浸提时间·温度·pH对红茶水浸出物主要成分含量的影响

谢灵敏，方吉男，李忠芳，何江梅，徐 旋，王亚防*

(1.贺州学院广西康养食品科学与技术重点实验室，广西贺州 542899；2.六安市农业科学研究院，安徽六安 237000)

近现代茶产业发展的关键环节之一是研究如何通过茶叶深加工技术把茶叶中对人体有益的有效成分提取出来加以综合利用，且提取率越高，产生的经济效益和产品品质越好。茶汤的浸提工艺中对茶叶的主要有效成分含量产生影响的因素有茶树的品种、茶叶的形状、茶叶和水的比例、浸提的温度和时间、茶叶冲泡的次数及pH等。但最主要是浸提温度、浸提时间及pH这3个因素。红茶属全发酵茶类，最早是在我国明朝时期发明。昭平红茶源自广西昭平县，该茶诞生于2009年，其生化成分在养生、美容等方面具有显著功效。笔者以昭平红茶为例，通过3因素3水平正交试验探究浸提温度、浸提时间以及pH对茶叶中黄酮类化合物总量、氨基酸、可溶性糖、咖啡碱、茶多酚含量的影响，探索最佳浸提参数，以期为红茶的深加工及综合利用提供理论依据。

1 材料与方法

一级昭平红茶(粉碎，40目过筛，密封保存备用)、氯化亚锡、谷氨酸、浓盐酸、磷酸二氢钾、浓硫酸、磷酸氢二钠、无水碳酸钠、茚三酮、碱式乙酸铅、甲醇、没食子酸、福林酚、三氯化铝、纯水。电热恒温水浴锅，600 g摇摆式高速万能粉碎机，循环水式多用真空泵，可见分光光度计，电子天平，电热水壶，台式高速离心机。

正交试验设计。以浸提温度、浸提时间、pH为试验因素，进行3因素3水平正交试验设计，具体设计见表1。

表1 3因素3水平正交试验设计Table 1 3 factor 3 level orthogonal experimental design

缓冲液配制。A液：称取磷酸二氢钾(KHPO)9.073 g，用蒸馏水溶解定容至1 L；B液：称取无水磷酸氢二钠(NaHPO)9.467 g溶于1 L蒸馏水中。按表2中的配比将A液、B液分别配制成pH为6、7、8的磷酸缓冲液。

表2 磷酸缓冲液配制Table 2 Preparation of phosphoric acid buffer mL

浸提方法。称取2 g茶粉，加入到30 mL预先配制好的磷酸缓冲溶液中，过滤，取滤液定容至100 mL。

成分测定。采用福林酚法测定茶多酚含量，参照 GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》；采用茚三酮显色法测定氨基酸含量，参照 GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》；采用三氯化铝比色法测定黄酮类化合物含量；采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量。咖啡碱易溶于水，在波长274 nm左右有强烈的吸收，利用紫外-可见分光光度计在274 nm测定咖啡碱的吸光度值，确定咖啡碱含量。

使用Excel 2010和SPSS 22.0软件，采用极值分析法进行数据分析。极差值越大，表明该因素对试验指标影响程度越大。

2 结果与分析

由表3可知，当浸提温度为90 ℃、浸提时间为10 min、pH为8时，黄酮类化合物含量最高；当浸提温度为70 ℃、浸提时间为20 min、pH为8时，氨基酸含量最高；当浸提温度为80 ℃、浸提时间为15 min、pH为8时，可溶性糖含量最高；当浸提温度为70 ℃、浸提时间为10 min、pH为6时，咖啡碱含量最高；当浸提温度为70 ℃、浸提时间为20 min、pH为8时，茶多酚的含量最高。

表3 各因素对红茶水浸出物主要成分含量的影响Table 3 Effects of three factors on the content of main components of black tea extract

比较表4中值可知，对黄酮类含量的影响程度从大到小的因素依次是pH、浸提温度、浸提时间。通过比较值大小，发现浸提温度对应的值呈先下降后上升趋势，且浸提温度为90 ℃对应的值大于70 ℃和80 ℃对应的、值；浸提时间对应的值呈下降趋势，且浸提时间为10 min对应的值大于15 min和20 min对应的和值；pH为8对应的值大于pH为6、7对应的、值。

表4 红茶浸提物主要成分含量正交结果Table 4 Orthogonal results of main components of black tea extract %

由表4中值可知，氨基酸含量受pH的影响最大，其次是浸提温度和浸提时间。浸提温度对应的值呈持续下降趋势，且70 ℃对应的值大于90 ℃和80 ℃对应的、值；浸提时间对应的值呈先下降后上升的趋势，且浸提时间20 min对应的值大于15 min和10 min对应的、值；pH对应的值呈持续上升的趋势，且 pH为8对应的值大于pH为6、7对应的、值。

由表4可知，3个因素对可溶性糖含量的影响程度从大到小依次是浸提温度、浸提时间和pH。通过比较浸提时间、浸提温度、pH的值可以发现，温度的值呈先上升后下降的趋势，且浸提温度80 ℃对应的值大于90℃和70℃对应的、值；浸提时间对应的值呈先上升后下降的趋势，且浸提时间15 min对应的值大于20 min和10 min对应的、值；pH对应的值呈先下降后上升的趋势，且pH为8对应的值大于pH为6、7对应的、值。

由表4可知，对于咖啡碱含量，3个因素对咖啡碱含量产生最大影响的是浸提温度，其次是浸提时间。浸提温度对应的值呈下降趋势，且浸提温度70 ℃对应的值大于90 ℃和80 ℃对应的、值；浸提时间对应的值呈下降趋势，且浸提时间10 min对应的值大于20 min和15 min对应的、值；pH对应的值呈下降趋势，且pH为6对应的值大于pH为8、7对应的、值。

由表4可知，对于茶多酚含量的测定，对其影响从大到小的因素依次是浸提时间、pH、浸提温度。浸提温度对应的值呈下降趋势，且浸提温度70 ℃对应的值大于90 ℃和80 ℃对应的、值；浸提时间对应的值呈持续上升，且浸提时间20 min对应的值大于10 min和15 min对应的、值；pH对应的值呈先上升后下降趋势，且 pH为7对应的值大于pH为8、6对应的、值。

3 结论与讨论

根据试验结果可以得出，浸提时间、浸提温度、pH 3个因素对检测出的黄酮类化合物、氨基酸、可溶性糖、咖啡碱和茶多酚含量有不同程度的影响。黄酮类化合物含量对pH变化最敏感，其次是浸提温度，最后是浸提时间，当浸提温度为90 ℃、浸提时间为10 min、pH为8时，黄酮类化合物含量最高。各因素对氨基酸含量的影响程度从大到小表现为pH>浸提温度>浸提时间，当浸提温度为70 ℃、浸提时间为20 min、pH为8时，氨基酸含量最高。对可溶性糖含量影响最大的是浸提温度，其次是浸提时间，最后是pH，当浸提温度为80 ℃、浸提时间为15 min 、pH为8时，可溶性糖含量最高。对咖啡碱含量影响最大的是浸提温度，其次为浸提时间和pH，且当浸提温度为70 ℃、浸提时间为10 min、pH为6时，咖啡碱含量最高。对茶多酚含量影响最大的是浸提时间，其次依次为pH、浸提温度，当浸提温度为70 ℃、浸提时间为20 min、pH为8时，茶多酚含量最高。