一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品及其制备方法与流程

1.本发明涉及天然产品加工技术领域，具体涉及一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品及其制备方法。


背景技术：

2.多酚氧化酶广泛存在于细菌、真菌、植物和动物体内，包括漆酶、酪氨酸酶和儿茶酪氧化酶等，可有效地催化多酚类化合物氧化形成相应的醌类物质。新鲜茶叶细胞中富含多酚氧化酶，能促使儿茶素类物质氧化形成茶黄素、茶红素等，产生香气化合物，是形成红茶风味和特质的生化基础。因此，多酚氧化酶在茶树生理代谢及茶叶加工等过程中均发挥重要的作用。为了克服自然发酵的缺陷，人为添加微生物或酶可以提高茶叶的生产效率和产品质量。在普洱茶渥堆发酵过程中添加外源酶制剂，例如漆酶、过氧化物酶以及纤维素酶等，能够不同程度地加速普洱茶中茶多酚等物质的氧化，缩短发酵时间，提高产物中茶褐素的含量。但是如何能够获得酶活理想的多酚氧化酶制剂，仍然是一个亟待解决的问题。如果能够有效地将茶叶中的茶多酚经生物催化转化为茶红素、茶褐素，提升茶叶品质和风味，则可以进一步提高茶产业的产值，增加茶农收入。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，以解决如何能够通过加入外源的多酚氧化酶制剂进而有效提升茶叶风味和口感的技术问题。
4.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.本方案的原理及优点是：
6.一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
7.s1凤尾菇活性成分提取：对凤尾菇进行匀浆处理，然后加入微生物和培养液，获得生物转化体系；生物转化体系经生物转化之后，获得生物转化后的凤尾菇匀浆液；再经过超声处理以及离心后，获得凤尾菇活性成分提取物；所述微生物包括嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌；
8.s2茶叶制备：茶叶新鲜的叶片经萎凋处理、揉捻处理之后，加入活化液，形成活化转化体系；活化转化体系经孵育之后，叶片再经自然发酵处理和烘干处理，获得茶叶；所述活化液由如下方法制备：将凤尾菇活性成分提取物冻干后溶于水中，获得活化液。
9.本方案还提供了使用一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法所制备的茶叶制品。
10.进一步，在s1中，生物转化体系包括质量比为1：20：20的凤尾菇、水和培养液；微生物在生物转化体系中的质量分数为5％。
11.进一步，在s1中，培养液的成分为：七水合硫酸镁500mg、无水磷酸二氢钾500mg、无水磷酸氢二钾300mg、无水氯化铵200mg、脱水氯化钙200mg、七水合硫酸亚铁3mg、葡萄糖
10g，ph值为6.0。
12.进一步，在s1中，嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌的质量比为1：1。
13.进一步，在s2中，萎凋处理的条件为：温度20℃、湿度65％，将茶叶摊薄成2-3cm厚；揉捻处理的条件为：30rpm揉捻15min。
14.进一步，在s2中，活化液中凤尾菇活性成分提取物的冻干品的质量百分数为5％；活化转化体系中包括质量比为1：10：10的叶片、水和活化液。
15.进一步，在s2中，孵育的条件为：在恒温37℃条件下以200rpm速率通气搅拌，孵育4h。
16.进一步，在s2中，自然发酵处理的条件为：20℃、6h。
17.进一步，在s2中，烘干处理的条件为：70℃初烘4h，120℃复烘1h，并使得叶片含水量降到5％以下。
18.采用本技术方案的原理以及有益效果在于：
19.在现有技术中，为了克服自然发酵的缺陷，人为添加微生物或酶可以提高茶叶的生产效率和产品质量。但是，优质且高效的外源多酚氧化酶制剂难以获取。现有技术中通常采用从食用菌中提取多酚氧化酶的方式，但是，制剂的酶活仍然存在缺陷，阻碍了其产业化推广。在本技术方案中，发明人在对新鲜茶叶的微生物群落分析中，发现大量微生物菌群。发明人进而尝试了将各种不同微生物用于食用菌的生物转化尝试，发现嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌的联合使用，可以极大地提升食用菌提取物的多酚氧化酶活性。嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌两者协同增效，共同促进凤尾菇提取物的生物转化。进而将这两种微生物应用到茶叶加工的实践中，除了能够获得较为理想的茶叶香气和风味之外，还增加了茶叶浸出物的量，是改善茶叶香气和风味的物质基础，提升了茶叶的营养价值。本技术方案解决了如何能够通过加入外源的多酚氧化酶制剂进而有效提升茶叶风味和口感的技术问题。通过本方案能够获得酶活理想的多酚氧化酶制剂，有效地将茶叶中的茶多酚经生物催化转化为茶红素、茶褐素，提升茶叶品质和风味，则可以进一步提高茶产业的产值，增加茶农收入。
具体实施方式
20.下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施例以及实验例所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，且所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。下面通过具体实施方式进一步详细说明：
21.实施例1：
22.(1)菌种信息以及活化
23.嗜有机甲基杆菌(methylobacterium organophilum，atcc27886)和汉斯德巴氏酵母菌(debaryomyces hansenii，atcc10619)均为可从商业途径获得的模式菌种。
24.甲基杆菌用固体培养基(1l，ph6.0)：七水合硫酸镁1g、无水磷酸二氢钾600mg、无水磷酸氢二钾600mg、无水氯化铵400mg、脱水氯化钙300mg、七水合硫酸亚铁5mg、无水硼酸200μg、七水合硫酸锌150μg、六水合氯化钴150μg、四水合氯化锰20μg、脱水氯化铜20μg、六水合氯化镍15μg、琼脂15g，高温灭菌后加入甲醇5ml，倒平板待用。
25.甲基杆菌用液体培养基(1l，ph6.0)配方基本同甲基杆菌用固体培养基，但不加入
琼脂，高温灭菌后加入甲醇5ml，待用。
26.酵母菌用固体培养基(1l，ph6.0)：葡萄糖20g、蛋白胨20g、酵母提取物10g，并加入15g琼脂，高温灭菌后倒平板待用。
27.酵母菌用液体培养基(1l，ph6.0)基本同固体培养基，但不加入琼脂，高温灭菌后，待用。
28.先将嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌按照现有技术常规手段，分别接种于甲基杆菌用固体培养基和酵母菌用固体培养基中，经培养后，实现菌种活化。再将两种微生物分别接种于甲基杆菌用液体培养基和酵母菌用液体培养基中，进行扩大培养，直至两种微生物进入对数生长期。后续需要使用两种微生物的湿菌体进行后续的凤尾菇发酵工艺。
29.(2)凤尾菇(pleurotus sajor-caju)活性成分提取
30.取洗净并表面消毒后的凤尾菇，将其切成小块(约1cm
×
1cm)，将凤尾菇和灭菌处理后的去离子水按照质量比1:20(g/g)混合，并匀浆破碎。然后，加入两种微生物的湿菌体，以及培养液，获得生物转化体系。其中，培养液的用量和前述的去离子水的用量一致，1l(ph6.0)培养液的成分包括：七水合硫酸镁500mg、无水磷酸二氢钾500mg、无水磷酸氢二钾300mg、无水氯化铵200mg、脱水氯化钙200mg、七水合硫酸亚铁3mg、葡萄糖10g。湿菌体在生物转化体系中的质量分数为5％，并且嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌的质量比为1：1。生物转化体系在恒温32℃条件下以200rpm速率通气搅拌，反应24h，获得生物转化后的凤尾菇匀浆液。
31.对生物转化后的凤尾菇匀浆液冰浴下进行超声处理，超声功率200w(25khz)，超声时间20min(占空比1：1)，然后过滤取滤液，滤液8000r/min离心30min，取上清液，获得凤尾菇活性成分提取物。常规冷冻干燥之后，获得固体状凤尾菇活性成分，后续使用时，将其使用无菌去离子水溶解成一定浓度溶液即可。
32.(3)红茶制备
33.取茶叶新鲜叶片(camellia sinensis(l.)o.kuntze，采摘茶树上最新生长出来的嫩芽和嫩叶)空调房萎凋(温度20℃、湿度65％，将茶叶摊薄成2-3cm厚)8h，然后进行揉捻处理。将萎凋处理后的叶片放置到揉捻机中，30rpm揉捻15min。对揉捻处理后的叶片进行生物转化处理，具体操作方式如下：
34.揉捻后茶叶中加入灭菌去离子水，质量比为1:10。使用固体状凤尾菇活性成分配制活化液，其中，固体状凤尾菇活性成分在活化液中的质量百分数为5％。将活化液加入前述的揉捻后茶叶和水的混合物中，活化液和去离子水的质量比为1：1，获得活化转化体系。在恒温37℃条件下以200rpm速率通气搅拌，孵育4h，然后将叶片取出。将叶片摊薄成2-3cm厚，叶片在通风处晾干后(20℃左右)，然后继续放置6h，获得发酵后的茶叶。然后将发酵后的茶叶放入烘干设备中，70℃条件下初烘4h，在120℃下复烘1h(需保证叶片含水量降到5％以下)，获得红茶。本技术方案获得的红茶产生大量香气化合物，其香气符合要求，且风味佳。
35.实验例1
36.本方案采用的酶活测定体系包括0.1ml活性物质溶液、ph5.5磷酸盐缓冲液3ml，浓度为0.1mol/l的邻苯二酚1ml。将上述原料加入比色皿，反应1min后，测量410nm处的吸光光度。空白对照的反应体系为：ph5.5磷酸盐缓冲液3ml和浓度为0.1mol/l的邻苯二酚1ml。1ml
活性物质溶液在1min内使得吸光光度变化0.001定义为一个酶活力单位(u/ml
·
min)。酶活＝1/v
×
δod/δt，v为活性物质溶液的体积(ml)；δod为吸光光度变化值，δt为反应时间。活性物质溶液是指固体状凤尾菇活性成分配制的1％浓度的溶液。
37.实验组1：采用实施例1制备的固体状凤尾菇活性成分，配制质量百分数1％的活性物质溶液。
38.实验组2：固体状凤尾菇活性成分的制备方法具体如下：
39.取洗净并表面消毒后的凤尾菇，将其切成小块(约1cm
×
1cm)，将凤尾菇和灭菌处理后的去离子水按照质量比1:40(g/g)混合，并匀浆破碎。在恒温32℃条件下以200rpm速率通气搅拌24h。然后在冰浴下进行超声处理，超声功率200w(25khz)，超声时间20min(占空比1：1)，然后过滤取滤液，滤液8000r/min离心30min，取上清液，获得凤尾菇活性成分提取物。冷冻干燥之后，获得固体状凤尾菇活性成分。
40.实验组3：固体状凤尾菇活性成分的制备方法基本同实施例1，不同点在于，本实验组只使用嗜有机甲基杆菌，且其用量为5％。
41.实验组4：固体状凤尾菇活性成分的制备方法基本同实施例1，不同点在于，本实验组只使用汉斯德巴氏酵母菌，且其用量为5％。
42.实验组5：固体状凤尾菇活性成分的制备方法基本同实施例1，不同点在于，本实验组只使用酿酒酵母替换汉斯德巴氏酵母菌。
43.实验组6：固体状凤尾菇活性成分的制备方法基本同实施例1，不同点在于，本实验组只使用酿酒酵母替换全部的汉斯德巴氏酵母菌和嗜有机甲基杆菌。
44.经测试，实验组1-6的活性物质溶液的酶活分别为：49.2
±
4.3u/ml
·
min、25.7
±
2.7u/ml
·
min、34.8
±
3.3u/ml
·
min、39.8
±
4.7u/ml
·
min、35.4
±
3.5u/ml
·
min、36.3
±
2.8u/ml
·
min(n＝10)。经两两t检验，实验组3-6的酶活数据之间不存在显著差异，但是，实验组1相对于实验组2-6均具有显著性(p＜0.05)。由上述实验结果可知，本方案可以显著提升平菇提取物中的多酚氧化酶活性，虽然现有技术中对平菇等食用菌的多酚氧化酶活性有所报导，但是，其多酚氧化酶活性仍然存在一定的不足，不能满足实际应用的需求。本技术方案通过汉斯德巴氏酵母菌和嗜有机甲基杆菌联合的微生物转化方式，提升了平菇提取物中的多酚氧化酶活性。多酚氧化酶能促使儿茶素类物质氧化形成茶黄素、茶红素等，产生香气化合物，是形成红茶风味和特质的生化基础。茶叶自然发酵过程中会利用自身的多酚氧化酶实现香气和风味物质的转化，但是，其自身的多酚氧化酶作用有限，所以有人尝试使用外源的多酚氧化酶来促进这一转化过程。现有技术中虽然有过从食用菌中提取多酚氧化酶的尝试，但是由于酶活上的缺陷，阻碍了上述实践的进行。而通过本技术方案的处理方式，可以将提取物的多酚氧化酶的活性提升100％左右(对比实验组1和实验组2)，为后续的更好的茶叶加工创造了条件。发明人在对新鲜茶叶的微生物群落分析中，发现大量微生物菌群。发明人进而尝试了将各种不同微生物用于食用菌的生物转化尝试，发现嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌的联合使用，可以极大地提升食用菌提取物的多酚氧化酶活性。而单独分别使用嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌，虽然菌的总用量和两种菌连用保持一致，但是，酶活会从49.2u/ml
·
min下降至34.8u/ml
·
min、39.8u/ml
·
min。这说明，嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌的联合使用产生了协同增效的现象，可以在少量加入微生物的情形下，可实现高效地酶活促进效果。除此之外，发明人也尝试了其他微生物菌种的联合
使用，但均未显示出在促进提取物多酚氧化酶活性上的协同增效作用。例如，发明人尝试使用酿酒酵母和嗜有机甲基杆菌的联合使用，发现联合使用的效果(实验组5)，介于分别单独使用酿酒酵母和嗜有机甲基杆菌的效果之间(实验组6和实验组3)。酿酒酵母和嗜有机甲基杆菌之间不存在协同增效效应，这进一步说明嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌联合使用获得了预料不到的效果。
45.实验例2
46.参照标准gb/t8305-2013对茶叶浸出物含量进行考察，具体实验分组如下：
47.实验组1：采用实施例1制备的红茶。
48.实验组2：红茶由如下方法制备：
49.取茶叶新鲜叶片(camellia sinensis(l.)o.kuntze，采摘茶树上最新生长出来的嫩芽和嫩叶)空调房萎凋(温度20℃、湿度65％，将茶叶摊薄成1cm厚)8h，然后进行揉捻处理。将萎凋处理后的叶片放置到揉捻机中，30rpm揉捻15min。将叶片摊薄成1cm厚，在室内放置6h，获得发酵后的茶叶。然后将发酵后的茶叶放入洪范设备中，70℃条件下初烘4h，在120℃下复烘1h(需保证叶片含水量降到5％以下)，获得红茶。
50.实验组3：红茶的制备方法基本同实施例1，不同点在于固体状凤尾菇活性成分的制备方法，该制备方法同实验例1的实验组2。
51.实验组4：固体状凤尾菇活性成分的制备方法基本同实施例1，不同点在于，本实验组只使用嗜有机甲基杆菌，且其用量为5％。
52.实验组5：固体状凤尾菇活性成分的制备方法基本同实施例1，不同点在于，本实验组只使用汉斯德巴氏酵母菌，且其用量为5％。
53.实验组6：固体状凤尾菇活性成分的制备方法基本同实施例1，不同点在于，本实验组只使用酿酒酵母替换全部的汉斯德巴氏酵母菌和嗜有机甲基杆菌。
54.茶叶浸出物测试结果参见表1。由实验数据可知，本技术方使用生物转化的凤尾菇提取物进行茶叶加工，除了能够获得较为理想的茶叶香气和风味之外，还增加了茶叶浸出物的量，是改善茶叶香气和风味的物质基础，提升了茶叶的营养价值(实验组1)。实验组2未采用凤尾菇提取物处理，茶叶浸出物的量非常不理想。实验组3的凤尾菇提取物未经过微生物转化，导致后续使用凤尾菇提取物发酵获得的茶叶成品的浸出物的量非常不理想。实验组4和5分别采用嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌进行微生物转化，获得的茶叶浸出物的量较实验组1低比较多。实验组6使用酿酒酵母进行凤尾菇提取物的微生物转化，对茶叶浸出物的量的提升作用不大。
55.表1：茶叶浸出物测试结果(*表示与实验组1相比，p＜0.05)。
[0056][0057][0058]
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：s1凤尾菇活性成分提取：对凤尾菇进行匀浆处理，然后加入微生物和培养液，获得生物转化体系；生物转化体系经生物转化之后，获得生物转化后的凤尾菇匀浆液；再经过超声处理以及离心后，获得凤尾菇活性成分提取物；所述微生物包括嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌；s2茶叶制备：茶叶新鲜的叶片经萎凋处理、揉捻处理之后，加入活化液，形成活化转化体系；活化转化体系经孵育之后，叶片再经自然发酵处理和烘干处理，获得茶叶；所述活化液由如下方法制备：将凤尾菇活性成分提取物冻干后溶于水中，获得活化液。2.根据权利要求1所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，在s1中，生物转化体系包括质量比为1：20：20的凤尾菇、水和培养液；微生物在生物转化体系中的质量分数为5％。3.根据权利要求2所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，在s1中，培养液的成分为：七水合硫酸镁500mg、无水磷酸二氢钾500mg、无水磷酸氢二钾300mg、无水氯化铵200mg、脱水氯化钙200mg、七水合硫酸亚铁3mg、葡萄糖10g，ph值为6.0。4.根据权利要求3所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，在s1中，嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌的质量比为1：1。5.根据权利要求1所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，在s2中，萎凋处理的条件为：温度20℃、湿度65％，将茶叶摊薄成2-3cm厚；揉捻处理的条件为：30rpm揉捻15min。6.根据权利要求5所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，在s2中，活化液中凤尾菇活性成分提取物的冻干品的质量百分数为5％；活化转化体系中包括质量比为1：10：10的叶片、水和活化液。7.根据权利要求6所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，在s2中，孵育的条件为：在恒温37℃条件下以200rpm速率通气搅拌，孵育4h。8.根据权利要求7所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，在s2中，自然发酵处理的条件为：20℃、6h。9.根据权利要求8所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法，其特征在于，在s2中，烘干处理的条件为：70℃初烘4h，120℃复烘1h，并使得叶片含水量降到5％以下。10.使用权利要求1-9中任意一项所述的一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品的制备方法所制备的茶叶制品。

技术总结
本发明涉及天然产品加工技术领域，具体涉及一种通过生物转化提升风味和口感的茶叶制品及其制备方法：对凤尾菇进行匀浆处理，然后加入微生物和培养液，获得生物转化体系；生物转化体系经生物转化之后，获得生物转化后的凤尾菇匀浆液；再经过超声处理以及离心后，获得凤尾菇活性成分提取物；所述微生物包括嗜有机甲基杆菌和汉斯德巴氏酵母菌；茶叶新鲜的叶片经萎凋处理、揉捻处理之后，加入含有生物转化后的凤尾菇匀浆液的活化液，形成活化转化体系；活化转化体系经孵育之后，叶片再经自然发酵处理和烘干处理，获得茶叶。本技术方案解决了如何能够通过加入外源的多酚氧化酶制剂进而有效提升茶叶风味和口感的技术问题，具有理想的应用推广前景。想的应用推广前景。


技术研发人员：施蕊 舒志鹏
受保护的技术使用者：临沧永旭生物科技有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/9