茯磚茶加工中的酶學(xué)研究簡(jiǎn)述

陳桂梅

（陜西蒼山茶業(yè)有限責(zé)任公司·咸陽(yáng)·712044）

茯磚茶為黑毛茶經(jīng)過(guò)篩分、汽蒸、渥堆、壓制、發(fā)花和干燥等工序加工而成，過(guò)去主銷(xiāo)新疆、甘肅、西藏等邊疆省、區(qū)，故稱(chēng)“邊銷(xiāo)茶”，是我國(guó)邊疆游牧民族生活的必需品[1]，具有很強(qiáng)的消食化膩功能。隨著生活水平的提高，內(nèi)地人們由于攝入大量高脂高蛋白食物，導(dǎo)致三高及肥胖人群增多。近年來(lái)，茯磚茶逐漸受到內(nèi)地市場(chǎng)的青睞。

茯磚茶初制過(guò)程中，鮮葉經(jīng)高溫殺青后，原有的內(nèi)源酶系統(tǒng)活性已基本鈍化。所以后期加工中出現(xiàn)的酶系與微生物代謝活動(dòng)有著密切關(guān)系，一切生命活動(dòng)都需要有酶的參與，微生物的酶促作用在茯磚茶形成獨(dú)特品質(zhì)中起著動(dòng)力作用[2]。本文就茯磚茶加工過(guò)程中參與的主要酶類(lèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單綜述，闡明這些酶類(lèi)物質(zhì)在茯磚茶品質(zhì)形成和化學(xué)成分變化中的作用，并指出目前研究的空白。

1 茯磚茶加工中的主要酶類(lèi)

1.1 多酚氧化酶

多酚氧化酶（EC 1.10.3.1），一類(lèi)含銅的氧化還原酶[3]，催化酚類(lèi)物質(zhì)氧化成醌類(lèi)物質(zhì)，廣義上，分為三大類(lèi)即酪氨酸酶、兒茶酚氧化酶和漆酶。研究表明，在黑茶加工過(guò)程中，多酚氧化酶活性由高到幾乎無(wú)活性又到活性增加，且后面表現(xiàn)的多酚氧化酶同工酶譜帶與鮮葉中的不一樣，并表明新的多酚氧化酶組分來(lái)源于微生物分泌的胞外酶[4，5]。渥堆過(guò)程是微生物群體的綜合作用過(guò)程，此階段多酚氧化酶是由多種微生物分泌產(chǎn)生，而在發(fā)花過(guò)程多酚氧化酶主要由優(yōu)勢(shì)菌冠突散囊菌分泌產(chǎn)生[2]。在渥堆和發(fā)花過(guò)程中，微生物通過(guò)酶促作用將茶葉中的多酚物質(zhì)氧化成茶黃素、茶紅素和茶褐素等產(chǎn)物，從而使得茶湯相比綠茶少了苦澀，入口綿滑回甘，茶湯顏色紅亮[5]。

1.2 過(guò)氧化物酶

過(guò)氧化物酶[Peroxidase，EC1.11.1.7（X）]是廣泛存在于各種動(dòng)物、植物和微生物體內(nèi)的一類(lèi)氧化酶[6]。催化由過(guò)氧化氫參與的各種還原劑的氧化反應(yīng)：RH2+H2O2→2H2O+R[7]。過(guò)氧化物酶是一種由單一肽鏈與卟啉（Protoporphyrin IX）構(gòu)成的血紅素蛋白（Hemoprotein），脫輔基蛋白分子（Apoprotein）須與血紅素結(jié)合才構(gòu)成全酶（Holoenzyme）[8]。渥堆中微生物不能分泌此胞外酶，渥堆初期檢測(cè)到的過(guò)氧化物酶屬于茶葉中的內(nèi)源酶，由于其熱穩(wěn)定性高于多酚氧化酶，所以在渥堆初期有少量酶活性存在[9]。

1.3 纖維素酶

纖維素酶（Cellulase）是降解纖維素的一組酶系的總稱(chēng)，纖維素酶由三類(lèi)不同催化反應(yīng)功能的酶組成[10]，包括：①內(nèi)切葡萄糖苷酶（endo-1，4-β-Dglucanase，EC3.2.1.4，來(lái)自真菌的簡(jiǎn)稱(chēng)EG，來(lái)自細(xì)菌的簡(jiǎn)稱(chēng)Cen），該類(lèi)酶能隨機(jī)地在纖維素分子內(nèi)部降解β-1，4 糖苷鍵；②外切葡萄糖苷酶（exo-1，4-β-D-glucanase，EC3.2.1.91，來(lái)自真菌的簡(jiǎn)稱(chēng) CBH，來(lái)自細(xì)菌的簡(jiǎn)稱(chēng)Cex），它能從纖維素分子的還原或非還原端切割糖苷鍵，生成纖維二糖；③纖維二糖酶（3-D-glucosidase，EC3.2.1.21，簡(jiǎn)稱(chēng) BG），它把纖維二糖降解成單個(gè)的葡萄糖分子，纖維素降解成葡萄糖的過(guò)程是纖維素酶各組分協(xié)同作用的結(jié)果[11]。

纖維素酶在茯磚茶制造中發(fā)揮著重要作用。經(jīng)高溫殺青，茶葉中內(nèi)源纖維素酶活性被急劇鈍化。渥堆12小時(shí)后纖維素酶活性明顯增強(qiáng)，至渥堆完畢時(shí)，其活性達(dá)到了渥堆前期的近3倍，這與微生物的代謝活動(dòng)密不可分。由于其分泌的纖維素酶，使粗老硬脆、粘手感極差的渥堆葉逐漸軟化，粘手感增強(qiáng)，甚至還出現(xiàn)泥滑現(xiàn)象。發(fā)花階段，冠突散囊菌所產(chǎn)纖維素酶屬于酸性纖維素酶，耐高溫，因此在干燥階段升溫即是利用這一特性充分轉(zhuǎn)化茶葉中的粗纖維物質(zhì)，形成茯磚茶特有的品質(zhì)和風(fēng)味[12]。

1.4 果膠酶

果膠酶是一類(lèi)分解果膠物質(zhì)的酶的總稱(chēng)。包括果膠水解酶、果膠裂解酶、果膠酯酶和原果膠酶等[13]。在茯磚茶加工中，果膠酶使果膠物質(zhì)水解成小分子的糖類(lèi)物質(zhì)，減少“絲網(wǎng)絡(luò)”，增強(qiáng)茶湯的醇和度，增加茯磚茶的品質(zhì)風(fēng)味[14]。

1.5 蛋白酶

蛋白質(zhì)及氨基酸是茶樹(shù)體內(nèi)含氮化合物的重要組成部分，蛋白酶是催化蛋白質(zhì)中肽鍵水解的一類(lèi)酶[15]。茯磚茶加工過(guò)程中主要以酸性蛋白酶存在，但其活性較低，酶促作用不及纖維素酶和果膠酶。

2 酶活性的變化與微生物種群變化的關(guān)系

茯磚茶初制過(guò)程中，鮮葉經(jīng)高溫殺青后，原有的內(nèi)源酶系統(tǒng)活性已基本鈍化，后期加工中形成的酶系主要由其中的微生物分泌。

表1 渥堆階段微生物類(lèi)群變化與酶活性的關(guān)系[16]

從表1可以看出渥堆前期大量繁殖的是酵母菌，同時(shí)伴隨著少量細(xì)菌；渥堆中期，酵母菌和細(xì)菌數(shù)量依然呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，同時(shí)大量霉菌開(kāi)始生長(zhǎng)；渥堆后期各種微生物數(shù)量有所下降，但渥堆結(jié)束時(shí)各種酶活性均達(dá)到最高[17，18]。

研究證實(shí)，黑曲霉是分泌胞外酶極為豐富的菌種，它不僅可以分泌纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、脂肪酶和各種糖化酶等水解或裂解酶類(lèi)，還可以釋放多酚氧化酶等氧化酶類(lèi)[19]；酵母菌也屬于一類(lèi)廣譜泌酶菌，對(duì)碳水化合物、果膠、纖維素及脂肪等均有一定的分解能力[20]，細(xì)菌同樣具有代謝上的全能性，多酚氧化酶、纖維素酶和果膠酶等都屬于細(xì)菌分泌胞外酶的范疇。研究表明，渥堆中多酚氧化酶、纖維素酶和果膠酶活性與真菌類(lèi)數(shù)量變化（主要是酵母菌和霉菌）存在相當(dāng)高的關(guān)聯(lián)度。酸性蛋白酶活性的高低僅與真菌類(lèi)的黑曲霉有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度，過(guò)氧化物酶活性與細(xì)菌和真菌類(lèi)微生物的消長(zhǎng)近乎無(wú)關(guān)聯(lián)性（表 2）。

表2 渥堆過(guò)程中幾種酶活性與微生物類(lèi)群數(shù)量變化的關(guān)聯(lián)度[9]

發(fā)花階段，由于茯磚茶中的優(yōu)勢(shì)菌——冠突散囊菌大量繁殖，它們從茶葉中吸取可利用態(tài)基質(zhì)，進(jìn)行代謝轉(zhuǎn)化，在滿(mǎn)足自身生長(zhǎng)發(fā)育的同時(shí)，產(chǎn)生各種胞外酶（如多酚氧化酶、果膠酶、纖維素酶、蛋白酶等）作為有效的生化動(dòng)力，催化茶葉中各種相關(guān)物質(zhì)發(fā)生氧化、聚合、降解、轉(zhuǎn)化[21]。因此，茯磚茶渥堆中微生物種群的更迭及數(shù)量的消長(zhǎng)，決定了整個(gè)體系中酶系的種類(lèi)與活性水平；發(fā)花的實(shí)質(zhì)是冠突散囊菌借助其體內(nèi)的物質(zhì)代謝與分泌的胞外酶的作用，實(shí)現(xiàn)色、香、味品質(zhì)成分的轉(zhuǎn)化，形成茯磚茶特有的品質(zhì)風(fēng)味。

3 結(jié)語(yǔ)

茯磚茶的品質(zhì)形成過(guò)程是多種酶促合成的過(guò)程，而這些酶活性高低又與加工過(guò)程中微生物的種群和數(shù)量相關(guān)。目前，有關(guān)茯磚茶加工過(guò)程中的酶學(xué)研究多集中在渥堆階段，而對(duì)發(fā)花階段茶內(nèi)酶活性的變化則鮮見(jiàn)報(bào)道；同時(shí)對(duì)茯磚茶中的酶類(lèi)研究不夠深入，僅僅局限于多酚氧化酶、纖維素酶和果膠酶，而對(duì)茶中的抗氧化活性的酶系未見(jiàn)報(bào)道。由于發(fā)花是形成茯磚茶獨(dú)特品質(zhì)的關(guān)鍵工序，其中的冠突散囊菌在利用茶葉中的物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖時(shí)會(huì)分泌一些胞外酶，通過(guò)酶促作用將茶葉中的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，滿(mǎn)足自身生長(zhǎng)需要的同時(shí)也形成了茯磚茶特有品質(zhì)和風(fēng)味。因此，對(duì)發(fā)花階段酶的種類(lèi)、活性高低、產(chǎn)酶機(jī)理、影響因素進(jìn)行研究，對(duì)揭示發(fā)花與茯磚茶品質(zhì)形成關(guān)系具有重要意義。綜上所述，對(duì)茯磚茶加工過(guò)程中與茶品質(zhì)和保健相關(guān)的酶系及作用機(jī)理有待全面、深入的研究。

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