茶（Camellia sinensis）起源于中国，后传入全球各地，为“世界三大饮料”之一，深受各国人民喜爱。其中，绿茶属于非发酵茶类，鲜叶经摊放、杀青、揉捻、干燥而制成，可最大程度保留原料中的天然活性物质，因而具有显著的健康功效[1]。
随着健康理念的普及，茶的保健功能日益受到重视，得益于杀菌与灌装技术的迭代升级，以茶叶为主要原料的茶饮料逐渐成为消费市场的主流品类，并在功能性饮品领域占据重要地位。近年来，“天然”“无糖”的消费观念推动了我国无糖饮料市场的快速增长，其市场规模显著提升[2]。与此同时，原味茶饮料凭借其“零糖”“零脂”的属性，市场份额逐年攀升。相较于发酵型乌龙茶和红茶饮料，原味绿茶饮料因保留了更高含量的儿茶素类物质，成为功能性饮品开发的热点。然而，在生产、储运以及销售过程中，原味绿茶饮料面临色泽褐变、沉淀积累、香气滋味劣变三大技术瓶颈[3]，严重制约了其产业的健康发展。本文聚焦原味绿茶饮料色泽褐变这一核心问题，系统综述其形成机制及调控技术，旨在为提升原味绿茶饮料色泽稳定性提供理论依据。
1 加工与货架期内的色泽褐变现象
目前，原味绿茶饮料的生产工艺流程为“萃取→过滤→调配→灭菌→灌装”[4]。在萃取阶段中，主要采用热水浸提法提取茶叶中的可溶性物质，其中包含多种有色化合物，这些化合物共同构成了绿茶茶汤的黄绿色泽。色泽褐变作为浅色茶饮料特有的品质劣变问题，在原味绿茶饮料中表现尤为显著，主要特征为亮度（L*值）降低、饱和度增加，以及色调从黄绿色向橙红色偏移[5]。加速老化试验表明，随着贮藏时间的延长，原味绿茶饮料的L*值呈下降趋势，而a*值和b*值则呈现上升趋势[6-7]。绿茶饮料的色泽是消费者视觉感知的首要评价指标，其褐变程度显著影响消费者的购买意愿。原味绿茶饮料在加工与货架期内的色泽褐变现象及其主要机制如图1所示。
图1 原味绿茶饮料在加工与货架期内的色泽褐变现象及其主要机制
Fig.1 Color browning phenomenon of original green tea beverages during processing and shelf life and its major mechanisms
1.1 多酚类化合物的影响
茶多酚是绿茶中一类重要的生物活性物质，主要包括儿茶素类、黄酮类、花青素类及酚酸类化合物。这些化合物不仅赋予绿茶特有的生物活性功能（如降血糖、降血脂、抗氧化和抗癌作用）[1]，还通过其氧化产物直接影响茶汤的色泽稳定性。茶多酚作为强还原剂，在加工和贮藏过程中极易发生自动氧化，尤其是在高温条件下，其氧化速率显著加快。氧化过程依次生成邻醌、茶黄素（黄色）、茶红素（红色）和茶褐素（褐色），导致茶汤色泽由黄绿色向橙红色转化，最终形成褐变现象[8]。因此，茶多酚的氧化是原味绿茶饮料色泽劣变的主要驱动因素。
1.1.1 儿茶素类
儿茶素类属于黄烷醇类化合物，是茶多酚的主要组成部分，占其含量的70%～80%[8]。儿茶素类在热处理（如杀菌）及长期贮藏过程可发生异构化、水解、氧化聚合等反应，生成黄褐色产物，显著影响茶汤色泽[5]。研究发现，在75 ℃加速老化处理下，儿茶素类发生异构化，表现为茶汤中的表儿茶素类物质减少，而非表儿茶素类物质增加，使得茶汤颜色由鲜绿变为褐色[9]。Fan等[10]研究发现，在90 ℃下加热8 h后，表儿茶素和儿茶素的水溶液呈黄色，其他6 种儿茶素水溶液呈微红色，说明发生了异构化反应。此外，高温灭菌试验显示，随着灭菌温度的升高，儿茶素总量逐渐减少，酯型儿茶素向非酯型儿茶素转化的趋势显著[11]。尽管目前绿茶饮料中的儿茶素的自动氧化机制还尚未完全阐明，Tan等[12]通过模拟表儿茶素没食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）水模型系统中的自动氧化过程，结合质谱分析结果发现其氧化产物（如δ型或γ型脱氢儿茶素）是导致褐变的主要因素。
1.1.2 黄酮类
黄酮类亦称花黄素，是广泛存在于自然界的一类黄色色素，主要包括黄酮醇和黄酮两类化合物。绿茶中的黄酮醇多以糖苷的形式存在，如槲皮素、山奈素和杨梅素的苷类物质。尽管茶叶中的黄酮类化合物在干物质中只占其含量的3%～4%，但因其水溶液为黄绿色，对茶汤色泽具有重要贡献[13]。赖凌凌等[14]通过研究福建地区绿茶的色度值与茶汤呈色物质相关性发现，黄酮类物质对茶汤亮度、绿度和黄度均有直接影响。Wang等[15]检测了绿茶茶汤中的3 种主要黄酮醇，发现槲皮素与茶汤色泽相关性较高。Cao等[5]进一步发现，山奈酚-3-葡萄糖醛酸苷、槲皮素-3-木糖苷在原味绿茶饮料的贮藏过程中，会分别导致茶汤亮度降低和红色色调增加。
1.1.3 花青素类
花青素又称花色素，是茶叶中水溶性黄色色素的主要物质之一[16]，其含量在茶叶中占干物质的0.01%，部分紫化茶占比可高达0.5%～1.0%。花青素通过与多酚类化合物的协同作用加深茶汤颜色，花青素含量高的紫化绿茶，其茶汤甚至会呈现褐紫色[17]。花青素对环境因素（如温度、光照、pH值和氧气等）极为敏感，容易发生降解，进而导致茶汤色泽不稳定。因此，花青素含量较高的绿茶饮料在加工与贮藏过程中更易发生色泽劣变。
1.2 叶绿素的影响
叶绿素占茶叶干重的0.3%～0.8%，分为蓝绿色的叶绿素a与黄绿色的叶绿素b两种，前者含量为后者的2倍～3倍。作为脂溶性色素，叶绿素本身不溶于水，因此在早期研究中，其对绿茶茶汤色泽的贡献存在争议。然而，近年来的研究表明叶绿素对绿茶的茶汤色泽具有重要贡献。戴前颖等[18]通过分离茶汤中的叶绿素发现，茶汤中低含量的叶绿素呈黄绿色，对茶汤色泽具有一定贡献，但稳定性较差。潘顺顺[9]研究发现绿茶饮料中的叶绿素a、叶绿素b以及酸性条件下形成的脱镁叶绿素a对绿色色泽有显著贡献，但在高温杀菌过程中，叶绿素会大量降解，导致色泽劣变。Wang等[19]通过对龙井绿茶茶汤的外观审评发现，茶汤色泽评分与叶绿素a和叶绿素b含量呈极显著正相关。此外，绿茶在制造过程中，叶绿素会水解为亲水性的叶绿素酸，并可部分溶于茶汤，从而形成茶汤的颜色[20]。
在绿茶饮料的加工过程中，浸提和高温杀菌等热处理步骤易导致叶绿素降解，从而引发茶汤色泽褐变。在贮藏过程中，光照会加速叶绿素的光氧化反应，使其快速降解。此外，茶汤的酸性环境会促使叶绿素卟啉环中的镁离子被氢离子取代，形成褐色的脱镁叶绿素，从而造成货架期内绿茶饮料色泽的进一步加深。
1.3 糖类与氨基酸的影响
美拉德反应是一种常见的非酶褐变现象，该反应涉及羰基化合物与氨基化合物在常温或加热条件下发生缩合、聚合等反应，最终生成一系列黑色大分子物质。在茶叶的加工与贮存过程中，可以通过检测美拉德反应的标志物糠氨酸和5-羟甲基糠醛含量来监测反应的发生[21]。绿茶饮料中含有的糖类与氨基酸可能在加工和贮藏过程中发生美拉德反应，从而导致饮料褐变[22]。然而由于美拉德反应的复杂性，以及原味绿茶饮料中较少的糖类与氨基化合物，目前尚未明确美拉德反应对原味绿茶饮料色泽变化的影响。现有研究多集中于检测反应底物，并未涉及到反应机理。例如，李云飞等[23]在40 ℃条件下贮藏绿茶茶汤，发现色泽与氨基酸及总糖含量的变化相关性较低，表明美拉德反应并非短期内导致色泽褐变的主要因素；而陈金华等[24]通过长时间的贮藏试验发现，除儿茶素外，氨基酸与茶饮料色泽呈极显著相关，因此推测美拉德反应可能在长期贮藏过程中对色泽变化产生一定影响。
2 调控技术
如何在加工与货架期内保持原味绿茶饮料的色泽稳定并避免褐变，是茶饮料行业亟待解决的关键问题，也是当前学术界和产业界的研究热点。目前的调控技术主要包括添加外源物质和改进加工工艺两大方向。
2.1 添加外源物质
在原味绿茶饮料的生产过程中，添加具有护色作用的外源物质是最普遍的调控方法，该方法可以有效稳定茶汤色泽，减少热处理或长期贮存导致的颜色劣变。
2.1.1 抗氧化剂
在绿茶饮料中添加以维生素C（vitamin C，VC）及其钠盐为代表的抗氧化剂是最常见的护色手段，该方法已被广泛应用于工业生产。VC的氧化电位低于茶多酚，具有显著的还原作用，可优先与氧气和自由基反应，从而保护茶多酚免受氧化。代谢组学分析证实，VC是区分不同贮藏时间绿茶饮料的标记化合物之一，其含量随贮藏时间延长呈下降趋势[5-6，25]。
2.1.2 包埋剂
在绿茶饮料生产过程中加入包埋剂，从而包埋其中的一些大分子物质，能够减少沉淀的产生并减弱光、热、酸、碱和氧气的影响[8，26]。目前主要使用的包埋剂为β-环糊精，通过与大分子形成微胶囊颗粒以提高茶饮料稳定性，在防止茶多酚被氧化的同时，其对风味物质的“缓释”作用可在一定程度上改善茶饮料的香气与口感。
2.1.3 离子护色
离子护色技术通过添加铜、锌等金属离子取代叶绿素中的镁离子，形成稳定性更强的络合物，从而有效防止叶绿素在加工和贮藏过程中的降解与褐变[27]。锌离子因护色效果显著且对茶汤风味影响较小，相较于铜离子具有更优的应用优势。含锌离子的护色剂不仅能稳定叶绿素锌络合物，还能与类黄酮形成荧光络合物，显著提升茶汤亮度[28]。除氯化锌、葡萄糖酸锌等传统锌源外，富锌酵母作为一种新型天然锌源，凭借其天然属性和开发潜力，在绿茶饮料的货架期护色中展现出良好效果，目前该物质的应用正处于研发探索阶段[29]。
2.1.4 多酚吸附剂
交联聚乙烯吡咯烷酮（crosslinked polyvinylpyrrolidone，PVPP）在酒类和果汁等生产加工领域应用广泛[30]。在绿茶饮料的生产过程中，该物质可通过与茶多酚形成络合物，防止茶多酚被氧化，进而抑制茶汤褐变并减少沉淀的产生[31]。
2.1.5 酶处理
在绿茶饮料浸提后进行酶处理，不仅能提高茶汤色泽亮度，还可促进风味物质转化，从而改善成品的香气与滋味品质[32]。葡萄糖氧化酶、果胶酶、纤维素酶等均可作为护色用酶，且多种酶的联合使用能带来更好的护色及防沉淀效果[33-34]。Wang等[35]研究表明，单宁酶催化没食子儿茶素水解，生成非没食子儿茶素和没食子酸，从而达到减少沉淀生成并提高茶汤的稳定性与口感的目的。然而，酶制剂的选择与用量需结合实际生产情况决定，如在生产中应用纤维素酶存在影响产品风味、成本高等问题[3]。
2.1.6 调整pH值
儿茶素的稳定性与茶汤的pH值密切相关，在酸性条件下儿茶素较为稳定，而碱性条件下则容易发生氧化和褐变。Wang等[36]通过改变pH值和温度，发现表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）在pH值为6、100 ℃热处理条件下，所产生的二聚体氧化产物是导致绿茶饮料色泽变化的主要原因。pH值对绿茶饮料在贮藏过程中的护色作用受绿茶种类、浸提和杀菌方式以及其他添加剂的影响。不同研究对最佳pH值的结论存在差异：叶青青等[37]认为在pH值为6.0时护色效果最佳；宁井铭等[27]认为pH值小于5即可满足护色需求；而Tan等[12]和李钊[38]认为pH值小于4更有利于抑制儿茶素的氧化和茶汤的褐变。此外，Wang等[39]对比了5 种抗褐变剂，发现柠檬酸可通过将茶汤pH值降至3.07，有效抑制儿茶素的氧化和褐变。
原味绿茶饮料中常见的外源物质调控技术见表1。
表1 原味绿茶饮料中常见的外源物质调控技术
Table 1 Common exogenous substance control technologies in original green tea beverages
外源物质研究内容研究结果参考文献VC在绿茶茶汤贮藏贮藏前期，VC以自身的氧化防止茶汤中的儿茶素类分解下降；但随着贮藏时间的延长，[22，40]期内的作用VC的氧化产物反而会加速氧化抗坏血酸钠在超高温灭菌与对超高温灭菌后的亮度和汤色能起到较好的保护作用；但在38 ℃贮藏条件下，[41]贮藏期内的作用保护作用只在前12周有效β-环糊精在绿茶茶汤贮藏在绿茶茶汤内添加一定量的β-环糊精，能使其具有较小的色差变化，并且能使黄酮苷水解减缓，[38，42]期内的作用溶解出更多的叶绿素氯化锌对绿茶茶汤中叶0.05%氯化锌能明显增加茶汤中叶绿素的含量[43]绿素的影响富锌酵母在绿茶饮料中的添加15 mg/L富锌酵母后的绿茶饮料色泽在55 ℃下老化12 d后与老化3 d接近[29]护色应用PVPP对绿茶饮料及茶能使绿茶饮料亮度增加，红、黄度值下降，有效去除EGCG、ECG，且对游离氨基酸与咖啡因的影响[38，44]汤的影响相对较小；在添加量为0.2%和2%时能够延缓汤色劣变速度，但添加量为0.5%时会加速劣变
2.2 改进加工工艺
在不添加其他外源物质的情况下，通过改进浸提、灭菌、包装等环节中的方法及材料，也可调控色泽褐变。
2.2.1 浸提工艺
在绿茶饮料的工业生产中，热水浸提是最常用的方法，但易使多酚与叶绿素等呈色物质遭到破坏。非热浸提可以显著提高茶汤的感官品质[45]。如孙庆磊等[46]对比蒸青绿茶的高温浸提、低温浸提和超声波辅助浸提3 种浸提方式，发现超声波辅助浸提能更好地保持茶汤的感官品质。Xia等[47]的研究结果也证实了超声辅助萃取的优势；而戴前颖[48]研究发现微波辅助浸提对绿茶同样具有良好的效果。相较于传统的热水浸提，冷水冲泡能够在一定程度上提高茶汤的鲜味，降低苦涩味，并使叶绿素保持相对稳定[49]。
在浸提过程中，水作为溶剂，对茶汤的品质同样有显著影响。Tan等[50]对比了自来水、碱离子水、磁化水、矿泉水的绿茶冲泡效果，发现磁化水可使更多活性成分溶出。使用去除钙离子、镁离子等金属离子的蒸馏水，可以在一定程度上减少沉淀，从而提高绿茶饮料在货架期的稳定性[51]。因此，在优化浸提工艺时，选择合适的水介质也是提高茶汤色泽品质的重要方法。
2.2.2 灭菌方式
在灭菌处理方面，Kim等[52]研究发现，绿茶茶汤在85 ℃热处理时，汤色和成分变化较小，因此建议浸提和巴氏杀菌温度尽量控制在85 ℃以下。目前，茶饮料的工业化生产主要采用超高温瞬时杀菌（ultra-high temperature，UHT），以减少对茶汤色泽的影响，但仍会造成轻微褐变。近年来，以超高压杀菌（high pressure processing，HPP）技术为代表的非热杀菌技术也开始应用于茶饮料生产。HPP技术通过高压使饮料中的微生物和酶失活，能够最大程度保留营养成分和风味品质，同时由于其属于非热杀菌，对色泽的影响较小[53-54]。HPP技术广泛应用于果汁饮料的杀菌处理，目前经HPP杀菌的冷泡茶饮料由于贮藏成本和保质期等限制，其大规模推广仍需进一步研究。
2.2.3 避光隔氧包装
在绿茶饮料的生产过程中，残留与渗透的氧气可加速茶多酚氧化，导致色泽褐变。Kim等[55]认为玻璃瓶装的绿茶茶汤具有最低的氧气渗透率，能保留最多的儿茶素；此外，充入二氧化碳或氮气可以有效隔氧，延缓褐变。目前茶饮料的主流包装材料是透明聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate，PET）瓶，然而在贮藏期间，光照和温度会显著影响瓶中的多酚和VC等易氧化物质。因此，茶饮料应尽可能在低温避光条件下保存。Baek等[56]通过荧光灯对照试验发现，使用二氧化钛聚乳酸材质包装能够减少光对绿茶茶汤中EGCG的影响，并具有一定的隔氧效果。
2.3 多种改善方法联合使用
由于茶汤成分的复杂性，单一的调控方法难以满足茶饮料工业化生产的全面需求，因此，实际生产过程中常采取多种方法联合使用，以达到更好的护色和品质提升效果。例如，在原味绿茶饮料的生产中，常采用“VC+碳酸氢钠”的组合方式，该组合既能实现良好的护色效果，又能通过调节pH值保持饮料的口感，且成本低廉；将VC与半胱氨酸、亚硫酸钠等复配使用，能够解决VC仅在贮藏初期具有较好护色效果的问题，提升绿茶饮料在整个货架期内的色泽稳定性[57]；鉏萍[58]的研究表明，采用超声波辅助浸提联合β-环糊精包埋的复合技术可以显著提高绿茶饮料的品质；对于冷泡茶饮料，可将超声波辅助浸提技术和HPP技术联用，从而使产品在货架期内保持更优的感官品质[59]。
3 结语与展望
饮品化是提升大宗绿茶附加值的重要途径之一，而绿茶饮料在加工和货架期内的色泽劣变问题是制约其产业健康发展的核心瓶颈。本文综述原味绿茶饮料色泽褐变问题及其调控技术，发现该类产品的褐变主要由以儿茶素类物质为核心的多酚类化合物氧化所致，部分由叶绿素降解和美拉德反应造成。通过加入外源物质改变绿茶饮料内含成分、改进工艺从而减小环境对绿茶饮料的影响，以及多种调控技术的联合使用可以在一定程度上缓解褐变现象，但仍存在改善的空间。在“大健康”的背景下，“天然”“零添加”理念成为食品行业的发展方向。因此，未来的调控技术研究应更多聚焦于物理手段上，如非热浸提、非热杀菌技术的应用和新型阻氧、避光包装材料的研发等，以便开发出感官品质与营养属性兼备的原味绿茶饮料，推动其向更健康、更天然的方向发展。
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