中国农业科学院研究生，中国农业科学院研究生院
以低档绿茶为原料，利用茶鲜叶中内源酶悬浮发酵制备红茶茶汤，是开发新型茶饮料的发展趋势。然而，在液态发酵制备红茶汁时，空气的泵入会使发酵液表面产生大量的泡沫，给连续化、清洁化生产带来困难。泡沫是亚稳的实体，最终会崩溃；但是在红茶汁生产中，需要快速有效地消除泡沫。到目前为止，关于茶叶泡沫的研究很少。这些泡沫对于茶汁品质的影响尚不清楚，如何处理这些泡沫也无相关对策。
为了探究液态发酵制备红茶汁产生的泡沫对发酵茶汁的影响，中国农业科学院茶叶研究所的梁 爽、傅燕青、许勇泉*等采取2种分离方式对所得泡沫生成液（分离出的泡沫）与泡沫残液（不含泡沫的茶汁）进行茶皂素等理化成分检测，分析其组成及对发酵红茶汁的品质影响。另外，为控制泡沫生成，添加食用消泡剂处理发酵液，分析其对生化成分的影响和对发酵进程的影响。本研究将增加茶行业对茶汁泡沫组成与茶饮料工业中泡沫调控及其重要性的认识。
1、泡沫的单次分离处理
单次分离处理下泡沫与发酵茶汁中生化成分组成
经过单次分离处理后，泡沫生成液中的茶皂素质量浓度显著高于泡沫残液（图1a），可达4.9 mg/mL，但是相对含量差异并不明显（表1）。对茶汁品质相关性较大的AA、TP和咖啡碱，泡沫生成液也高于泡沫残液（图1c、b、d）；但是相对含量上，AA、TP和咖啡碱在泡沫残液中较高（表1）；这是由于泡沫残液中茶皂素较少使三者占比提高，即茶皂素质量浓度的显著差异是泡沫生成液和泡沫残液差异的原因。所以通气发酵产生的泡沫中含有较多的茶皂素、TP、AA和咖啡碱，对于整体成分构成，泡沫生成液和泡沫残液的区别来源于茶皂素的差异。
泡沫生成液中C和TF均较多（图2）。处理间EGC、C、EC、EGCG和CG均有极显著差异（图2a）。与C相似，4种TF单体也在泡沫生成液中有明显聚集，TF更为显著（图2b）。不同于TP的分布，C和TF在泡沫生成液中占比高于泡沫残液（表1），这也说明了泡沫生成液与泡沫残液的差异性。以上结果表明C和TF在泡沫生成液中质量浓度高于泡沫残液，向泡沫聚集。
单次分离处理下泡沫与发酵茶汁中的挥发物组成
利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱，可检测由茶汤中挥发而出的各类化合物质量浓度，类似感官审评中人鼻的嗅闻。红茶汁中挥发性化合物的检测结果显示（表2），单次分离处理所得泡沫生成液和泡沫残液中共有的挥发物共123种，包括醛类（12种）、醇类（30种）、酮类（11种）、酯类（16种）、杂环化合物（5种）和芳香烃类（11种），其中醇类最多，而杂环化合物种类最少。各种类挥发物中，醇类质量浓度最高，其次是烷烃和酯类，而杂环化合物浓度最低。泡沫生成液中各种类挥发物质量浓度均高于泡沫残液（表2），其中醛类、醇类、酮类、酯类和芳香烃类均有显著差异，这说明此6类挥发物都呈向泡沫聚集的趋势。
2、泡沫的多次分离处理
多次分离处理与发酵茶汁中生化成分组成
如图3所示，泡沫生成液1、2、3的茶皂素都显著高于泡沫残液，且各处理的茶皂素质量浓度排序为泡沫生成液3＞泡沫生成液1＞泡沫生成液2＞泡沫残液。泡沫生成液1、2、3的TP和AA也都显著高于泡沫残液。咖啡碱的分布规律并不明显，但是泡沫残液中的咖啡碱要少于3种泡沫生成液。与单次分离处理相同，多次分离处理所得的泡沫残液中的茶皂素、AA、TP和咖啡碱的质量浓度都低于泡沫生成液。匀浆和通气处理对泡沫组成有显著影响。
泡沫生成液1中7种儿茶素类的质量浓度均最高（不含ECG），而且差异显著（图4A、B）；EGC在泡沫生成液1中较多，而之后检测不到。推测是因为通气过程中C受鲜叶PPO催化而合成TF，导致C的含量减少。泡沫残液中的GC、C、EC、EGCG虽非最少，但是和泡沫生成液2、3无显著差异。所以与单次分离处理后泡沫生成液中C的质量浓度较高的结果一致，多次的泡沫分离处理也会造成C的流失。
多次分离处理与发酵茶汁中挥发物的组成
如表2所示，泡沫生成液1、2、3中各类挥发物质量浓度均高于泡沫残液，这与单次分离处理的结果一致；其中醛类、酮类、酯类和芳香烃类在泡沫生成液3中质量浓度最高，而醇类、杂环化合物、烷烃和烯烃在泡沫生成液1中质量浓度最高。醇类香气数量最多、质量浓度最高，而酮类质量浓度最低。
如表3所示（点击下方阅读原文即可查看），OAV大于1的化合物有β-紫罗兰酮、芳樟醇、癸醛、1-辛烯-3-醇、壬醛、己醛、香叶醇、水杨酸甲酯、橙花叔醇、(E)-2-己烯醛、苯乙醛、柠檬醛和环氧芳樟醇共13种化合物。其中，7种在泡沫生成液3中最多，4种在泡沫生成液1中最多，1种在泡沫生成液2中更多，而水杨酸甲酯则较多保存在泡沫残液中、与泡沫生成液1中浓度相差较小。这说明呈香化合物在泡沫生成液中浓度较高，多次分离处理造成相应的呈香化合物流失。这与单次分离泡沫生成液中呈香化合物质量浓度较高的结果一致。
3、消泡剂对发酵茶汁的影响
消泡剂与发酵茶汁的TP和AA
实验发现，添加体积分数2%与体积分数0.2%的消泡剂可以达到很好的消泡效果，但是2%的消泡剂使泡沫残液中TP和AA的质量浓度显著增加，0.2%的消泡剂则无显著影响（图5）。2种消泡剂添加量对TP和AA的影响差异显著，为保持发酵茶汁品质，消泡剂添加量宜为0.2%。
消泡剂对发酵茶汁挥发性化合物的影响
根据上文结果，添加0.2%的消泡剂于泡沫残液，探究消泡剂对发酵茶汁挥发物的影响，以判断是否影响香气品质。具体呈香化合物的变化可反映红茶汁香气评价得分的变化。如表4所示，添加消泡剂的泡沫残液中，呈青气（OAV＞1）的己醛、(E)-2-己烯醛、苯甲醛、苯乙醛、1-辛烯-3醇和水杨酸甲酯的OAV均高于泡沫残液，而且呈甜香、花香的壬醛、癸醛、柠檬醛、芳樟醇、环氧芳樟醇、香叶醇、橙花叔醇和β-紫罗兰酮的OAV也高于泡沫残液，这表明消泡剂的添加对红茶汁的香气品质有影响，使呈香化合物浓度略有增加，并非不利影响。
消泡剂与液态发酵
设计未添加消泡剂的A组，作单次分离处理，得泡沫生成液A1和泡沫残液A2，而添加0.2%消泡剂的B组制备得到红茶汁B。检测3种茶汁中TF的质量浓度，以TF生成量为指标判断消泡剂对液态发酵影响，结果如图6所示：红茶汁B中4种TF单体的质量浓度均高于A1和A2；泡沫生成液中的TF质量浓度高于泡沫残液。TF浓度的提高是否意味着消泡剂对发酵进程有利，尚需进一步实验。但是对比结果说明添加消泡剂处理对TF的生成并无抑制的效果，对红茶汁的发酵进程无不利影响。
结论
结果表明：红茶汁匀浆和通气过程产生的泡沫中茶皂素、茶多酚、咖啡碱、部分儿茶素和茶黄素的质量浓度较隔离泡沫的茶汁中高，挥发物总量和癸醛、柠檬醛、芳樟醇、香叶醇和β-紫罗兰酮5种呈甜花香化合物，己醛、1-辛烯-3-醇、苯乙醛、水杨酸甲酯和(E)-2-己烯醛5种呈青气化合物也有提高，这表明产生的泡沫会带走较多的品质成分。为保留品质成分，向红茶汁发酵液中添加消泡剂防止泡沫形成，发现体积分数0.2%的消泡剂可有效控制泡沫形成，对茶多酚、氨基酸的质量浓度无显著影响，对发酵进程无不利影响，而且可促进茶汁中挥发物的释放。
本文《红茶汁液态发酵生成的泡沫组成分析与调控》来源于《食品科学》2022年43卷8期238-246页，作者：梁爽，傅燕青，尹军峰，许勇泉。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210506-030。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅
图片来源于文章原文及摄图网。
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