无糖青砖茶饮料的制备及货架期预测

刘欣雨1,孙玥1,易怀慧1,朱善玉2,杨云秋1,蔡荟梅1,张梁1,李大祥1,宛晓春1,彭传燚1 *

(1.安徽农业大学 茶业学院/茶树种质创新与资源利用全国重点实验室,安徽 合肥 230036;2.安徽省茶业集团有限公司,安徽 合肥 230036)

摘 要该文以青砖茶为研究对象,首先优化浸提条件,采用纳滤技术选择性脱除氟离子,经喷雾干燥后制备脱氟速溶青砖茶粉;随后利用模糊数学感官评价确定无糖青砖茶饮料的最佳配方,分析贮藏期间的品质变化,并对其货架期进行预测。结果表明:最佳浸提条件为浸提温度80 ℃、茶水比1∶90 (g/mL)、浸提时间30 min;无糖青砖茶饮料的最佳配方为脱氟速溶青砖茶粉0.22%、抗坏血酸0.015%、茶氨酸0.025%、碳酸氢钠0.005%,该条件下的模糊数学评分最高(87.30)。在4、25 ℃和37 ℃条件下贮藏90 d,贮藏期间茶多酚、咖啡碱含量均符合GB/T 21733—2008《茶饮料》限量要求。4 ℃贮藏条件下,无糖青砖茶饮料品质最优,产品的预测货架期为9~12 个月。

关键词脱氟;青砖茶;无糖茶饮料;模糊数学法;配方;货架期

砖茶是黑茶的一种,属于后发酵茶。砖茶包括青砖茶、米砖茶、黑砖茶、花砖茶、茯砖茶和康砖茶等,其中,青砖茶外形呈长方形,色泽呈青褐,具有汤色橙红明亮、口感醇正香浓的品质特征[1]。在很长一段时间里,青砖茶都是我国的“政策性商品”,主要在西藏、内蒙、甘肃、新疆等边疆地区销售,是少数民族的生活必需品,深受当地人民的欢迎和喜爱。近年来,青砖茶因为其独特的保健功效受到越来越多的消费者关注[2-4]

青砖茶在消费者印象中的代表性产品就是琳琅满目的茶砖。近年来,随着食品工业科技的快速发展,许多青砖茶新产品纷纷出现在了市场上,例如速溶茶、袋泡茶、青砖茶食品等。吴位河等[5]研发的高VC 柿叶青砖茶含片的最佳质量比为1∶4,此时产品中VC 含量为7.18 mg/g,多酚含量为17.88 mg/g。姚敏敏等[6]开发的青砖茶饼干的最佳配方为面粉100 g、蛋液50 g、黄油20 g、白砂糖25~30 g,速溶青砖茶粉4~6 g,此条件下青砖茶饼干具有口感酥脆、色泽棕褐、茶香浓郁的品质特征。随着科技进步和人们生活方式的改变,多元化的茶产品也应运而生。这些产品不仅保留了茶叶的原始风味,还通过现代化的食品加工工艺,使得茶产品具有便捷性,更适合现代商品的流通,也让茶在现代社会中焕发出新的活力。

我国的茶饮料在20 世纪90年代开始萌芽和发展,但是茶饮料品种比较单一[7]。2004年,茶饮料进入飞速发展阶段,国外品牌纷纷进入中国市场。2010年开始,具有健康属性的果茶和纯茶饮料受到消费者的青睐[8-10]。2015年以来,在追求健康、天然的潮流影响下,纯茶饮料的无糖、低脂、低热量的优势满足了新生代的喜好[9,11]。预计2028年我国茶饮料市场总规模将突破4 000 亿元,其中无糖茶饮料已成为茶饮料中增长最快的细分领域。茶是世界上最受欢迎的饮料之一,前景十分广阔,具有很大的发展空间[12],然而市场上无糖砖茶饮料仍较少。

目前,饮茶型氟中毒依然是我国西部地区较为严重的地方病[13]。砖茶主要由粗老叶和叶梗加工而成,氟含量一般高于其他种类的茶叶[14]。本研究利用现代食品加工纳滤技术选择性脱除青砖茶中绝大部分氟离子,以脱氟速溶青砖茶粉为原料,研发青砖茶饮料,以期为青砖茶产品的多元化开发利用和高质量发展提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青砖茶:湖北省赵李桥茶厂有限责任公司;茶氨酸(食品级):新疆阜丰生物科技有限公司;碳酸氢钠(食品级):河南博明食品有限公司;抗坏血酸(食品级):石药集团维生药业有限公司;福林酚、碳酸钠(均为分析纯)、没食子酸标准品(≥99%)、癸酸乙酯(色谱级):上海麦克林生化科技股份有限公司;磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、水合茚三酮、氧化镁、氯化钠、二水合柠檬酸钠、氢氧化钠(均为分析纯)、甲醇、甲酸、正构烷烃(均为色谱级):上海阿拉丁生化科技股份有限公司;冰乙酸、硝酸(均为优级纯):无锡市展望化工试剂有限公司;谷氨酸标准品(≥99%)、咖啡因标准品(≥99%):上海源叶生物科技有限公司;平板计数琼脂:青岛海博生物技术有限公司;LB 培养基:杭州微生物有限公司。

1.2 仪器与设备

ME155DU 电子天平、FE20 pH 计:梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;HH-6 数显恒温水浴锅:金坛市杰瑞尔电器有限公司;T6 新世纪紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司;HunterLabColor-QuestXE 色差仪:上海信联创作电子有限公司;PT-SS UHT 超高温杀菌机:上海沃迪试验科技有限公司;e2695 高效液相色谱仪:美国沃特世科技有限公司;KQ-500E 超声波清洗器:昆山市超声仪器有限公司;HWSP 恒温恒湿培养箱:华德利科学器材有限公司;LDZX-50L 高压灭菌锅:上海申安仪器有限公司;TGL-16M 高速冷冻离心机:上海卢湘仪离心机仪器有限公司;9609氟离子选择电极:美国奥利龙公司;8890A+5977B 气相色谱-质谱联用仪:美国安捷伦科技有限公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器:巩义市予华仪器有限责任公司;Milli-Q 超纯水系统:美国Milli-Pore 公司;无菌耐热瓶:杭州全泉科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 速溶青砖茶浸提工艺的优化

1.3.1.1 单因素试验

分别对茶水比[1∶60、1∶70、1∶80、1∶90、1∶100、1∶120 (g/mL)]、浸提温度(50、60、70、80、90、100 ℃)和浸提时间(10、20、30、40、50、60 min)进行单因素试验,以茶汤茶多酚和游离氨基酸含量为指标,研究各因素对茶汤品质的影响。

1.3.1.2 速溶青砖茶浸提工艺的正交优化

在单因素试验的基础上,通过L9(34)正交试验对青砖茶浸提工艺进行优化,正交试验因素与水平见表1。

表1 正交试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

水平因素1 2 3 A 浸提温度/℃80 90 100 B 浸提时间/min 10 20 30 C 茶水比/(g/mL)1∶80 1∶90 1∶100

以感官评分为指标确定最佳浸提条件,感官审评参照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》,由经过专业培训的审评员采用盲评法进行感官审评,评分标准见表2。

表2 青砖茶茶汤审评评分标准
Table 2 Evaluation standards for Qingzhuan tea infusion

评定指标汤色权重/%20香气35滋味评分标准红,明亮橙红,尚明亮黄褐,欠明亮,浑浊纯正、浓郁、持久纯正、尚浓郁不纯正,粗气醇厚,回味甘爽较醇厚平淡,苦涩感官评分90~99 80~<90 70~<80 90~99 80~<90 70~<80 90~99 80~<90 70~<80 45

1.3.2 脱氟速溶青砖茶粉的制备

根据正交试验得到的最佳浸提条件,在黄山华绿园生物科技有限公司进行脱氟速溶青砖茶粉的制备,采用连续化的现代食品加工技术,即浸提→陶瓷膜过滤→纳滤→浓缩→超高温瞬时灭菌→真空喷雾干燥→脱氟速溶青砖茶粉,经分析测定,制备得到脱氟速溶青砖茶粉的脱氟率为76%。

1.3.3 无糖青砖茶饮料的研发

1.3.3.1 模糊数学感官评价方法的建立

1)饮料因素集和评语集的确定

根据茶饮料感官评定的标准,设定无糖青砖茶饮料的因素集,即感官评价的评语集U={u1u2u3u4},u1表示优(90 分),u2 表示良(80 分),u3 表示中(70 分),u4表示差(60 分)。评价因素集V=(v1v2v3v4)其中,v1代表汤色,v2 代表香气,v3 代表滋味,v4 代表组织形态。

2)感官评价指标权重的确定

茶饮料的汤色、香气、滋味、组织形态4 个因素所占的权重不同,权重代表了4 个不同因素的重要程度[15],各感官指标的评分及权重见表3。根据10 名审评员对各项因素的重要性进行评分,得出汤色、香气、滋味、组织形态4 个因素最终的权重分别为0.20、0.25、0.35、0.20。将权重集记为X={x1x2x3x4}={0.20,0.25,0.35,0.20}。

表3 各感官指标的评分及权重
Table 3 Scores and weights of each sensory indicator

感官指标汤色香气滋味组织形态各评价因素的得分汤色10滋味组织形态7 9 4香气3 10 8 4 1 2 1 0 2 6 6 8 1 0得分20 25 35 20权重0.20 0.25 0.35 0.20

3)无糖青砖茶饮料的感官评价

由安徽农业大学茶业学院的10 位学生组成感官评定小组,小组成员年龄在20~30 岁,经专业培训后,对青砖茶茶饮料进行感官评价。采用匿名审评法对无糖青砖茶饮料的汤色、香气、滋味和组织形态4 个方面进行感官评价,评价标准参考表4。

表4 青砖茶饮料的感官评价标准
Table 4 Sensory evaluation standards for Qingzhuan tea beverage

感官指标评价标准良中差汤色香气滋味组织形态优橙红明亮茶香气纯正,香气明显口感浓郁,无苦涩感澄清透明,无浑浊沉淀黄褐色,明亮茶香气较纯正,较明显口感较柔和,无苦涩感较澄清透明,轻微浑浊沉淀黄褐色,较为明亮香气寡淡,带有少许异味口感清淡,滋味微涩较澄清不透明,浑浊沉淀汤色浑浊异味明显,使人不愉悦茶味淡薄,异味明显澄清性差,沉淀较多

4)模糊数学感官评价的评分建立

依据模糊数学矩阵转化原理,将权重集 X 与模糊矩阵R 相乘,计算每个样品的综合隶属度,表示为Y=X×R,按照1.3.3.1 中的分值确定评价等级集K={90,80,70,60},依据感官综合评分公式H=Y×K 得出试验样品的感官综合得分[16],具体的计算过程如下。

同理,可以得到其他青砖茶饮料配方的模糊数学评分。

1.3.3.2 无糖青砖茶饮料最佳配方的确定

1) 单因素试验设计

以脱氟速溶青砖茶粉、茶氨酸、碳酸氢钠和抗坏血酸为配方原料。在茶氨酸添加量0.02%、碳酸氢钠添加量0.01% 和抗坏血酸添加量0.015% 的条件下,设置脱氟速溶青砖茶粉添加量分别为0.17%、0.22%、0.27%、0.32%、0.37%,编号分别为A1、A2、A3、A4、A5;在脱氟速溶青砖茶粉添加量0.27%、碳酸氢钠添加量0.01%和抗坏血酸添加量0.015%的条件下,设置茶氨酸添加量分别为0.015%、0.020%、0.025%、0.030%、0.035%,编号分别为B1、B2、B3、B4、B5;在脱氟速溶青砖茶粉添加量0.27%、茶氨酸添加量0.02% 和碳酸氢钠添加量0.01%的条件下,设置抗坏血酸添加量分别为0.005%、0.010%、0.015%、0.020%、0.025%,编号分别为C1、C2、C3、C4、C5;在脱氟速溶青砖茶粉添加量0.27%、茶氨酸添加量0.02% 和抗坏血酸添加量0.015% 的条件下,设置碳酸氢钠添加量分别为0.000%、0.005%、0.010%、0.015%、0.020%,编号分别为D1、D2、D3、D4、D5。通过审评员感官审评,计算模糊数学得分确定脱氟速溶青砖茶粉、茶氨酸、抗坏血酸和碳酸氢钠的最佳添加范围。

2)无糖青砖茶饮料最佳配方的正交优化

在单因素试验的基础上,以脱氟速溶青砖茶粉、茶氨酸、抗坏血酸和碳酸氢钠添加量为因素,进行四因素三水平的正交试验,确定无糖青砖茶饮料的最佳配方,正交试验因素与水平见表5。

表5 青砖茶饮料配方正交试验因素与水平
Table 5 Factors and levels of orthogonal experiment on the formulation of Qingzhuan tea beverage

因素水平1 2 3 A 脱氟速溶青砖茶粉添加量/%0.22 0.27 0.32 B 茶氨酸添加量/%0.020 0.025 0.030 C 抗坏血酸添加量/%0.010 0.015 0.020 D 碳酸氢钠添加量/%0.000 0.005 0.010

1.3.4 无糖青砖茶饮料货架期的预测

1.3.4.1 不同贮藏温度下无糖青砖茶饮料的品质分析

无糖青砖茶饮料经超高温瞬时灭菌(ultra-high temperature instantaneous sterilization,UHT)杀菌、灌装后分别放置在4、25、37 ℃的条件下贮藏90 d,每15 d 分析贮藏期间无糖青砖茶饮料在不同的温度下感官品质和内含成分。并对4 ℃贮藏温度下的挥发性成分进行分析。

1.3.4.2 无糖青砖茶饮料货架期的预测方法

根据加速试验的设计原理[17],将4 ℃样品作为对照样品,25 ℃样品作为模拟货架样品,37 ℃样品作为环境破坏性样品,每隔15 d 对各贮藏温度下样品进行感官审评和理化分析。当37 ℃下样品与4 ℃样品进行比较时,37 ℃的样品品质有较大差异或不能接受时,则停止试验,此时37 ℃样品存放的时间乘以3 为产品的货架期;当25 ℃下样品与4 ℃样品进行比较时,25 ℃的样品品质有较大差异或不能接受时,停止试验,此时25 ℃样品的贮藏时间是产品的货架期。

1.3.5 指标检测

游离氨基酸含量测定参考GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》;菌落总数测定参考GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验菌落总数测定》;大肠菌群测定参考GB 4789.3—2025《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》;霉菌测定参考GB 4789.15—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》;茶饮料中茶多酚含量测定参考GB/T 21733—2008《茶饮料》;茶饮料中咖啡碱测定参考GB 5009.139—2014《食品安全国家标准 饮料中咖啡因的测定》;茶饮料的挥发性成分测定:采用顶空固相微萃取(solid phase micro-extraction,SPME)结合气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)技术分析样品的挥发性成分[18];氟含量的测定参考GB/T 21728—2008《砖茶含氟量的检测方法》。

1.4 数据统计

所有试验重复3 次,试验结果以平均值±标准差的形式表示。用IBM SPSS Statistics 27 软件进行单因素方差分析,采用Duncan 多重比较法进行显著性分析。使用Origin 2021 进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 速溶青砖茶浸提工艺的优化

2.1.1 不同因素对青砖茶茶汤品质的影响

不同浸提因子对茶汤品质的影响见图1。

图1 不同浸提因子对茶汤品质的影响
Fig.1 Effects of different extraction factors on the quality of tea infusion

(a)茶水比;(b)浸提温度;(c)浸提时间。不同小写字母表示同一指标具有显著性差异(P<0.05)。

由图1 可知,以浸提的茶汤中茶多酚和游离氨基酸的含量为主要指标,当茶水比在1∶60~1∶80 (g/mL)的范围内,茶多酚和游离氨基酸含量随着加水量的增大并没有显著性变化,当茶水比为1∶90 (g/mL)时,茶汤中茶多酚含量达到最高[30.67 (mg/100 mL)]。当茶水比为1∶100 (g/mL)时,游离氨基酸含量到达最大值,为9.63 mg/100 mL。因此,选择茶水比1∶80、1∶90、1∶100(g/mL)进行正交试验。当浸提温度在50~70 ℃时,茶汤中茶多酚和游离氨基酸含量均处于上升的趋势,茶汤中游离氨基酸和茶多酚含量分别在浸提温度90 ℃和100 ℃ 时,达到最大值,分别为12.27 mg/100 mL 和41.23 mg/100 mL。因此,选择浸提温度80、90 ℃和100 ℃进行正交试验。当浸提时间达到20 min时,茶汤中茶多酚和游离氨基酸的含量分别为27.47 mg/100 mL 和 9.23 mg/100 mL;此后,随着浸提时间的延长,茶多酚和游离氨基酸的含量没有显著性变化(P>0.05)。因此,选择浸提时间10、20 min 和30 min 进行正交试验。

2.1.2 速溶青砖茶浸提工艺的正交优化

正交试验结果如表6 所示。

表6 正交试验结果分析
Table 6 Analysis of orthogonal experiment results

编号因素A 浸提温度B 浸提时间C 茶水比D 空列1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 3 2 3 2 1 2 1 3 1 2 3 3 1 2 2 3 1感官评分84.35 85.14 87.96 84.50 86.88 85.54 82.98 83.00 81.75 K2 K3 k1 k2 k3 R 257.45 256.92 247.73 85.82 85.64 82.58 3.24 251.83 255.02 255.25 83.94 85.01 85.08 1.14 252.89 257.82 251.39 84.30 85.94 83.80 2.14 252.98 253.66 255.46 84.32 84.55 85.15 0.83

由表6 可知,3 个浸提因素对青砖茶浸提液的感官评分影响顺序为A(浸提温度)>C(茶水比)>B(浸提时间)。青砖茶茶汤浸提的最优组合为A1B3C2,即浸提温度为80 ℃、茶水比1∶90 (g/mL)、浸提时间30 min,此时的感官评分最高,为87.96。

2.2 无糖青砖茶饮料的制备

2.2.1 无糖青砖茶饮料配方的单因素试验

无糖青砖茶饮料配方的单因素试验结果见图2。

图2 无糖青砖茶饮料配方的单因素试验结果
Fig.2 Single-factor experimental results of sugar-free Qingzhuan brick tea beverage

(a)脱氟速溶青砖茶粉添加量;(b)茶氨酸添加量;(c)抗坏血酸添加量;(d)碳酸氢钠添加量。不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。

由图2 可知,以模糊数学感官评分为指标,通过单因素试验得出最佳添加量范围,再进行正交试验优化,得到无糖青砖茶饮料的最佳配方。脱氟速溶青砖茶粉作为饮料的主要原料,对茶饮料的风味品质有很大的影响。由图2(a)可知,当脱氟速溶青砖茶粉添加量为0.27% 时,饮料的感官品质最好,模糊数学评分最高(85.75)。随着脱氟速溶青砖茶粉的继续增加,饮料的茶味变重,滋味酸涩,模糊数学评分下降。由图2(b)可知,茶氨酸作为饮料的调味剂[19],当茶氨酸添加量为0.025% 时,饮料中的酚氨比达到最佳,模糊数学评分最高(85.45)。随着茶氨酸的继续增加,酚氨比降低,茶味变淡,饮料的风味不协调,模糊数学评分变低。由图2(c)可知,抗坏血酸作为抗氧化剂,当抗坏血酸添加量为0.015% 时,模糊数学评分最高(87.00)。当抗坏血酸添加量继续增加,饮料的pH 值上升,滋味逐渐变咸,模糊数学评分下降。碳酸氢钠是酸碱调和剂[20],保证茶饮料的风味和稳定性。由图2(d)可知,当碳酸氢钠添加量低时,饮料的口感较酸,当碳酸氢钠添加量为0.005% 时,饮料的模糊数学评分最高(87.10)。随着碳酸氢钠添加量的继续增加,pH 值升高致使饮料的口感变咸,风味变得让人不适。综上,选择脱氟速溶青砖茶粉添加量0.22%、0.27%、0.32%,茶氨酸添加量0.020%、0.025%、0.030%,抗坏血酸添加量0.010%、0.015%、0.020 和碳酸氢钠添加量0.000%、0.005%、0.010%进行后续正交试验。

2.2.2 无糖青砖茶饮料配方的正交优化

以无糖青砖茶饮料的模糊数学评分为评价指标,进行L9(34)正交试验,结果如表7 所示。

表7 正交试验结果分析
Table 7 Analysis of orthogonal experiment results

编号因素A 脱氟速溶青砖茶粉添加量B 茶氨酸添加量C 抗坏血酸添加量D 碳酸氢钠添加量1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1模糊数学评分80.90 87.30 80.65 78.70 75.70 75.20 73.65 72.90 74.00 K2 K3 k1 k2 k3 R 248.85 229.60 220.55 82.95 76.53 73.52 9.43 233.25 235.90 229.85 77.75 78.63 76.62 2.01 229.00 240.00 230.00 76.33 80.00 76.67 3.67 230.60 236.15 232.25 76.87 78.72 77.42 1.85

由表7 可知,4 个因素对茶饮料的模糊数学评分影响先后顺序为A>C>B>D,说明影响无糖青砖茶饮料风味的主要因素依次为脱氟速溶青砖茶粉添加量、抗坏血酸添加量、茶氨酸添加量和碳酸氢钠添加量,最佳配方为A1B2C2D2,即脱氟速溶青砖茶粉添加量0.22%、茶氨酸添加量0.025%、抗坏血酸添加量0.015%、碳酸氢钠添加量0.005%。

2.3 无糖青砖茶饮料货架期的预测

2.3.1 贮藏期间主要品质成分的变化

贮藏期间无糖青砖茶饮料的茶多酚、游离氨基酸和咖啡碱含量变化如图3 所示。

图3 无糖青砖茶饮料贮藏期间的主要品质成分变化
Fig.3 Changes in the main components of sugar-free Qingzhuan tea beverage during storage

(a)茶多酚含量;(b)游离氨基酸含量;(c)咖啡碱含量。不同小写字母表示同一贮藏温度下差异显著(P<0.05)。

由图3(a)可知,在0~45 d 贮藏时间范围内,4、25 ℃和37 ℃的贮藏条件下,饮料中茶多酚的含量整体呈上升的趋势,随后茶多酚含量逐渐下降。抗坏血酸的添加有效的保护了茶多酚,防止被氧化[21],随着贮藏时间延长,抗坏血酸自身被氧化而失去了作用,茶多酚不断被氧化,且与茶饮料内的咖啡碱和氨基酸等物质络合,含量降低。贮藏90 d 后,在4、25 ℃和37 ℃条件下贮藏的茶饮料样品中茶多酚的含量分别为57.49、55.93 mg/100 mL 和53.71 mg/100 mL,均满足GB/T 21733—2008 中茶多酚的含量标准(≥300 mg/kg)[22]

由图3(b)可知,在0~30 d 贮藏时间范围内,茶饮料中的游离氨基酸含量呈上升的趋势,随后随着贮藏时间的延长呈逐渐下降趋势。碳酸氢钠作为酸碱调节剂,使饮料内部环境呈碱性状态,这促进蛋白质释放氨基酸,使游离氨基酸含量上升,这与窦宏亮[23]报道的绿茶饮料在贮藏初期游离氨基酸含量增加的结果一致。随着贮藏时间延长,游离氨基酸开始被氧化分解,含量逐渐下降。贮藏90 d 后,在4、25 ℃和37 ℃条件下贮藏的茶饮料中游离氨基酸含量分别为32.28、30.96 mg/100 mL 和29.46 mg/100 mL。由图3(c)可知,无糖青砖茶饮料咖啡碱含量在贮藏期间保持稳定,且菌落总数、大肠菌群和霉菌均未检出,符合GB/T 21733—2008 中咖啡碱的含量要求(≥ 40 mg/kg)和微生物卫生指标[22]

2.3.2 无糖青砖茶饮料的感官变化及货架期预测

无糖青砖茶饮料贮藏期间汤色变化见图4。

图4 无糖青砖茶饮料贮藏期间汤色变化
Fig.4 Color changes of sugar-free Qingzhuan tea beverage during storage

由图4 可知,在90 d 贮藏期内,无糖青砖茶饮料的汤色随着贮藏温度的升高和贮藏时间的延长而变深、变暗,特别是贮藏在37 ℃的条件下,汤色变化最明显。贮藏过程中茶饮料汤色的变化,是茶饮料的产业共性问题[24]。无糖青砖茶饮料贮藏90 d 感官审评的模糊数学评分如图5 所示。

图5 无糖青砖茶饮料贮藏期间模糊数学评分变化
Fig.5 Changes in sensory score of sugar-free Qingzhuan tea beverage during storage

不同小写字母表示同一贮藏温度下差异显著(P<0.05)。

由图5 可知,4 ℃贮藏条件下,茶饮料的感官品质保持稳定(P>0.05);25 ℃贮藏条件下,茶饮料的模糊数学评分在贮藏45 d 内保持稳定(P>0.05),随着贮藏时间延长,产品汤色变暗、茶味变淡、滋味酸涩,模糊数学评分呈现显著的下降(P<0.05)。在37 ℃下贮藏的茶饮料,贮藏60 d 后模糊数学评分下降显著,但仍具有青砖茶的基本品质特征。因此,无糖青砖茶饮料不适合在高温下贮藏,4 ℃冷藏最佳,此时无糖青砖茶饮料的品质和风味保存效果最好。

根据4、25、37 ℃ 3 个贮藏温度下的茶饮料样品的理化成分和感官品质变化,按照货架期预测的方法[17],无糖青砖茶饮料4 ℃时的货架期是9~12 个月,这与市售的茶饮料和植物饮料基本一致[17,25]。陈金华等[26]将4 种不同种类的茶饮料放置在4、25、35 ℃和自然温度下贮藏18 个月,发现贮藏温度越高,茶饮料内含成分的损失和感官品质的下降越显著,4 ℃是最有利于茶饮料品质的贮藏温度。

2.3.3 无糖青砖茶饮料在4 ℃贮藏下的挥发性成分变化

4 ℃贮藏期间无糖青砖茶饮料挥发性成分及变化见表8。

表8 4 ℃贮藏期间无糖青砖茶饮料挥发性成分及变化
Table 8 Volatile components and their changes in sugar-free Qingzhuan tea beverage during storage

编号酮类(12 种)物质名称CAS 号相对含量/(μg/mL)15 d 30 d 45 d 60 d 75 d 90 d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 2-戊酮4-甲基-2-戊酮4-甲基-2-庚酮2-庚酮2,2,6-三甲基环己酮异佛尔酮2-壬酮茶香酮樟脑反式-β-紫罗酮大马士酮香叶基丙酮11 12醛类(11 种)13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23烯烃类(4 种)24 25 26 107-87-9 108-10-1 6137-06-0 110-43-0 2408-37-9 78-59-1 821-55-6 1125-21-9 76-22-2 79-77-6 23726-93-4 3796-70-1 0.642 7±0.068 3 ND ND 0.948 2±0.308 0 0.632 2±0.065 5 0.297 3±0.058 6 0.370 4±0.078 9 ND ND 1.275 1±0.231 4 0.372 7±0.139 0 0.367 3±0.048 1 1.722 3±0.357 5 0.274 9±0.112 4 0.358 5±0.285 5 ND 1.284 5±0.186 8 0.693 4±0.150 6 ND 0.280 9±0.216,1 ND ND 0.864 4±0.214 5 ND 0.068 8±0.036 0 ND ND ND 0.091 1±0.057 3 ND ND ND 0.003 9±0.002 4 ND 0.036 2±0.022 6 ND 0.002 1±0.000 1 ND ND ND 0.002 3±0.000 1 ND ND ND 0.000 3±0.000 2 ND 0.001 1±0.000 5 ND 0.002 4±0.000 1 ND ND ND 0.001 8±0.000 5 ND ND ND ND ND 0.001 2±0.000 3 0.003 4±0.001 1 0.003 2±0.000 9 ND 0.001 2±0.000 2 ND ND ND 0.001 2±0.000 5 ND ND 0.004 6±0.001 5 0.001 4±0.000 2 0.003 8±0.001 4辛醛异戊醛2-甲基丁醛2-甲基戊醛己醛庚醛苯甲醛壬醛α-环柠檬醛癸醛β-环柠檬醛124-13-0 590-86-3 96-17-3 123-15-9 66-25-1 111-71-7 100-52-7 124-19-6 432-24-6 112-31-2 432-25-7 1.215 7±0.099 1 0.253 9±0.114 4 0.717 9±0.145 2 0.285 6±0.002 4 3.191 4±0.039 4 0.265 8±0.218 2 3.181 9±0.522 5 10.850 9±0.953 8 0.315 4±0.037 4 0.913 0±0.204 6 1.415 3±0.291 9 ND ND ND ND 1.157 4±1.074 9 ND ND 8.007 2±2.800 6 ND ND 3.292 9±0.832 4 0.021 9±0.012 9 ND ND ND ND ND ND 0.211 6±0.116 1 ND ND 0.174 6±0.111 0 ND ND ND ND ND ND ND 0.013 4±0.006 5 ND ND 0.006 5±0.000 4 ND ND ND ND ND ND ND 0.001 0±0.000 4 0.000 8±0.000 3 ND 0.004 4±0.000 1 ND ND ND ND 0.017 1±0.004 4 0.002 0±0.001 1 ND 0.018 3±0.000 2 ND ND ND β-月桂烯D-柠檬烯3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯罗汉柏烯123-35-3 5989-27-5 61142-36-7 0.735 6±0.019 9 0.369 0±0.067 4 1.817 7±0.312 7 0.993 4±0.750 1 0.655 4±0.226 0 ND ND 0.043 6±0.031 1 ND ND 0.001 3±0.000 2 ND ND 0.001 2±0.000 1 ND ND 0.000 9±0.000 3 ND 27烷烃类(1 种)28醇类(5 种)29 30 31 32 33酯类(9 种)34 35 36 37 38 39 40 41 42 470-40-6 ND 0.117 2±0.061 3 ND ND ND ND茶螺烷36431-72-8 ND 0.572 1±0.285 3 0.013 3±0.002 0 0.001 1±0.000 2 0.001 3±0.000 4 0.001 5±0.000 2 2-乙基己醇芳樟醇L-薄荷醇柏木脑异莰醇104-76-7 78-70-6 2216-51-5 77-53-2 124-76-5 ND 10.487 6±4.334 7 ND 0.541 0±0.290 3 ND ND 27.975 7±3.620 1 0.094 4±0.059 1 1.577 5±0.429 8 ND 0.070 4±0.049 0 1.692 0±0.936 7 0.021 9±0.012 9 0.030 5±0.019 2 0.015 8±0.006 7 ND 0.050 2±0.002 5 0.000 4±0.000 3 0.001 9±0.000 6 0.001 0±0.000 2 ND 0.053 6±0.016 2 ND 0.001 1±0.000 4 ND ND 0.039 6±0.008 2 ND 0.001 2±0.000 2 ND丁酸乙酯2-甲基丁酸乙酯2-甲基丁基乙酸酯2-甲基丁酸丙酯丁酸丁酯正己酸乙酯乙酸己酯2-甲基丁酸丁酯二氢猕猴桃内酯105-54-4 7452-79-1 624-41-9 37064-20-3 109-21-7 123-66-0 142-92-7 15706-73-7 15356-74-8 ND 0.112 3±0.044 7 0.195 6±0.040 2 0.089 0±0.025 8 0.427 6±0.089 4 0.795 2±0.141 7 0.551 6±0.122 2 0.208 2±0.018 2 2.654 7±0.777 5 ND 0.408 0±0.036 5 ND 0.411 2±0.063 2 0.721 1±0.180 0 2.345 1±0.727 2 1.189 5±0.221 4 0.517 2±0.126 9 4.452 5±0.821 4 0.051 1±0.025 9 0.031 9±0.016 7 ND 0.023 7±0.017 4 0.052 3±0.019 9 0.131 7±0.061 3 0.068 6±0.030 1 0.032 5±0.013 3 0.240 9±0.120 8 0.001 4±0.000 5 0.001 3±0.000 1 ND 0.000 7±0.000 1 0.000 7±0.000 4 0.004 3±0.000 8 0.002 0±0.000 6 0.000 8±0.000 1 0.006 9±0.000 4 0.003 2±0.000 4 0.001 7±0.000 1 0.001 6±0.000 4 0.001 0±0.000 2 0.002 0±0.000 3 0.007 0±0.001 6 0.003 5±0.000 5 0.001 1±0.000 1 0.005 9±0.000 4 ND 0.001 5±0.000 3 0.001 5±0.000 5 0.001 0±0.000 3 0.001 9±0.000 4 0.006 4±0.001 2 0.003 5±0.000 7 0.000 6±0.000 1 0.005 3±0.001 3

续表8 4 ℃贮藏期间无糖青砖茶饮料挥发性成分及变化
Continue table 8 Volatile components and their changes in sugar-free Qingzhuan tea beverage during storage

注:ND 表示未检出。

编号芳香烃类(5 种)43 44 45 46 47其他(4 种)48 49 50 51物质名称CAS 号相对含量/(μg/mL)15 d 30 d 45 d 60 d 75 d 90 d乙基苯对二甲苯间二甲苯奥苷菊环萘100-41-4 106-42-3 108-38-3 275-51-4 91-20-3 ND 1.235 7±0.162 4 ND ND ND 17.878 1±2.342 1 16.091 9±2.237 8 ND 0.290 3±0.244 3 0.214 5±0.128 2 1.098 9±0.566 4 0.918 0±0.483 0 0.503 4±0.268 0 ND ND 0.044 2±0.001 2 0.038 5±0.002 8 0.010 1±0.000 9 ND ND 0.029 8±0.002 0 0.022 9±0.000 9 0.009 9±0.002 0 ND ND 0.003 3±0.001 0 0.012 7±0.003 6 0.014 3±0.001 8 ND 0.003 3±0.000 8 2-乙基呋喃2,4-二叔丁基苯酚1-乙基-1H-吡咯白柠檬环醚3208-16-0 96-76-4 617-92-5 7392-19-0 1.301 8±0.809 7 40.268 7±15.185 9 0.332 4±0.102 0 ND 2.078 6±0.232 3 62.396 0±17.646 1 ND 0.287 1±0.029 1 0.149 1±0.101 1 5.047 4±2.841 9 ND 0.012 8±0.008 7 0.004 6±0.000 6 0.294 8±0.040 1 ND 0.000 4±0.000 1 0.004 9±0.003 0 0.148 9±0.015 9 ND ND 0.004 0±0.003 0 0.105 2±0.034 8 ND ND

由表8 可知,4 ℃贮藏条件下的无糖青砖茶饮料共鉴定出51 种挥发性成分,其中酮类12 种、醛类11 种、酯类9 种、醇类5 种、烯烃类4 种、芳香烃类5 种、烷烃类1 种、其他4 种。其中,反式-β-紫罗酮、辛醛、己醛、苯甲醛、壬醛、癸醛、β-环柠檬醛、3-乙基-2-甲基-1,3-己二烯、芳樟醇、二氢猕猴桃内酯、对二甲苯、2-乙基呋喃、2,4-二叔丁基苯酚和2-庚酮的相对含量较高(>0.9 μg/mL),但是绝大部分化合物的相对含量随着贮藏时间的延长而逐渐下降,这与窦宏亮[25]分析绿茶饮料在贮藏期挥发性成分变化的结果一致。其中,反式-β-紫罗酮、芳樟醇、壬醛、癸醛、己醛是青砖茶的关键香气化合物[27-28]

3 结论

本文首先优化了速溶青砖茶浸提条件,采用现代食品高新纳滤技术选择性脱除氟离子,制备了脱氟率为76%的脱氟速溶青砖茶粉,随后采用模糊数学感官评价法确定了无糖青砖茶饮料的配方,分析贮藏期间的品质变化,并对其货架期进行预测。速溶青砖茶最佳浸提条件为浸提温度80 ℃、茶水比1∶90 (g/mL)、浸提时间30 min;饮料的最佳配方为脱氟速溶青砖茶粉添加量0.22%、抗坏血酸添加量0.015%、茶氨酸添加量0.025%、碳酸氢钠添加量0.005%,该条件下的模糊数学评分最高,为87.30。4、25 ℃和37 ℃贮藏下,茶多酚、咖啡碱含量均符合GB/T 21733—2008 要求。但是4 ℃贮藏温度下茶饮料品质最优,产品的预测货架期在9~12 个月。无糖青砖茶饮料中绝大部分挥发性物质的相对含量随着贮藏时间的延长而逐渐下降。

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Preparation and Shelf Life Prediction of a Sugar-Free Qingzhuan Tea Beverage

LIU Xinyu1,SUN Yue1,YI Huaihui1,ZHU Shanyu2,YANG Yunqiu1,CAI Huimei1,ZHANG Liang1,LI Daxiang1,WAN Xiaochun1,PENG Chuanyi1 *

(1. School of Tea Science/State Key Laboratory of Tea Plant Germplasm Innovation and Resource Utilization,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,Anhui,China;2. Anhui Tea Group Co.,Ltd.,Hefei 230036,Anhui,China)

Abstract: First,the extraction conditions of Qingzhuan tea were optimized,and nanofiltration was employed to selectively remove fluoride,followed by spray drying to prepare defluorinated instant Qingzhuan tea powder.Subsequently,fuzzy mathematics was employed to determine the optimal formulation for the sugar-free Qingzhuan tea beverage. The quality changes of the beverage during storage were analyzed and its shelf life was predicted. The results indicated that the optimal extraction conditions were extraction temperature of 80 ℃,tea-towater ratio of 1∶90 (g/mL),and extraction time of 30 min. The best formulation for the sugar-free Qingzhuan tea beverage was as follows:0.22% defluorinated instant Qingzhuan tea powder,0.015% ascorbic acid,0.025%theanine,and 0.005% sodium bicarbonate,and the product prepared with this formulation showed the highest fuzzy mathematics score of 87.30. After storage at 4 ℃,25 ℃,and 37 ℃ for 90 days,the content of tea polyphenols and caffeine met the GB/T 21733—2008 Tea beverages limits for tea beverages. The sugar-free Qingzhuan tea beverage stored at 4 ℃ had the best quality,with a predicted shelf life of 9-12 months.

Key words: defluorination;Qingzhuan tea;sugar-free tea beverage;fuzzy mathematics;formulation;shelf life

DOI: 10.12161/j.issn.1005-6521.2026.06.013

基金项目: 国家重点研发计划项目(2021YFD1601102);国家自然科学基金项目(32172636);安徽省高校优秀青年教师培育项目(YQZD2025010);安徽省优秀科研创新团队(2022AH010055);国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS-19)

作者简介: 刘欣雨(2003—),女(汉),硕士研究生,研究方向:茶叶质量安全与加工利用。

*通信作者: 彭传燚(1988—),男,教授,博士,研究方向:茶叶质量安全与加工利用。

引文格式:

刘欣雨,孙玥,易怀慧,等. 无糖青砖茶饮料的制备及货架期预测[J]. 食品研究与开发,2026,47(6):95-104.

LIU Xinyu,SUN Yue,YI Huaihui,et al. Preparation and Shelf Life Prediction of a Sugar-Free Qingzhuan Tea Beverage[J].Food Research and Development,2026,47(6):95-104.

加工编辑:王雪

收稿日期:2025-09-30