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酶解技术在茶饮料配方研发中的应用研究

文章出处:未知责任编辑:admin作者:admin人气: 发表时间:2021-07-16 10:22 字体大小:【
在目前的茶饮料研发中,一直需要解决的技术难题在于如何在保持茶汤澄清透亮的基础上,最大化地保存茶叶中有效成分且降低苦涩味。茶叶的主要成分为儿茶素,包括表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)和表儿茶素(EC),这些成分占新鲜茶叶干重的20%-30%,占茶叶总多酚的80%左右。在绿茶或红茶的提取液中,茶多酚为主要成分,目前绿茶或红茶的加工提取条件普遍为高温下(75~85℃)提取5~15min.这样带来三个问题:茶叶中的有用成分提取不充分;苦涩味重;需要通过离心过滤技术防止茶汤的浑浊。在茶饮料的生产中,冷水溶解性是主要的问题,当将茶饮料存放于4℃或低于4℃时,会形成茶酪。浑浊的形成部分是由于类黄酮的絮凝。茶多酚易与咖啡因形成氢键,互相缔合形成胶体不溶物,在低温下(约4℃),氢键趋向于稳定,胶体絮凝聚沉,茶汤就会形成胶体浑浊,温度愈低,混浊愈甚。这种以氢键缔合形成的胶体不溶物,即为茶酪"。传统制备茶饮料时,茶叶热水提取后,冷却后加少量柠檬酸低温下搅拌,继而离心过滤去除茶酪。茶酪通常被丢弃,导致主要风味成分的大量损失。
单宁酶处理在茶饮料的生产中具有广泛应用的前景,单宁酶水解酚酸的酯键,包括在茶叶中发现的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG),因此,茶叶成分通常被作为底物,用以估计单宁酶的活性。它可以增加茶叶成分的提取率和冷水溶解性。儿茶素间接影响了茶芳香的形成,而茶芳香是茶叶质量的一个重要指标。儿茶素含量的降低通常都伴随着主要芳香物含量的上升,特别为单萜烯类物质,它对红茶的风味起到至关重要的作用。在茶叶提取过程中,添加细胞壁水解酶,更加有利于茶叶中各种有效成分的释放。各种各样的细胞壁水解酶类也被用于与细胞壁生物聚合物发生反应并对其进行调节。细胞壁水解酶主要用于分解细胞壁的组分,使其变为更小的物质并且减少结构的完整性或增加细胞壁的渗透性157,植物细胞壁主要由纤维素构成,但也含有少量的蛋白、半纤维素、果胶和脂类。细胞壁水解酶包括纤维素和半纤维素,以及蛋白酶(例如木瓜蛋白酶、果胶酶、葡聚糖酶、溶菌酶和脂酶。
单宁酶活性
利用绕单宁比色测定单宁酶活性。绕单宁仅仅和没食子酸,而不与没食子酸酯或其它多酚类发生反应。采用下述比色方法测定反应中的没食子酸。取100ug单宁酶,溶解于7004L pH6.5的50mM磷酸盐缓冲液中,然后加入40uL的25mM没食子酸甲酯溶液中(使得没食子酸甲酯在终溶液中的浓度为1mM),在37℃下反应5min,然后,在该混合物中加入1504L溶于甲醇的绕单宁溶液(0.667%(w/v)绕单宁溶于100%甲醇溶液),30℃下反应5min后,加入100uL的500mM KOH溶液。反应5~10min后,分光光度计测定520nm的吸光度。同时,测定不同浓度(0.125~1mM)的没食子酸下的标准曲线。定义一个单位的单宁酶活性:在标准反应条件下,每分钟释放lumol的没食子酸需要的酶的量,实验所用单宁酶活性为5000U/g


纤维素酶和果胶酶活性
采用L-5-二硝基水杨酸(DNS)方法测定纤维素酶活性。0.5M的羧甲基纤维素(CMC)或1%可溶性果胶分别被用作为水解的底物。1QuL的酶提取液溶解于85uL的缓冲液中,然后加入15L的溶解果胶或CMC,45℃
下反应60min,再加入604LDNS,沸水加热10min以终止反应,测定540nm处吸光度值。计算释放的葡萄糖浓度。1U指在标准条件下,每分钟降解CMC或果胶至还原碳水化合物所需要的酶的数量。该还原碳水化合物具有等同于1umol的葡萄糖的还原能力。实验所用纤维素酶活性测定为3200CMCUmL,果胶酶活性测定为2600PG/mL.
风味蛋白酶活性
采用L-亮氨酸-对硝基苯胺(L-leu-pNA)作为底物,来测定风味蛋白酶活性。为测定其活性,取8Q4L稀释后的风味蛋白酶0.2~2nkat/mL),溶解于840uL的三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲液中(0.1M,pH8.0),并在40℃预培养10min,底物L-leu-pNA溶于40mM的乙醇溶液中,添加804L于上述混合液中,利用紫外/可见分光光度计在405nm下测定吸光度在10min内的变化。活力以nkat表示,即每秒钟Inmol的底物的转换。测定实验所用风味蛋白酶活性为2600nkat/mL
结果与讨论
工业制备茶饮料时,通常采用高温短时的方法进行热提,经过离心过滤等澄清工艺后,再加入其它配料或添加剂而制备成茶饮料。本研究制备红茶汤时空白对照样不加酶,取5g茶叶,茶水比1:50,80℃下提取15min,过滤后定容至1L;实验组添加酶制剂,添加酶制剂的含量百分比按照作用底物茶叶的质量折算,茶水比1:15,60℃下保温1h,过滤后,补充水至茶水比1:50,95℃下作用10min灭酶,快速冷却后定容到1L,制备绿茶汤时空白对照样不加酶,取6g茶叶,茶水比1:50,75℃下提取10min,过滤后定容至IL;实验组添加酶制剂,添加酶制剂的含量百分比按照作用底物茶叶的质量折算,茶水比1:15,60℃下保温1h,过滤后,补充水至茶水比1:50,95℃下作用10min灭酶,快速冷却后定容到1L。
单宁酶对茶多酚主要有三方面的影响:一是会降解酯型儿茶素,单宁酶水解酚酸的酯键,包括在茶叶中发现的表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG),而儿茶素作为茶多酚的组成成分之一,从而会降低茶多酚含量;二是会产生非酯型儿茶素和酚酸,单宁酶水解酯型儿茶素形成的酚酸也是茶多酚的组成成分之一,同时也是参与茶汤滋味形成的一个因子;三是减少多酚物质和蛋白质的结合0新鲜茶叶中的蛋白质,在制茶过程中,由于热的作用,绝大部分都凝固变性,有约占鲜叶蛋白质总量1%左右的蛋白质不因热作用而凝固,进入茶汤。茶多酚含有没食子酰基和羟基集团,它可以和蛋白质的氨基、羟基以及羧基通过离子键和氢键相结合。

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