（茶学专业论文）绿茶鲜汁饮料色素物质组成及其护绿措施研究.pdf

论文摘要 褐变是绿茶饮料贮藏过程中普遍存在的色泽劣变问题，虽然对饮料的营养价值影 响较小，但对消费者的购买欲望影响很大。因此，绿茶饮料色泽褐变及其控制一直以 来是绿茶饮料研发的重要内容。本研究在完善色素物质分析手段的基础上，重点就短 时热处理以及长时间的老化处理过程中色素物质的变化进行了分析，以期明确绿茶饮 料色泽褐变的原因，并对应用金属离子法控制绿茶鲜汁饮料色泽效果进行了研究，提 出了最佳的使用剂量。具体结果如下： 对茶饮料中叶绿素等微量脂溶往色素的h p l c 检铡方法进行了研究，结果显示， 在色谱柱长为1 5 e m 、柱温为3 5 ( 2 、总流量为l m l 、检测波长4 5 0 n m 条件下，梯度洗脱 方法为：前2 0 m i n 内b 相由8 0 上升到1 0 0 0 , o ，并保持1 5 r a i n ，其中a 相为3 0 5 9 6 5 ( v v v ) 的乙腈、乙酸和水的混合液，b 相为7 5 1 5 1 0 ( v v v ) 的乙腈、甲醇和氯仿混合液。 在该条件下额黄质、紫黄质、时黄素、时绿素b 、升绿素a 、脱镁盱绿素b 、1 3 - 胡萝卜 素和脱镁叶绿素a 等色素物质依次出峰，并获得基线分离。该方法重复性较好，检测 限低，可满足绿茶饮料中微量色素物质的分析。 为了明确微量脂溶性色素对绿茶饮料色泽的贡献，以购买的标准品和实验室分 离的色素单体为材料，研究这些色素在水溶液中的色泽阙值。结果显示，叶绿素a 、b 在水中的呈色阈值为5 0 n g m l ，脱镁叶绿素b 和b 一胡萝h 素的阈值为1 0 0 n g m l ，新黄质、 叶黄素和脱镁叶绿素a 的阈值为2 0 0 n g m l 。h p l c 分析表明，常规绿茶鲜汁饮料中的叶 绿素a 、b 含量均高于阈值；脱镁叶绿素a 、b 低于阙值；黄色系色素( p 胡萝卜素、新 黄质、叶黄素) 之和高于阈值。不同茶类饮料中色素的绿色系色素之和与黄色系色素 之和的比值与茶饮科汤色由绿到荧色度顺序基本一致。因此可以认为，茶饮料的综合 汤色与茶饮料中的绿色系色素和黄色系色素的比值有关，绿色系色素含量越高，黄色 系色素含量越低，茶饮料色泽越绿。 短时( 1 5 1 2 0 r a i n ) 热处理( 5 5 - 9 5 ) 结果显示，加热温度越高、时间越长， 茶饮料汤色越黄。在5 5 c 条件下，在3 0 m i n 内饮料中可检测到叶绿素a ：而叶绿素b 较 叶绿素a 稳定，处理1 2 0 r a i n 以后仍2 5 左右的保留量：脱镁叶绿素b 随处理时间延长， 含量增加，而脱镁叶绿素a 含量显著低于未加热对照，黄色系色素和儿茶素类物质随 不同时间变化不明显。9 5 c 条件下，随处理时间延长，茶汤逐渐变黄、变红；1 5 m i n i v 时饮料中已检测不到叶绿素a ，但尚有少量叶绿素b 存在，脱镁叶绿素b 以及叶黄素等 黄色系色素含量随处理时间延长而降低；儿茶素类分析结果表明，9 5 c 条件下随着处 理时间延长，表型儿茶素类向非表型儿茶素类转化增多，当处理达至r j l 2 0 m i n 时，溶液 中表型儿茶素类与非表型几乎相等，并且儿茶素类总量显著下降，说明9 5 条件下， 儿茶素类除差向异构外还有很大一部分已发生氧化聚合而损失。7 5 c 条件下，饮料的 汤色变化较9 5 小，但各种色素物质变化规律基本与9 5 一致，且幅度较小。 在茶饮料老化处理( 4 5 ( 2 ，7 - 5 7 d ) 过程中，随处理时间延长，饮料汤色黄变、 红变程度加大，添力n 1 0 0 m g l 的v c - n a 不仅没有护色作用，反而使红变、黄变程度加 深；在老化进程中，e g c g 、e g c 、e c 、e c g 以及表儿茶素类总量和儿茶素类总量逐 渐降低，当老化时间超过2 l d 时，各处理与未老化处理达到显著差异水平，之后随老 化时间延长，这些指标继续下降，但变幅趋缓；由于叶绿素类在茶饮料灭菌过程中己 大部分降解，因此在老化过程中变化不明显。 对应用金属离子法改善绿茶饮料色泽进行了研究，结果显示，当在热处理前以 z n c l 2 和c a c h 处理，可在一定程度上防止热处理过程中的茶汤色泽黄变，添加z n c l 2 护色的最佳浓度为0 1 m g l ，添 j i i c a c l 2 护色的最佳浓度为0 1 5 m g l ，且z n c l 2 的护色效 果优于c a c l 2 。 关键词：绿茶饮料；热处理；贮藏处理；汤色；叶绿素；儿茶素；护色 v a b s t r a c t c o l o rb r o w n i n gi st h ef r e q u e n tp r o b l e md u r i n gt h ep r o c e s s i n ga n ds t o r a g eo f g r e e nt e a b e v e r a g e i th a sag r e a ti n f l u e n c eu p o nc u s t o m e r s p u r c h a s i n gb e h a v i o f ，a l t h o u g hi t h a s l i t t l ee f f e c to f fb e v e m g en u t r i t i o n a n t i - b r o w n i n g0 1 g r e e nc o l o r - k e e l j i n gi so n eo ft h em o s t i m p o r t a n ta r e a si nd e v e l o p i n ga n dp r o c e s s i n g 掣e c nt e ab e v e r a g e i nt h i sw o r k , w eh a v e m a d es o m ep r o g r e s s e si na n a l y s i so ft r a c ep i g m e n t si nt e al i q u o rw i t hh p l ce q u i p m e n t c h a n g eo f p i g m e n t sa n di t se f f e c to nl i q u o rc o l o ri ng r e e n t e ab e v e r a g ew e r es t u d i e dd u r i n g s h o r t - t i m eh e a tt r e a t m e n ta n dl o n g - t i m es t o r a g e a c c o r d i n g 幻t h em e c h a n i co fc o l o r b r o w n i n g , s o m ea t t e m p f i o n t o g r e e nc o l o r - k e e p i n gh a sa l s ob e e nm a d c d e t a i l so f a c h i e v e m e n t sw e r ed e s c r i b e da sf o l l o w i n g s ： ah p l cm e t h o df o ra s s a yo f t r a c el i p o s o l u b l ep i g m e n t si nt e al i q u o rw a sa c h i e v e d b yu s i n gd i f f e r e n tm o b i l ep h a s ew i t ha c e t o n i t r i l eb a s e ds o l u t i o n t h eo p t i m i z e dp r o t o c o l c o u l db ed e s c r i b e d 嬲f o l l o w i n g ：m o b i l ep h a s eaw a sa c e t o n i l e a c e l i ca c i d w a t e ri nr a t i oo f 3 0 5 9 6 ，5 ( v v v ) ，m o b i l ep h a s eb w a sa c e t o u i l e m e t h a n o l c h l o r o f o r mi nr a t i oo f7 5 1 5 1 0 ( v v v ) , a n dp h a s eb i n c r e a s e dg r a d i e n f l yf r o m8 0 t o1 0 0 i ne a r l y2 0m i n u t e s ，t h e nh e l d 1 0 0 0 , 6f o rn e m1 5m i n u t e s t h em a i np i g m e n t s i e 1 l e o x a i t h i n ，v i o l a x a n t h i n , l u t e i n , c h i o r o p h y l lb ，c h l o r o p h y l la p h w o p h y t i nb ，l b - c a r o t e n ea n dp 慨p h y t i na c o u l db e s e p a r a t e du p t ob a s e l i n eu n d e rt h a tc o n d i t i o n v e r i f i c a t i o nt e s ts h o w e dt h a tt h ep r o t o c o lw i t h g o o dr e p e a t a b i l i t ya n dl o w d e t e c t i o nl i m i t sw a ss u i t a b l ef o rm e a s u r e m e n to f t r a c ep i g m e n t s i nr e a d y - t o m r i n kt e a t h et h r e s h o l do fd i f f e r e n tp i g m e n t si nw a t e rs o l u t i o nw a si n v e s t i g a t e db yd i s s o l v i n g a n dd i l u t i o no fs t a n d a r dc o m p o u n d sp u r c h a s e df r o mc o m p a n ya n dp i g m e n t sm o n o m e r s e p a r a t e db yt h i nl a y e rc h r o m a t o g r a p h i ts h o w e dt h a tt h ev o l u n t e e r sc o u l dd i 娟d 毋d s h d i f f e r e n c eb e t w e e nd i s t i l l e dw a t e ra n dt h es o l u t i o nw i t hs o n e d m lc h l o r o p h y l lao rb ，a n d t h a tw i 也1 0 0 n # m lp h a e o p h y t i nbo r 即a r o t e n e a n dt h a tw i t h2 0 0 n e d t mn e o x a n t h l n , l u t e i n o rp h a e o p h y t i na h p l ca n a l y s i ss h o w e dt h a tt h ec o n c e n t r a t i o no fc h l o r o p h y l lao rbi n g e n e r a l 雠s hj t r i c eo fg r e e nt e aw a sh i g h e rt h a nt h et h r e s h o l d , w h i l ep h a e o p h y t i nao rb w e r cl o w e rt h a nt h et h r e s h o l d t h es u mo fy e l l o wp i g m e n t s ( 1 i k ep - c a r o t e n e ，n e o x u n t h i n , l u t e i n ) w a sa b o v et h et h r e s h o l d t h er a t i oo ft o t a lg r e e np i g m e n t st oy e l l o wp i g m e n t sw a s 、，】 b a s i c a l l yc o n s i s t e n tw i t l lc o l o ro ft e al i q u o r ，i e t h eh i g h e rt h er a t i o ，a n dt h eg r e e n e rt h e l i q u o rc o l o r t h er e s u l t so fs h o r t - t e r m ( 1 5 - 1 2 0 n f i n ) h e a tt r e a t m e n t ( 5 5 - 9 5 。c ) s h o w e dt h a tt h e h i g h c rt h ew e a r i n gt e m p e r a t u r e ，t h el o n g e rt h et i m e ，a n dt h ey e l l o w e ri nl i q u o rc o l o r 硼 o b s e r v e d c h l o r o p h y uac o u l db ed e t e c t e di nt h eb e v e r a g ew i t h i n3 0n 曲u t e sa t5 5 。c ， c h l o r o p h y l lb w a sm o r es t a b l et h a nc h l o r o p h y l laa n da f t e r1 2 0m i n u t e si _ e a t m e n ti tw a s s t i l la b o u t2 5 o f t h ei n i t i o n a lc o n c e n t r a t i o n t h ec o n c e n t r a t i o no f p h a e o p h y t i nbi n c r e a s e d w i t hi n c r e a s i n go ft r e a t m e n tt i m e ，w h i l et h ec o n c e n t r a t i o no fp h a e o p h y t i naw a s s i g n i f i c a n t l y l o w e rt h a nt h ec o n t r 0 1 y e l l o w p i g m e n t s a n dc a t e c h i n s c h a n g e d u n e o n s p i c u o u s l y t h ec o l o rc h a n g e dd r a m a t i c a l l yw h e nt h el i q u o rw a ss u b j e e t e at oh e a t t r e a t m e n ta t9 5 。c c h l o r o p h y l law a su n d e t e c t a b l ec v 髓w i t h i n1 5m i n u t e s w h i l e c h l o r o p h y l lbc o u l db ed e t e c t e da tt h a tt i m e t h ec o n c e n t r a t i o no f p h a e o p h y t i nb l u t e i na n d o t h e ry e l l o wp i g y n e r t t sr e d u c e dw i t hi n c r e a s i n go ft h et i m e ，n o n e p i - e a t e e h i n sw h i c h t r a n s f o r m e df r o me p i - c a t e e h i n sw e f ei n c r e a s e dg m l l a l l yd u r i n gt h eh e a lt r e a t m e n ta t9 5 0 c u p t o1 2 0 m i n , t h et o t a l c o n c c n 灯a f i o no f e p i - e a t e c h i n sw a sa l m o s te q u a lt ot o t a l n o n e p i - c a t e c h i n s b u tt h et o t a lv o l u m eo fc m e c h i n sd e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yi nt h et r e a t m e l l t d u r a t i o mi ti n d i c a t e dt h a tc a t e c m n sw e r ed e s u o y e da th i g ht e m p e r a t u r eb e c a u s eo f o x i d a t i o na n dp o l y m e r i z a t i o n ， t h ec o o ro ft e ab e v e r a g et u r n e dy e l l o w e ra n dr e d d e rw i t hi n c r e a s i n go fa g i n g t i m e ( 7 5 7 d ) c o m p a r e dw i t ht h ei n i t i a lc o n t r 0 1 a d d i t i o nw i t hl o o m g lv c - n ac o u l dn o t m a i n t a i n e dt h ec o l o ro ft h eg r e e nt e ab e v e r a g e , b u td e e p e ni t e g c g ，e g c , e c ，e c g , e p i - e a l e e k i n sa n dt o t a le a t e c h i n sd e e r e a s e dg r a d u a l t yd u r i n ga g m gi x e a t m c n t s i g n i f i c a n t c h a n g eo f t h e s ec o m p o n e n t sw i t so b s e r v e da t2 1 dc o m p a r e dt ot h ei n i t i a le o n l r 0 1 a d d i t i o no f m e t a li o nt oi m p r o v et h ec o l o ro f g r e e nt e ab e v e r a g ew e r ea t t e m p t e d t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec o l o ro fg r e e nt e ab e v e r a g ew i t ha d d i t i o no fz n c l 2o rc a c l 2c o u l d m a i n t a i ng r e e na f t e rt h eh e a tl z e a t m e n t t h eb e s ta d d i t i o nc o n c e n t r a t i o no fz n c h o rc a c h w a so ，l m e g la n do 1 5 m g r l r e s p e c t i v e l y t h eb e t t e rg r e e nc o l o r - k e e p i n ge f f e c to fz n c l 2 t h a nc a c l 2w a sa l s oo b s e r v e d k e yw o r d s ：g r e e nt e ab e v e r a g e ；h e a tt r e a t m e n t ；s t o r a g e ；a g i n g ；l i q u o rc o l o r ； c h l o r o p h y l l s ；c a t e e h i n s ；g r e e nc o l o r - k e e p i n g v 表2 - 1 不同的洗脱条件 表图索引 表2 - 2t l c 制备的各色素吸收峰 1 8 表粥各色素h p l c 保留时间及峰面积百分比2 0 表2 4 蒸青茶和杀青叶制各的绿茶饮料中主要色素含量2 3 表3 - ! 志愿者对各种色素不同浓度的分辨情况 表3 - 2 各种茶饮料色差结果比较2 6 表3 - 3 不同茶类饮料中叶绿素等色素含量2 8 表4 - 1 不同热处理过程对绿茶饮料汤色的影响3 2 表4 _ 2 不同热处理过程对绿茶饮料儿茶素类含量的影响3 5 表4 - 3 不同热处理过程对绿茶饮科叶绿素等脂溶性色素含量的影响3 7 表4 4 热处理过程综合色度与各种色素的相关性比较3 7 表4 - 5 贮藏过程对绿茶饮料汤色的影响3 8 表4 6 贮藏过程对绿茶饮料中几茶素类含量的影响3 9 表4 7 贮藏过程对绿茶饮料叶绿素等脂溶性色素含量的影响3 9 表4 8 贮藏过程中综合色度与各种色素的相关性比较 表5 1 添加不同含量的z n c l 2 9 5 c 加热l h 下对茶饮料汤色的影响 表5 - 2 添加不同含量的c a c l 29 5 c 加热l h 下对茶饮料汤色的影响 图1 - 1 叶绿素结构式 4 0 4 3 4 4 图1 - 2 叶绿素的降解方式 图2 - l 混合色素t l c 分析效果 4 图2 - 2t ic 分离纯化的各色带吸收光谱 图2 - 3 各色素h p l c 纯度分析图 图2 - 4 不同条件洗脱效果比较 图2 - 5 优化后的茶叶色素分离效果 1 8 1 9 2 0 图3 1 各种茶饮料中色素的g y 黄色系与综合色泽一a b 的比较2 8 图4 - l 不同热处理过程茶汤综合色泽( - a b ) 变化 3 3 图4 29 5 1 2 加热下表型儿茶素类总量和非表型表儿茶素总量变化趋势3 4 图4 39 5 c 加热过程g c 、e g c ，e g c g 、c - c g 变化趋势 图5 - l 添加不同含量的z n c l 2 或c a c l 2 9 5 c 加热1 h 下对茶饮料汤色( - a b ) 的影响。“ 第一章文献综述及本研究目的意义 1 1 我国茶饮料发展现状 茶叶是世界三大无酒精饮料之一，色、香、味俱佳，在我国有着悠久的发展历程。 长久以来一直采用传统的沸水冲泡、慢饮细啜的饮茶方式。近年来，随着人们生活水 平的提高和生活节奏的加快，即饮型茶饮料以其天然、健康和方便的特点而逐渐受到 越来越多消费者的欢迎，发展非常迅速。 茶饮料是以茶叶的水提取液或浓缩液、速溶茶粉为主要原料，经净化、调配、灭 菌和罐装等工序加工而成，含有一定量茶叶有效成分，且具茶风味的液体制品( 孙其 富，2 0 0 3 ) 。目前液体茶饮料主要有两类：一是通过调味的混合型液态茶饮料，该类 产品除茶叶可溶性成分外，还佐以各种果汁、糖、酸等辅料，产品茶味不突出，但具 有茶叶特有的解渴、提神等功效；二是纯茶型的即饮茶饮料，该类产品不添加其他辅 料，保持茶叶原有的色、香、味( o r 寿珍，1 9 9 9 ) 。 现代茶饮料于2 0 世纪6 0 年代起源于美国。2 0 世纪7 0 后代后期，茶饮料在日本和中 国台湾省开始进入工业化生产。中国大陆的茶饮料开始于8 0 年代中后期，大规模生产 则9 , 2 0 世纪9 0 年代中期旭日升集团推出冰茶开始。1 9 9 7 - 2 0 0 1 的5 年间中国茶饮料的产 量增长了2 8 0 万吨，平均增长速度接近1 0 0 ，2 0 0 1 年后，我国茶饮料行业进入稳步发 展期，消费量和销售额的增长速度逐年趋缓，2 0 0 5 年消费量超过5 8 0 万吨，年增长速 度基本与世界茶饮料增长速度持平。 我国茶饮料市场的快速发展有耳共睹，推动该行业快速发展的因素主要有： ( 1 ) 中国悠久的茶文化传统。在众多的饮料中，真正能和中国文化联系起来的只 有茶饮料，悠久的茶文化历史为茶饮料提供了良好的发展平台。 ( 2 ) 茶饮料开发和生产附加值高，市场潜力大。中国是茶叶的生产大国，种植面 积世界第一，茶叶产量世界第二。出口量世界第三，创汇额度世界第四，形成了被动 的“1 2 3 4 既象。茶饮料的开发成为茶叶生产效益提高的一个突破口。中国茶饮料产值 已占当前中国茶叶总产值的三分之一。据2 0 0 6 年茶饮料行业研究报告，2 0 0 5 年我国人 均消费茶饮料约4 k g ，如果与日本人均年饮用量的3 0 k g 计算，中国茶饮料还有5 倍以上 的成长空间，即按人均1 0 k g 的消费量来算，中国茶饮料的市场容量至少为1 3 0 0 万吨， 而目前中国茶饮料的实际产量约5 8 0 万吨，尚有7 0 0 万吨的市场成长空间。 ( 3 ) 中国消费者健康意识的增强。随着中国人民生活水平及支付能力的不断提高， 人们越来越关注自身的健康。近年来随着绿茶抗癌、降脂、杀菌等医学功能不断被科 学研究所证实。茶饮料的低能量、低脂肪、低糖、营养、保健及消暑解渴的功能成为 消费者选购该类产品的一个重要动力。 ( 4 ) 世界流行趋势的影响。茶饮料是2 0 世纪9 0 年代欧美国家发展最快的饮料，被 视为新时代饮料，我国周边国家或地区如日本、我国台湾省也都流行茶饮料，这一流 行趋势影响了中国市场和消费者。 尽管茶饮料发展趋势庭好，但不容忽视的是我国茶饮料行业仍然面临许多问题 ( 程丹，2 0 0 6 ) ： ( 1 ) 产品技术及质量问题。目前国内茶饮料生产设备及整体技术水平与国外相比 仍存在着较大差距。由于相关法律的模糊性，一些产品中添加剂、防腐剂过量，这与 “绿色健康饮品”的口号背道而驰，而且茶饮料中所含有效成分及浓度偏低。同时生茶 茶饮料以低档茶原料为主，农药残留和重金属超标也是潜在的卫生问题。 ( 2 ) 价格问题。茶饮料虽然符合人们饮食的发展方向，但目前茶饮料的市场价格 偏高( 丁俊之，1 9 9 9 ) 。其主要原因是热罐装技术所要求耐热p e t 瓶及瓶盖的生产成 本居高不下。开发低成本的罐装技术及相关材料己迫在眉睫。 ( 3 ) 无序竞争问题。早在2 0 世纪9 0 年代初期，百事与联合利华合作推出了立顿即 饮茶系列，成功的产品定位和营销策略让其牢牢占据了北美即饮茶市场的领先地位， 在全球即饮茶市场中，立顿当仁不让稳居高位。碳酸饮料另一巨头可口可乐携手雀巢 推出雀巢冰爽茶系列，与立顿即饮茶共同进入中国。强强联合，优势互补，战略统一， 让我们看到国际巨头们对国内茶饮料市场的充分重视，同时也为国内本土品牌面临更 加尴尬的局面而担忧。目前娃哈哈、健力宝等国内本土品牌在茶饮料市场的飞速发展 让世界巨头另眼相看，然而，国际品牌的营销联盟、战略合作令本身硬件薄弱的本土 品牌陷入了更为激烈的竞争中，如何避免无序竞争，整合资源做大国产茶饮料的“蛋 糕”，成为我国茶饮料企业面临的重要挑战。 绿茶是我国生产和消费的主要茶类，绿茶在医药、保健、美容等方面的功效不断 被现代科学研究所证实( 杨贤强等，2 0 0 3 ) ，也越来越多的为人们所认知，因此绿茶 饮料在我国具有广阔的市场前景和发展潜力。但由于绿茶饮料易出现浑浊和褐变等品 2 质问题，故使其生产和开发受到很大的制约，从而在一定程度上影响了我国茶饮料发 展进程。 影响罐装茶饮料的品质主要有感官、理化和卫生三项指标。其中感官指标主要指 茶饮料的色、香、味及澄清度等；理化指标是指茶多酚和咖啡因等有效成分含量；卫 生指标是指微生物和农残污染等。目前对茶饮料产品影响最大的是感官指标，在感官 指标中，汤色褐变，风味劣交和浑浊是三个最突出的问题。由于目前市场上的茶饮料 主要以p e t 瓶包装为主，消费者可以从外观上对产品进行直接评价和选择，因此，如 何保持绿茶饮料汤色的稳定性，就显得越来越重要。 1 2 绿茶饮料汤色劣变原理及其控制技术研究进展 优质的绿茶饮料汤色黄绿、清澈明亮，而绿茶饮料在生产过程中的很多工序对绿 茶汤色的稳定性产生影响，研究和探明绿茶饮料生产过程中汤色褐变机理和控制技术 是茶饮料研发工作者面临的重要问题。 1 2 1 绿茶饮料汤色的组成 研究显示，绿茶饮料汤色主要受到叶绿素类和类黄酮等呈色物质的影响( 方元超 等，2 0 0 0 a ：林亲录等，1 9 9 4 ：赵良，1 9 9 8 ) ，同时还与儿茶素类物质的氧化程度有关 ( 罗龙新，1 9 9 8 ：方元超等，1 9 9 9 a ；梁月荣，1 9 9 9 ：梁月荣，2 0 0 1 ) 。类黄酮和儿茶 素类氧化产物是水溶性色素。其中，类黄酮中主要的色素物质包括花黄素类和花青素 类，花黄素类是绿茶汤中黄色素的主体物质，而花青素含量高的芽叶会使绿茶汤色发 褐；儿茶素类本身没有颜色，但其异构化和氧化产物对绿茶汤色有重要影响( 宛晓春， 2 0 0 3 ) 。 叶绿素类( c h l o r o p h y l l ，c h l ) 是吡咯类绿色色素成分，由甲醇、叶绿醇与卟吩 环双酸结合而成的一种双羧酸酯化合物。叶绿素又分叶绿素痢叶绿素b 两种，叶绿素 a 与叶绿素b 在结构上的基本区别在于叶绿素a 的环_ k x 为一个甲基- c h 3 ，而叶绿素b 的环上x 为一个醛基- c h o ( 图1 1 ) 。叶绿素a 纯品是黄黑色粉末，其乙醇溶液成蓝 绿色；叶绿素b 为深绿色粉末，其乙醇溶液呈黄绿色。茶叶中叶绿素占茶叶干重的 0 3 - 0 8 ，叶绿素a 含量为叶绿素b 的2 倍。 类胡萝卜素( c a r o t e n o i d s ) 是一类具有黄色到橙红色的多种有色化合物，是茶叶 中重要的脂溶性色素，茶叶中已发现的类胡萝h 素有1 7 种，分为胡萝卜素类和叶黄素 类a 胡萝h 素( p c a r o t e n e ) 是胡萝h 素类的主要组成成分，约占胡萝h 素类总量 的8 0 ，颜色橙黄至黄色，每克茶叶干物中约含0 6 - - 5 1 m g ，老叶中含量比嫩叶高数倍； 叶黄素类( x a n t h o p h y l l s ) 为黄色色素，在茶叶中的含量约为0 1 加7 m g g ，随茶叶新 梢成熟度的提高含量增加( 宛晓春，2 0 0 3 ) 。 c h 3 0 l c 2 d - 1 3 9 图1 - l 叶绿素结构式 f i g u r e1 - 1t h es l n 跏r eo f c h l o r o p h y l l 虽然茶鲜叶中含有大量叶绿素类和类胡萝卜素物质，但是这些物质都属于脂溶性 色素，在茶汤中溶解度较小，因此有学者认为，叶绿素类和类胡萝卜素对干茶色泽和 叶底有重要影响，但对茶汤颜色作用不显著( 李小满，2 0 0 1 a ) 。但是，也有学者根据 添加抗氧化剂不能完全阻止高温灭菌或加温老化过程中绿茶饮料的褐变( 罗龙新， 1 9 9 8 ；方元超等，1 9 9 9 a ) 、以及添加z n 2 + 和c l l 2 + 可以稳定茶汤的绿色色泽( 赵良，1 9 9 8 ； 高新蕾，2 0 0 2 b ：杨晓萍，2 0 0 3 ) 等试验结果，推测在浸提时叶绿素类物质可能以微 细的胶质状或油状悬浮于茶汤之中，并在高温等条件下发生降解，并导致汤色褐变( 方 元超，2 0 0 0 a ) 。杨贤强等通过叶绿素的模拟实验发现，叶绿素在水中的呈色阈值为 0 4 8 1 - l g m l ，低于一般绿茶茶汤中叶绿素含量o 5 7 - 1 1 6 “g m l ，因此他认为悬浮于茶汤 中的叶绿素类对茶汤色泽有影响( 杨贤强等，1 9 8 7 ) 。另外，绿茶制造过程中，脂溶 性的叶绿素类物质能转化为可溶性的水解产物，如叶绿素a 、b 在叶绿素酶的作用下 4 脱去植醇，形成脱植基叶绿酸a 、b ，二者分别呈现蓝绿色和黄绿色，能溶于水而影响 汤色：脱镁叶绿素a 、b 在叶绿素酶的作用下也能脱植醇成为脱镁叶绿酸a 、b ，分别 呈灰绿色和黄色，能溶于水而影响汤色( 陆松侯，2 0 0 1 ) 。 1 2 - 2 绿茶饮料的汤色劣变机理 绿茶饮料的褐变主要缘于茶汤中叶绿素的破坏和多酚类的氧化。绿茶中多酚和叶 绿索在浸提、高温杀菌、热罐装等高温处理工序中容易造成氧化和破坏，从而导致茶 水汤色褐变( 林亲录等，1 9 9 4 ) 游离的叶绿素很不稳定，对光，热敏感，在稀碱中 可以皂化为鲜绿色的叶绿酸( 盐) 、叶绿醇及甲醇；在酸性条件下，叶绿素中的镁原 子可以被氢原子所取代，形成灰褐色至黑褐色的脱镁叶绿素( 屠幼英，1 9 9 4 ) ，在叶 绿素酶的作用下可生成脱叶绿醇基叶绿素( 叶绿酸酯) ，在酸、热条件下，脱叶绿醇 基叶绿素会迸一步脱镁形成脱镁脱叶醇基叶绿素( 李再兵等，2 0 0 1 ；黄文等，2 0 0 1 ) ( 如图1 - 2 ) 。 大多数多酚类物质是无色的，但当p h 值发生变化或氧化时就会呈现红色至褐色。 多酚类的氧化途径为：多酚类一邻醌一茶黄素一茶红素。因此，氧化程度越深，则茶 汤的色泽越深。同时，多酚类与某些金属离子反应，会生成带有特定颜色的物质，如 茶汤中加入少量的f e p 就会产生紫黑色沉淀，对绿茶饮料产生不利影响。绿茶饮料在 贮放过程中，由于茶汤中叶绿素的分解以及多酚类氧化，其色泽也会不断加深，高温 或不利p h 值下，色泽变化加快。 叶绿素一q 。瘩鳃 - 叶绿酸、叶绿醇、甲醇 脱叶绿醇 脱叶绿醇 素 ( e h l o r o p h y l l i d e ) ( p h e o p h o r b i d e ) 图1 2 叶绿素的降解方式 f i g u r e1 - 2d e g r a d a t i o no f c h l o r o p h y l l 埘+ 1 2 3 加工原料对绿茶饮料汤色的影响 目前，我国绿茶饮料加工方法有3 种，一是干茶浸提后进行调配加工；二是采用 绿茶浓缩汁或绿茶粉直接进行调配和加工；此外，采用绿茶鲜汁调配加工是近年来兴 起的一种新的绿茶饮料加工方法。通常认为，液态茶饮料的生产工艺由提取、过滤、 调配、罐装、灭菌、外包装6 个主要工序组成( 罗龙新，1 9 9 6 ) 。 高品质的茶饮料需要有合适的原料，优质的原料并不一定可以生产出优质的茶饮 料，比如级别高的茶嫩度好，可溶性成分含量较高，但在饮料加工过程中控制不好， 便容易出现浑浊及“熟汤味”。虽然中低档茶叶品质一般，但价格便宜，而且茶饮料 品质容易控制，因此生产上常采用品质正常的中低档绿茶原料。另外，由于茶叶在贮 藏过程中多酚类物质的氧化而导致品质劣交，因此在生产茶饮料时应使用新鲜原料 加工前将茶叶进行复火等前处理，也能有效的去除茶叶中的粗老气，从而达到改善茶 饮料品质的目的。 绿茶于茶以及汤色的色泽是其加工工艺所决定的。有报道显示( 萧伟祥等，1 9 8 9 ) ， 在鲜叶摊放或贮存过程中，叶绿素可在叶绿素酶作用下脱去叶绿醇基形成脱叶绿醇基 叶绿素。杀青过程中脂溶性色素变化最为明显，罗龙新( 1 9 9 4 ) 等研究表明，杀青过 程中，高温使蛋白质变性，终止酶活性，同时，叶绿素被释放出来，在湿热条件下， 茶叶中氢离子浓度增加，加剧了叶绿素的脱镁反应，因此叶绿素a 、叶绿素b 和叶黄 素含量明显下降，脱镁叶绿素a 、脱镁叶绿素b 、叶绿酸酯b 、脱镁叶绿酸酯b 相应增 加。倪德江等( 1 9 9 7 ) 也认为，杀青工序和揉捻后做形前期是叶绿素破坏和脱镁叶绿 素形成的主要阶段。在绿茶加工过程中，类胡萝h 素的种类和含量都明显减少( s u z u k i y 等，2 0 0 3 ) 。而钟映富等( 2 0 0 4 ) 则认为，烘干前期和后期叶绿素降解最快茶叶 贮藏对茶叶时绿素也有影响，茶叶含水量越高，时绿素含量下降越快( 管惠贤等， 1 9 9 5 ) 。总之，绿茶加工过程中，叶绿素发生脱镁脱叶绿醇基反应。叶绿素降解率是 反映茶叶色泽品质的重要指标，是茶叶中的酶、含水量、温度、p h 值等因子共同作 用的结果，叶绿素降解以杀青工序和干燥前期最为主要。其它脂溶性色素在绿茶加工 过程中也发生分解，并参与绿茶色泽的形成。 绿茶鲜汁直接以杀青叶为原料，简化了茶饮料生产工艺、缩短了工艺流程，可有 效地节约能源。早在8 0 年代中期我国就有学者开始了关于茶叶鲜汁生产茶饮料的研 究。早期茶叶鲜汁研究者主要的研究目标是降低生产成本( 张堂恒，1 9 8 4 ) 。8 0 年代 后期，茶鲜汁的研究目的是以提高茶汁的提取率为主( 张堂恒，1 9 8 5 ；辜博厚，1 9 8 7 ： 6 周文棠等，1 9 8 8 ；完善杨等，1 9 8 8 ) 。进入9 0 年代后，随着茶饮料开发和生产，茶叶 鲜汁研究重点是鲜茶汁保鲜及鲜汁饮料生产工艺( 杨贤强，1 9 9 0 ；z h a a gt a n g h e n ， 1 9 9 2 ) 。近年来，绿茶鲜汁的研究也取得了一定的成效( 蒋文莉，2 0 0 3 ；张凌云，2 0 0 3 b ) ， 在国内外相继出现了鲜绿茶浓缩汁和绿茶鲜汁饮料。2 0 0 2 年9 月我国福建宁德投资 1 3 0 0 万建设了福建省首家鲜茶汁生产线，2 0 0 4 年在日本茶饮料市场出现了以绿茶鲜 汁为原料并配以绿茶粉等辅料的新型茶饮料。 现有绿茶鲜汁饮料的工艺流程与传统绿茶饮料基本相同，两者的主要区别在于茶 汁的获得方法。绿茶鲜汁饮料的主要工艺流程为，鲜叶一摊放一杀青一粉碎一过滤一 调配一稀释装瓶一压盖密封一灭菌一鲜绿茶水( 蒋文莉，2 0 0 4 ) 张凌云等( 2 0 0 3 b ) 比较了蒸汽杀青叶与蒸青干茶浸提、灭菌前后的感官品质，结果表明，杀青冷藏叶提 取物有较好的感官品质，绿度明显好于蒸青绿茶。有研究表明，在色泽方面，绿茶鲜 汁的汤色较绿，有较好的明亮度：在滋味方面，绿茶鲜汁滋味较鲜醇爽口，富于浓厚 感；香气以清香为主，略带青草气：在营养功效方面，绿茶鲜汁的营养和药效作用比 烘青茶汤更为完善；另外，咖啡碱在低温条件下提取率比较低( 蒋文莉等，2 0 0 3 ) 。 因此，绿茶鲜汁饮料的以上优点更符合现代人的健康饮食观念，它具有较好的市场前 景，正被众多生产企业所关注。 1 2 4 浸提水质对茶饮料汤色的影响 水是茶饮料加工中最重要的原料之一，通常纯茶饮料中的可溶性固形物含量仅为 0 2 v o 5 ，果汁或果味茶饮料固形物含量也在2 0 以下，因而水在茶饮料中的比重 是最高的，水质的好坏对茶饮料品质有明显的影响。大量研究认为，水中钙、镁、铁、 氯等离子含量对茶饮料汤色有不利影响，因为水中的钙、镁等离子易与茶汤中的组分 ( 如茶多酚) 发生络合，产生颜色反应或沉淀，甚至茶饮料的味道也发生改变( 郭炳 莹等，1 9 9 1 ；林亲录等，1 9 9 4 ；彭新，1 9 9 7 ) 。当水中铁离子含量达n 5 m g l 时，茶 汤色泽就会变黑，水中钙离子含量达到4 m g l 时，茶味会很苦。马红彦等( 2 0 0 2 ) 研 究表明，自来水浸提的茶汁储藏一段时间后，茶汤偏棕红，可能与自来水中含有一定 程度的金属离予有关，而且自来水中氯离子偏多，也易引起多酚类物质的氧化或产生 氯味，严重影响茶饮料风味。 杨延群( 1 9 9 5 ) 认为蒸馏水萃取，汤色虽好，苦涩味强，成本高；而经过深层过 滤的矿泉水，萃取的茶汤滋味甘醇，品质较好。但是含较多矿质离子的水萃取的茶汤 比较浑浊，而且电导率越高，萃取的茶汤颜色变化越明显，金属离子螯合剂可对电导 率较大的矿泉水中矿质离子进行螯合，减小离子对茶汤的负面效应( 李小满，2 0 0 1 b ) 因此应选用p h 值为6 7 7 2 、铁离子含量4 、- t 2 m g l ，暂时硬水的化学物质总含量 低于1 0 m g l 或永久硬水的化学物质总含量低于3 - 4 m g l 的纯净水作为萃取用水 ( k h a r a b o r t ys 等，1 9 7 1 ) 如果以自来水为原料，必须进行水质的再处理，可采用 0 1 6 - 0 1 4 p a n 砂芯棒和静电银离子沉淀器两极过滤，以除去部分无机离子和杂质( 季玉 琴等，1 9 8 9 ) ，或者采用电渗析法和中空纤维素膜法( o 2 0 t t m 以下) 进行多级处理， 也可以达到绿茶饮料生产用水的要求。 1 2 5 热处理及贮