《Food Chemistry》：Protein and polyphenol structure transformation persuade “colloid-suspension” phase conversion in green tea beverages
编辑推荐：
•蛋白质和多酚被确定为茶饮稳定性的预测指标。•不可避免的热灭菌过程会改变茶汤的化学成分图谱。•灭菌过程中多酚的显著变化极易导致沉淀。•EGCG 加速沉淀，而 EC 影响沉淀量。•易沉淀的茶蛋白在灭菌过程中失去α-螺旋，使胶体失稳。引言随着消费者前所未有的向无添加和高感官品质的
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蛋白质和多酚被确定为茶饮稳定性的预测指标。
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不可避免的热灭菌过程会改变茶汤的化学成分图谱。
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灭菌过程中多酚的显著变化极易导致沉淀。
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EGCG 加速沉淀，而 EC 影响沉淀量。
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易沉淀的茶蛋白在灭菌过程中失去α-螺旋，使胶体失稳。
引言
随着消费者前所未有的向无添加和高感官品质的急切转变，纯茶饮市场市值在 2025 年激增至超过 350 亿美元，目前约占饮料总市场的 3%（Han 等人，2025 年）。货架期沉淀仍然是一个主要挑战，因为浑浊现象的频繁发生削弱了消费者的购买意愿（Wang & Zhai, 2026 年）。目前的稳定技术主要集中在加工干预上，包括物理去除（例如，膜澄清）和化学稳定（例如，酶处理、食品级稳定剂）（Kahraman 等人，2025 年；Reis 等人，2019 年；Wang 等人，2020 年）。然而，这些下游策略无法防止沉淀（Rafiq 等人，2018 年），而无添加标签进一步限制了稳定剂的应用（Chauhan & Rao, 2024 年）。这些技术主要基于传统认知，即固有成分的氧化聚合和胶体聚集在长期暴露于温度、光等环境因素下驱动了沉淀的形成（Zhao 等人，2024 年）。尽管付出了大量努力，近 80% 的茶原料仍然无法生产出稳定的饮料，这表明控制胶体稳定性的潜在机制尚不清楚，仅靠加工干预无法从根本上解决沉淀的顽固性问题。阐明成分驱动的自组装机制，为从源头上最小化沉淀形成提供战略路径，是实现从被动下游补救转向主动上游控制的基础。
从胶体和界面科学的角度来看，新鲜茶汤是一个动力学稳定系统，其中内源溶质自组装成纳米级实体（Liu 等人，2025 年）。在储存过程中，这些新组装体在多酚、蛋白质和多糖之间的非共价或共价相互作用驱动下发生动态重组，逐渐成核形成可见沉淀（Liu 等人，2025 年）。这种自组装行为引发了渐进性的相变，驱动系统从稳定的纳米胶体分散系转变为亚稳态，最终转变为相分离悬浮液（Patel & Velikov, 2012 年）。虽然以往的研究通过简化的二元模型（例如，咖啡因 -EGCG、咖啡因 - 蛋白质）确定了茶多酚、蛋白质和咖啡因是导致失稳的主要因素（Dai 等人，2024 年；Ishizu, 2024 年；Zhu 等人，2023 年），但这些研究经常忽略了生产过程中发生的动态转化。进一步的光谱研究表明，这些前体之间的氢键和疏水相互作用控制了茶乳的初始成核（Dong 等人，2020 年；Yu 等人，2020 年）。然而，这些研究主要关注简化的模拟系统或最终沉淀，未能充分阐明原料成分在加工和货架期过程中的演变。高温灭菌对于纯茶生产中的微生物安全性至关重要，不可避免地会改变多酚和蛋白质以及其他关键成分的化学特征（Cao 等人，2025 年；Polak 等人，2024 年）。其他食品系统中的类似热处理表明，高温长时间加工（90–95 °C，5–10 分钟）通过变性和聚集显著改变了牛奶蛋白的理化行为（Ma 等人，2024 年），而咖啡和可可的加工触发了儿茶素的异构化和脱羧作用（Jiang 等人，2023 年）。同样，传统中药中的高温蒸煮经常引发多糖水解或美拉德反应（Guo 等人，2024 年；L. Zhu 等人，2025 年）。在绿茶系统中，这种强烈的热应力充当了决定界面特性的关键分子触发器。具体而言，蛋白质疏水核心的热诱导展开和多酚的结构转化（例如，差向异构化和氧化）系统地破坏了最初稳定天然纳米胶体的空间位阻和静电排斥（Ananingsih 等人，2013 年）。因此，即使预处理去除了现有的浑浊前体，随后的热处理也会触发茶饮中敏感儿茶素的氧化降解和蛋白质变性。这些结构转化严重破坏了界面特性，加速了“胶体到悬浮液”的相转化。一旦自组装的纳米颗粒超过胶体域边界（约 1 μm），系统就会经历从动力学稳定性到重力沉淀的不可逆转变（Dai 等人，2024 年）。尽管有这些发现，目前的预测方法难以将初始化学成分与加工诱导的转化相关联，导致行业依赖于耗时的加速储存测试（Güler & Toku?o?lu, 2024 年）。因此，将茶汤的初始化学特征与其加工诱导的演变相结合，为预测无添加茶产品的胶体稳定性提供了一种稳健高效的方法。
为了实现茶饮沉淀行为的早期识别，本研究以绿茶饮料为模型，建立了一种将新鲜绿茶饮料的初始化学成分与货架期胶体稳定性相关联的预测方法。使用 17 种饮料模型开发了一种快速的茶饮沉淀双预测方法，并在 13 种茶叶品种和儿茶素 - 蛋白质重构中进行了验证。至关重要的是，为了阐明相变力学，采用了差示扫描量热法（DSC）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、圆二色谱（CD）和扫描电子显微镜（SEM）技术，结合荧光猝灭和重构验证，研究了化学成分和分子构象变化对“胶体 - 悬浮液”相转化影响的机制。通过将化学成分与沉淀行为联系起来，这项工作提出了成分导向原料选择的新概念，为无添加茶饮生产中的早期稳定性预测和源头控制质量提升提供了数据基础。
章节摘要
实验材料
17 个绿茶饮料样品（T1–T17）和验证样品由饮料公司提供或在实验室制备，选自中国主要的绿茶产区（浙江和安徽），跨越两个收获季节。
色谱级乙腈、甲酸和冰醋酸购自阿拉丁试剂公司（上海，中国）。其他化学试剂如磷酸二氢钠、磷酸氢二钠和氯化钠为分析级
各种绿茶饮料中化学成分的特征分析
为了调查绿茶饮料中二次沉淀形成的潜在致病因素，对 17 个沉淀倾向未定的样品（T1-T17）进行了化学成分特征分析（图 1）。样品制备遵循标准化流程，即在 60 °C 下提取，然后冷却至 4 °C 并在 8000 rpm 下离心以去除主要沉淀。随后在 120 °C 下进行 10 分钟的高温灭菌（图 1a），这
结论
为无添加绿茶饮料建立主动稳定策略，需要从下游补救转向基于初始茶汤材料特性对货架期沉淀进行早期预测。本研究深入探讨了 17 种不同茶配方的复杂分子演变，证实了初始茶饮的成分通过特定的加工诱导从根本上预定了其长期的热力学命运
CRediT 作者贡献声明
王心欣：写作 – 审查与编辑，写作 – 初稿，可视化，调查，概念化。王林：验证，调查，形式分析。刘云清：验证，软件，调查，数据整理。潘燕妮：验证，调查，形式分析。冯欣雨：概念化。凌文志：验证，监督，形式分析。王向儒：验证，软件。钟思彤：验证。沈一丽：形式分析。赵冉冉：调查。王跃飞
未引用的参考文献
Marchal, Seguin 和 Maujean, 1997
Yu 等人，2020a
Yu 等人，2020b
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争经济利益或个人关系，这些可能被认为影响了本论文中报告的工作。
致谢
感谢华润怡宝饮料（中国）有限公司和程靖力的帮助。这项工作得到了 浙江省自然科学基金 [Z25C160012] 和 国家自然科学基金 [32472475] 的支持。
王心欣 | 王林 | 刘云清 | 潘燕妮 | 冯欣雨 | 凌文志 | 王向儒 | 钟思彤 | 沈一丽 | 赵冉冉 | 王跃飞 | 陈平 | 储强
