超聲波輔助提取與電滲析脫鹽耦合技術對綠茶茶湯理化性質(zhì)的影響

陳金定，高雅馨，高彥祥

（中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，中國輕工業(yè)健康飲品重點實驗室，北京 100083）

茶文化在我國具有悠久的歷史，是我國的傳統(tǒng)文化之一。隨著人們生活節(jié)奏的加快及生活方式的改變，對于“茶文化”的需求逐漸從現(xiàn)飲現(xiàn)泡向更加便捷的茶飲料方向發(fā)展。茶飲料不僅具有解渴的功能，同時還富含多種生物活性成分，如茶多酚、茶氨酸、兒茶素等，具有多種營養(yǎng)和保健功能[1?2]。作為一種綠色健康的飲料，茶飲料受到眾多消費者的青睞，近年來在我國迅速發(fā)展，已成為飲料行業(yè)的三大品類之一[3]。

然而，茶飲料在加工、運輸、貯藏及銷售過程中，成分極易發(fā)生變化，影響茶飲料的品質(zhì)[4?5]，尤其以茶飲料的加工過程中茶湯的提取方式對其品質(zhì)的影響最為顯著，因為提取是茶飲料加工的重要工序之一，提取技術的好壞直接影響后續(xù)的茶飲料加工品質(zhì)[6]。目前綠茶提取方法主要有傳統(tǒng)熱水提取法、溶劑提取法、超臨界流體萃取法、微波萃取法、酶法提取和超聲波提取法等。超聲波提取法利用超聲波的機械粉碎和空化作用產(chǎn)生的沖擊波和剪切力促使細胞破碎，提高茶湯中有效成分的溶出速度和數(shù)量，以達到提高提取效率的目的[7?8]。研究表明，采用超聲輔助提取的綠茶茶湯中，茶多酚、咖啡堿、茶氨酸等活性成分含量均顯著高于傳統(tǒng)熱水提取法[9?10]。

此外，茶飲料加工貯藏過程中極易出現(xiàn)褐變、營養(yǎng)成分降解及沉淀等問題，尤其以綠茶飲料的渾濁、沉淀問題較為突出，是制約茶飲料加工的重要因素之一。研究表明，茶飲料在加工貯藏過程中，沉淀的形成主要與茶飲料中的蛋白質(zhì)、多酚、咖啡堿、游離氨基酸、糖類、脂類物質(zhì)、有機酸以及金屬離子等有關[11?14]。有研究指出，茶飲料中金屬離子含量不高，但也是參與茶飲料沉淀的主要組成成分[15]，Xu 等研究發(fā)現(xiàn)，綠茶濃縮液在4 ℃條件下貯藏過程中，形成的不可逆沉淀中含有大量的金屬離子[11]，郭愛秀等人發(fā)現(xiàn)Ca2+參與沉淀形成的機率最高[16]，而郭炳瑩等人認為茶湯中的氨基酸、咖啡堿等本身并不能與Ca2+生成沉淀，而是因為與茶多酚—鈣絡合物的吸附引起的共沉淀效應被帶入鈣絡合沉淀中[17]。

電滲析技術是利用離子交換膜的選擇透過性，在外加直流電場的作用下使陰陽離子定向遷移實現(xiàn)脫鹽目的[18]。電滲析技術廣泛應用于食品、化工、廢水處理等行業(yè)[18?19]，在食品行業(yè)中應用于菊糖[20]、竹筍[21]、蘆筍[22]、醬油[23]等加工過程，但在茶飲料生產(chǎn)中的應用鮮有報道，僅檢索到1997 年張正竹等采用自制Al2O3非對稱濾膜對紅茶提取液進行電滲析處理的研究報道[24]。將電滲析技術應用于茶湯的加工過程中，能夠脫除茶湯中金屬離子，減少其與茶湯中蛋白質(zhì)、茶多酚等成分發(fā)生絡合形成沉淀的機率，從而減少茶湯“冷后渾”的產(chǎn)生。

本文對不同超聲功率輔助熱水提取及傳統(tǒng)熱水提取的綠茶茶湯理化性質(zhì)進行對比，研究超聲輔助熱水提取綠茶茶湯的理化指標變化規(guī)律，同時將所提取的茶湯進行電滲析處理，測定電滲析前后綠茶茶湯的濁度、電導率、茶多酚含量、咖啡堿含量及金屬離子脫除率等指標，探究電滲析對綠茶茶湯品質(zhì)影響及“冷后渾”的抑制效果，以期為茶飲料的生產(chǎn)加工提供新的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

綠茶茶葉 編號GT126，購于杭州浙大百川生物食品技術有限公司；酒石酸鉀鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、碳酸氫鈉、堿式乙酸鉛、鹽酸、硫酸 分析純，國藥集團化學試劑有限公司；咖啡堿標準品 99%純度，美國Sigma 公司；所有茶湯提取過程中用水為純凈水，理化指標測試過程中用水為去離子水。

UV-1800 紫外分光光度計 日本島津；2100N型濁度儀 美國哈希公司；Abbemat 500 折光儀 安東帕；NH300 色差儀 深圳市三恩時科技有限公司；DL-5-B 低速離心機 上海安亭科學儀器廠；DHJF-2005 低溫恒溫攪拌反應浴 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；TGCXZ-2B 超聲循環(huán)提取機 北京弘祥隆生物技術股份有限公司；FE20K 型pH 計 瑞士梅特勒一托利多公司；DDS-3-7A 電導率儀 上海儀電科學儀器股份有限公司；EX-3BT 臺式電滲析裝置、均相膜（AS-TOM-CGU 陽膜、ASTOM-AGU 陰膜） 杭州藍然環(huán)境技術股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 綠茶茶湯制備及取樣 超聲輔助熱水提取：取茶葉50 g，按茶水比1:19 添加純凈水，設定所需超聲功率（130、260、390、520 W），攪拌加熱浸提70 min，溫度75 ℃，過雙層紗布除去茶渣，趁熱在5000 r/min 條件下離心30 min，離心后上清液過1500目濾布，得到綠茶茶湯；超聲功率為0 W 時制備的茶湯即為傳統(tǒng)熱水提取的綠茶茶湯。

茶葉提取過程中每隔5 min 取樣2 mL，靜置5 min 后，取上層清液，測定可溶性固形物含量，提取結束后，測定茶湯的濁度、電導率、色差、茶多酚含量、咖啡堿含量指標。

1.2.2 綠茶茶湯電滲析處理 取熱水提取或超聲輔助熱水提取的綠茶茶湯，置于電滲析裝置的淡水室中進行電滲析處理，濃水室為0.5% NaCl 溶液，電極液為3%Na2SO4溶液，設定電壓15 V，電流1.5 A，定時監(jiān)測茶湯電導率變化，電導率無明顯降低時為電滲析終點時間，電滲析結束后，用碳酸氫鈉調(diào)整pH 至初始值，電滲析前后測定茶湯的濁度、茶多酚含量、咖啡堿含量及金屬離子含量。

1.2.3 茶湯冷卻處理 取電滲析處理前后的綠茶茶湯樣品，置于4 ℃冰箱冷藏18 h，冷卻前后測定其濁度，冷藏18 h 后離心，并測定離心沉淀率，同時將上清液重新置于4 ℃進行二次冷卻，冷藏18 h，二次冷卻結束后測定其濁度。

1.2.4 指標測定 可溶性固形物含量的檢測采用折光儀檢測[25]；濁度采用2100N 型濁度儀測定；電導率采用電導率儀測定。

色差測定[26]：采用3nh NH300 色差儀測定每個樣品的色差L*、a*、b*值，其中L*值代表亮度；a*值代表紅綠色度，正值表示紅色程度，負值表示綠色程度；b*值代表黃藍色度，正值表示黃色程度，負值表示藍色程度。

茶多酚含量測定采用酒石酸亞鐵比色法，參考GB/T 21733-2008[27]。

咖啡堿含量測定采用紫外分光光度法，參考GB/T 8312-2013[28]。

茶多酚及咖啡堿損失率計算公式如下：

式中：c0為電滲析處理前茶湯中茶多酚/咖啡堿含量，mg/kg；c 為電滲析處理后茶湯中茶多酚/咖啡堿含量，mg/kg。

金屬離子（鈣、銅、鐵、鉀、鎂、錳、鈉、鋅）測定采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES），參考GB5009.268-2016[29]。

離心沉淀率測定[30]：準確稱取茶湯樣品，在4500 r/min 條件下離心30 min，倒出上清液后，測定沉淀重量，計算離心沉淀率，計算公式如下：

式中：m0為離心后沉淀重量，g；m 為離心前茶湯樣品重量，g。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每個樣品均設3 次重復，采用SPSS 19.0 軟件進行方差分析，處理間平均數(shù)的比較用最小顯著差數(shù)法，由字母 a、b、c、d、e、f 或A、B、C、D、E、F 表示，相同字母表示無顯著性差異，不同字母表示具有顯著性差異（P<0.05）。圖形繪制采用Origin9.1 繪圖軟件。

2 結果與分析

2.1 熱水提取及不同超聲功率輔助熱水提取對綠茶茶湯理化性質(zhì)影響

2.1.1 熱水提取及不同超聲功率輔助熱水提取對綠茶茶湯物理指標影響 提取過程中茶湯可溶性固形物含量變化結果如圖1 所示。熱水提取及不同超聲功率輔助提取過程中，隨著提取時間延長，綠茶茶湯可溶性固形物含量增加趨勢基本一致，均為先快速增加后趨于平穩(wěn)。熱水提取45 min 時，綠茶茶湯可溶性固形物含量增加趨于平穩(wěn)，可溶性固形物含量為1.636oBrix，提取時間增加至70 min 時，綠茶茶湯可溶性固形物含量增加了1.20%；超聲輔助提取綠茶茶湯過程中，提取50 min 時，茶湯可溶性固形物含量增加趨于平穩(wěn)，接近最大值，50～70 min 時，茶湯可溶性固形物含量變化不顯著，說明當提取時間達到45～50 min 時，綠茶中有效成分達到最大提取率。

在相同提取時間，超聲輔助提取的茶湯可溶性固形物含量顯著（P<0.05）高于熱水提取，且隨著超聲功率的增加，綠茶茶湯的可溶性固形物含量逐漸增加，這是由于超聲波與媒質(zhì)產(chǎn)生相互作用，產(chǎn)生熱作用、機械作用和空穴作用，在一定程度上破壞細胞壁結構，加速細胞內(nèi)物質(zhì)的溶出[30?31]，故超聲輔助提取綠茶茶湯的可溶性固形物含量明顯高于熱水提取的茶湯。超聲提取功率增加至390 W 時，綠茶茶湯可溶性固形物達到最大值1.886oBrix，功率增加至最大值520 W 時，可溶性固形物含量較390 W 時無顯著增加，但均顯著（P<0.05）高于其它超聲功率（130 和260 W）提取的茶湯，表明超聲提取功率為390 W時，已達到最大提取率。

熱水提取及不同超聲功率輔助提取的綠茶茶湯濁度、電導率及色差變化，結果如圖2 及圖3 所示。超聲輔助提取的綠茶茶湯濁度顯著（P<0.05）高于熱水提取，且隨著超聲功率的升高，茶湯的濁度逐漸增加，超聲功率升高至390 W 時，茶湯濁度增加至最大值101 NTU，這可能是由于超聲提取時，茶葉中物質(zhì)大量溶出，造成茶湯的濁度升高，且物質(zhì)溶出量達到上限后維持平穩(wěn)，所以當超聲功率增加至520 W 時，濁度不再增加[32]；不同超聲功率提取的綠茶茶湯電導率無顯著差異，但均顯著（P<0.05）高于熱水提取的茶湯電導率，可能是由于超聲提取過程中空化作用及機械振動、化學效應等導致處于螯合狀態(tài)的金屬離子解離成游離狀態(tài)，導致電導率增加，游離狀態(tài)的金屬離子越多，更加有利于其在電滲析過程中脫除效果。

圖2 不同方法提取的綠茶茶湯濁度及電導率Fig.2 Turbidity and conductivity of green tea infusion extracted by different methods

由圖3 可以看出，超聲輔助提取的綠茶茶湯色澤與熱水提取的茶湯色澤有顯著差異，亮度L*值顯著（P<0.05）降低，且隨著超聲功率的升高逐漸降低；超聲輔助提取綠茶茶湯紅度a*值較熱水提取綠茶茶湯顯著（P<0.05）升高，且隨超聲功率增加逐漸升高；超聲輔助提取綠茶茶湯黃度b*值較熱水提取綠茶茶湯顯著（P<0.05）升高，不同超聲功率提取茶湯b*值無顯著差異，可能是由于超聲波對細胞的破壞作用導致茶葉中色素物質(zhì)大量溶出[33]，加深綠茶茶湯的色澤，影響綠茶茶湯的色度，故超聲輔助提取的綠茶茶湯色澤較熱水提取的茶湯色澤更深。孫楊研究結果發(fā)現(xiàn)，與水提取所得綠茶提取液相比，超聲波輔助水提取得到的綠茶提取液亮度L*值顯著降低，紅度a*及黃度b*值均顯著增加[34]，與本研究結果一致。

2.1.2 熱水提取及不同超聲功率輔助熱水提取對綠茶茶湯中茶多酚及咖啡堿含量影響 熱水提取及不同超聲功率提取茶湯中茶多酚及咖啡堿含量如圖4所示。熱水提取及不同超聲功率輔助熱水提取的綠茶茶湯中茶多酚與咖啡堿含量變化趨勢一致，均為超聲輔助熱水提取顯著（P<0.05）高于熱水提取，且隨著超聲功率提高逐漸增加，超聲功率增加至390 W 時，茶多酚及咖啡堿含量均達到最大值，分別為5903.14、1091.87 mg/kg，這是由于超聲空化效應和機械作用增加細胞的通透性，促使茶多酚及咖啡堿加速向外擴散，提高提取效率。

圖4 不同方法提取的綠茶茶湯中茶多酚及咖啡堿含量Fig.4 Catechin and caffeine contents of green tea infusions extracted by different methods

超聲功率增加至520 W 時，茶湯中的茶多酚及咖啡堿含量均出現(xiàn)降低趨勢，分別降低至5872.32、954.57 mg/kg，這是由于當超聲功率過高時，會導致茶多酚及咖啡堿的結構被破壞，或功率過高使超聲場中原料產(chǎn)生局部升溫現(xiàn)象，過高溫度導致茶多酚及咖啡堿氧化分解[34?35]。陳云采用超聲波輔助提取碧螺春中茶多酚的研究發(fā)現(xiàn)，超聲功率在250～350 W 之間，茶多酚的提取率隨超聲功率的提高而增加，但隨著超聲功率繼續(xù)增加，茶多酚提取率反而降低[36]；賈育秀等采用超聲波法提取凌云白毫茶中的咖啡堿，結果表明，超聲波功率在40～200 W范圍時，咖啡堿提取量隨著功率升高而增加，但是功率升高至一定值，咖啡堿因降解使其含量反而降低[37]，均與本研究結果一致。

2.2 電滲析處理對熱水提取及不同超聲功率輔助熱水提取綠茶理化性質(zhì)影響

2.2.1 電滲析處理前后綠茶茶湯濁度及電導率變化 將熱水提取及不同超聲功率提取的綠茶茶湯進行電滲析處理，經(jīng)電滲析處理前后的電導率和濁度變化如表1 及圖5 所示。

表1 熱水提取及不同超聲功率提取的綠茶茶湯電滲析處理前后電導率變化Table 1 Conductivity change of green tea infusions extracted by hot water and ultrasonic-assisted extraction after electrodialysis treatment

由表1 及圖5 可以看出，經(jīng)電滲析處理后，所有綠茶茶湯電導率與濁度均呈下降趨勢，且經(jīng)電滲析處理后，不同超聲功率提取的綠茶茶湯的電導率無顯著差異。電滲析處理過程中，由于外加電場的作用，使陰陽離子定向遷徙，從而達到脫除金屬離子的目的，故電滲析處理后，茶湯電導率均出現(xiàn)顯著降低。

圖5 熱水提取及不同超聲功率提取的綠茶茶湯電滲析前后濁度變化Fig.5 Turbidity change of green tea infusions extracted by hot water and ultrasonic-assisted extraction after electrodialysis treatment

由于超聲輔助提取的綠茶茶湯濁度高于熱水提取的樣品，電滲析處理后，超聲輔助提取的綠茶茶湯濁度依然顯著（P>0.05）高于熱水提取，不同超聲功率之間無顯著差異。經(jīng)電滲析處理后，不同提取方式（熱水提取、130、260、390、520 W 超聲輔助提取）的茶湯濁度下降率分別為42.32%、39.43%、45.63%、50.32%、51.65%，由此可見，電滲析處理對超聲輔助提取的茶湯澄清度提高效果更明顯，說明電滲析處理過程對綠茶茶湯中產(chǎn)生渾濁的成分具有一定的脫除效果。

2.2.2 電滲析處理前后綠茶茶湯中茶多酚及咖啡堿含量變化 將熱水提取及不同超聲功率提取的綠茶茶湯進行電滲析處理，檢測電滲析處理前后茶湯中茶多酚及咖啡堿含量的變化，并計算電滲析處理過程中茶多酚及咖啡堿的損失率，結果如圖6 和圖7 所示。

圖6 熱水提取及不同超聲功率提取的綠茶茶湯電滲析前后茶多酚含量變化Fig.6 Catechin content change of green tea infusions extracted by hot water and ultrasonic-assisted water after electrodialysis treatment

圖7 熱水提取及不同超聲功率提取的綠茶茶湯電滲析前后咖啡堿含量變化Fig.7 Caffeine content change of green tea infusions extracted by hot water and ultrasonic-assisted water after electrodialysis treatment

電滲析處理后，所有茶湯樣品的茶多酚及咖啡堿含量均呈下降趨勢。熱水提取的茶湯樣品經(jīng)電滲析處理后，茶多酚及咖啡堿的損失率均顯著（P<0.05）高于超聲輔助提取的茶湯。茶湯中茶多酚的損失率隨著超聲提取功率的增加顯著（P<0.05）降低，超聲功率高于390 W 時，不同超聲功率提取的茶湯中茶多酚損失率無顯著差異；不同超聲功率提取的茶湯中咖啡堿的損失率無顯著差異。熱水提取的茶湯經(jīng)電滲析處理后，茶多酚及咖啡堿的損失率分別為3.25%及7.67%，520 W 超聲提取的茶湯經(jīng)電滲析處理后，茶多酚及咖啡堿的損失率分別為2.41%、4.52%。張正竹采用0.1 μm Al2O3濾膜對紅茶提取液進行電滲析處理，發(fā)現(xiàn)經(jīng)電滲析處理后，紅茶提取液中的咖啡堿由0.725 mg/mL 降至0.714 mg/mL，與本實驗結果一致[24]。

2.2.3 電滲析處理前后綠茶茶湯中金屬離子含量變化 選取熱水提取、最小超聲功率130 W 提取及最大超聲功率520 W 提取的綠茶茶湯為代表樣品，分別測定電滲析前后茶湯中8 種金屬離子（鈣、銅、鐵、鉀、鎂、錳、鈉、鋅）含量變化，結果如表2 所示。

由表2 可以看出超聲輔助提取的綠茶茶湯中鈣、鉀、鎂、錳離子含量均高于熱水提取的茶湯，且520 W 超聲提取的茶湯中含量高于130 W 超聲提取的茶湯；電滲析處理過程能夠有效降低綠茶茶湯中鈣、鉀、鎂、錳離子的含量，三種提取條件對鉀的脫除率分別為89.59%、80.20%、67.46%，對錳的脫除率分別為88.56%、77.35%、64.92%，對鈣及鎂的脫除均能至檢出限20 mg/kg 以下，其它金屬離子（銅、鐵、鋅）含量均低于檢出限。鈉離子的含量變化與其它金屬離子相反，電滲析處理后含量反而上升，且超聲功率越大，含量越高，可能是由于電滲析處理時，濃水為0.5% NaCl 溶液（為了增加離子遷移，對茶湯品質(zhì)無影響），隨著電滲析時間的延長，淡水室中陽離子含量不斷減少，濃水室中離子含量不斷增加，導致Na+從濃水室向淡水室中遷移造成的[38]。

2.2.4 電滲析處理對綠茶茶湯冷卻處理后濁度及離心沉淀率的影響

2.2.4.1 冷卻處理后不同綠茶茶湯濁度及離心沉淀率變化 將熱水提取、不同超聲功率輔助熱水提取的茶湯及所對應的電滲析處理后的樣品，置于4 ℃條件下冷藏18 h，測定濁度、離心沉淀率以及離心后上清液濁度，計算冷卻后的茶湯濁度較冷卻前增加倍數(shù)，結果如圖8、圖9。

4 ℃冷卻18 h 后，所有茶湯樣品均變渾濁，濁度較冷卻前顯著（P<0.05）增加。由圖8 及圖9 可以看出，對于未經(jīng)電滲析處理的綠茶茶湯，冷卻后濁度均增加至600 NTU 以上，雖然超聲輔助提取的綠茶茶湯濁度高于熱水提取，但冷卻后，390、520 W 超聲提取綠茶茶湯的濁度顯著（P<0.05）低于熱水提取及其他低功率超聲提取的茶湯；與冷卻前濁度相比，熱水提取的綠茶茶湯冷卻后濁度增加倍數(shù)最高，增加至冷卻前的8.11 倍，超聲輔助提取的綠茶茶湯冷卻后濁度增加倍數(shù)相對較低，濁度增加倍數(shù)與超聲提取功率呈負相關，即最大超聲功率520 W 提取時，茶湯冷卻前后濁度增加倍數(shù)最小，為冷卻前的4.04 倍。

圖8 電滲析處理不同茶湯樣品冷卻后濁度的變化Fig.8 Turbidity change of cooled green tea infusions after electrodialysis treatment

圖9 電滲析處理不同茶湯樣品冷卻后離心沉淀率Fig.9 Centrifugal precipitation rate of cooled green tea infusions after electrodialysis treatment

電滲析處理后的綠茶茶湯冷卻后濁度范圍為97.4～245 NTU，均顯著（P<0.05）低于未經(jīng)電滲析處理的茶湯；超聲輔助提取并經(jīng)電滲析處理的綠茶茶湯，冷卻后濁度顯著（P<0.05）低于相同處理的熱水提取的茶湯，且濁度隨超聲功率的增加顯著（P<0.05）降低。與冷卻前濁度相比，超聲輔助提取并經(jīng)電滲析處理的綠茶茶湯，冷卻后濁度增加倍數(shù)變化趨勢與未經(jīng)電滲析處理的茶湯樣品一致，但增加倍數(shù)顯著（P<0.05）低于未經(jīng)電滲析處理的樣品。熱水提取并經(jīng)電滲析處理的茶湯冷卻后濁度增加倍數(shù)最高，為冷卻前的4.14 倍，520 W 超聲輔助提取并經(jīng)電滲析處理的茶湯冷卻后濁度增加倍數(shù)最低，為冷卻前的1.13 倍，與冷卻前差異不大，且基本保持澄清，未見沉淀。

對于未經(jīng)電滲析處理的綠茶茶湯，不同樣品冷卻后離心沉淀率變化與濁度變化趨勢一致，390及520 W 超聲提取的綠茶茶湯冷卻后離心沉淀率顯著（P<0.05）低于熱水提取及其它低超聲功率提取的綠茶茶湯；電滲析處理后，綠茶茶湯冷卻后離心沉淀率顯著（P<0.05）低于未經(jīng)電滲析處理的茶湯；且經(jīng)電滲析處理后，超聲輔助提取的綠茶茶湯經(jīng)冷卻處理后，離心沉淀率顯著（P<0.05）低于熱水提取的茶湯。

由此可見，超聲提取功率達到390 W 以上時，對于綠茶茶湯的“冷后渾”具有一定的抑制效果，這可能與超聲提取的綠茶茶湯中蛋白質(zhì)及果膠含量有關，有研究表明，超聲波輔助提取的綠茶茶湯中蛋白質(zhì)和果膠含量均低于常規(guī)提取茶湯，即超聲波提取對茶湯中的蛋白質(zhì)和果膠的提取具有抑制作用，能夠減少茶凝乳的形成[31]，故超聲輔助提取的茶湯冷卻后，濁度增加倍數(shù)及離心沉淀率均低于熱水提取的茶湯。

表2 電滲析前后綠茶茶湯中金屬離子含量（mg/kg）Table 2 Metallon concentration change of green tea infusions after electrodialysis treatment (mg/kg)

電滲析處理對于綠茶茶湯的“冷后渾”具有明顯的抑制效果，且隨著超聲提取功率的增加，抑制效果越顯著，這可能是由于超聲提取過程中，細胞破碎導致更多的處于螯合狀態(tài)的金屬離子解離，通過電滲析過程除去，減少了茶湯中的金屬離子，從而減少了金屬離子與茶湯中蛋白質(zhì)、茶多酚等成分結合形成茶凝乳[39]，這一現(xiàn)象與綠茶茶湯電滲析處理前后金屬離子含量變化相吻合，電滲析處理后，綠茶茶湯中的大部分金屬離子含量均顯著降低。相關研究表明，Ca+、Mg+、Mn+、K+、Al+等金屬離子會加速茶湯中沉淀的形成[40?42]，Xu 等研究發(fā)現(xiàn)，綠茶濃縮液在低溫條件下貯藏形成的不可逆沉淀主要是Ca2+、Mg2+、Ga3+和Mn2+與草酸結合形成的，四種金屬離子在不可逆沉淀中的含量均占1%以上[11]，故降低茶湯中金屬離子的含量，能夠抑制茶湯中沉淀的生成。

2.2.4.2 不同茶湯樣品二次冷卻處理后濁度變化 將2.2.4.1 中不同茶湯樣品冷卻處理并離心后的上清液在4 ℃條件下二次冷卻處理18 h，測定濁度，結果如表3 所示。

表3 不同茶湯樣品冷卻離心后上清液及上清液二次冷卻后濁度（NTU）Table 3 Turbidity of clear green tea infusions after recooled(NTU)

熱水提取、不同超聲功率提取的綠茶茶湯及對應電滲析處理后的茶湯，經(jīng)冷卻離心后，上清液濁度降低至60 NTU 以下，超聲輔助提取的茶湯濁度低于熱水提取的茶湯，且隨超聲功率的增加，濁度顯著降低，同時經(jīng)電滲析處理的茶湯濁度低于對應的未經(jīng)電滲析處理的茶湯；將上清液在4 ℃條件下存放18 h進行二次冷卻后，未經(jīng)電滲析處理后的茶湯重新變渾濁，濁度增加至150 NTU 以上，經(jīng)過電滲析處理的茶湯的濁度雖有所增加，但增幅不明顯，仍能保持澄清，濁度顯著低于未電滲析處理的茶湯，且無沉淀產(chǎn)生，這是由于電滲析過程中，金屬離子的脫除減少其與茶湯中蛋白質(zhì)、茶多酚等形成絡合物的機率，因此貯藏過程中濁度無顯著增加。

3 結論

本文探明了超聲輔助提取的綠茶茶湯品質(zhì)優(yōu)于熱水提取的茶湯，其可溶性固形物、茶多酚含量、咖啡堿含量均高于熱水提取，最佳超聲提取功率為390 W，茶湯中茶多酚及咖啡堿含量達到最大值，分別為5903.14、1091.87 mg/kg，且未出現(xiàn)降解。對熱水提取及不同超聲功率提取的綠茶茶湯進行電滲析處理，發(fā)現(xiàn)電滲析處理能夠顯著降低茶湯濁度，且能夠有效脫除茶湯中金屬離子（520 W 超聲提取的茶湯中鉀脫除率高達89.59%，錳脫除率高達88.56%），由此抑制金屬離子與茶多酚、蛋白質(zhì)形成“茶凝乳”，減少茶湯沉淀產(chǎn)生，對綠茶茶湯的“冷后渾”具有明顯的抑制效果。電滲析處理對超聲輔助提取的綠茶茶湯“冷后渾”抑制效果較熱水提取的綠茶茶湯效果好，其中對520 W 超聲功率提取的茶湯“冷后渾”的抑制效果最好，茶湯在4 ℃冷卻18 h 后，濁度僅增加至冷卻前1.13 倍。

綜上所述，超聲輔助熱水提取及電滲析處理對綠茶茶湯品質(zhì)的改善及“冷后渾”的抑制具有較好的效果，經(jīng)進一步放大試驗后應用于茶飲料的生產(chǎn)，對于改善目前茶飲料品質(zhì)及抑制“冷后渾”產(chǎn)生具有重要的現(xiàn)實意義。