TWI728721B - 含沒食子酸之茶枝及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種含沒食子酸之茶枝之製作方法，包含：將單寧酶產生菌接種至茶枝；將經接種單寧酶產生菌之茶枝進行後醱酵處理；以及烘焙經後醱酵處理之茶枝。運用本發明之製作方法，僅需茶葉一半的時間就可獲得含大量沒食子酸的茶枝。因此，本創作可使得茶枝的經濟效益反而遠高於茶葉。

Description

含沒食子酸之茶枝及其製作方法

本創作係有關一種茶枝及其製作方法，且特別是一種含沒食子酸之茶枝及其製作方法。

沒食子酸(Gallic acid，化學名稱：3,4,5-三羥基苯甲酸)是一種有機酸，可見於五倍子、金縷梅、漆樹、橡樹皮、茶葉等植物中，又稱五倍子酸或棓酸。沒食子酸具有酚及羧酸，易溶於水、醇和醚。沒食子酸可合成沒食子酸酯類化合物，例如：甲酯、乙酯、丙酯、辛酯、月桂酯、十八碳醇酯等。此等酯類化合物都是性能優良的食品抗氧化劑，特別是沒食子酸丙酯為抗氧劑，可用於食用油脂以防腐臭變質。許多研究科學研究結果指出，沒食子酸具有抗炎、抗突變、抗氧化、抗自由基、抗菌、抗病毒等多種生物學效應；同時，沒食子酸具有抗腫瘤作用，可抑制肥大細胞瘤的轉移，從而延長生存期。

Park等人研究發現，沒食子酸和/或蛋白酶抑制劑處理Calu-6和A549肺癌細胞24小時後，其生長均減弱。Yoon等人研究發現，沒食子酸對於類風濕關節炎的類纖維細胞樣滑膜細胞(fibroblast-like synovial cells；FLS)具有促凋亡和抗發炎之活性，未來可用於治療類風濕關節炎。Wang等人研究發現，沒食子酸可能對肝損傷具保護作用。Chao等人的研究發現，口服沒食子酸的小鼠， 可以抵抗因高脂肪飲食引起的肝脂肪病變、肥胖及高膽固醇血症。Shahrzad等人的研究使用鞣酸錠(10%的沒食子酸和90%的葡萄糖)和沖泡紅茶(內含10%的沒食子酸，其中有93%沒食子酸以游離狀態存在)，以確定沒食子酸的藥物動力學和健康人類的相對利用度，結果顯示沒食子酸在人體迅速吸收，其半衰期分別為錠劑1.19±007h和茶包1.06±006h，此即表示兩者沒食子酸可利用性是相似的。Su等人的研究結果顯示，沒食子酸具劑量與時間依賴性地顯著抑制黑色素的合成及酪氨酸酶活性，並降低黑色素生合成相關蛋白質基因表現量。

烏龍茶為中國和台灣的流行飲品，其含有各種生物活性成分，包括多酚(polyphenols)和酚酸(phenolic acid)。根據報導，老烏龍茶比新製或新鮮的烏龍茶具有更好的口感及更佳的保健功效，一般茶葉若品質夠好，存放五年以上且每年烘烤，即可稱為老茶。老烏龍茶的製備是在120-140℃下進行72小時一系列烘烤新鮮鐵觀音烏龍茶，隨後再經長期儲存5年、10年和20年而製成的。使用液相色譜紫外可見檢測-串聯質譜法(liquid chromatography ultraviolet visible detection-tandemmass spectrometry)分析老烏龍茶的茶湯，證實老烏龍茶的兒茶素(Catechin)含量降低，而沒食子酸的含量則相對提高。

由上述研究結果可知，含有沒食子酸的老茶確實具有保健功效，然而，老茶的形成時間過長，且各茶種的沒食子酸含量多寡難以掌控；再者，水溶性茶多醣中的複合多醣可使人體內血糖明顯下降，達到防治糖尿病的作用，而無任何副作用，其中硫酸酯化茶多醣的降血糖效果更為明顯，有望代替或者協同其他糖尿病藥物，有良好的市場前景。

有鑑於上述習知技藝之問題，本創作的一目的就是在提供一種含沒食子酸之茶枝及製作方法。

為達前述目的，本發明提出一種含沒食子酸之茶枝之製作方法，包含：將選自麴菌屬(Aspergillus)、毛黴屬(Mucor)、雅緻放射毛黴(Actinomucor elegans)或中華根黴(Rhizopus chinensis)之單寧酶產生菌接種至茶枝，其中該麴菌屬選自Aspergillus niger、Aspergillus japonicus、Aspergillus oryzae、Aspergillus sojae、或其組合，該毛黴屬選自Mucor hiemalis、Mucor silvaticus、Mucor prainii、或Mucor subtilissimus；於25至50℃對經接種該單寧酶產生菌之該茶枝進行有氧後醱酵處理24至48小時；以及於70至150℃烘焙經後醱酵處理之該茶枝，藉以獲得具有沒食子酸的茶枝。

於一實施例，上述將單寧酶產生菌接種至茶枝之步驟包含：以平板培養基篩選上述單寧酶產生菌；依序以液態培養基與醱酵槽培養上述單寧酶產生菌後，自醱酵槽取出上述單寧酶產生菌；以及於無菌水中均勻混合上述單寧酶產生菌與上述茶枝。

於一實施例，上述無菌水對上述茶枝之重量比為0.5至1：3。

於一實施例，以15毫升水萃取2克之經烘焙及後醱酵處理之上述茶枝所得每毫升萃取液中，上述沒食子酸之重量較佳為高於500微克。

本發明提供一種含沒食子酸之茶枝，包含：沒食子酸以及單寧酶產生菌，其中以15毫升水萃取2克之茶枝所得每毫升萃取液中，沒食子酸之重量較佳為高於500微克。

於一實施例，上述單寧酶產生菌係選自麴菌屬(Aspergillus)毛黴屬(Mucor)、放射毛黴屬(Actinomucor)以及根黴屬(Rhizopus)。

藉由接種單寧酶產生菌至茶枝，再對茶枝進行後醱酵以及烘焙處理，使單寧酶產生菌將茶枝中之單寧酸轉化為沒食子酸，本發明之製作方法可迅速而穩定的製作高含量沒食子酸之茶枝。

茲為使鈞審對本發明的技術特徵及所能達到的技術功效有更進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例及配合詳細的說明如後。

101、102、103:步驟

圖1為本創作之含沒食子酸的茶枝的製作方法之步驟流程圖。

圖2為經處理茶樹(Camellia sinensis)烏龍茶茶枝與未處理烏龍茶枝之萃取液、以及沒食子酸標準品之HPLC圖譜。

圖3為經處理烏龍茶枝產生沒食子酸濃度與後醱酵時間的曲線圖。

圖4為經處理烏龍茶葉產生沒食子酸濃度與後醱酵時間的曲線圖。

為利瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍。此外，為使便於理解，下述實施例中的相同元件係以相同的符號標示來說明。

圖1繪示本創作之含沒食子酸之茶枝之製作方法之流程圖。圖1所示，含沒食子酸之茶枝之製作方法包含：步驟101，將單寧酶產生菌接種至茶枝；步驟102，將經接種單寧酶產生菌之茶枝進行後醱酵處理；以及步驟103，烘焙經後醱酵處理之茶枝，藉以獲得含沒食子酸之茶枝。

詳細而言，步驟101包含菌種培養以及茶枝接種之次步驟。步驟101中的菌種培養的次步驟可進一步區分為：菌種篩選、菌種小量培養、菌種搖瓶培養以及菌種大量培養等階段。

菌種篩選：以馬鈴薯葡萄糖瓊脂(Potato Dextrose Agar，PDA)平板培養基篩選出適合於茶枝生長之單寧酶產生菌，單寧酶產生菌可選自麴菌屬(Aspergillus)、毛黴屬(Mucor)、放射毛黴屬(Actinomucor)以及根黴屬(Rhizopus)。值得說明的是，篩選所得之單寧酶產生菌均為符合食品安全標準之菌種，具體而言，麴菌屬包含但不限於：Aspergillus uiger、Aspergillus japonicus、Aspergillus oryzae、Aspergillus sojae、或其組合；毛黴屬包含但不限於：Mucor hiemalis、Mucor silvaticus、Mucor praini、Mucor subtilissimus；放射毛黴屬包含但不限於：Actinomucor elegans；根黴屬包含但不限於：Rhizopus chinensis，此等菌株可得自American Type Culture Collection(ATCC)或新竹食品工業研究所。

菌種小量培養：在無菌操作台內，以無菌操作技術將篩選出之單寧酶產生菌，如麴菌屬(Aspergillus)之醬油麴菌(Aspergillus sojae)，接種至數盤PDA平板培養基，再將PDA平板培養基放置於培養箱中於適當溫度下培養一段期間使單寧酶產生菌成長至基本數量，例如20至40℃下培養1至3日，較佳為例如25至35℃下培養1至3日，更佳為例如30℃培養3日。

菌種搖瓶培養：在無菌操作台內，以無菌操作技術，將小量培養之單寧酶產生菌接種至內含100mL馬鈴薯葡萄糖(Potato Dextrose Broth，PDB)液態培養基之500mL三角搖瓶，將三角搖瓶放置於培養箱，於適當溫度下培養 一段期間使單寧酶產生菌成長至基本數量，例如20至40℃下培養1至3日，較佳為例如25至35℃下培養1至3日，更佳為例如30℃培養3日。

菌種大量培養：以4隻搖瓶/5L醱酵槽作為菌量需求比例，以無菌操作技術自三角搖瓶離心取出單寧酶產生菌體，再將單寧酶產生菌體接種至醱酵槽於適當溫度進行大量培養，例如20至40℃下培養2至4日，較佳為例如25至35℃下培養2至4日，更佳為例如33℃培養3日。

前述步驟101中的茶枝接種的次步驟包含：自醱酵槽離心取出前述菌種大量培養之單寧酶產生菌，於無菌水中均勻混合單寧酶產生菌與茶枝，以將單寧酶產生菌接種至茶枝。接種時，依據茶枝之重量添加無菌水，無菌水對茶枝之重量比例如0.5至1：3，較佳為例如每6,000克茶枝添加2至2.5公升無菌水。單寧酶產生菌的用量視茶枝接種量而調整，以能與茶枝均勻混合的重量為基準，每批次茶枝的接種量例如約3,000至6,000克，茶枝的種類例如為烏龍茶的茶枝。

其次，步驟102包含：於適當溫度對經接種單寧酶產生菌之茶枝進行有氧後醱酵，有氧後醱酵溫度為例如約25至50℃，較佳為例如約33℃；有氧醱酵時間例如為約24小時至48小時，較佳為約30小時至40小時，更佳為例如約36小時。

接著，步驟103包含：於適當溫度烘焙經後醱酵處理之茶枝，用以去除茶枝所含水分以及增加茶枝香氣成分，藉以完成本創作之含沒食子酸之茶枝之製作。於步驟103，烘焙溫度與時間，以烏龍茶茶枝為例，例如為約70至150℃，較佳例如為約90至130℃，更佳例如為約110℃。

請參閱圖2，圖2繪示未經過上述製作流程所處理的茶枝、經過上述製作流程所處理的茶枝以及沒食子酸標準品的HPLC圖譜。

首先，取未經過本創作之製作方法處理之茶枝(比較例1)2克以及經過本創作之製作方法處理之茶枝(實驗例1)2克，分別以15毫升熱水萃取未經處理及經處理之茶枝，再以高效液相層析儀(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)測定未經處理及經處理之茶枝之萃取液(5或10微升)所含沒食子酸的量。本創作係以烏龍茶作為舉例。因此，上述之茶枝例如為茶樹Camellia sinensis之烏龍茶茶枝，茶樹品種例如，但不限於，四季春。亦即，本創作所採用之烏龍茶茶枝之製法是例如先醱酵做成烏龍茶後再從茶葉堆中挑出茶枝，藉以進行後續的接種(植菌)、後醱酵與烘乾處理，因此茶枝與茶葉的來源相同。本創作之數據中所採用之烏龍茶茶枝例如，但不限於，購自台灣南投縣名間鄉松富茶廠。除此之外，本創作所採用及製成之茶枝也不限於烏龍茶茶枝，也可為綠茶或紅茶等具有不同後醱酵程度之茶枝。

HPLC規格：pump L-2130、Autosampler L-2200、UV Detector L-2400。

HPLC樣品製備

1.秤取2.0g茶枝樣品置於50mL離心管中，加入15mL，100℃的熱水，萃取15分鐘後，離心10分鐘(轉速4,000rpm/min)。

2.離心後取1.2mL上清液於2.0mL微量離心管中，再離心10分鐘(轉速12,000rpm/min)。

3.離心後取1mL上清液通過0.22m濾膜(nylon)。

色譜條件

管柱為Inertsil^® ODS-2 C-18(4.6mm×250mm)，移動相(A)0.026% phosphoric acid、(B)acetonitrile。

梯度條件：0-40分鐘，B溶液濃度由10%提升到30%；40-40.1分鐘，B溶液濃度由30%降至10%；40.1分鐘後維持B溶液濃度10%直至70分鐘結束。

樣本注入量：標準品40L(gallic acid)(500g/mL)、未經處理的茶枝樣本5或10L以及經處理的茶枝樣本5或10L；流速：1mL/min，吸光值：254nm。

如圖2所示，圖譜A為未經處理茶枝之HPLC圖譜，圖譜B為經處理茶枝之HPLC圖譜，圖譜C為沒食子酸標準品之HPLC圖譜。

由圖譜A與圖譜B可觀察出，相較於未經過本創作之製作方法處理之茶枝(圖譜A)，茶枝經過本創作之製作方法處理之後(圖譜B)，GA含量大幅增加，單寧酸中特定成分例如EGCG含量及ECG含量皆稍微降低。測定結果顯示，未處理茶枝之沒食子酸含量低於經處理茶枝之沒食子酸含量，由此結果可推斷，茶枝中的EGCG與單寧酸之特定成份均為本發明之製作方法產生沒食子酸之來源途徑。

本創作更進一步分析不同後醱酵時間對於茶枝所產生的沒食子酸含量的影響。在本創作中，沒食子酸含量之測定方式係採用HPLC分析級標準品，以該標準品定量沒食子酸之標準曲線，再以內插法求得各樣品之沒食子酸含量。其中，此茶枝為烏龍茶的茶枝。

首先，取依據本發明之方法製作之茶枝2克，以15毫升熱水萃取經過本創作之製作方法處理之茶枝，再以高效液相層析儀(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)測定經處理茶枝之萃取液(5或10微升)所含沒食子酸的量。本創作分別重複進行3次測定，然後取其平均值。圖3係茶枝產生沒食子酸濃度與時間曲線圖。由表1及圖3可知，茶枝所產生的沒食子酸含量會隨著後醱酵時間而逐漸增加，在第24小時開始快速上升，當後醱酵時間約為36小時的時候沒食子酸含量可達到最大值。之後，茶枝的沒食子酸含量會隨著後醱酵時間而逐漸減少，且在第48小時開始快速下降，直至幾乎消失。依據本創作之製作方法，其中以15毫升水萃取2克本創作之茶枝所得之萃取液中，沒食子酸之含量為322至527微克/毫升。舉例而言，以15毫升水萃取2克之經烘焙 及後醱酵處理之上述茶枝所得每毫升萃取液中，上述沒食子酸之重量較佳為高於500微克。

圖4係茶葉產生沒食子酸濃度與時間曲線圖。其中，茶葉同樣係以本創作前述含沒食子酸的茶枝的製作方法進行處理。此茶葉為烏龍茶的茶葉，且原料來源相同於表1的茶枝。由表2及圖4可知，茶葉所產生的沒食子酸含量也會隨著後醱酵時間而逐漸增加，但是增加相當緩慢，在第36小時才開始快速上升，當後醱酵時間約72小時的時候沒食子酸含量可達到最大值。之後，茶枝的沒食子酸含量會隨著後醱酵時間而逐漸減少，且在第84小時開始快速下降。

經比對表1及表2可得知，依據本創作之製作方法，茶枝的沒食子酸含量只要36小時後醱酵時間就可達到最高點，且所需後醱酵時間僅約為茶葉的0.5倍。亦即，茶葉的沒食子酸含量需要72小時的後醱酵時間才能達到最 高點。茶葉的沒食子酸含量最終雖可達烏龍茶茶枝的沒食子酸含量的2.15倍。但是，就原料成本而言，以烏龍茶為例，茶葉的價格為茶枝的12倍。相較之下，本創作之製作方法所製備的茶枝相較於茶葉的經濟效益比值為24：2.15。

除此之外，就後醱酵產物保存方式而言，茶枝只需要常溫塑膠袋保存即可，茶葉則需以鋁箔真空包裝(內需含抗氧化劑及乾燥劑)。就產品風味外觀而言，茶枝的外觀及風味改變較少，茶葉的變化大(茶葉容易展開)。就沒食子酸的穩定性而言，茶枝的再現性高，但茶葉的穩定性低。此外，茶枝只要36小時即達沒食子酸最高產量，可減少雜菌汙染機會。反觀，烏龍茶茶葉達到沒食子酸最高產量約需72小時，會增加雜菌汙染機會。另外，因烏龍茶茶枝的兒茶素含量較低，較不易抑制單寧酶產生菌生長，因此單寧酶產生菌生長速度快，易達成優勢菌種。相較之下，烏龍茶茶葉的兒茶素含量較高，易抑制單寧酶產生菌生長，因此單寧酶產生菌生長速度慢，不易達成優勢菌種。

基於上述製作方法，本創作提供一種含沒食子酸之茶枝，包含：沒食子酸以及單寧酶產生菌，其中以15毫升水萃取2克本創作之茶枝所得之萃取液中，沒食子酸之含量為322至527微克/毫升。於本發明之茶枝，單寧酶產生菌係選自食品級麴菌屬(Aspergillus)、毛黴屬(Mucor)、放射毛黴屬(Actinomucor)以及根黴屬(Rhizopus)，而茶枝的原料可選自任何茶樹(學名：Camellia sinensis)烏龍新茶、烏龍老茶、綠茶或紅茶，在製茶過程完成後從中挑出，廢棄不要的茶樹枝幹。

本創作更進一步以HPLC-DAD分析經處理前後之凍乾茶葉及茶枝之沒食子酸成分之濃度。舉例而言，本創作可例如先將茶枝進行萃取，再進行乾燥步驟。上述之乾燥步驟例如為採用傳統的冷凍乾燥，藉以獲得乾燥粉末(未 添加任何賦型劑)，其中1ml凍乾茶葉及茶枝萃取液分別約可獲得0.04g及0.027g乾燥粉末。由於上述之冷凍乾燥方式可例如採用傳統的技術，故此處不另贅述。

綜上所述，本創作藉由接種單寧酶產生菌至茶枝，再對茶枝進行24-48小時後醱酵以及烘焙處理，使茶枝產生沒食子酸。本創作之製作方法只需茶葉的一半時間就可獲得高含量沒食子酸之茶枝，雖然茶枝的沒食子酸含量僅為茶葉的沒食子酸含量的一半，但是因為茶枝價格遠低於茶葉，且達到最高沒食子酸含量所需時間，也僅為茶葉的一半，因此本創作可使得傳統上無用處的茶枝的經濟效益反而遠遠高於茶葉。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

101、102、103:步驟

Claims (10)

1. 一種含沒食子酸之茶枝的製作方法，包含：將麴菌屬(Aspergillus)之單寧酶產生菌接種至茶枝，其中該麴菌屬選自Aspergillus niger、Aspergillus japonicus、Aspergillus oryzae、Aspergillus sojae、或其組合；對經接種該單寧酶產生菌之該茶枝進行有氧後醱酵處理24至48小時；以及烘焙經該有氧後醱酵處理之該茶枝，藉以獲得該含有沒食子酸之茶枝。
2. 如申請專利範圍第1項所述之含沒食子酸之茶枝的製作方法，其中將該單寧酶產生菌接種至該茶枝之步驟包含：以平板培養基篩選該單寧酶產生菌；依序以液態培養基與醱酵槽培養該單寧酶產生菌後，自該醱酵槽取出該單寧酶產生菌；以及於無菌水中均勻混合該單寧酶產生菌與該茶枝。
3. 如申請專利範圍第1項所述之含沒食子酸之茶枝的製作方法，其中該有氧後醱酵處理步驟之有氧後醱酵處理時間為36小時。
4. 如申請專利範圍第2項所述之含沒食子酸之茶枝的製作方法，其中該無菌水對該茶枝之重量比為0.5至1：3。
5. 如申請專利範圍第1項所述之含沒食子酸之茶枝的製作方法，其中該茶枝係烏龍茶茶枝。
6. 如申請專利範圍第1項所述之含沒食子酸之茶枝的製作方法，其中當該單寧酶產生菌係醬油麴菌(Aspergillus sojae)時，以15毫升水萃取2克之該含沒食子酸之茶枝所得每毫升萃取液中，沒食子酸之含量為322至527微克/毫升。
7. 如申請專利範圍第1項所述之含沒食子酸之茶枝的製作方法，其中該有氧後醱酵處理步驟之處理溫度為25至50℃，該烘焙步驟之溫度為70至150℃。
8. 一種以申請專利範圍第1項之製作方法製得之含沒食子酸之茶枝，包含：沒食子酸以及麴菌屬(Aspergillus)之單寧酶產生菌，其中該麴菌屬選自Aspergillus niger、Aspergillus japonicus、Aspergillus oryzae、Aspergillus sojae、或其組合。
9. 如申請專利範圍第8項所述之含沒食子酸之茶枝，其中當該單寧酶產生菌係醬油麴菌(Aspergillus sojae)時，以15毫升水萃取2克之該含沒食子酸之茶枝所得每毫升萃取液中，沒食子酸之含量為322至527微克/毫升。
10. 如申請專利範圍第8項所述之含沒食子酸之茶枝，其中該茶枝係茶樹(Camellia sinensis)烏龍茶茶枝。

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