摘要：為減少茶葉粉碎過程中熱敏性物質(zhì)損失，提出茶葉低溫液氮粉碎的新方法。該論文以綠茶為原料，在粉碎過程中添加液氮，比較常規(guī)粉碎與低溫液氮粉碎方法處理對綠茶粉品質(zhì)的影響。

結(jié)果表明，與常規(guī)粉碎法相比，液氮粉碎法的出粉率高，所得的茶粉泡制成的茶湯在色澤、滋味和品質(zhì)評分上明顯占優(yōu)，其水浸出物中茶多酚、咖啡堿、游離氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖等功效成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別高出25.12%、10.12%、9.50%、6.75%、12.63%、9.05%；2種茶粉的香氣成分組成基本相同，但液氮粉碎法所得茶的茶粉中法呢烯、橙花叔醇、1H-吲哚、己酸-3-己烯酯、五甲基庚烷、苦杏仁苷、3-甲基丁酸2-甲基丙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別高出10.88%、13.70%、14.06%、5.61%、2.08%、24.39%、5.68%。表明液氮粉碎能較好的保留茶粉的品質(zhì)，為液氮粉碎在綠茶加工中的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：粉碎，液氮，農(nóng)產(chǎn)品，綠茶，Lab值，水浸出物，香氣成分 液氮罐

引言

茶葉的營養(yǎng)十分豐富，到目前為止，茶葉中的化學(xué)成分已經(jīng)分離鑒定的已知化合物有700多種，其中包括3.5%～7.0%的無機物和93%～96.5%的有機物組成。其中無機礦質(zhì)元素約有27種，有機化合物主要有蛋白質(zhì)、碳水化合物、茶多酚、生物堿、有機酸、色素、維生素和皂、醇、酶類等，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)茶葉中的功效成分有增強機體免疫功能、清除自由基、抗癌等保健作用。綠茶由于未經(jīng)發(fā)酵，較多地保留了鮮葉中的天然成分，其中茶多酚和咖啡堿保留85%以上，氨基酸、維生素以及礦物質(zhì)的損失也比較少，所以綠茶對人體的保健作用也就更為明顯。

在傳統(tǒng)飲茶方法中，人體并沒有完全吸收茶葉的去全部營養(yǎng)成分，一些不溶或難溶性成分，如維生素A、K、E，大部分蛋白質(zhì)，碳水化合物，胡蘿卜素及部分礦物質(zhì)等都大量留存在茶渣中。如將茶葉制成粉茶，可直接應(yīng)用于茶飲料，促使茶葉的成分的吸收；亦可添加于食品中，可制成茶糕點、茶糖果等，強化其營養(yǎng)，并賦予食品茶風(fēng)味，又使原來舍棄的膳食纖維等得以利用；粉碎后的綠茶還有助于茶多酚、咖啡堿等成分的提取。茶葉中的功效物質(zhì)和香氣成分大多是一些熱敏性物質(zhì)，由于常規(guī)粉碎方法在粉碎過程中產(chǎn)生大量的熱，從而導(dǎo)致茶葉中有效成分和香氣成分的揮發(fā)或損失，同時茶色素的氧化分解、發(fā)生褐變等。目前茶葉粉碎技術(shù)主要有常規(guī)粉碎、超細(xì)粉碎、超微粉碎等。

液氮低溫粉碎技術(shù)是在20世紀(jì)50年代末隨著液氮大量生產(chǎn)而形成的一門高新技術(shù)。近年來，液氮低溫粉碎在食品加工中開始應(yīng)用，采用液氮低溫粉碎食品可以得到微細(xì)粉末，并且揮發(fā)成分不會損失，也不會由于發(fā)熱而使食品變味、營養(yǎng)成分下降。目前液氮粉碎已開始應(yīng)用于中藥材、抗生素、甲殼素等的加工中。

本研究采用自主研制的液氮粉碎設(shè)備，控制粉碎溫度，通過液氮的低溫、排氧作用和冷脆現(xiàn)象來進行綠茶的粉碎，以求提高粉碎后茶葉的品質(zhì)，并比較普通粉碎與液氮粉碎在粉碎前后對綠茶的性質(zhì)及品質(zhì)的影響。

1、材料與方法

1.1材料與儀器

1.1.1材料及試劑

綠茶，（夏茶、普通等級），購買于興寧市南華現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司；福林酚、茶氨酸，廣州市齊云生物技術(shù)有限公司；咖啡堿，中國藥品生物制品檢定所；考馬斯亮藍(lán)G-250、牛血清白蛋白，北京鼎國生物技術(shù)有限責(zé)任公司；茚三酮、甲醇、碳酸鈉、堿式醋酸鉛、鹽酸、硫酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、苯酚、蔗糖等均為分析醇。

1.1.2主要儀器

液氮粉碎機，，配有液氮自動溫控和定量液氮噴霧系統(tǒng)。普通粉碎機為DMF-25B流水式粉碎機。色差計TC-PⅡG；TRACEGC-MS氣質(zhì)聯(lián)用儀；752N型紫外線可見光光度計；HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋；PL203電子分析天平；SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空抽慮機。

1.2試驗方法

1.2.1工藝流程

分別稱取200g低值綠茶，置于篩網(wǎng)目數(shù)依次為20、40、60、80、100目的普通粉碎機和液氮粉碎機中進行粉碎，10min后稱量粉碎機布袋中茶粉質(zhì)量。考慮到粉碎機進料的穩(wěn)定性，試驗中每個處理都進行了5次重復(fù)。

對2種粉碎機粉碎后茶粉（60目）的色澤（Lab值）、滋味物質(zhì)和功能成分含量以及香氣成分含量進行測定，分析對比2種粉碎機對茶葉的粉碎效果。1.2.2粉碎機運行參數(shù)

1）DMF-25B流水式粉碎機

電壓：220V；主軸轉(zhuǎn)速：2800r/min；電機功率：1500W。

2）低溫液氮粉碎機

電壓：220V；主軸轉(zhuǎn)速：2800r/min；電機功率：1500W；

通氮量：200～300mL/100g。

1.3測定方法

1.3.1出粉率

1.3.2茶湯色澤測定

色澤參數(shù)：L值（Lightness，亮度），在0～100之間，0表示黑色，100表示白色；a值（Redness，紅色度），表示紅綠之間的色澤，100為紅色，-80為綠色；b值

（Yellowness，黃色度），表示黃藍(lán)之間的色澤，100為黃色，-80為藍(lán)色。

分別準(zhǔn)備3份質(zhì)量為5g的茶粉，加沸蒸餾水240mL沖泡5min，趁熱用雙圈102濾紙過濾，濾液冷卻至室溫后定容至250mL。以蒸餾水為對照，用奧依克TC-PⅡG色差計測定茶湯色差。

1.3.3感官評價

按照GB/T23776-2009《茶葉感官審評方法》進行。1.3.4滋味成分分析

水浸出物含量測定GB/T8305-1987（全量法）

茶多酚含量測定GB/T8313-2008（福林酚測定法）咖啡堿含量測定GB/T8312-2002（紫外分光光度法）游離氨基酸總量測定GB/T8314-2002（茶游離氨基酸總量測定）

可溶性糖含量測定（苯酚硫酸法）可溶性蛋白質(zhì)含量（考馬斯亮藍(lán)法）1.3.5香氣成分分析（固相微萃取法）

1）香氣提取

取樣品5.0g于50mL密封頂空樣品瓶中，在40℃水溶中用固相微萃取纖維頭CAR/PDMS75μm頂空萃取30min，然后在230℃條件下解吸3min進樣。

2）香氣分析

GC條件：色譜柱HP-1(30m×0.25mm)

程序升溫：50℃(10min)～120℃（2min），升溫速率3℃/min，120℃～180℃（10min），升溫速率5℃/min。

進樣口溫度：200℃

MS條件：電離方式EI，轟擊電壓70eV，掃描范圍：35～335amu。

1.4數(shù)據(jù)處理方法

使用Excel做數(shù)據(jù)顯著性及誤差等分析

2、結(jié)果與分析

2.1液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對茶葉粉碎效果的比較

常規(guī)粉碎與液氮粉碎對綠茶粉碎效果如圖2所示。由圖2分析對比可知，在不同粉碎度下進行茶葉的粉碎，液氮粉碎機的出粉率均比常規(guī)粉碎機的出粉率要高，且隨著茶粉粒徑的增加，兩機出粉率差異更為明顯。由于流加液氮產(chǎn)生的低溫冷脆的現(xiàn)象，使茶葉更容易粉碎，且粉碎效率更高。

2.2 液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理綠茶茶湯色澤變化

研究表明，綠茶茶湯明暗度表征量L值與感官湯色評分、滋味評分和品質(zhì)總評分呈顯著正相關(guān)。紅綠色度表征量a值、黃藍(lán)色度表征量b值與綠茶湯色、滋味及品質(zhì)總評分均呈顯著負(fù)相關(guān)。如圖3，分析對比2種粉碎機制備的60目茶粉，通過單因素方差分析，可知茶湯1（液氮）的L值顯著高于茶湯2（常規(guī)）（p<0.01），其a值小于茶湯2，b值顯著小于茶湯2（p<0.01）。可見，由于液氮帶來的低溫和排氧的作用，使綠茶的色素保留率更高，利用液氮低溫粉碎后的茶粉所制備的茶湯湯色優(yōu)于普通粉碎機制備的茶粉。

2.3 液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對綠茶茶湯感官的影響

對液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對綠茶茶湯進行感官評價，如表1可知，液氮粉碎后取過60目的茶粉其色澤p<0.01）、湯色（p<0.01）上明顯優(yōu)于常規(guī)粉碎法茶粉，而其茶湯的香氣和滋味（p<0.05）也好于常規(guī)粉碎法。從評審結(jié)果可以看出，和常規(guī)粉碎法比較，液氮粉碎得到茶粉的感官品質(zhì)好（p<0.01）。 液氮罐

2.4液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對茶葉主要滋味物質(zhì)和功效成分的影響

茶葉中能溶于熱水的可溶性物質(zhì)統(tǒng)稱為水浸出物。其含量在一定程度上反映了內(nèi)含成分的多寡，也反映茶湯的厚薄和濃淡，與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)。含量越高，茶湯濃度越高，越耐泡。茶多酚、咖啡堿、茶蛋白、茶多糖、咖啡堿、茶氨酸等是茶葉的主要功效成分，賦予茶葉降血糖、降血脂、降血壓、抗血栓、增強機體免疫力、抗氧化、抗菌和抗輻射等生理功能，其含量與茶湯滋味的鮮度密切相關(guān)，與綠茶品質(zhì)呈正相關(guān)。因此，此功效成分的含量常作為主要指標(biāo)來衡量茶葉的品質(zhì)。

由圖4分析可知，分析對比2種粉碎機制備的60目茶粉，與常規(guī)粉碎法得到的茶粉相比，液氮粉碎法得到的茶粉中浸出物（p<0.01）、茶多酚（p<0.01）咖啡堿（p<0.05）、游離氨基酸（p<0.05）、可溶性蛋白（p<0.05）、可溶性糖（p<0.05）都明顯高于常規(guī)粉碎法，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了25.12%、10.12%、9.50%、6.75%、12.63%、9.05%。說明，同樣由于液氮的低溫排氧作用，液氮粉碎法比常規(guī)粉碎法能更好地保持茶葉中的功效物質(zhì)和滋味物質(zhì)。

2.5液氮粉碎與常規(guī)粉碎處理對茶葉香氣成分的影響

利用頂空萃取法分別提取液氮粉碎與常規(guī)粉碎取過60目的茶粉的香氣成分，然后進行GC-MS分析，茶粉的香氣成分氣成分如表2所示。

由表2可知，2種方法粉碎后的茶粉的香氣物質(zhì)組成特點為：萜烯、酯類含量較高，其他香氣物質(zhì)含量較少。在常規(guī)粉碎茶粉有21種主要香氣成分，與常規(guī)粉碎茶粉香氣成分相比，液氮粉碎茶粉中的香氣成分在組成上基本相同，但各成分含量卻有不同程度的變化。如羅勒烯、2-乙烯基-1，1-二甲基-3-亞甲基環(huán)己烷、芳樟醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別降低6.68%、4.30%、6.52%；法呢烯、橙花叔醇、1H-吲哚、己酸-3-己烯酯、五甲基庚烷、苦杏仁苷、3-甲基丁酸2-甲基丙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別上升10.88%、13.70%、14.06%、5.61%、2.08%、24.39%、5.68%。

法呢烯、橙花叔醇、己酸-3-己烯酯等為綠茶特征香氣的主要成分，在液氮粉碎茶粉中的含量高于常規(guī)粉碎茶粉。可見，液氮粉碎工藝更有利于保持低值綠茶的征香氣。此外，在高溫情況下，熱敏性的香氣組分特別容易受影響，如不飽和脂肪酸氧化降解生成一些脂肪族醇、醛物質(zhì)，β-胡蘿卜素?zé)峤到馍?beta;-紫羅酮等物質(zhì)。由表2可知，從常規(guī)粉碎工藝得到的茶粉中檢測到的芳樟醇氧化物要比液氮粉碎茶粉多8.10%，且在其中還檢測到β-紫羅酮成分，使得綠茶帶有焦香味，進一步說明，液氮粉碎法因低溫冷脆作用很好保持綠茶的熱敏性香氣組分。該粉碎方法工藝簡單，特別是液氮作為空氣液化分離的最大宗產(chǎn)品，隨著人們對氧氣需求量的增加，價格直線下降，已從十年前的每升20多元降為規(guī)模使用的1.0元左右，為商業(yè)利用提供了空間，為液氮低溫粉碎工業(yè)化生產(chǎn)提供了可能。液氮罐

3、結(jié)論

分析對比低溫液氮粉碎和常規(guī)粉碎方法處理綠茶后出粉率、茶湯顏色、溶出物及香氣成分得出，在大于40目后液氮粉碎法對茶葉粉碎效率明顯高于常規(guī)粉碎法。茶葉經(jīng)2種方法粉碎后制成的茶湯，茶湯1（液氮）的湯色優(yōu)于茶湯2（常規(guī)）；過60目后，與常規(guī)粉碎茶粉相比，液氮粉碎得到的茶粉中功效成分如浸出物、茶多酚、咖啡堿、游離氨基酸、可溶性蛋白、可溶性糖等質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別提高了25.12%、10.12%、9.50%、6.75%、12.63%、9.05%，香氣成分如法呢烯、橙花叔醇、己酸-3-己烯酯、1H-吲哚等分別提高10.88%、13.70%、5.61%、14.06%，且熱敏性的香氣組分β-紫羅酮、芳樟醇氧化物等更不易發(fā)生氧化，說明液氮粉碎法能夠很好地保持茶葉的品質(zhì)。