不同粉碎技术对抹茶品质特性的影响

来源:用户上传      作者:

　　摘 要 以碾茶为原料，用电动石磨、气流、球磨和卧式连续式撞击粉碎技术加工抹茶。经研究分析，卧式连续式撞击粉碎的抹茶颗粒最细，适合加工颗粒要求高的产品;石磨粉碎的色泽最好，颗粒细，但产能低，适合高档产品的生产;球磨粉碎的重金属污染最小，有效成分保留率也高，适合规模化生产;气流粉碎的色泽最差，重金属污染影响大，但产能高，适合低档抹茶的生产。
　　关键词 粉碎技术;抹茶;品质分析
　　中图分类号：TS272.4 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.29.094
　　抹茶是以覆盖遮荫技术栽培的茶树鲜叶为原料，经过杀青、干燥、超微粉碎等特殊工艺制成的纯天然、超微细的粉末状茶产品。目前，抹茶已成功应用于食品和日用品等行业中，加工的茶食品和茶日用品的茶风味明显，还充分利用了茶的营养保健功能，发展趋势很好。但由于原料、加工和粉碎技术的不同，产品的品质差别也很大，特别是产品的色泽和粒径。通过遮荫栽培技术和改进杀青方式来提高叶绿素含量[1]的此技术已应用于生产。对颗粒的研究基本上还局限于对单机粉碎设备的研究，如金寿珍[2]采用振动撞击式粉碎技术研制的茶粉设备投资低、产品颗粒细、产出高;张承祥等[3]用气流粉碎技术制备的茶粉粉碎速度快、成本低;李琳等[4]用球磨粉碎技术制备的茶粉平均粒径小。而对于不同粉碎设备生产的抹茶在色泽、品质特性、颗粒以及设备对产品重金属带来的污染等尚不清楚。基于此，以一级碾茶为原料，采用球磨机、气流粉碎机、电动石磨机和卧式撞击粉碎机4种粉碎设备，以单机粉碎的最佳技术参数制成4种抹茶，通过感官审评、颗粒粒径、细胞破碎率、色差和叶绿素含量、营养特性成分，以及设备对产品重金属的污染进行分析，研究不同粉碎技术对抹茶品质特性的影响。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料与试剂
　　试验材料为绍兴御茶村茶业有限公司生产的一级碾茶。
　　试剂包括丙酮、碳酸钙、乙醚、氯化钠、无水硫酸钠、盐酸、氢氧化钾。
　　1.2 设备与仪器
　　第三代30型电动石磨机，福建泉州禹昊石材有限公司生产;6CLQM-30卧式连续式撞击粉碎机，绍兴越丰茶叶机械有限公司生产;QF-488气流粉碎机，江苏密友粉体新装备制造有限公司生产;AY-20型球磨粉碎机，绍兴御茶村茶业有限公司生产;200型粒径测定仪，丹东贝斯特化工有限责任公司生产;HunterLab色差仪，中美合资上海信联创作电子有限公司生产;E2695高效液相色谱仪，美国沃特世（Waters）公司生产;S433D氨基酸分析仪，德国赛卡姆（Sykam）生产;UV 2550紫外可见分光光度计，日本岛津（Shimadzu）生产;电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS），美国赛默飞世尔科技公司生产。
　　1.3 试验方法
　　1.3.1 試验材料的制备
　　用电动石磨机、卧式连续式撞击粉碎机、气流粉碎机和球磨机4种粉碎设备在不添加抗结剂和助磨剂的情况下，按4种粉碎设备单机试验的最佳技术参数条件分别对一级碾茶超微粉碎，制得4种不同粉碎设备粉碎的抹茶试验样品，单机试验产能条件及制备样品见表1。
　　1.3.2 粒径及细胞破碎率的测定
　　取适量抹茶样品放入置有去离子纯净水的玻璃容器内，在涡旋混合器超声分散30s，介质折射率为1.333，样品折射率为1.520±0.100 1，用丹东贝斯特200型粒径测定仪分别对4种抹茶样品进行粒度分析，测量在样品累计粒度百分比为10%、50%、60%和90%时所对应的粒径D10、D50、D60和D90，以及跨度（SPAN）和细胞壁破碎率η。
　　1.3.3 色差值的测定
　　取适量抹茶样品置于透明比色皿中，用HunterLab色差仪测定样品的L、a、b值。L值表示明亮度，L值越大表明粉体的亮度越亮，反之则越暗;a值表示红绿度，表明绿色的a值为负值，负值的绝对值越大，绿色越深;b值表示黄蓝度，负值表示粉体为蓝色，负数的绝对值越大，蓝色越深，反之为正值时，为黄色，数值越大黄色越深。
　　1.3.4 叶绿素的测定
　　称取2 g抹茶样品，加30 mL 80%的丙酮、0.5 g碳酸钙，过滤，再用80%的丙酮洗至无色，定容至100 mL，吸取50 mL丙酮萃取液于装有50 mL乙醚的分液漏斗中，加入2%氯化钠溶液30 mL，轻轻转动漏斗，分层后弃去水层，重复洗5次，再用无水硫酸钠干燥，用乙醚定容至50 mL。取10 mL乙醚萃取液加1滴浓盐酸和少量无水硫酸钠，暗处放置3 h;另取20 mL乙醚萃取液加0.01 N氢氧化钾20 mL，轻轻摇动，静置分层后弃去水溶液，将乙醚液中少量无水硫酸钠和1滴浓盐酸使其酸化，再加少量无水硫酸钠。在波长660 nm和642.5 nm处测定值，根据吸收波长和摩尔吸光系数计算叶绿素a和叶绿素b的含量[5]。
　　1.3.5 感官品质
　　感官品质按GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》[6]。
　　1.3.6 水分的测定
　　水分的测定按GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 水分的测定》[7]。
　　1.3.7 游离氨基酸的测定
　　游离氨基酸的测定按GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》[8]。
　　1.3.8 茶多酚和儿茶素类含量的测定
　　茶多酚和儿茶素类含量的测定按GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》[9]。
　　1.3.9 咖啡碱的测定
　　咖啡碱的测定按GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》[10]。
　　1.3.10 维生素C的测定
　　维生素C的测定按GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》[11]。 　　1.3.11 茶氨酸的测定
　　茶氨酸的测定按GB/T 23193—2017《茶叶中茶氨酸的测定 高效液相色谱法》[12]。
　　1.3.12 金属元素的测定
　　金属元素的测定按GB 5009.268—2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》[13]。
　　2 结果与分析
　　2.1 4种粉碎方式抹茶感官品质分析
　　4种粉碎方式抹茶的感官品质结果见表2。由表2可知，电动石磨和卧式连续式撞击粉碎的外形色泽翠绿、鲜活，汤色翠绿，呈现的清香明显，舒适感好，感官总分达93.0分，气流粉碎的外形色泽、汤色色泽偏黄，滋味较清醇，品质相对较差。
　　2.2 粉碎方式对抹茶粒径及细胞破碎率分析
　　4种粉碎方式抹茶的粒径及细胞破碎率结果见表3，D10、D50、D60和D90的粉体见图1。从表3可知，粉体粒径D60、中位径D50和跨度SPAN都是卧式连续式撞击粉碎方式制得的抹茶为最小，细胞破碎率也最高，达100%，这主要是在粉碎过程中，物料受力比较均匀，使粉体间的间距缩短，提升了物料的粉碎效果;石磨粉碎的次之;而球磨粉碎抹茶的粒径和中位径相对较大，细胞破碎率也低，这主要是球磨粉碎是通过球磨机内设金属球之间的碰撞，物料在依靠金属球之间碰撞产生的摩擦力进行粉碎的，而球体间碰撞对物料的受力是不均匀的。
　　从4种粉碎方式粒径分布结果（见图1）可知，D10差别不明显，D50、D60和D90的值均逐渐上升，但D50和D60变化小于D90，气流粉碎D90的值最大，卧式连续工撞击粉碎的为最小，颗粒最细。
　　2.3 4种粉碎方式抹茶色差值和叶绿素含量的分析
　　4种粉碎方式抹茶色差值和叶绿素见表4。由表4可知，卧式连续式粉碎的抹茶L值、a值最大，亮度和显绿程度最好，石磨粉碎的次之，球磨粉碎的亮度最低、气流粉碎的显绿程度最差，但同时卧式粉碎的b值也最大，显黄程度较高。从叶绿素组成及含量的结果可知：石磨粉碎的抹茶叶绿素a和叶绿素总量最高，叶绿素a和叶绿素总量的保留率分别达119.5%和120.3%（产生叶绿素含量比原料高的原因，是由于抹茶的颗粒远低于原料磨碎样检测要求的颗粒，使其浸出率明显提高），色泽最绿，这是由于在石磨粉碎过程中，物料的温度没有上升，叶绿素不会因温度上升发生转化，球磨粉碎的次之，气流粉碎的最差，主要是由于气流粉碎过程中物料的温度上升明显，最高时可达70 ℃左右，致叶绿素遭到破坏。
　　2.4 4种粉碎方式抹茶有效特性成分分析
　　4种粉碎方式抹茶的有效特性成分分析结果见表5。由表5可知，球磨粉碎的抹茶茶多酚和儿茶素含量最高，石磨粉碎的维生素C含量最高，产生茶多酚、儿茶素和维生素C含量比原料高的原因，是由于抹茶的颗粒远低于原料磨碎样检测要求的颗粒，使其浸出率明显提高;气流粉碎的抹茶咖啡碱和茶氨酸损失较多，这主要是由于气流粉碎时物料的温度升高，咖啡碱受温度影响升华，茶氨酸部分被分解成谷氨酸和乙胺所致。4种粉碎方式对游离氨基酸含量影响不明显。
　　2.5 4种粉碎设备对抹茶重金属元素的影响
　　4种粉碎设备对抹茶产品重金属元素的影响见表6。由表6可知，臥式连续式撞击粉碎造成的抹茶Pb和Cd污染最大，气流粉碎的抹茶受到的Al污染最大，石磨粉碎的对Pb有一定的影响，但比卧式连续式撞击粉碎的要小，总体上球磨粉碎对抹茶重金属的污染相对较小，这主要是由于粉碎设备材质的不同，设备本身所含的重金属不同，粉碎过程中对抹茶造成的重金属污染也不同，而抹茶目前应用于食品中较多，制成的抹茶食品都是直接食用的，抹茶中重金属含量多少非常重要。因此，球磨粉碎的抹茶产品用于食品中的安全性最高。
　　3 结论
　　基于4种不同粉碎方式对抹茶感官审评、粒径和细胞破碎率、色差和叶绿素、特性有效成分保留和设备对抹茶产品重金属污染的研究结果表明：石磨粉碎的抹茶感官品质好、色泽绿，细胞破碎率和维生素C保留率高，但产能低;卧式连续式撞击粉碎的抹茶粉体颗粒小且均匀性好、细胞破碎率高，对有效特性成分的破坏总体较小，但设备对产品Pb的污染较大;球磨粉碎对抹茶产品重金属的污染最小;气流粉碎色泽最差，咖啡碱和茶氨酸的破坏也较大，维生素C破坏最多，设备对产品Al污染最大，但产能高。总体来说，4种粉碎方式各有优缺点，卧式撞击粉碎方式适用于对颗粒要求较高抹茶产品的生产，气流粉碎适用于低档抹茶的生产，石磨适用于高档抹茶的生产，球磨粉碎的适用相对比较广。
　　参考文献：
　　[1] 舒华，王盈峰，张士康，等.遮荫对茶树新梢叶绿素及其生物合成前体的影响[J].茶叶科学，2012，32（2）：115-121.
　　[2] 金寿珍.超微绿茶粉加工技术的研究[D].北京：中国农业科学院，2009.
　　[3] 张承祥，汪保根.超微茶粉生产技术[J].技术与市场，2009（1）：109.
　　[4] 李琳，刘天一，李小雨，等.超微茶粉的制备与性能[J].食品研究与开发，2011（1）：53-56.
　　[5] 李名君，朱衍.茶叶中叶绿素组分的系统测定[J].中国茶叶，1984（2）：33-35.
　　[6] 全国茶叶标准化技术委员会.GB/T 23776—2018 茶叶感官审评方法[S].北京：中国标准出版社，2018.
　　[7] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 5009.3—2016 食品安全国家标准水分的测定[S].北京：中国标准出版社，2016.
　　[8] 全国茶叶标准化技术委员会.GB/T 8314—2013 茶游离氨基酸总量的测定[S].北京：中国标准出版社，2013.
　　[9] 国家市场监督管理总局.GB/T 8313—2018 茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法[S].北京：中国标准出版社，2018.
　　[10] 全国茶叶标准化技术委员会.GB/T 8312—2013 茶 咖啡碱测定[S].北京：中国标准出版社，2013.
　　[11] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 5009.86—2016 食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定[S].北京：中国标准出版社，2016.
　　[12] 全国茶叶标准化技术委员会.GB/T 23193—2017 茶叶中茶氨酸的测定高效液相色谱法[S].北京：中国标准出版社，2017.
　　[13] 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.GB 5009.268—2016 食品安全国家标准食品中多元素的测定[S].北京：中国标准出版社，2016.
　　（责任编辑：赵中正）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15116857.htm