茶是世界上最古老、消费最广泛的饮料，因其细腻的风味和对健康有益的作用，越来越受公众欢迎和科学界认可[1-3]。全球茶叶总消费量分别从2014年的508万t、2015年的529万t到2016年增至553万t。大量证据表明，喝茶能降低癌症、心血管疾病、糖尿病和帕金森病等慢性疾病的发病率[4-5]。这些有益作用在很大程度上归功于茶多酚。茶多酚又称为儿茶素，是由黄烷-3-醇上位于B环上的二或三羟基被取代或者A环的间5,7-二羟基被取代而形成，占茶叶干质量的30%～42%[6]。茶多酚中最常见的单体成分有：儿茶素(catechin，C)，没食子儿茶素[(-)-gallocatechin, GC]、表没食子儿茶素[(-)-epigallocatechin, EGC]、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)、表儿茶素(epicatechin, EC)、没食子儿茶素没食子酸酯[(-)-gallocatechin gallate, GCG]和表儿茶素没食子酸酯[(-)-epicatechin gallate, ECG]，其中以EGCG为主要成分，按质量计可占总茶多酚的近50%。同时茶作为黄酮类成分的主要食物来源，美国成年人在1999～2002年和2007～2010年的黄酮总摄入量分别是164.4、155.9 mg/d[7]。同样，茶是欧洲人群中总黄酮和黄酮单体类成分的主要来源(人均摄入量为66 mg/d)[8-9]。

传统上，茶是通过将松散的茶叶或茶包单独浸泡在水中或与其他物质(例如牛奶或糖)一起浸泡而成。即饮(ready-to-drink,RTD)茶除了因其可替代冲泡茶的方便性外，还由于其口味多样性、维生素含量高和甜味剂可以代替糖等优点而广受青睐[10]。RTD茶包括瓶装茶和速溶茶，通常是用重构喷雾干燥法使茶叶提取物变成粉末的形式生产，或者是利用茶水提取物生产。根据最新数据，全球RTD茶市场从2011年的260亿升L幅增长到2016年的370亿L，未来2021年将达到450亿L。在中国，纯茶饮料和果汁茶饮料2大类RTD茶已经生产并被广泛消费，消费量逐年递增。

目前关于茶的大多数研究都集中在冲泡茶的化学成分、健康作用和消费上，RTD茶的相关信息较少。WATANABE等[11]报道，罐装红茶中的儿茶素含量低于日本罐装绿茶。FLORES-MARTINEZ等[12]发现，墨西哥现有RTD茶的化学特征、抗氧化活性差异很大。因此，本研究的目的是评估我国各种商业RTD茶的理化性质、酚类成分和抗氧化活性，以及中国成年人每天从这些茶饮料中摄入的多酚含量。

1 材料与方法

1.1 茶饮料

研究用22种RTD茶均购自中国西安华润万家超市，均在保质期内且保存在实验室黑暗和干燥的环境中。根据GB/T 21733—2008《茶饮料》，这些RTD茶可分为纯茶饮料和果汁茶饮料，相应的产品信息汇总见表1。

1.2 试剂

福林酚试剂、VC、2,6-二氯靛酚、FeSO4、酒石酸钾钠四水合物，中国上海源叶生物技术有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2’-联氨-双-(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)二氨盐[2,2’-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid), ABTS]、 6-羟基-2,5,7,8-四甲基色烷-2-羧酸(6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid， Trolox)、2,4,6-三(2-吡啶基)-s-三嗪[2,4,6-Tri(2-pyridyl)-s-triazine， TPTZ] 、K2S2O8、没食子酸(gallic acid, GA)、没食子儿茶素、表没食子儿茶素、儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、咖啡因(caffeine, CAF)、表儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯，美国Sigma-Aldrich Chemical 公司。除特殊说明外，所有化学药品和溶剂均为分析纯。

1.3 仪器与设备

Multisken Go型全波长酶标仪，美国Thermo Electron公司；PAL-1 abbe折射仪，日本东京ATAGO公司；FE20 Plus pH计，中国上海梅特勒·托利多公司；手提或多功能色差仪，中国深圳3nh公司；U-9300型紫外可见分光光度计，日本HITICHI公司；U-3000型高效液相色谱仪，美国Thermo Fisher公司；Inertsil ODS-3反相HPLC色谱柱(内径4.6 mm×250 mm，5 μm)，日本岛津公司。

1.4 实验方法

1.4.1 可溶性固形物、VC、pH和色值的测定

可溶性固形物使用PAL-1 abbe折射仪测定；VC采用2,6-二氯靛酚滴定法测定；pH使用FE20 Plus pH计测定。

色值(L*、a*和b*)：色差计进行测量。使用a*和b*坐标值按公式(1)计算C*(色度),按公式(2)计算H*(色相角)：

(1)

(2)

1.4.2 总糖含量(total sugar content,TSC)的测量

采用蒽酮比色法测定所研究茶饮料的总糖含量[13]。将100 μL稀释的茶饮料与900 μL蒸馏水和5 mL蒽酮溶液(每100 mL体积分数66% H2SO4 加入0.05 g蒽酮和1 g硫脲)混合。将混合物溶液在沸水浴中放置10 min，然后在流水中冷却并在室温下放置5 min。使用紫外可见分光光度计在620 nm波长处测量其吸光度。结果表示为每升茶饮料中的葡萄糖当量(glucose equivalent,GE)(在0～1 mg/mL线性范围内，R2=0.996 5)。

1.4.3 总酚含量(total phenol content,TPC)的测定

用Folin-Ciocalteu方法(M1)和酒石酸铁法(M2)分别测定茶饮料的总酚含量。茶饮料的TPC通过Folin-Ciocalteu方法测定[14]。没食子酸用于制作标准曲线(y=1.141 8x+0.076 1，R2=0.997)，结果表示为每升茶饮料中的没食子酸当量(gallic acid equivalent,GAE)。

酒石酸铁法测定茶饮料TPC采用GB/T 21733—2008《茶饮料》的标准方法[15]。将茶叶样品(1～4 mL)与5 mL染色溶液(0.1 g FeSO4和0.5 g酒石酸钾钠四水合物溶于100 mL蒸馏水)、4 mL蒸馏水和15 mL缓冲液(0.067 mol/L K3PO4，pH 7.5)相混合。在540 nm波长处测定吸光度，并通过公式(3)计算总茶多酚含量：

ρ(TPC)/(mg·L-1)=(E1-E2)×3.9133×K×1 000

(3)

式中:E1,540 nm波长处测试溶液的吸光度；E2,540 nm波长处测定对照溶液的吸光度；3.913 3为540 nm处的吸光度为1.0时多酚的质量浓度,mg/mL； K,稀释系数。

1.4.4 多酚成分分析

基于KIM等[16]研究，利用超高效液相色谱(ultra performance liquid chromatography,UPLC)对每种茶饮料的多酚成分进行分析和测定。色谱分离是在反相HPLC色谱柱上进行的，使用的是由A相(0.1%甲酸水溶液)和B相(体积分数100%甲醇)组成的流动相。梯度洗脱程序如表1所示。

样品均通过0.45 μm膜滤器过滤，进样量10 μL，柱温30 ℃，流速1 mL/min，UV检测波长280 nm。GA，GC、EGC、C、EGCG、CAF、EC、GCG和ECG均分别通过参考标准校准曲线进行定量计算。

1.4.5 抗氧化活性的测定

1.4.5.1 DPPH自由基清除活性测定

参照王新然等[17]的方法并略加修改，对每种茶饮料的DPPH自由基清除活性进行测定。准确吸取500 μL浓度为0.2 mmoL/L的DPPH工作液与100 μL待测样品溶液混合摇匀，室温黑暗中反应30 min，在517 nm波长处测量吸光度A1。样品对照组用无水乙醇代替DPPH工作液测定其吸光度A2；空白组用无水乙醇代替样品液测定吸光度A0，按公式(4)计算DPPH自由基清除率：

DPPH自由基清除率

(4)

以不同浓度(0.11～0.57 mmol/L)的Trolox清除自由基的能力作标准曲线，以清除率为纵坐标，Trolox浓度为横坐标。根据回归方程计算待测样品的Trolox当量抗氧化能力，结果表示为Trolox当量每升饮料，即mmol TE/L。

1.4.5.2 ABTS自由基清除活性测定

ABTS自由基清除法参考孙菡峥等[18]的方法略作改动。取7 mmol/L ABTS溶液和2.45 mmol/L K2S2O8溶液各5 mL，使其均匀混合，避光放置24 h。用无水乙醇稀释母液使在734 nm波长下的吸光度为(0.70±0.20)即可使用。然后准确吸取750 μL ABTS工作液与100 μL待测样品溶液均匀混合，室温下避光反应6 min后，于734 nm波长处测其吸光度A3，同时用无水乙醇代替样品液作为对照测定其吸光度A4，按公式(5)计算ABTS自由基清除率。按1.4.5.1方法表示为标准曲线范围(0.40～2.40 mmol/L Trolox)内的mmol TE/L。

ABTS自由基清除率

(5)

1.4.5.3 还原铁抗氧化能力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)测定

根据1.4.5.2方法[18]稍加修改,对茶饮料的还原铁抗氧化能力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)进行了测定。将pH 3.6的乙酸缓冲液、20 mmol/L FeCl3·6H2O和10 mmol/L TPTZ溶液按体积比10∶1∶1均匀混合。取900 μL FRAP工作液与100 μL样品液混合，摇匀，37 ℃下放置30 min后，待测样品的吸光度在593 nm波长下测量。已知浓度为0.08～0.40 mmol/L的Trolox溶液用于制作标准曲线，同上，结果以mmol TE/L表示。

1.5 评估茶多酚每日摄入量

根据2010—2012年中国居民的营养和健康监测数据估算了中国成年人饮用RTD的多酚每日摄入量[19]，本文中RTD的TPC值采用了M1进行测定。

1.6 统计分析

所有实验结果均表示为3次平行实验测定值的平均值±标准偏差。所有数据的统计分析均使用Origin 2018进行。5%或更低的数值被认为具有统计学意义。使用SPSS 23在TPC和其他测量参数之间进行了Pearson相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同茶饮料中主要理化成分含量

2.1.1 可溶性固形物

TSS(total sohible solid,TSS)是指果汁、葡萄酒或其他饮料中糖、酸、维生素和微量矿物质等可溶性成分的总量，是食品质量评估的重要综合指标。如表2所示，果汁茶饮料(1A～17D)的TSS含量范围为(5.03±0.06)～(11.00±0.10)，而纯茶饮料(18A～22B)的TSS含量较低，最高仅为(6.07±0.06)。TSS含量的差异可能与果汁茶饮料中的糖、果糖糖浆和果汁等成分有关。

2.1.2 VC

儿茶素等生物活性成分在存储过程中化学性质不稳定，饮料中添加VC是防止氧化和降解的一种常见方法[20]。RTD样品中VC含量结果也列于表2中。果汁茶饮料的VC含量范围为(115.87±10.53)～(5 035.16±21.07) mg/L，其中6个样品(1A、2A、5A、7B、8B和9B)的VC含量较高。同样，WATANABE等[11]在研究中提到，日本瓶装绿茶的VC浓度是425～1 852 μg/mL。与此相反，本研究分析的5种纯茶饮料的VC含量相对较少。

2.1.3 pH

如表2所示，虽然纯茶饮料的pH值(5.54～6.05)比果汁茶饮料(2.71～3.78)高，但两者都是酸性饮料。研究表明[21]美国379种商业饮料中，93%的pH<4.0。同样，巴西11种商业茶饮料的pH在2.89～3.41[22]，而来自墨西哥的此类茶饮料则呈弱酸性，其pH值约为4[12]。LIN等[23]分析了冷、热冲泡茶或蒸煮茶，其pH在5.47～5.88之间，这与目前关于纯茶饮料pH的研究是一致的。

通常，将H3PO4、苹果酸和柠檬酸等食品添加剂添加到饮料中，不仅丰富了酸味和其他浓郁的风味，而且起到了防腐和控制pH的作用。同时，将这些酸添加到饮料中可降低饮料加工和储存期间植物活性成分的降解率。例如，茶多酚在低pH环境下更稳定，但在pH≥6时会发生差向异构化或降解[24-25]。除这些作用外，调节pH还可以有效地控制茶沉淀物的形成，从而改善茶饮料在加工和贮藏过程中的外观和风味质量[26-27]。

2.1.4 色值

饮料颜色是确定消费者食欲最直接的感官特性之一。表2显示了22种RTD茶的色度特征，包括L*、a*、b*、C*和H*五个颜色指数参数。其中，白度指数(L*)在(17.64±0.53)～(23.97±0.04)，与这些茶浸液的所测值一致[22]。样品的a*和b*也为负值，分别表示饮料颜色呈现偏绿色和偏蓝色。在本研究中，颜色强度(C*)和色调(H*)进一步证实了这种颜色趋势，其值分别为(1.00±0.39)～(2.55±0.07)和(227.00±2.43)～(255.43±11.34)。然而，据报道，此类用于冲泡茶和速饮茶的参数b*值呈现正值[28]。如标签信息中所述(表1)，在这些茶饮料加工中使用不同原料茶和浓缩果汁可能会造成这种差异。

2.2 总糖含量

如表2所示，果汁茶饮料的TSC含量为(18.37±0.37)～(39.33±0.60) g GE/L，而纯茶饮料的TSC含量为(7.10±1.26)～(17.55±0.45) g GE/L，表明果汁茶饮料中糖的含量比纯茶中高。不同RTD茶的TSC差异可能取决于RTD茶的工业加工过程，尤其是重构的产品成分。如表1所示，将天然糖，如蔗糖、葡萄糖或果糖单独或组合添加到这些研究的样品中。但是，GB/T 21733—2008《茶饮料》对茶饮料中糖的含量没有设限。众所周知，摄入过量的糖会引发健康问题，例如肥胖、糖尿病或心脏病等慢性疾病[29]。因此，需要对RTD茶中总糖的潜在健康风险和添加上限做进一步研究。

2.3 酚类总含量

表3列出了这些茶饮料的TPC，M1测定每种茶饮料的TPC为(253.28±1.49)～(583.35±9.80) mg GAE/L，而M2所测定的TPC为(124.07±1.60)～(449.91±10.27) mg/L。尽管2种方法显示出显著的正相关关系(R2=0.744)，但这些样品的TPC排序在2种方法中有所不同。例如，M1中含量最多的3个依次是8B>22B>20B,而M2中的却是22B>8B>20A。原因可能部分归因于使用的方法不同和分析样品中存在不同的干扰化合物。此外，由M1确定茶饮料中的TPC值与其冲泡的茶饮料具有可比性，这表明商业RTD茶也富含酚类化合物。

为了进一步评估这些茶饮料在中国市场的质量，本实验相应地计算了每种RTD的TSC与TPC之比。如图1所示，果汁茶饮料与纯茶饮料相比，糖酚比更高。该结果表明，后者的摄入可在饮食中贡献更多的多酚和更少的糖。

2.4 茶饮料中酚类的组成分析

通过HPLC分析的酚类化合物列于表3中。本次研究所有的RTD基本拥有相同种类的酚类化合物，其含量根据茶饮料品种而变化。在17种茶饮料中共鉴定出8种儿茶素和CAF，但5种茶饮料中有1～2种儿茶素未被检出。在8种儿茶素中，最主要的化合物是EGC、GC、GCG、EC和ECG。同样，据报道，用斯里兰卡茶叶制成的500 mL RTD 中总共含有87.4 μmol总黄烷-3-醇，其中EGC、EGCG、EC、ECG和GC含量最高[10]。但是，本次实验中测得的EGCG含量为(1.45±0.03)～(22.59±0.26)mg/L,相对低于之前报道，后者在茶中通常占儿茶素总量的50%～80%。WATANABE等[11]还发现，来自日本的罐装绿茶样品中含有较高含量的EGCG，而不是EGC和GC。众所周知，与红茶相比，绿茶富含儿茶素，尤其是EGCG。因为儿茶素在红茶发酵过程中在多酚氧化酶的作用下转化为茶黄素和茶红素。另外，萃取分离和高压灭菌等几种关键的食品加工技术也会导致风味、颜色、口味和多酚的损失[15,30]。除这些因素外，每种儿茶素的化学稳定性还受到储存条件的影响，包括温度、相对湿度以及不同的食物系统和生产[20]。LI等[31]观察到，差向异构化和氧化是2种主要反应，导致液态和固态中EGCG降解。

此外，CAF在这些茶饮料中占主导地位，含量为(41.90±0.08)～(126.45±0.25) mg/L,略低于日本市场上出售的商业罐装绿茶和红茶[11]。实际上，在不同的茶叶加工过程中，CAF比儿茶素更稳定，适量食用(400 mg/d)可以发挥生理作用，如提高精神警觉性、注意力、运动表现和降低疲劳[32-33]

2.5 抗氧化活性

本研究中，分别通过DPPH、ABTS自由基清除能力和FRAP分析评估了22种茶饮料的抗氧化能力。如表4所示，这些茶饮料对DPPH和ABTS自由基清除能力的分别为(0.40±0.06)～(5.41±0.07) mmol TE/L和(0.53±0.08)～(8.23±0.04) mmol TE/L。其中1A、7B、8B、20B、21B和22B显示出比其他饮料更高的抗氧化活性。该结果与FRAP值在(0.88±0.09)～(8.82±0.67) mmol TE/L的总还原能力一致。值得注意的是，在不同种品牌间和同种品牌内，抗氧化活性均存在很大差异，而抗氧化活性最强的茶饮料来自本研究中的B品牌。造成这种差异是各种因素影响的结果。例如选择的原始茶叶、制备方式(可溶提取物或适当浸泡)、添加的其他成分以及灭菌工艺等。由表4和表5可知，茶饮料的总多酚含量和抗氧化活性呈极显著关系(R2>0.8)，即总多酚含量越高，抗氧化活性越强。

2.6 零售价格、理化特性、抗氧化活性和多酚单体之间的相关性

茶多酚是一类有益人体健康的植物成分，也是构成茶饮料感官特性的基础。因此，进一步进行相关分析以评估零售价格、理化特性、抗氧化作用和多酚类成分组成之间的关系。如表5所示，茶多酚与本研究中的其他参数显示出不同相关性。6种化合物(C、EGCG、CAF、EC、GCG和ECG)与通过2种方法测定的总多酚含量和抗氧化活性呈正相关，从而证实了先前研究中评估不同品种茶的抗氧化能力[34]。但是除EGCG、CAF和GCG与pH显著相关外，这些化合物与茶色的理化特性(颜色、可溶性固形物和pH)之间均存在弱或负相关性。

此外，零售价格是影响RTD消费者吸引力的关键参数。Pearson相关性分析表明，零售价格与总酚含量C、CAF和EC分别呈显著正相关(表5)。相反，零售价格与其他参数间的相关性弱且不显著。从结果推断，除了健康作用，RTD的其他属性如化学成分和理化特性可能会对其零售价格产生重大影响。如上所述和表1所示，在中国与果汁茶饮料相比，纯茶饮料具有更高的TPC和抗氧化能力，但零售价格却较低。一种可能原因是不同口味的果汁茶饮料为消费者提供了更多的感官选择。同样，GRANATO等[35]认为，南美红酒的零售价与感官质量间存在显著正相关。

2.7 每日多酚摄入量

通常，由于两大类RTD茶饮料中都存在茶多酚类化合物，因此RTD茶对健康的影响与冲泡茶类似。先前研究发现，在美国和韩国的饮食中，食用冲泡茶对膳食中的多酚类成分有很大贡献[7,36]。在中国，过去的几十年里RTD茶已广受欢迎，然而，其对中国居民每日多酚摄入量的贡献仍亟待研究。根据2010～2012年中国居民营养和健康监测的最新数据，茶饮料是2010～2012年中国成年人摄入的主要饮料，年人均消费量高达26.2 L。据此，我国成年人茶饮料摄入的多酚量达到33.07 mg/d(表6)。根据LI等[31]的研究，中国成年人每天从水果、蔬菜和坚果中摄入的总黄酮含量为165.6 mg/d，而在同一研究中未评估茶多酚的摄入量。此外，RTD对老年人、男性和城市成年人等的茶多酚总量贡献较高，这可能归因于消费者的喜好。

3 结论

通常，果汁茶饮料更受欢迎但更昂贵，与纯茶饮料相比，茶多酚含量较低。但本研究中所有速饮茶饮料都可以作为重要的茶多酚抗氧化剂来源。基于 2010—2012年中国居民营养和健康监测数据推算，RTD茶饮料对中国成年人(>18岁)的多酚摄入量日均贡献估计为33.07 mg/人。值得注意的是，本研究中大多数RTD茶，尤其是果汁茶饮料，都有较高含量的糖或甜味剂，这被认为是主要的公共卫生问题，也是诱发慢性病的主要风险因子，而纯茶饮料中糖酚比低，能够为人体提供大量的多酚和少量的糖，对人体健康起到一定的作用。因此，从长远来看，需要进一步动物和临床实验更仔细地研究两大类茶饮料对健康的影响。

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Polyphenolic profiles, antioxidant capacity and daily polyphenolic intake evaluation of ready-to-drink teas

WANG Haopeng1,CHENG Junxia2,GUO Juntong1,ZHANG Qiqi1,YANG Na1,WANG Kaijie1,SHAO Hongjun1*

1(College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710119，China)2 (Shaanxi Environmental Monitoring Centre, Xi’an 710043, China)

ABSTRACT This study evaluated the physicochemical properties of the most common ready-to-drink (RTD) tea beverages in China, and analyzed their polyphenolic profiles and antioxidant capacities. Also，it assessed the daily intake of dietary polyphenols. Results showed that due to the low total soluble solid content, pH and characteristic color parameters, all samples were slightly acidic and showed a slight yellow color. Although different tea beverages contained different concentrations of total sugar, they contained relatively high vitamin C and total phenolics content. Therefore, these beverages showed good antioxidant capacity. HPLC analysis results indicated that these beverages contained five catechins and caffeine, namely, epigallocatechin, gallocatechin, gallocatechin gallate, epicatechin, and epicatechin gallate. In addition, according to the monitoring data from the nutrition and health of Chinese residents during 2010—2012, the average daily polyphenolic intake from RTD teas was estimated to be 33.07 mg/person for Chinese adults.

Key words ready-to-drink tea; polyphenol; antioxidant capacity; catechin; daily intake

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.024018

引用格式:王浩鹏，程俊侠，郭俊彤，等.速饮茶饮料的多酚组成、抗氧化特性及摄入量评估[J].食品与发酵工业,2020,46(17):180-188.WANG Haopeng, CHENG Junxia, GUO Juntong, et al. Polyphenolic profiles, antioxidant capacity and daily polyphenolic intake evaluation of ready-to-drink teas[J].Food and Fermentation Industries,2020,46(17):180-188.

第一作者：硕士研究生(邵红军副教授为通讯作者，E-mail：shaohj@snnu.edu.cn)

基金项目：中国博士后科学基金项目(2015M580811)；陕西省农业科技创新与攻关项目 (2016NY-174)；西安市科技计划项目 (20193047YF035NS035)

收稿日期：2020-03-21，改回日期：2020-04-29