TWI774556B - 茶原料萃取程度的即時監測方法 - Google Patents

Abstract

一種茶原料萃取程度的即時監測方法，包含：將包含茶原料的原料組分進行萃取處理，得到茶萃取液；及在萃取處理的過程中，利用感測單元依時地監測茶萃取液，獲得不同時間下的可溶性固體總量及氧化還原電位。當滿足以下條件中一者時，則在該條件的監測時間點後的任意時間停止萃取處理，(一)相同監測時間點下的可溶性固體總量所構成的線段的斜率為-2.5至小於3.5及氧化還原電位所構成的線段的斜率為-5至-0.1；(二)兩相鄰監測時間點的可溶性固體總量的變化率的正負符號相反；及(三)兩相鄰監測時間點的氧化還原電位的變化率的正負符號相反。

Description

茶原料萃取程度的即時監測方法

本發明是有關於一種判斷萃取程度的方法，特別是指一種茶原料萃取程度的即時監測方法。

在目前食品工廠的瓶裝茶飲製程中，為了確認茶湯的品質，通常需要在茶葉進行萃取處理的過程中取樣，並且經由測試員試喝茶湯及觀察該茶湯的顏色來判斷茶葉的萃取程度，這樣人為的判斷方式較無科學化的標準，且不同測試員對於茶湯的茶味的感受程度更是有所不同，因此，上述判斷茶葉的萃取程度的方法不僅需要額外取樣來進行分析而造成製程上的不便，且該方法所得到的茶湯存在有品質不均一的問題。

另一方面，為了能準確地判斷茶葉的萃取程度，目前也有透過使用光學的監測方法對該茶湯進行線上監測，然而，由於在該線上監測的過程中，該茶葉仍存在於該茶湯中，因此，該光學的監測方法容易受到該茶葉的存在而影響監測結果。

因此，本發明的目的，即在提供一種茶原料萃取程度的即時監測方法。

於是，本發明茶原料萃取程度的即時監測方法，包含以下步驟： 將包含水及茶原料的原料組分置於一包含一感測單元的萃取裝置中進行萃取處理，以得到茶萃取液，其中，該茶原料是選自於紅茶茶葉、綠茶茶葉、烏龍茶茶葉或包含仙草、薄荷、咸豐草及魚腥草的青草茶材料；及 在該萃取處理的過程中，利用該感測單元依時地監測該茶萃取液，獲得不同時間下的可溶性固體總量及該不同時間下的氧化還原電位，且當滿足以下條件中一者時，則在該條件的監測時間點後的任意時間停止該萃取處理， 條件一為兩相鄰監測時間點的該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率的範圍為-2.5以上且小於3.5及該兩相鄰監測時間點的該等氧化還原電位所構成的線段的斜率的範圍為-5至-0.1； 條件二為兩相鄰監測時間點的該等可溶性固體總量的變化率的正負符號相反；及 條件三為兩相鄰監測時間點的該等氧化還原電位的變化率的正負符號相反。

本發明的功效在於：透過該感測單元在該茶原料進行該萃取處理的過程中即時監測茶萃取液，本發明茶原料萃取程度的即時監測方法不需在進行該萃取處理的過程中自該萃取裝置中取出些微茶萃取液並經由人為品嚐或人為判斷顏色來確認茶原料的萃取程度，從而減少人為判斷所帶來的誤差。此外，透過監測該茶萃取液的可溶性固體總量資料及氧化還原電位資料，本發明茶原料萃取程度的即時監測方法能在不受到茶原料的干擾下，直接判斷該茶原料的萃取程度。

本發明茶原料萃取程度的監測方法，包括：利用一感測單元監測置於一萃取裝置中且包含水及茶原料的原料組分進行萃取處理的過程中茶原料的呈味物質萃取程度。該呈味物質例如提供澀味的茶多酚或提供甘味的茶胺酸。在本發明的一些實施態樣中，該呈味物質為茶多酚及茶胺酸。以下對本發明的原料組分、感測單元，以及萃取處理進行詳細說明。

《 原料組分 》

該紅茶茶葉例如小葉種茶樹的茶葉、台茶8號、台茶18號等。該綠茶茶葉例如將青心柑仔茶樹的茶葉或青心烏龍茶樹的茶葉經由碧螺春工藝所製得的茶葉、品種來源為中國龍井的綠茶茶樹的茶葉、台茶12號等。該烏龍茶茶葉例如將青心烏龍茶樹的茶葉或台茶12號經由包種茶製法所製得的茶葉、採收自栽種於海拔1000公尺以上的烏龍茶茶樹的茶葉、品種來源為南投縣鹿谷鄉的青心烏龍茶樹的茶葉、鐵觀音茶樹的茶葉等。該仙草例如每年的9月至10月採收且產地例如台灣的新竹關西、苗栗銅鑼、桃園新屋、花蓮鳳林等的仙草。該薄荷例如綠薄荷。該咸豐草例如大花咸豐草。該魚腥草例如產地為台灣且每年的6月至7月及9月至10月採收的魚腥草。

在本發明的一些實施態樣中，為了能夠獲得較佳的呈味物質的萃取量，以達到適當的萃取效益，以該原料組分的總量為100公斤計，該茶原料的用量範圍為1公斤至7.5公斤。

《感測單元》

在本發明的一些實施態樣中，該感測單元為能夠量測可溶性固體總量及氧化還原電位的感測器。在本發明的一些實施態樣中，該感測單元包括可溶性固體總量感測器及氧化還原電位感測器。

《萃取處理》

在本發明的一些實施態樣中，該萃取處理的溫度範圍為50℃至90℃。

《紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法的建立》

態樣一      紅茶茶葉的用量為7.5wt%

將包含92.5公斤的水及7.5公斤的紅茶茶葉(產地：台灣；種類：小葉種茶樹的茶葉)的原料組分置於一裝設有可溶性固體總量感測器(廠牌：SUNTEX；型號：SC-110)及氧化還原電位感測器(廠牌：JENCO；型號：6010M)的萃取裝置中，並於90℃進行萃取處理，其中，在該萃取處理的過程中依時地在0分鐘、10分鐘、20分鐘、30分鐘、40分鐘、60分鐘、90分鐘、120分鐘及180分鐘時自該萃取裝置中取出些許茶萃取液，作為檢測樣品，並利用紫外光-可見光分光光譜儀(廠牌：Merck；型號：Spectroquant ^®Pharo 300)分析每一個檢測樣品中的茶多酚及茶胺酸的萃取量，並以該等檢測樣品中具有茶多酚的最大萃取量的檢測樣品的茶多酚的萃取量為100%計，及以該等檢測樣品中具有茶胺酸的最大萃取量的檢測樣品的茶胺酸的萃取量為100%計，換算出其餘檢測樣品中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量，結果如表1所示，並依據表1的結果，繪製茶多酚及茶胺酸的萃取量與萃取時間的曲線圖，如圖1所示。

同時地，在進行該萃取處理的過程中，該可溶性固體總量感測器及該氧化還原電位感測器同樣依時地監測該茶萃取液，並於每一個監測點提供該茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位，結果如表1所示，並依據表1的結果，繪製可溶性固體總量及氧化還原電位與萃取時間的曲線圖，如圖2所示。

表1

	態樣一
茶原料	種類	紅茶茶葉
用量(kg)	7.5
水	用量(kg)	92.5
萃取處理	溫度(℃)	90
時間 (分鐘)	0	10	20	30	40	60	90	120	180
茶多酚	萃取量(μg/mL)	121	2729	3459	3615	3721	4015	3906	3797	3524
相對萃取量(%)	3	68	86.2	90	92.7	100	97.3	94.6	87.8
茶胺酸	萃取量(μg/mL)	44	706	915	951	966	922	889	911	891
相對萃取量(%)	4.6	73.1	94.8	98.4	100	95.4	92	94.4	92.3
可溶性固體總量(ppm)	181	902	982	1024	1000	975	956	926	900
可溶性固體總量的斜率	－	72.2	8.0	4.2	-2.4	-1.3	-0.6	-1.0	-0.4
可溶性固體總量的變化率(%)	－	399.7	8.9	4.2	-2.3	-2.5	-1.9	-3.1	-2.9
氧化還原電位(mv)	195	182	168	161	155	158	156	158	158
氧化還原電位的斜率	－	-1.3	-1.4	-0.7	-0.6	0.2	-0.1	0.1	0
氧化還原電位的變化率(%)	－	-6.7	-7.7	-4.2	-3.7	1.9	-1.0	1.3	0

參閱表1及圖1，在0分鐘至40分鐘時，該等檢測樣品中的茶多酚的萃取量及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，且在40分鐘時，已有相對萃取量為90%以上的茶多酚及茶胺酸自該紅茶茶葉中被萃取出，並在40分鐘後，該等茶萃取液中的該等茶多酚及該等茶胺酸的萃取量相近，使得複數由兩相鄰的茶多酚的萃取量所構成的線段及複數由兩相鄰的茶胺酸的萃取量所構成的線段是趨近水平。

參閱圖1及圖2，在0分鐘至40分鐘時，每一個監測時間點的茶萃取液的氧化還原電位隨著時間增加而下降，且可溶性固體總量是隨著時間增加而增加，而該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，由此可知，在0分鐘至40分鐘時，氧化還原電位與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現負相關性，且可溶性固體總量與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現正相關性，而在40分鐘後，該茶萃取液的該等氧化還原電位大致相近及該等可溶性固體總量也大致相近，且複數由兩相鄰的氧化還原電位所構成的線段是趨近水平，及複數由兩相鄰的可溶性固體總量所構成的線段也是趨近水平，同於該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量在40分鐘後的狀況。由上述可知，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量的變化趨勢與該茶萃取液的茶多酚及茶胺酸的萃取量的變化趨勢呈現關聯性，因此，氧化還原電位與可溶性固體總量能夠作為紅茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。

又，30分鐘及40分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位所構成的線段的斜率為-0.6[即，(155-161)/(40-30)]，同時，該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率為-2.4[即，(1000-1024)/(40-30)]，而如此的斜率正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，因此，該萃取處理可在相同監測時間點下該等氧化還原電位所構成的線段的斜率滿足-5至0.1與該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率滿足-2.5以上且小於3.5時的監測時間點後的任意時間停止。

除透過斜率作為停止萃取處理的判斷外，30分鐘及40分鐘的該茶萃取液的該等可溶性固體總量的變化率呈現正負符號相反的現象，且在30分鐘時，變化率為4.2%{即，[(1024-982)/982]×100%}，而在40分鐘時，變化率為-2.3%{即，[(1000-1024)/1024]×100%}，而開始呈現正負符號相反的現象正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，且該茶多酚及該茶胺酸中至少一者的相對萃取量已達到95%以上，因此，該萃取處理可在該等可溶性固體總量的變化率呈現正負符號相反的現象的監測時間點後的任意時間停止。

為了確認該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量與該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量的相關性，利用CORREL函數計算出皮爾森相關係數(Pearson Correlation Coefficient)，結果如表2所示。

表2

態樣一	皮爾森相關係數
茶多酚	茶胺酸
氧化還原電位	－0.936	－0.950
可溶性固體總量	0.986	0.976

參閱表2，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量與該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量間確實具有高度的相關性。因此，氧化還原電位及可溶性固體總量確實能夠作為紅茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。

態樣二      紅茶茶葉的用量為2.5wt%

態樣二的紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法是與該態樣一的紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法類似，差別在於：改變紅茶茶葉的用量比例，及監測的時間，如表3所示。

表3

	態樣二
茶原料	種類	紅茶茶葉
用量(kg)	2.5
水	用量(kg)	97.5
萃取處理	溫度(℃)	90
時間(min)	0	10	20	30	40	50	60
茶多酚	萃取量(μg/mL)	97.4	958.8	1358.8	1564.7	1770.6	1852.9	1870.6
相對萃取量(%)	5	51.3	72.6	83.6	94.7	99.1	100
茶胺酸	萃取量(μg/mL)	27.5	253.2	291.1	313.9	343.0	339.2	332.9
相對萃取量(%)	8	73.8	84.9	91.5	100	98.9	97
可溶性固體總量(ppm)	92	400	457	475	489	500	510
可溶性固體總量的斜率	－	30.8	5.7	1.8	1.4	1.1	1.0
可溶性固體總量的變化率(%)	－	334.8	14.3	3.9	2.9	2.2	2.0
氧化還原電位(mv)	135	112	70	-9	-56	-62	-68
氧化還原電位的斜率	－	-2.3	-4.2	-7.9	-4.7	-0.6	-0.6
氧化還原電位的變化率(%)	－	-17.0	-37.5	-112.9	522.2	10.7	9.7

參閱表3及圖3，該態樣二的茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量的趨勢如同態樣一，故不再贅述。

參閱圖3及圖4，該態樣二的茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位與茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量的相關性如同態樣一，故不再贅述。在該態樣二中，該等氧化還原電位所構成的線段的斜率與該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率分別為-4.7{即，[-56-(-9)]/(40-30)}及1.4[即，(489-475)/(40-30)]。該茶萃取液的該等氧化還原電位的變化率呈現正負符號相反的現象，且在30分鐘時，變化率為-112.9%{即，{[(-9)-70]/70}×100%}，而在40分鐘時，變化率為522.2%{即，{[-56-(-9)]/(-9)}×100%}。

表4

態樣二	皮爾森相關係數
茶多酚	茶胺酸
氧化還原電位	－0.923	－0.887
可溶性固體總量	0.980	0.991

參閱表4，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量與該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量間確實具有高度的相關性，因此，氧化還原電位及可溶性固體總量確實能夠作為紅茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。此外，相較於該態樣一的紅茶茶葉的用量為7.5wt%，該態樣二於2.5wt%的紅茶茶葉的用量的條件下運作，在監測的結果上與該態樣一並無太大的差異，此表示紅茶茶葉的用量改變並不影響本發明以感測單元來監測紅茶茶葉萃取程度的結果。

態樣三      紅茶茶葉的用量為25kg，且水的用量為975kg

態樣三的紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法是與該態樣二的紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法類似，差別在於：改變紅茶茶葉及水的用量，如表5所示，且採用能夠同時量測可溶性固體總量與氧化還原電位的水質監測數位感測器(廠牌：HACH；型號：SC200TM)。

表5

	態樣三
茶原料	種類	紅茶茶葉
用量(kg)	25
水	用量(kg)	975
萃取處理	溫度(℃)	82.5
時間(min)	0	10	20	30	40	50	60
茶多酚	萃取量(μg/mL)	97.4	2117.6	2691.2	3488.2	3573.5	3852.9	3882.4
相對萃取量(%)	2.5	54.5	69.3	90	92	99.2	100
茶胺酸	萃取量(μg/mL)	27.5	205.1	246.8	292.4	300.0	303.8	306.3
相對萃取量(%)	9	66.9	80.6	95.5	97.9	99.2	100
可溶性固體總量(ppm)	400	620	742	766	769	777	785
可溶性固體總量的斜率	－	22.0	12.2	2.4	0.3	0.8	0.8
可溶性固體總量的變化率(%)	－	55.0	19.7	3.2	0.4	1.0	1.0
氧化還原電位(mv)	86	63	-87	-122	-156	-169	-171
氧化還原電位的斜率	－	-2.3	-15	-3.5	-3.4	-1.3	-0.2
氧化還原電位的變化率(%)	－	-26.7	-238.1	40.2	27.9	8.3	1.2

參閱表5及圖5，在0分鐘至30分鐘時，該等檢測樣品中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，且在30分鐘時，已有相對萃取量為90%以上的茶多酚及茶胺酸自該紅茶茶葉中被萃取出，並在30分鐘後，該等茶萃取液中的該等茶多酚及該等茶胺酸的萃取量相近，使得複數由兩相鄰的茶多酚的萃取量所構成的線段及複數由兩相鄰的茶胺酸的萃取量所構成的線段是趨近水平。

參閱圖5及圖6，在0分鐘至30分鐘時，每一個監測時間點的茶萃取液的氧化還原電位隨著時間增加而下降，且可溶性固體總量是隨著時間增加而增加，而該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，由此可知，在0分鐘至30分鐘時，氧化還原電位與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現負相關性，且可溶性固體總量與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現正相關性。由上述可知，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量的變化趨勢與該茶萃取液的茶多酚及茶胺酸的萃取量的變化趨勢呈現關聯性，因此，氧化還原電位與可溶性固體總量能夠作為紅茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。

又，20分鐘及30分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位所構成的線段的斜率為-3.5{即，[-122-(-87)]/(30-20)}，同時，該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率為2.4[即，(766-742)/(40-30)]，而如此的斜率正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，因此，該萃取處理可在相同監測時間點下該等氧化還原電位所構成的線段的斜率滿足-5至0.1與該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率滿足-2.5以上且小於3.5時的監測時間點後的任意時間停止。

除透過斜率作為停止萃取處理的判斷外，20分鐘及30分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位的變化率呈現正負符號相反的現象，且在20分鐘時，變化率為-238.1%{即，{[(-87)-63]/63}×100%}，而在30分鐘時，變化率為40.2%{即，{[-122-(-87)]/(-87)}×100%}，而開始呈現正負符號相反的現象正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，且該茶多酚及該茶胺酸中至少一者的相對萃取量已達到95%以上，因此，該萃取處理可在該等氧化還原電位的變化率呈現正負符號相反的現象的監測時間點後的任意時間停止。

表6

態樣三	皮爾森相關係數
茶多酚	茶胺酸
氧化還原電位	-0.923	-0.887
可溶性固體總量	0.980	0.991

參閱表6，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量與該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量間確實具有高度的相關性，因此，氧化還原電位及可溶性固體總量確實能夠作為紅茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。此外，相較於態樣二的先導生產(pilot run)，態樣三於量產(mass production)的條件下運作，在監測的結果上與態樣二並無太大的差異，此表示將紅茶茶葉及水的用量放大至量產的條件，同樣也適合透過感測單元來監測紅茶茶葉萃取程度。

態樣四      萃取溫度為50℃

態樣四的紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法與該態樣二的紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法類似，差別在於：改變萃取溫度，如表7所示。

表7

	態樣四
茶原料	種類	紅茶茶葉
用量(kg)	2.5
水	用量(kg)	97.5
萃取處理	溫度(℃)	50
時間(min)	0	20	40	50	60	80	100	120
茶多酚	萃取量(μg/mL)	0	550	641	679	688	674	679	671
相對萃取量(%)	0	79.9	93.2	98.7	100	97.9	98.7	97.4
茶胺酸	萃取量(μg/mL)	0	296	394	410	422	427	432	432
相對萃取量(%)	0	68.6	91.2	95	97.7	98.8	100	100
可溶性固體總量(ppm)	17	301	367	388	384	387	391	391
可溶性固體總量的斜率	－	14.2	3.3	2.1	-0.4	0.2	0.2	0
可溶性固體總量的變化率(%)	－	1670.6	21.9	5.7	-1.0	0.8	1.0	0
氧化還原電位(mv)	186	138	131	127	125	123	122	123
氧化還原電位的斜率	－	-2.4	-0.4	-0.4	-0.2	-0.1	-0.1	0.1
氧化還原電位的變化率(%)	－	-25.8	-5.1	-3.1	-1.6	-1.6	-0.8	0.8

參閱表7及圖7，在0分鐘至40分鐘時，該等檢測樣品中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，且在40分鐘時，已有相對萃取量為90%以上的茶多酚及茶胺酸自該紅茶茶葉中被萃取出。在40分鐘後，該等茶萃取液中的該等茶多酚及該等茶胺酸的萃取量相近，使得複數由兩相鄰的茶多酚的萃取量所構成的線段及複數由兩相鄰的茶胺酸的萃取量所構成的線段是趨近水平。

參閱圖7及圖8，在0分鐘至40分鐘時，每一個監測時間點的茶萃取液的氧化還原電位隨著時間增加而下降，且可溶性固體總量是隨著時間增加而增加，而該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，由此可知，在0分鐘至40分鐘時，氧化還原電位與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現負相關性，且可溶性固體總量與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現正相關性，而在40分鐘後，該茶萃取液的該等氧化還原電位大致相近及該等可溶性固體總量也大致相近，且複數由兩相鄰的氧化還原電位所構成的線段是趨近水平，及複數由兩相鄰的可溶性固體總量所構成的線段也是趨近水平，同於該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量在40分鐘後的狀況。由上述可知，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量的變化趨勢與該茶萃取液的茶多酚及茶胺酸的萃取量的變化趨勢呈現關聯性，因此，氧化還原電位與可溶性固體總量能夠作為紅茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。

又，20分鐘及40分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位所構成的線段的斜率為-0.4[即，(131-138)/(40-20)]，同時，該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率為3.3[即，(367-301)/(40-20)]，而如此的斜率正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，因此，該萃取處理可在相同監測時間點下該等氧化還原電位所構成的線段的斜率滿足-5至0.1與該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率滿足-2.5以上且小於3.5時的監測時間點後的任意時間停止。

除透過斜率作為停止萃取處理的判斷外，50分鐘及60分鐘的該茶萃取液的該等可溶性固體總量的變化率呈現正負符號相反的現象，且在50分鐘時，變化率為5.7%{即，[(388-367)/367]×100%}，而在60分鐘時，變化率為-1.0%{即，[(384-388)/388]×100%}，而開始呈現正負符號相反的現象正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，且該茶多酚及該茶胺酸中至少一者的相對萃取量已達到95%以上，因此，該萃取處理可在該等可溶性固體總量的變化率呈現正負符號相反的現象的監測時間點後的任意時間停止。

表8

態樣四	皮爾森相關係數
茶多酚	茶胺酸
氧化還原電位	－0.954	－0.915
可溶性固體總量	0.993	0.971

參閱表8，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量與該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量間確實具有高度的相關性，因此，氧化還原電位及可溶性固體總量確實能夠作為紅茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。此外，相較於態樣二的萃取溫度為90℃，態樣四於50℃的萃取溫度的條件下運作，在監測的結果上與態樣二並無太大的差異，此表示萃取溫度的改變並不影響本發明以感測單元來監測紅茶茶葉萃取程度的結果。

《綠茶茶葉萃取程度的即時監測方法的建立》

綠茶茶葉萃取程度的即時監測方法是與態樣二的紅茶茶葉的即時監測方法類似，差別在於：使用綠茶茶葉(產地：台灣；種類：台茶12號)，以及改變茶原料的用量與萃取處理的條件，如表9所示。

表9

茶原料	種類	綠茶茶葉
用量(kg)	1
水	用量(kg)	99
萃取處理	溫度(℃)	70
時間(min)	0	10	20	30	40	50	60
茶多酚	萃取量(μg/mL)	0	624	1082	1268	1309	1329	1356
相對萃取量(%)	0	46	79.8	93.5	96.5	98	100
茶胺酸	萃取量(μg/mL)	0	104	133	139	135	149	142
相對萃取量(%)	0	69.5	89	93.2	90.7	100	94.9
可溶性固體總量(ppm)	17	179	240	261	282	291	283
可溶性固體總量的斜率	－	16.2	6.1	2.1	2.1	0.9	-0.8
可溶性固體總量的變化率(%)	－	952.9	34.1	8.8	8.0	3.2	-2.7
氧化還原電位(mv)	186	64	54	47	41	42	45
氧化還原電位的斜率	－	-12.2	-1.0	-0.7	-0.6	0.1	0.3
氧化還原電位的變化率(%)	－	-65.6	-15.6	-13.0	-12.8	2.4	7.1

參閱表9及圖9，在0分鐘至30分鐘時，該等檢測樣品中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，且在30分鐘時，已有相對萃取量為90%以上的茶多酚及茶胺酸自該綠茶茶葉中被萃取出。

參閱圖9及圖10，在0分鐘至30分鐘時，每一個監測時間點的茶萃取液的氧化還原電位隨著時間增加而下降，且可溶性固體總量是隨著時間增加而增加，而該茶萃取液中的茶多酚與茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，由此可知，在0分鐘至30分鐘時，氧化還原電位與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現負相關性，且可溶性固體總量與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現正相關性。由上述可知，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量的變化趨勢與該茶萃取液的茶多酚及茶胺酸的萃取量的變化趨勢呈現關聯性，因此，氧化還原電位與可溶性固體總量能夠作為綠茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。

又，20分鐘及30分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位所構成的線段的斜率為-0.7[即，(47-54)/(30-20)]，同時，該該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率為2.1[即，(261-240)/(30-20)]，而如此的斜率正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，因此，該萃取處理可在相同監測時間點下該等氧化還原電位所構成的線段的斜率滿足-5至0.1與該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率滿足-2.5以上且小於3.5時的監測時間點後的任意時間停止。

除透過斜率作為停止萃取處理的判斷外，40分鐘及50分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位的變化率呈現正負符號相反的現象，且在40分鐘時，變化率為-12.8%{即，[(41-47)/47]×100%}，而在50分鐘時，變化率為2.4%{即，[(42-41)/41]×100%}，而開始呈現正負符號相反的現象正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，且該茶多酚及該茶胺酸中至少一者的相對萃取量已達到95%以上，因此，該萃取處理可在該等氧化還原電位的變化率呈現正負符號相反的現象的監測時間點後的任意時間停止。

表10

	皮爾森相關係數
茶多酚	茶胺酸
氧化還原電位	－0.927	－0.988
可溶性固體總量	0.989	0.987

參閱表10，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量與該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量間確實具有高度的相關性，因此，氧化還原電位及可溶性固體總量確實能夠作為綠茶茶葉的茶多酚及茶胺酸萃取程度的指標。

《烏龍茶茶葉萃取程度的即時監測方法的建立》

烏龍茶茶葉萃取程度的即時監測方法是與該綠茶茶葉萃取程度的即時監測方法類似，差別在於：使用烏龍茶茶葉(產地：台灣；茶葉來源：立頓茗閒情的高山烏龍茶茶包)，如表11所示。

表11

茶原料	種類	烏龍茶茶葉
用量(kg)	1
水	用量(kg)	99
萃取處理	溫度(℃)	70
時間(min)	0	20	40	50	60	80	100	120
茶多酚	萃取量(μg/mL)	0	644	853	953	979	997	1006	1021
相對萃取量(%)	0	63.1	83.5	93.3	95.9	97.7	98.5	100
茶胺酸	萃取量(μg/mL)	0	210	282	303	308	318	315	313
相對萃取量(%)	0	66.1	88.8	95.2	96.8	100	99.2	98.4
可溶性固體總量(ppm)	17	162	231	243	246	249	250	252
可溶性固體總量的斜率	－	7.3	3.5	1.2	0.3	0.2	0.1	0.1
可溶性固體總量的變化率(%)	－	852.9	42.6	5.2	1.2	1.2	0.4	0.8
氧化還原電位(mv)	186	93	43	41	39	38	39	39
氧化還原電位的斜率	－	-4.7	-2.5	-0.2	-0.2	-0.1	0.1	0
氧化還原電位的變化率(%)	－	-50.0	-53.8	-4.7	-4.9	-2.6	2.6	0

參閱表11及圖11，在0分鐘至50分鐘時，該等檢測樣品中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，且在50分鐘時，已有相對萃取量為90wt%以上的茶多酚及茶胺酸自該烏龍茶茶葉中被萃取出，而在50分鐘後，該等茶萃取液中的該等茶多酚及該等茶胺酸的萃取量相近，使得複數由兩相鄰的茶多酚的萃取量所構成的線段及複數由兩相鄰的茶胺酸的萃取量所構成的線段是趨近水平。

參閱圖11及圖12，在0分鐘至50分鐘時，每一個監測時間點的茶萃取液的氧化還原電位隨著時間增加而下降，且可溶性固體總量是隨著時間增加而增加，而於該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，由此可知，在0分鐘至50分鐘時，氧化還原電位與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現負相關性，且可溶性固體總量與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現正相關性，而50分鐘後，該茶萃取液的該等氧化還原電位大致相近及該等可溶性固體總量也大致相近，且複數由兩相鄰的氧化還原電位所構成的線段是趨近水平，及複數由兩相鄰的可溶性固體總量所構成的線段也是趨近水平，同於該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量在50分鐘後的狀況。由上述可知，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量的變化趨勢與該茶萃取液的茶多酚及茶胺酸的萃取量的變化趨勢呈現關聯性，因此，氧化還原電位與可溶性固體總量能夠作為烏龍茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。

又，40分鐘及50分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位所構成的線段的斜率為-0.2[即，(41-43)/(50-40)]，同時，該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率為1.2[即，(243-231)/(50-40)]，而如此的斜率正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，因此，該萃取處理可在相同監測時間點下該等氧化還原電位所構成的線段的斜率滿足-5至0.1與該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率滿足-2.5以上且小於3.5時的監測時間點後的任意時間停止。

除透過斜率作為停止萃取處理的判斷外，80分鐘及100分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位的變化率呈現正負符號相反的現象，且在80分鐘時，變化率為-2.6%{即，[(38-39)/39]×100%}，而在100分鐘時，變化率為2.6%{即，[(39-38)/38]×100%}，而開始呈現正負符號相反的現象正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，且該茶多酚及該茶胺酸中至少一者的相對萃取量已達到95%以上，因此，該萃取處理可在該等氧化還原電位的變化率呈現正負符號相反的現象的監測時間點後的任意時間停止。

表12

	皮爾森相關係數
茶多酚	茶胺酸
氧化還原電位	－0.971	－0.928
可溶性固體總量	0.997	0.985

參閱表12，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量與該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量間確實具有高度的相關性，因此，氧化還原電位及可溶性固體總量確實能夠作為烏龍茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。

《青草茶材料萃取程度的即時監測方法的建立》

青草茶材料萃取程度的即時監測方法是與該態樣二的紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法類似，差別在於：使用包含仙草(產地為台灣)、綠薄荷(產地為台灣)、大花咸豐草(產地為台灣)及魚腥草(產地為台灣)的青草茶材料，且改變茶原料的用量及監測的時間，如表13所示。

表13

茶原料	種類	青草茶材料
用量(kg)	7.5
水	用量(kg)	92.5
萃取處理	溫度(℃)	90
時間(min)	0	20	40	60	80	100
茶多酚	萃取量(μg/mL)	200.0	582.4	711.8	776.5	747.1	811.8
相對萃取量(%)	24.6	71.7	87.7	95.7	92	100
茶胺酸	萃取量(μg/mL)	69.6	450.6	534.2	567.1	394.9	402.5
相對萃取量(%)	12.3	79.5	94.2	100	69.6	71
可溶性固體總量(ppm)	189	1687	2104	2090	1630	1530
可溶性固體總量的斜率	－	74.9	20.9	-0.7	-23.0	-5.0
可溶性固體總量的變化率(%)	－	792.6	24.7	-0.7	-22.0	-6.1
氧化還原電位(mv)	209	173	168	159	157	155
氧化還原電位的斜率	－	-1.8	-0.3	-0.5	-0.1	-0.1
氧化還原電位的變化率(%)	－	-17.2	-2.9	-5.4	-1.3	-1.3

參閱表13及圖13，在0分鐘至60分鐘時，該等檢測樣品中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，且在60分鐘時，已有相對萃取量為90%以上的茶多酚及茶胺酸自該青草茶材料中被萃取出。

參閱圖13及圖14，在0分鐘至60分鐘時，每一個監測時間點的茶萃取液的氧化還原電位隨著時間增加而下降，且可溶性固體總量是隨著時間增加而增加，而該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量隨著時間增加而增加，由此可知，在0分鐘至60分鐘時，氧化還原電位與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現負相關性，且可溶性固體總量與茶多酚及茶胺酸的萃取量呈現正相關性。由上述可知，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量的變化趨勢與該茶萃取液的茶多酚及茶胺酸的萃取量的變化趨勢呈現關聯性，因此，氧化還原電位與可溶性固體總量能夠作為青草茶茶葉的呈味物質萃取程度的指標。

又，40分鐘及60分鐘的該茶萃取液的該等氧化還原電位所構成的線段的斜率為-0.5[即，(159-168)/(60-40)]，同時，該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率為-0.7[即，(2090-2104)/(60-40)]，而如此的斜率正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，因此，該萃取處理可在相同監測時間點下該等氧化還原電位所構成的線段的斜率滿足-5至0.1與該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率滿足-2.5以上且小於3.5時的監測時間點後的任意時間停止。

除透過斜率作為停止萃取處理的判斷外，40分鐘及60分鐘的該茶萃取液的該等可溶性固體總量的變化率呈現正負符號相反的現象，且在40分鐘時，變化率為24.7%{即，[(2104-1687)/1687]×100%}，而在60分鐘時，變化率為-0.7%{即，[(2090-2104)/2104]×100%}，而開始呈現正負符號相反的現象正好反映了該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的相對萃取量已達到90%以上，且該茶多酚及該茶胺酸中至少一者的相對萃取量已達到95%以上，因此，該萃取處理可在該等可溶性固體總量的變化率呈現正負符號相反的現象的監測時間點後的任意時間停止。

表14

	皮爾森相關係數
茶多酚	茶胺酸
氧化還原電位	－0.994	－0.994
可溶性固體總量	0.990	0.998

參閱表14，該茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量與該茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量間確實具有高度的相關性，因此，氧化還原電位及可溶性固體總量確實能夠作為青草茶材料的呈味物質萃取程度的指標。

綜上所述，利用感測單元在該茶原料進行該萃取處理的過程中即時監測茶萃取液的氧化還原電位及可溶性固體總量，本發明茶原料萃取程度的即時監測方法不需在進行該萃取處理的過程中自該萃取裝置中取出些微茶萃取液並經由人為品嚐或人為判斷顏色來確認茶原料的萃取程度，從而減少人為判斷所帶來的誤差。此外，透過監測該茶萃取液的可溶性固體總量資料及氧化還原電位資料，本發明茶原料萃取程度的即時監測方法能在不受到茶原料的干擾下，直接判斷該茶原料的萃取程度，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一曲線圖，說明本發明紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法的態樣一的萃取處理過程中，茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量變化； 圖2是一曲線圖，說明該態樣一的萃取處理過程中，茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位的變化； 圖3是一曲線圖，說明本發明紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法的態樣二的萃取處理過程中，茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量變化； 圖4是一曲線圖，說明該態樣二的萃取處理過程中，茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位的變化； 圖5是一曲線圖，說明本發明紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法的態樣三的萃取處理過程中，茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量變化； 圖6是一曲線圖，說明該態樣三的萃取處理過程中，茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位的變化； 圖7是一曲線圖，說明本發明紅茶茶葉萃取程度的即時監測方法的態樣四的萃取處理過程中，茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的含量變化； 圖8是一曲線圖，說明該態樣四的萃取處理過程中，茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位的變化； 圖9是一曲線圖，說明本發明綠茶茶葉萃取程度的即時監測方法的萃取處理過程中，茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量變化； 圖10是一曲線圖，說明該綠茶茶葉萃取程度的即時監測方法的萃取處理過程中，茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位的變化； 圖11是一曲線圖，說明本發明烏龍茶茶葉萃取程度的即時監測方法的萃取處理過程中，茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量變化； 圖12是一曲線圖，說明該烏龍茶茶葉萃取程度的即時監測方法的萃取處理過程中，茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位的變化； 圖13是一曲線圖，說明本發明青草茶材料萃取程度的即時監測方法的萃取處理過程中，茶萃取液中的茶多酚及茶胺酸的萃取量變化；及 圖14是一曲線圖，說明該青草茶材料萃取程度的即時監測方法的萃取處理過程中，茶萃取液的可溶性固體總量及氧化還原電位的變化。

無。

Claims (3)

1. 一種茶原料萃取程度的即時監測方法，包含以下步驟： 將包含水及茶原料的原料組分置於一包含一感測單元的萃取裝置中進行萃取處理，以得到茶萃取液，其中，該茶原料是選自於紅茶茶葉、綠茶茶葉、烏龍茶茶葉或包含仙草、薄荷、咸豐草及魚腥草的青草茶材料；及 在該萃取處理的過程中，利用該感測單元依時地監測該茶萃取液，獲得不同時間下的可溶性固體總量及該不同時間下的氧化還原電位，且當滿足以下條件中一者時，則在該條件的監測時間點後的任意時間停止該萃取處理， 條件一為兩相鄰監測時間點的該等可溶性固體總量所構成的線段的斜率的範圍為-2.5以上且小於3.5及該兩相鄰監測時間點的該等氧化還原電位所構成的線段的斜率的範圍為-5至-0.1； 條件二為兩相鄰監測時間點的該等可溶性固體總量的變化率的正負符號相反； 條件三為兩相鄰監測時間點的該等氧化還原電位的變化率的正負符號相反。
2. 如請求項1所述的茶原料萃取程度的即時化監測方法，其中，以該原料組分的總量為100公斤計，該茶原料的用量範圍為1公斤至7.5公斤。
3. 如請求項1所述的茶原料萃取程度的即時監測方法，其中，該萃取處理的溫度範圍為50℃至90℃。

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