不同粉碎技術(shù)對(duì)抹茶品質(zhì)特性的影響

金壽珍 劉志榮 陳利燕 章劍揚(yáng) 沈煒

摘 要 以碾茶為原料，用電動(dòng)石磨、氣流、球磨和臥式連續(xù)式撞擊粉碎技術(shù)加工抹茶。經(jīng)研究分析，臥式連續(xù)式撞擊粉碎的抹茶顆粒最細(xì)，適合加工顆粒要求高的產(chǎn)品;石磨粉碎的色澤最好，顆粒細(xì)，但產(chǎn)能低，適合高檔產(chǎn)品的生產(chǎn);球磨粉碎的重金屬污染最小，有效成分保留率也高，適合規(guī)?；a(chǎn);氣流粉碎的色澤最差，重金屬污染影響大，但產(chǎn)能高，適合低檔抹茶的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 粉碎技術(shù);抹茶;品質(zhì)分析

中圖分類號(hào)：TS272.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.29.094

抹茶是以覆蓋遮蔭技術(shù)栽培的茶樹鮮葉為原料，經(jīng)過殺青、干燥、超微粉碎等特殊工藝制成的純天然、超微細(xì)的粉末狀茶產(chǎn)品。目前，抹茶已成功應(yīng)用于食品和日用品等行業(yè)中，加工的茶食品和茶日用品的茶風(fēng)味明顯，還充分利用了茶的營(yíng)養(yǎng)保健功能，發(fā)展趨勢(shì)很好。但由于原料、加工和粉碎技術(shù)的不同，產(chǎn)品的品質(zhì)差別也很大，特別是產(chǎn)品的色澤和粒徑。通過遮蔭栽培技術(shù)和改進(jìn)殺青方式來提高葉綠素含量[1]的此技術(shù)已應(yīng)用于生產(chǎn)。對(duì)顆粒的研究基本上還局限于對(duì)單機(jī)粉碎設(shè)備的研究，如金壽珍[2]采用振動(dòng)撞擊式粉碎技術(shù)研制的茶粉設(shè)備投資低、產(chǎn)品顆粒細(xì)、產(chǎn)出高;張承祥等[3]用氣流粉碎技術(shù)制備的茶粉粉碎速度快、成本低;李琳等[4]用球磨粉碎技術(shù)制備的茶粉平均粒徑小。而對(duì)于不同粉碎設(shè)備生產(chǎn)的抹茶在色澤、品質(zhì)特性、顆粒以及設(shè)備對(duì)產(chǎn)品重金屬帶來的污染等尚不清楚?；诖?，以一級(jí)碾茶為原料，采用球磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)、電動(dòng)石磨機(jī)和臥式撞擊粉碎機(jī)4種粉碎設(shè)備，以單機(jī)粉碎的最佳技術(shù)參數(shù)制成4種抹茶，通過感官審評(píng)、顆粒粒徑、細(xì)胞破碎率、色差和葉綠素含量、營(yíng)養(yǎng)特性成分，以及設(shè)備對(duì)產(chǎn)品重金屬的污染進(jìn)行分析，研究不同粉碎技術(shù)對(duì)抹茶品質(zhì)特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)材料為紹興御茶村茶業(yè)有限公司生產(chǎn)的一級(jí)碾茶。

試劑包括丙酮、碳酸鈣、乙醚、氯化鈉、無水硫酸鈉、鹽酸、氫氧化鉀。

1.2 設(shè)備與儀器

第三代30型電動(dòng)石磨機(jī)，福建泉州禹昊石材有限公司生產(chǎn);6CLQM-30臥式連續(xù)式撞擊粉碎機(jī)，紹興越豐茶葉機(jī)械有限公司生產(chǎn);QF-488氣流粉碎機(jī)，江蘇密友粉體新裝備制造有限公司生產(chǎn);AY-20型球磨粉碎機(jī)，紹興御茶村茶業(yè)有限公司生產(chǎn);200型粒徑測(cè)定儀，丹東貝斯特化工有限責(zé)任公司生產(chǎn);HunterLab色差儀，中美合資上海信聯(lián)創(chuàng)作電子有限公司生產(chǎn);E2695高效液相色譜儀，美國(guó)沃特世（Waters）公司生產(chǎn);S433D氨基酸分析儀，德國(guó)賽卡姆（Sykam）生產(chǎn);UV 2550紫外可見分光光度計(jì)，日本島津（Shimadzu）生產(chǎn);電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS），美國(guó)賽默飛世爾科技公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)材料的制備

用電動(dòng)石磨機(jī)、臥式連續(xù)式撞擊粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)和球磨機(jī)4種粉碎設(shè)備在不添加抗結(jié)劑和助磨劑的情況下，按4種粉碎設(shè)備單機(jī)試驗(yàn)的最佳技術(shù)參數(shù)條件分別對(duì)一級(jí)碾茶超微粉碎，制得4種不同粉碎設(shè)備粉碎的抹茶試驗(yàn)樣品，單機(jī)試驗(yàn)產(chǎn)能條件及制備樣品見表1。

1.3.2 粒徑及細(xì)胞破碎率的測(cè)定

取適量抹茶樣品放入置有去離子純凈水的玻璃容器內(nèi)，在渦旋混合器超聲分散30s，介質(zhì)折射率為1.333，樣品折射率為1.520±0.100 1，用丹東貝斯特200型粒徑測(cè)定儀分別對(duì)4種抹茶樣品進(jìn)行粒度分析，測(cè)量在樣品累計(jì)粒度百分比為10%、50%、60%和90%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑D10、D50、D60和D90，以及跨度（SPAN）和細(xì)胞壁破碎率η。

1.3.3 色差值的測(cè)定

取適量抹茶樣品置于透明比色皿中，用HunterLab色差儀測(cè)定樣品的L、a、b值。L值表示明亮度，L值越大表明粉體的亮度越亮，反之則越暗;a值表示紅綠度，表明綠色的a值為負(fù)值，負(fù)值的絕對(duì)值越大，綠色越深;b值表示黃藍(lán)度，負(fù)值表示粉體為藍(lán)色，負(fù)數(shù)的絕對(duì)值越大，藍(lán)色越深，反之為正值時(shí)，為黃色，數(shù)值越大黃色越深。

1.3.4 葉綠素的測(cè)定

稱取2 g抹茶樣品，加30 mL 80%的丙酮、0.5 g碳酸鈣，過濾，再用80%的丙酮洗至無色，定容至100 mL，吸取50 mL丙酮萃取液于裝有50 mL乙醚的分液漏斗中，加入2%氯化鈉溶液30 mL，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)漏斗，分層后棄去水層，重復(fù)洗5次，再用無水硫酸鈉干燥，用乙醚定容至50 mL。取10 mL乙醚萃取液加1滴濃鹽酸和少量無水硫酸鈉，暗處放置3 h;另取20 mL乙醚萃取液加0.01 N氫氧化鉀20 mL，輕輕搖動(dòng)，靜置分層后棄去水溶液，將乙醚液中少量無水硫酸鈉和1滴濃鹽酸使其酸化，再加少量無水硫酸鈉。在波長(zhǎng)660 nm和642.5 nm處測(cè)定值，根據(jù)吸收波長(zhǎng)和摩爾吸光系數(shù)計(jì)算葉綠素a和葉綠素b的含量[5]。

1.3.5 感官品質(zhì)

感官品質(zhì)按GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》[6]。

1.3.6 水分的測(cè)定

水分的測(cè)定按GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 水分的測(cè)定》[7]。

1.3.7 游離氨基酸的測(cè)定

游離氨基酸的測(cè)定按GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量的測(cè)定》[8]。

1.3.8 茶多酚和兒茶素類含量的測(cè)定

茶多酚和兒茶素類含量的測(cè)定按GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》[9]。

1.3.9 咖啡堿的測(cè)定

咖啡堿的測(cè)定按GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測(cè)定》[10]。

1.3.10 維生素C的測(cè)定

維生素C的測(cè)定按GB 5009.86—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測(cè)定》[11]。

1.3.11 茶氨酸的測(cè)定

茶氨酸的測(cè)定按GB/T 23193—2017《茶葉中茶氨酸的測(cè)定 高效液相色譜法》[12]。

1.3.12 金屬元素的測(cè)定

金屬元素的測(cè)定按GB 5009.268—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種粉碎方式抹茶感官品質(zhì)分析

4種粉碎方式抹茶的感官品質(zhì)結(jié)果見表2。由表2可知，電動(dòng)石磨和臥式連續(xù)式撞擊粉碎的外形色澤翠綠、鮮活，湯色翠綠，呈現(xiàn)的清香明顯，舒適感好，感官總分達(dá)93.0分，氣流粉碎的外形色澤、湯色色澤偏黃，滋味較清醇，品質(zhì)相對(duì)較差。

2.2 粉碎方式對(duì)抹茶粒徑及細(xì)胞破碎率分析

4種粉碎方式抹茶的粒徑及細(xì)胞破碎率結(jié)果見表3，D10、D50、D60和D90的粉體見圖1。從表3可知，粉體粒徑D60、中位徑D50和跨度SPAN都是臥式連續(xù)式撞擊粉碎方式制得的抹茶為最小，細(xì)胞破碎率也最高，達(dá)100%，這主要是在粉碎過程中，物料受力比較均勻，使粉體間的間距縮短，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徑和中位徑相對(duì)較大，細(xì)胞破碎率也低，這主要是球磨粉碎是通過球磨機(jī)內(nèi)設(shè)金屬球之間的碰撞，物料在依靠金屬球之間碰撞產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行粉碎的，而球體間碰撞對(duì)物料的受力是不均勻的。

從4種粉碎方式粒徑分布結(jié)果（見圖1）可知，D10差別不明顯，D50、D60和D90的值均逐漸上升，但D50和D60變化小于D90，氣流粉碎D90的值最大，臥式連續(xù)工撞擊粉碎的為最小，顆粒最細(xì)。

2.3 4種粉碎方式抹茶色差值和葉綠素含量的分析

4種粉碎方式抹茶色差值和葉綠素見表4。由表4可知，臥式連續(xù)式粉碎的抹茶L值、a值最大，亮度和顯綠程度最好，石磨粉碎的次之，球磨粉碎的亮度最低、氣流粉碎的顯綠程度最差，但同時(shí)臥式粉碎的b值也最大，顯黃程度較高。從葉綠素組成及含量的結(jié)果可知：石磨粉碎的抹茶葉綠素a和葉綠素總量最高，葉綠素a和葉綠素總量的保留率分別達(dá)119.5%和120.3%（產(chǎn)生葉綠素含量比原料高的原因，是由于抹茶的顆粒遠(yuǎn)低于原料磨碎樣檢測(cè)要求的顆粒，使其浸出率明顯提高），色澤最綠，這是由于在石磨粉碎過程中，物料的溫度沒有上升，葉綠素不會(huì)因溫度上升發(fā)生轉(zhuǎn)化，球磨粉碎的次之，氣流粉碎的最差，主要是由于氣流粉碎過程中物料的溫度上升明顯，最高時(shí)可達(dá)70 ℃左右，致葉綠素遭到破壞。

2.4 4種粉碎方式抹茶有效特性成分分析

4種粉碎方式抹茶的有效特性成分分析結(jié)果見表5。由表5可知，球磨粉碎的抹茶茶多酚和兒茶素含量最高，石磨粉碎的維生素C含量最高，產(chǎn)生茶多酚、兒茶素和維生素C含量比原料高的原因，是由于抹茶的顆粒遠(yuǎn)低于原料磨碎樣檢測(cè)要求的顆粒，使其浸出率明顯提高;氣流粉碎的抹茶咖啡堿和茶氨酸損失較多，這主要是由于氣流粉碎時(shí)物料的溫度升高，咖啡堿受溫度影響升華，茶氨酸部分被分解成谷氨酸和乙胺所致。4種粉碎方式對(duì)游離氨基酸含量影響不明顯。

2.5 4種粉碎設(shè)備對(duì)抹茶重金屬元素的影響

4種粉碎設(shè)備對(duì)抹茶產(chǎn)品重金屬元素的影響見表6。由表6可知，臥式連續(xù)式撞擊粉碎造成的抹茶Pb和Cd污染最大，氣流粉碎的抹茶受到的Al污染最大，石磨粉碎的對(duì)Pb有一定的影響，但比臥式連續(xù)式撞擊粉碎的要小，總體上球磨粉碎對(duì)抹茶重金屬的污染相對(duì)較小，這主要是由于粉碎設(shè)備材質(zhì)的不同，設(shè)備本身所含的重金屬不同，粉碎過程中對(duì)抹茶造成的重金屬污染也不同，而抹茶目前應(yīng)用于食品中較多，制成的抹茶食品都是直接食用的，抹茶中重金屬含量多少非常重要。因此，球磨粉碎的抹茶產(chǎn)品用于食品中的安全性最高。

3 結(jié)論

基于4種不同粉碎方式對(duì)抹茶感官審評(píng)、粒徑和細(xì)胞破碎率、色差和葉綠素、特性有效成分保留和設(shè)備對(duì)抹茶產(chǎn)品重金屬污染的研究結(jié)果表明：石磨粉碎的抹茶感官品質(zhì)好、色澤綠，細(xì)胞破碎率和維生素C保留率高，但產(chǎn)能低;臥式連續(xù)式撞擊粉碎的抹茶粉體顆粒小且均勻性好、細(xì)胞破碎率高，對(duì)有效特性成分的破壞總體較小，但設(shè)備對(duì)產(chǎn)品Pb的污染較大;球磨粉碎對(duì)抹茶產(chǎn)品重金屬的污染最小;氣流粉碎色澤最差，咖啡堿和茶氨酸的破壞也較大，維生素C破壞最多，設(shè)備對(duì)產(chǎn)品Al污染最大，但產(chǎn)能高。總體來說，4種粉碎方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，臥式撞擊粉碎方式適用于對(duì)顆粒要求較高抹茶產(chǎn)品的生產(chǎn)，氣流粉碎適用于低檔抹茶的生產(chǎn)，石磨適用于高檔抹茶的生產(chǎn)，球磨粉碎的適用相對(duì)比較廣。

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（責(zé)任編輯：趙中正）