普洱茶发酵过程中茶多糖分子量变化研究

张文彦,刘文君,袁文侠,李亚莉,龚加顺,＊

(1.云南农业大学食品科学技术学院,云南昆明 650201; 2.云南农业大学普洱茶学院,云南昆明 650201)

普洱茶发酵过程中茶多糖分子量变化研究

张文彦1,刘文君1,袁文侠2,李亚莉2,龚加顺1,＊

(1.云南农业大学食品科学技术学院,云南昆明 650201; 2.云南农业大学普洱茶学院,云南昆明 650201)

从不同微生物发酵的普洱茶中提取茶多糖,并对其分离纯化、分子量分析,明确茶多糖在发酵过程中的变化规律。采用热水浸提乙醇沉淀法提取茶多糖,双氧水脱色,再用凝胶色谱(GPC)法测定其分子量。结果表明,由木霉和酵母发酵的普洱茶多糖提取物中糖分与蛋白质含量均随着发酵时间的延长而增加。由木霉发酵的普洱茶中多糖的分子量随着发酵时间的延长先增大然后减小;由酵母发酵的普洱茶中多糖的分子量未呈现出规律性变化。结果表明,茶原料、发酵的微生物种类以及发酵时间等对发酵普洱茶中多糖分子量都有影响。

普洱茶,茶多糖,分子量,微生物

表 3 木霉发酵普洱茶阶段样中茶多糖分子量的变化

表 4 酵母发酵普洱茶阶段样中茶多糖分子量的变化

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

普洱茶 1-1(原料)、1-3(木霉发酵 20d)、1-7 (木霉发酵 60d);普洱茶 2-1(原料)、2-4(酵母发酵30d)、2-5(酵母发酵 40d) 由云南万红扬茶业有限公司提供;食用酒精、过氧化氢、氨水、苯酚 购自天津市化学试剂三厂;浓硫酸、葡聚糖、浓磷酸 购自天津市瑞金特化学品有限公司;考马斯亮蓝 G-250购自昆明杰辉生物技术有限公司。

722s型可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司;HH-2型数显恒温水浴锅 常州市华普达教学仪器有限公司;旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂;电子天平 沈阳龙腾电子有限公司;电热恒温鼓风干燥箱 上海中友仪器有限公司;移液枪,冰箱等。

1.2 实验方法

1.2.1 茶多糖样品的制备工艺 普洱茶样(30g)→乙醇常温浸泡 1d→过滤→茶渣→乙醇常温浸泡 1d→过滤→茶渣→100mL 85℃蒸馏水浸提 2h→过滤→茶渣 +滤液Ⅰ→茶渣→100mL 85℃蒸馏水浸提 2h→过滤→茶渣 +滤液Ⅱ→合并滤液Ⅰ和滤液Ⅱ→旋转蒸发仪浓缩至 50mL左右→加 3倍体积乙醇沉淀→过滤→收集沉淀→少量蒸馏水溶解→加 1/10体积过氧化氢 (氨水调 pH8.0)于 45℃恒温水浴锅中脱色 3h→加 3倍体积乙醇沉淀→过滤→收集沉淀→少量蒸馏水溶解→过滤→滤液→加 3倍体积乙醇沉淀→过滤→收集沉淀→55℃恒温干燥箱干燥→茶多糖样品

1.2.2 茶多糖糖分含量的测定[10]采用苯酚—硫酸比色法。茶多糖糖分含量按方程 y=0.0066x+ 0.0068(x为糖分含量,y为吸光度)进行计算, R2=0.9872。

1.2.3 蛋白质含量的测定[11]采用考马斯亮蓝比色法。蛋白质含量按方程 y=6.09x-0.001(x为蛋白质含量,y为吸光度)进行计算,R2=0.996。

1.2.4 茶多糖分子量的测定 采用 GPC法进行测定[12]。

2 结果与分析

2.1 木霉发酵普洱茶阶段样的茶多糖中糖分与蛋白质含量

原料、木霉发酵20d、木霉发酵60d普洱茶样所制备的茶多糖样品中糖分与蛋白质含量测定结果见表1。

表 1 木霉发酵普洱茶阶段样的茶多糖中糖分与蛋白质含量

从表 1可以看出,由木霉发酵的普洱茶多糖提取物中糖分与蛋白质的含量均随发酵时间的延长而增加。

2.2 酵母发酵普洱茶阶段样的茶多糖中糖分与蛋白质含量变化

由表 2可看出,由酵母发酵的普洱茶多糖提取物中糖分与蛋白质的含量也是随着发酵时间的延长而增加。

表 2 酵母发酵普洱茶阶段样的茶多糖中糖分与蛋白质含量

2.3 木霉发酵普洱茶阶段样中茶多糖分子量变化

用 GPC法对原料、木霉发酵 20d、木霉发酵 60d普洱茶样所制备的茶多糖样品进行分子量分析,结果见表3。

从表 3可以看出,由木霉发酵的普洱茶中茶多糖的峰位分子量、重均分子量、数均分子量、Z均分子量、分散度,原料的含量最低,随着发酵时间的延长均呈现出先增大后减小的变化规律。

2.4 酵母发酵普洱茶阶段样中茶多糖分子量变化

采用 GPC法对原料、酵母发酵 30d、酵母发酵40d普洱茶样所制备的茶多糖样品进行分子量分析,结果见表4。

从表 4可以看出,由酵母发酵的普洱茶中多糖的峰位分子量,随着发酵时间的延长先增大然后减小;重均分子量与数均分子量,随着发酵时间的延长而逐渐减小;Z均分子量与分散度,随着发酵时间的延长先减小然后增大。

3 讨论

3.1 影响发酵普洱茶茶多糖中糖分及蛋白质含量的因素

两种普洱茶茶多糖中糖分与蛋白质的含量均随着发酵时间的延长而增加。这可能是普洱茶在发酵过程中纤维素、淀粉、果胶等非水溶性碳水化合物,在微生物、酶等作用下被分解为水溶性的碳水化合物,从而使糖分的含量得到提高[13]。另外,茶原料以及微生物种类等对其含量也有影响。同时,证实了茶多糖是一种与蛋白质结合的水溶性酸性糖蛋白,进一步说明茶多糖是一种糖蛋白,其中的蛋白质并非杂质,可能对其活性有重要贡献[14]。

3.2 影响发酵普洱茶中茶多糖分子量的因素

由木霉发酵的普洱茶中茶多糖的峰位分子量、Z均分子量以及分散度等随着发酵时间的延长均先增大后减小;而这些量在酵母发酵的普洱茶茶多糖中未呈现出一定的变化规律。这种差异可能与发酵时间、微生物及茶原料不同有关。

4 结论

4.1 由木霉和酵母发酵的普洱茶茶多糖提取物中糖分与蛋白质的含量均随着发酵时间的延长而增加。

4.2 由木霉发酵的普洱茶中茶多糖的分子量,随着发酵时间的延长先增大然后减小;由酵母发酵的普洱茶中茶多糖的分子量未呈现显著的变化规律。

4.3 茶原料、发酵的微生物种类以及发酵时间等因素对发酵普洱茶中茶多糖的分子量都有影响。

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Study on changes of molecularweight of Puer tea polysaccharide during ferm entation

ZHANGW en-yan1,L IUW en-jun1,YUNW en-xia2,L IYa-li2,GONG Jia-shun1,＊
(1.Faculty of Food Science and Technology,Yunnan AgriculturalUniversity,Kunming 650201,China; 2.Faculty of Puer Tea,Yunnan AgriculturalUniversity,Kunming 650201,China)

The tea p olysaccha ride was extrac ted from Pue r tea fe rm e ta ted by d iffe rentm ic robe,then was sep a ra ted and p urifica tion and ana lyze its m olecula r we ight,so tha t we could c lea r its change the law in the p rocess of fe rm enta tion.Firs t of a ll,we used hotwa te r to extrac t and the e thanol to p rec ip ita te it;fina lly,the m olecula r we ight was de te rm ined us ing the Ge l Pe rm ea tion Chrom a tog rap hy(GPC)m e thod.The results showed tha t the contents of ca rbohyd ra te p a rt and p rote in p a rt in tea p olysaccha ride extrac ted from Pue r tea fe rm ented w ith trichode rm a and yeas twe re inc reased w ith inc reas ing fe rm enta tion t im e.The m olecula r we ight of tea p olysaccha ride in Pue r tea fe rm ented w ith trichode rm a was inc reased w ith fe rm enta tion t im e,and then dec reased w ith inc reas ing t im e.Howeve r,the m olecula r we ight of Pue r tea fe rm ented w ith yeas t had no s ignificant change the law.It sugges ted tha t the fac tors such as tea m a te ria l,m ic robe and fe rm enta tion t im e had obvious effec t on the m olecula r we ight of Pue r tea.

Pue r tea;tea p olysaccha ride;m olecula rwe ight,m ic robe

TS272.2

A

1002-0306(2010)03-0114-03

普洱茶原产于云南澜沧江流域,属于后发酵茶,为六大茶类中的黑茶类,是采用云南大叶种晒青毛茶为原料,经微生物固态发酵、干燥等工序加工而成[1]。国内外许多研究表明,普洱茶具有预防血脂升高的作用[2]。其中,茶多糖是普洱茶的重要活性成分,它对其风味和功效有重要的影响。茶多糖 (Tea polysaccharide)是一种相对分子质量约为 1×104～5×104的水溶性复合多糖,主要成分有葡萄糖、阿拉伯糖、核糖、半乳糖、甘露糖、木糖及果糖等,对人体具有重要的生理功能[3],其中,总糖量约占 1/3,蛋白质和果胶约占 1/3,灰分、水分及其他成分约占 1/3,易溶于热水[4]。茶多糖具有降血糖、血脂,提高机体免疫力、抗凝血、抗血栓、耐缺氧、抗紫外线、X射线辐射等一系列特殊保健功能[5]。研究证明,一般随着茶叶原料的老化含量增加[6]。茶多糖的提取一般采用水提工艺[7]。据分离纯化后的茶多糖经紫外吸收图谱表明,茶多糖中存在蛋白质,即茶多糖中的多糖与蛋白质呈紧密结合状态,茶多糖实为一种糖蛋白[8]。茶多糖可开发成产品用于医药、保健食品行业[9]。茶多糖的研究主要集中在提取方法及其生理作用等方面,有关其在发酵过程中分子量及不同发酵批次的变化规律还不清楚。为此,提出研究普洱茶发酵过程中茶多糖分子量变化情况,为控制普洱茶的发酵条件提供理论依据。

2009-04-07 ＊通讯联系人

张文彦 (1986-),女,硕士研究生,研究方向：食品生物技术。

国家自然科学基金(30760152,30660116);国家科技支撑计划(2007BAD58B00)项目资助。