微生物制剂提升茶制品香气的研究进展

微生物制剂提升茶制品香气的研究进展

龙丹1*,罗龙新1,吴函殷2,万晶琼2

(1.深圳市深宝技术中心有限公司,广东深圳510115;2.婺源县聚芳永茶业有限公司,江西婺源333200)

摘要:微生物制剂是一类作为特殊用途的微生物菌种及其代谢产物的总称。利用微生物在茶叶中生长、繁殖、代谢

制备特殊风味茶产品的做法由来已久。本文基于微生物制茶的传统工艺和新工艺实例,试从微生物源酶制剂和微生物发酵剂两个角度综述微生物对茶制品香气提升的作用。关键词:微生物;茶制品;香气提升中图分类号:Q938.1

文献标识码:A

文章编号:1674-506X (2018)05-0080-0006

The Research Progress on Microbial Agents Applied in Enhancing

Aroma Enhancement of Tea Products

LONG Dan 1*,LUO Long-xin 1,WU Han-yin 2,WAN Jing-qiong 2

(1.Shenzhen Shenbao Technology Center Co.,Ltd.,Shenzhen Guangdong 510115,China ;

2.Wuyuan Jufangyong Tea Industrial Co.,Ltd.,Wuyuan Jiangxi 333200,China )

Abstract :Microbial agents are a group of microorganisms and their metabolites used with special purposes.The u⁃

tilization of microorganisms in the growth,reproduction and metabolism of tea leaves has been a long -standing practice to prepare special flavored tea products.Based on the examples of microbial produced tea from both tradi⁃

tional technology and new technology,this paper tries to explain the effect of the aroma enhancement of microbial tea products from two angles of microbial source enzyme agents and microbial fermentative agents.Key words :microorganism;tea products;aroma enhancement doi :10.3969/j.issn.1674-506X.2018.05-018

收稿日期:2018-06-08

基金项目:深圳市创业资助项目(CYZZ20170327145804274)

作者简介:龙丹(1988-),女,硕士,研发工程师。研究方向:高品质茶叶提取物开发及茶叶风味物质检测。

第54卷(第5期)Vol.54,

No.5

微生物制剂是一类作为特殊用途的微生物菌种及其代谢产物的总称。因为微生物的繁殖代谢,产生各种酶、抗生素、氨基酸等多种物质,在肥料、饲料、生物降解、生物防治、酶制剂、生物激素等方面得到广泛应用。

无论是历史悠久的黑茶、少数名族的酸茶,还是

民间传统发酵型红茶菌饮料,均表明微生物在茶叶中的存在和利用由来已久。茶叶中含有氨基酸、糖类、矿物质、维生素等多种微生物生长所需物质,茶叶中的糖苷类香气前体物质极易在微生物作用下发生分解和利用。随着茶叶制作工艺中的优势菌被大量分离和鉴定,微生物作用机制和茶叶品质关系的

第54卷(总第207期)逐渐明晰,越来越多的研究人员以茶叶为基质,人工接种特定的微生物制剂,旨在缩短加工周期、促进茶叶品质改善。微生物与茶叶成分的互作方式主要有两种途径:一种是微生物酶制剂,即利用人工诱变微生物高效分泌的胞外酶,分解茶叶中的有效成分;另外一种是微生物发酵剂,即微生物本身繁殖将茶叶成分转化。本文从微生物酶制剂和微生物发酵剂两个角度阐述微生物制剂对茶叶香气的提升作用。1微生物酶制剂

1.1β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase )

β-D-葡萄糖苷酶是风味修饰中的关键酶,也是

茶叶内源性水解酶之一,可水解结合于末端非还原性的β-D-糖苷键,有效地将茶叶中糖苷类香气前

体转化为香气物质,促进香气总量和种类的提升[1]。酵母[2]、曲霉菌[3]、木霉菌属[4]及细菌等多种微生物均能产生β-D-葡萄糖苷酶,其中黑曲霉因其以多产高活力β-D-葡萄糖苷酶及自身代谢产物安全无

毒著称[5],而被进一步人工诱变筛选生产高效β-D-葡萄糖苷酶[6-7]。固定化的β-D-葡萄糖苷酶分别处理绿茶、乌龙茶、红茶饮料,香气总量可以分别提升20.69%、10.30%、6.79%[8]。另有研究表明β-D-葡萄糖苷酶能有效提升绿茶中呈花果香的香气物质含量,依次为苯甲醇(160%)、香叶醇(68.72%)、橙花醇(67.68%)、沉香萜醇(17.93%)、苯乙醇(4.15%),对

于红茶而言,能有效提升红茶中苯乙醇(41.68%)、苯甲醇(20.52%)、香叶醇(18.57%)、沉香萜醇(10%)等香气成分[9]。目前,商品化的微生物源高活力β-葡萄糖苷酶日益成熟[10]。

1.2β-樱草糖苷酶(β-primeverosidase )

β-樱草糖苷酶是一种茶叶中作用于双糖苷的

内源水解酶,在茶鲜叶中的含量是β-葡萄糖苷酶的

3倍,与茶叶醇类香气物质的释放密切相关[11-12]。在日本,β-樱草糖苷酶被用于茶叶的初、深加工中,能有效提升低档绿茶品质及改善绿茶提取物的香气[13]。

在现有技术手段中,可以利用基因克隆至大肠杆菌有效表达β-樱草糖苷酶[14],也可以利用杆状病毒为载体,可以有效生产和富集β-樱草糖苷酶,且与茶

叶来源的天然β-樱草糖苷酶具有一致的底物特异性[15]。1.3

半乳糖苷酶(β-galactosidase )

半乳糖苷酶也是茶叶香气相关酶之一,茶叶适

度摊放和乌龙茶的适度摇青均有利于β-半乳糖苷酶的活性增大。外源添加α-半乳糖苷酶能有效提高安溪铁观音香的香精油总量,以及呈花香的橙花叔醇等醇类物质,苯乙醇、苯乙醛、壬醛等醛类物质及α-法尼烯等香气化合物,表现为香气高而持久[16]。目前,半乳糖苷酶可以从黑曲霉、短芽孢杆菌、克雷

伯氏菌中提纯获得[17-18]。1.4

脂肪氧合酶(lipoxygenase )

脂肪氧合酶是一种位于茶叶叶绿体片层结构中

的双加氧酶,能将不饱和脂肪酸氧化为过氧化氢产物,并进一步裂解为醛类、酮类、醇类等呈香物质[19-20]。目前通过平板培养等方式,从土壤中筛选出产脂肪

氧合酶的铜绿假单胞菌[21],通过基因重组的方式,利

用毕赤酵母菌株高效表达脂肪氧合酶[22]。1.5

粗酶液

由于微生物自身代谢会产生纤维素酶、果胶酶、

蛋白酶等多种水解酶类(表1),不经分离纯化的微生物源粗酶液往往较单一酶制剂能有效分解茶叶组织从而释放香气物质。有研究表明,绿茶经过茶梗接种黑曲霉发酵所得粗酶液处理,能显著增加苯甲醛、桉叶油醇、1-辛烯-3-醇的含量,表现为青草香和焦

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产酶种类

参考文献黑曲霉

Aspergillus niger

纤维素酶、半纤维素酶、β-D-葡萄糖苷酶、β-葡聚糖酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、

多聚半乳糖醛酸酶、α-半乳糖苷酶、β-半乳糖苷酶、果胶酶、过氧化氢酶、α-淀粉酶、蛋白酶、柚苷酶、乳酸酶、葡萄糖氧化酶、多酚氧化酶、菊糖酶、

磷脂酶、木聚糖酶、葡糖氧化酶、天门冬酰胺酶、脂肪酶、酯酶……[25-26]米曲霉Aspergillus oryzae

β-半乳糖苷酶、漆酶、α-淀粉酶、葡糖淀粉酶、葡糖氧化酶、氨基肽酶、蛋白酶、单宁酶、果胶酯酶、木聚糖酶、天门冬酰胺酶、脂肪酶、酯酶

[26-27]毛霉蛋白酶、酯酶、果胶酶

布朗克假丝酵母

Candida blankii β-半乳糖苷酶、多酚氧化酶

[25]泡盛曲霉

Aspergillus awamori

多酚氧化酶

[25]

表1常见微生物分泌酶

Tab.1

Secretory enzyme of common microorganism

龙丹等:微生物制剂提升茶制品香气的研究进展

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