本發明屬于茶葉利用,具體地說,涉及一種復合茶提取物及其制備方法與應用。
背景技術:
1、糖脂代謝紊亂容易誘發多種代謝性疾病,包括肥胖、2型糖尿病、非酒精性脂肪肝等疾病的發生,往往都與糖脂代謝異常有關。在2型糖尿病患者中,胰島素抵抗導致葡萄糖代謝障礙,同時也會引起脂質代謝紊亂,如高膽固醇血癥和高甘油三酯血癥,進一步加重病情。因此,在對2型糖尿病等代謝性疾病的預防調節以及改善治療過程中,糖脂代謝是十分重要的調節途徑,但臨床上用于治療這些疾病的一些常用藥劑如阿卡波糖,奧利司他和消膽胺等,往往只能通過糖代謝或脂代謝中的一種發揮治療作用,作用途徑相對單一,且均有著不同程度的副作用。當下,從天然產物中尋找和開發活性良好的物質來替代這些藥劑已成為研究熱點,而大量研究表明喝茶能通過調節糖脂代謝來減輕體重或降低糖尿病及其并發癥的風險,這也使得這使得茶成為功能性食品的研究熱點之一。
2、作為世界三大飲料之一,茶在中國乃至全球飲料市場的比重越來越來越高,這主要與兩方面原因有關。一方面是因為茶種類豐富,不僅能解渴,還有豐富的口感滋味,另一方面更是因為茶已被大量實驗結果證明含有許多對精神健康有益的活性物質,其中又以具有抗癌活性、抗氧化活性、抗心血管活性、抗菌活性、抗高血糖活性、抗肥胖活性和改善腸道健康等多種功效的茶多酚和茶多糖最具代表性。而傳統分類方式將茶依據不同的加工工藝(發酵程度由低到高)分為未發酵的綠茶,輕發酵的白茶、微發酵的黃茶,半發酵的烏龍茶(又稱青茶),全發酵的紅茶和后發酵的黑茶等六類。不同茶因加工工藝的不同在化學成分上差異較大,活性物質含量也不相同。因此,確定茶的主要化學成分,對其含有的能夠調節糖脂代謝的活性成分進行定向提取和富集,有利于推動其在控糖降脂保健領域的應用。
3、傳統名茶鳳凰單叢便屬于烏龍茶系,它種植生產歷史悠久,原產于廣東省潮州市鳳凰山系。單叢茶的品質受生長環境影響較大,且生長期較長,一年可采四到五季,通常按采摘時間分為春茶、夏茶、秋茶和冬茶。隨著季節的變化,茶樹生長的生態環境也隨之改變,氣候、溫度、濕度、水分等環境因素的不同,導致茶葉中的品質成分存在差異,其中春茶感官品質最高,夏茶因高溫而茶多酚積累較多導致味道苦澀,最終形成了單叢春茶供不應求,單叢夏茶供過于求的境地,這直接導致占單叢茶總產量20%的單叢夏茶利用不足,甚至單叢夏茶價格低廉也幾乎無人問津。事實上,單叢茶只是風味不佳,但茶多酚作為茶的代表性活性物質之一,在功能活性領域有著很大的開發利用價值,這也說明單叢夏茶或許可以另辟蹊徑的往功能性食品領域進軍,并在確保其活性的前提下,一定程度的改善其風味,便能揚長避短的發揮其及價格便宜和茶多酚含量高的優勢,規避其風味較差的劣勢。
4、安化黑茶是中國黑茶的始祖,是以湖南安化本地群體種的茶樹鮮葉為原料,經殺青、揉捻、渥堆發酵、松柴明火烘焙干燥等工序制成的干茶或以干茶為原料蒸、踩、壓而成的緊壓茶的總稱,現已成為中國國家地理標志產品。茯磚茶又是安化黑茶一系最有具代表性的一類茶,是一種具有悠久歷史和獨特工藝的緊壓型黑茶,擠壓加工過程中很容易產生茶葉碎末,這些碎茶只是外觀品相稍差,化學成分與成功擠壓成磚的茶并無顯著區別,卻往往被忽視浪費。另外,茯磚茶帶有特色的金黃色顆粒主要是由冠突散囊菌發酵代謝生成,這不僅賦予了茯磚茶獨特的“菌花香”風味,也為其帶來了醇厚、細膩和甘甜的宜人口感。更重要的是,對安化黑茶中活性物質的研究表明,其含有茶多糖和特殊的次級代謝產物等活性物質,從而具有增強脂質代謝,促進胰島素分泌和胰島素體內敏感性,調節腸道微生物代謝等功能,這可能對改善糖脂代謝紊亂有一定作用。顯然,茯磚茶不但滋味甘甜,更是在抗氧化降血糖等多個活性功能領域已被報道有不少應用。
5、復配茶是通過不同種類的茶葉或茶葉與其他植物成分(如香草、花瓣、水果等)進行混合,創造出的具有新風味和功能的復配茶,這種混合可以是不同產地、不同種類或不同加工工藝的茶葉,目前的市場環境已比較成熟而又因茶的種類豐富還有許多發展空間。此外,通過直接沖泡茶原葉的傳統飲茶方式存在茶活性物質溶出率低以及吸收利用不全的缺陷。
6、目前國內文獻報道的對單叢夏茶苦澀味道的改善,都是從降低其茶多酚的含量以減輕其苦澀感出發,但這無疑降低了其功能活性。且茶葉提取物的常規提取方法是傳統水提法,如常用的高溫水提法,雖具有便捷快速的優勢,但此法制備過程的得率較低樣品損失較大,并且單叢夏茶經水提法提取后依舊以茶多酚為主要成分,除非降低提取率,否則依舊苦澀感明顯。此外,現有文獻中針對茶葉中的活性物質的提取制備,多集中在活性成分的分離制備,如茶多酚的分離制備采用的方法包括溶劑萃取法,沉淀法和樹脂法三類。但這些方法都存在局限性:(1)萃取法有效成分含量和提取率較低;(2)使用多種有機溶劑且用量大,有些甚至是有害的溶劑(如氯仿)難為食品和醫藥等行業所接受;(3)需多次加熱、蒸餾工序,操作步驟復雜,成本高。(4)沉淀法和樹脂法相對溶劑萃取法更為簡單綠色,但其工業應用還不夠成熟,且分離制備的茶葉提取物活性作用靶點相對單一。
7、因此,繞開分離,通過直接聚焦如何減少茶葉提取物制備過程中的損失,如何制備活性物質更集中的茶葉提取物,且在明確了單叢夏茶和安化黑茶都具有調節糖脂代謝的能力,又確認了二者在化學成分和風味上各自的特征后,從復配茶的角度出發,利用這兩類具有充足來源且價格低廉的茶葉進行復配,獲得兼具風味且具有得率高而活性良好的復配茶提取物,是一種極具潛力研究方向,具有廣闊的市場前景和良好的經濟效益。
技術實現思路
1、本發明的所要解決的技術問題在于提供一種具有控糖降脂功能且得率高而活性良好的復合茶提取物及其制備方法與應用。
2、本發明解決上述技術問題的技術方案為:
3、一種復合茶提取物的制備方法,采用酶解-物理場輔助聯用法,包括如下步驟:
4、s1備料,取烏龍夏茶與黑茶碎茶,分別放入粉碎機中進行粉碎,獲得烏龍茶粉與黑茶粉備用;
5、s2酶解,按比例取烏龍茶粉與黑茶粉混合后按料液比加入去離子水,同時加入纖維素酶和果膠酶在震蕩工藝中進行酶解,酶解完成后獲得酶解液;
6、s3滅酶,將酶解液通過恒溫水浴法進行高溫滅酶,冷卻后獲得混懸液;
7、s4剪切,將混懸液使用剪切機中進行剪切,獲得剪切液;
8、s5均質,將剪切液放置到均質機中進行均質,獲得均質液;
9、s6離心,將均質液放置到離心機中進行離心,取離心后的上清液;
10、s7抽濾,將上清液置于布氏漏斗中進行抽濾,獲得濾液;
11、s8濃縮,將濾液放置于旋轉蒸發儀中進行減壓濃縮,獲得濃縮液;
12、s9冷凍干燥,將濃縮液轉移至凍干機中,進行冷凍干燥,干燥完成后進行回收,所得粉末即為所述復合茶提取物;
13、其中,所述烏龍夏茶為單叢夏茶,所述黑茶碎茶為茯磚碎茶。單叢夏茶因茶多酚積累導致味道苦澀而未能被有效利用,茯磚碎茶為產自湖南安化縣的茯磚茶在加工成磚的過程中產生的碎茶,這些碎茶只是外觀品相稍差,化學成分與成功擠壓成磚的茶并無顯著區別,卻往往被忽視浪費。本發明一方面利用單叢夏茶價格便宜的特點以及抓住了茯磚碎茶作為“加工廢料”價格便宜的特性,結合茯磚碎茶與茯磚茶化學成分無顯著差異而又具有被廣泛報道的控糖降脂活性和滋味甘甜的特點,將兩者混合開發為復合茶提取物的特定基料,另一方面另辟蹊徑地專注其活性功能,利用纖維素酶和果膠酶酶解的方式破壞細胞壁結構,促進活性成分茶多酚的溶出,并在中溫條件下進行酶解提取,對其活性成分影響小,對生產設備、設施要求不高,不涉及有毒有害有機溶劑的使用,對環境友好,符合食品加工規范,此外,采用高壓均質的方式進一步破壞其細胞結構,進一步促進了其活性成分的溶出,顯著提高了原料利用率,降低了生產成本。
14、具體的,所述s1備料步驟中,所述烏龍茶粉與所述黑茶粉經粉碎機粉碎后過60目篩獲得。
15、具體的,所述s2酶解步驟中,烏龍茶粉與黑茶粉混合的比例為重量比1:1~1:4;所述料液比為1:10~1:20g/ml;所述纖維素酶的添加量為茶粉總質量的0.25%~0.75%;所述果膠酶的添加量為茶粉總質量的0.25%~0.75%;所述酶解的酶解溫度為50~60℃;酶解時間為2~6h;所述震蕩工藝為在轉速為100~160r/min條件下進行搖床震蕩。利用纖維素酶和果膠酶共同酶解的方式破壞細胞壁結構,促進活性成分茶多酚的溶出。果膠酶能夠特異性地分解植物細胞壁中的果膠成分,使細胞壁結構松散,纖維素酶能夠將纖維素分解成較小的單元,破壞植物細胞壁,二者都能促進細胞內有效成分的釋放。此外在50~60℃的中溫條件下進行酶解提取,對其活性成分影響小,降低對生產設備、設施的要求。
16、優選的,所述纖維素酶與所述果膠酶的添加總量為茶粉總質量的0.8~1.2%。
17、具體的,所述s3滅酶步驟中,所述恒溫水浴法在90~100℃的環境下進行,反應時間為10~20min,反應后冷卻時間為5~15min。
18、具體的,所述s4剪切步驟中,所述剪切機的轉速為1000~5000r/min,剪切時間為5~10min;所述s5均質步驟中,均質壓力為10mpa~30mpa,均質次數為1~3次。通過剪切機對懸濁液進行剪切,使懸濁液中的懸濁物進一步被粉碎進而被分散到懸濁液中,進而使獲得的剪切液中懸濁物的粒徑更小、分布更為均勻,使剪切液在高壓作用下,高速流過具有特殊內部結構的容腔(高壓均質腔)時,可以使得剪切液中物料的細胞結構被充分破壞,促進物料中物質的進一步地溶出并達到均質的效果。
19、具體的,所述s6離心步驟中,所述離心機的離心力設置為8000~10000g,離心時間為20~30min;所述s8步驟中,所述減壓濃縮在溫度為50~60℃的環境下進行,濃縮至原體積的10%~20%;所述s9步驟中,所述凍干機的凍干溫度為-10~-20℃,干燥時間為20~30h。
20、本發明還公開了一種復合茶提取物,由上述復合茶提取物的制備方法制備而成。
21、具體的,所述復合茶提取物中活性成分得率≥30%,茶多酚含量≥28%,茶多糖含量≥22%,所述復合茶提取物具有抑制α-葡萄糖苷酶,α-淀粉酶,胰脂肪酶和膽固醇酯酶的能力以及膽酸鹽吸附和膽固醇膠束溶解抑制能力。
22、本發明還公開了一種復合茶提取物的應用,將上述的復合茶提取物作為添加劑在食品或保健品中的應用。
23、本發明具有以下有益效果:(1)本發明所采用的原料因其自身情況,利用其本身或價格便宜或被忽視浪費的特點,對其進行復合茶提取物的開發利用,在所限定的工藝條件下,能促進復合茶中茶多酚和茶多糖的溶出,所制備樣品具有得率高且活性良好進而表現良好的控糖降脂效果的特點,另辟蹊徑的為促進烏龍茶和安化黑茶的加工利用奠定理論基礎,且該工藝相對簡單,對生產設備、設施要求不高,不涉及有害有毒有機溶劑的使用,對環境有好,符合食品加工歸檔。
24、(2)本發明利用纖維素酶和果膠酶酶解的方式破壞細胞壁結構,促進活性成分茶多糖的溶出,并在中溫條件下進行酶解提取,對其活性成分影響小,此外,結合高壓均質的方式進一步破壞其細胞結構,進一步促進了其活性成分的溶出,顯著提高了原料利用率,降低了生產成本。
25、(3)本發明采用纖維素酶和果膠酶酶解法聯合物理場輔助法協同提取制備復合茶提取物,通過參數的協同如酶解比例、酶解時間、均質壓力、均質次數,極大程度的提升了烏龍茶和安化黑茶中以茶多酚和茶多糖為代表的活性物質的提取效率。
26、(4)本發明所得的復合茶提取物均具有良好的控糖降脂活性,并可通過抑制α-葡萄糖苷酶,α-淀粉酶,胰脂肪酶和膽固醇酯酶以及吸附膽酸鹽和抑制膽固醇膠束溶解等多個靶點改善糖脂代謝,能夠應用于食品和保健品中。