吳 芳，田一農(nóng)，解新安，*，李 雁，*，李 璐，李 斌，彭永華，羅龍新

(1.華南農(nóng)業(yè)大學食品學院，廣東廣州510640;2.深圳市深寶華城科技有限公司，廣東深圳518115)

茶飲料沉淀物的主要成分是蛋白質、茶多酚、咖啡堿等，這些組分在水溶液中發(fā)生一系列變化，蛋白質與其他組分通過分子間的氫鍵、鹽鍵、疏水作用等結合形成絡合物，從而導致茶湯沉淀［1-4］。

目前，國內(nèi)外的茶飲料沉淀混濁的去除方法主要有澄清［5-7］和過濾［8-10］兩大類。這些方法均是在茶飲料沉淀形成之前去除一種甚至幾種沉淀組分［11-13］，或者在茶飲料沉淀形成之后去除沉淀物質［14-16］。這樣既破壞了茶飲料的風味口感，又減少了茶飲料中的有效營養(yǎng)成分，極大降低了商品品質。微乳是由油、水、表面活性劑和助表面活性劑按照一定比例形成的熱力學穩(wěn)定的、外觀透明或半透明的高度分散體系。由于微乳液具有超低界面張力，使得表面活性劑在水溶液中形成膠束，這種膠束像一個“微儲存器”，能將不溶或微溶于水的有效成分增溶分散“儲存”在膠束中［17-18］。參考鄒光友、劉福林等［19-21］學者對解決低度白酒渾濁性地研究，本研究擬利用微乳液的特殊結構將茶飲料中的沉淀物質“包埋”其中，使一種或幾種沉淀物質相互分離，起到隔離作用，從而抑制茶沉淀的生成或對茶沉淀起到調控作用。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

云南大葉種紅茶 市售;聚氯乙烯山梨醇酐單油酸酯(Tween80)、檸檬烯、無水乙醇、1，2-丙二醇、聚乙二醇400(PEG400)、香莢蘭素、濃鹽酸、堿式乙酸鉛、濃硫酸、乙酸乙酯、草酸、碳酸氫鈉、碳酸鈉、考馬斯亮藍G250等分析純 購自廣東光華化學廠有限公司;一級水 實驗室自制。

PL203精密天平 梅特勒-托利多儀器有限公司;78-1磁力加熱攪器 金壇市富華儀器有限公司;HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州澳華儀器有限公司;754紫外-可見光分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 微乳體系擬三元相圖的繪制 采用加水滴定表面活性劑(surfactant，簡稱 S)，助表面活性劑(cosurfactant，簡稱CS)以及油相(Oil)的混合物的滴水法來繪制微乳體系的擬三元相圖。

1.2.2 微乳體系的構建

1.2.2.1 助表面活性劑的選擇 以Tween80為表面活性劑，檸檬烯為油相，1，2-丙二醇(PG)、聚乙二醇400(PEG400)、無水乙醇為助表面活性劑，選擇Km值(表面活性劑與助表面活性劑的質量比)為1，按照1.2.1方法制備微乳及繪制微乳體系的擬三元相圖，根據(jù)相圖中微乳有效區(qū)域面積大小確定合適的助表面活性劑。

1.2.2.2 Km值的確定 將Tween80與1.2.2.1中確定的助表面活性劑按質量比分別為 1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1 進行復配，每一組按 1.2.1方法制備微乳以及繪制微乳體系擬三元相圖，根據(jù)微乳體系對水相的增溶能力大小確定合適的Km值。

1.2.3 茶湯制備 稱取磨碎茶樣(過20～30目篩)10.000g于250mL三角瓶中，用250mL燒杯取200mL沸騰一級水，迅速加入三角瓶中，搖勻，用錫紙封口，置于沸水浴中浸提30min，每隔10min輕搖一次，取出，趁熱用定性濾紙抽濾，用少量一級水沖洗布氏漏斗、三角瓶及茶渣，濾液全部轉移至250mL容量瓶中，待冷卻后，用超純水定容至刻度。

1.2.4 微乳液對茶湯沉淀的控制

1.2.4.1 微乳液對茶湯特性的影響 在1.2.2的基礎上按1.2.1方法制備含水量為 10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%的微乳液備用。按1.2.3制備紅茶茶湯，每一份茶湯樣品45mL，置于65°C 水浴中保存。分別取上述微乳0.1、0.3、0.5、0.7、0.9mL 和 1、2、3、4、5mL 加入到 65℃ 水浴中的茶湯內(nèi)，混合均勻，用錫箔紙密封，于4℃條件下冷藏過夜，次日，記錄各茶湯樣品所發(fā)生的變化。

1.2.4.2 微乳液對茶湯沉淀組分的影響 按1.2.4.1中所篩選的較優(yōu)工藝制備微乳并添加至65℃水浴中的茶湯內(nèi)，混合均勻，用錫箔紙密封，于4℃條件下冷藏過夜，次日，在4℃，10000r/min條件下離心，取其上清液，對茶湯上清液化學成分進行分析。以微乳添加量為0mL的茶湯作為空白組進行對照。

1.2.5 茶湯化學成分分析測定方法

茶多酚:GB/T 8313-2008，福林酚法;

兒茶素:香莢蘭素比色法［22］;

茶三素:系統(tǒng)分析法［22］;

生物堿:GB/T 8312-2002，分光光度法;

茶湯及上清固形物含量:SN/T 0920-2000;

可溶性蛋白質:考馬斯亮藍比色法。

1.2.6 茶湯透光率的測定 按照1.2.4.1方法對茶樣進行處理，混合均勻后以錫箔紙密封，于4℃條件下冷藏過夜，次日取出，待樣品恢復室溫后在660nm波長下測其透光率［23-24］。

2 結果與分析

2.1 微乳體系的構建

2.1.1 助表面活性劑的選擇 采用不同助表面活性劑制備微乳，并繪制微乳體系的擬三元相圖，結果如圖1所示。

圖1 不同助表面活性劑復配的微乳體系擬三元相圖Fig.1 Pseudo-ternary phase diagram of microemulsion with different cosurfactant

圖1a～圖1c分別為以丙二醇、聚乙二醇400和無水乙醇為助表面活性劑時的微乳體系擬三元相圖，灰色區(qū)域代表微乳有效區(qū)域，透明區(qū)域為多相區(qū)或渾濁區(qū)(下同)。由圖1c可知，以無水乙醇作助表面活性劑的微乳液有效區(qū)域最大，聚乙二醇400次之，1，2-丙二醇最小;并且以無水乙醇作助表面活性劑的微乳液有效區(qū)域覆蓋了水相頂點，這說明當微乳體系內(nèi)水相含量近似100%時，該微乳體系也不會發(fā)生破乳現(xiàn)象，仍舊保持澄清透明。因而本研究選擇無水乙醇作為檸檬烯-Tween80-水微乳體系的助表面活性劑。

2.1.2 Km值的確定 以無水乙醇為助表面活性劑，制備不同Km值的微乳體系并繪制擬三元相圖，結果如圖2所示。

圖2 不同Km值時微乳體系擬三元相圖Fig.2 Pseudo-ternary phase diagram of microemulsion with different Km

由圖2可看出，微乳液的有效區(qū)域隨著表面活性劑與助表面活性劑的比值，即Km值的不斷增大而增大，當Km=5∶5時，該微乳體系的有效區(qū)域第一次覆蓋水相頂點。此后，體系有效區(qū)域均覆蓋了此點。但是，作為表面活性劑的吐溫80并不是越多越好。隨著吐溫80含量的增加，其本身的顏色、氣味以及粘度等理化性質會相應地影響微乳液的性質，從而影響茶飲料的商品品質。因而本研究選擇Km=5∶5作為該微乳體系表面活性劑與助表面活性劑的最佳比例。

2.1.3 Tween80-檸檬烯-無水乙醇-水微乳體系 經(jīng)過油相與表面活性劑的選擇、表面活性劑與助表面活性劑最佳比例的確定，得到一個由檸檬烯、無水乙醇、Tween80和水組成的四組份U型微乳體系，其擬三元相圖如圖3所示。

由圖3可知，微乳體系油相與表面活性劑之比(簡稱油劑比，下同)，即油劑比為 4∶6、3∶7、2∶8 和1∶9時，微乳體系可無限增溶水相。當油劑比為10∶0、9∶1、8∶2、7∶3、6∶4 和 5∶5 時，微乳體系的最大增溶水量分別為5.7%、7.0%、9.1%、13.4%、35.5%和84.1%，當溶水量大于最大增溶水量時，微乳體系被破壞而分層。在利用微乳液處理茶湯過程中，微乳液會被茶湯稀釋數(shù)倍。因而，為了防止茶湯因微乳液被稀釋至破乳而變渾濁，本研究選擇 4∶6、3∶7、2∶8 和 1∶9作為微乳體系適宜油劑比。

圖3 微乳體系擬三元相圖Fig.3 Pseudo-ternary phase diagram of microemulsion

2.1.4 微乳體系的溫度穩(wěn)定性 測定不同配比的微乳液在4、25和50℃三種溫度下貯藏10d后的透光率，結果如圖4所示。

圖4 貯藏溫度對微乳液透光率的影響Fig.4 Effect of storage temperature on the transmittance of microemulsion

表1 各因素對紅茶湯特性的影響Table 1 Effect of factors on the characteristics of the tea beverage

由圖4可知，油劑比為4∶6和3∶7的微乳體系在4℃和50℃下的透光率隨微乳含水量的變化較大，在25℃常溫下的透光率則變化不大且均保持較高水平，即這兩種微乳體系在4℃和50℃下不耐貯藏，容易變渾濁，在25℃下能保持澄清透明;油劑比為2∶8和1∶9的微乳體系在4、25和50℃三種溫度下都能保持較高水平的透光率，說明這兩種微乳體系耐貯藏性較好，比較穩(wěn)定。因而，本研究選擇油劑為2∶8和1∶9的兩種微乳體系來研究微乳液對紅茶茶湯沉淀的抑制作用。

2.2 微乳液對紅茶茶湯沉淀的控制

2.2.1 微乳液對紅茶茶湯特性的影響 按1.2.4方法用微乳液處理紅茶茶湯。微乳液對紅茶茶湯特性(湯色、澄清度、沉淀量)的影響結果如表1所示。由于其余含水量配比的微乳對茶湯沉淀的抑制作用不佳，故未將其實驗結果列于表1中。

由表1可知，以下配比的微乳及其添加量均可使茶湯保持澄清透明無沉淀:油劑比1∶9、含水量60%，添加量分別為3、4和5mL;油劑比1∶9、含水量80%，添加量為5mL。而其他配比的微乳液對茶湯沉淀沒有抑制效果或者抑制效果不佳。

2.2.2 微乳液對紅茶飲料透光率的影響 本研究以透光率作為反應茶湯澄清度的指標。在2.2.1實驗結果的基礎上研究不同含水量微乳液的添加量對紅茶茶湯透光率的影響，結果如圖5所示。

由圖5可知，茶湯的透光率隨微乳液添加量的增加而增大;含水量相同的微乳，不同添加量對茶湯透光率的影響之間具有顯著性。含水量為60%的微乳，添加量為1mL時，茶湯透光率僅為1.4%;當添加量增加到2mL時，茶湯透光率急劇增大至67.2%;此后，透光率的增幅逐漸變小。含水量為80%的微乳，茶湯透光率的增大幅度隨微乳添加量的增加而減小。在相同添加量的情況下，含水量60%的微乳對茶湯透光率的影響更大，使茶湯更澄清。因而選擇60%為抑制紅茶茶湯沉淀效果最佳的微乳含水量，微乳添加量為3～5mL。

圖5 不同含水量微乳液處理后紅茶茶湯的透光率Fig.5 Effect of microemulsion on the transmittance of the tea beverage

2.2.3 微乳液對紅茶茶湯沉淀組分的影響 在紅茶加工的茶飲料中，蛋白質、茶多酚和生物堿等是構成茶湯沉淀最主要的成分，也是較易進入沉淀相的組分。在2.2.2的基礎上，研究油劑比為1∶9、含水量為60%和添加量為4mL的微乳液對紅茶茶湯沉淀組分的影響，結果如表2所示。

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，實驗組茶湯中的可溶性蛋白質、茶多酚、咖啡堿和兒茶素四種組分的含量都高于空白組中的含量，與原茶湯中的含量接近。經(jīng)微乳處理后的茶湯內(nèi)可溶性蛋白質、茶多酚、咖啡堿和兒茶素的保留率分別為98.8%、98.9%、98.1%和97.4%，說明微乳能夠有效抑制紅茶茶湯內(nèi)有效成分組合形成沉淀絡合物。這可能是茶湯內(nèi)的一種或幾種有效成分被微乳利用自身像“微存儲器”一樣的特殊結構“包埋”起來，而無法相互絡合形成沉淀的結果。

3 結論

以無水乙醇為助表面活性劑的Tween80-檸檬烯-水微乳液有效區(qū)域面積最大，聚乙二醇400次之，1，2-丙二醇最小;Tween80-檸檬烯-無水乙醇-水微乳體系的最佳配比為 Km=5∶5、油劑比 4∶6、3∶7、2∶8和1∶9，這四種微乳體系可無限增溶水相;其中油劑比為2∶8和1∶9的兩種體系在4、25和50℃三種溫度下貯藏10d后依舊能保持澄清透明。

表2 經(jīng)微乳液處理后的茶湯內(nèi)各組分含量Table 2 Each component content of the tea beverage

利用食品級Tween80微乳抑制紅茶茶湯沉淀的方法是可行的;微乳液抑制紅茶茶湯沉淀的最佳配比及添加量為:Km=5∶5、油劑比1∶9、含水量60%、添加量3～5mL;微乳液處理后的紅茶茶湯澄清透明無沉淀，茶湯中可溶性蛋白質、茶多酚、咖啡堿和兒茶素的保留率分別為98.8%、98.9%、98.1%和97.4%。

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