龙游黄茶茶粉对大米淀粉理化特性的影响

潘俊娴，吕杨俊，蒋玉兰，叶丽伟，王霈菲，张士康，朱跃进*

（1.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究所，浙江杭州 310016；2.浙江省茶资源跨界应用技术重点实验室，浙江杭州 310016）

“中黄3 号” 是浙江省龙游县选育的茶树良种。 龙游黄茶是“中黄3 号”黄化茶树品种采用绿茶工艺加工而成的绿茶， 具有色泽金黄、 滋味鲜爽、香气浓郁的品质特征和高氨基酸、高鲜爽度、低苦涩味和“三黄”的特点。当前，龙游黄茶茶粉对食品中淀粉特性的影响研究仍为空白， 相应茶食品类新产品还有待开发。

淀粉是食品工业中的重要原料， 根据结构可分为直链淀粉和支链淀粉[1]。直链淀粉主要由葡萄糖分子通过α-1，4 糖苷键连接而成； 支链淀粉在直链淀粉基础上， 分支处由α-1，6 糖苷键连接形成侧链[2]。淀粉的理化性质易受到蛋白质、脂质、多糖、多酚等成分的影响，从而改变淀粉的糊化、回生、流变等理化性质[3]。

近年来， 淀粉和植物多酚之间的相互作用引起了广泛关注。 研究表明植物多酚能与淀粉分子发生相互作用形成复合物， 从而影响了淀粉的理化特性和多酚的生物活性[1]。 王欢等[4]研究发现红树莓多酚提取物对大米淀粉糊化、 回生和体外消化过程均有明显的影响。 本团队前期研究发现儿茶素可与小麦淀粉发生相互作用， 从而阻碍淀粉分子有序结构的形成，延缓淀粉的回生[5-6]。 因此，文章主要从淀粉的溶解度、膨胀度、透光率、沉降率、冻融稳定性、淀粉碘结合能力等方面研究龙游黄茶茶粉对大米淀粉理化特性的影响， 为龙游黄茶茶粉在米制品上的开发应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

龙游黄茶茶粉， 浙江茗皇天然食品开发股份有限公司；大米淀粉，安徽顺鑫盛源生物食品有限公司。

1.2 仪器与设备

TU-1901 双光束紫外可见分光光度计， 北京普析通用仪器有限责任公司；CS-821N 台式分光测色仪， 杭州彩谱科技有限公司；DK-S24 型电热恒温水浴锅， 上海精宏实验设备有限公司；DHG-9140A 型电热恒温鼓风干燥箱， 上海精宏实验设备有限公司；LD-IIB 低速大容量多管离心机，无锡市瑞江分析仪器有限公司；EPED-10TH 实验室级纯水器， 南京易普易达科技发展有限公司；AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 龙游黄茶茶粉成分分析

水分含量测定参照GB 5009.3—2016 《食品国家安全标准 食品中水分的测定》；水浸出物测定参照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》；茶多酚和儿茶素测定参照GB/T 8313—2018 《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》；游离氨基酸含量测定参照GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》。

1.3.2 龙游黄茶茶粉色差测定

采用色差仪对龙游黄茶茶粉色差进行测定。

1.3.3 淀粉溶解度与膨胀度测定

称取0.5 g 淀粉， 分别添加占淀粉质量1%、2%、3%、4%、5%的龙游黄茶茶粉， 再加入24.5 g蒸馏水，振荡均匀，于55、65、75、85、95 ℃下加热30 min，冷却至室温后以3000 r/min 离心20 min，收集上清液置于105 ℃烘箱中烘干至恒重， 并将离心管中的沉淀称重， 按下式计算其溶解度S 和膨胀度B。

式中：A 为上清液干重，g；W 为样品质量，g；P为沉淀质量，g。

1.3.4 淀粉透光率与沉降率测定

称取0.4 g 淀粉， 分别添加占淀粉质量1%、2%、3%、4%、5%的龙游黄茶茶粉，再加入39.6 g 蒸馏水，振荡均匀，充分糊化后冷却至室温，于620 nm 波长处测定其透光率。 将样品置于4 ℃冷藏，每隔一定时间取出，恢复至室温，测定其透光率。

采用相同的样品制备方法，将冷却后的淀粉糊转移至带刻度的试管中，置于4 ℃冷藏一定时间后记录上清液的体积，按下式计算淀粉的沉降率。

沉降率（%）=上清液体积/总体积×100%

1.3.5 淀粉冻融稳定性测定

称取1.5 g 淀粉，分别添加占淀粉质量1%、2%、3%、4%、5%的龙游黄茶茶粉，再加入28.5 g 蒸馏水，振荡均匀， 充分糊化后冷却至室温， 置于-18 ℃冷冻，22 h 后取出，30 ℃水浴解冻2 h，3500 r/min 离心15 min，弃去上清液后称重，按下式计算析水率。

式中：G1 为离心管质量，g；G2 为糊化样品加离心管质量，g；G3 为弃去上清液后质量，g。

1.3.6 淀粉碘结合能力测定

参照王崇崇[7]的方法测定淀粉的碘结合能力。称取10.0 mg 淀粉，分别添加占淀粉质量1%、2%、3%、4%、5%的龙游黄茶茶粉， 加入50 mmol/L 磷酸盐缓冲液（pH 7.0），制成浓度5 mg/mL 的溶液。将溶液在沸水浴中加热30 min 充分糊化后冷却至室温。 取200 μL 溶液溶于4.55 mL 蒸馏水中，并与250 μL 碘溶液（0.2% KI 和0.02% I2）混合，孵育15 min，于500～850 nm 波长范围内测定吸光度， 并记录500～850 nm 范围内的最大吸收波长，635 nm 和520 nm 处的吸光度。

1.4 数据分析

实验均为5 次重复，采用SPSS 20.0 进行数据分析，p＜0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 龙游黄茶茶粉理化成分和色差分析

龙游黄茶茶粉的理化成分和色差结果如表1所示。 龙游黄茶茶粉水分含量为8.45%，水浸出物含量45.61%，茶多酚含量15.59%，游离氨基酸含量4.19%。 色差a 值为负数，说明茶粉偏绿。

表1 茶粉成分含量和色差值Table 1 The composition content and colour value of tea powder

2.2 龙游黄茶茶粉对大米淀粉溶解度与膨胀度的影响

淀粉的溶解度和膨胀度是研究其糊化性质的重要指标之一[8]。溶解度和膨胀度的大小分别与糊化时游离直链淀粉含量、 支链淀粉吸水膨胀能力有关[8]。龙游黄茶茶粉对大米淀粉溶解度和膨胀度的影响如图1、图2 所示。

图1 茶粉对大米淀粉溶解度的影响Fig.1 Effect of tea powder on the solubility of rice starch

图2 茶粉对大米淀粉膨胀度的影响Fig.2 Effect of tea powder on the dilatability of rice starch

由图1 可知，温度为55 ℃时，大米淀粉的溶解度较小，添加茶粉后淀粉溶解度增大，且随着添加量的增加而增大。随着温度的升高，大米淀粉的溶解度逐渐增大。 温度达到85 ℃后，空白组溶解度高于茶粉组，当温度达到95 ℃后，空白组溶解度则低于茶粉组，且随着茶粉添加量的增加，淀粉溶解度增大。

从图2 可知， 大米淀粉的膨胀度随温度的升高而增大。 温度为55 ℃时，淀粉颗粒的吸水溶胀程度较弱，其膨胀度较低，添加茶粉对淀粉膨胀度的影响较小；当温度在65～85 ℃时，空白组膨胀度开始高于茶粉组；当温度达到95 ℃时，大米淀粉的膨胀度迅速增加， 这是因为淀粉颗粒的部分结晶区结构崩解，水分子能进入淀粉颗粒内部，从而导致膨胀度增加[8]，不同添加量的茶粉对大米淀粉的膨胀度影响较小。

2.3 龙游黄茶茶粉对大米淀粉透光率与沉降率的影响

茶粉对大米淀粉透光率与沉降率的影响如图3、图4 所示。从图3 可知，大米淀粉糊透光率随着贮藏时间的延长呈下降的趋势。 在0 d 时，添加茶粉降低了淀粉糊的透光率， 且随着茶粉添加量的增加而降低， 这可能是因为茶粉本身带有颜色和不溶性颗粒，从而使得入射光的反射或折射加强。研究发现茶多酚的添加降低了小麦淀粉糊的透光率， 这是由于茶多酚使淀粉分子发生一定程度的聚集，从而降低了淀粉糊的透光率[9]。 与空白组相比， 添加茶粉的淀粉糊透光率随时间降低的速度更慢，与0 d 相比，冷藏10 d 后，空白组淀粉糊透光率降低了0.49%，而1%～5%茶粉组透光率降低程度有所减小， 分别为0.33%、0.24%、0.20%、0.15%、0.14%，这可能是因为茶粉成分与淀粉分子之间发生相互作用，阻止了淀粉结晶的形成。

图3 茶粉对大米淀粉透光率的影响Fig.3 Effect of tea powder on the transmittance of rice starch

图4 茶粉对大米淀粉沉降率的影响Fig.4 Effect of tea powder on the sedimentation rate of rice starch

从图4 可以看出，大米淀粉沉降率随静置时间的延长而升高。在4 ℃静置24 h 内，沉降率迅速升高， 之后逐渐变缓趋于稳定。 与空白组相比，添加茶粉使得大米淀粉的沉降率升高，但差异较小。

2.4 龙游黄茶茶粉对大米淀粉冻融稳定性的影响

在冻融过程中淀粉糊会产生脱水收缩现象，因此， 可通过测定冻融过程中淀粉糊的析水率来反映其冻融稳定性[8]。茶粉对大米淀粉冻融稳定性的影响如图5 所示。由图5 可知，空白组析水率为48.03%，随着茶粉添加量的增加，大米淀粉析水率差异较小，析水率在47.32%～49.12%之间。与空白组相比，添加茶粉对大米淀粉析水率影响较小。

图5 茶粉对大米淀粉冻融稳定性的影响Fig.5 Effect of tea powder on the freeze-thaw stability of rice starch

2.5 龙游黄茶茶粉对淀粉碘结合能力的影响

直链淀粉的螺旋结构可固定碘分子形成蓝色复合物， 而支链淀粉的支链可与碘分子形成紫红色复合物[7]。碘结合能力与淀粉的聚合度和支化方式有关[7]。添加茶粉对大米淀粉碘结合能力的影响如图6 所示，而碘蓝值、碘结合力和最大吸收波长见表2。

图6 茶粉对大米淀粉碘结合能力的影响Fig.6 Effect of tea powder on the iodine binding capacity of rice starch

表2 茶粉对大米淀粉碘结合能力的影响Table 2 Effect of tea powder on the iodine binding capacity of rice starch

从图6 中可以看出， 紫外吸收光谱中出现一个明显的特征峰。直链淀粉-碘复合物、支链淀粉-碘复合物的最大峰值分别在540～660 nm、500～540 nm 之间，这说明碘主要与直链淀粉结合[10]。随着茶粉的添加，淀粉-碘的紫外吸收光谱特征峰强度呈现明显的下降趋势。 任顺成等[10]也研究发现随着原花青素、儿茶素、单宁酸、芦丁、槲皮素浓度的增加，吸光度逐渐降低，说明该五种多酚是通过嵌入淀粉螺旋链的疏水内腔中发生疏水作用，或通过与淀粉分子发生氢键作用， 从而抑制直链淀粉-碘复合物的形成，影响淀粉与碘的结合力。

A635为碘蓝值， 碘蓝值表征直链淀粉与碘的结合情况， 可反映直链淀粉聚合物的链长和聚合度[11]。 随着茶粉添加量的增加，碘蓝值显著降低，说明茶粉抑制了直链淀粉-碘复合物的形成。这可能是因为茶粉中的成分占据了直链淀粉的螺旋型疏水腔，从而影响碘的包埋，或是由于与淀粉分子相互作用形成氢键，抑制淀粉-碘复合物的形成。

A635/A520是碘结合力，碘结合力代表直链淀粉-碘复合物和支链淀粉-碘复合物的相对含量[11]。 添加茶粉后淀粉的碘结合力呈现与碘蓝值一致的趋势。 碘结合力随着茶粉添加量的增加显著下降。

最大吸收波长反映与碘络合的葡萄糖聚合物的聚合度[7]。 添加茶粉后，大米淀粉的最大吸收波长降低， 说明茶粉降低了碘络合葡萄糖聚合物的聚合度。

3 结论

文章研究了龙游黄茶茶粉对大米淀粉溶解度、膨胀度、透光率、沉降率、冻融稳定性、淀粉碘结合能力的影响。茶粉的添加会影响大米淀粉的溶解度和膨胀度， 可延缓淀粉糊冷藏过程中透光率的降低，但对沉降率和冻融稳定性的影响较小。 随着茶粉添加量的增加，淀粉-碘的紫外吸收峰强度呈下降趋势。 添加茶粉会导致大米淀粉的碘蓝值、碘结合力和最大吸收波长降低，且随着茶粉添加量的增加而下降，说明茶粉抑制了淀粉和碘的结合。