乳酸菌發(fā)酵對(duì)武夷巖茶咖啡因含量的影響及活性評(píng)價(jià)

許原+呂峰+劉崇禧

摘要：為探明乳酸菌發(fā)酵對(duì)武夷巖茶主要功能成分的的影響，試驗(yàn)采用超聲波輔助萃取和適宜的乳酸菌發(fā)酵技術(shù)，制備巖茶萃取液和巖茶發(fā)酵液，通過(guò)HPLC定量分析研究乳酸菌發(fā)酵前后武夷巖茶中咖啡因的變化。結(jié)果表明，當(dāng)接種量為6.8×103 CFU/mL，乳酸菌發(fā)酵巖茶中咖啡因含量最高達(dá)到16.76 mg/g，隨著乳酸菌接種量的繼續(xù)增加，咖啡因含量下降趨勢(shì)不明顯，進(jìn)行螯合FEC的能力評(píng)價(jià)結(jié)果表明武夷巖茶具有較高的抗氧化活性。

關(guān)鍵詞：乳酸菌發(fā)酵；武夷巖茶；咖啡因；螯合FEC能力

中圖分類號(hào)：S571.1；TS201.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）18-4399-03

茶葉中含有多種生理活性物質(zhì)，使之具有抗氧化、抗疲勞、降血脂、降血糖、降血壓、預(yù)防心腦血管病等功效，是人們?nèi)粘Ｉ畹睦硐氡＝★嬈穂1-3]。經(jīng)乳酸菌發(fā)酵的茶飲料，既具茶的清香，又具有醇香，營(yíng)養(yǎng)豐富，酸甜適宜，風(fēng)味獨(dú)特，可增強(qiáng)茶飲料的保健作用，延長(zhǎng)茶飲料的保存期[4-6]。目前，市面上已開發(fā)的茶飲料如康師傅紅茶、綠茶等茶飲料主要是以紅茶和綠茶為主。武夷巖茶是中國(guó)烏龍茶中之極品，具有紅茶之甘醇，綠茶之清香，巖骨花香之巖韻。以武夷巖茶開發(fā)的乳酸菌茶飲料的研究尚未見報(bào)道。

本試驗(yàn)選擇茶中主要活性成分咖啡因，建立其高效液相色譜分析條件，分析不同濃度和接種量下巖茶乳酸菌發(fā)酵前后活性成分的變化，考察乳酸菌發(fā)酵對(duì)武夷巖茶活性成分的影響以及對(duì)清除DPPH·、O2-·能力的影響。對(duì)于開發(fā)保留巖茶的活性物質(zhì)，又賦于乳酸菌獨(dú)特風(fēng)味和保健功效的武夷茶飲料，具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)所用武夷巖茶（肉桂）由武夷山琪明茶葉科學(xué)研究所提供。

Streptococcus thermophilus BCRC14086乳酸菌（臺(tái)灣食品工業(yè)發(fā)展研究所生物資源保存及研究中心）；葡萄糖（分析純）；沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品；咖啡因標(biāo)準(zhǔn)品；乙腈（色譜純），水為二次去離子水。

1.2 主要設(shè)備

EYZLAN-100型真空減壓濃縮機(jī)；TOMINAGADC-200型超聲波振蕩水??；FD-5240型棚架式冷凍干燥機(jī)；INCUBATOR恒溫培養(yǎng)箱；AL204型電子天平；WATERS高壓液相色譜儀。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 茶葉萃取、乳酸菌菌液制備、茶葉萃取物乳酸菌發(fā)酵 茶葉萃取、乳酸菌菌液制備、茶葉萃取物乳酸菌發(fā)酵參考許原[6]武夷巖茶乳酸菌發(fā)酵飲料開發(fā)研究步驟進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3.2 色譜條件 色譜柱：Waters Symmetry Shield RP18色譜柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相：0.05%磷酸∶乙腈=85∶15（V/V）；色譜柱溫：室溫；進(jìn)樣量：20 μL；流速：0.7 mL/min；檢測(cè)器：紫外檢測(cè)器；檢測(cè)波長(zhǎng)：280 nm。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制[7，8] 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：準(zhǔn)確稱取咖啡因標(biāo)準(zhǔn)品50 mg，用乙腈定容至50 mL，作為標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液待用。分別配制6.25、12.50、25.00、50.00 mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液。以咖啡因濃度為橫坐標(biāo)（X），峰面積為縱坐標(biāo)（Y），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=36 432X-13 613，R=0.999 9。

1.3.4 螯合FEC能力評(píng)價(jià) 參考許原[6]、Dinis等[9]的方法，各取1.00 mL不同濃度的巖茶萃取液（250、500、1 000、2 000、4 000 mg/L），加入3.70 mL Tris-HCl 緩沖溶液（50 mmol/L，pH 7.4）及0.10 mL 2 mmol/L的FeCl2，在室溫下靜置10 min后，于562 nm波長(zhǎng)下測(cè)其吸光度。

按下式計(jì)算螯合FEC能力：

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)乳酸菌活性的影響

按“1.3.1”的方法測(cè)得不同發(fā)酵時(shí)間下乳酸活菌數(shù)，結(jié)果見圖1。Streptococcus thermophilus BCRC

14086乳酸菌最適宜培養(yǎng)溫度為37 ℃，在37 ℃培養(yǎng)溫度下，空白樣和巖茶發(fā)酵液兩種樣品均在發(fā)酵時(shí)間為48 h時(shí)，乳酸菌活菌數(shù)最高，分別為4.01×1010 CFU/mL和2.24×109 CFU/mL。

2.2 乳酸菌發(fā)酵對(duì)咖啡因含量的影響

2.2.1 咖啡因標(biāo)準(zhǔn)品的HPLC色譜圖 測(cè)得咖啡因標(biāo)準(zhǔn)品的HPLC色譜圖見圖2。由圖2可以看出，采用0.05%磷酸∶乙腈=85∶15（V/V）流動(dòng)相分析時(shí)，各譜圖基線相對(duì)較穩(wěn)，在保留時(shí)間約10.546 min出現(xiàn)明顯的咖啡因峰形，且各組分峰與雜質(zhì)峰明顯分開，峰形尖銳，分離度較好。

2.2.2 巖茶咖啡因HPLC色譜圖 巖茶儲(chǔ)備液中咖啡因的HPLC色譜圖見圖3。由圖3可以看出，巖茶儲(chǔ)備液在保留時(shí)間為10.561 min時(shí)出現(xiàn)咖啡因峰形，且與雜質(zhì)峰明顯分開，峰形尖銳。

2.2.3 巖茶乳酸菌發(fā)酵液咖啡因HPLC色譜圖 巖茶乳酸菌發(fā)酵液中咖啡因的HPLC色譜圖見圖4。由圖4可以看出，巖茶乳酸發(fā)酵液在保留時(shí)間為10.552 min時(shí)出現(xiàn)咖啡因峰形，且與雜質(zhì)峰明顯分開，峰形尖銳。

2.2.4 乳酸菌發(fā)酵對(duì)巖茶咖啡因含量的變化 測(cè)得巖茶儲(chǔ)備液和不同接種量的巖茶乳酸菌發(fā)酵液中咖啡因的含量見圖5。由圖5可知，隨著乳酸菌接種量的增加，咖啡因含量呈下降趨勢(shì)?？Х纫蚝拷档偷脑蚩赡苁且?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程促使咖啡因與多元酚類結(jié)合成為復(fù)合物的結(jié)果。

2.2.5 螯合FEC能力評(píng)價(jià)測(cè)定 按“1.3.4”的方法測(cè)得不同濃度巖茶萃取液及其乳酸菌發(fā)酵液螯合FEC的能力見圖6。由圖6可知在0～4 000 mg/L濃度范圍內(nèi)，巖茶萃取液和巖茶乳酸菌發(fā)酵液對(duì)Fe2+有螯合能力，在濃度為4 000 mg/L時(shí)，巖茶萃取液對(duì)Fe2+的螯合能力高達(dá)85.67%，巖茶乳酸菌發(fā)酵液對(duì)Fe2+的螯合能力高達(dá)80.13%，說(shuō)明二者均對(duì)Fe2+具有較高的螯合能力。為了進(jìn)一步分析巖茶液乳酸菌發(fā)酵前后抗氧化活性的差異，分別對(duì)發(fā)酵前后螯合FEC的能力作t檢驗(yàn)（N=5）。經(jīng)對(duì)比差異分析，表明巖茶液乳酸菌發(fā)酵前后的主要抗氧化活性具有顯著性差異。

3 結(jié)論

1）武夷巖茶經(jīng)超聲波萃取后，用活化的Streptococcus thermophilus乳酸菌接種，在37 ℃發(fā)酵溫度下，最佳發(fā)酵時(shí)間為48 h，此時(shí)乳酸菌活性最高，乳酸菌活菌數(shù)為2.24×109 CFU/mL。

2） 當(dāng)接種量為6.8×103 CFU/mL，巖茶乳酸菌發(fā)酵液中咖啡因含量最高為16.76 mg/g，并且隨著乳酸菌接種量的增加，咖啡因含量下降趨勢(shì)不明顯，這表明乳酸菌發(fā)酵對(duì)巖茶中咖啡因含量影響不大。因此可通過(guò)適當(dāng)控制接種量，既保證乳酸菌發(fā)酵茶葉的有效營(yíng)養(yǎng)成分，又保持乳酸菌較高的活性。

3）不同濃度的巖茶萃取物添加到乳酸菌發(fā)酵后，其螯合FEC能力與發(fā)酵前比較微有降低。因?yàn)榘殡S乳酸菌發(fā)酵的進(jìn)行，茶中兒茶素、茶黃素等物質(zhì)在多酚氧化酶和過(guò)氧化物酶的作用下發(fā)生了不同程度的氧化聚合而有一定的消耗，從而使其抗氧化活性有一定程度的降低。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張瑞蓮，尹軍峰，袁海波，等.基于主成分分析法研究茶葉加工工藝對(duì)茶飲料湯色穩(wěn)定性的影響[J].食品科學(xué)，2010，31（13）：82-87.

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3 結(jié)論

1）武夷巖茶經(jīng)超聲波萃取后，用活化的Streptococcus thermophilus乳酸菌接種，在37 ℃發(fā)酵溫度下，最佳發(fā)酵時(shí)間為48 h，此時(shí)乳酸菌活性最高，乳酸菌活菌數(shù)為2.24×109 CFU/mL。

2） 當(dāng)接種量為6.8×103 CFU/mL，巖茶乳酸菌發(fā)酵液中咖啡因含量最高為16.76 mg/g，并且隨著乳酸菌接種量的增加，咖啡因含量下降趨勢(shì)不明顯，這表明乳酸菌發(fā)酵對(duì)巖茶中咖啡因含量影響不大。因此可通過(guò)適當(dāng)控制接種量，既保證乳酸菌發(fā)酵茶葉的有效營(yíng)養(yǎng)成分，又保持乳酸菌較高的活性。

3）不同濃度的巖茶萃取物添加到乳酸菌發(fā)酵后，其螯合FEC能力與發(fā)酵前比較微有降低。因?yàn)榘殡S乳酸菌發(fā)酵的進(jìn)行，茶中兒茶素、茶黃素等物質(zhì)在多酚氧化酶和過(guò)氧化物酶的作用下發(fā)生了不同程度的氧化聚合而有一定的消耗，從而使其抗氧化活性有一定程度的降低。

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3 結(jié)論

1）武夷巖茶經(jīng)超聲波萃取后，用活化的Streptococcus thermophilus乳酸菌接種，在37 ℃發(fā)酵溫度下，最佳發(fā)酵時(shí)間為48 h，此時(shí)乳酸菌活性最高，乳酸菌活菌數(shù)為2.24×109 CFU/mL。

2） 當(dāng)接種量為6.8×103 CFU/mL，巖茶乳酸菌發(fā)酵液中咖啡因含量最高為16.76 mg/g，并且隨著乳酸菌接種量的增加，咖啡因含量下降趨勢(shì)不明顯，這表明乳酸菌發(fā)酵對(duì)巖茶中咖啡因含量影響不大。因此可通過(guò)適當(dāng)控制接種量，既保證乳酸菌發(fā)酵茶葉的有效營(yíng)養(yǎng)成分，又保持乳酸菌較高的活性。

3）不同濃度的巖茶萃取物添加到乳酸菌發(fā)酵后，其螯合FEC能力與發(fā)酵前比較微有降低。因?yàn)榘殡S乳酸菌發(fā)酵的進(jìn)行，茶中兒茶素、茶黃素等物質(zhì)在多酚氧化酶和過(guò)氧化物酶的作用下發(fā)生了不同程度的氧化聚合而有一定的消耗，從而使其抗氧化活性有一定程度的降低。

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