达7.9 mg/g，此外该工艺钝化多酚氧化酶，避免了茶多酚的氧化变色，有效保护鲜叶色泽，改善产品外观。文章研究了鲜叶摊放时间对速溶绿茶品质的影响，并探究打浆处理的关键工艺参数对速溶绿茶品质的影响，优化工艺参数组合，提出一种以鲜叶为原料经烫漂、打浆处理制备速溶绿茶的生产工艺，以期为茶鲜叶工业化制备速溶绿茶提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

研究以福云六号茶树品种一芽三叶夏秋茶鲜叶为原料，鲜叶于2020年6至9月采自华中农业大学教学茶园。丙酮、碳酸钠、福林酚、碳酸氢二钠和碳酸二氢钾，均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司。护绿剂实验室自制。

1.2 仪器与设备

DL-1电子万用炉（北京市永光明医疗仪器有限公司）；FreeZone 12 L-84℃真空冷冻干燥机（美国Labconco公司）；快速鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；LZ25Easy121多功能料理机（中国美的集团股份有限公司）；Cook2100磁炉电热炉（上海米技电子电器有限公司）；WSC-S测色色差计（上海精密科学仪器有限公司）；MS2000紫外可见分光光度计（上海菁华科技仪器有限公司）。

1.3 实验方法

1.3.1 鲜叶制备速溶绿茶的基本工艺流程

鲜叶摊放12 h后，100℃热水中添加护绿剂烫漂鲜叶60 s，摊凉、打浆得茶匀浆，离心（8000 r/min）后过滤上清液，滤液冷冻干燥20 h，得鳞片薄层，粉碎过200目筛，造粒后制得速溶绿茶。具体工艺流程为：鲜叶→烫漂→漂洗→摊凉→打浆→离心除渣→微滤澄清→冷冻干燥→造粒。

1.3.2 鲜叶摊放时间的筛选

1.3.3 打浆参数的单因素试验

按不同打浆料液比（1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5）、不同打浆液温度（0～5、10～15、20～25、30～35℃）以及不同打浆时间（1、3、5、7、9 min）进行处理，分别选取茶渣清除难度、茶汁得率与茶匀浆温度为评价指标，筛选最优打浆参数。

1.3.4 打浆参数的正交试验

在单因素试验基础上，探究打浆处理中关键参数对速溶绿茶品质的影响及进一步优化鲜叶制备速溶绿茶的最优工艺，选取色差、澄清度、叶绿素、茶多酚和氨基酸含量为指标，设计三因素三水平正交试验，试验因素水平见表1。

表1 打浆法制备速溶绿茶正交试验因素水平表Table 1 Orthogonaltest factor leveltable for preparing instant green tea by pulping

1.3.5 速溶绿茶主要成分测定及感官评价

含水率：参考GB 5009.3—2010；叶绿素：丙酮研磨法[12]；茶多酚：参考GB/T 8313—2018；游离氨基酸：参考GB/T 8313—2013；水浸出物：全量法[12]；可溶性糖：蒽酮比色法[12]；色差：测色色差计测定[13]；澄清度：参考GBT31740.1—2015，测定质量分数0.25%速溶绿茶在25℃和85℃下，波长640 nm处的吸光值，分别记为冷溶澄清度与热溶澄清度；溶解时长：测定速溶绿茶在水中完全溶解所需时间；感官审评：参考GB/T 23776—2018。

1.4 数据统计分析

所有试验均为3次重复，结果以x±s表示。采用SPSS19.0软件中的单因素（one-way ANOVA）分析方法，对数据间的差异显著性进行分析，通过LSD检验进行组间比较（p＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 摊放时间的筛选

如表2所示，不同摊放时间显著影响速溶绿茶的色差和内含成分含量。色差测定结果表明，随着摊放时长的增加，亮度L*先显著增加，3～12 h内相对稳定，在摊放24 h后，再次显著增加；代表绿度的a*值在0～12 h内呈随时间增加而显著升高的趋势，在12 h达最大值，但随摊放时间进一步增加，绿色度显著降低。因此，为保证速溶绿茶色泽较优，原料应摊放9 h以上，但也不宜过长。

表2 不同摊放时间对速溶绿茶品质的影响Table 2 Effect of different spreading time on the quality of instant green tea

内含成分测定结果表明，随着摊放时长的增加，总叶绿素含量表现出先显著增加的趋势，在6 h时达到最大值，并相对稳定，但在摊放24 h后，叶绿素含量显著降低；茶多酚含量间无显著差异，可能是烫漂护绿与摊放综合作用的结果；游离氨基酸含量随摊放时间的增加而显著升高，在24 h达最大值，为7.81%，产生这种现象的原因可能是因为适当的摊放使水解酶发生催化反应，蛋白质降解，提高了氨基酸含量。综合考虑色差与生化成分，选择摊放12 h作为打浆法制备速溶绿茶的前处理较合适。

香榧(Torreya grandis)幼树喜欢阴凉环境，低丘平原地区夏季苗木会进入夏眠时期，影响苗木生长，夏季的强光还易使苗木灼伤，因此育苗时需加遮荫措施才能使苗木生长良好[1]。目前只见温、光、湿条件对苗木生长影响定性研究的报道，而温、光、湿条件的定量研究较少，本研究初步引入3个条件的定量数据，通过不同网膜遮荫，调节棚内温度、湿度、光照条件，分析其对苗木高生长和径向生长的影响。

2.2 打浆料液比对工艺的影响

图1比较了打浆料液比对制备工艺的影响，不同打浆料液比对工艺有显著影响。在打浆液温度为20℃，打浆时间5 min条件下，茶匀浆温度随料液比的增加而显著下降，在料液比1∶1时，达最大值53.33℃，在料液比1∶3后趋于稳定，产生这种现象的原因可能是，打浆液降低了物料间的摩擦作用，使温度显著降低。随着打浆液的增加，茶渣清除难度呈先显著降低再升高的趋势，当料液比为1∶3时，茶渣清除难度显著低于其他，这种现象可能是因为茶匀浆浓度过高时，茶汁密度大，粘度高，易膨胀，物质之间因相互作用力，结团可能性增大，导致茶渣清除难度增加，反之则导致茶渣易流动，茶汁密度小，粘度低，易流动，同样增加了茶渣清除难度[14]。因为较低的茶匀浆温度和茶渣清除难度有利于速溶绿茶的品质形成，因此打浆料液比1∶3为最优选择。

图1 打浆料液比对工艺的影响Fig.1 Effect of slurry-to-liquid ratio on the process

2.3 打浆温度对工艺的影响

图2比较了打浆温度对制备工艺的影响，不同打浆液温度对工艺有显著影响。在打浆料液比为1∶2，打浆时间5 min条件下，随着打浆液温度的升高，茶汁得率呈现先增加后降低的趋势，打浆液温度为10～15℃时的茶汁得率显著高于其他，达97.94%，产生这种现象的原因可能是茶匀浆密度、粘度和茶渣膨胀系数与茶匀浆温度的共同作用，导致茶汁得率的变化。茶匀浆温度随着打浆液温度的增加而升高，在打浆温度为30～35℃时，茶匀浆温度达46.67℃，显著高于其他，这是因为打浆液温度越高，茶匀浆在打浆过程中的积温越多，从而使茶匀浆温度逐渐升高。为了避免茶汁中溶解物过多形成茶乳酪，不再增加打浆液温度，同时较低的茶匀浆温度和较高的茶汁得率有利于速溶绿茶粉品质的形成，并降低工业生产时的能量耗损，结果表明，0～5℃为打浆温度的最优选择。

2.4 打浆时间对工艺的影响

图3比较了打浆时间比对制备工艺的影响，不同打浆时间对工艺有显著影响。在打浆液温度为20℃，打浆料液比1∶2条件下，茶匀浆温度随打浆时间的延长而升高，在打浆7 min时，达45.67℃，显著高于其他，这是由于较短的打浆时间，物料间摩擦作用小，积温较少，温度变化小，反之则积温较多，温度变化大。随着打浆时间的增加，茶渣清除难度显著降低，在7 min后趋于稳定，并显著低于其他，产生这种现象的原因是茶叶粉碎程度，导致内含成分溶出量的不同，一般粉碎程度越高，溶出量越大，使茶渣清除难度降低。为了避免茶乳酪的形成，需要保证茶匀浆温度在0～60℃左右，因此不宜再增加打浆时间[15]。综合考虑速溶绿茶的品质形成与生产效率，3 min为打浆时间的最优选择。

图2打浆液温度对工艺的影响Fig.2 Effect of temperature of pulping liquid on the process

图3打浆时间对工艺的影响Fig.3 Effect of pulping time ratio on the process

2.5 打浆工艺优化结果

对单因素试验所得结果参数进行分析，选取打浆料液比、打浆温度和打浆时间三个因素，以亮度、黄色差、绿色差、冷溶澄清度、热溶澄清度、叶绿素、茶多酚和氨基酸作为评价指标进行正交试验，确定打浆法制备速溶绿茶的最优工艺，结果见表3。

表3 打浆工艺正交试验结果Table 3 Orthogonaltest results table

结合表4、表5最佳工艺优化的结果所示，各评价指标所得方差分析和最优工艺不同，结果无法兼顾所有评价指标，分类和比较主次因素显著性关系分析得出，在打浆料液比作为主要影响因素的最优工艺中，速溶绿茶的亮度和冷热澄清度随打浆料液比的升高而显著降低，而绿色差、叶绿素和茶多酚随之显著增加，综合考虑内含成分与色差指标，以及实际生产效率等因素，选择A2作为最优工艺中的打浆料液比。在打浆液温度作为主要影响因素的最优工艺中，速溶绿茶的亮度、绿色差和氨基酸随打浆液温度的升高而减少，因此选择B1作为最优工艺中的打浆液温度。在打浆时间作为主要影响因素的最优工艺中，亮度和冷热澄清度随时间的延长而降低，但叶绿素含量随之增加，因此选择C1作为最优工艺中的打浆时间。综合速溶绿茶品质和实际生产条件，打浆的最优工艺参数为打浆料液比1∶3、打浆液温度0～5℃、打浆时间3 min。

表4 不同评价指标的最优工艺Table 4 The optimalprocess for different evaluation indicators

表5 方差分析表Table 5 Analysis of variance table

2.6 速溶绿茶粉内含成分含量测定及感官评价

按最优工艺制得的速溶绿茶，其内含成分与感官评价结果见表6。最优工艺制得的速溶绿茶符合GB/T 18798.4—2013《固态速溶茶》中的理化指标和感官指标要求。速溶绿茶粉外形翠绿，呈饱满颗粒状，冷热溶解性良好，溶解时长小于60 s，汤色嫩绿明亮香气纯正，富有茶香，滋味鲜浓爽口。此外，内含成分含量丰富，氨基酸含量达9.28%，而咖啡碱含量显著低于国家标准（≤15%）的要求，说明烫漂能够有效去除茶鲜叶所含咖啡碱。

表6 速溶绿茶内含成分及感官评价Table 6 The content of ingredients and sensory evaluation of instant green tea

3 结论

打浆处理是指经过前处理的原料反复粉碎榨汁，从而提高茶叶有效成分溶出率的一种处理方式。该法在茶叶生产中已有所应用，如陈波伟等[16]利用打浆法制备了以夏秋茶为原料的绿茶粉，该法所得绿茶粉与传统法相比，香气更持久、茶汤鲜绿明亮、滋味鲜浓爽口；许勇泉等[17]研制了一款具有花香的红茶饮料，其中通过打浆法制得茶汁原料，结果发现茶汤颜色红艳明亮，花果香浓郁、滋味香醇爽口，茶色素含量高；陈安社等[18]通过对原料进行打浆处理，制备了一款荷香茯砖袋泡茶，结果发现与传统工艺相比，所得产品内含物浸出速度较快，香气浓郁，口感醇厚、茶味足。文章利用单因素正交试验，探究打浆处理的关键工艺参数对速溶绿茶品质的影响，优化工艺参数组合。研究发现不同摊放时间显著影响鲜叶制备速溶绿茶品质，摊放12 h是综合茶叶品质和经济效益后的最优选择。对打浆法关键工艺参数进行研究，单因素试验表明打浆料液比、打浆液温度、打浆时间对速溶绿茶的内含成分与色差有显著影响，通过正交试验优化获得打浆最优工艺参数为打浆料液比1∶3、打浆液温度0～5℃、打浆时间3 min。此条件下制备的速溶绿茶外形翠绿、颗粒饱满，冷热溶解性良好，汤色嫩绿明亮，香气纯正，滋味鲜浓，营养物质丰富，咖啡碱含量仅为2.57%，氨基酸含量较高，速溶绿茶综合品质较优。

目前，我国夏秋茶利用率与利用效益偏低[19]，因为夏秋茶原料茶多酚、咖啡碱含量较多，氨基酸和芳香类化合物含量较少，导致利用夏秋茶原料制备的绿茶产品通常品质较差。采用鲜叶制备速溶绿茶，在烫漂护绿阶段钝化多酚氧化酶活性，保护鲜叶的绿色，同时脱去了大量以咖啡碱为代表的苦涩性物质，改善了内含成分的组成比例[20]；在打浆处理阶段，反复压榨和粉碎的工艺提高了茶叶的浸提效率，茶汤风味也得到了很好的保留。此生产工艺较好地改进了传统速溶茶加工中的缺点，改善了功能性成分的比例，对夏秋茶鲜叶制备速溶绿茶具有一定的参考价值。