酶解法对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响
2.3.1 酶组合方式对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响酶组合方式对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响结果如图7所示。结果表明,单一酶解法中,纤维素酶解法获得速溶茶中茶可溶性糖和茶多酚含量显著高于蛋白酶解法和果胶酶解法,这可能是由于纤维素酶水解纤维素后,使茶叶中更多的茶可溶性糖和茶多酚释放出来,提高了速溶茶中茶可溶性糖和茶多酚含量。结果比较发现由单一酶解法获得的速溶普洱茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量显著低于种复合酶解法,且更显著低于三种复合酶解法。这可能是由于蛋白酶、果胶酶、纤维素酶在浸提过程中水解茶样中的蛋白质、果胶和纤维素,发生了物质的转化,从而提高了水溶性蛋白质、氨基酸、可溶性碳水化合物的浸出量。因此三种复合酶同时添加为最佳条件。
2.3.2 酶添加量对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和
游离氨基酸含量的影响酶添加量对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响结果如图8所示。结果表明,酶添加量0.30%增加到0.90%,茶多酚、茶可溶性糖和游离氨基酸等浸出物均有较大幅度增加。因为茶叶中细胞壁在纤维素酶和果胶酶共同作用下部分被水解,传质屏障对有效成分从细胞内向提取介质扩散的传质阻力下降,使有效成分的扩散面积增大,有效成分的提取率提高[11]。在达到0.75%以后,茶叶各主要品质成分浸出量随酶百分浓度的增加虽有增加,但增加幅度较小。这是因为茶叶是同体物质,在溶液中扩散困难,当酶浓度较低时,酶解反应未进行完全,酶与茶叶可以充分地反应,达最佳值时,酶解反应进行较完全,此时如果继续加入酶量,酶解程度不会有太大变化,茶叶浓度不能对酶
液达到饱和,酶的作用不能充分发挥,造成酶的浪费。因此,实验条件下最佳酶浓度为0.75%。
2.3.3 浸提时间对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和
游离氨基酸含量的影响浸提时间对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响结果如图9所示。结果表明,浸提时间在30~60min阶段,茶多酚、茶可溶性糖和游离氨基酸含量都呈现出明显的增加趋势。这是因为随着时间的增加,酶活力得到充分利用,酶解反应进行得较完全;60min以后茶多酚和茶可溶性糖浸出量增加较多,而游离氨基酸含量增加不明显,可能是由于游离氨基酸浸提量达到饱和的缘故。因此为了提高速溶茶提取率,以及结合省时方面的综合考虑,60~70min为酶辅助浸提时间较适宜。
2.3.4 浸提温度对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响浸提温度对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响结果如图10所示。结果表明,酶解法中浸提温度对速溶茶中主要物质含量的影响较为明显。随着提取温度的升高,茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量在45℃时达最大值,因为升高温度促进酶解作用,使酶对细胞破坏作用加强(蛋白酶、果胶酶、纤维素酶的最适温度范同为40~50℃),同时细胞内溶质分子的扩散速率随温度升高而增大,进一步促使有效成分从细胞内扩散到水溶液中[12];升高温度还能提供酶解反应所需的能量:另外纤维素、果胶、可溶性蛋白质、氨基酸、可溶性碳水化合物、水浸出物等大分子物质的溶解度随温度升高而增大。但是继续升高温度,速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量不但没有提高反而有所下降。这是因为酶为蛋白质,在过高温度下,酶活性减弱,不易各种物质的浸提。由于每种酶都有其最适反应温度,茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量在45~50℃时趋于稳定,故建议酶解温度为45~50℃为宜。
2.3.5 料液比对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响浸提料液比对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响结果如图11所示。结果表明,浸提茶水比从1∶4~1∶8的条件下,速溶茶中茶多酚、茶可溶性糖和游离氨基酸含量明显增加。随着料也比由1∶8增加到1∶10,浸提茶水比对茶可溶性糖和茶多酚含量比较明显,而对于游离氨基酸含量的影响不是十分明显,料液比由1∶10到1∶12时,茶可溶性糖和游离氨基酸含量趋于稳定,故我们建议浸提料液比为1∶10为最佳。
2.3.6 浸提次数对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响浸提次数对速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量的影响结果如图12所示。结果表明,浸提次数对各品质成分浸出量的影响明显,30min条件两次浸提所得速溶茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量均比60min一次浸提量增加明显。虽然20min三次浸提与60min一次浸提相比,各有效成分的浸出量均大幅增加,但它与30min两次浸提相比,各有效成分的浸出量增加较少,因此浸提两次为最佳条件。
2.4 最佳三种生产工艺生产速溶普洱茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量比较结果基于前期料液比(m/v)为1∶8、浸提温度为80℃、浸提时间为60min[3]的最优水浸提法生产速溶普洱茶研究结果,料液比(m/v)为1∶12、浸提温度为80℃、浸提时间为60min[3]的最优醇浸提法生产速溶普洱茶研究结果,复合纤维素酶∶果胶酶∶蛋白酶=1∶1∶1,酶添加量为0.75%,酶解温度为45℃,酶解60min,茶水比(m/v)为1∶12,浸提二次[3]的最优酶解法生产速溶普洱茶研究结果,分别测定最佳三种生产工艺生产速溶普洱茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量。最佳工艺生产速溶普洱茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量比较结果见图13。由图13可以得出三种工艺中茶可溶性糖含量由高到低分别为:酶解法、乙醇浸提法、水浸提法;茶多酚含量由高到低分别为:乙醇浸提法、水浸提法、酶解法;游离氨基含量由高到低分别为:酶解法、乙醇浸提法、水浸提法。由此可见,综合评价这三种生产工艺对速溶普洱茶中主要有效成分含量可初步得出,酶解法较优,其次是醇浸提法,最后是水浸提法。
3 讨论
酶解法制备速溶普洱茶工艺中,本实验建议蛋白质酶、果胶酶和纤维素酶1∶1∶1比例复合制备速溶茶的结果与李星科[11]研究中提倡果胶酶和纤维素酶1∶1提取信阳红茶多糖的结果相似,此外酶解法中酶添加量、提取温度及提取时间与李星科[11]酶解信阳红茶的结果有相似之处,并都优于水浸提法。浸提次数两次优于一次的结果也与段学艺[12]研究普洱茶中氨基酸和茶多酚浸出规律的结果相似。本实验结果表明复合酶进行普洱茶深加工,利于茶中主要功效成分的浸出,这与张利[13]的研究结果相似。茶多糖是茶叶中的一种单糖、双糖及多糖的混合物,在茶叶中的含量约在21%左右,具有防辐射、抗凝血、降血糖、降血脂及增强免疫力等多种生物功能。茶多酚是茶叶中的一类主要的化学物质,约占茶叶干物质总量的20%~30%,而普洱茶由于其独特的后发酵工艺令茶多酚氧化,使其含量只占15%~20%[14]。茶多酚是多种酚类衍生物的总称,主要包括儿茶素、花色素、黄酮、黄酮醇、酚酸等几类化合物,其中以儿茶素最多。它们具有降血糖、血脂,防止动脉粥样硬化等作用[15]。氨基酸是茶叶中重要的含氮物质,是茶叶鲜爽味的主要组成物质,由于普洱茶是一种后发酵茶,在加工过程中经渥堆作用,氨基酸含量大幅度下降[16]。研究表明,外源氨基酸的添加与普洱茶品质相关的各内含成分(茶多糖、茶多酚、游离氨基酸等)含量有关,这说明氨基酸对普洱茶的香气及其营养价值有一定的影响[17]。故本实验以速溶普洱茶中茶多糖、茶多酚和游离氨基酸含量为指标研究速溶普洱茶制备工艺在普洱茶深加工领域中是有一定参考
价值的。
4 结论
水浸提法、醇浸提法制备速溶普洱茶过程中料液比、浸提温度、浸提时间等工艺条件对速溶普洱茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量均有极显著影响(p<0.01),酶解法制备速溶普洱茶过程中酶组合方式、酶添加量、酶解时间、酶解温度、料液比、浸提次数对速溶普洱茶中茶可溶性糖、茶多酚和游离氨基酸含量均有极显著影响(p<0.01)。最佳工艺条件下,酶解法生产速溶普洱茶中茶可溶性糖、游离氨基酸含量高于水浸提法与乙醇浸提法。乙醇浸提法生产速溶普洱茶中茶多酚含量最高。综合考虑,酶解法生产速溶普洱茶较优。