CN107881161A - 一种含有β‑葡萄糖苷酶的多酶复合体及其酶解茶叶提高茶香品质的工艺 - Google Patents

一种含有β‑葡萄糖苷酶的多酶复合体及其酶解茶叶提高茶香品质的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有β‑葡萄糖苷酶的多酶复合体及其酶解茶叶提高茶香品质的工艺，以茶叶为原料，以β‑葡萄糖苷酶为主要组分，同纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶通过适当的比例混合复配形成多酶复合溶液，经过该多酶复合体的酶解，促进茶叶香气物质的游离释放，不仅可以明显提高茶香和花香成分，还可能够提高茶叶的品质。

Description

一种含有β-葡萄糖苷酶的多酶复合体及其酶解茶叶提高茶香 品质的工艺
技术领域
本发明属于茶饮料酶解工艺的技术领域，具体涉及一种含有β-葡萄糖苷酶的多酶复合体及其酶解茶叶提高茶香品质的工艺。
背景技术
β-葡萄糖苷酶(EC3.2.1.21)，其英文名是：β-glucosidase，又称β-D-葡萄糖苷水解酶，别名龙胆二糖酶(gentobiase)、纤维二糖酶(cellobiase)和苦杏仁苷酶(amygdalase)，属于水解酶类。它的特性是可水解结合于未端、非还原性的β-D-糖苷键，能够水解芳香基或烃基与糖基原子团之间的糖苷键生成β-D-葡萄糖和相应配基；此外还能微弱地水解对硝基苯-β-D-半乳糖和β-D-木糖苷。在纤维素的糖化作用中，β-葡萄糖苷酶功能是将纤维素二糖和纤维素寡糖水解成葡萄糖。
茶叶是人们日常生活中重要的饮料，茶叶香气是决定茶叶品质与风味的重要因素。概括起来说，茶叶香气大体形成于三个部分，即鲜叶中固有的游离态香气，鲜叶在加工过程中由酶促作用产生的香气以及加工过程中经热物理化学变化所形成的香气。茶叶中的香气物质大多是以香气前驱体的形式存在，而其中有很多是以糖苷(单菇烯基β-葡萄糖苷)的形式为主。
β-葡萄糖苷酶作为糖苷的水解酶，在自然界中广泛地存在于植物、动物和微生物中，它是一种能催化水解芳基、烃基等与糖基原子团之间的糖苷键生成葡萄糖的酶。它能将茶叶中富含键合态形式的糖苷类风味前体物质(β-糖苷)水解为具有浓郁天然风味的香气物质，其形成的各种香气物质以不同的浓度组合就构成了茶叶特有的香气品质。
比如茶叶中单萜烯醇类香气具有百合花香或者玉兰花香味的芳樟醇、具有玫瑰香气的香叶醇等，这些芳香物质的形成是由糖苷类水解酶的作用前体水解释放而产生的。因此β-葡萄糖苷酶是芳香成分水解作用最明显的关键酶，该酶亦与萜烯类前体有密切关系，结合态香气物质在糖苷酶的作用下可释放配糖基，产生游离态芳香成分，即产生大量浓郁的具有天然特征香气的物质。
本发明根据茶叶的主要组成成分，纤维素、果胶、半纤维素等，与β-葡萄糖苷酶组成多酶体系，利用多酶复合体系提高茶叶品香，促进糖苷类前体物质的释放，改善茶叶的风味。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有β-葡萄糖苷酶的多酶复合体及其酶解茶叶提高茶香品质的工艺，其用于茶叶中呈香物质的释放，起到增香和改善茶叶品质的作用。
本发明所述的一种包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，其是由β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶组成。
所述的一种包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，其特征在于，所述β-葡萄糖苷酶的质量分数为30-50％，所述纤维素酶的质量分数为1-2％，所述果胶酶的质量分数为1-2％，所述木聚糖酶的质量分数为1-2％。
所述的多酶复合体溶液协同酶解茶叶提高茶香品质的工艺，其特征在于，包括：
(1)、取适量茶叶原料，进行粉碎和分筛；
(2)、加入纯净水，冲泡浸提一段时间，收集浸提液；
(3)、在提取液中添加包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体进行酶解；
(4)、过滤酶解后的溶液，去除残渣，提取茶汁液。
茶汁液是通过茶叶浸提获得，所述的茶叶原料为红茶、白茶、绿茶等的茶干叶或茶鲜叶。将所述的茶叶原料粉碎为50-100目。
茶叶的冲泡浸提的过程中纯净水与茶叶的比例为20-100∶1，所述的浸提温度为30-70℃，反应时间为5-30min
酶解过程中，加入包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，添加量为茶叶总重量的0.2-0.5％。
在所述的酶解过程中，调节酶解反应体系的pH为3.5-6.0，温度为40-65℃，作用时间为 1-4h。
所述的一种包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，其中所述β-葡萄糖苷酶具有以下特性：
(1)该酶温度适应范围较宽，温度在30-70℃之间均有活性，最适作用温度为60℃；热稳定性：该酶在45-55℃条件下保存24h仍具有70％以上的酶活；
(2)该酶最适反应pH值为4.5。在pH值4.0-5.0之间均有较高酶活力；酸稳定性：在pH4.0-6.0下保存一段时间后仍有80％以上的酶活。
本发明的下述实施例中，对茶汁液的香气成分分析方法如下：
取制备的茶汁液200ml，置于1000ml圆底烧瓶中，加入1.0mL 50.0μg/mL癸酸乙酯溶液作为内标，加热茶汁液至微沸，保持60min，在反应的溶剂瓶中加入50mL无水乙醚，50℃水浴加热，连续回流萃取50min，收集乙醚液，加入适量的无水Na2SO4进行脱水，浓缩过滤。进样前将汁液浓缩至100μL，进行GC/MS分析。
采用安捷伦HP6890/5975气质联用色谱，色谱柱：HP-INNOWax(30m×0.25mm I.D.×0.25μm)；载气：氦气；流速：1.0mL/min；50℃(5min)程序升温为50℃保持5min，(3℃ /min)至190℃(10min)，再以5℃/min上升至230℃；进样口温度：250℃，维持10min；进样方式：不分流进样，进样量：1.0μL，电离方式为El，扫描方式为scan，扫描范围为10-400。
将待测香气组分的标样配成不同浓度的混合标准溶液，以癸酸乙酯作为内标，进行组分定性。经过分析后，并以各待测香气成分峰面积除以内标癸酸乙酯峰的面积，计算各组分的相对含量
本发明中采用的包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体对浸提液中的风味前体物质酶解处理后，有效地释放出茶叶中的呈香物质，获得更多的香气成分，如醇系香气如芳香醇及其氧化物，香叶醇、橙花醇、苯甲醇等，脂肪族，萜烯类或芳香族香气物质，提高茶香效果，起到茶叶增香的作用。相比较而言，酸解后的香气感官上与酶解的有所不同，酸解得到的浓缩物香气不协调，且刺激感较强，而酶解得到的键合态风味浓缩物果香浓郁、自然纯正。因此采用酶技术进行茶饮料生产，将会解决目前加工工艺生产茶饮料中的香气低下，品质不稳定等问题，同时改善茶饮料的风味。
具体实施方式
以具体实施例对本发明一种包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体及其协同酶解茶叶提高茶香品质的工艺作以下详细地说明，但实施例并不对本发明作任何形式的界定。
实施例1
以绿茶为例，考察从茶叶中浸提挥发性香气物质的最适条件。
1.1浸提温度的确定
准确称取茶叶10.00g，采用粉碎机粉碎至50目筛，在茶水比(W/V)为1∶60、不同浸提温度 (30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)条件下，进行浸提实验，定时搅拌，浸提时间为20min，然后过滤收集浸提液。比较不同浸提温度对茶汁液挥发性化合物组分的影响，表明为保持茶香气更浓郁，应控制浸提温度为50℃。
1.2浸提时间的确定
准确称取茶叶10.00g，采用粉碎机粉碎至50目筛，在茶水比(W/V)为1∶60、浸提温度50℃条件下，进行浸提实验，定时搅拌，浸提不同的时间(5min、10min、20min、30min)，然后过滤收集浸提液。比较不同浸提时间对茶叶液挥发性化合物组分的影响，发现至20min时，挥发性香气物质的溶出率达到最大值，之后随浸提时间进一步延长，其挥发损失超过溶出速度。
1.3最适的茶水比(W/V)
准确称取茶叶10.00g，采用粉碎机粉碎至50目筛，在浸提温度50℃、不同茶水比(1∶20、 1∶40、1∶60、1∶80、1∶100)条件下，进行浸提实验，定时搅拌，浸提时间为20min，然后过滤收集浸提液。比较不同茶水比(W/V)对茶汁液挥发性化合物组分的影响，发现较大茶水比浸提的茶香组分得率高于较小茶水比浸提的茶汁液，最适的茶水比为1∶60(W/V)。
实施例2
准确称取绿茶叶10.00g，采用粉碎机粉碎至100目筛，然后加入纯净水(茶水比(W/V)为 1∶60)，于60℃的恒温环境，充分冲泡浸提20min，反复浸提两次，然后进行抽滤，收集浸提液。将浸提液分为两份，其中一份作为未加酶对照，向另一份浸提液中加入包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体(由β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶组成，其中β-葡萄糖苷酶的质量分数为30％，所述纤维素酶的质量分数为1％，果胶酶的质量分数为1％，所述木聚糖酶的质量分数为1％)，添加量为茶叶总重量的0.5％。调节酶解反应体系的pH4.0，于50℃恒温水浴锅中酶解茶汁液，酶解时间为4h。酶解后的茶汁液通过回流萃取，采用GC/MS进行香气组分分析。
以未经过酶解的绿茶汁液为对照，对得到的茶汁液的理化成分进行分析。分析结果见表1。
实施例3
准确称取铁观音(乌龙茶)10.00g，采用粉碎机粉碎至70目筛，然后加入纯净水(茶水比 (W/V)为1∶60)，于60℃的恒温环境，充分冲泡浸提20min，反复浸提两次，然后进行抽滤，收集浸提液。将浸提液分为两份，其中一份作为未加酶对照，向另一份浸提液中加入包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体(由β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶组成，其中β-葡萄糖苷酶的质量分数为40％，所述纤维素酶的质量分数为1％，果胶酶的质量分数为1％，所述木聚糖酶的质量分数为1％)，添加量为茶叶总重量的0.3％。调节酶解反应体系的pH4.5，于60℃恒温水浴锅中酶解茶汁液，酶解时间为2h。酶解后的茶汁液通过回流萃取，采用GC/MS进行香气组分分析。
以未经过酶解的茶汁液为对照，对得到的茶汁液的理化成分进行分析。分析结果见表2。
实施例4
准确称取红茶叶10.00g，采用粉碎机粉碎至50目筛，然后加入纯净水(茶水比(W/V)为 1∶60)，于60℃的恒温环境，充分冲泡浸提20min，反复浸提两次，然后进行抽滤，收集浸提液。将浸提液分为两份，其中一份作为未加酶对照，向另一份浸提液中加入包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体(由β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶组成，其中β-葡萄糖苷酶的质量分数为50％，所述纤维素酶的质量分数为2％，果胶酶的质量分数为2％，所述木聚糖酶的质量分数为2％)，添加量为茶叶总重量的0.2％。调节酶解反应体系的pH5.0，于65℃恒温水浴锅中酶解茶汁液，酶解时间为1h。酶解后的茶汁液通过回流萃取，采用GC/MS进行香气组分分析。
以未经过酶解的红茶汁液为对照，对得到的茶汁液的理化成分进行分析。分析结果见表3。
综合实施例2、3、4，通过考察茶叶中几种主要香气成分的含量变化(表1、表2、表3)，可以看出，经酶处理后，绿茶中几种香气成分的含量均有显著增加，香叶醇是主要香气成分。乌龙茶中的香气成分含量增加也较显著。茶气增强，茶香与花香结合。红茶中几种香气成分虽增幅不显著，但略有增加。由此可以看出虽然不同茶叶的加工方式不同，香气源的组分含量也不尽相同，但通过外源添加包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，利用其高效催化功能，均可促进茶叶内的部分成分有益转化，促进糖苷类风味前体物质的释放，改善茶叶的色泽、香气、滋味口感等，恢复茶叶特有的风味，提高茶叶品质。
图1为茶叶经过酶解后的色谱分析图
图2为不同浸提温度对茶汁液挥发性化合物组分的影响图
图3为不同浸提时间对茶汁液挥发性化合物组分的影响图
图4为不同茶水比(W/V)对茶汁液挥发性化合物组分的影响图。

Claims (8)

1.一种含有β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，其是由β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶组成。
2.如权利要求1所述的一种包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，其特征在于，所述β-葡萄糖苷酶的质量分数为30-50％，所述纤维素酶的质量分数为1-2％，所述果胶酶的质量分数为1-2％，所述木聚糖酶的质量分数为1-2％。
3.如权利要求1所述的多酶复合体溶液协同酶解茶叶提高茶香品质的工艺，其特征在于，包括：
(1)、取适量茶叶原料，进行粉碎和分筛；
(2)、加入纯净水，冲泡浸提一段时间，收集浸提液；
(3)、在提取液中添加包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体进行酶解；
(4)、过滤酶解后的溶液，去除残渣，提取茶汁液。
4.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，所述的茶叶原料为茶干叶或茶鲜叶。茶叶原料粉碎粒度为50-100目。
5.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，茶叶的冲泡浸提的过程中纯净水与茶叶的比例为20-100∶1，所述的浸提温度为30-70℃，反应时间为5-30min。
6.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，酶解时，加入包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，添加量为茶叶总重量的0.2-0.5％。
7.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，酶解过程中，调节体系的pH为3.5-6.0，温度为40-65℃，作用时间为1-4h。
8.据权利要求1所述的一种包含β-葡萄糖苷酶的多酶复合体，其中所述β-葡萄糖苷酶具有以下特性：
(1)该酶温度适应范围较宽，温度在30-70℃之间均有活性，最适作用温度为60℃；热稳定性：该酶在45-55℃条件下保存24h仍具有70％以上的酶活；
(2)该酶最适反应pH值为4.5。在pH值4.0-5.0之间均有较高酶活力；酸稳定性：在pH4.0-6.0下保存一段时间后仍有80％以上的酶活。
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