茯磚茶加工中的酶學研究簡述

陳桂梅

（陜西蒼山茶業有限責任公司·咸陽·712044）

茯磚茶為黑毛茶經過篩分、汽蒸、渥堆、壓制、發花和干燥等工序加工而成，過去主銷新疆、甘肅、西藏等邊疆省、區，故稱“邊銷茶”，是我國邊疆游牧民族生活的必需品[1]，具有很強的消食化膩功能。隨著生活水平的提高，內地人們由于攝入大量高脂高蛋白食物，導致三高及肥胖人群增多。近年來，茯磚茶逐漸受到內地市場的青睞。

茯磚茶初制過程中，鮮葉經高溫殺青后，原有的內源酶系統活性已基本鈍化。所以后期加工中出現的酶系與微生物代謝活動有著密切關系，一切生命活動都需要有酶的參與，微生物的酶促作用在茯磚茶形成獨特品質中起著動力作用[2]。本文就茯磚茶加工過程中參與的主要酶類進行簡單綜述，闡明這些酶類物質在茯磚茶品質形成和化學成分變化中的作用，并指出目前研究的空白。

1 茯磚茶加工中的主要酶類

1.1 多酚氧化酶

多酚氧化酶（EC 1.10.3.1），一類含銅的氧化還原酶[3]，催化酚類物質氧化成醌類物質，廣義上，分為三大類即酪氨酸酶、兒茶酚氧化酶和漆酶。研究表明，在黑茶加工過程中，多酚氧化酶活性由高到幾乎無活性又到活性增加，且后面表現的多酚氧化酶同工酶譜帶與鮮葉中的不一樣，并表明新的多酚氧化酶組分來源于微生物分泌的胞外酶[4，5]。渥堆過程是微生物群體的綜合作用過程，此階段多酚氧化酶是由多種微生物分泌產生，而在發花過程多酚氧化酶主要由優勢菌冠突散囊菌分泌產生[2]。在渥堆和發花過程中，微生物通過酶促作用將茶葉中的多酚物質氧化成茶黃素、茶紅素和茶褐素等產物，從而使得茶湯相比綠茶少了苦澀，入口綿滑回甘，茶湯顏色紅亮[5]。

1.2 過氧化物酶

過氧化物酶[Peroxidase，EC1.11.1.7（X）]是廣泛存在于各種動物、植物和微生物體內的一類氧化酶[6]。催化由過氧化氫參與的各種還原劑的氧化反應：RH2+H2O2→2H2O+R[7]。過氧化物酶是一種由單一肽鏈與卟啉（Protoporphyrin IX）構成的血紅素蛋白（Hemoprotein），脫輔基蛋白分子（Apoprotein）須與血紅素結合才構成全酶（Holoenzyme）[8]。渥堆中微生物不能分泌此胞外酶，渥堆初期檢測到的過氧化物酶屬于茶葉中的內源酶，由于其熱穩定性高于多酚氧化酶，所以在渥堆初期有少量酶活性存在[9]。

1.3 纖維素酶

纖維素酶（Cellulase）是降解纖維素的一組酶系的總稱，纖維素酶由三類不同催化反應功能的酶組成[10]，包括：①內切葡萄糖苷酶（endo-1，4-β-Dglucanase，EC3.2.1.4，來自真菌的簡稱EG，來自細菌的簡稱Cen），該類酶能隨機地在纖維素分子內部降解β-1，4 糖苷鍵；②外切葡萄糖苷酶（exo-1，4-β-D-glucanase，EC3.2.1.91，來自真菌的簡稱 CBH，來自細菌的簡稱Cex），它能從纖維素分子的還原或非還原端切割糖苷鍵，生成纖維二糖；③纖維二糖酶（3-D-glucosidase，EC3.2.1.21，簡稱 BG），它把纖維二糖降解成單個的葡萄糖分子，纖維素降解成葡萄糖的過程是纖維素酶各組分協同作用的結果[11]。

纖維素酶在茯磚茶制造中發揮著重要作用。經高溫殺青，茶葉中內源纖維素酶活性被急劇鈍化。渥堆12小時后纖維素酶活性明顯增強，至渥堆完畢時，其活性達到了渥堆前期的近3倍，這與微生物的代謝活動密不可分。由于其分泌的纖維素酶，使粗老硬脆、粘手感極差的渥堆葉逐漸軟化，粘手感增強，甚至還出現泥滑現象。發花階段，冠突散囊菌所產纖維素酶屬于酸性纖維素酶，耐高溫，因此在干燥階段升溫即是利用這一特性充分轉化茶葉中的粗纖維物質，形成茯磚茶特有的品質和風味[12]。

1.4 果膠酶

果膠酶是一類分解果膠物質的酶的總稱。包括果膠水解酶、果膠裂解酶、果膠酯酶和原果膠酶等[13]。在茯磚茶加工中，果膠酶使果膠物質水解成小分子的糖類物質，減少“絲網絡”，增強茶湯的醇和度，增加茯磚茶的品質風味[14]。

1.5 蛋白酶

蛋白質及氨基酸是茶樹體內含氮化合物的重要組成部分，蛋白酶是催化蛋白質中肽鍵水解的一類酶[15]。茯磚茶加工過程中主要以酸性蛋白酶存在，但其活性較低，酶促作用不及纖維素酶和果膠酶。

2 酶活性的變化與微生物種群變化的關系

茯磚茶初制過程中，鮮葉經高溫殺青后，原有的內源酶系統活性已基本鈍化，后期加工中形成的酶系主要由其中的微生物分泌。

表1 渥堆階段微生物類群變化與酶活性的關系[16]

從表1可以看出渥堆前期大量繁殖的是酵母菌，同時伴隨著少量細菌；渥堆中期，酵母菌和細菌數量依然呈增長態勢，同時大量霉菌開始生長；渥堆后期各種微生物數量有所下降，但渥堆結束時各種酶活性均達到最高[17，18]。

研究證實，黑曲霉是分泌胞外酶極為豐富的菌種，它不僅可以分泌纖維素酶、果膠酶、蛋白酶、脂肪酶和各種糖化酶等水解或裂解酶類，還可以釋放多酚氧化酶等氧化酶類[19]；酵母菌也屬于一類廣譜泌酶菌，對碳水化合物、果膠、纖維素及脂肪等均有一定的分解能力[20]，細菌同樣具有代謝上的全能性，多酚氧化酶、纖維素酶和果膠酶等都屬于細菌分泌胞外酶的范疇。研究表明，渥堆中多酚氧化酶、纖維素酶和果膠酶活性與真菌類數量變化（主要是酵母菌和霉菌）存在相當高的關聯度。酸性蛋白酶活性的高低僅與真菌類的黑曲霉有較強的關聯度，過氧化物酶活性與細菌和真菌類微生物的消長近乎無關聯性（表 2）。

表2 渥堆過程中幾種酶活性與微生物類群數量變化的關聯度[9]

發花階段，由于茯磚茶中的優勢菌——冠突散囊菌大量繁殖，它們從茶葉中吸取可利用態基質，進行代謝轉化，在滿足自身生長發育的同時，產生各種胞外酶（如多酚氧化酶、果膠酶、纖維素酶、蛋白酶等）作為有效的生化動力，催化茶葉中各種相關物質發生氧化、聚合、降解、轉化[21]。因此，茯磚茶渥堆中微生物種群的更迭及數量的消長，決定了整個體系中酶系的種類與活性水平；發花的實質是冠突散囊菌借助其體內的物質代謝與分泌的胞外酶的作用，實現色、香、味品質成分的轉化，形成茯磚茶特有的品質風味。

3 結語

茯磚茶的品質形成過程是多種酶促合成的過程，而這些酶活性高低又與加工過程中微生物的種群和數量相關。目前，有關茯磚茶加工過程中的酶學研究多集中在渥堆階段，而對發花階段茶內酶活性的變化則鮮見報道；同時對茯磚茶中的酶類研究不夠深入，僅僅局限于多酚氧化酶、纖維素酶和果膠酶，而對茶中的抗氧化活性的酶系未見報道。由于發花是形成茯磚茶獨特品質的關鍵工序，其中的冠突散囊菌在利用茶葉中的物質進行生長繁殖時會分泌一些胞外酶，通過酶促作用將茶葉中的物質進行轉化，滿足自身生長需要的同時也形成了茯磚茶特有品質和風味。因此，對發花階段酶的種類、活性高低、產酶機理、影響因素進行研究，對揭示發花與茯磚茶品質形成關系具有重要意義。綜上所述，對茯磚茶加工過程中與茶品質和保健相關的酶系及作用機理有待全面、深入的研究。

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