不同菌種發酵綠茶對其茶多酚及咖啡堿含量影響的研究

王秀娟，魯 丹，王玉華

（吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林長春130118）

不同菌種發酵綠茶對其茶多酚及咖啡堿含量影響的研究

王秀娟，魯 丹，王玉華*

（吉林農業大學食品科學與工程學院，吉林長春130118）

分別以保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌三種菌種為生產菌株，以脫脂乳為培養基，茶汁添加量分別為20%、30%、40%。在37℃恒溫條件下經6、12、18、24、36、48h發酵后，以紫外分光光度法測定其中茶多酚以及咖啡堿的含量。當茶汁添加量為30%，以保加利亞乳桿菌發酵12～18h時，培養基中茶多酚含量的增加速率最快。當茶汁添加量為30%，以嗜酸乳桿菌發酵12～18h時，咖啡堿含量達最大值。

乳酸菌，茶，茶多酚，咖啡堿

茶多酚（tea polyphenols，簡稱TP），是茶葉中特有的一組以兒茶素類化合物為主的多酚類化合物，是一種具有優越抗氧化性能的天然抗氧化劑［1］，其抗氧化指數是混合維生素E抗氧化指數的10～20倍。咖啡堿是茶葉中嘌呤類物質，屬生物堿類物質。茶多酚具有抗癌、抗衰老、抗輻射、清除人體自由基、改變腸道微生物的分布、降血糖、降血壓、降血脂及殺菌消炎等一系列藥理功能［2］。咖啡堿具有興奮中樞神經、提神、恢復疲勞、強心活血、提高循環系統功能、抗衰老、利尿、抗癌、抗病毒等作用。近年來，大量的研究發現，茶多酚具有抗腫瘤、降血脂、抗動脈粥樣硬化、強心、抗心律失常、抗衰老和抗菌等多種生物活性，并且揭示這些生物活性均與其抗氧化作用有關［3］。日本研究表明，茶多酚具有抑制α-苯并芘、黃曲霉素等致癌物質的致突變作用，能防止人體腫瘤發生。俄羅斯研究發現，茶多酚對胃癌及曲型增生的N-亞硝基脯氨酸的形成均具有明顯阻斷作用［4］。茶葉咖啡堿在醫藥上多用作興奮劑、強心劑、利尿劑和麻醉劑，也被廣泛用于臨床上的鎮痛、止血領域。現在咖啡堿也常與解熱鎮痛藥配伍以增強其鎮痛效果，與麥角胺合用來治療偏頭痛，與溴化物合用治療神經衰弱。由于其具有極強的舒張支氣管平滑肌的作用，目前在哮喘病的治療中已被用作一種支氣管擴張劑［5］。本文以脫脂乳為培養基，添加適量茶汁，分別接種保加利亞乳桿菌，嗜熱鏈球菌，嗜酸乳桿菌進行發酵，觀察三種乳酸菌對茶多酚和咖啡堿的含量變化的影響。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

綠茶 市售，香氣符合綠茶的品質要求，無霉變，無異味；保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌 本研究室保存；其它試劑 均為國產試劑級。

1.2 實驗方法

1.2.1 乳酸菌菌種的制備 取80μL菌種接種于5mL滅菌后的脫脂乳培養基中，在40℃溫度條件下恒溫培養，經4～5h左右凝乳后，取出冷藏保存。

1.2.2 綠茶浸提汁的制備 采用微波浸提法。取6g磨碎茶樣于1000mL錐形瓶中，加入800mL 20℃蒸餾水，用密封帶密封瓶口，棉線繩系緊，在微波爐中以中檔功率加熱5min［6］，取出冷卻至70℃左右，用4層紗布中間夾一層脫脂棉過濾至1000mL容量瓶中，定容，冷卻至室溫。

1.2.3 綠茶發酵乳的制備 按20%、30%和40%添加量取綠茶汁與脫脂牛奶混合400mL分別置于1000mL三角燒瓶中，115℃，滅菌15min，冷卻后分別接種保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和嗜酸乳桿菌，接種量均為5%，置于40±1℃恒溫培養箱中培養。分別在0、6、12、18、24、36、48h無菌條件下吸取50mL樣品冷凍保存備用。

1.2.4 測定方法

1.2.4.1 茶多酚的測定 取搖勻后樣品25mL于50mL容量瓶中，加入95%乙醇15mL，充分搖勻，放置15min后，用水定容至刻度。用慢速定量濾紙過濾，濾液備用。

精確移取上述濾液5mL于25mL容量瓶中，加4mL水、5mL酒石酸亞鐵溶液，充分搖勻，用pH7.5磷酸緩沖溶液定容至刻度。測定其波長540nm處吸光度（A1）。同時取等量濾液于25mL容量瓶中，加4mL水，用pH7.5的磷酸緩沖液定容至刻度，測定其吸光度（A2）。

樣品中茶多酚的含量由式（1）計算：

式中：X，樣品中茶多酚的含量，mg/L；A1，濾液顯色后的吸光度；A2，濾液底色的吸光度；K，稀釋倍數；V，測定時吸取濾液的體積，mL；1.957，當吸光度等于 0.50時，1mL茶汁中茶多酚的含量相當于1.957mg。

1.2.4.2 咖啡堿的測定 用移液管準確吸取樣品20.0mL，移入250mL容量瓶中，加入10mL 0.01mol/L鹽酸和2mL堿性醋酸鉛溶液（堿式醋酸鉛作為沉淀劑，除去茶多酚、蛋白質及色素等物質），用水稀釋至刻度，充分混勻，靜置過濾。準確吸取濾液50.00mL濾液注入100mL容量瓶中，加入0.2mL 4.5mol/L硫酸溶液，加水稀釋至刻度、混勻、靜置過濾。測定其波長272nm處吸光度［7-10］。每毫升含1μg標準咖啡堿的樣液在272nm處測得的吸光度值為0.052，因此計算每毫升該溶液內含咖啡堿的微克數。

2 結果與分析

2.1 不同乳酸菌發酵綠茶的茶多酚含量變化分析

將保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和嗜酸乳桿菌分別接種含茶汁20%、30%和40%的脫脂乳，于37℃發酵，分別于不同時間取樣觀察其茶多酚的含量，結果見圖1。

由圖1A可見，所有培養基樣液中茶多酚的含量均在發酵12～18h時增加速度最快，茶浸提汁添加量在30%時茶多酚含量的增加速率最明顯。由圖1B可見，所有培養基樣液中茶多酚的含量均在發酵18～24h時增加速度最快，茶浸提汁添加量在20%和30%時茶多酚含量的增加速率最明顯。由圖1C可見，所有培養基樣液中茶多酚的含量在發酵過程中增加速度基本相似，茶浸提汁添加量在30%時茶多酚含量的增加速率較明顯。

圖1 不同乳酸菌發酵含綠茶汁乳液茶多酚的變化

培養基樣液中茶多酚的含量在發酵12～18h時增加速度最快，茶浸提汁添加量在30%時效果明顯，而以保加利亞乳桿菌為實驗菌種、茶浸提汁添加量為30%，發酵12～18h時茶多酚含量的增加速率最為顯著。而后的18～48h間菌種處于成熟期和衰亡期，影響了發酵速率，降低了茶多酚產量。

2.2 不同乳酸菌發酵綠茶的咖啡堿含量變化分析

將保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌和嗜酸乳桿菌分別接種含茶汁20%、30%和40%的脫脂乳，于37℃發酵，分別于不同時間取樣觀察其咖啡堿的含量，結果見圖2。

圖2 不同乳酸菌發酵含綠茶汁乳液咖啡堿的變化

由圖2A可見，所有培養基樣液在發酵12～18h時所取樣的咖啡堿含量呈遞增趨勢，18h含量最多。添加茶浸提汁為40%的培養基樣液在發酵12～18h時達到咖啡堿的含量最大，可見以保加利亞乳桿菌為菌種發酵時，茶浸提汁添加量為40%的培養基為最優配比培養基。由圖2B可見，所有培養基樣液在發酵12～18h時所取樣的咖啡堿含量呈遞增趨勢，18h時含量最多。添加茶浸提汁為30%的培養基樣液在發酵12～18h時達到咖啡堿的最大含量，可見以嗜熱鏈球菌為菌種發酵時，茶浸提汁添加量為30%的培養基為最優配比培養基。由圖2C可知，所有培養基樣液在發酵12～24h時所取樣的咖啡堿含量呈遞增趨勢，24h含量最多。添加茶浸提汁為30%的培養基樣液在發酵12～18h時達到咖啡堿的最大含量，可見當以嗜酸乳桿菌為菌種發酵時，茶浸提汁添加量為30%的培養基為最優配比培養基。

幾乎所有培養基樣液中在發酵12～24h時所取樣的咖啡堿含量最多。添加茶浸提汁為40%的培養基樣液在發酵12～24h時均達到咖啡堿的最大含量，可見茶浸提汁添加量為40%的培養基為最優配比培養基。其中以嗜酸乳桿菌為菌種發酵的添加茶浸提汁為30%的培養基中在發酵18～24h時所取樣的咖啡堿含量最多。在發酵24～48h時培養基樣液中的咖啡堿含量均有不同程度的減少，可能由于微生物代謝產物的積累及微生物即將進入衰亡期而影響了咖啡堿的分解。

3 結論

以保加利亞乳桿菌為發酵菌種，以茶浸提汁添加量為30%的脫脂乳為培養基發酵12～18h時培養基中茶多酚含量的增加速率最快。以嗜酸乳桿菌為發酵菌種，以茶浸提汁添加量為30%的培養基在發酵18～24h時培養基中咖啡堿含量最多。我們可以通過此方法以最少的生產材料生產出大量的茶多酚和咖啡堿，應用到食品、醫療以及化妝品等行業中，為以后的研究開發打下基礎。

［1］GB12493-90（04.005）茶多酚［S］.

［2］Xi jun，Shen Deji，Zhao Shou，et al.Characterization of polyphenols from green tea leaves using a high hydrostatic pressure extraction［J］.International Journal of Pharmaceutics，2009，382（1-2）：139-143.

［3］陳繼英，郭嘉林，張存彥，等.茶多酚的研究進展［J］.中草藥，2004（10）：16-19.

［4］阮棟梁，張英峰，王豐玲，等.茶多酚的提取和應用的研究進展［J］.渤海大學學報，2007（3）：6-11.

［5］楊巍.咖啡堿的藥理作用與開發利用前景［J］.茶葉科學技術，2006（4）：9-11.

［6］寧井銘，周天山，方世輝，等.綠茶飲料不同浸提方式研究［J］.安徽農業大學學報，2004，31（3）：288-291.

［7］程慧青，肖荔人，林云珠，等.微波法提取茶多酚工藝優化實驗［J］.福建農業科技，2006（4）：51-53.

［8］譚和平，葉善蓉，鄒燕，等.茶葉中生物堿的分析方法概述［J］.中國測試技術，2008（9）：5-9.

［9］Pan Xuejun，Niu Guoguang，Liu Huizhou.Microwave-assisted extraction of tea polyphenols and tea caffeine from green tea leaves［J］.Chemical Engineering and Processing，2003，42（2）：129-133.

［10］韓梅，張義蓉.茶水浸出物中咖啡堿的分析方法探討［J］.西南農業學報，2004（3）：371-373.

Effect of different bacteria fermented tea on polyphenols and caffeine

WANG Xiu-juan，LU Dan，WANG Yu-hua*
（Food Science and Engineering College，Jilin Agricultural University，Changchun 130118，China）

The skim milk with 20%，30% and 40% tea were fermented using Lactobacillus burglarious，Streptococcus thermopiles and Lactobacillus acidophilus，respectively.After 6，12，18，24，36，48h fermentation at 37℃in constant temperature，the content of the caffeine was determined with spectrophotometer.When the tea was added 30%to ferment with Lactobacillus burglarious for 12～18h，the increase rate of tea polyphones in medium was the fastest.When the tea was added 30%to ferment with Lactobacillus acidophilus for 12～18h，the caffeine content was the maximum.

Lactobacillus；tea；tea polyphenols；caffeine

TS272.5+1

A

1002-0306（2010）12-0200-03

2009-12-30 *通訊聯系人

王秀娟（1982-），女，助理實驗師，主要從事食品微生物學及功能性食品研究。

吉林省農業科技發展計劃項目（200302-02）。