CN113057233A - 一种固液发酵结合的云南大叶种茶饮料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固液发酵结合的云南大叶种茶饮料及其制备方法，属于饮料技术领域。该方法通过固态、液态发酵相结合工艺，弥补单独使用液态发酵茶叶利用率低，风味单一且容易染菌的问题，从茯砖茶中筛选得到的“金花”菌株，再利用固液发酵结合工艺，对云南大叶种低档绿茶进行转变，改变低档绿茶原有涩味和苦味，增加茶饮料的营养价值、风味组成，茶多酚含量最高可提高66％，其中起苦涩味作用的酯型儿茶素含量显著下降，显著缩短固态发酵时间，时间仅为固态发酵的1/6。解决了目前低档茶叶利用率低、售卖困难，以及现有茶饮料营养和风味都较为单一的技术问题，丰富市场中茶饮料的种类，为生产企业节约了时间和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种固液发酵结合的云南大叶种茶饮料及其制备方法，属于饮料技术领域。
背景技术
我国盛产茶叶，云南是茶叶的故乡。云南种植的大叶种茶，具有芽叶肥厚、叶质柔软等优点，是制作红茶的优良材料。目前，我国名优茶仍是创造茶产业价值的主力军，使低档茶处境尴尬。在茶叶发展的历史长河中，一直存在着低档茶产量大、资源综合利用率低及残留营养成分多的现象，且市场中低档茶叶产品因其品质略差，售卖困难，存量持续增多。有些生产者为了解决这一问题，甚至将低档茶当作燃料使用。这不仅对环境产生污染，而且其中还含有较多的茶多酚、茶多糖、粗纤维和还原糖等多种营养物质和有效成分未被利用，造成了茶叶资源的极大浪费。据估计，生产厂家每年产生的低档茶高达上亿千克。
黑茶中的茯砖茶，属于发酵茶。近几年脱颖而出，产销量一直占据黑茶市场的首位，给茶产业带来了一股“金花”风。“金花”菌是茯砖茶发酵过程中的优势菌之一，是对人有益的酵素类菌。其分泌的多酚氧化酶、淀粉酶、蛋白酶、水解酶等多种酶类对茯砖茶醇香、浓厚的风味及健康功效有重要贡献，为茶叶中化学物质的转化提供有利条件。
茶饮料是一种饮用便捷，又兼具饮茶乐趣与喝饮料爽快感觉的新型饮料，同时还具有茶叶的独特风味。目前茶饮料种类繁多，现有的茶饮料以茶叶萃取液、速溶茶粉、浓缩液为主要原料加工而成，发酵型茶饮料市场上并不多见。现有的发酵型茶饮料生产方法分为两种：一种是液态发酵法，即通过茶叶浸提，得到去除茶叶的液态茶汤，通过添加微生物进行发酵制备而成。另一种是固态发酵法，即将茶叶在固态的形式状态下，人工接入微生物或自然发酵，冲泡而成。液态发酵法生产周期短，发酵快速，易于调控。但液态发酵生产的茶饮料风味单一，茶叶利用率低，且容易染菌。固态发酵法生产的茶饮料香气浓郁，风味十足，茶叶利用率高，是当前茶饮料企业生产的主要工艺。但固态发酵周期长、工艺难控制、原料要求高，且固态发酵工艺操作占地面积大，生产成本耗费较高。因此，发明一种利用茯砖茶中“金花菌”对云南大叶种低档茶叶进行固液发酵结合而制成的茶饮料，具有市场前景和社会价值，能促进茶饮料产业的进一步发展和良性循环。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种固液发酵结合的云南大叶种茶饮料及其制备方法，通过固态、液态发酵相结合工艺，能充分弥补单独使用液态发酵茶叶利用率低，风味单一且容易染菌的问题，茶多酚含量最高可提高66％，其中起苦涩味作用的酯型儿茶素含量显著下降，也能显著缩短固态发酵时间，时间仅为固态发酵的1/6，节约生产成本，易于调控。从茯砖茶中筛选得到的“金花”菌株，再利用固液发酵结合工艺，对云南大叶种低档绿茶进行转变，改变低档绿茶原有涩味和苦味，增加茶饮料的营养价值、风味组成，解决目前低档茶叶尤其是云南大叶种低档茶叶的利用率较低、售卖困难，以及现有茶饮料营养和风味都较为单一的技术问题，丰富市场中茶饮料的种类，为生产企业节约了时间和生产成本。
本发明的采用的技术方案如下：
一种固液发酵结合的云南大叶种茶饮料制备方法，包括如下步骤：(1)利用绿茶和金花菌进行固态发酵，得到固态发酵茶样；(2)将步骤(1)中的固态发酵茶样与茶叶浸提液混合并进行液态发酵；所述茶叶浸提液为将绿茶进行高温浸提和抽滤后得到的浸提液。
在本发明的一种实施方式中，所述制备方法的具体步骤为：
(1)将绿茶粉碎、过筛并灭菌，获得茶粉；
(2)将金花菌制成孢子悬浮液，接种于步骤(1)所得茶粉中进行发酵，得到固态发酵茶样；
(3)将步骤(1)所得茶粉高温浸提、抽滤并灭菌，获得茶叶浸提液；
(4)将步骤(2)所得固态发酵茶样，投入步骤(3)所得茶叶浸提液中，混合并密封进行恒温发酵，获得发酵液；
(5)对步骤(4)所得发酵液进行过滤、除去沉淀物后装瓶、灭菌，获得发酵茶饮料。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的绿茶包括云南大叶种的绿茶茶叶。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的绿茶包括云南大叶种低档绿茶，所述低档绿茶按照国标GB/T 14456.2—2018《绿茶第2部分：大叶种绿茶》中三级及以下等级的绿茶，定义为低档绿茶。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)所述的过筛为过40目筛。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的孢子悬浮液浓度不小于1×108CFU/mL。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的孢子悬浮液制备方法为：刮取2～4块直径为15～25mm的金花菌纯种菌落于已灭菌带有玻璃珠的无菌水内，振摇20-30min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述金花菌的接种方式为将上述孢子悬浮液以体积比15～30％的接种量接种于步骤(1)所述茶粉中。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述的金花菌包括谢瓦曲霉(Aspergilluschevalieri)和冠突曲霉(Aspergillus cristatus)中的一种或多种。
在本发明的一种实施方式中，步骤(2)所述固态发酵的条件为：温度28-32℃，发酵3-5d。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)所述浸提的条件为：按茶水重量比为1:(30～50)的比例将所述绿茶在80～90℃恒温水浸提20-30min或沸水冲泡5min。
在本发明的一种实施方式中，步骤(4)所述的固态发酵茶样与茶叶浸提液的混合比例为每100mL茶叶浸提液中加入1～2g固态发酵茶样。
在本发明的一种实施方式中，步骤(4)所述发酵的条件为：温度28-32℃，摇床转速120-150r/min，发酵3-5d。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)得到的茶叶浸提液中添加其他辅助原料。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(5)所得的发酵茶饮料中添加食品添加剂进行调配。
在本发明的一种实施方式中，所述食品添加剂包括食用香精、柠檬酸、苹果酸、阿斯巴甜、安赛蜜、奶精、果葡糖浆、维生素C、糖精或甜味素中的一种或多种。
本发明还保护应用上述方法制备的茶饮料。
本发明还保护所述方法在饮料领域的应用。
有益效果
(1)本发明可以利用因滞销的云南大叶种低档绿茶茶叶以及五六叶带梗的茶叶为发酵用茶叶，提高经济效益，本发明不使用其他辅助发酵配料，可以降低生产成本；利用微生物发酵，改善了中低档茶叶的茶汤品质，提高了原料茶叶的利用率，增加了茶叶综合产值。
(2)本发明采用的固态发酵和液态发酵相结合，充分弥补单独使用两种发酵方式的短板，固态发酵好的茶样为液态发酵环节提供了部分发酵生产原料和适于发酵云南大叶种低档绿茶的微生物群体，起到驯化作用，为液态发酵创造了有利条件，能快速利用云南大叶种低档绿茶中的有效物质，茶多酚含量最高可提高66％，其中起苦涩味作用的酯型儿茶素含量显著下降；固液结合发酵工艺显著缩短发酵时间，时间仅为固态发酵的1/6，提高生产效率。
(3)经发酵后所得云南大叶种茶发酵饮料，外观色泽为橙褐色或浅褐色，澄清明亮的液体，具有“金花”菌发酵产生的特有菌花香、甜香，质感细腻、顺滑，滋味较醇和，且含有茶叶的香气与味道，风味独特多样。而未经微生物发酵的云南大叶种低档绿茶浑浊暗淡、熟闷、滋味苦涩；“金花”菌能很好的改善云南大叶种低档绿茶品质。
附图说明
图1发酵茶饮料中的氨基酸组分测试。
图2发酵茶饮料中的咖啡因、茶氨酸和儿茶素组分测试。
图3不同发酵方式制备的茶饮料中茶色素组分测试。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为对本发明保护范围的限制。在不偏离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法所作的修改或替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，加入的各原料除特别说明外，均为市售。
下述实施例中涉及到的菌株培养方法：
低档绿茶：按照国标GB/T 14456.2—2018《绿茶第2部分：大叶种绿茶》中三级及以下等级的绿茶，定义为低档绿茶。
马铃薯葡萄糖琼脂培养基的制备(PDA培养基)：称取新鲜马铃薯200g，葡萄糖20g，琼脂20g，加入蒸馏水定容至1000mL，121℃高压蒸汽灭菌20min，冷却备用。
谢瓦曲霉的培养：用灭菌后的接种针挑取谢瓦曲霉菌株，在PDA培养基上进行划线，放入恒温培养箱中，28℃倒置培养4d。
冠突曲霉的培养：用灭菌后的接种针挑取冠突曲霉菌株，在PDA培养基上进行划线，放入恒温培养箱中，28℃倒置培养4d。
下述实施例中涉及到的相关测定方法：
(1)茶多酚的测定：采用GB/T 21733—2008《茶饮料》中的酒石酸亚铁比色法。
(2)黄酮类的测定：采用QB/T 5206—2019《植物饮料凉茶》中的硝酸铝比色法。总黄酮含量标准曲线为：y＝0.3345x-0.0065，R2＝0.9979。
(3)生物碱的测定：采用GB/T 8312—2013《茶咖啡碱测定》中的碱式乙酸铅紫外分光光度法。总生物碱含量标准曲线为：y＝50.268x+0.0063，R2＝0.9991。
(4)可溶性固形物的测定：采用数字折光仪进行测定。
(5)茶色素的测定：采用《茶学实验技术》黄意欢主编1997版中乙酸乙酯、正丁醇萃取法测定。
实施例1
(1)将云南大叶种低档绿茶进行粉碎，过40目筛，获得茶粉；
(2)称取步骤(1)中制备的10g茶粉装入250mL茄子瓶中，121℃灭菌20min，备用；在超净工作台上，用接种铲刮取3块直径为20mm的谢瓦曲霉(Aspergillus chevalieri)CICC41699菌落于已灭菌的100mL无菌水内，振摇30min制成孢子悬浮液，使孢子悬浮液浓度不小于1×108CFU/mL；以体积比15％的接种量将孢子悬浮液接种于含有10g茶粉的茄子瓶中，搅拌均匀，28℃恒温固态发酵3天获得茶样；
(3)按茶水比1：30称取步骤(1)中制备的一定量茶粉，与相应量的去离子水混合后，在85℃下保温浸提30min，进行减压过滤、分装，121℃灭菌20min，获得茶叶浸提液，备用；
(4)取出步骤(2)中制备的茶样，用接种铲刮取40mm正方形茶样(1～2g)，加入步骤(3)中制备的已灭菌的100mL茶叶浸提液中，搅拌均匀，得固液混合物；将固液混合物密封，置于温度28℃、转速120r/min恒温振荡箱中进行液态发酵；5d后终止发酵，再经过滤，分装，灭菌后，罐装得云南大叶种茶发酵饮料。
实施例2
(1)将云南大叶种低档绿茶进行粉碎，过40目筛，获得茶粉；
(2)称取步骤(1)中制备的10g茶粉装入250mL茄子瓶中，121℃灭菌20min，备用；在超净工作台上，用接种铲刮取3块直径为20mm的冠突曲霉(Aspergillus cristatus)CICC2650菌落于已灭菌的100mL无菌水内，振摇30min制成孢子悬浮液，使孢子悬浮液浓度不小于1×108CFU/mL；以体积比15％的接种量将孢子悬浮液接种于含有10g茶粉的茄子瓶中，搅拌均匀，28℃恒温固态发酵3天获得茶样；
(3)按茶水比1：30称取步骤(1)中制备的一定量茶粉，与相应量的去离子水混合后，在85℃下保温浸提30min，进行减压过滤、分装，121℃灭菌20min，获得茶叶浸提液，备用；
(4)取出步骤(2)中制备的茶样，用接种铲刮取40mm正方形茶样(1～2g)，加入步骤(3)中制备的已灭菌的100mL茶叶浸提液中，搅拌均匀，得固液混合物；将固液混合物密封，置于温度28℃、转速120r/min恒温振荡箱中进行液态发酵；5d后终止发酵，再经过滤，分装，灭菌后，罐装得云南大叶种茶发酵饮料。
实施例3
(1)将云南大叶种低档绿茶进行粉碎，过40目筛；
(2)称取步骤(1)中制备的10g茶粉装入250mL茄子瓶中，121℃灭菌20min，备用；在超净工作台上，用接种铲刮取3块直径为20mm的冠突曲霉(Aspergillus cristatus)CICC41701菌落于已灭菌的100mL无菌水内，振摇30min制成孢子悬浮液，孢子悬浮液浓度不小于1×108CFU/mL；以体积比15％的接种量将孢子悬浮液接种于含有10g茶粉的茄子瓶中，搅拌均匀，28℃恒温固态发酵3天获得茶样；
(3)按茶水比1：30称取步骤(1)中制备的一定量茶粉，与相应量的去离子水混合后，在85℃下保温浸提30min，进行减压过滤、分装，121℃灭菌20min，获得茶叶浸提液，备用；
(4)取出步骤(2)中制备的茶样，用接种铲刮取40mm正方形茶样(1～2g)，加入步骤(3)中制备的已灭菌的100mL茶叶浸提液中，搅拌均匀，得固液混合物；将固液混合物密封，置于温度28℃、转速120r/min恒温振荡箱中进行液态发酵；5d后终止发酵，再经过滤，分装，灭菌后，罐装得云南大叶种茶发酵饮料。
实施例4
将实施例1～3得到的茶饮料进行性能测试，测试结果如下：
(1)常规组分测试结果
将云南大叶种低档绿茶进行粉碎，过40目筛得云南大叶种低档绿茶茶粉；按茶水比1：30称取一定量低档绿茶茶粉，与相应量的去离子水混合后，在85℃下保温浸提30min，进行减压过滤、分装，121℃灭菌20min，即未发酵茶饮料。
经过3种菌株的发酵，常规组分测试结果如表1所示。与未发酵茶饮料相比，实施例1～3制备的发酵茶饮料中茶多酚含量显著增加，采用谢瓦曲霉CICC 41699菌株和冠突曲霉CICC 2650、CICC 41701菌株进行发酵的茶饮料中茶多酚含量分别增加了40％、51％、66％，谢瓦曲霉CICC 41699菌株进行发酵的茶饮料中黄酮类总量增加了15％，冠突曲霉CICC2650、CICC 41701菌株进行发酵的茶饮料中黄酮类总量减少了18％、12％。
与未发酵茶饮料相比，实施例1～3制备的发酵茶饮料中总生物碱含量有明显增加，可溶性固形物含量下降。
表1常规组分测试结果
(2)茶色素测试结果
茶色素包括茶黄素(theaflavin,TF)、茶红素(thearubigin,TR)、茶褐素(theabrownin,TB)。由表2可知，实施例1～3制备的发酵茶饮料中，茶红素含量较未发酵茶饮料含量有所降低，茶褐色含量分别是未发酵茶饮料的2.8、3.0和3.6倍，具有显著性差异。
表2茶色素测试结果
(3)氨基酸组分测试结果
采用氨基酸自动分析仪检测实施例1～3制备的发酵茶饮料中的氨基酸组分，具体成分对比见图1。在实施例1～3制备的发酵茶饮料中，氨基酸各组分含量均有降低。其中，实施例1制备的发酵茶饮料中牛磺酸含量比未发酵茶饮料高1.35倍，实施例3制备的发酵茶饮料中缬氨酸含量明显增高。
(4)咖啡因、茶氨酸和儿茶素组分测试结果
采用超高效液相色谱三重四极杆串联质谱(UPLC-MS/MS)检测实施例1～3制备的发酵茶饮料中的咖啡因、茶氨酸和儿茶素组分中儿茶素(ctechin,C)、表儿茶素(epicatechin,EC)没食子儿茶素(gallocatechin,GC)、表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)、儿茶素没食子酸酯(catechin-3gallate,CG)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin3-gallate,ECG)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin3-gallate,GCG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin-3-gallate,EGCG)进行检测，具体成分见图2。其中，与未发酵的茶饮料相比，实施例1～3制备的发酵茶饮料中的起苦涩味作用的酯型儿茶素含量均显著下降，分别下降了1700.17、2480.57、2406.18倍；而表儿茶素、没食子儿茶素、表没食子儿茶素三种具有先苦后甜滋味特征的非酯型儿茶素均显著增加，在实施例1～3制备的发酵茶饮料中分别增加了1.76、1.31、1.11倍。
(5)感官品评测试结果
选择10位经过系统培训，熟悉茶叶、茶饮料的在读大学生对实施例1～3的固液态发酵结合茶饮料进行感官(汤色、香气、滋味)品评，品评结果如表3所示。评分方式为百分制，按汤色占25％，香气占30％，滋味占45％的评分的权数作为评定结果。
表3感官品评测试结果
实施例5
(1)将云南大叶种低档绿茶进行粉碎，过40目筛；
(2)称取步骤(1)中制备的10g茶粉装入250mL茄子瓶中，121℃灭菌20min，备用；在超净工作台上，用接种铲刮取3块直径为20mm的冠突曲霉(Aspergillus cristatus)CICC41701菌落于已灭菌100mL无菌水内，振摇30min制成孢子悬浮液，使孢子悬浮液浓度不小于1×108CFU/mL；以体积比15％的接种量将孢子悬浮液接种于含有10g茶粉的茄子瓶中，搅拌均匀，28℃恒温固态发酵3天获得茶样；
(3)按茶水比1：50称取一定量茶粉，沸水冲泡5分钟后进行过滤、分装，121℃灭菌20min，获得茶叶浸提液，备用；
(4)取出步骤(2)中制备的茶样，用接种铲刮取40mm正方形茶样(1～2g)，加入步骤(3)中制备的已灭菌的100mL茶叶浸提液中，搅拌均匀，得固液混合物；将固液混合物密封，置于温度28℃、转速120r/min恒温振荡箱中进行液态发酵；5d后终止发酵，再经过滤，分装，灭菌后，罐装得云南大叶种茶发酵饮料。
将实施例5得到的茶饮料进行性能测试，测试结果如下：
经过固液发酵结合的实施例5与未发酵茶饮料常规组分测试结果如表4所示。与未发酵茶饮料相比，茶多酚含量提高了约1.6倍，可溶性固形物降低了约50％。
表4
对比例
(1)在超净工作台上，用接种铲刮取3块直径为20mm的冠突曲霉(Aspergilluscristatus)CICC 41701菌落于已灭菌100mL无菌水内，振摇30min制成孢子悬浮液；
(2)按茶水比1：50称取一定量云南大叶种低档绿茶茶叶，沸水冲泡5分钟后进行过滤、分装，121℃灭菌20min，获得茶叶浸提液，备用；
(3)取出步骤(2)中制备的孢子悬浮液，加入步骤(1)中制备的已灭菌的茶叶浸提液中，搅拌均匀，密封，置于温度28℃、转速120r/min恒温震荡箱中进行液态发酵；5d后终止发酵，再经过滤，分装，灭菌后，罐装得云南大叶种茶发酵饮料。
将对比例得到的纯液态发酵茶饮料进行性能测试，测试结果如下：
经过纯液态发酵的茶饮料与固液发酵结合的实施例5常规组分测试结果如表5和图3所示。与实施例5的发酵茶饮料相比，液态发酵的茶饮料中茶多酚含量与总生物碱含量显著下降，茶黄素(TF)、茶红素(TR)和茶褐色(TB)含量下降。
表5
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种基于固液发酵结合工艺的发酵茶饮料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)利用绿茶和金花菌进行固态发酵，得到固态发酵茶样；(2)将步骤(1)固态发酵茶样与茶叶浸提液混合并进行液态发酵；
所述茶叶浸提液为将绿茶经过高温浸提、抽滤后得到的浸提液。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述金花菌的添加形式为浓度不小于1×108CFU/mL的孢子悬浮液。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将所述孢子悬浮液以体积比15～30％接种量接种于绿茶中。
4.如权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述绿茶包括云南大叶种的绿茶茶叶或将绿茶茶叶粉碎后过筛的茶粉。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的金花菌包括谢瓦曲霉(Aspergillus chevalieri)和冠突曲霉(Aspergillus cristatus)中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述固态发酵的条件为：温度28-32℃，发酵3-5d。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高温浸提的条件为：按茶水重量比为1:(30～50)的比例将权利要求4所述的绿茶在80～90℃恒温水中浸提20-30min或沸水冲泡5min。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的固态发酵茶样与茶叶浸提液的混合比例为每100mL茶叶浸提液中加入1～2g固态发酵茶样。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述液态发酵的条件为：温度28-32℃，摇床转速120-150r/min，发酵3-5d。
10.应用权利要求1～9所述方法制备的茶饮料。
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