酶工程在茶叶深加工中的应用途径探讨

丁梁斌

（徐州生物工程职业技术学院卫生健康学院，江苏 徐州 221000）

酶工程技术属于当代“五大生物工程技术”之一。应用酶工程技术即通过工程学手段应用微生物细胞、酶或动植物细胞之中的某类功能，为社会生产提供服务。从总体上看，酶工程技术的应用范围较大，包含生产、开发、提取、分离等多项技术，且在茶叶的深加工领域，酶工程技术的应用具有重要的影响作用。

1 茶叶天然产物合成中酶工程技术的应用

酶在生物合成中具有较强优势，例如专业性强、反应效率高以及条件温和等。采用酶制剂对应用价值较高的天然活性物质实施合成，是当前生物技术领域中的重点研究问题之一。将酶工程技术应用于茶叶深加工领域，在成分修饰、成分合成2 个方面，已经取得了显著的进步，例如在茶黄素、茶氨酸的合成以及茶素分子修饰等方面，均可得到体现。

1.1 通过酶工程技术对茶黄素进行合成

茶黄素含有诸多医药保健功能，例如抗氧化、抗癌及抗炎活性等。红茶中的茶黄素含量仅占全部红茶干物质的3%～1.5%,并且其提取率较低，所以红茶茶黄素的市场供不应求，需要由茶叶深加工方面入手，解决供需矛盾。针对茶黄素前体物质儿茶素开展研究可以了解到，当前可以应用的茶黄素制备方式主要有化学合成法、酶制剂合成法等，酶制剂合成法可细化为游离酶法、固定化酶法等[1]。

采用酶制剂合成法合成茶黄素的主要措施是应用多酚氧化酶自身所具有的特性促使儿茶素得到氧化，之后进行茶黄素制取，这一操作具有良好的可行性。但需要注意的是，操作过程中温度、氧气、pH值均为重要的影响因素。

在酶固定化技术不断成熟、发展且固定载体愈加多元的情况下，采用固定化酶法对茶黄素进行制备，需要从茶鲜叶、植物以及真菌等多种途径获取的多酚氧化酶，并对相应的固定化方法进行应用。由树脂、纳米碳酸钙以及纤维素等形成的载体材料，可以应用于固定化多酚氧化酶的制备工作之中，并可以应用于茶黄素的制备。

1.2 使用酶工程技术合成茶氨酸

当前采用酶工程技术对有关于茶氨酸的制备工作开展研究，需要采用多个来源不同的GGT酶和不同的谷氨酰供体进行研究。因为如果直接从茶叶中提取茶氨酸合成酶可能导致其初选失活，并且应用微生物开展茶氨酸制备工作，或是将微生物固定化，随后获取固定化的细胞，之后均可制备茶氨酸。当前“茶树体内具有茶氨酸合成酶”这一事实已经被证明，并且茶氨酸合成酶为茶树独有，但是其在茶树体外极易失活，且因为茶鲜叶之中多酚物质的含量较大，所以其中的酶提取及利用工作受到了严重限制。以此为基础，开展茶氨酸制备工作需要首先对相应的谷氨酰供体进行选择，从而可以对含有GGT微生物的菌株开展固定化的处理工作，并可针对反应器进行相应的设计，从而为茶氨酸制备工作的顺利开展提供保障。

1.3 使用酶工程技术对儿茶素进行修饰

茶叶中所具有的茶多酚以儿茶素为主要成分，在茶多酚之中占比70%～80%，其中主要包括EC（表儿茶素）、EGC（表没食子儿茶素）、ECG（表儿茶素没食子酸酯）、EGCG（表没食子儿茶素没食子酸脂）4 种物质。其中EGCG 含量最高，并且具有最显著的活动。当前儿茶素具有较强保健功能已经被证明，但其中仍存在诸多问题。例如，儿茶素中含有的水溶性物质导致其不能在脂类产品中得到广泛应用，且因为其脂溶性相对较差，所以透过双脂层细胞膜的难度较大，也就难以顺利针对靶向作用点发挥作用，从而导致其自身活性大幅度降低。并且，儿茶素在生理环境之下，存在稳定性较差的情况，儿茶素的生物利用度仍相对较低，因此需要针对儿茶素的结构实施分子修饰工作。通过酶法针对儿茶素实施结构改造工作，能够强化羟基定位修饰，且在进行反应的过程中，并不需要针对基团实施特殊的保护，由于反应条件温和，儿茶素的生物活性能够在最大程度上得以保持[2]。

2 茶叶天然产物提取中酶工程技术的应用

茶叶中包含诸多具有保健功能以及医药价值的值得进行提取研究的天然物质，例如茶多糖、茶多酚、茶黄素、茶氨酸以及茶皂素等。但是，不同的天然产物在茶叶中的含量各不相同，且部分产物含量极低，若直接对其进行提取，提取率很低，所以有必要在茶叶天然产物提取工作中应用酶工程技术。当前主要通过胰蛋白酶、果胶酶以及纤维素酶等酶工程技术对茶叶实施水解，使茶叶组织结构遭到破坏，促使其中的天然产物向外释放，提升提取率。例如在适当条件下，应用果胶酶复合酶以及纤维素酶提取茶多酚，茶多酚提取率约为13.6%，儿茶素提取率则为6.5%～7.0%。同时，使用水酶法对茶籽油进行提取，效果相对较好，既不需要进行精炼加工，也不需要进行有机溶解，出油率较传统方法提高约7%，同时质量标准、营养物质含量以及风味口感均在一定程度上得到提升[3]。

3 茶饮料中酶工程技术的应用

3.1 固体速溶茶中酶工程技术的应用

从实际上来看，由茶叶中提取各项天然产物的工艺较为复杂，同时存在设备昂贵、环保要求较高等制约因素，且当前茶饮料工业越来越发达，市场对浓缩茶汁或速溶茶的需求量越来越大。但是，当前速溶茶生产方面存在稳定性差及制率低等缺陷。对于速溶茶的加工工作，主要过程为提取茶叶中的芳香物质，并尽可能的保持芳香物质，且还需对咖啡碱、氨基酸等进行提取，促使速溶茶的溶出率及浸提率得到提升。温度、酶添加量等多方面因素均能在加工速溶茶时对茶汤固形物含量以及萃取率产生重要影响，此时应用纤维素酶能促进速溶茶的提取率并提升稳定性，不仅保香效果更加良好，且进行冲饮之后，口感更加香醇。

3.2 液态茶饮料中酶工程技术的应用

现代茶饮料起源于20 世纪60 年代的美国，随后逐渐传入日本、欧洲以及我国台湾地区。20 世纪80 年代中后期，我国内地的茶饮料产业逐渐发展，主要产品包括凉茶、茶汽水、茶可乐等。近几年我国饮料市场之中茶饮料的占比越来越大，且茶饮料的生产工艺不断改进，但是因为茶饮料注重茶叶的香气成分，同时存在多酚类物质，所以存在营养损失、冷后混、芳香物质易散等不良情况。应用酶工程技术能有效解决以上问题，进一步推动我国茶饮料行业的发展。

4 结语

当前在茶叶深加工领域中，酶工程技术主要应用范围包括茶叶天然产物的合成提取以及茶饮料的制作等。随着时代发展，市场对于茶叶深加工提出了更多、更高的要求，酶工程技术在该领域之中的地位也就越来越重要，必然具有更好、更广阔的发展前景。