多糖气凝胶在冰茶澄清中的应用:降低浊度与稳定茶乳酪的创新研究

《LWT》:Use of Polysaccharide-Based Aerogels in Iced Tea Clarification Process

【字体: 时间:2026年02月10日 来源:LWT 6.0

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  本研究针对即饮茶贮藏过程中易出现的茶乳酪沉淀和浊度上升问题,系统评估了壳聚糖(chitosan)和黄原胶(xanthan gum)气凝胶对黑茶与绿茶的澄清效果。结果表明,两种气凝胶可显著降低茶乳酪形成(黑茶≤3.8%,绿茶≤5.2%),并维持儿茶素(如EGCG)含量,其中壳聚糖气凝胶对黑茶颜色稳定性(ΔE20天=1.9)提升显著。该研究为食品级吸附剂开发提供了新思路,相关成果发表于《LWT》。

  
在即饮茶(Ready-to-Drink Tea, RTD)市场快速发展的今天,消费者对茶饮料的透明度和稳定性提出了更高要求。然而,茶汤在冷藏储存过程中常出现茶乳酪(tea cream)沉淀和浊度上升问题,严重影响产品外观和保质期。传统澄清方法如膜过滤易损失活性成分,酶处理成本高且难回收,开发高效环保的替代方案成为行业迫切需求。
为此,中东技术大学(Middle East Technical University)的研究团队创新性地将食品级多糖气凝胶应用于茶澄清领域,系统比较了壳聚糖(chitosan)和黄原胶(xanthan gum)气凝胶与商用吸附剂二氧化硅(silica)的效果。研究通过测定浊度(transmittance)、茶乳酪含量、颜色参数(L, a, b*, ΔE)、总酚(TPC)及儿茶素(如EGCG)保留率等指标,结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)和时域核磁共振(TD-NMR)技术,揭示了气凝胶与茶成分的相互作用机制。
关键技术方法
研究通过实验室制备的壳聚糖(C2)和黄原胶(X10)气凝胶,以2%(w/v)添加量处理黑茶与绿茶浸提液,对比二氧化硅吸附效果。采用福林酚法(Folin-Ciocalteu)测总酚,HPLC定量儿茶素、咖啡因(caffeine)等成分,色差仪分析贮藏20天颜色变化,FTIR和NMR弛豫(T2)及自扩散系数表征吸附机制。
3.1. 总酚、固形物、纯度及蛋白含量
壳聚糖气凝胶显著降低绿茶总酚(167 mg GAE/g)和蛋白含量(1.15 mg/mL),但对黑茶影响较小;黄原胶气凝胶对固形物保留率最高(黑茶299 mg/g)。
3.2. 儿茶素、没食子酸、咖啡因和茶氨酸含量
壳聚糖气凝胶使绿茶没食子酸(GA)和表没食子儿茶素(EGC)分别降至168.1 mg/100g和1929.9 mg/100g,但核心成分表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)未显著损失;咖啡因在所有处理中稳定性高。
3.3. 茶汤粘度
黄原胶气凝胶轻微提升粘度(绿茶2.009 mPa·s),但所有样品均保持牛顿流体特性(R2>0.98),利于工业生产。
3.4. 茶浊度与茶乳酪
壳聚糖气凝胶有效抑制茶乳酪形成(黑茶3.8%,绿茶4.8%),黑茶透光率在20天贮藏后仍达63.5%,显著优于对照组(14.6%)。
3.5. 茶汤颜色变化
壳聚糖气凝胶处理的黑茶ΔE值最低(1.9),颜色稳定性最佳;绿茶则因叶绿素相互作用出现轻微色偏(ΔE=3.0)。
3.6. 气凝胶FTIR分析
壳聚糖气凝胶在酰胺I带(1650 cm-1)吸收增强,表明与茶蛋白通过氢键和静电作用结合,黄原胶变化较弱。
3.7. TD-NMR弛豫与扩散系数
茶处理后的气凝胶T2弛豫时间缩短(如壳聚糖-黑茶T22=315.9 ms),自扩散系数升高,提示吸附物填充孔隙限制水分运动。
结论与意义
研究表明,多糖气凝胶可通过表面吸附选择性去除茶乳酪前体物质,壳聚糖气凝胶尤其适用于黑茶澄清,在保持儿茶素(如EGCG)含量同时提升贮藏稳定性;黄原胶气凝胶则更适合对颜色变化敏感的绿茶体系。该技术为替代传统吸附剂提供了可持续方案,且气凝胶易回收的特性契合绿色加工趋势。未来需进一步优化吸附选择性并开展感官评价,以推动其工业化应用。
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