外源酶對茶葉品質的研究進展

茶園生態化建設模式，涵蓋茶葉品種、栽培、土壤、生物、植保、肥料等領域。秉承以人類為中心的理性生態倫理學思想，為復興茶產業而努力。

隨著科技的發展，越來越多的科學技術應用於制茶工藝研究，為改善茶葉品質，許多學者在茶葉深加工中添加外源酶，酶具有專一性強，反應條件溫和，催化效率高等優點，在基本不影響其它品質的前提下利用外源酶製劑可有針對性地改善茶葉中某一特定物質的含量，進而提高茶製品的品質與產量。茶葉加工中常使用的酶有纖維素酶、果膠酶、蛋白酶及單寧酶等。

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纖維素酶和果膠酶

茶屬於雙子葉植物，通常成熟的植物細胞壁由中膠層、初生壁及次生壁構成。其構成成分包括纖維素、半纖維素、果膠及木質素。細胞壁降解酶系包括果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶，三者皆為複合酶。將纖維素酶和果膠酶等用於茶葉提取中，可降解細胞壁中的纖維素和果膠等多糖，改善細胞壁的通透性，提高茶葉內含物的提取率。

纖維素酶是降解纖維生成葡萄糖的一組酶的總稱，是由許多具有高協同作用的多組分水解酶組成的。習慣上將纖維素酶分為三種，分別是外切型葡聚糖酶、內切型葡聚糖酶和葡聚糖苷酶。外切型葡聚糖酶主要是破壞纖維素的結晶結構，起水化作用。它作用於不溶性纖維表面，使纖維素結晶鏈開裂，長鏈纖維素分子末端部分游離和暴露，使纖維素易於水化。纖維素晶體結構被破壞後，內切型葡聚糖酶即吸附在纖維素分子上，從鍵的內部任意位置切開β-1，4-糖苷鍵，將纖維素分子斷裂為纖維二糖和纖維三糖等。最後這些被裂解產物纖維二糖、纖維三糖和其他低分子纖維糊精由β-葡聚糖苷酶分解為葡萄糖。

果膠酶是一類分解果膠的酶的總稱，是含有多種組分的複合酶。通常情況下，根據果膠酶作用的底物和方式，果膠酶分為果膠水解酶、果膠裂解酶、果膠酯酶和原果膠酶。

果膠水解酶的作用是通過水解作用使果膠中多聚半乳糖醛酸α-1,4-糖苷鍵斷裂，果膠裂解酶則是通過反式消除反應促使果膠中多聚半乳糖醛酸α-1,4-糖苷鍵裂解。果膠水解酶和果膠裂解酶統稱為果膠解聚酶，它們的分解效果在表觀上是一樣的，即都具有降解果膠糖苷鍵的作用，都能造成還原糖含量增高和黏度降低。果膠酯酶的作用是可隨機切除甲酯化果膠中的甲氧基，即從果膠的半乳糖醛酸聚糖的主鏈上脫去甲氧基，釋放出遊離羧基並產生甲醇。原果膠酶的作用是將原果膠有限水解，從不溶性的原果膠中釋放出可溶性的果膠。

許多學者將纖維素酶和果膠酶應用在茶葉提取工藝中，發現纖維素酶和果膠酶能有效提高茶葉內含物的提取率。楊文雄等、梁靖等、ChandiniSK等的研究均表明，使用纖維素酶或果膠酶處理茶湯，能有效增加茶湯可溶性固形物含量。李鳳娟等利用纖維素酶進行低溫浸提，得到的水浸出物含量與無酶浸提相比更高。JaeHunKim等和汪珈慧等的研究表明，經纖維素酶處理後，茶湯中糖類、茶多酚、胺基酸、咖啡鹼、蛋白質等的含量都有不同程度提高。

果膠酶能水解茶葉中的果膠，破壞由蛋白質、茶多酚和果膠等化合物形成的穩定體系，使茶湯澄清。SandersonGW等和SaitoK等的研究表明果膠酶能有效改善茶湯澄清度，防止茶乳酪的形成。另外，Kinugasa等和SaitoK等發現纖維素酶和果膠酶對茶葉增香也有一定積極作用。

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蛋白酶

茶葉中含有豐富的蛋白質，使用蛋白酶將其酶解為胺基酸，不僅可以提高茶葉及茶葉蛋白的利用價值，還可以提高茶湯中胺基酸含量，改善茶湯品質。蛋白酶是水解肽鍵的專一酶類。按其水解多肽的方式，可以將其分為內肽酶和外肽酶兩類。內肽酶將蛋白質分子內部切斷，形成分子量較小的䏡和腖。外肽酶從蛋白質分子的游離氨基或羧基的末端逐個將肽鍵水解，而游離出胺基酸。蛋白質很容易與茶多酚發生絡合及沉澱作用，而酶本身也是一種蛋白質，因此在實際應用中，如果處理不當就會促進沉澱的產生，對茶飲料澄清度產生不利影響，另一方面，酶與茶多酚形成絡合物後其活性也必然會受到抑制，影響酶的利用效率。

譚淑宜等的研究表明，在紅碎茶及綠茶提取液中分別添加0.8%蛋白酶時，胺基酸提取率分別提高196.8%和72.8%。鄭寶東等研究報導，經木瓜蛋白酶處理後，茶湯中氨基態氮含量增加13%~39%，且茶湯有明顯的鮮味感，改善了茶湯風味。蛋白酶處理還可以提高茶汁膜過濾通量，羅盈昌的研究表明，經木瓜蛋白酶處理後，茶汁的膜過濾通量提高了9%~10%。孫素的研究結果表明，微生物來源的蛋白酶分解茶蛋白的效果比植物來源的好，植物來源的木瓜蛋白酶容易與茶多酚起混，微生物來源的鮮味酶效果最好，對茶湯中水溶性蛋白和非水溶性蛋白都有較強的分解作用。

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多酚氧化酶

多酚氧化酶可以促使兒茶素類物質氧化形成茶黃素、茶紅素和其它氧化聚合物，同時伴隨兒茶素的氧化，胺基酸、胡蘿蔔素類等香氣前體發生偶聯氧化，產生各種各樣的香氣化合物。趙冰等研究結果表明，用三種外源多酚氧化酶對普洱茶進行酶促處理後，茶多酚、兒茶素、胺基酸、茶紅素、胺基酸等的含量呈極顯著下降趨勢，而茶褐素含量則呈極顯著上升趨勢。付贏萱等研究發現，在普洱茶渥堆發酵時添加多酚氧化酶，能顯著縮短發酵時間，製成的普洱茶在滋味、香氣等感官品質上基本具有熟茶的品質。

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單寧酶

單寧酶全稱單寧醯基水解酶，它能斷裂酯型兒茶素中兒茶素與沒食子酸間的酯鍵或縮酚酸鍵並釋放沒食子酸，減少茶乳酪的形成，提高茶湯的澄清度並降低茶湯的苦澀味。

Takino等和Tsai等的研究結果均表明，單寧酶可以減少「冷後渾」現象，提高速溶茶的冷溶性。可口可樂公司利用單寧酶解決茶飲料的「冷後混」，取得了很好的效果。另外，單寧酶還可以改善茶湯滋味。曾洪濤等發現單寧酶能降低酯型兒茶素的含量，降低了茶的苦澀味。MinJerLu等在研究綠茶抗氧化性能時發現單寧酶處理組有更好的自由基清除能力，這可能是4種兒茶素的抗氧化活性不同（EGC>EGCG>EC>ECG）引起的。

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複合生物酶系的應用

武永福等將蛋白酶、果膠酶、纖維素酶三種酶進行復配，發現處理後的茶湯中咖啡鹼、茶多酚、水溶性蛋白質、胺基酸和水浸出物等的含量都有不同程度的提高，而酚氨比有所降低。LehmbergGL等用單寧酶和纖維素酶、果膠酶和半纖維素酶組成的複合酶或者植物水解酶處理茶葉，得到的產品有好的酸穩定性、茶湯色和澄清度。細胞壁多糖組分除纖維素和果膠之外還有半纖維素，因此酶法提取時適當添加半纖維素酶更有利於細胞壁的破壞。ShinjiK等在茶葉酶解提取過程中加入果膠酶、纖維素酶和半纖維素酶，發現茶葉可溶性固形物提高，且Brix值增加明顯。

（安根團隊摘自潘斐：酶和現代技術在普洱茶膏加工過程的應用研究）