酶法改良信陽(yáng)夏秋茶抹茶風(fēng)味的工藝探究

楊潔茹 陳暉 張慧敏 邢淑婕

摘要 以信陽(yáng)夏秋茶為原料，通過木瓜蛋白酶、單寧酶和谷氨酰胺酶的最佳酶解工藝條件來改良抹茶風(fēng)味。以感官評(píng)分和茶葉中的代表性風(fēng)味氨基酸——茶氨酸質(zhì)量濃度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察上述3種酶的加酶量、酶解時(shí)間、酶解溫度和酶解pH 4個(gè)單因素對(duì)抹茶品質(zhì)的影響，通過正交試驗(yàn)分析確定最佳酶解工藝參數(shù)：每100 g茶湯（料液比1∶15）中添加0.150 g木瓜蛋白酶、0.075 g單寧酶和0.075 g谷氨酰胺酶，酶解時(shí)間為1.5 h，酶解溫度為50 ℃，酶解pH為5.0。該工藝下制備的抹茶茶湯組織均勻、分散性好、不易沉淀，色彩鮮艷翠綠，清香顯著，口感醇厚甘爽，感官評(píng)分最高，可達(dá)到90 分，茶氨酸質(zhì)量濃度為最高，可達(dá)到2.135 g/L。

關(guān)鍵詞 酶解；夏秋茶；抹茶風(fēng)味；茶氨酸

中圖分類號(hào) TS272.4 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2023）04-0123-06

Study on the Technology of Improving the Flavor of Xinyang Summer and Autumn Tea

Matcha by Enzymatic Hydrolysis

YANG Jieru? ?CHEN Hui? ?ZHANG Huiming? ?XING Shujie*

（College of Food， Xinyang Agriculture and Forestry University， Xinyang Henan 464000）

Abstract Xinyang summer and autumn tea was used as raw material to improve the flavor of Matcha through the optimum enzymatic hydrolysis conditions of papain， tannase and glutaminase. The sensory evaluation and theanine concentration were used as the evaluation indexes to study the effects of enzyme dosage， hydrolysis time， hydrolysis temperature and hydrolysis pH on the quality of Matcha. Through orthogonal test analysis， the optimal enzymatic hydrolysis process parameters were determined as follows： 0.150 g of papain， 0.075 g of tannase and 0.075 g of glutaminase in every 100g of tea soup （the ratio of material to liquid is 1∶15）. The enzymolysis time was 1.5 h， the enzymolysis temperature was 50℃ and the enzymolysis pH was 5.0. The results showed that the prepared Matcha tea soup had uniform structure， good dispersibility， not easy to precipitate， bright green color， distinct fragrance， mellow and sweet taste， the highest sensory score was 90 points and the highest theanine concentration was 2.135 g/L.

Keywords enzymolysis; summer and autumn tea; matcha flavor; theanine

信陽(yáng)地區(qū)盛產(chǎn)茶葉，信陽(yáng)毛尖是中國(guó)十大名茶之一。夏秋茶相對(duì)于春茶而言，因其苦澀味較重，品質(zhì)較差，導(dǎo)致價(jià)格偏低、經(jīng)濟(jì)效益差，有些地區(qū)甚至放棄了夏秋茶的采摘與加工[1]。夏秋茶中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和功效成分，具有良好的開發(fā)利用潛力[2]。

抹茶是茶葉深加工后所形成的超微粉體。經(jīng)過研磨加工后，從營(yíng)養(yǎng)物被有效利用的角度看，抹茶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比茶葉更高，食用抹茶幾乎可以將茶葉中100%的營(yíng)養(yǎng)成分帶到人體之中[3]。當(dāng)前，抹茶現(xiàn)代加工技術(shù)水平仍相對(duì)滯后，相關(guān)研究報(bào)道也較少。現(xiàn)有的抹茶粉碎工藝主要存在以下問題[4-7]：一是產(chǎn)能低下、加工成本較高；二是產(chǎn)品碎度分布不均勻，顆粒較大，影響產(chǎn)品的溶解和有效物質(zhì)的吸收；三是產(chǎn)品粉碎過程中伴隨升溫，原料的色澤、風(fēng)味和香氣未能得到較好的保持。目前，市面上大部分的抹茶產(chǎn)品實(shí)際上只能稱之為茶粉，而非真正的抹茶產(chǎn)品。因此，提高產(chǎn)品質(zhì)量、探索抹茶新的品質(zhì)提升方法，是抹茶食品工藝創(chuàng)新發(fā)展的新方向[8]。

基于信陽(yáng)夏秋茶的利用現(xiàn)狀和我國(guó)抹茶產(chǎn)品的加工現(xiàn)狀，筆者選用木瓜蛋白酶、單寧酶和谷氨酰胺酶進(jìn)行復(fù)合酶酶解的方法來改良以信陽(yáng)夏秋茶為原料制得抹茶的風(fēng)味，酶解過程中利用木瓜蛋白酶將蛋白質(zhì)水解成氨基酸，增加抹茶茶湯的風(fēng)味，同時(shí)也可減少苦澀性肽段，降低苦澀口感；利用單寧酶酶解苦澀型單寧，降低苦澀口感；利用谷氨酰胺酶改善茶湯中氨基酸組分，能使多種風(fēng)味氨基酸含量大幅提高，起到氨基酸修飾作用[9]。該研究結(jié)果不僅可以解決茶園的經(jīng)濟(jì)問題，還能大大降低抹茶的成本，對(duì)于實(shí)現(xiàn)信陽(yáng)茶葉的精深加工，拉伸信陽(yáng)茶產(chǎn)業(yè)鏈條，有效增加茶農(nóng)收入，推動(dòng)茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展繼而推動(dòng)信陽(yáng)地區(qū)鄉(xiāng)村振興等都具有重要意義。

1 材料與設(shè)備

1.1 試驗(yàn)材料

信陽(yáng)夏秋茶葉（市售）；木瓜蛋白酶（酶活力為7×104 U/g）購(gòu)自廈門墨奕懷食品有限公司；單寧酶（酶活力為1×105 U/g）購(gòu)自晟發(fā)生物科技有限公司；谷氨酰胺酶（酶活力為5×104 U/g）購(gòu)自廈門墨奕懷食品有限公司。

1.2 主要儀器和試劑

1.2.1 主要儀器。詳見表1。

1.2.2 主要試劑。磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、水合茚三酮、氯化亞錫、谷氨酸，純度均為分析純，檸檬酸為食品級(jí)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)工藝流程

依據(jù)張海燕等[9]的方法并略作調(diào)整如下：

茶葉粉碎得到茶粉→加酶→加水?dāng)嚢琛{(diào)節(jié)pH→振蕩酶解→離心取上清液→檢測(cè)

（1）預(yù)處理：將作為抹茶原料的信陽(yáng)夏秋茶葉用粉碎機(jī)粉碎，得到茶粉，準(zhǔn)確稱取6.25 g茶粉放入錐形瓶中，備用；

（2）加酶：準(zhǔn)確稱取一定量的木瓜蛋白酶、單寧酶和谷氨酰胺酶依次加入步驟“（1）”茶粉中；

（3）加水：準(zhǔn)確量取93.75 mL蒸餾水加入步驟“（2）”的茶粉中，攪拌均勻得到加酶解液（通常，在攪拌步驟中，茶粉與水的料液比為1∶15）；

（4）調(diào)節(jié)pH：用食品級(jí)檸檬酸調(diào)節(jié)酶解液所需的pH；

（5）振蕩酶解：將酶解液放入恒溫培養(yǎng)振蕩器中，設(shè)置一定的溫度和時(shí)間進(jìn)行振蕩酶解（所需溫度不同時(shí)使用電熱恒溫水浴鍋），以保證酶解充分，得到抹茶茶湯后進(jìn)行感官評(píng)定；

（6）離心取上清液：將抹茶茶湯放入低速離心機(jī)，設(shè)置轉(zhuǎn)速為4 000 r，時(shí)間為10 min，離心得上清液備用；

（7）檢測(cè)：采用分光光度法測(cè)定上清液中茶氨酸的含量。

2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別對(duì)3種酶的添加量（添加順序依次為木瓜蛋白酶、單寧酶和谷氨酰胺酶）、酶解時(shí)間、酶解溫度及酶解pH 4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，研究4個(gè)因素在5種水平下對(duì)抹茶風(fēng)味的影響。單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示。

2.3 感官評(píng)定方法

抹茶湯的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)何群仙等[10]的方法并略作調(diào)整，如表3所示。設(shè)定10 人評(píng)定小組，對(duì)酶解工藝后的抹茶進(jìn)行感官評(píng)定。該評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分為茶湯組織狀態(tài)、湯色、香氣、滋味4 個(gè)因子，滿分為100 分，其中茶湯組織狀態(tài)的權(quán)重設(shè)為20%，湯色的權(quán)重設(shè)為20%，香氣的權(quán)重設(shè)為30%，滋味的權(quán)重設(shè)為30%。

2.4 茶氨酸質(zhì)量濃度的測(cè)定

分別吸取1.0、2.0、4.0、5.0、6.0 mL谷氨酸（1.0 mg/mL）對(duì)照液于50 mL容量瓶中，各加水8 mL、2%茚三酮溶液1 mL、pH=8.0的磷酸鹽緩沖溶液4 mL，在沸水浴中加熱15 min，冷卻后稀釋至容量瓶刻度，用10 mm比色皿，在570 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（如圖1所示）。

依據(jù)張海燕等[9]的方法并略作調(diào)整，分光光度法測(cè)定“2.1”中所得上清液的吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線得出上清液中谷氨酸的質(zhì)量濃度，進(jìn)一步換算得出上清液中茶氨酸的質(zhì)量濃度。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同酶解條件對(duì)抹茶風(fēng)味的影響

茶氨酸（L-Theanine）是茶葉中特有的游離氨基酸，茶氨酸是谷氨酸γ-乙基酰胺，其在化學(xué)構(gòu)造上與谷氨酸相似，是茶葉中生津潤(rùn)甜的主要成分。茶氨酸是茶葉中含量最高的氨基酸，約占游離氨基酸總量的50%以上。茶氨酸含量高低已作為衡量茶葉風(fēng)味和品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[9]，因此該試驗(yàn)將茶氨酸質(zhì)量濃度作為評(píng)價(jià)抹茶品質(zhì)的指標(biāo)之一。

3.1.1 3種酶的添加量對(duì)抹茶風(fēng)味的影響。設(shè)定酶解溫度為40 ℃，酶解時(shí)間為2 h，酶解pH為5.5，以感官評(píng)分和茶氨酸的質(zhì)量濃度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察3種酶的添加量對(duì)抹茶品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2顯示，在酶解溫度為40 ℃，酶解時(shí)間為2.0 h，酶解pH為5.5的試驗(yàn)條件下，抹茶風(fēng)味的感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度均隨著3種酶添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)加酶量在1～3水平時(shí)，茶氨酸質(zhì)量濃度隨著加酶量的增加而增加，在水平3時(shí)達(dá)到最高為1.524 g/L，比水平1的茶氨酸質(zhì)量濃度提升了66%，但是隨著加酶量的進(jìn)一步增加，茶氨酸質(zhì)量濃度略有下降，這可能是因?yàn)檩^大的加酶量會(huì)促使產(chǎn)物抑制效應(yīng)的產(chǎn)生，這與鄭麗慧等[11]的試驗(yàn)結(jié)果相同。當(dāng)木瓜蛋白酶添加量為0.150 g，單寧酶為0.075 g，谷氨酰胺酶為0.075 g（即水平3的加酶量）時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到峰值，該加酶量下的抹茶茶湯組織均勻、分散性好、不易沉淀，其色彩鮮艷翠綠，海苔香顯著，口感醇厚甘爽且較細(xì)膩，抹茶風(fēng)味最佳。綜合感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標(biāo)，選用水平2、水平3和水平4中3種酶的添加量進(jìn)行正交試驗(yàn)。

3.1.2 酶解時(shí)間對(duì)抹茶風(fēng)味的影響。設(shè)定木瓜蛋白酶的添加量為0.150 g、單寧酶為0.075 g、谷氨酰胺酶為0.075 g，酶解溫度為40 ℃，酶解pH為5.5，以感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察酶解時(shí)間對(duì)抹茶品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3顯示，在木瓜蛋白酶的添加量為0.150 g、單寧酶為0.075 g、谷氨酰胺酶為0.075 g，酶解溫度為40 ℃，酶解pH為5.5的試驗(yàn)條件下，抹茶風(fēng)味的感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度均隨著酶解時(shí)間的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)酶解時(shí)間在1.0～2.0 h時(shí)，茶氨酸質(zhì)量濃度隨著酶解時(shí)間的增加而增加，酶解時(shí)間為2.0 h時(shí)，茶氨酸質(zhì)量濃度達(dá)到最高峰，為2.012 g/L，隨后隨著酶解時(shí)間的進(jìn)一步增加，茶氨酸質(zhì)量濃度略有下降。該酶解時(shí)間為2.0 h時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到峰值，此酶解時(shí)間下的抹茶茶湯組織均勻、分散性較好、不容易沉淀，其色彩較為鮮艷翠綠，清香顯著，口感醇厚甘爽且細(xì)膩，抹茶風(fēng)味最佳。綜合感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標(biāo)，選用酶解時(shí)間為1.5、2.0和2.5 h進(jìn)行正交試驗(yàn)。

3.1.3 酶解溫度對(duì)抹茶風(fēng)味的影響。設(shè)定木瓜蛋白酶的添加量為0.150 g、單寧酶為0.075 g、谷氨酰胺酶為0.075 g，酶解時(shí)間為2.0 h，酶解pH為5.5，以感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察酶解溫度對(duì)抹茶品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4顯示，在木瓜蛋白酶的添加量為0.150 g、單寧酶為0.075 g、谷氨酰胺酶為0.075 g，酶解時(shí)間為2.0 h，酶解pH為5.5的試驗(yàn)條件下，抹茶風(fēng)味的感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度均隨著酶解溫度的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，其原因可能是因?yàn)槊傅纳镄?yīng)受溫度的影響很大，只有在最適的溫度下，酶解的效率才最高。這與魏玉等[12]的試驗(yàn)結(jié)果一致。酶解溫度過高時(shí)，葉綠素被破壞，抹茶色彩較差、黃綠，口感青澀有粗糙感。酶解溫度為40 ℃時(shí)，茶氨酸質(zhì)量濃度達(dá)到峰值，為1.799 g/L。酶解溫度為40 ℃時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到峰值，該酶解溫度下的抹茶茶湯組織均勻、分散性好、不易沉淀，其色彩十分鮮艷翠綠，清香顯著，口感醇厚甘爽且較為細(xì)膩，抹茶風(fēng)味最佳。綜合感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標(biāo)，選用酶解溫度為30、40和50 ℃進(jìn)行正交試驗(yàn)。

3.1.4 酶解pH對(duì)抹茶風(fēng)味的影響。設(shè)定木瓜蛋白酶的添加量為0.150 g、單寧酶為0.075 g、谷氨酰胺酶為0.075 g，酶解溫度為40 ℃，酶解時(shí)間為2.0 h，以感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，考察酶解pH對(duì)抹茶品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖5所示。

圖5顯示，在木瓜蛋白酶的添加量為0.150 g、單寧酶為0.075 g、谷氨酰胺酶為0.075 g，酶解溫度為40 ℃，酶解時(shí)間為2.0 h的試驗(yàn)條件下，抹茶風(fēng)味的感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度均隨著酶解pH的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，強(qiáng)酸性環(huán)境下，葉綠素被破壞，其含量最低[13]，此時(shí)抹茶顏色變黃、色澤變劣。酶解pH為5.5時(shí)，茶氨酸質(zhì)量濃度達(dá)到峰值，為1.515 g/L，比pH為4.5時(shí)提高64%。酶解pH為5.5時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到峰值，該酶解溫度下的抹茶茶湯組織均勻、分散性好、不容易沉淀，其色彩鮮艷翠綠，清香顯著，口感醇厚甘爽且十分細(xì)膩，抹茶風(fēng)味最佳。綜合感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標(biāo)，選用酶解pH為5.0、5.5和6.0進(jìn)行正交試驗(yàn)。

3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選出3種酶的加酶量（添加順序依次為木瓜蛋白酶、單寧酶和谷氨酰胺酶）、酶解時(shí)間、酶解溫度及酶解pH 4個(gè)因素的最佳3水平進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，選出最佳酶解組合。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表4所示。

3.2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析。正交試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

表5顯示，影響感官評(píng)分的因素排序?yàn)椋篈>C>B>D，即3種酶的添加量是試驗(yàn)中影響最大的因素，酶解pH是影響最小的因素，通過正交試驗(yàn)結(jié)果得出酶解的最佳工藝組合為A2B1C3D3；影響茶氨酸質(zhì)量濃度的因素排序?yàn)椋篈>C>D>B，即3種酶的添加量是試驗(yàn)中影響最大的因素，其次是酶解溫度，酶解時(shí)間和酶解pH的影響差別不大，通過正交試驗(yàn)結(jié)果得出酶解的最佳工藝組合為A2B2C3D1。

綜合分析感官評(píng)分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標(biāo)，3種酶的添加量選取A2水平為最佳，酶解溫度選取C3水平為最佳，因?yàn)槊附鈺r(shí)間對(duì)感官評(píng)分的影響力大于茶氨酸質(zhì)量濃度，所以酶解時(shí)間選取B1水平為最佳，同理得出，酶解pH對(duì)茶氨酸濃度的影響力大于感官評(píng)分，故選取D1水平為最佳。

綜上所述，通過正交試驗(yàn)得出的最佳酶解工藝組合為A2B1C3D1，即最佳工藝參數(shù)為：每100 g酶解液中含有0.150 g木瓜蛋白酶、0.075 g單寧酶和0.075 g谷氨酰胺酶，酶解時(shí)間為1.5 h，酶解溫度為50 ℃，酶解pH為5.0。在該酶解工藝條件下制得的抹茶風(fēng)味的感官評(píng)分為90分，茶氨酸質(zhì)量濃度為2.135 g/L，該試驗(yàn)結(jié)果優(yōu)于上述正交試驗(yàn)中的任意組合。

3.3 對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果與分析

在時(shí)間為1.5 h，溫度為50 ℃，pH為5.0的相同工藝條件下，將加入0.150 g木瓜蛋白酶、0.075 g單寧酶和0.075 g谷氨酰胺酶的最佳工藝組與不加酶組進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。

表6顯示，加酶組的感官評(píng)分相比不加酶組提高了12分，茶氨酸質(zhì)量濃度相比之下提高了45%。由此得出，通過適當(dāng)?shù)募用缚梢允鼓ú璧娘L(fēng)味得到有效改良。

4 結(jié)論與討論

該研究主要探究酶法改良信陽(yáng)夏秋茶抹茶風(fēng)味的最佳工藝，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，得出最佳酶解工藝參數(shù)為：每100 g酶解液中含有0.150 g木瓜蛋白酶、0.075 g單寧酶和0.075 g谷氨酰胺酶，酶解時(shí)間為1.5 h，酶解溫度為50 ℃，酶解pH為5.0。該工藝下制備的抹茶茶湯組織均勻、分散性好、不易沉淀，其色彩鮮艷翠綠，清香顯著，口感醇厚甘爽且十分細(xì)膩，抹茶風(fēng)味最佳，并且該工藝條件下制備的抹茶茶氨酸質(zhì)量濃度最高。

試驗(yàn)結(jié)果表明，酶法能夠改善信陽(yáng)夏秋茶茶葉香氣不足、滋味苦澀的缺點(diǎn)，有效提升以信陽(yáng)夏秋茶為原料制得抹茶的風(fēng)味。該研究結(jié)果對(duì)于提高信陽(yáng)地區(qū)茶園的經(jīng)濟(jì)效益、減少茶資源的浪費(fèi)具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

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（責(zé)編：張宏民）