CN115843892A

CN115843892A - 利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法及制得的冷泡红茶

Info

Publication number: CN115843892A
Application number: CN202210283156.XA
Authority: CN
Inventors: 李树奇; 吴鑫颖; 戴娅楠; 吴君海; 黄福星
Original assignee: Guizhou Liangdu Shuicheng Spring Tea Co ltd
Current assignee: Guizhou Liangdu Shuicheng Spring Tea Co ltd
Priority date: 2022-03-22
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-03-28

Abstract

本发明公开了一种利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法，包括（1）分别称取10.0 g的果胶酶、10.0 g的漆酶、1.0 g纤维素酶溶于100 mL食品级柠檬酸钠‑柠檬酸缓冲液中，制成浓度分别为10%、10%、1%的酶液；（2）酶液体积按茶叶质量的75‑100%添加，其中每克茶叶中添加果胶酶的酶活量为250‑350U，漆酶为0.1‑0.15U，纤维素酶3‑4U；酶液与茶叶充分混匀后，静置15‑20 min后揉捻10‑15 min，于45‑55℃条件下酶解3‑4 h；（3）烘干茶叶；（4）冷泡红茶。本发明采用生物制剂对红茶原料进行酶处理，成品红茶冷泡，茶汤茶多酚、总黄酮浸出率显著提高，有效提升了红茶饮品的品质。

Description

利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法及制得的冷泡红茶

技术领域

本发明属于茶叶加工技术领域，具体地涉及一种利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法及制得的冷泡红茶。

背景技术

茶叶中茶多酚含量丰富，主要包括黄酮醇(槲皮素、山奈酚、杨梅素)、黄烷-3-醇(儿茶素和茶黄素)以及少量嘌呤生物碱(咖啡因和可可碱)、没食子酸衍生物和羟基没食子酰奎尼酯等，具有抗氧化、抗炎、抗癌等功能。根据制备工艺可将茶叶分为红茶、绿茶、乌龙茶、黑茶、白茶、黄茶六大类。在这些类型中，红茶最受欢迎，占全球茶叶消费总量的78％。而冷泡茶产品不仅具有传统茶的优点和方便，同时研究表明冷泡茶其咖啡因含量更低，减少苦味、增强香气。此外还有研究结果表明在消费者感官测试和茶浸出物的抗氧化特性方面，长期冲泡(10-12h)的冷茶浸出物不仅更受消费者欢迎，而且具有很强的抗氧化活性。但冷泡茶一个缺点是浸提时间过长、短时间内浸出物含量低；加上目前对夏秋茶的利用率低，因此利用生物技术提升冷泡红茶品质关键技术亟待研究。

中国专利2018111982261公开了《一种复合香型冷泡茶的制备方法及制得的复合香型冷泡茶》，其方法包括：(1)制备茶叶A浓缩汁；(2)将茶叶A浓缩汁施加于茶叶B表面，干燥至足干，制成茶叶B制品；(3)将茶叶C加入到步骤2制得的茶叶B制品中，混合均匀，得到该复合香型冷泡茶；其中茶叶A、茶叶B和茶叶C为绿茶、红茶、花茶、白茶、黑茶、乌龙茶和黄茶中的一种或几种的组合，且茶叶A、茶叶B和茶叶C不相同。茶叶A浓缩汁的制备还包括在所得茶汤进行精过滤之前进行茶汤的酶处理：将过滤出茶渣后所得的茶汤冷却至40-50℃，然后在茶汤中加入果胶酶和/或半乳糖苷酶和/或单宁酶，在40-50℃温度下酶处理1-3h。本申请在冷泡条件下，融合了三种或三种以上茶叶产品的滋味和香气，三种茶香气滋味物质阶段式释放，口感甘醇，香气丰富，风味自然，且层层叠进，耐泡性与浸出速度显著增加。与市售冷泡茶相比，本发明实施例制得的复合香型冷泡茶的耐泡性增加，且浸泡时间较短，滋味和香气更为丰富，具有多重口感。

中国专利2021108881604公开了《一种冷泡工夫红茶及其加工工艺》，利用物理风干法、发酵叶叶温低于室温、发酵叶水分蒸发而使其停止发酵的技术改进加工法。根据红茶发酵特性利用温度和湿度进行风干控制发酵。该加工工艺能够使发酵在温度较低环境中进行，不仅使茶叶发酵速度减缓，且有效地阻止或延缓一些不良真菌生长，从而在发酵过程中避免了茶叶发酵过急或过重以及酸馊现象,同时省略了原工艺中毛火工序，降低了加工成本。采用的逐压长时揉捻法，保证了茶叶的浸出速率，适合于冷泡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法及制得的冷泡红茶，本发明采用生物制剂对红茶原料进行酶处理，成品红茶冷泡后，茶汤茶多酚、总黄酮浸出率显著提高，解决了现有冷泡茶浸提时间过长、短时间内浸出物含量低以及对夏秋茶的利用率低的问题，有效提升了红茶饮品的品质。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法，包括以下步骤：

(1)配制生物酶制剂溶液：分别称取10.0g的果胶酶、10.0g的漆酶、1.0g纤维素酶溶于100mL食品级柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液中，制成浓度分别为10％、10％、1％的酶液；

(2)生物酶制剂处理茶叶：酶液体积按茶叶质量的75-100％添加，其中每克茶叶中添加果胶酶的酶活量为250-350U，漆酶为0.1-0.15U，纤维素酶3-4U；酶液与茶叶充分混匀后，静置15-20min后揉捻10-15min，于45-55℃条件下酶解3-4h；

(3)烘干茶叶：将酶解后的茶叶放置烘箱中，于85-95℃烘干；

(4)冷泡红茶：取烘干后的茶叶加入纯净水，在常温下进行冷浸泡，制成冷泡红茶。

所述步骤(1)的酶液浓度单位为质量体积比g|mL。

所述步骤(3)烘干时间20-30min，茶叶含水量控制在3-8％(w/w)内。

所述步骤(4)茶叶与纯净水的质量体积比为3.0g：90-120mL。

一种高品质冷泡红茶，通过上述的制备方法制得。

与现有技术相比，本发明采用生物制剂对红茶原料进行酶处理，成品红茶冷泡后，茶汤茶多酚、总黄酮浸出率显著提高，解决了现有冷泡茶浸提时间过长、短时间内浸出物含量低以及对夏秋茶的利用率低的问题，有效提升了红茶饮品的品质。

附图说明

图1：a、酶的种类对冷泡茶汤色度的影响,

b、酶的种类对冷泡茶汤总酚含量的影响，

c、酶的种类对冷泡茶汤总黄酮含量的影响。

图2：a、漆酶浓度对冷泡茶汤总酚含量的影响,

b、漆酶浓度对冷泡茶汤总黄酮含量的影响,

c、纤维素酶浓度对冷泡茶汤总酚含量的影响,

d、纤维素酶浓度对冷泡茶汤总黄酮含量的影响,

e、果胶酶浓度对冷泡茶汤总酚含量的影响,

f、果胶酶浓度对冷泡茶汤总黄酮含量的影响,

g、半纤维素酶浓度对冷泡茶汤总酚含量的影响,

h、半纤维素酶浓度对冷泡茶汤总黄酮含量的影响。

图中：Q代表漆酶，X代表纤维素酶，G代表果胶酶，B代表半纤维素酶。

图3：a、酶的搭配种类对冷泡茶汤总酚含量的影响,

b、酶的搭配种类对冷泡茶汤总黄酮含量的影响,

c、漆酶和纤维素酶的搭配浓度对冷泡茶汤总酚含量的影响,

d、漆酶和纤维素酶的搭配浓度对冷泡茶汤总黄酮含量的影响,

e、三种酶搭配对冷泡茶汤总酚含量的影响,

f、三种酶搭配对冷泡茶汤总黄酮含量的影响；

图中：QX表示漆酶与纤维素酶按1:1搭配，

QB表示漆酶与半纤维素酶按1:1搭配，

QG表示漆酶与果胶酶按1:1搭配；

QX80％表示双酶搭配中漆酶占比80％，纤维素酶占比20％；

QX80％+G表示QX80％双酶与果胶酶按1:1搭配。

图4：a、三种酶搭配比例对冷泡茶汤总酚含量的影响，

b、三种酶搭配比例对冷泡茶汤总黄酮含量的影响，

c、三种酶处理不同料液比对冷泡茶汤总酚含量的影响，

d、三种酶处理不同料液比对冷泡茶汤总黄酮含量的影响。

图5：a、处理组与对照组代谢物主成分分析(Principal Components Analysis，PCA)，

b、偏最小二乘法建模分析(Orthogonal Partial Least SquaresDiscrimination Analysis,OPLS-DA),

c、差异代谢物火山图。

图6：借助非靶向植物多酚检测技术获得的处理前后多酚、黄酮类差异代谢物分析热图。

图7：本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的方案通过以下实施实验获得：

一、材料

材料：红茶由贵州绿茶科技公司提供；半纤维素酶(20000U/g)和β-葡萄糖苷酶(100U/g)购自上海源叶生物科技有限公司，木聚糖酶(10万U/g)购自上海麦克林生化科技有限公司，纤维素酶CEL-01(11000U/g)、漆酶(10U/g)和果胶酶(5000U/g)均购自夏盛实业集团有限公司；所有其他化学溶剂均为分析级，购自上海麦克林生化科技有限公司和北京索莱宝科技有限公司。

二、方法

1、酶处理样品制备方案

称取一定量的酶溶于缓冲液(磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液)中配置不同浓度酶液；酶液体积按茶叶质量的75-100％添加，酶液与茶叶混匀静止15-20min后揉捻10-15min，置于100mL离心管中45-55℃酶解3-4h；将酶解后的茶叶置于烘箱中85-95℃烘干20-30min(烘干后茶叶含水量3％-8％)；称取3.0g烘干后茶叶置于500mL三角瓶中，加蒸馏水90-120mL浸提，收集浸提液备用。

2、总黄酮含量

根据Gursoy等人的方法并做了一些修改，采用比色法对总黄酮含量进行测定。取茶叶适当稀释倍数茶浸液，加入NaNO₂反应6min后依次加入AlCl₃溶液、NaOH溶液、蒸馏水，混合均匀，样品在室温下避光反应30min。510nm读取吸光度，并使用芦丁校准曲线获得的线性回归值以芦丁当量计算结果。

3、总酚含量

参照福林酚比色法测定，取适当稀释倍数茶叶浸提液，加入蒸馏水混匀，再依次加入福林酚试剂、Na₂CO₃溶液，最后用水定容，混匀后于75℃水浴10min，冷却后750nm读取吸光度，以没食子酸标准曲线获得的线性回归值，将结果表示为没食子酸当量。

4、超高效液相色谱法分析代谢物

将样本进行研磨；称取适量的样本到离心管中，加入提取液(甲醇水，体积比3∶1，-40℃预冷，含内标)700μL；涡旋30s，40Hz匀浆4min，冰水浴超声5min；重复匀浆超声3次；在混匀仪上4℃过夜；将样本4℃，12000rpm离心15min；小心地取上清经0.22μm微孔滤膜过滤；用提取液稀释上清液10倍，涡旋30s，每个样本各取50μL混合成混标(QC)样本；-80℃储存直到上机检测。

采用EXION LC System(SCIEX)超高效液相色谱仪，通过Waters UPLC液相色谱柱对目标化合物进行色谱分离。

5、结果

(1)不同的生物酶制剂对冷泡茶汤功能成分的影响

浓度均为5％的6种单一酶分别处理茶叶后样品浸提液吸光度、总酚和总黄酮随浸提时间变化趋势如图1(a,b,c)所示，毫无疑问漆酶和纤维素酶处理所得样品总酚和总黄酮含量显著高于其它酶，吸光度结果表明漆酶处理红茶后其色泽效果最好，漆酶和纤维素酶分别处理所得样品浸提40min时总酚含量分别可达14.0-15.0mg没食子酸/样品g、15.0-16.0mg没食子酸/样品g，总黄酮含量分别可达7.0-8.0mg芦丁/样品g、9.0-10.0mg芦丁/样品g。因此选用漆酶和纤维素酶进行复合搭配。

为验证漆酶与纤维素酶复合搭配后结果，以漆酶为主分别与纤维素酶、半纤维素酶和果胶酶按1:1比例搭配。

(2)单酶添加量对冷泡茶汤功能成分浸出量的影响

由图2结果可得，漆酶和果胶酶浓度范围为8-12％时其浸提液总酚及总黄酮含量高于其他浓度，纤维素酶和半纤维素酶浓度为0.8-1.2％时其浸提液总酚及总黄酮含量较高。因此后面研究均分别采用最优酶浓度进行处理。

(3)复合酶制剂对冷泡茶汤功能性成分浸出的影响

由图3a,b可以看出漆酶和纤维素酶搭配处理样品其浸提液总酚和总黄酮含量均高于其他组；不同比例漆酶和纤维素酶结果可以看出，75-85％漆酶与15-25％纤维素酶搭配处理效果最优(图3c，d)；在此基础上再分别与果胶酶、半纤维素酶进行搭配，其结果可以看出当与果胶酶搭配时处理样品效果最优(图3e，f)。

由图4a,b可以看出，当漆酶(75-85％)与纤维素酶(15-25％)占比为15-25％，果胶酶比例为75-85％时，其浸提液总酚及总黄酮含量最高；当固液比为1∶0.75-1∶1时，其浸提液总酚及总黄酮含量最高。

本实验根据单酶处理效果选择漆酶、果胶酶和纤维素酶进行复合搭配，首先对单酶浓度进行优化，确定漆酶、纤维素酶、果胶酶和半纤维素酶较优浓度范围分别为8-12％、0.8-1.2％、8-12％和0.8-1.2％。其次以漆酶为主进行双酶复合搭配，研究结果显示漆酶与纤维素酶搭配比例为5∶1-3∶1时最优；在此基础上进行三酶复合搭配，筛选出漆酶和纤维素酶与果胶酶搭配浸出物中总酚、总黄酮含量最高并确定三酶搭配(果胶酶：漆酶：纤维素酶)最优比例范围为19∶4∶2-21∶3∶1，最后研究结果显示当固液比范围为1∶0.75-1∶1时效果最优。

(4)最优组样品与空白组茶多酚、黄酮比较

茶多酚和总黄酮由贵州省产品质量检验检测院提供检测报告(检测方法分别为GB/T 21733-2008、GB/T 12143-2008)，最优酶处理组茶多酚和总黄酮含量分别为295.6mg/kg、295mg/kg(见下表)，空白组茶多酚和总黄酮含量分别为96.6mg/kg、142mg/kg(见下表)。由此可以看出最优酶处理组相对于空白组茶多酚含量提高了206.00％，最优酶处理组相对于空白组总黄酮含量提高了102.05％。

(5)生物酶制剂处理后冷泡茶汤中的风味成分分析

为了考察酶制剂对茶汤风味的影响，技术借助非靶向代谢组学技术检测了茶汤中微量成分。共鉴定出545种代谢物，包括黄酮类、酚类、苯丙素类、氨基酸及其衍生物、生物碱、萜类等。本研究以VIP值＞1.0和p值＜0.05为阈值，筛选两个组样品中有显著贡献的差异代谢物，共筛选出169种差异代谢物，其中98种代谢物表达上调，71种代谢物表达下调；差异代谢物中黄酮类有37种，多酚类物质有19种。一些关键的次生代谢物，包括苯丙烷类、黄酮类、多酚类、生物碱类和萜类在聚类热图中显示(图5-6)，结果表明这些代谢物在酶处理组中比对照组中表达上调。其中主要黄酮类((-)-表儿茶素、(-)-表儿茶素没食子酸酯、芦丁)、多酚类(3-没食子酰奎宁酸、没食子酸甲酯)、苯丙素类(肉桂酸、反式咖啡酸)、糖类物质(α-D-葡萄糖、D-塔格糖、D-麦芽糖)在酶处理组中显著上调。由于漆酶是一种多酚氧化酶，广泛的底物被漆酶氧化包括二酚和各种酚类化合物，如没食子酸和儿茶素衍生物，各种多酚类物质的氧化产物呈现棕红或黄褐色使茶汤色泽加深；而纤维素和果胶是茶叶细胞壁的主要组成部分，保护茶叶细胞不被破坏，纤维素酶可对纤维素进行降解，在茶叶中提取酚类化合物的过程中起着关键作用。

茶叶中的香气化合物部分来自鲜叶，部分来自加工。缪凤等人研究表明浓度为1.5g/L的纤维素酶有利于促进茶鲜叶中重要的呈香物质形成，促进了花果香的形成。在本研究中差异代谢物中的芳香类化合物中如苯甲酸也表达上调，苯甲酸可用于香料的生产。茶叶中的氨基酸和茶多酚的含量是决定茶叶品质好坏的关键因素，氨基酸含量决定茶汤滋味的鲜爽度，茶多酚的含量决定茶汤的浓度。在本研究中，特征香气成分醇、醛、酸、酮和吲哚类物质的含量明显增加，与张雪波研究结果一致。

三、结论

漆酶催化氧化部分酚类物质，增加水浸出物和可溶性糖含量，使滋味得到改善；同时，香精油总量、花香的赋香成分橙花叔醇、苯乙醇、苯乙醛、壬醛等醇类和醛类物质及α-法尼烯等香气化合物的含量显著提高，使香气更高、持久性更好；漆酶还对纤维素、木质素有降解作用，使茶叶的叶底柔软性明显改善。纤维素酶能够水解茶叶细胞壁物质，更快、更多的释放细胞质，这为茶叶中固有的多酚氧化酶提供了更多的底物和酶促机会，因此表现出添加纤维素酶的红茶的多项品质指标都有增高现象。

冷泡茶作为一种新型的茶叶饮料，具有清新淡雅的口感和浓重的喉韵，加以冲泡便捷性，易被现代人所接受。两种方式冲泡的茶汤风味进行比较研究，热泡以甜花香为主、滋味浓、带苦涩，挥发性成分中醇类化合物含量较高；低温或常温冲泡以清香或果香为主，滋味鲜醇，无苦涩味带回甘；冷水冲泡的茶汤含茶氨酸和精氨酸较多，挥发性成分中醛类和酮类含量较高，而芳香怪类物质含量较少。

实施例：参见图7，本发明最佳参数制得的冷泡红茶是这样制取的：分别称取10.0g的果胶酶、10.0g的漆酶、1.0g纤维素酶溶于100mL食品级柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液中，制成浓度分别为10％、10％、1％的酶液；酶液体积按茶叶质量的75-100％添加，其中保证每克茶叶中需添加果胶酶的酶活量为250-350U，漆酶为0.1-0.15U，纤维素酶3-4U；复合酶液与茶叶混匀后，静置15-20min后揉捻10-15min，置于容器中45-55℃酶解3-4h；最后将处理后的茶叶置于85-95℃下干燥20-30min，将茶叶含水量控制到3-8％(w/w)；按3.0g干茶叶添加90-120mL蒸馏水，在常温下制得冷泡茶饮品。

与中国专利2018111982261《一种复合香型冷泡茶的制备方法及制得的复合香型冷泡茶》不同的是，本发明采用生物制剂对红茶原料进行酶处理，而不是对茶汤进行酶处理；本发明酶处理后的成品红茶冷泡后，茶汤茶多酚能提高40％以上、总黄酮浸出率提高80％以上，解决了现有冷泡茶浸提时间过长、短时间内浸出物含量低以及对夏秋茶的利用率低的问题，品质得到极大提高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对发明型作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

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Claims

1.一种利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）配制生物酶制剂溶液：分别称取10 g的果胶酶、10 g的漆酶、1 g纤维素酶溶于100mL食品级柠檬酸钠-柠檬酸缓冲液中，制成浓度分别为10 %、10 %、1 %的酶液；

（2）生物酶制剂处理茶叶：酶液体积按茶叶质量的75-100 %添加，其中每克茶叶中添加果胶酶的酶活量为250-350U，漆酶为0.1-0.15U，纤维素酶3-4U；复合酶液与茶叶充分混匀后，静置15-20 min后揉捻10-15 min，于45-55℃条件下酶解3-4 h；

（3）烘干茶叶：将酶解后的茶叶放置烘箱中，于85-95℃烘干；

（4）冷泡红茶：取烘干后的茶叶加入纯净水，在常温下进行冷浸泡，制成冷泡红茶。

2.如权利要求1所述的一种利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法，其特征在于：步骤（1）的酶液浓度单位为质量体积比g|mL。

3.如权利要求1所述的一种利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法，其特征在于：步骤（3）烘干时间20-30 min，茶叶含水量控制在3-8%（w/w）内。

4.如权利要求1所述的一种利用生物技术提升冷泡红茶品质的方法，其特征在于：步骤（4）茶叶与纯净水的质量体积比为3 g：90-120 mL。

5.一种高品质冷泡红茶，其特征在于：通过根据权利要求1所述的制备方法制得。