发酵型茶酒活性成分的研究进展
2022-12-12史梦娜李怡琪宋娓娜薛笛笛张一凡
◎ 史梦娜,李怡琪,宋娓娜,薛笛笛,胡 彩,张一凡
(沈阳师范大学 粮食学院,辽宁 沈阳 110034)
以茶叶为主要的原料与糖类、酵母等辅料混合,通过发酵制成的饮用酒被称为发酵型茶酒。茶叶中的活性成分和营养物质具有抗氧化、抗癌、降血脂以及消除疲劳等作用[1]。我国是世界上最早饮茶、酿酒的国家,并一直延续至今。茶酒是现阶段新型饮品的研究对象,其外观透亮、具有独特的茶香。在现阶段的发展中,酿造者逐步提高了营养成分的含量、增加了营养物质的种类,使茶酒具有更高的药理功能和保健作用。吕国英等[2]主要研究了茶酒的外观、口感以及毛尖茶叶中的茶素、茶单宁等成分的利用。由于茶酒在制造、运输和贮藏的过程中,酒体中的一些理化成分极易形成沉积物和不溶物质,而人工澄清技术能够有效促进不溶物质的沉降,从而获得性能比较稳定的产物。
1 茶酒中的主要活性物质
茶属于温和性饮品,而酒则具有强烈的刺激性,使用茶叶酿造的保健酒,既有酒的酒香,又有茶的独特口感。茶叶中的活性成分,如茶色素、茶多酚、生物碱、茶多糖和蛋白质等会随着发酵过程进入酒体中使茶酒富含营养和功效。
茶色素是一类具有溶解性的酚性色素,可溶于水,一般分为茶褐素、茶黄素、茶红素。茶褐素的含量最多,占比为总量的85%以上。茶多酚可以经过氧化聚合反应转化为茶色素,而茶色素结构不稳定,会随着温度和时间的变化而变化。
茶叶中所含有的酚类物质统称茶多酚,由儿茶素类、花色素类、花黄素类和酚酸等构成,是茶叶中重要的生物活性成分和呈味物质。儿茶素在酚类物质中占70%~80%,是茶多酚占比最多的物质[3]。茶叶中主要为顺式儿茶素,反式儿茶素为顺式儿茶素在高温下产生的异构物[4]。
生物碱是含氮的有机化合物,分别为咖啡碱、茶碱和可可碱,其中可可碱、茶叶碱以及其他嘌呤碱是咖啡碱合成与分解的产物。
茶叶中蛋白质和氨基酸一般占干物质总量的20%~30%,主要为非水溶性蛋白,含量最多的为谷蛋白,其次为白蛋白、球蛋白和精蛋白[5]。但可被直接利用的蛋白质仅占1%~2%。茶叶中含有人体所需的全部必需氨基酸,但游离态氨基酸的含量相对较少,其中茶氨酸仅存在于茶叶中,且在茶叶中含量最多。
茶多糖是一种酸性糖蛋白,含量约为21%,可与矿物质元素结合。茶多糖的蛋白部分由20种常见的氨基酸构成,阿拉伯糖、木糖、岩藻糖、葡萄糖以及半乳糖等组成糖的部分。
2 茶叶中活性物质的功能
DUH等[6]对普洱茶的抗氧化活性进行研究,结果发现普洱茶叶的水提取物质,如茶多酚、茶多糖等对于脂质体和非脂质体系统有明显的保护作用。何婷婷[7]发现,茶色素可以显著降低血清中甘油三酯、TC、LDL-C及血糖含量,并提高HDL-C的水平含量。
茶多酚具有降血脂、清除自由基及延缓衰老等作用,其抗氧化性显著高于其他抗氧化剂[8]。LU等[9]曾深入研究了普洱茶中茶多酚对HepG2细胞株胆固醇的生物合成的抑制作用,结果表明茶多酚可以有效抑制人体胆固醇的合成。潘喜华等[10]将从绿茶中提取的纯天然产品茶多酚做饲喂小鼠实验,发现小鼠体内血清超氧化物歧化酶活性明显高于对照组。
咖啡碱作为茶饮料中不可缺少的呈味物质,赋予产品特殊的风味。咖啡碱及其同系物能够同时对中枢神经系统和许多部位产生兴奋作用[11]。有研究表明,在普洱茶的渥堆过程中,其含量会上升,有关机理还有待研究。
茶汤中的胶状蛋白质对于茶汤澄清和溶液稳定性有着重要作用。茶氨酸是重要的含氮物质,可使茶叶具有鲜甘味道,同时还能改善脑神经功能,预防血管性疾病等。
陈金娥等[12]对不同茶叶中多糖和多酚含量清除自由基的作用进行检测,证实茶多糖具有抗氧化作用。孙延飞[13]采用水提醇沉法提取了红茶中的茶多糖,对其生物活性进行了深入研究。结果表明红茶多糖对保护肝脏、调节血糖血脂等有显著效果。
3 茶叶中活性物质与茶酒品质的关系
茶酒在贮放过程中容易产生沉淀,主要是因为茶汤纳米胶粒产生絮凝和沉降,茶叶中的物质与酒中的成分反应形成。例如,多酚类物质与蛋白质结合形成复合物,同时吸附茶酒中的多糖或者氨基酸,形成絮状体而产生浑浊沉淀。多酚类物质发生氧化和衰减等反应从而形成不稳定物质产生沉淀。绿茶中淀粉和果胶在高温下形成胶体溶液,温度下降后会聚集产生沉淀。灭菌茶酒中淀粉发生糊化,冷却后浑浊或絮凝。茶红素和茶黄素会对茶酒的通透和色泽产生影响,茶红素含量低透明度高。
4 影响活性成分品质的因素
杨海滨等[14]研究了茶汁母液量、糖以及酒精度对茶酒中茶多酚和儿茶素含量的影响,结果表明酒体中茶氨酸含量与酒精度数成正比,这3种因素共同作用,会降低咖啡碱的含量。谌永前等[15]研究发现不同溶剂、茶叶、用量与原酒的比例等对配制型茶酒中茶多酚含量均有不同程度的影响,从而影响茶酒的品质,茶酒的酒精度数高、茶叶用量大,且在搅拌的条件下更有利于茶多酚的浸出。张凌云等[16]研究了茶汁浸提温度、发酵液与茶汁比例以及发酵培养温度对茶酒活性成分的影响,结果表明这3种因素都会影响到茶多酚、氨基酸的含量,但对于儿茶素、咖啡碱含量的影响并不显著。
5 解决茶酒品质问题的措施
茶饮料中茶沉淀是首要技术问题。目前有吸附法、离心过滤法、膜过滤法等物理性方法和澄清剂法、添加剂法和包埋法等化学性方法。
孙庆磊等[17]研究发现,添加聚乙烯吡咯烷酮可有效地对茶饮中的茶多酚进行吸附,从而减少饮品中茶多酚浓度,减少沉淀反应的发生,改善了茶饮品的稳定性。在茶酒制备前期,一般可用离心过滤法除去大部分的沉淀物质。膜过滤法有微滤、超滤、纳滤和反渗透滤4种,微滤膜在去除沉淀的基础上保留茶酒中的营养活性物质,有效延长茶酒储存时间;超滤膜比微滤膜过滤更高效,但会截留一定量的茶多酚,使茶酒质量下降。
化学法也是常用的澄清方法。邱新平等[18]用明胶、皂土、硅藻土、壳聚糖、干酪素和PVPP这6种澄清剂进行了实验,结果表明最适澄清剂为壳聚糖。王熠等[19]研究了离心澄清、硅藻土、壳聚糖、单宁酶澄清以及3种澄清剂复合澄清试验,确定了在0.7%壳聚糖与4 U·g-1单宁酶协同澄清的条件下,澄清效果最好。
添加剂法中抗氧化剂能够降低茶叶中有效活性成分的氧化程度,减少褐变反应。常用的抗氧化剂有SO2、L-抗坏血酸、半胱氨酸等。常用抗氧化剂是二氧化硫,但过量会使人体内的酶活性被破坏,对身体健康产生影响;L-抗坏血酸与在一定程度上影响茶多酚等物质的氧化;半胱氨酸对于抑制多酚类物质氧化也有一定作用,可能会降低茶的特殊风味。
在加工工艺中,包埋剂通过对大分子包埋作用,减少外界条件中光、氧、热等的影响来提高产品透明度及色泽的稳定性。李钊等[20]研究证实了在茶饮料中添加β-CD能有效改善茶汤色泽变暗、透明度下降的现象,抑制儿茶素和黄酮醇类物质的降解;但其白色粉末状不易溶解,故在制备茶酒的中应控制量,防止产生浑浊。
6 结语
综上所述,茶酒是一种富含多种营养物质的低度酒,可以在一定程度上满足人们的健康需求。目前关于茶酒的活性功能成分和茶酒生产工艺对茶酒中理化性质的影响方面的相关研究还不完善,茶酒在制作、贮藏的过程中所含的活性物质发生褐变、沉淀等问题仍有待解决虽已有研究证明通过一定的方法可以降低茶酒沉淀与褐变程度,但由于发生的变化十分复杂,抑制其沉淀和褐变的方法都会有一定的缺陷,无法保证不对茶酒其他品质产生影响。因此对于茶酒的研究技术还需进一步深入。