果胶在绿茶抽提过程中的“膜效应”机制及其筛选模型的构建

Although industrial tea beverage is now getting attention, its quality is still remarkably lower than traditional one. By manipulating the releasing rates of different tea components in tea extract, traditional methods can obtain good compositions. Nevertheless, due to the unclarity of how to manipulate the releasing rates of different components, this method is not capable to apply in industrial–scale production. Preliminary studies suggested that the releasing rates of tea components may be manipulated by the change of the pectin’s gelling property and its related membrane effect in plant cell wall. To verify this hypothesis, the variation of pectin properties in tea leaf processing steps and its influence on the releasing rats of different tea components will investigated via testing the in vitro and in vivo membrane effect of pectin to different tea component. First, influence of tea leaf manufacturing steps on the composition, structure, and properties of pectin will be tested. Then, in vitro and in vivo membrane effects of pectin during tea extraction will be tested via a reversed-current chromatography-like system, followed by modelling the membrane effects of pectin to individual tea components using response surface regression and correlation analysis. Finally, the mechanism of how do pectin’s membrane effects manipulate the releasing rates of different tea components will discussed using all results. This project will create a new way to improve the quality of industrial tea products, and will also offer a new research approach to other plant extract.

量产的茶饮料日益受青睐，但其品质与传统泡制茶汤差异显著。传统茶汤制法可通过控制茶叶内容物不同的溶出速率获得优质的茶汤组分，然而由于控制茶内容物溶出速率的机制还不明确，无法将其调控手段应用于工业化。课题组前期研究发现，茶叶内容物溶出速率的改变可能是通过改变细胞壁中果胶的凝胶化状态和与之相关的膜效应进行调控的。为了验证这一假设，本项目拟通过研究果胶在离体和组织内的状态下对茶汤成分的筛选作用，探讨果胶在绿茶制作过程中的变化和对茶叶内容物溶出速率的影响。首先研究绿茶制作中的主要工序对果胶的组成、结构和流变性的影响；然后通过逆流层析系统检测茶果胶在离体和组织内状态下对茶汤成分的筛选作用，并采用响应面回归和相关性分析建立果胶对各种茶汤成分的筛选模型，进而探讨绿茶果胶的膜效应机制。本研究将为工业化量产茶汤品质的提升提供新途径，为其他植物抽提物的研究提供新思路。

本项目通过研究提取条件对果胶成分及其凝胶性的影响确定原果胶的提取技术，并将其用于制茶工艺中的茶果胶变化的分析。探究茶叶果胶的体外凝胶机理和不同条件下茶叶果胶的粘度和凝胶性的变化，以分析茶叶果胶对不同茶多酚的体外筛选。最后通过逆流层析系统对茶叶果胶在组织内膜效应进行初步分析。.结果表明碱法可完全提取绿茶中的HG型果胶，果胶粘度约为90mPas，其凝胶强度约为市售商业果胶溶液的10倍。由于碱提果胶产生了果胶-蛋白复合物无法用于原果胶的提取。CBL酶提取的茶叶果胶酯化度较高，且对商业果胶、半乳聚糖、阿拉伯聚糖的等果胶主要成分没有降解作用，可用于茶叶原果胶的提取。超声辅助CBL酶法可从茶叶中提取95%以上的原果胶。.茶叶果胶的粘性和凝胶性的影响因素包括果胶类型的变化、酯化度的不同、蛋白质的结合程度以及盐离子、多酚等物质的含量。茶叶果胶主要由HG型区域和RGI型区域组成，降解其中任一区域可将其粘度提高1000倍，凝胶性提高50倍。果胶的酯化度越高凝胶性越好，且能增强钙离子的凝胶能力。在纯化去除盐离子、多酚和含氮化合物（蛋白质）的过程中，茶叶果胶发生了分子重组和分子聚合的现象。分子重组使得果胶的分子量增大，在此基础上发生的分子聚合对果胶的能提高果胶的凝胶性。.果胶的变化可使细胞壁出现较大的孔洞，有利于细胞内物质的释放。制茶工艺过程中杀青、干燥、烘焙的处理过程，能降解果胶HG区域降低其酯化度。果胶粘度和凝胶性的降低，可释放更多的茶叶内容物，释放速率越快。多酚成分中疏水性物质在果胶粘度较高的情况下通过细胞壁的效率较低。Ca2+浓度的增加能提高果胶的粘性和有效地阻止疏水性多酚的释放，更多地获得亲水性多酚物质。.该项目通过分析果胶的对多酚的筛选，证明果胶在制茶过程中的重要作用，为制茶工艺的选择提供新的思路，同时也对叶果胶在食品工业上的应用提供了数据支持。.