速溶茶加工中酶技术应用研究进展

徐悦，张阳光，董若霞，王宪达

（美町宝植物科技（中国）有限公司，浙江杭州 310018）

速溶茶是以成品茶或茶鲜叶为原料，通过提取或茶鲜叶榨汁后经加工制成的固体产品，加工工序主要包括原料拼配、浸提、净化、浓缩、杀菌、干燥、增香、包装等。速溶茶含有茶叶保健功能成分和风味物质，且即冲即饮，保质期长，品质稳定，深受国内外消费者喜爱。我国速溶茶产业近年来发展迅速，年产销量已达2万吨以上，且随着茶饮料和茶食品消费的稳步增长而呈现出广阔的市场前景[1]。但目前速溶茶产品仍存在着香气和滋味特征不明显、色泽失真、浑浊沉淀等品质问题。

酶技术是利用酶的催化特性进行物质转化的一种生物技术，已广泛应用于食品加工行业中。速溶茶加工中常用的酶技术有酶法辅助浸提、酶法澄清、固定化酶技术等，这些技术的应用能有效提高速溶茶感官品质和冷溶性，具有广泛的应用前景。文章就近年来，酶技术在速溶茶中的应用研究做简述和展望，以期为高品质速溶茶的开发和生产提供参考。

1 酶法辅助浸提

在速溶茶加工中，浸提工艺对速溶茶的品质和得率起着决定性的作用。速溶茶传统提取方式多采用高温提取，热敏性的香气成分损失较多，低温下不易溶出的果胶、蛋白质等大分子物质的浸出也容易导致茶汤浑浊。酶法辅助浸提是速溶茶中非常有效的辅助浸提方法，能有效提高速溶茶的稳定性和品质，同时减少能耗，提高得率。耿立晶等[2]试验表明，相比水浸提法和醇浸提法，酶法辅助浸提得率会高50%以上，感官评价最好。相较于传统的热水浸提，酶辅助浸提时温度较低，在充分提取茶叶中的有效成分的同时能较大程度地保留芳香物质和活性物质的生物学功能。贾亮亮等[3]试验表明，相较热水提取和冷水提取法，酶法浸提所得绿茶多糖对淀粉酶、蔗糖酶抑制作用更强，在2.0 mg/mL茶多糖浓度下，酶法浸提对淀粉酶、蔗糖酶的抑制率比热水提取高30%以上，具有较好的体外降血糖活性。

茶叶细胞壁的主要成分有纤维素、半纤维素、果胶质等。通过酶辅助浸提，细胞壁降解酶（纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶）能有效破坏细胞壁成分，有利于细胞中有效成分浸出，从而提高浸提率。谭淑宜等[4]报道，0.3%的纤维素酶能使绿茶和红碎茶水浸出物提取率提高20%。CHANDINI等[5]研究表明果胶酶辅助浸提红茶时水浸出物提高11.5%。细胞降解酶对茶叶增香也有积极作用。纤维素酶能水解糖苷类物质生成香气物质，苏二正[6]发现β-葡萄糖苷酶作用于乌龙茶、绿茶、红茶茶汤中能使其香气总量分别增加10.30%、20.69%、6.79%。KINUGASA等[7]发现果胶酶作用于绿茶茶汤能增加芳樟醇和香叶醇等香气成分。此外，果胶酶通过水解茶汤中的果胶，减少茶乳酪形成，能提高后续工艺中超滤通量[8]，降低能耗。纤维素、果胶等多糖的水解能增加茶汤中可溶性糖浓度，提高甜醇度。

茶叶中含有约20%～30%的蛋白质[9]，其中2%～3%的蛋白质是可溶性的，蛋白质水解产物氨基酸与茶汤鲜爽度和香气密切相关。酶辅助浸提时，蛋白水解酶能通过分解蛋白质，产生氨基酸来改善速溶茶滋味和香气，减少由蛋白质参与引起的茶乳酪，提高膜过滤通量。谭淑宜等[4]报道，0.8%蛋白水解酶能使绿茶和红碎茶中氨基酸提取率分别提高196.8%和72.8%。郑宝东等[10]利用木瓜蛋白酶辅助浸提绿茶，茶汤中氨基酸含量、鲜味和膜过滤通量明显提高。

酶辅助浸提时复合酶处理效果一般要好于单一酶。武永福等[11]采用纤维素酶、蛋白酶和果胶酶辅助浸提绿茶，发现三种酶复合处理的水浸出物最高，所得速溶茶品质较好。郑宝东等[10]试验表明，蛋白酶和果胶酶双酶处理的茶汤膜过滤通量比未经酶处理的高21%～40%，明显好于仅蛋白酶处理（9%～10%）和仅果胶酶处理（19%～21%）。 速溶茶中采用蛋白酶、果胶酶、纤维素酶复合酶辅助浸提的研究较多，也取得良好的应用效果。通过复合酶辅助浸提，尚楠[12]制得18.64%的高氨基酸速溶茶。王芝彪[13]将复合酶应用于市售绿茶、龙井茶、祁门红茶、铁观音、乌龙茶、白茶中，发现浸提率、氨基酸量、还原糖、总糖含量均明显提高，且在未发酵茶、轻发酵茶中应用效果要明显优于发酵茶、半发酵茶。刘菁等[14]采用复合酶辅助浸提废弃老叶，发现茶汤中氨基酸、可溶性多糖、茶多酚含量分别提高3.93、2.75、1.26倍，茶汤指标可达市售一级茶的浸提指标，有效改善粗老茶叶茶汤质量。酶法辅助浸提能有效利用中低档茶叶资源，有利于茶叶下游产业链的发展。

2 酶法澄清技术

在速溶茶生产中，茶多酚、可溶性蛋白、多糖、咖啡因以及金属离子等物质相互作用，形成大分子络合物，会导致茶汤浑浊沉淀，速溶茶冷溶性和稳定性差。传统制备工艺往往通过降温或者采用适当的浸提条件、膜过滤等处理降低茶汤中可溶性固形物含量，减少茶乳酪生成，虽然能有效澄清茶汤，但会导致风味物质含量下降。如何同时保证澄清度和风味是目前速溶茶生产的关键。

酯型儿茶素是茶汤苦涩味的重要因子。相比简单儿茶素，酯型儿茶素苦涩味识别阈值低[15]，苦涩味较强，具有更多的羟基所以更易参与形成茶乳酪。酶法澄清技术主要是利用单宁酶水解酯型儿茶素生成简单儿茶素和没食子酸，而没食子酸能与咖啡碱形成小分子水溶物，从而降低茶汤苦涩味、减少茶乳酪形成、增强速溶茶冷溶性和稳定性。胡雄飞[16]的实验表明最优的单宁酶处理条件下，绿茶浓缩液中90%以上酯型儿茶素被水解为非酯型儿茶素，沉淀减少80%以上。除了单宁酶，蛋白酶、果胶酶等的添加也能通过水解相应的茶乳酪组分来减少沉淀，单宁酶的抗沉淀效果最好[16]。但如果过度使用单宁酶会导致茶汤滋味发酸，这主要是因为单宁酶水解释放的没食子酸使反应液pH降低，通过添加β-环糊精能解决这一问题，β-环糊精还能通过对茶汤中参与沉淀物质的包埋达到防沉淀的效果[17]。

通过水解茶乳酪，酶法澄清能有效提高茶汤中有效成分含量，增强滋味，酶解释放的多酚等能减少茶汤的氧化褐变，有效改善茶汤色泽。JACKSON等[18]研究发现单宁酶能增加茶汤中可溶性金属离子含量，单宁酶处理后绿茶、红茶中铁含量分别增加18%和23%，红茶中钙含量增加15%。LU等[19]用单宁酶处理绿茶茶汤后发现，酶处理后的茶汤抗氧化能力增强，在贮藏4周后，酶处理茶汤的汤色、口感、澄清度都优于对照。李梦迪[20]将单宁酶作用于绿茶和红茶茶汤，发现茶汤浊度分别降低26.71%、20.46%，总抗氧化能力分别提高62.8%、49.82%，汤色明亮度和自由基清除效率均提高。MIN等[21]等也发现单宁酶处理后的绿茶茶汤有更好的自由基清除能力。

3 固定化酶技术

固定化酶技术是用物理和化学方法把酶束缚在一定的区域内，使酶既保持了本身高效、专一的催化特性又能在反应后回收和重复使用的技术[22]。固定方法主要有包埋法、载体结合法、吸附法、交联法等。固定化酶技术能提高酶的稳定性和使用效率，实现生产的工业化、连续化。目前速溶茶中固定化酶技术的研究主要集中在固定化方法和载体的选择方面。

张远志[23]研究表明，在活性炭、壳聚糖、离子交换树脂等易得原料中，以壳聚糖为载体采用吸附法固定化单宁酶效果最好，酶回收活力达75%，酶处理后的茶汤感官质量和澄清度都有显著改善。肖琳等[24]研究发现单宁酶经固定化后，热稳定性、pH稳定性及最适温度均有所提高，最适pH降低。张应玖等[25]研究发现果胶酶固定化后最适温度范围变宽，热稳定性增强。刘冠卉等[26]以壳聚糖微球为载体，采用填充床式固定化单宁酶，连续反应280 min后仍保持较高的酶活，酶处理的茶汤澄清度高于抽滤、离心处理且滋味成分损失少，工业应用性良好。BOADI等[27]制备的固定化单宁酶在39 h茶汤处理和冷藏储存一个月后酶活力仍保持稳定。苏二正[5]研究表明，以海藻酸钠为载体，通过交联-包埋-交联法固定化β-葡萄糖苷酶和单宁酶效果最好，酶活性回收率分别为46.0%、76.6%，贮藏42 d后活性保留率分别为73.3%、72.5%，固定化酶能显著提高酶对热、酸碱、化学试剂的稳定性以及贮藏稳定性和重复使用率。

固定化酶技术的高成本限制了其在速溶茶生产上的大力推行，对固定化酶新方法和新材料的探索有利于降低生产成本，推进固定化酶技术在实际生产中的应用。

4 总结与展望

速溶茶加工中常用的酶有纤维素酶、果胶酶、单宁酶、蛋白酶、多酚氧化酶等，表1总结归纳了这些酶在速溶茶加工过程中的作用机理和应用效果。

表1 常用酶在速溶茶加工中应用的作用机理及效果Table 1 The mechanism and effect of enzyme in instant tea processing

速溶茶的得率、风味和澄清度一直是制约速溶茶行业发展和高品质速溶茶开发的技术难题。酶技术通过促进茶叶中不利及无效成分的有益转化，改善速溶茶的感官品质和稳定性，能有效解决速溶茶得率低、冷溶性差、浑浊等问题，而固定化酶技术能有效扩宽酶制剂的应用方式和应用范围，有助于实现生产的连续化、工业化、自动化。此外，酶技术可以用于制备功能型速溶茶，利用多酚氧化酶氧化儿茶素已成为高茶黄素速溶茶的常用制备方法，龚志华等[28]利用多酚氧化酶催化速溶绿茶酶促合成茶黄素，政和大白茶添加外源酶后合成的茶黄素浓度为自身酶促合成的5.43倍，李丽霞等[29]制备的速溶绿茶酶促氧化产物中茶黄素含量达14.68%，显著高于红茶提取物。酶技术还可以用于降解茶叶中有机磷农药残留，提高速溶茶质量安全。傅秀花[30]对茶叶中有机磷农药酶降解技术展开研究，结果表明，在绿茶浸提时加入35 μ/mL有机磷降解酶30 min后，水胺硫磷降解54.5%，甲胺磷、乐果、三唑磷降解率都在80%以上，且对茶汤品质无明显影响。相信随着酶资源的不断增多和工艺的不断发展，酶技术在速溶茶加工中会发挥越来越重要的作用，给速溶茶行业带来更广阔的发展前景。