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(guò)木瓜蛋白酶、單寧酶和谷氨酰胺酶的最佳酶解工藝條件來(lái)改良抹茶風(fēng)味。以感官評分和茶葉中的代表性風(fēng)味氨基酸——茶氨酸質(zhì)量濃度為評價(jià)指標，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)單因素對抹茶品質(zhì)的影響，通過(guò)正交試驗分析確定最佳酶解工藝參數：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(zhù)，口感醇厚甘爽，感官評分最高，可達到90 分，茶氨酸質(zhì)量濃度為最高，可達到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(lèi)號 TS272.4 ? 文獻標識碼 A

文章編號 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)地區盛產(chǎn)茶葉，信陽(yáng)毛尖是中國十大名茶之一。夏秋茶相對于春茶而言，因其苦澀味較重，品質(zhì)較差，導致價(jià)格偏低、經(jīng)濟效益差，有些地區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)養成分和功效成分，具有良好的開(kāi)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(guò)研磨加工后，從營(yíng)養物被有效利用的角度看，抹茶的營(yíng)養價(jià)值比茶葉更高，食用抹茶幾乎可以將茶葉中100%的營(yíng)養成分帶到人體之中[3]。當前，抹茶現代加工技術(shù)水平仍相對滯后，相關(guān)研究報道也較少?，F有的抹茶粉碎工藝主要存在以下問(wèn)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(guò)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(chēng)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)夏秋茶的利用現狀和我國抹茶產(chǎn)品的加工現狀，筆者選用木瓜蛋白酶、單寧酶和谷氨酰胺酶進(jìn)行復合酶酶解的方法來(lái)改良以信陽(yáng)夏秋茶為原料制得抹茶的風(fēng)味，酶解過(guò)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]。該研究結果不僅可以解決茶園的經(jīng)濟問(wèn)題，還能大大降低抹茶的成本，對于實(shí)現信陽(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)地區鄉村振興等都具有重要意義。

1 材料與設備

1.1 試驗材料

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

2 試驗方法

2.1 試驗工藝流程

依據張海燕等[9]的方法并略作調整如下：

茶葉粉碎得到茶粉→加酶→加水攪拌→調節pH→振蕩酶解→離心取上清液→檢測

（1）預處理：將作為抹茶原料的信陽(yáng)夏秋茶葉用粉碎機粉碎，得到茶粉，準確稱(chēng)取6.25 g茶粉放入錐形瓶中，備用；

（2）加酶：準確稱(chēng)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）調節pH：用食品級檸檬酸調節酶解液所需的pH；

（5）振蕩酶解：將酶解液放入恒溫培養振蕩器中，設置一定的溫度和時(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)行感官評定；

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

（7）檢測：采用分光光度法測定上清液中茶氨酸的含量。

2.2 單因素試驗設計

分別對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，研究4個(gè)因素在5種水平下對抹茶風(fēng)味的影響。單因素試驗設計如表2所示。

2.3 感官評定方法

抹茶湯的感官評分標準依據何群仙等[10]的方法并略作調整，如表3所示。設定10 人評定小組，對酶解工藝后的抹茶進(jìn)行感官評定。該評分標準分為茶湯組織狀態(tài)、湯色、香氣、滋味4 個(gè)因子，滿(mǎn)分為100 分，其中茶湯組織狀態(tài)的權重設為20%，湯色的權重設為20%，香氣的權重設為30%，滋味的權重設為30%。

2.4 茶氨酸質(zhì)量濃度的測定

分別吸取1.0、2.0、4.0、5.0、6.0 mL谷氨酸（1.0 mg/mL）對照液于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(cháng)處測定吸光度，繪制標準曲線(xiàn)（如圖1所示）。

依據張海燕等[9]的方法并略作調整，分光光度法測定“2.1”中所得上清液的吸光度，由標準曲線(xiàn)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 結果與分析

3.1 不同酶解條件對抹茶風(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)構造上與谷氨酸相似，是茶葉中生津潤甜的主要成分。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)的一項重要指標[9]，因此該試驗將茶氨酸質(zhì)量濃度作為評價(jià)抹茶品質(zhì)的指標之一。

3.1.1 3種酶的添加量對抹茶風(fēng)味的影響。設定酶解溫度為40 ℃，酶解時(shí)間為2 h，酶解pH為5.5，以感官評分和茶氨酸的質(zhì)量濃度為評價(jià)指標，考察3種酶的添加量對抹茶品質(zhì)的影響，結果如圖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的試驗條件下，抹茶風(fēng)味的感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度均隨著(zhù)3種酶添加量的增加呈現先上升后下降的趨勢。當加酶量在1～3水平時(shí)，茶氨酸質(zhì)量濃度隨著(zhù)加酶量的增加而增加，在水平3時(shí)達到最高為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(zhù)加酶量的進(jìn)一步增加，茶氨酸質(zhì)量濃度略有下降，這可能是因為較大的加酶量會(huì )促使產(chǎn)物抑制效應的產(chǎn)生，這與鄭麗慧等[11]的試驗結果相同。當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)，感官評分達到峰值，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(zhù)，口感醇厚甘爽且較細膩，抹茶風(fēng)味最佳。綜合感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標，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。

3.1.2 酶解時(shí)間對抹茶風(fēng)味的影響。設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，以感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度為評價(jià)指標，考察酶解時(shí)間對抹茶品質(zhì)的影響，結果如圖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的試驗條件下，抹茶風(fēng)味的感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度均隨著(zhù)酶解時(shí)間的增加呈現先上升后下降的趨勢。當酶解時(shí)間在1.0～2.0 h時(shí)，茶氨酸質(zhì)量濃度隨著(zhù)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)量濃度達到最高峰，為2.012 g/L，隨后隨著(zhù)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)，感官評分達到峰值，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(zhù)，口感醇厚甘爽且細膩，抹茶風(fēng)味最佳。綜合感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標，選用酶解時(shí)間為1.5、2.0和2.5 h進(jìn)行正交試驗。

3.1.3 酶解溫度對抹茶風(fēng)味的影響。設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，以感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度為評價(jià)指標，考察酶解溫度對抹茶品質(zhì)的影響，結果如圖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的試驗條件下，抹茶風(fēng)味的感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度均隨著(zhù)酶解溫度的升高呈現先上升后下降的趨勢，其原因可能是因為酶的生物效應受溫度的影響很大，只有在最適的溫度下，酶解的效率才最高。這與魏玉等[12]的試驗結果一致。酶解溫度過(guò)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)量濃度達到峰值，為1.799 g/L。酶解溫度為40 ℃時(shí)，感官評分達到峰值，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(zhù)，口感醇厚甘爽且較為細膩，抹茶風(fēng)味最佳。綜合感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標，選用酶解溫度為30、40和50 ℃進(jìn)行正交試驗。

3.1.4 酶解pH對抹茶風(fēng)味的影響。設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，以感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度為評價(jià)指標，考察酶解pH對抹茶品質(zhì)的影響，結果如圖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的試驗條件下，抹茶風(fēng)味的感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度均隨著(zhù)酶解pH的增加呈現先上升后下降的趨勢，強酸性環(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)，感官評分達到峰值，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(zhù)，口感醇厚甘爽且十分細膩，抹茶風(fēng)味最佳。綜合感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標，選用酶解pH為5.0、5.5和6.0進(jìn)行正交試驗。

3.2 正交試驗結果與分析

3.2.1 正交試驗設計。在單因素試驗的基礎上選出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，選出最佳酶解組合。正交試驗設計如表4所示。

3.2.2 正交試驗結果與分析。正交試驗結果如表5所示。

表5顯示，影響感官評分的因素排序為：A>C>B>D，即3種酶的添加量是試驗中影響最大的因素，酶解pH是影響最小的因素，通過(guò)正交試驗結果得出酶解的最佳工藝組合為A2B1C3D3；
影響茶氨酸質(zhì)量濃度的因素排序為：A>C>D>B，即3種酶的添加量是試驗中影響最大的因素，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(guò)正交試驗結果得出酶解的最佳工藝組合為A2B2C3D1。

綜合分析感官評分和茶氨酸質(zhì)量濃度2個(gè)指標，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，因為酶解時(shí)間對感官評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對茶氨酸濃度的影響力大于感官評分，故選取D1水平為最佳。

綜上所述，通過(guò)正交試驗得出的最佳酶解工藝組合為A2B1C3D1，即最佳工藝參數為：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)味的感官評分為90分，茶氨酸質(zhì)量濃度為2.135 g/L，該試驗結果優(yōu)于上述正交試驗中的任意組合。

3.3 對照試驗結果與分析

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)行對照試驗，對照試驗結果如表6所示。

表6顯示，加酶組的感官評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(guò)適當的加酶可以使抹茶的風(fēng)味得到有效改良。

4 結論與討論

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(guò)單因素試驗和正交試驗，得出最佳酶解工藝參數為：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(zhù)，口感醇厚甘爽且十分細膩，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。

試驗結果表明，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。該研究結果對于提高信陽(yáng)地區茶園的經(jīng)濟效益、減少茶資源的浪費具有較強的應用價(jià)值和現實(shí)意義。

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（責編：張宏民）