端午茶凉茶的制备及抗氧化活性研究硕士学位毕业论文.docx

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端午茶凉茶的制备及抗氧化活性研究硕士学位毕业论文

硕士学位论文

（专业学位）

论文题目：

端午茶凉茶的制备及抗氧化活性研究

作者姓名：

***

专业学位类别：

工程硕士

专业学位领域：

食品工程

研究方向：

农产品加工与贮藏

指导教师：

***教授

提交日期：

2013年12月

DissertationSubmittedtoZhejiangGongshang

UniversityforMaster’sDegreeofEngineering

STUDYONPREPARATIONOFDUANWUCHAHERBALTEAANDANTIOXIDANTACTIVITY

Author:

SuguoZhou

Major:

FoodEngineering

Supervisor:

Prof.ChunhuaXiong

Dec.2013

CollegeofFoodScienceandBiotechnology,

ZhejiangGongshangUniversity

Hangzhou,310035,P.R.China

端午茶凉茶的制备及抗氧化活性研究

摘要

端午茶是浙江松阳地区的一种传统百草茶，其主要功能性成分有黄酮、氨基酸、微量元素等。

本文以传统端午茶为基础开发端午茶凉茶饮料,对端午茶凉茶的制备工艺,储藏稳定性,营养成分和凉茶的体外抗氧化活性进行研究,为端午茶凉茶的工厂化生产提供一定的理论依据和实践指导。

通过单因素实验对端午茶凉茶的热水浸提工艺进行研究，考察浸提时间、浸提温度、液料比、浸提次数对端午茶凉茶黄酮提取率的影响，并应用响应面法对端午茶凉茶浸提工艺进一步优化。

单因素实验表明：

浸提时间、温度、液料比对黄酮提取率有显著影响，浸提次数对黄酮提取率的影响不显著，得到的端午茶凉茶较优浸提条件为：

浸提时间60min,浸提温度85℃，液料比30:

1，一次浸提条件下端午茶黄酮提取率为1.81%。

响应面法研究表明：

浸提时间和温度对黄酮提取率交互作用显著，浸提时间与液料比，浸提温度与液料比的交互作用均不显著，优化后的最佳浸提条件为：

浸提时间65min,浸提温度81℃，液料比32:

1，一次浸提条件下端午茶凉茶黄酮提取率为1.89%，黄酮提取率较单因素最佳浸提工艺提高了4.4%。

比较研究β-CD包埋法、树脂吸附法、活性炭吸附法对端午茶凉茶苦涩味的脱除效果，发现β-CD包埋法和树脂吸附法可用于端午茶苦涩味脱除，1.0%β-CD可有效去除端午茶苦涩味，且不影响黄酮含量，0.8%HB801树脂对端午茶苦涩味去除明显，黄酮损失率为2.98%。

采用模糊评判法，对β-CD包埋法、树脂吸附法脱除效果进行进一步综合评判，发现β-CD包埋法综合感官得分优于树脂吸附法，80℃下添加1.0%β-CD对端午茶包埋10min可达到工艺需求。

采用正交试验研究确定端午茶凉茶最佳调配工艺为：

蔗糖添加量为3%，甘草添加量为20%，β-CD添加量为1.0%，此条件下凉茶感官评分为95.6，凉茶特有风味明显，甜度适中，稍带苦味，无涩味。

通过温度加速试验，考察25℃、37℃、50℃储藏条件下，黄酮含量、褐变值、pH值、澄清度、可溶性固形物的储藏稳定性，应用阿仑尼乌斯方程，找到基于温度影响下端午茶凉茶黄酮含量变化的速率公式。

结果表明：

端午茶凉茶黄酮含量随储藏温度和储藏时间变化呈负相关，不同温度储藏35天，黄酮损失率小于30%，25℃下黄酮含量损失率小于15%，黄酮含量变化遵循一级动力学模型,活化能为24.5KJ/mol,阿伦尼乌斯方程为

；褐变值A420abs随储藏温度和时间延长而增大，其变化遵循零级反应动力学模型,活化能为16.5KJ/mol。

其他理化指标：

澄清度、pH、可溶性固形物等受温度影响不大，不同温度储藏90天后与储藏前变化极小；微生物指标在不同温度储藏条件下储藏60天，均在安全限值范围内。

通过氨基酸自动分析仪对端午茶凉茶中的氨基酸成分进行分析，结果表明：

端午茶凉茶固体生品中氨基酸含量丰富，氨基酸含量为6.58g/100g，含17种氨基酸，其中必需氨基酸7种，占氨基酸总量的34.2%；成品凉茶中氨基酸总量为204.2µg/mL，含14种氨基酸，其中必需氨基酸5种，占氨基酸总量的4.9%。

通过ICP-AES对端午茶的微量元素进行分析，结果表明：

端午茶固体生品和凉茶成品中Fe、Cu、Mn、Zn微量元素含量较为丰富，生品和凉茶成品中均未检出有毒元素As、Cd、Pb。

利用DPPH自由基清除实验和FRAP还原实验考察端午茶凉茶及市面上销售的其他11种凉茶的抗氧化活性。

结果显示：

两种抗氧化体系中，12种凉茶都表现出一定的抗氧化能力，端午茶凉茶抗氧化活性较优。

12种凉茶黄酮、多酚含量不一，黄酮含量在0.078-0.607mg/mL之间，端午茶凉茶黄酮含量为0.594mg/mL,仅低于测试凉茶K。

多酚含量在54.5-243.4μg/mL之间，端午茶凉茶多酚含量居所选测试凉茶之首。

对黄酮含量与多酚含量Pearson相关性分析表明：

黄酮含量与多酚含量高度相关，相关系数为0.954。

对12种凉茶抗氧化物质与DPPH自由基清除率、FRAP值的Pearson相关性分析表明：

黄酮含量、多酚含量与DPPH自由基清除率和FRAP值呈显著相关，其中黄酮含量与DPPH自由基清除率和FRAP值相关性高于多酚。

关键词：

端午茶,凉茶,黄酮,工艺,储藏稳定性，抗氧化活性

STUDYONPREPARATIONOFDUANWUCHAHERBALTEAANDANTIOXIDANTACTIVITY

ABSTRACT

DuanwuchaisatraditionalherbalteainSongyang,Zhejiang.Itsmainfunctionalcomponentsareflavonoids,aminoacids,traceelements,etc.Inthispaper,aherbalteabeveragewasdevelopedbasedonthetraditionalformulaofDuanwucha,thepreparationtechnology,storagestability,nutrition,andinvitroantioxidantactivityoftheherbalteawereinvestigatedtoprovideatheoreticalbasisandpracticalguidanceforthefactoryproductionofDuanwuchaherbaltea.

Singlefactorexperimentwasappliedtostudytheinfluenceofextractiontime,extractiontemperature,liquidtosolidratio,extractiontimesontheextractionrateofflavonoidsofDuanwuchaherbaltea.Then,ResponseSurfaceMethodologywasusedtofurtheroptimizetheextractionprocessbasedontheresultsofsinglefactorexperiment.Singlefactorexperimentshowedthat:

extractiontime,temperature,andliquidto

solidratiohadasignificanteffectontheextractionrateofflavonoids,whileextractiontimeshadlittleeffectonextractionrateofflavonoids,theoptimumextractionconditionsobtainedfromsinglefactorexperimentwere:

extractiontime60min,extractiontemperature85℃,liquidtosolidratio30:

1,theextractionrateofflavonoidswas1.81%inprimaryextractionconditions.ResponseSurfaceMethodologystudyshowedthat:

extractiontimeandtemperaturehadsignificantinteractioneffectonextractionrateofflavonoids,whiletheinteractioneffectofextractiontimeandliquidtosolidratio,extractiontemperatureandliquidtosolidratiowerenotsignificant,theoptimumextractionconditionsobtainedfromResponseSurfaceMethodologywere:

extractiontime65min,extractiontemperature81℃,liquidtosolidratio32:

1,andtheextractionrateofflavonoidswas1.89%,whichwas4.4%higherthantheresultsofthesinglefactorexperiment.

Theextractingherbalteawastreatedwithβ-cyclodextrin,HB801resin,andactivatedcarbontoremovethebitteranddrytaste.Resultsshowedthat:

β-cyclodextrinandHB801resincouldbeusedtoremovethebitteranddyetaste,1.0%β-CDcaneffectivelyremovethebitteranddrytaste,withoutaffectingtheflavonoidscontent,and0.8%HB801resinshowedaremarkableremovaleffectsofthebitteranddrytastewitha2.98%lossoftheflavonoidscontent.Thecomprehensiveremovaleffectsofβ-cyclodextrinandresinwerefurtherevaluatedbyfuzzyevaluationmethodandexhibitedthattheherbalteatreatedwithβ-cyclodextrinhadabettersensoryscorethanresin,theprocessrequirementscanbeachievedbyadding1.0%β-cyclodextrinunder80℃for10min.

Theoptimumblendingprocessobtainedfromorthogonaltestwas3%sucrose,20%glycyrrhiza,and1.0%β-CD,theherbalteaobtainedundertheconditionshadthefollowingcharacteristic:

ahighsensoryscore（95.6）,anuniqueremarkableherbalteaflavor,moderatesweetness,slightlybitter,andnoastringency.

Thevariationofflavonoids,browningdegree,pH,clarity,andsolublesolidsovertimewasstudiedbyacceleratedtestunder25℃,37℃,50℃storageconditions.Then,theArrheniusmodelwasappliedtoinvestigatetherateformulaofflavonoidscontentundertheinfluenceoftemperature.Resultsshowedthat:

theflavonoidsshowedanegativelycorrelatedwiththestoragetemperatureandtime,thevariationofflavonoidsfollowedthefirst-kineticmodel,theactivationenergy（Ea）was24.5kJ/mol，theArrheniusEquationwas

.After35daysstorage,thelossrateofflavonoidswaslessthan30%underdifferenttemperatures,andlessthan15%under25℃storagetemperature.ThebrowningdegreeA420absincreasedwiththeextensionofstoragetimeandtemperature,thevariationofbrowningdegreefollowedzero-orderkineticsandtheactivationenergy（Ea）was16.5kJ/mol.Clarity,pH,andsolublesolidswithaslightchangeafter90daysstorage,demonstratedthattemperaturehasalittleeffectontheClarity,pH,solublesolids.Microbialindicatorswereinthesafetylimitsafter60daysstorage.

Aminoacidcompositionwasstudiedbyautomaticaminoacidanalyzer.ResultsshowedthatsolidrawDuanwuchacontained17kindsofaminoacids,including7kindsofessentialaminoacids,totalaminoacidscontentwas6.58g/100g,theessentialaminoacidscontentaccountingfor34.2%ofthetotalaminoacidscontent;Theherbalteacontained14kindsofaminoacids,including5kindsofessentialaminoacids,totalaminoacidscontentwas204.2μg/mL,theessentialaminoacidscontentaccountingfor4.9%oftotalaminoacidscontent.

ThetraceelementswasanalyzedbyICP-AES,resultsshowedthatDuanwuchawasrichinFe,Cu,Mn,Zn,thetoxicmetalsAs,Cd,Pbwerenotdetectedinbothrawandherbaltea.

Duanwuchaherbalteaandother11kindsofherbalteapurchasedfromthemarketwereassessedfortheirDPPHradicalscavengingactivityandFe3+reducingpower.Resultsindicatedthatallthe12kindsofherbalteahadacertainantioxidantactivityinthestudyingantioxidantevaluationsystems,andDuanwuchaherbalteashowedabetterantioxidantactivityamongthestudyingherbalteas.Thecontentsofflavonoidsof12kindsofherbalteavariedfrom0.078mg/mLto0.607mg/mL,thecontentsofpolyphenolvariedfrom54.5μg/mLto243.4μg/mL,theflavonoidsofDuanwuchaherbalteawas0.594mg/mL,onlylessthanKherbaltea,whilethepolyphenolcontentsofDuanwuchaherbalteawashighestamongthe12kindsherbaltea.ThePearsoncorrelationanalysisshowedthattheflavonoidsandpolyphenolcontentswashighlycorrelated,thecorrelationcoefficientwas0.954.ThecorrelationanalysisofantioxidantswiththeDPPHradicalscavenging,FRAPvalueshowedthattherewasasignificantcorrelationbetweenflavonoidscontent,polyphenolcontentandDPPHradicalscavenging,FRAPvalue.ThecorrelationcoefficientbetweenflavonoidscontentandDPPHradicalscavenging,FRAPvaluewashigherthanpolyphenolcontent.

KEYWORDS:

Duanwucha;herbaltea;flavonoids;technology;storagestability;antioxidantactivity

目录

第1章引言1

1.1凉茶简介1

1.2端午茶概述1

1.3黄酮类化合物及其生理活性2

1.4凉茶加工中的关键技术3

1.4.1浸提3

1.4.2苦涩味脱除4

1.4.2.1β-环糊精包埋5

1.4.2.2吸附法6

1.5立题背景和意义6

1.6本课题的主要研究内容7

第2章端午茶凉茶制备工艺研究8

2.1实验材料与设备8

2.1.1实验材料8

2.1.2实验仪器与设备8

2.2实验方法9

2.2.1端午茶凉茶加工工艺流程9

2.2.2端午茶凉茶黄酮含量测定9

2.2.2.1NaNO2-Al（NO3）3-NaOH法测定原理9

2.2.2.2芦丁标准曲线的绘制9

2.2.2.3样品黄酮含量的测定及提取率计算10

2.2.2.4精密度实验10

2.2.2.5加标回收实验10

2.2.3端午茶凉茶最佳浸提条件测定10

2.2.3.1时间的影响10

2.2.3.2温度的影响10

2.2.3.3液料比的影响11

2.2.3.4浸提次数的影响11

2.2.3.5响应面法优化端午茶浸提实验11

2.2.4端午茶凉茶苦涩味脱除工艺11

2.2.4.1β-CD，树脂，活性炭添加量的确定11

2.2.4.2模糊评判法确定最佳苦涩味脱除方法12

2.2.4.3黄酮含量测定12

2.2.5端午茶凉茶调配工艺13

2.2.5.1正交试验优化端午茶凉茶口感13

2.2.5.2感官评分13

2.3结果与讨论13

2.3.1端午茶凉茶黄酮测定结果13

2.3.1.1芦丁标准曲线13

2.3.1.2精密度实验结果14

2.3.1.3加标回收率实验14

2.3.2端午茶凉茶单因素浸提实验结果14

2.3.2.1时间的影响14

2.3.2.2温度的影响15

2.3.2.3液料比的影响16

2.3.2.4浸提次数的影响16

2.3.3响应面优化浸提实验结果17

2.3.3.1分析因素选择及分析方法17

2.3.3.2模型建立及显著性分析18

2.3.3.3浸提工艺的响应面分析与优化19

2.3.3.4浸提工艺的确定21

2.3.4端午茶凉茶苦涩味脱除方法的确定22

2.3.4.1β-CD添加量确定22

2.3.4.2树脂用量确定22

2.3.4.3活性炭添加量的确定22

2.3.4.4不同苦涩味脱除方法比较23

2.3.4.5模糊评判法筛选最佳凉茶苦涩脱除方法23

2.3.5端午茶凉茶调配实验结果25

2.3.5.1正交因素水平设计25

2.3.5.2正交试验结果及分析26

2.4本章小结28

第3章端午茶凉茶储藏稳定性研究29

3.1实验材料与设备29

3.1.1实验材料29

3.1.2实验仪器与设备29

3.2实验方法30

3.2.1端午茶凉茶储藏实验30

3.2.1.1端午茶凉茶制备30

3.2.1.2储藏实验设计30

3.2.2黄酮含量测定30

3.2.3褐变值测定30

3.2.4澄清度测定31

3.2.5pH测定31

3.2.6可溶性固形物含量测定31

3.2.7微生物指标