我國是產(chǎn)茶大國, 茶葉資源十分豐富, 但在茶 葉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量茶末、修剪葉、甚至滯銷 的粗老茶大部分沒有進(jìn)一步加工而當(dāng)作廢料處理, 同時(shí)速溶茶、茶飲料、茶多酚等企業(yè)也產(chǎn)生大量的 茶渣, 若這些茶渣不被再利用, 不僅造成資源浪費(fèi), 而且嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。因此深入研究茶葉及 其加工產(chǎn)生的茶渣的深加工和綜合再利用, 具有較 好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

近年來, 國內(nèi)外比較注重對 茶葉水溶性成分的研究與應(yīng)用, 但對非水溶性茶葉 蛋白質(zhì)的研究卻少有報(bào)道, 國內(nèi)僅有幾篇分別采用 堿法和 NaCl 溶液提取的初步研究報(bào)道。另據(jù)初步 研究報(bào)道, 茶葉蛋白和茶多酚一樣具有較強(qiáng)的保健 功能, 如茶葉蛋白具有抵抗突變和降血脂效果, 對 抗動脈粥樣硬化及冠心病可能有一定的預(yù)防作用。 目前, 對茶渣的利用一般是作為家禽用飼料, 而對 茶渣中含有約 20g/100g~30g/100g的蛋白質(zhì)卻沒 有很好地研究。食用蛋白質(zhì)是食品的重要成分, 他 不但提高了食品的營養(yǎng)價(jià)值, 而且對食品的質(zhì)量起 著關(guān)鍵作用, 這是因?yàn)楦鞣N蛋白質(zhì)都有不同的功能 性質(zhì)。蛋白質(zhì)的功能性質(zhì)是指其能應(yīng)用于最終產(chǎn)品 的物理化學(xué)性質(zhì), 他依賴于其分子大小和結(jié)構(gòu)以及 與其他成分(如碳水化合物、脂肪等)的相互作用。 在蛋白質(zhì)提取以及后處理過程中, 許多環(huán)節(jié)都會影 響蛋白質(zhì)的理化性質(zhì), 導(dǎo)致功能性質(zhì)的變化。 Hamada 研究發(fā)現(xiàn)酶法大米蛋白分離物比堿法大米 蛋白分離物的表面疏水性、乳化性和穩(wěn)定性低, 但 溶解度比較好。所以采用不同方法提取的大米蛋 白, 其功能性質(zhì)存在差異。本實(shí)驗(yàn)利用雙酶酶法提 取茶葉蛋白和茶鮮葉蛋白, 對茶葉蛋白的溶解性、 吸水性、吸油性、起泡性、乳化性等進(jìn)行測定, 并 且將其與茶鮮葉蛋白和大豆分離蛋白進(jìn)行比較, 同 時(shí)將得到的茶葉蛋白質(zhì)以部分替代大豆蛋白應(yīng)用于 中西式香腸中, 觀察是否影響其品質(zhì), 以期為茶葉 蛋白質(zhì)的應(yīng)用提供新途徑。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料 茶渣 ( 自制 ) : 市售杭州綠茶, 開水浸泡 3 次, 每次 15min, 烘干, 粉碎, 過 60 目標(biāo)準(zhǔn)篩, 得過篩 茶渣; 新鮮茶葉: 4 月中旬采自杭州小和山茶園; 復(fù)合蛋白酶購自丹麥諾和諾德生物制劑有限公 司。 

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備 721 型分光光度計(jì)(上海第三分析儀器廠), FA1004 電 子 分 析 天 平(上 海 精 科 天 平 制 造 廠), TDL-40B 離心機(jī) ( 北京亞力恩科學(xué)器材公司) , SQ211- 9B多功能食品加工機(jī) ( 上海帥佳電子科技 有限公司 ) , 101A- 2 型電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海市實(shí) 驗(yàn)儀器總廠), SHZ-82 恒溫振蕩器 ( 蘇州國華電器 有限公司 ) 。 

1.3 茶葉蛋白質(zhì)提取 茶渣或鮮茶葉→加水 ( 液固比 40 mL∶1 g ) → 調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)?pH 至 8.0、溫度至 50 ℃→加復(fù)合蛋白 酶提取→加熱鈍化酶→離心分離→蛋白質(zhì)提取上清 液→真空干燥 在調(diào)整 pH 后加入蛋白酶, 并迅速攪勻, 反應(yīng) 中嚴(yán)格控制溫度和 pH。終止時(shí)沸水浴滅酶 15 min, 然后離心 ( 10000r/min, 10min ) 分離。 

1.4 茶葉蛋白質(zhì)部分功能性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方法 

1.4.1 溶解性 配制 2.5 g/ 100 mL樣品溶液各 20 mL, 分別用 1 mol / L HC1 或 1 mol / L NaOH 調(diào)節(jié) pH 至 2、 3、4、⋯、10, 室溫振蕩 40min(振蕩過程中抽樣測 定并保持 pH)后, 以 4 000 r / min 離心分離 30 min, 測定上清液中蛋白質(zhì)含量, 用上清液中蛋白質(zhì)量占 樣品中總蛋白質(zhì)量的百分比表示溶解度。 

1.4.2 吸水性 0.5 g 蛋白樣品加 5 mL 蒸餾水置于離心管中, 混勻 l min 后, 在室溫下靜置 30 min, 4 000 r / min 離心 30 min, 測量上清液體積, 扣除后即為蛋白樣 品所吸水量, 吸水性為每克樣品所吸水毫升數(shù)。 

1.4.3 吸油性 0.5 g 蛋白樣品加 5 mL 花生油置于離心管中, 混勻 l min 后, 在室溫下靜置 30 min, 4 000 r / min 離心 30 min, 測量上清液體積, 扣除后即為蛋白樣 品所吸油量, 吸油性為每克樣品所吸油毫升數(shù)。

1.4.4 乳化能力和乳化穩(wěn)定性 取 l00mL2 g/100 mL樣品溶液, 中速勻漿 30 s 后加入 100 mL 花生油并不斷混勻, 再勻漿 1 min 后移入刻度離心管, 2 700 r / min 離心 5 min, 取出 讀體積。以乳化層體積占離心管液體總體積的百 分比來表示乳化能力。另取上述方法所得混合液 于 80 ℃保溫 30 min 后冷卻至室溫, 2 700 r /min 離 心 5 min, 取出讀體積。以乳化層剩余體積占乳化 層初體積的百分比來表示乳化穩(wěn)定性。 

1.4.5 起泡能力 200 mL1 g/ 100 mL樣品溶液, 攪拌 20 min 后 調(diào)節(jié) pH 值至 7.0, 轉(zhuǎn)入勻漿機(jī)高速(10 000 r / min) 攪打 2min 后, 迅速轉(zhuǎn)入 500mL量筒, 同時(shí)用少量 蒸餾水沖洗勻漿其內(nèi)壁, 讀取泡沫體積, 以攪打停 止時(shí)泡沫總體積與攪打前體積的差值占起泡攪打前 體積的百分比來表示起泡能力。 

1.5 茶葉蛋白質(zhì)在西式香腸中的應(yīng)用 以茶葉蛋白質(zhì)替代 50 %質(zhì)量的大豆蛋白質(zhì), 按文獻(xiàn)方法[13]制作西式香腸, 并與未替代的產(chǎn)品 相比評價(jià)其外觀形態(tài)、香味、口味、肉質(zhì)等。 

1.6 蛋白質(zhì)含量測定 采用考馬斯亮藍(lán)染色法。 1.7 茶葉蛋白質(zhì)氨基酸組成分析 按文獻(xiàn)[16]方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 茶葉蛋白質(zhì)的功能特性 植物蛋白的溶解性, 即在各種條件下的溶解程 度, 是影響蛋白質(zhì)在食品加工中利用程度的重要問題, 蛋白質(zhì)的其他功能特性如乳化性、氣泡性、黏 度等也多與其溶解性有關(guān)。蛋白的溶解度受到很多 因素的影響, 如溶液 pH 值、溫度、離子強(qiáng)度、蛋 白質(zhì)本身組成成分等。不同 pH 值對茶葉蛋白溶解 度的影響如圖 1 所示。 由圖 1 可知, 首先, 茶葉蛋白在酸性條件下溶 解度都較低, 在 pH4~5 之間有最低的溶解度, 只有 在強(qiáng)堿的條件下溶解度才有較大的上升, 這也說明 了采用堿法提取茶葉蛋白時(shí)堿液必須達(dá)到一定的濃 度。其次, 茶葉蛋白與大豆分離蛋白的溶解度之間 存在著較大的差異, 茶葉蛋白的溶解性低于大豆分 離蛋白, 這可能是由于兩者蛋白分子的特性不同引 起的。蛋白質(zhì)分子電荷密度及疏水性是影響蛋白質(zhì) 溶解度的主要因素, 較高的電荷密度和較低的疏水 性才能有較高的溶解性。氨基酸分析 ( 見表 1 ) 表 明茶葉蛋白中疏水性氨基酸的含量較高, 因此茶葉 蛋白與大豆分離蛋白相比, 較低的溶解度可能與其 較強(qiáng)的疏水性有關(guān)。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)的電泳結(jié)果, 茶葉 蛋白與大豆分離蛋白不同的分子量分也表明兩者蛋 白組成互不相同, 這也是造成兩者不同溶解度的重 要因素。

茶葉蛋白、茶鮮葉蛋白與大豆蛋白吸水性、吸 油性、乳化性、乳化穩(wěn)定性、起泡性和泡沫穩(wěn)定性

的比較見表 2。 表 2 茶葉蛋白、茶鮮葉蛋白與大豆蛋白功能性質(zhì)的比較

蛋白質(zhì)的吸水性表示蛋白質(zhì)的水化能力, 即蛋 白質(zhì)分子通過直接吸附及松散結(jié)合而在其分子周圍 形成水化層的能力, 這種吸水保水作用源于蛋白質(zhì) 分子表面的極性基團(tuán)與極性水分子具有親合性, 其 結(jié)果和分子中極性基團(tuán)的數(shù)目有關(guān)。蛋白質(zhì)分子表 面的極性基團(tuán)越多, 則吸水性越強(qiáng)。一般認(rèn)為多數(shù) 情況下吸水率隨著蛋白質(zhì)含量的增加而增加。本研 究發(fā)現(xiàn)茶葉蛋白與大豆分離蛋白相比吸水率比較 低, 一方面是因?yàn)椴枞~蛋白含量只有 84.5g/100 g, 蛋白質(zhì)分子結(jié)合的水分子少, 另一方面也說明了茶 葉蛋白分子表面具有較多的疏水基團(tuán)和較少的親水 基團(tuán)。 蛋白質(zhì)的吸油性是指蛋白質(zhì)與游離脂肪相結(jié)合 的能力, 對食品的風(fēng)味來說, 蛋白的吸油性是一重 要的功能特性, 可以提高食品對脂肪的吸收和保留 能力, 減少脂肪在加工過程中的損失, 進(jìn)而改善食 品的適口性和風(fēng)味。茶葉蛋白與大豆蛋白相比, 有 較強(qiáng)的吸油性, 這種吸油性之間的差異可能與蛋白 質(zhì)表面親脂基團(tuán)與脂類的羥基相結(jié)合的能力有關(guān), 同時(shí)也受分子結(jié)構(gòu)等因素的影響。茶葉蛋白較強(qiáng)的 吸油性表明蛋白分子表面有較多的疏水基團(tuán), 從而 能更好地與脂類物質(zhì)的非極性基團(tuán)相互作用。 蛋白質(zhì)分子同時(shí)含有親水性和親油性基團(tuán), 在 油水混合液中可以擴(kuò)散到油水界面形成油水乳化 液, 蛋白質(zhì)促使油和水形成乳化液并保持乳化液穩(wěn) 定的能力即為蛋白質(zhì)的乳化特性。蛋白質(zhì)的乳化能 力與其溶解性有關(guān), 較高的溶解度有較強(qiáng)的乳化能 力。茶葉蛋白溶解度低于大豆蛋白, 同樣濃度溶液 中可溶性蛋白數(shù)量較少, 因此乳化能力也較低。同 時(shí)乳化能力還與蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)有關(guān), 表面結(jié)構(gòu) 較緊密的蛋白分子, 其乳化能力也較低。此外, 乳 化體系的形成需要蛋白分子疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)同 時(shí)分別與油水兩相相互作用, 其結(jié)果也與分子中疏 水基團(tuán)、親水基團(tuán)比例有關(guān)。茶葉蛋白與大豆蛋白 不同的吸油性、吸水性可以在一定程度上反映二者在乳化過程中的親油基團(tuán)、親水基團(tuán)數(shù)量之比, 可 能茶葉蛋白分子中親水基和疏水基的比例對油水體 系形成乳化液的貢獻(xiàn)較小,所以其乳化能力不如大豆 蛋白。茶葉蛋白與大豆蛋白乳化能力之間的差異, 不僅反映出二者溶解度的不同, 也反映出不同的蛋 白組成及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 食品加工中的乳化劑, 不僅要求有一定的乳化 能力, 而且也要有一定的乳化穩(wěn)定性, 綜合考慮這 兩個(gè)方面, 茶葉蛋白的乳化特性并不次于大豆蛋 白。這種較強(qiáng)的乳化性可望用于肉類、冰激凌及烘 焙產(chǎn)品。 蛋白質(zhì)的水溶液受到機(jī)械攪拌時(shí)會有大量氣體 混入而形成相當(dāng)量的水—— —空氣界面, 蛋白質(zhì)分子 由于其極性及非極性基團(tuán)的存在, 表現(xiàn)出較強(qiáng)的表 面活性而吸附到水—— —空氣界面上形成蛋白質(zhì)膜, 從而降低界面張力, 促進(jìn)泡沫的形成, 同時(shí)部分肽 鏈在界面上伸展開來, 通過分子內(nèi)和分子間力相互 作用, 形成二維保護(hù)網(wǎng)絡(luò), 維持泡沫的穩(wěn)定。蛋白 質(zhì)的起泡性在很大程度上取決于蛋白的溶解性,在相 同的溶液 pH 值均為 7 時(shí), 茶葉蛋白的溶解性低于 大豆蛋白, 因此茶葉蛋白的起泡性較差。 總之, 雖然茶葉蛋白的吸水性、乳化性、發(fā)泡 性不如大豆分離蛋白, 但是茶葉蛋白具有較高的吸 油性和較高的乳化穩(wěn)定性, 這些性質(zhì)說明茶葉蛋白 具有良好的功能性質(zhì)。 

2.2 茶葉蛋白質(zhì)應(yīng)用于西式香腸 上述研究結(jié)果表明, 茶葉蛋白質(zhì)具有良好的蛋 白質(zhì)功能特性, 包括吸水性、吸油性、乳化性、起 泡性等, 因此在許多食品中具有廣泛的應(yīng)用前景。 同時(shí), 也有研究表明, 茶葉蛋白質(zhì)具有降血脂、預(yù) 防輻射損傷等功效, 因此, 作為功能性食品添加劑 應(yīng)用于食品中能起到一定功效。本研究將用酶法水 解得到的茶葉蛋白質(zhì)按 50%質(zhì)量比例替代原大豆分 離蛋白質(zhì), 應(yīng)用于西式香腸中, 將其與未加茶葉蛋 白質(zhì)的西式香腸相比, 在外觀形態(tài)、香氣、口味、 肉質(zhì)等均未有明顯區(qū)別。因此, 茶葉蛋白質(zhì)應(yīng)用于 西式香腸中部分替代大豆分離蛋白是完全可行的, 同時(shí)利用茶葉蛋白質(zhì)的生理功效, 可以提升香腸的 功能品質(zhì), 增添香腸新品種。

3 結(jié)論

茶葉蛋白的功能性質(zhì)與大豆分離蛋白相比, 吸油性、乳化性穩(wěn)定性較高, 而吸水性、乳化性、發(fā) 泡性稍低。茶葉蛋白質(zhì)應(yīng)用于西式香腸中, 在外觀 形態(tài)、香氣、口味、肉質(zhì)等品質(zhì)上與添加大豆分離 蛋白質(zhì)的西式香腸相比, 均未有明顯區(qū)別, 是一種 較好的功能性蛋白質(zhì)資源。