沖泡條件對(duì)日照綠茶茶多酚得率的影響

米智，劉荔貞，武曉紅，程萌

（1.山西大同大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西 大同 037009；2.山西大同大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，山西 大同 037009）

中國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用茶樹的國家，神農(nóng)《百草經(jīng)》中就有“神農(nóng)嘗百草，日遇七十二毒，得茶而解之”的記錄。茶葉是以山茶科植物茶[Camellia sinensis（L）O.Kuntze]的芽、葉為原料制成的產(chǎn)品，它與咖啡、可可并稱世界上三大無酒精飲料[1]。茶葉中含有多種豐富的功能性物質(zhì)，如茶多酚、茶多糖、維生素及礦物質(zhì)等[2]。

茶多酚（tea polyphenols，TP）又稱茶鞣或茶單寧，是茶葉中多酚類物質(zhì)的總稱。茶葉中約含有30多種茶多酚，主要包括兒茶素類（catechin）、酮類（ketone）和黃酮苷類（flavonoidglycosides）、青花素（anthocyanosides）和花白素類（flower white pigment）以及酚酸（phenolic acid）和縮酚酸類（depsides）化合物等。茶多酚占茶葉干重的15%～35%，在茶葉發(fā)揮主要生物活性及藥理學(xué)活性中起主導(dǎo)作用[3-5]。其中兒茶素占酚類物質(zhì)60%～80%、酮類 10%～12%、花色素 10%、酚酸10%～15%[2]。因此茶葉具有興奮、抗衰老、醒酒、助消化、利尿、抗癌變、殺菌和解毒等功效[6-11]。茶多酚作為一種天然有機(jī)抗氧化劑，具有清除自由基、抗癌癥突變和輔助治療等功能，具有較高的營養(yǎng)和保健價(jià)值。在食品保鮮[12-14]、醫(yī)療保健[15-19]、日用化學(xué)品[20-21]中均有廣泛的應(yīng)用。

茶葉通過沖泡將茶多酚等有益物質(zhì)浸出進(jìn)入茶湯，人們飲用茶湯起到抗氧化作用[22]。沖泡條件如沖泡溫度、沖泡時(shí)間、茶水比、沖泡次數(shù)、水質(zhì)、茶葉顆粒大小等，對(duì)茶多酚獲得率均具有一定影響。本文以茶多酚得率為考察目標(biāo)，以正交試驗(yàn)優(yōu)化日照綠茶的沖泡工藝條件，以期使人們更加合理的飲茶。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

綠茶：山東省日照市，生產(chǎn)日期2018.3.20；茶多酚：成都克洛瑪生物科技有限公司；硫酸亞鐵（FeSO4）、酒石酸鉀鈉（KNaC4H4O6·4H2O）、磷酸氫二鈉（Na2HPO4）、磷酸二氫鉀（KH2PO4）等（以上試劑均為分析純）：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-W600數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州市億能實(shí)驗(yàn)儀器廠；PHS-3C實(shí)驗(yàn)室精密酸度計(jì)：上海精密儀器儀表有限公司；SH8-III型循環(huán)水真空泵：上海暉創(chuàng)化學(xué)儀器有限公司；UV-6000PC型紫外可見分光光度計(jì)：上海元析儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 茶多酚標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

本文測(cè)定茶多酚的方法采用國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法[23]。以茶多酚制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，求得線性回歸方程[24]。

取6支干凈的試管編號(hào)，按表1順序分別加入試劑。

表1 茶多酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制Table 1 The curve of tea polyphenols tandard

充分搖勻后滴入1 cm玻璃比色皿中，以0號(hào)管為對(duì)照，在波長為540 nm下，測(cè)出相應(yīng)吸光值，以此繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.2 綠茶沖泡條件的單因素試驗(yàn)

1.3.2.1 沖泡溫度

準(zhǔn)確稱取綠茶1.0 g于三角瓶中，分別注入60、70、80、90℃和100℃蒸餾水20 mL，并在相應(yīng)溫度的水浴鍋保溫10 min，用玻璃棒攪拌去掉液面泡沫，使綠茶充分完全浸泡于水中，加蓋。濾出茶水，將溫度降至室溫15℃，備用。

1.3.2.2 沖泡時(shí)間

準(zhǔn)確稱取綠茶1.0 g于三角瓶中，注入80℃蒸餾水20 mL，用玻璃棒攪拌去掉液面泡沫，使綠茶充分完全浸泡于水中，加蓋。分別在水浴鍋保溫6、8、10、12、14 min后，迅速濾出茶水，將溫度降至室溫15℃，備用。

1.3.2.3 料液比

準(zhǔn)確稱取綠茶1.0 g于三角瓶中，分別注入80℃蒸餾水配成 1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL）的茶水，用玻璃棒攪拌去掉液面泡沫，使綠茶充分完全浸泡于水中，加蓋。在水浴鍋保溫10 min后，迅速濾出茶水，將溫度降至室溫15℃，備用。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶多酚標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果

根據(jù)茶多酚標(biāo)準(zhǔn)曲線所得方程為：y＝0.057x-0.001 6，R2=0.999 5，計(jì)算茶水中茶多酚濃度。

2.2 綠茶沖泡條件的單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 沖泡溫度對(duì)茶水中茶多酚得率的影響

通過不同沖泡溫度（60、70、80、90、100℃）考察溫度對(duì)綠茶茶多酚得率的影響，結(jié)果如圖1。

圖1 沖泡溫度對(duì)綠茶茶多酚得率的影響Fig.1 Effect of brewing temperature on the yield of green tea polyphenols

由圖1可知，在60℃～80℃范圍內(nèi)，茶多酚得率隨溫度升高而提高，若溫度再升高，在90℃～100℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，茶多酚得率反而下降。因此，選取沖泡綠茶溫度應(yīng)為80℃左右為宜。

2.2.2 沖泡時(shí)間對(duì)茶水中茶多酚得率的影響

通過不同沖泡時(shí)間（6、8、10、12、14 min）考察沖泡時(shí)間對(duì)綠茶茶多酚得率的影響，結(jié)果如圖2。

圖2 沖泡時(shí)間對(duì)綠茶茶多酚得率的影響Fig.2 Effect of brewing times on the yield of green tea polyphenols

由圖2可知，隨著沖泡時(shí)間的延長，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，選取沖泡綠茶時(shí)間應(yīng)為10 min左右為宜。

2.2.3 料液比對(duì)茶水中茶多酚得率的影響

通過料液比 1 ∶10、1 ∶15、1 ∶20、1 ∶25、1 ∶30（g/mL）考察料液比對(duì)綠茶茶多酚得率的影響，結(jié)果如圖3。

由圖3可知，當(dāng)料液比為1∶20（g/mL）時(shí)，茶多酚的得率最高，而料液比為 1 ∶10（g/mL）～1 ∶20（g/mL），隨著水量增加，茶多酚的得率也在增加，而當(dāng)料液比在1∶20（g/mL）～1 ∶30（g/mL）時(shí)，隨著水量增加，茶多酚的得率反而降低。因此，選取料液比應(yīng)為1∶20（g/mL）左右為宜。

圖3 料液比對(duì)綠茶茶多酚得率的影響Fig.3 Effect of material to liquid ratio on the yield of green tea polyphenols

2.3 沖泡條件對(duì)綠茶茶多酚得率影響的正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，確立正交試驗(yàn)的三因素三水平，見表2。

表2 L9（33）正交試驗(yàn)因素水平Table 2The factors and levels for the L9（33）orthogonal design

不同沖泡條件對(duì)綠茶茶多酚得率影響的正交試驗(yàn)結(jié)果與分析，見表3。

表3 綠茶茶多酚提取正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Orthogonal array design and results for tea polyphenols yield

續(xù)表3 綠茶茶多酚提取正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Continue table 3 Orthogonal array design and results for tea polyphenols yield

根據(jù)表3，綠茶的最佳沖泡條件為A2B1C2，由極差值R的大小可知各因素對(duì)本試驗(yàn)的影響次序?yàn)椋篈（沖泡溫度）＞C（料液比）＞B（沖泡時(shí)間）。

方差分析三因素對(duì)茶多酚得率的影響見表4。

表4 正交試驗(yàn)方差分析Table 4 Analysis of variance for the experimental results of orthogonal array design

由表4可以得到，本文探究的綠茶沖泡條件即沖泡溫度、沖泡時(shí)間和料液比對(duì)茶多酚得率影響不顯著。

由此確定綠茶最佳沖泡條件為沖泡溫度80℃、沖泡時(shí)間 10 min、料液比 1∶20（g/mL），在此條件下茶多酚得率為29.97%。

3 討論與結(jié)論

中國是茶道的發(fā)源地，茶不僅是中國人民喜愛的飲品，全世界的人們也越來越接受以茶作為綠色飲料。本文采用正交試驗(yàn)探究了沖泡條件對(duì)茶葉中茶多酚得率的影響，結(jié)果表明：在沖泡溫度為80℃，沖泡時(shí)間為 10 min，料液比為 1∶20（g/mL）的沖泡條件下，茶多酚的得率最高。3種沖泡條件對(duì)本試驗(yàn)的影響次序?yàn)椋篈（沖泡溫度）＞C（料液比）＞B（沖泡時(shí)間）。

加熱有利于茶多酚的提取，茶多酚在高溫條件下易分解，不易選取較高的沖泡溫度[25]。相同條件下，隨著沖泡溫度的升高，茶多酚得率逐漸增加，80℃時(shí)水呈現(xiàn)微沸狀態(tài)且茶多酚得率最高，因此選取80℃水浴加熱提取茶多酚[26]。大多數(shù)研究茶葉沖泡工藝，沖泡時(shí)間都相對(duì)較長[27]。而本研究沖泡時(shí)間優(yōu)化至10 min，既節(jié)省了試驗(yàn)的時(shí)間又基本符合日常生活中人們飲茶習(xí)慣。隨著料液比即茶水比的增大，茶多酚得率呈先增后減的變化規(guī)律，在1∶20（g/mL）時(shí)茶多酚得率達(dá)到了最大值?？赡芘c茶多酚在水中的溶解度相關(guān)。

茶葉的品質(zhì)是由外形、湯色、香氣、滋味、葉底等因素構(gòu)成，影響茶葉色香味的重要特征性化學(xué)成分除了茶多酚之外還有很多，例如氨基酸、咖啡堿、香氣和滋味成分等。茶水沖泡條件有很多，還有學(xué)者研究了不同水質(zhì)、不同茶葉、沖泡次數(shù)、茶葉粉碎程度等對(duì)茶多酚等有益成分的影響，本文就當(dāng)?shù)厝藗兂ｏ嫴杵返?個(gè)沖泡條件進(jìn)行了探究，使人們更加合理的飲茶，同時(shí)也為科學(xué)沖泡茶葉提供依據(jù)。