茶叶蛋白研究现状及发展对策2010年5月14日

茶叶蛋白研究现状及发展对策2010年5月14日2010-5-14 18:49:32来源：中国食品质量报□ 胡晓倩杨代群茶叶是人们日常生活中的重要饮料，具有饮用、营养、保健、药理、人文等多元价值。

茶叶组分中有机化合物约有450种以上，无机矿物营养元素也不少于15种。

茶叶的主要成分有茶多酚、氨基酸和蛋白质、芳香物质、生物碱、糖类化合物、茶色素、维生素和酶等。

其中，茶叶蛋白约占茶叶干重的15%-30%，水溶性蛋白约占总蛋白的1%-2%。

因此，绝大多数为非水溶性蛋白，主要包括谷蛋白（82.05%）、醇溶蛋白（13.61%）、白蛋白（3.47%）、球蛋白（0.87%）等；一般不溶于水，只溶于稀酸和稀碱溶液。

目前，国内外对茶多酚、茶色素、茶多糖等水溶性成分的研究和应用已很深入并且非常广泛，但对茶叶蛋白的研究目前还主要局限在实验室阶段的提取和改性，特别是对非水溶性茶叶蛋白的研究和应用鲜有报道。

因此，本文对茶叶蛋白的研究现状进行了归纳总结及分析，提出了发展对策和建议。

茶叶蛋白的研究现状分析水溶性茶叶蛋白的提取主要是将茶叶样品加入沸水后冷凝回流抽提2次，再加碱式醋酸铅，沉淀后过滤2次，干燥即得粗蛋白。

提取非水溶性蛋白有单一酶法、碱溶法和复合法，其提取率分别为11.25%、54.97%、81.83%，提取的蛋白质样品纯度分别为51.12%、54.25%、60.40%。

碱溶法和单一酶法提取效率不高，且所得蛋白水溶性不强，相比较而言用复合法提取茶叶蛋白的效果最好。

单一酶法提取非水溶性茶叶蛋白主要影响因素有酶提温度、酶提pH值、酶提时间、酶用量。

酶提温度对茶叶蛋白的影响较大，而最佳的酶提温度为30℃，此时茶叶蛋白提取率达80.98%；最佳酶提pH值为9；最佳的酶提时间为60min，增加酶提时间反而会降低其提取效率，这可能与茶叶蛋白的水解度有关。

在制备植物源蛋白时要求蛋白产品的水解度要低，这样可提高蛋白的品质和营养性能，因此在制备过程中提取时间应适当减少；酶用量应为1500U/g，添加适量的酶可提高蛋白质的提取率，但进一步添加酶提取率变化不大，原因可能是由于酶的主要作用对象是已经溶出的蛋白而在溶解性不改变的条件下单纯提高酶用量的效果不明显。

碱溶法提取非水溶性茶叶蛋白主要影响因素有固液比、提取温度、碱溶pH值、时间。

固液比小于1∶40时，茶叶蛋白的提取率过低，但持续增加反应体系的水量也会降低蛋白的提取率，因此1：40为最佳固液比。

提取温度在75℃和80℃两个温度下蛋白提取效率差别不大，从工业应用考虑75℃为最佳碱溶温度。

当碱溶pH值小于12时，提高pH值对蛋白的提取影响较大；当碱溶pH值大于12时，pH值的改变对提取率影响较小。

在碱浓度过高的条件下，可溶性蛋白会发生美拉德反，同时氨基酸之间有可能发生脱水缩合反应，生成赖氨酰、丙氨酸等对人体有害的物质，所以选择在较低pH值下进行碱溶是必要的，最佳碱溶pH值为12。

碱溶时间达50min后，继续碱溶并没有明显提高茶叶蛋白的提取率，因此最佳碱溶时间为50min。

复合法是建立在碱溶法和单一酶法的基础上的，即在碱溶后添加适量蛋白酶的方法来提取茶叶蛋白。

复合法提取率受碱溶法和单一酶法影响因素的综合影响，其最佳工艺条件为：碱溶pH值12、温度75℃、时间50min、固液比1∶40；再次酶提的pH值9、温度30℃、时间60min、酶用量1500U/g。

茶叶蛋白的改性由于绝大多数茶叶蛋白不溶于水，难以直接被人体吸收，因此在提取纯化后要适当改性，使其成为消化吸收好的食用、饲用蛋白，以及加工成食用乳化剂、起泡剂和胶凝剂。

通过改性前后的红外光图谱比较可知，改性后的蛋白质分子发生了降解，肽链长度变短，暴露出的羧基、氨基、羟基更多，极性增强，从而使改性后的茶叶蛋白的性质和功能发生改变。

非水溶性茶叶蛋白改性主要有稀酸法和酶法。

改性后茶叶蛋白的功能性质主要有以下几个方面。

首先是茶叶蛋白的溶解性。

蛋白质的溶解性被认为是功能性质中最重要的方面，好的溶解性可扩大蛋白质的潜在应用。

蛋白质的溶解性影响着蛋白质的其它功能性质，茶叶蛋白在pH值4.0时溶解度最低，因为pH值4.0是其等电点；在pH>4.0的区域内，随pH的增大，溶解度增加；在等电点以下的酸性条件下，茶叶蛋白质的溶解度随pH的降低而增加。

改性前茶蛋白的溶解性很差，远低于大豆浓缩蛋白（SPC）；改性后，尤其经酶法改性后其溶解性能接近或优于SPC的溶解性。

其次是茶叶蛋白的吸水性。

蛋白质的吸水性是蛋白质的一个重要的功能特性，在蛋白质食品的加工过程中起着非常重要的作用。

改性后的茶蛋白吸水性有较大的增加。

这是因为改性后的茶蛋白分子发生了降解，肽键部分断裂，游离出更多的氨基和羧基，导致蛋白质分子通过极性基团吸附的水量增加。

水解度在0%-3%范围内，酶法改性蛋白质的吸水性增加很快；而当水解度大于3%时，吸水性反而减低。

再次是茶叶蛋白的吸油性。

蛋白质的吸油性是指促进脂肪吸收和脂肪结合的能力，吸油性与蛋白质含量有密切关系。

茶蛋白未经水解时的吸油性与SPC差不多，但改性后由于茶叶蛋白分子表面的极性基团增加，其吸油性反而大大降低，且随着水解度的增加，吸油性呈下降趋势。

第四是茶叶蛋白的乳化性。

蛋白质能扩散并吸附在油水界面，这是决定其乳化性的最重要特征，乳化现象的产生依赖于物质的快速吸收、在内部的展开和复位，而乳化稳定性取决于物质内部自由能力的减少和膜的流变学性质。

未经改性的茶蛋白乳化性比SPC差，稀酸改性后使乳化性稍降。

酶解的水解度在0%-6%范围内，乳化能力与水解度成正相关；当超过6%以后，乳化性呈下降趋势。

这是由于水解超过一定程度后，蛋白肽的分子太小，在油滴表面形成的蛋白质膜强度降低，膜的粘弹性也降低，乳化性下降。

随着水解度增加，乳化稳定性也随之降低，这是由于吸附在油滴界面上蛋白质分子间相互作用减弱，蛋白质膜强度降低的缘故。

最后是茶叶蛋白的胶凝性。

蛋白质的凝胶性是指蛋白质形成胶体结构的性能。

稀酸化学改性及酶法改性（水解度3%）的茶蛋白能形成凝胶，优于SPC，但酶水解度超过3%时，凝胶性逐渐下降。

这是由于茶叶蛋白过分酶解后，肽链变短，分子量变小，蛋白质分子间的结合力下降的缘故。

茶叶蛋白资源应用发展前景与对策茶叶蛋白不但具有营养保健功能，还具有清除体内超氧阴离子、降低血脂的作用，同时对预防放射治疗时引起的致突变效应有保护作用，具有广阔的开发应用前景。

加快改性后茶叶蛋白提取的工业化生产茶叶资源开发利用的方向之一是对茶叶有效成分的提取，而目前茶叶蛋白的提取和改性大多处在实验室的研究阶段。

早期，一般利用改性后的茶叶蛋白作为食物或饲料中的功能性营养成分，在非食品工业方面应用很少，价格也较低。

但从近几年的研究来看，有关改性后茶叶蛋白质的应用研究逐渐增加，涉及食品、生化、医药、化妆品、纺织、塑料、皮革等行业。

茶叶蛋白分子的肽键、端基和侧基等活性基可作为化学改性和交联点位，用来产生新的聚合物结构。

因此，充分把握茶叶蛋白分子中各活性基团的特点，通过适当的化学改性来增加或增强蛋白质的各种功能性，就可加快改性茶叶蛋白在工业上的生产，从而在非食品方面取得广阔的应用前景。

改性后茶叶蛋白性质发生改变有利于在食品、医药、饮料、环保等方面的应用，因此对茶叶蛋白进行深加工能提高茶叶的经济价值和资源的有效利用率。

茶叶蛋白是一种植物蛋白，也是一种非常有用且可再生的生物降解高分子材料。

近年来，从环境和资源两方面考虑，人们开始重新研究利用天然高分子成分生产环境友好的生物降解塑料，并把它看作是解决这一世界性难题的理想途径。

工业上可用茶叶蛋白为原料，研制可被生物降解的绿色塑料，并且把它作为提高农产品附加值和农民收入的有效途径。

改性后的蛋白质性质发生一系列变化，如溶解性明显增大，因此可将其作为非功能性填充料或功能性添加剂应用在肉制品中，使它更好地被人体吸收。

加强茶叶蛋白的宣传力度可延伸和拓展其消费市场。

目前中国茶叶消费：一是城市消费大于农村；二是消费量与收入成正比；三是当地茶叶网点越多，人均消费量越大；四是中老年消费量大于青年人。

观注身边的饮茶人群不难发现，只有中、老年人才是饮茶的忠实消费者。

根据对北京市西城区一所小学进行的调查显示，学生经常饮用的饮料是可口可乐、雪碧等舶来品。

医学证明，6-12岁形成的味腺将影响其终生的饮食习惯，所以中国青年人的茶叶消费市场极小。

而日本从小学入学开始，就教导学生饮茶有益健康，每天饮茶一杯。

由此可见，中国在青少年中对茶叶进行的宣传远远不够。

中国茶叶所拥有的巨大市场没有被挖掘的主要原因是消费者对茶叶的认识不足，对茶叶及其附属产品的营养、保健、药用作用知之甚少。

此外，在欧美市场上，茶叶的主要竞争不在于红茶、绿茶等之间的竞争，而咖啡仍是欧美非酒精饮料市场的主要产品。

如果单纯从健康的角度说，欧美消费者从咖啡转向茶叶饮品的可能性是存在的。

但值得注意的是，欧美消费者对茶叶并不熟悉，对茶叶附属产品——茶叶蛋白更是陌生。

因此，开展对茶叶的研究，向消费者宣传茶叶及其附属产品的保健功效，对在欧美市场中推广茶叶及其附属产品是极其关键的。

中国茶叶消费市场的潜力直接影响中国茶产业的未来发展，所以要大力加强茶叶及其附属产品的宣传力度，主动出击，拓展消费市场。

茶叶蛋白具有多种功能，其消费市场和经济效益的提高，有赖于对茶叶蛋白的应用价值及工业生产的不断深入研究，并能将科学研究不断转化为市场价值。

我国具有丰富的茶叶资源，每年都产生成千上万吨茶叶加工后的茶渣，这些茶渣造成了巨大的资源浪费，所以茶叶蛋白的利用将会拓展广阔的应用前景，并能产生重要的经济效益和社会效益。