Beverage Plant Res | 茶渣作為固體吸附劑吸附芳香物質(zhì)的研究進(jìn)展

茶葉是一種具有保健功能的非酒精飲料，在世界范圍內(nèi)都非常受歡迎。中國(guó)有著豐富的茶葉資源以及悠久的花香茶葉加工工藝歷史。無(wú)論傳統(tǒng)工藝或是現(xiàn)代工藝，花香茶葉香味的呈現(xiàn)都依靠一個(gè)最重要的過(guò)程：茶葉對(duì)芳香化合物的吸附與解吸。本文從物理吸附和化學(xué)吸附機(jī)理出發(fā)，積極探索茶渣作為固體吸附劑的拓展應(yīng)用，提高茶渣等副產(chǎn)物資源的綜合利用效率。2024年8月，Beverage Plant Research 在線發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶深加工與多元化利用團(tuán)隊(duì)題為Theories and Applications of Tea Residue Adsorbing Aroma Compounds-A Review 的論文。茶葉吸附外源物質(zhì)的機(jī)理主要分為物理吸附和化學(xué)吸附，是基于茶葉原始生物結(jié)構(gòu)和內(nèi)含成分，具有重要的研究基礎(chǔ)作用。物理吸附理論認(rèn)為茶葉具有良好的自然吸附能力，其孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)且比表面積大，有利于外源物質(zhì)的粘附。化學(xué)吸附機(jī)理則聚焦于茶葉加工的過(guò)程，隨茶葉細(xì)胞的破碎，可用于吸附結(jié)合的位點(diǎn)明顯增多，茶葉的吸附性能進(jìn)而提高。但茶渣對(duì)外源物質(zhì)的吸附機(jī)制研究仍缺乏有力的數(shù)據(jù)支撐。

圖1 茶葉吸附芳香化合物過(guò)程示意圖

茶葉在作固體吸附劑方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，對(duì)茶葉吸附外源物質(zhì)的研究同樣具有它特有的重要性。借助掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope）、傅里葉變換紅外光譜（Fourier Transform Infrared Spectroscopy）、X射線光譜（X-ray Photoelectron Spectroscopy）、拉曼光譜（Raman Spectra）等技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外源物質(zhì)與茶葉內(nèi)含物質(zhì)結(jié)合的結(jié)構(gòu)分析與表征，依靠熱力學(xué)吸附模型以及吸附動(dòng)力學(xué)方程了解并描述茶葉吸附外源物質(zhì)的過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)吸附過(guò)程中分子結(jié)合與排列規(guī)律的可視化。未來(lái)，茶葉吸附外源物質(zhì)的機(jī)理研究將為其應(yīng)用于物質(zhì)吸附領(lǐng)域奠定基礎(chǔ)，提高茶葉、茶渣等資源的利用效率。

圖2 茶葉內(nèi)含物質(zhì)（吸附劑）與被吸附化合物（吸附質(zhì)）之間可能的結(jié)合機(jī)制

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所茶深加工與多元化利用團(tuán)隊(duì)研究生徐龍杰為第一作者，許勇泉研究員和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)黎星輝教授為該論文通訊作者，本論文得到浙江農(nóng)林大學(xué)杜琪珍教授和安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)宋傳奎教授的鼎力支持。該研究獲得山東省茶產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效技術(shù)集成創(chuàng)新與示范項(xiàng)目（2021TZXD009）、浙江省三農(nóng)九方科技協(xié)作項(xiàng)目（2024SNJF028）、恩施州科技計(jì)劃項(xiàng)目（XYJ2022000099）、溫縣特色產(chǎn)業(yè)高效生產(chǎn)技術(shù)能力提升項(xiàng)目（22CX8NA034）等資助。