绿茶多糖在茶汤可逆沉淀形成过程中的作用研究

The chemical composition of green tea infusion sediment is clear, but the forming process, mechanism and influencing factors of the infusion sediment are uncertain. This problem has been difficult to be solved to date. Our preliminary study found that the protein in green tea infusion and its sediment were derived from tea polysaccharide conjugates (TPC) containing the covalent binding protein.TPC showed polysaccharide characteristics, and its protein properties were "shielded". TPC is not combined with epicatechin gallate (EGCG) to produce precipitation, and can inhibit the formation of EGCG and caffeine (CAF) precipitation, indicating that TPC involved in tea reversible sediment can not be attributed to tea polyphenols and protein binding. In this research, TPC, EGCG and CAF mixed solution system will be established by stepwise introduction of EGCG, CAF and metal ions to TPC solution indifferent pH and temperature conditions. The on-line tracking system is used to determine the microcaloric change, viscosity, hydrodynamic size, molecular weight, morphology, surface charge and so on in the single molecule-conjugate-coagulation-sediment derived from TPC, EGCG and CAF. The structural evolution characteristics of the molecule-conjugate-coagulation-sediment under different conditions will be studied. The relationship between the molecular structure and the sediment formation will be analyzed, and the formation of coagulation- precipitation will be explored to reveal the mechanism of reversible sediment derived from green tea infusion.

目前茶汤沉淀的化学组成已明晰，而沉淀形成的过程及机制尚不明确，导致无法从技术上解决茶汤沉淀问题。申请者前期研究发现：绿茶茶汤中的蛋白质来源于茶多糖（tea polysaccharide conjugates, TPC）中的共价结合态蛋白；TPC呈现多糖的理化特性，其蛋白质主要特性被“屏蔽”；TPC参与茶汤沉淀形成并非儿茶素与其蛋白质结合这一途径。本课题以绿茶多糖TPC为切入点，通过逐步引入EGCG、咖啡碱（CAF）、金属离子以及设定pH、温度等条件，建立TPC、EGCG和CAF三者为核心的混合溶液体系， 获取体系在单分子-结合物-凝聚体-沉淀形成过程中的微热量、流体力学尺寸、形貌、表面电荷、游离/聚合离子分数等指标的变化，以及结合物、凝聚体的分子互作信息，研究TPC、EGCG和CAF形成结合物-凝聚体-沉淀物的结构演化特征，解析演进过程及演进规律，揭示绿茶茶汤可逆沉淀的形成机制。

茶饮料产业的兴起加快了其主要原料—茶汤（茶浓缩汁、速溶茶粉）产业的发展。茶汤、茶饮料在生产、运输、贮藏、货架销售及消费等环节，存在冷却后易产生浑浊物（冷后浑）、沉淀，以及色泽和香气劣变等影响产品品质的难题。找到有效抑制茶汤沉淀的方法一直是茶饮料行业面临的共性技术难题。.本项目以茶多糖（全称：茶多糖缀合物，tea polysaccharide conjugates, TPC）为“切入点”，在TPC重要理化特性发现的基础上，聚焦茶饮料加工技术难题-茶汤沉淀背后的科学问题，取得了以下三个方面的创新性研究成果：.（1）茶多糖（TPC）两亲性等理化特性发现。①发现TPC具有两亲性（强亲水性、弱疏水性），TPC的共价结合态蛋白质形成疏水的“内核”，糖链形成亲水区域。②发现TPC主要呈现多糖的理化特性，其共价结合态蛋白的一些重要理化特性如UV特征吸收峰、等电点、与考马斯亮蓝结合被多糖部位“屏蔽”。③基于发现的理化特性，提出TPC质量控制检测方法的关键指标和参数。.（2）茶多糖（TPC）在茶汤沉淀形成中的作用及茶汤非热加工（超高压处理）对TPC的作用效应。①茶汤沉淀形成中TPC的作用机理。解析绿茶茶汤的关键化学成分儿茶素、咖啡碱、TPC、金属离子等形成沉淀的作用并进行量化比较，揭示了TPC作用的理化特性机理。②揭示了TPC在非热加工（超高压处理）条件下的溶液构象、组分分布等的变化规律和机理。.（3）基于发现的新理化特性，发掘了茶多糖（TPC）的新功能如乳化作用等。