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)都依靠一個最重要的過程：茶葉對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?；瘜W(xué)吸附機(jī)理則聚焦于茶葉加工的過程，隨茶葉細(xì)胞的破碎，可用于吸附結(jié)合的位點明顯增多，茶葉的吸附性能進(jìn)而提高。但茶渣對外源物質(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程示意圖
茶葉在作固體吸附劑方面有著獨特的優(yōu)勢，對茶葉吸附外源物質(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)可以實現(xiàn)對外源物質(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力學(xué)方程了解并描述茶葉吸附外源物質(zhì)的過程，從而實現(xiàn)吸附過程中分子結(jié)合與排列規(guī)律的可視化。未來，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)新與示范項目(2021TZXD009)、浙江省三農(nóng)九方科技協(xié)作項目(2024SNJF028)、恩施州科技計劃項目(XYJ2022000099)、溫縣特色產(chǎn)業(yè)高效生產(chǎn)技術(shù)能力提升項目(22CX8NA034)等資助。
來源：園藝植物研究 ，作者徐龍杰
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