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TUhjnbcbe - 2020/12/3 15:19:00
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茶园生态化建设模式,涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学思想,为复兴茶产业而努力。

随着科技的发展,越来越多的科学技术应用于制茶工艺研究,为改善茶叶品质,许多学者在茶叶深加工中添加外源酶,酶具有专一性强,反应条件温和,催化效率高等优点,在基本不影响其它品质的前提下利用外源酶制剂可有针对性地改善茶叶中某一特定物质的含量,进而提高茶制品的品质与产量。茶叶加工中常使用的酶有纤维素酶、果胶酶、蛋白酶及单宁酶等。

01纤维素酶和果胶酶

茶属于双子叶植物,通常成熟的植物细胞壁由中胶层、初生壁及次生壁构成。其构成成分包括纤维素、半纤维素、果胶及木质素。细胞壁降解酶系包括果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶,三者皆为复合酶。将纤维素酶和果胶酶等用于茶叶提取中,可降解细胞壁中的纤维素和果胶等多糖,改善细胞壁的通透性,提高茶叶内含物的提取率。

纤维素酶是降解纤维生成葡萄糖的一组酶的总称,是由许多具有高协同作用的多组分水解酶组成的。习惯上将纤维素酶分为三种,分别是外切型葡聚糖酶、内切型葡聚糖酶和葡聚糖苷酶。外切型葡聚糖酶主要是破坏纤维素的结晶结构,起水化作用。它作用于不溶性纤维表面,使纤维素结晶链开裂,长链纤维素分子末端部分游离和暴露,使纤维素易于水化。纤维素晶体结构被破坏后,内切型葡聚糖酶即吸附在纤维素分子上,从键的内部任意位置切开β-1,4-糖苷键,将纤维素分子断裂为纤维二糖和纤维三糖等。最后这些被裂解产物纤维二糖、纤维三糖和其他低分子纤维糊精由β-葡聚糖苷酶分解为葡萄糖。

果胶酶是一类分解果胶的酶的总称,是含有多种组分的复合酶。通常情况下,根据果胶酶作用的底物和方式,果胶酶分为果胶水解酶、果胶裂解酶、果胶酯酶和原果胶酶。

果胶水解酶的作用是通过水解作用使果胶中多聚半乳糖醛酸α-1,4-糖苷键断裂,果胶裂解酶则是通过反式消除反应促使果胶中多聚半乳糖醛酸α-1,4-糖苷键裂解。果胶水解酶和果胶裂解酶统称为果胶解聚酶,它们的分解效果在表观上是一样的,即都具有降解果胶糖苷键的作用,都能造成还原糖含量增高和黏度降低。果胶酯酶的作用是可随机切除甲酯化果胶中的甲氧基,即从果胶的半乳糖醛酸聚糖的主链上脱去甲氧基,释放出游离羧基并产生甲醇。原果胶酶的作用是将原果胶有限水解,从不溶性的原果胶中释放出可溶性的果胶。

许多学者将纤维素酶和果胶酶应用在茶叶提取工艺中,发现纤维素酶和果胶酶能有效提高茶叶内含物的提取率。杨文雄等、梁靖等、ChandiniSK等的研究均表明,使用纤维素酶或果胶酶处理茶汤,能有效增加茶汤可溶性固形物含量。李凤娟等利用纤维素酶进行低温浸提,得到的水浸出物含量与无酶浸提相比更高。JaeHunKim等和汪珈慧等的研究表明,经纤维素酶处理后,茶汤中糖类、茶多酚、氨基酸、咖啡碱、蛋白质等的含量都有不同程度提高。

果胶酶能水解茶叶中的果胶,破坏由蛋白质、茶多酚和果胶等化合物形成的稳定体系,使茶汤澄清。SandersonGW等和SaitoK等的研究表明果胶酶能有效改善茶汤澄清度,防止茶乳酪的形成。另外,Kinugasa等和SaitoK等发现纤维素酶和果胶酶对茶叶增香也有一定积极作用。

02蛋白酶

茶叶中含有丰富的蛋白质,使用蛋白酶将其酶解为氨基酸,不仅可以提高茶叶及茶叶蛋白的利用价值,还可以提高茶汤中氨基酸含量,改善茶汤品质。蛋白酶是水解肽键的专一酶类。按其水解多肽的方式,可以将其分为内肽酶和外肽酶两类。内肽酶将蛋白质分子内部切断,形成分子量较小的?和胨。外肽酶从蛋白质分子的游离氨基或羧基的末端逐个将肽键水解,而游离出氨基酸。蛋白质很容易与茶多酚发生络合及沉淀作用,而酶本身也是一种蛋白质,因此在实际应用中,如果处理不当就会促进沉淀的产生,对茶饮料澄清度产生不利影响,另一方面,酶与茶多酚形成络合物后其活性也必然会受到抑制,影响酶的利用效率。

谭淑宜等的研究表明,在红碎茶及绿茶提取液中分别添加0.8%蛋白酶时,氨基酸提取率分别提高.8%和72.8%。郑宝东等研究报道,经木瓜蛋白酶处理后,茶汤中氨基态氮含量增加13%~39%,且茶汤有明显的鲜味感,改善了茶汤风味。蛋白酶处理还可以提高茶汁膜过滤通量,罗盈昌的研究表明,经木瓜蛋白酶处理后,茶汁的膜过滤通量提高了9%~10%。孙素的研究结果表明,微生物来源的蛋白酶分解茶蛋白的效果比植物来源的好,植物来源的木瓜蛋白酶容易与茶多酚起混,微生物来源的鲜味酶效果最好,对茶汤中水溶性蛋白和非水溶性蛋白都有较强的分解作用。

03多酚氧化酶

多酚氧化酶可以促使儿茶素类物质氧化形成茶*素、茶红素和其它氧化聚合物,同时伴随儿茶素的氧化,氨基酸、胡萝卜素类等香气前体发生偶联氧化,产生各种各样的香气化合物。赵冰等研究结果表明,用三种外源多酚氧化酶对普洱茶进行酶促处理后,茶多酚、儿茶素、氨基酸、茶红素、氨基酸等的含量呈极显著下降趋势,而茶褐素含量则呈极显著上升趋势。付赢萱等研究发现,在普洱茶渥堆发酵时添加多酚氧化酶,能显著缩短发酵时间,制成的普洱茶在滋味、香气等感官品质上基本具有熟茶的品质。

04单宁酶

单宁酶全称单宁酰基水解酶,它能断裂酯型儿茶素中儿茶素与没食子酸间的酯键或缩酚酸键并释放没食子酸,减少茶乳酪的形成,提高茶汤的澄清度并降低茶汤的苦涩味。

Takino等和Tsai等的研究结果均表明,单宁酶可以减少“冷后浑”现象,提高速溶茶的冷溶性。可口可乐公司利用单宁酶解决茶饮料的“冷后混”,取得了很好的效果。另外,单宁酶还可以改善茶汤滋味。曾洪涛等发现单宁酶能降低酯型儿茶素的含量,降低了茶的苦涩味。MinJerLu等在研究绿茶抗氧化性能时发现单宁酶处理组有更好的自由基清除能力,这可能是4种儿茶素的抗氧化活性不同(EGCEGCGECECG)引起的。

05复合生物酶系的应用

武永福等将蛋白酶、果胶酶、纤维素酶三种酶进行复配,发现处理后的茶汤中咖啡碱、茶多酚、水溶性蛋白质、氨基酸和水浸出物等的含量都有不同程度的提高,而酚氨比有所降低。LehmbergGL等用单宁酶和纤维素酶、果胶酶和半纤维素酶组成的复合酶或者植物水解酶处理茶叶,得到的产品有好的酸稳定性、茶汤色和澄清度。细胞壁多糖组分除纤维素和果胶之外还有半纤维素,因此酶法提取时适当添加半纤维素酶更有利于细胞壁的破坏。ShinjiK等在茶叶酶解提取过程中加入果胶酶、纤维素酶和半纤维素酶,发现茶叶可溶性固形物提高,且Brix值增加明显。

(安根团队摘自潘斐:酶和现代技术在普洱茶膏加工过程的应用研究)

安根团队,20余位各领域农业专家,提供成熟的土壤恢复集成方案、生态修复集成方案、农残解决集成方案和生态农业社会化服务。垂询-;--00.

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