茯砖茶陈化处理中咖啡碱含量的变化研究毕业论文.doc

茯砖茶陈化处理中咖啡碱含量的变化研究 摘 要：茶叶是人们生活中的重要饮品,，我国茶叶的产销量居世界先列。如何更好地高效利用我国每年滞销的5万多吨中低档茶叶，是广大茶叶利用研究工作者和茶农们的共同心声。而茶叶中具有许多生物生理活性物质，其中咖啡因就是当中含量较高的一种。结果表明：茯砖茶在不通风条件下比通风条件下含量高，在低温保藏时含量高。因此，在不通风、低温保藏时颜色更鲜艳，气味更香醇，品质就越好。关键词：茯砖茶；咖啡碱；紫外分光光度法；陈化 Brick tea in the treatment of the caffeine content of China change study Abstract: Tea is the important drinks in people life, in the world of tea production in the column. How to better efficient use of our country is more than 50000 tons a year of cheap tea, The tea farmer workers using the joint voice. And they are many biological physiologically active substances. Among them is high content of caffeine. The results show that：In no condition ventilated brick tea than ventilated condition of high content. In the low temperature preservation in high content. Therefore, In airless, low temperature preservationmore bright-coloured color, Smell more delicious, quality is better.Key words: Fu brick tea；Caffeine；Ultraviolet spectrophotometry；Aging1 前言 茶叶是人类最佳的天然保健饮料,茶叶中含有机化合物450多种、无机矿物质15种以上及人体必需的营养成分和药用成分. 茶对血管硬化、高血压、动脉粥样硬化、放射损伤、肿瘤、免疫功能降低的防治都有功效. 寓养生、保健、防癌功能于品茗之中,这是其它饮料所无法取代的. 茶叶中含有多种生物碱,其主要成分为咖啡因. 少量的咖啡因可以使身心处于一种兴奋状态,刺激机体的中枢神经系统,诱发肾上腺素释放入血,增高机体血糖水平,注意力集中. 过量的咖啡因使人精神疲倦、身体发颤、难以入睡、刺激胃粘膜. 一般成年男性每天大约消耗200mg的咖啡因,多则无益. 因此,研究茶叶中咖啡因的含量,有助于我们对茶叶有更好的认识. 茯砖茶，是黑茶的一种。茯砖茶有独特的“发花”工序，其品质表现为有菌花香，滋味醇和。本草纲目拾遗中记述，安化茶又称湖茶、茯砖茶，粗梗大叶，须以水煎，或滚汤冲入壶内，再次火温之，始出味，其色浓黑，苦味带甘，食之清神和胃，强身延年。本草求真则记载陈年茯砖茶有“消宿食”、“消饮食”、“消积食”、“消腥肉之食，解青稞之热”、“解酒食之毒”、“养脾、食饱最宜”等功能。上世纪五十年代以前，茯砖茶是用湖南所产的黑毛茶踩压成90公斤一块的篾篓大包，运往陕西泾阳筑制成砖。茯砖早期称“湖茶”，因在伏天加工，故又称“伏茶”，因原料送到泾阳筑制，又称“泾阳砖”。1951年湖南安化经过反复试验，就地加工茯砖茶获得成功。80年代初期，湖北蒲圻羊楼洞茶场，引用湖南茯砖制法，也获得成功茯砖茶分特制和普通两种，主要区别在于原料的不同。特制茯砖全部用三级黑毛茶作原料，而普通茯砖，三级黑毛茶只占到4045%。发花是茯砖茶加工工艺上与其他黑砖茶的主要区别，金花（冠突散囊菌）以及“菌花香”也是茯砖茶在品质上与其他黑茶的主要区别。 近年来，随着对黑茶研究的不断深入和人们对健康的追求，黑茶这一特殊的茶类开始广泛被消费者接受和喜爱。高档黑茶纷纷上市，历来边销的产品逐步转向内销，黑茶产业逐步进入一个全新的里程，黑茶生产企业和茶叶品牌如雨后春笋般涌现。黑茶以陈为贵，“喝老茶、藏新茶”的风气已经在市场和消费者中流传。 茶叶咖啡碱属于生物碱，是茶叶嘌呤碱中含量最多，有着嘌呤环结构的一类含氮化合物。茶叶作为饮料具有保健价值及药用功效，这在一定程度上与咖啡碱的存在和含量有关。唐本草拾遗中说：诸药为各病之药，茶为万病之药。就咖啡碱而言，其保健功能主要有兴奋神经中枢作用，并增强大脑皮质的兴奋过程，从而使人振奋精神、增进思维、消除疲劳，可以抵抗酒精、烟碱、吗啡的毒害作用，有增加肾脏血流量、提高肾小球过滤率而利尿的作用。此外，咖啡碱对平滑肌有弛缓作用，能消除支气管和胆管的痉挛，可以控制下视丘的体温中枢，有调节体温的作用，可直接兴奋呼吸中枢，急救呼吸衰竭。试验表明，饮茶能提高人的分辩能力以及触觉、味觉和嗅觉的灵敏度，提高胃液分泌量、增进食欲、帮助消化，以及调节脂肪代谢等，同时还能明显提高口头答辩和数学思维的反应能力。 在一般植物中，除茶树含咖啡碱外，还有咖啡树、可可豆中含咖啡碱。茶叶中咖啡碱含量为2 5%（占干物质含量），而咖啡中含量一般为 0.81.8%，可可中仅为 0.0071.7%，且都不在叶片部位，其它植物中更为少见，所以咖啡碱可作为茶叶特征成分而与其它植物相区别。茶叶中咖啡碱有多种检测方法，包括碘量法、重量法、紫外分光光度法、定氮法、比色法、气相法、高效液相色谱法、层析法以及近红外光谱法等。国家标准采用的是高效液相色谱法和紫外分光光度法，本文探讨了紫外分光光度计法的潜在问题，并提出了相应改进建议。 咖啡碱(又称咖啡因) 是构成茶汤滋味的重要成分,其在茶叶中的含量为2 %5 %，具有兴奋中枢神经、消除疲劳、强心、利尿、抵抗酒精、尼古丁、吗啡的毒害、急救呼吸衰竭等重要的药理功能,是一种珍贵的药源。研究茯砖茶在不同陈化条件下咖啡碱的变化，找出其中的最适合的陈化条件，对于茯砖茶的储藏具有重要的指导作用。 本实验首先将茯砖茶不同陈化处理一段时间，采用咖啡碱国家标准测定方法，测定咖啡碱的含量变化，从而找出最佳保藏方法。 茶叶陈化的影响因素。绿茶贮藏过程中, 茶叶含水量、温度、氧气、光线等条件直接影响茶叶中各组分的化学变化,从而引起茶叶色、香、味等感官品质下降。 茶叶含水量：水分是化学变化的介质, 也是微生物繁殖的必要条件之一,同时水可以强烈吸收电子波能量。若茶叶含水量过高,极易滋生霉菌, 导致茶叶 产生霉味。在绿茶贮藏过程中,茶叶水分含量是茶叶生化变化的介质, 也是茶叶品质变化的内在主导因素,低水分含量有利于茶叶品质的保存。绿茶含水量控制在3. 0%5. 0%, 对绿茶中脂类、Vc和茶多酚的氧化变色和叶绿素的褐变等有利, 茶叶有效成分损失较少;含水量超过6. 5%时, 茶叶存放6个月后就会产生陈气; 当含水量超过7. 0%, 滋味就会逐渐变差,达8. 8%时就可能霉变,当含水量达12. 0%以上时, 茶叶裸露于空气中时品质下降加剧。 水分含量对绿茶品质影响很大程度上取决于水分子的结构。研究表明, 可以将绿茶中水分划分为单分子水层区、多层水分子区和毛细管凝结水区。茶叶含水量以单分子层最好,而品质好的茶叶单分子层含水量比品质差的要高, 因此, 贮藏时的最佳含水率前者比后者相对高一些。 环境相对湿度：周围相对湿度是茶叶含水量的来源之一。空气相时湿度大,茶叶含水量就高。足干的茶叶贮藏在湿度较大的环境中,外形就会出现松胀发软。随着含水量的升高,内含物的氧化反应也加快, 这种反应释放出的部分热能又增加了茶叶的温度, 从而加速化学反应的进行, 品质就可能随之陈化, 茶叶的色泽由鲜明变成枯暗。茶未包装简陋存放在仓库, 相对湿度在50%以下时,茶叶吸湿速度缓慢; 相对湿度达60%以上时,则吸湿速度加快。说明环境的相对湿度越大,茶叶吸湿越多。 温度：温度能促进茶叶内含物质发生化学反应, 对茶叶的香气、水、滋味等都有很大影响。一般认为低温条件下贮藏,茶叶内化学成分的氧化速度大大减缓, 使得茶叶变质!速度推迟,有利于品质保存。一般认为贮藏温度在5!以下为好。低温贮藏, 保质效果显著, 品质较常温贮藏高20%, 茶叶能较长时间保持原有色泽,常温下色泽易变化并且具有陈气。在保持香气方面, -70!下超低温冷藏效果显著; 而一般的冷藏经长时间保存后会全部失去新茶香。在夏天, 我国特别是南方产茶省, 7、8月间温度有时高达40!以上, 即使是干燥避光贮藏,茶叶变质也很快, 使得绿茶不绿且不香。 光照：光不仅是一种热能, 也是一种化学能。茶叶对光的反应也很敏感。光能改变茶叶的品质、促进茶叶色素和类脂等物质的氧化, 使茶叶中的戊醛、丙醛、戊烯醇等异味物质增加,加速茶叶陈化。从感官品质而言, 光线对绿茶香气、汤色和滋味的影响很大, 特别是香气和滋味。从品质成分的变化看,光线对Vc和叶绿素的影响较大, 对儿茶素、氨基酸和水浸出物的影响不明显。有研究表明, 茶叶在透明的容器里放置1d, Vc会减少10%20%,若用光强度1700 lx的荧光灯照射,在25!下放置3d, 茶叶颜色就会变褐, 香气、滋味大减。 氧气：氧气对绿茶品质的优劣有很大影响, 因氧气作用导致绿茶中的多酚类、氨基酸、维生素等物质的酶性和非酶性氧化,从而产生陈味物质, 严重破坏了绿茶的品质。如果能断绝供氧, 质变就会受到抑制。低氧贮藏品质保持效果显著,香气、滋味和汤色未发生显著变化,主要化学成分损失少, 且需氧量较低;当仓储含氧量超过5. 0%, 茶叶品质下降较快; 氧含量为5. 7%和9. 4%的茶叶品质变化不明显, 仓储含氧量超过10. 0%后,基本无保质效果。试验表明,低氧抑制了仓储过程中内含多酚类物质、Vc、香气成分、叶绿素等物质的变化。在贮存的外在环境中, 氧的存在是导致贮存物氧化变质的基础物质,同时也是微生物存在的必要条件(除厌氧性微生物)。 试验原理：紫外分光光度法是利用咖啡碱结构上的嘌呤环，具有共轭双键体系，因而具有独特的吸收光谱，在272274nm具有最大吸收值，其消光度与咖啡碱含量呈线性关系。故可通过消光度求是其含量。 本实验首先将茯砖茶不同陈化处理一段时间，采用咖啡碱国家标准测定方法，测定咖啡碱的含量变化，从而找出最佳保藏方法。2 实验部分2.1实验材料 实验材料为以黑毛散茶发花的茯砖茶，于实验室所发花。2.2 实验仪器与试剂紫外分光光度仪、FC104电子天平(上海精密科学仪器有限公司)、恒温培养箱、数只塑料瓶、数只锥形瓶、粉碎机、移液管、250.00ml容量瓶、100.00ml容量瓶等所用试剂应为分析纯（AR），水为蒸馏水碱性乙酸铅溶液：称取50g碱式乙酸铅，加水100ml，静置过夜，倾出上清液过滤。0.01：取0.9ml浓盐酸，用水稀释1L，摇匀。4.50硫酸：取浓硫酸250ml，用水稀释至1L，摇匀。咖啡碱标准溶液：称取100mg咖啡碱（纯度不低于99%）溶于100mL水中，作为母液，准确吸取5mL加水至100mL作为工作液（1mL含咖啡碱0.05mg）。2.3 实验方法2.3.1 制造茯砖茶 选择一种品质优良的黑毛茶,并将黑毛茶进行发花，得到茯砖茶。2.3.2 茯砖茶的陈化处理将茯砖茶在-20 ，4 和30 条件下保藏7天后，再将上述三组茶叶按通风和不通风条件以及在30 、40 、50 、60 、70 温度下进行陈化处理。2.3.3 绘制标准曲线 分别吸取 0、1、2、3、4、5、6 mL咖啡碱工作液于一组25 mL 容量瓶中，各加入1.0 mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀，用 10 mm 石英比色杯，在波长274 nm 处，以试剂空白溶液作参比，测定吸光度（A ）。将测得的吸光度与对应的咖啡碱浓度绘制标准曲线。2.3.4 试液制备 称取1 g（准确至0.001 g）磨碎试样于 500 mL锥形瓶中，加沸蒸馏水450 mL，立即移入沸水浴中，浸提45 min （每隔10 min 摇动一次）。浸提完毕后立即趁热减压过滤。滤液移入500 mL 容量瓶中，残渣用少量热蒸馏水洗涤2 3 次，并将滤液滤入上述容量瓶中，冷却后用蒸馏水稀释至刻度。 2.3.5 试液测量 用移液管准确吸取试液10 mL移入100 mL容量瓶中，加入4mL 0.01mol/L盐酸和 1mL碱式乙酸铅溶液，用水稀释至刻度，混匀，静置澄清过滤。准确吸取滤液25 mL ，注入50mL 容量瓶中，加入0.1mL 4.5mol/L 硫酸溶液，加水稀释至刻度，混匀，静置澄清过滤。用10 mm 比色杯，在波长274 nm处，以试剂空白溶液作参比，测定吸光度。2.3.6 试样干物质含量测量 用已称重的烘皿，称取混匀磨碎试样约3g，精确至0.0001g，然后，开盖连同皿盖放入预先加热至103的烘箱内，在（1032）下烘4h，取出洪皿，加盖，置于干燥期内，冷却至室温，称重，再放入烘箱内，保持（1032）下烘1h，取出，冷却称重。重复此过程，直到两次连续称重之差不超过0.0005g为止，取最小称量。3 实验结果与分析3.1 标准曲线的绘制 浓度 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 吸光度 0.136 0.237 0.338 0.439 0.540 0.641 由上表可绘制如下曲线茶叶中咖啡碱含量以干态质量分数表示，按下式计算：咖啡碱（%）=2C2L3/(M2m2)式中: C2根据试样测得的吸光度(A)，从咖啡碱标准曲线上查得的咖啡碱相应含量,mg/mL; L3试液总量,mL; M2试样用量,g; m2 试样干物质含量,%。3.2 -20 下处理结果 陈化温度/ 陈化湿度 吸光度/A 含量/% 30 通风 0.6974.85 不通风0.7234.96 40 通风0.7775.22 不通风0.8235.68 50 通风0.7284.83 不通风0.7735.19 60 通风0.6264.17 不通风0.6294.18 70 通风0.5983.95 不通风0.6044.033.3 4处理下结果 陈化温度/ 陈化湿度 吸光度/A 含量/% 30 通风0.5813.69 不通风0.6234.09 40 通风0.6274.15 不通风0.6754.47 50 通风0.5843.75 不通风0.5873.80 60 通风0.5393.59 不通风0.5653.63 70 通风0.4863.17 不通风0.5283.563.4 30处理下的结果 陈化温度/ 陈化湿度 吸光度/A 含量/%30 通风0.4302.87 不通风0.4753.09 40 通风0.5273.55 不通风0.5763.76 50 通风0.4803.09 不通风0.5263.53 60 通风0.4162.81 不通风0.4593.06 70 通风0.3802.45 不通风0.4202.873.5 干物质含量计算 磨碎试样中的干物质含量百分率（m），按下式计算： m()=(G2-G0)/(G1-G0)100% 式中： G0 烘皿质量，g G1 试样和烘皿烘前质量，g G2 试样和烘皿烘后质量，g G0 G1G2m8.530111.521611.372095.03%8.530111.505811.35968.530111.527611.36934 结论 由上表可得：茯砖茶在不通风条件下比通风条件下含量高，在低温保藏时含量高。所以，为了得到咖啡碱含量高的茯砖茶，增加茯砖茶的营养价值，我们应该在湿度相对低、温度相对低的地方保藏茶。 参考文献：1 张盛, 刘仲华, 黄建安, 等. 吸附树脂法制备高纯儿茶素的研究J. 茶叶科学, 2002, 22(2): 125-130. 2 杨巍. 普洱茶滋味成分及其与品质的关系J. 亚热带农业研究所, 2007, 3: 225-230.3 王瑞芳, 蓝伟光, 张世文, 等. 茶叶中有效成分的开发利用进展J. 亚热带农业研究所, 2005, 1(3): 64-69.4 王福来. 有机化学实验M. 武汉: 武汉大学出版社, 2001, 12: 103-105.5 关崇新, 回瑞华, 候冬岩, 等. 茶叶中咖啡碱含量的测定J. 鞍山师范学院, 2001, 3(3): 45-47.6 傅冬和, 刘仲华, 黄建安, 等. 茯砖茶加工过程中主要化学成分的变化J. 食品科学, 2008, 29(2): 64-67.7 黄亚辉, 王娟, 曾贞, 等. 不同年代茯砖茶香气物质测定与分析J. 食品科学, 2011, 32(24): 261-266.8 陈杖洲. 渥堆后发酵陈化与普洱茶品质的形成J. 贵州茶叶, 2007, 2: 1-5.9 王增盛, 谭湖伟, 张莹, 等. 茯砖茶制造中主要含氮、含碳化合物的变化J. 茶叶科学, 1991, 4: 69-74. 10 萧力争. 湖南黑茶产销历史与现状J. 中国茶叶, 2007, 3: 6-8.11 刘作易, 秦京. “金花”菌与茯砖茶品质的研究J. 贵州农学院报, 2009, 10(1): 79-82.12 王增盛. 茶儿素的高效液相色谱测定方法J. 茶叶科学, 1991, 11: 13-15. 13 宛晓春主编. 茶叶生物化学M. 中国农业出版社, 2007: 409-410. 14 胥佰涛, 徐平, 沈生荣. 茶多酚提取方法研究进展 J. 茶