添加多酚氧化酶和纖維素酶對大葉種紅茶品質(zhì)的影響

仝佳音,楊毅堅,楊方慧,張艷梅,尹 蓉,寧功偉

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所,云南省茶學(xué)重點實驗室,云南 勐海 666201)

全世界將近78%的茶葉消費量為紅茶[1]，作為世界上最受歡迎的飲料，因其獨特的魅力以及其藥理作用，吸引著越來越多人的關(guān)注。有研究表明，紅茶中的生物活性物質(zhì)主要是由兒茶素和茶黃素組成，兩者在紅茶對人類疾病的防治方面具有重要的作用[2]。 穆顯良研究表明：茶紅素是影響紅茶品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵性物質(zhì)，有抗癌、抗氧化、抑制炎癥等功效[3]，茶黃素也對人體健康具有潛在的功效，有抗氧化[4～5]、防癌抗癌[6～7]、降脂[8]、抗菌抗病毒[9～10]、消炎[11～12]、預(yù)防心血管疾病[13]等功能。

滇紅由于鮮葉含較豐富的多酚類物質(zhì)，其加工成的紅茶茶紅素和茶黃素含量較高，且具有外形條索肥碩緊實、色澤烏潤、金毫特顯、內(nèi)質(zhì)湯色紅艷明亮，滋味濃厚鮮爽、香氣馥郁，葉底紅勻嫩亮等優(yōu)質(zhì)特點，在云南茶產(chǎn)業(yè)中占有很大比例，且目前呈上升趨勢[14]，但是大葉種紅茶面臨香氣不足、苦澀味偏重等缺陷，其原因主要有兩個方面，一方面是我國紅茶加工的工藝相對比較傳統(tǒng)，茶黃素含量較低，與國際市場上所追求的紅茶的品質(zhì)特點相差甚遠，另一方面是品種問題，即云南大葉種茶，內(nèi)含物質(zhì)茶多酚的含量較高，再加上加工過程中的一些問題，使其加工成紅茶的苦澀味偏重，因此，迫切需要利用新工藝開發(fā)加工出高茶黃素含量的優(yōu)質(zhì)紅茶[15]，以提升我省紅茶在國際市場上的占有率。

1 材料與方法

1.1 材料

鮮葉是采摘于云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所資源圃的一芽二葉，采摘時間為2018年8月。

纖維素酶(1.1萬U·G-1, 合肥博美生物技術(shù)有限公司);

多酚氧化酶(1 380 U·MG-1，合肥博美生物技術(shù)有限公司)。

1.2 儀器與設(shè)備

茶葉揉捻機：浙江上洋機械有限公司 型號：6CR-40；滾筒殺青機：型號：6CST-40；紅茶發(fā)酵機：浙江上洋機械有限公司 型號：6CHFJ-5B.。

1.3 試驗方法

1.3.1 紅茶的加工方法 按照傳統(tǒng)功夫紅茶的初制技術(shù)：鮮葉→室內(nèi)自然萎凋→揉捻→發(fā)酵→干燥。在發(fā)酵階段加入纖維素酶和多酚氧化酶，然后按照紅茶的加工工藝制成毛茶。加工過程中揉捻時間為80 min，之后按照不同的比例加入酶，實驗組分為七組，即添加不同濃度的纖維素酶和多酚氧化酶以及空白加水樣進行發(fā)酵，發(fā)酵時采用發(fā)酵機發(fā)酵，溫度為30℃，濕度為90%，發(fā)酵3.5 h，每隔1 h翻堆一次。發(fā)酵之后采用過紅鍋的方式，在過紅鍋之后，采用烘干機烘干，時間為50 min，加上過紅鍋，干燥共需110 min。酶濃度不同，添加纖維素酶的濃度分別為200 U·mL-1，250 U·mL-1，300 U·mL-1；多酚氧化酶的濃度分別為：6 U·mL-1，12 U·mL-1，,18 U·mL-1，液葉比為1 ∶10。

1.3.2 實驗檢測方法 水浸出物：蒸干稱重法；氨基酸總量測定：茚三酮比色法；茶多酚總量測定：酒石酸亞鐵比色法；茶黃素、茶紅素和茶褐素含量的測定：萃取比色法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同外源酶對紅茶茶多酚和氨基酸的影響

不同外源酶處理后對紅茶茶多酚和氨基酸含量的影響，添加外源酶處理的茶樣的茶多酚和氨基酸的含量均高于不添加任何外源物的茶多酚和氨基酸的含量，從表1可以看出，不添加任何外源物的處理7的茶多酚和氨基酸的含量相對較低，顯著低于其他處理樣。處理1是添加濃度為200 U·mL-1纖維素酶，茶多酚含量最高達到26.37%。處理2是添加濃度為250 U·mL-1的纖維素酶，其氨基酸含量最高為4.24%，另處理1～處理3(添加纖維素酶)與處理4～處理6(添加多酚氧化酶)比較，添加纖維素酶的茶樣比添加多酚氧化酶的茶樣的茶多酚的含量相對較高一些，且添加酶處理的普遍較不添加酶的顯著性更強，羅晶晶等[16]研究表明：添加纖維素酶對提高夏季金觀音紅茶的氨基酸和茶多酚影響的效果最好。楊文雄等[17]研究表明：加酶處理的茶湯較不加酶的茶湯，茶多酚含量要高。馮云等[18]認為纖維素酶可提高茶樣中氨基酸總量，原因可能是：纖維素酶具有破壞細胞組織結(jié)構(gòu)的作用，可以使細胞內(nèi)部氨基酸更加容易浸出。外源多酚氧化酶主要是促進茶葉中多酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)化并發(fā)生聚合、分解氧化反應(yīng)，可以促使決定紅茶品質(zhì)的主要生化成分的生成，從而提高紅茶品質(zhì)。所以加入不同的纖維素酶和多酚氧化酶可以提高其內(nèi)含成分茶多酚和氨基酸的含量，從而提高紅茶的品質(zhì)。都與本次實驗結(jié)果相同。

表1 不同外源酶對紅茶茶多酚和氨基酸的影響

注：不同小寫字母表示兩者間具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2.2 不同外源酶處理對紅茶茶色素含量的影響

如表2所示：處理5的茶黃素含量最高為14.05%，處理7的茶紅素的含量最高為3.11%，且顯著性都較高，處理1～處理3(添加纖維素酶)的茶黃素的含量高于不添加酶的處理7，處理4～處理6(添加多酚氧化酶)的茶黃素的含量低于處理7，茶紅素的含量則是添加酶的都普遍低于不添加酶的處理樣。國內(nèi)外學(xué)者在紅茶的揉捻和發(fā)酵過程中添加外源酶，表明添加外源酶對于茶紅素和茶黃素有明顯的提高，羅晶晶等[16]研究表明：以纖維素酶處理的紅茶的茶黃素和茶紅素的含量較高，日本的農(nóng)林水產(chǎn)省茶試站在紅茶發(fā)酵過程中添加1%的微生物多酚氧化酶，或者在揉捻過程中添加0.001%的微生物多酚氧化酶，所制得的成品紅茶中，茶黃素和茶紅素的含量都有顯著的提高[19]。但是本實驗中，添加纖維素酶300 U·mL-1的處理3的茶黃素的含量對比樣處理7的含量高，顯著性明顯，添加纖維素酶200 U·mL-1和250 U·mL-1的纖維素酶處理的茶樣，較對比樣的含量低。添加多酚氧化酶12 U·mL-1的處理5的茶黃素的含量較對比樣處理7的高，顯著性明顯，而添加6 U·mL-1和18 U·mL-1的茶黃素的含量則較處理樣7的含量低，通過比較可知，筆者實驗中，經(jīng)過外源酶處理的茶樣的茶黃素和茶紅素的含量都較對比樣處理7要顯著，其可能與加工工藝和外源酶的添加劑量有關(guān)。

表2 不同外源酶處理對紅茶茶色素含量的影響

注：不同小寫字母表示兩者間具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2.3 不同外源酶處理對紅茶水浸出物和咖啡堿含量的影響

如表3所示：處理3的水浸出物的含量最高，達到42.73%，添加酶制劑纖維素酶和多酚氧化酶的茶樣的水浸出物含量都要高于空白對照樣，咖啡堿的含量也普遍高于對照組，其中加入18 U·mL-1濃度多酚氧化酶的咖啡堿的含量最高，其含量為3.63%。添加酶制劑的處理樣的顯著性較對比樣更明顯。王若仲等[20]研究表明：在紅茶加工中應(yīng)用纖維素酶可明顯改善茶葉品質(zhì)特別是能提高其水浸出物的達標率。羅晶晶等[21]研究表明，在紅茶的加工過程中加入纖維素酶處理的茶樣的水浸出物含量明顯提高。另有報道，茶葉中生物堿含量與紅茶品質(zhì)的相關(guān)系數(shù)為0.859。且其中的咖啡堿的含量高低與茶葉品質(zhì)呈正相關(guān)，茶湯中咖啡堿的含量增高，可提高滋味的鮮爽度。通過感官審評也發(fā)現(xiàn)加入外源酶的茶樣的口感甜爽。

表3 不同外源酶處理對紅茶水浸出物和咖啡堿含量的影響

注：不同小寫字母表示兩者間具有統(tǒng)計學(xué)差異。

2.4 感官審評分析

通過感官審評可知，所有茶樣的條索，整碎和凈度都較好，其中添加酶處理的茶樣的干茶的香氣帶有甜香，處理7的干茶則是紅茶的嫩香，湯色則是，所有的茶樣的湯色均紅艷明亮，葉底尚可，滋味則是添加纖維素酶處理的三個茶樣的甜度不夠，而添加多酚氧化酶處理的三個茶樣的滋味不僅醇厚，且甜味足，總體看來，添加多酚氧化酶18 U·mL-1處理6的湯色，滋味更好，其次是添加12 U·mL-1多酚氧化酶的5號茶樣，然后添加纖維素酶250 U·mL-1的處理2的茶樣的綜合審評次之，對比處理樣7的綜合結(jié)果則較穩(wěn)定，湯色，滋味等都具有傳統(tǒng)功夫紅茶該有的紅艷明亮，鮮醇。

表4 感官審評

3 討論

筆者研究將兩種不同的外源酶加入紅茶的發(fā)酵過程中，結(jié)果表明加入外源酶茶樣的內(nèi)含成分豐富，且不同的外源酶添加量對大葉種紅茶的內(nèi)含成分的含量也不同，但是對比對照處理樣，顯著性則普遍比較明顯。其中添加纖維素酶的茶樣的氨基酸、茶多酚、水浸出物含量都較對比樣高，添加多酚氧化酶的茶樣的茶多酚和水浸出物的含量較對比樣高。但是相比發(fā)現(xiàn)，添加纖維素酶和多酚氧化酶雖然濃度不同，但是對大葉種紅茶內(nèi)含成分的含量方面都較對比要好，特別是其苦澀味都有不同程度的降低，甜味明顯，其中添加濃度為18 U·mL-1的多酚氧化酶處理的6號茶樣的滋味鮮醇，湯色紅明亮，潤，有金圈，品質(zhì)最優(yōu)，其次是5號茶樣，2號茶樣次之。而空白處理樣的紅茶則是具有傳統(tǒng)功夫紅茶所特有的湯色、香氣、滋味，品質(zhì)也相對較穩(wěn)定，酶處理的茶樣則是美的濃度不同，所表現(xiàn)的內(nèi)含成分的含量和感官審評的結(jié)果也不同。

實驗分別用三個濃度的纖維素酶和多酚氧化酶，可能對添加濃度準確度的把握上存在著一定程度的欠缺，在茶樣的檢測過程中也存在一定的誤差，在今后外源酶添加對紅茶影響的試驗中，特別是在大葉種紅茶的發(fā)酵階段添加外源酶，需要準確把握其濃度的大小，明確其對大葉種紅茶的色、香、味等方面的影響。