功能转换超临界流体萃取：一种提升茶叶品质的新方法

《Food Chemistry》：Function-transitioning supercritical fluid extraction: a novel approach to improve tea quality

　　

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  建立了一种新型FT-SFE方法用于提升茶叶品质。
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  该方法在实验范围内高效且具有良好的可重复性。
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  通过FT-SFE处理的副产品表现出抗炎潜力。
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  该方法在测试条件下展现出对低等级茶叶的提质潜力。

引言

茶（Camellia sinensis (L.) Kuntze），拥有数千年的历史和广泛的全球消费量，根据其发酵程度可分为六大类——绿茶、白茶、乌龙茶、黄茶、红茶和黑茶（Cao等，2024；Feng等，2024；Guo等，2022；Lin等，2024；Ma等，2024；Su等，2024）。茶在160个国家和地区消费，服务于约30亿消费者，茶叶产业预计将在2025年超过3180亿美元，具有重大经济意义（Pan等，2022）。茶叶饮用展现出多种健康益处，包括抗炎、抗氧化、免疫调节、抗癌、心脏保护、抗糖尿病和抗肥胖作用（Lin等，2021；Luo等，2024）。除了生理益处之外，茶叶饮用还被报告会影响情绪和情感状态（Kurosaka等，2025；Shimbo等，2005）。

口感是评价茶叶品质的重要因素。茶叶固有的苦味和涩味是其更广泛应用于烘焙和功能性食品的重大障碍，限制了消费者的接受度（Ye等，2022）。茶汤的涩味主要由酯化儿茶素和酚酸赋予，而生物碱和游离儿茶素则贡献苦味（Zhang等，2020）。定量研究、味觉重建和缺失实验、味觉传感器分析以及小鼠行为实验已一致确定了本研究监测的13种化合物的味觉贡献：EGCG、(?)-表没食子儿茶素（EGC）、(+)-没食子儿茶素（GC）和氯原酸（CA）主要表现为涩味；(?)-表儿茶素没食子酯（ECG）、(?)-表儿茶素（EC）、(?)-没食子儿茶素没食子酯（GCG）、(?)-儿茶素没食子酯（CG）和(+)-儿茶素（C）同时贡献苦味和涩味；咖啡因（CAF）、茶碱（TB）和可可碱（TP）主要表现为苦味；而没食子酸则与鲜味相关（Cao等，2019；Deng等，2022；Narukawa等，2010；Yu等，2014；Zhang等，2015；Zhuang等，2020）。

不同茶叶的风味特征在很大程度上由鲜叶的化学成分和加工工艺决定（Ye等，2022）。通过针对性的农艺措施，包括选择和培育适当的品种，以及遮荫处理、修剪和施肥，可以减轻茶叶的苦味和涩味（Cui等，2016；Lee等，2013；Ma等，2021；Zhang等，2021；Zheng等，2018）。目前，用于降低茶叶和茶产品苦味和涩味的创新食品加工技术包括酶处理（Cao等，2019）、微胶囊化（Gómez-Mascaraque等，2017）和辐照（Li等，2022）。此外，超微粉碎已被证明可以有效减轻苦味，同时保留绿茶粉的鲜爽度（Hu等，2012）。

超临界流体提取（SFE）提供了一种可持续且对消费者安全的方法来分离高价值生物活性化合物，利用溶剂固有的无毒、不燃和成本效益（da Silva等，2016；Qu等，2024）。在食品工业中，传统SFE已被用于从茶粉中同时提取咖啡因和儿茶素，使用乙醇作为共溶剂以提高提取效率（Huang等，2007；S?kmen等，2018）。迄今为止，现有的SFE尚未成功应用于茶叶加工以提升品质。基于我们团队在SFE技术方面的既有专长（Qu等，2024；Ruan等，2016；Ruan等，2017；Yang等，2021），我们提出了功能转换超临界流体提取（FT-SFE），这是一种旨在提升茶叶品质的综合方法。与传统SFE以提取为导向不同，FT-SFE被设计为一种旨在提升茶叶内在品质的食品加工技术。更具体地说，该工艺旨在提升茶叶品质，同时保持其结构完整性，从而构成从以提取为导向到以产品为导向的功能性转化。该技术将传统SFE的基于极性的选择性整合到食品加工中，以增强原料（茶叶）的内在品质。通过将整合的FT-SFE/高效液相色谱（HPLC）平台的多成分组成谱与茶叶分级的感官评价相关联，我们将开发一个预测模型，以量化关键指标之间的相互关系。最终，这项工作将为茶叶行业建立一种系统化的方法，统一品质提升、分析评估和等级分类。

为实现这一目标，采用广泛种植的C. sinensis品种"白叶一号"，通过控制采摘时间来创建品质梯度，从而系统研究FT-SFE提升低等级茶叶的功效。利用FT-SFE生成的控制样品库，我们开发了概念验证预测模型，建立了风味组成变化与感官品质之间的定量联系。此外，还评估了FT-SFE副产品的增值潜力。这项工作提出了一种加工策略，同时提升茶叶品质、提高资源效率并提供潜在的经济效益，从而将FT-SFE定位为食品工业中一种有前景且可持续的技术。

章节摘要

材料

本研究的植物材料C. sinensis品种"白叶一号"（山茶科），因其在中国被公认为适合生产高质量小叶绿茶而被选用。茶树种植于中国浙江省宁波市四明山北麓的屠山岈茶园（海拔50米；坐标：北纬29°44′0.98″，东经121°05′35.39″）。春季（4月：平均温度17.5°C，降水量99毫米，日照时间）采收鲜叶。

茶叶样品的感官评价与化学成分

利用广泛种植的C. sinensis品种"白叶一号"，我们通过控制采摘时间生成了绿茶样品的品质梯度，并使用受过训练的品评小组进行感官评价，以评估其感官特征（图1）。春采绿茶-1（GT-1）外观呈有光泽的绿色，茶汤明亮（图1A和B）。其香气清新爽爽，滋味醇厚柔和。这些综合特征表明GT-1符合

讨论

由于CO?分子的非极性性质和"相似相溶"原理，无共溶剂的超临界二氧化碳（SC-CO?）对低至中等极性化合物表现出强选择性（Belwal等，2018；Jha和Sit，2022；Qu等，2024）。因此，传统的SFE方法使用高极性共溶剂从抹茶和咖啡中提取活性成分，需要直接处理产生的茶渣（Banerjee和Chatterjee，2015；

结论

本研究建立了一种茶叶品质提升的加工方法——功能转换超临界流体提取（FT-SFE）。通过选择性减少苦味和涩味化合物，特别是总酯化儿茶素，FT-SFE改善了低等级茶叶的感官品质，同时保持其物理完整性。本文开发的定量化学-感官模型为茶叶等级分类提供了初步基础，确定了总儿茶素、总多酚

CRediT作者贡献声明

Qu Aili：资源、方法、调查、形式分析、数据整理。Wu Ying：方法、形式分析。Du Cui：方法、调查、形式分析。Qin Huaxia：方法、形式分析、数据整理。Liu Ting：资源、形式分析、数据整理。Li Jiande：资源、方法、调查。Yang Li：资源、方法、调查、形式分析。Xu Fengjiao：调查、形式分析、数据整理。Ruan Xiao：监督、资源、项目

伦理声明

作者确保所描述的工作符合世界医学会伦理规范（赫尔辛基宣言）中涉及人类实验的规定。感官评价的伦理审批不要求遵守国家法律。没有人类伦理委员会或正式文件流程可用于感官评价。作者确认在保护所有参与者的权利和隐私方面采用了适当的方案。

知情同意与受试者详情

已从所有参与者或其法律代表处获得书面知情同意，同意参与研究并发表文章。已遵守参与者的隐私权。

人体研究

本研究按照研究进行地的相关法律法规和指南进行。

本研究按照GB/T 23776《茶叶感官审评方法与规程》进行，是一项常规质量评估，不存在潜在风险

未引用参考文献

GB/T 14456.3-2016, 2016

GB/T 23776-2018, 2018

GB/T 8313-2018, 2018

GB/T 8314-2013, 2013

利益冲突声明

作者声明他们不存在已知可能影响本文所报告工作的财务利益冲突或个人关系。

致谢

我们感谢宁波禾美茶业有限公司在样品采集、加工和绿茶感官评价方面的协助。研究服务通过国家自然科学基金（拨款号32071509）获得资金支持；"天池人才引智计划"自治区第三批特聘专家——新疆新伊康药业有限公司；新疆维吾尔自治区科技厅，创新产业集群项目（拨款号

Qu Aili|Wu Ying|Du Cui|Qin Huaxia|Liu Ting|Li Jiande|Yang Li|Xu Fengjiao|Ruan Xiao|Wang Qiang