全 文 ：《食品工业》2015 年第36卷第 9 期 65
工艺技术
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外源酶改善明日叶发酵茶品质的研究
李永福，周杰，陈琴芳，吴金鸿，王正武*
上海交通大学农业与生物学院（上海 200240）
摘 要 分别使用果胶酶、纤维素酶和β-淀粉酶在明日叶发酵茶的制作过程中进行辅助发酵, 制作出的明日叶发
酵茶能够有效去除明日叶身的涩味。经过正交试验, 明日叶发酵茶最佳工艺优化条件为: 使用纤维素酶作为外源酶
辅助发酵, 外源酶添加量为0.75 g/100 g鲜叶, 发酵温度为42 ℃, 发酵时间为5 h。经过茶品质测定, 与市售红茶、明
日叶未发酵茶、明日叶无酶发酵茶相比, 酶促发酵的明日叶发酵茶, 特别是纤维素酶促进发酵的明日叶发酵茶在茶
多酚含量 (0.94%)、总黄酮含量 (8.45%)、总多糖含量 (18.22%)、游离氨基酸含量 (8.11%) 等主要品质方面都有所
改善。
关键词 外源酶; 明日叶发酵茶; 品质检测
Study of Improving Quality of Angelica keiskei Tea by Exogenous Enzymes
Li Yong-fu, Zhou Jie, Chen Qin-fang, Wu Jin-hong, Wang Zheng-wu*
School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiaotong University (Shanghai 200240)
Abstract Using pectinase, cellulase and β-amylase to promote the fermentation in the process of Angelica keiskei tea
respectively can remove the astringency of Angelica keiskei observably. The best fermentation conditions of Angelica
keiskei tea was obtained by orthogonal experiment: using cellulose as exogenous enzymes, the amount of enzymes was
0.75 g/100 g fresh leaves, fermentation temperature and time were 42 ℃ and 5 h. The tea quality test showed that the
tea polyphenols content, fl avonoids content, total polysaccharide content andtotal free amino acid of Angelica keiskei tea
fermented with cellulose were 0.94%, 8.45%, 18.22% and 8.11%, which was improved compared with ordinary black
tea, Angelica keiskei nonfermented tea and Angelica keiskei tea fermented with no exogenous enzymes.
Keywords exogenous enzymes; Angelica keiskei tea; tea quality test
明日叶属伞形科当归属多年生的草植物，具有增
强人体免疫力、抗溃疡、抗血栓、降胆固醇、降血
脂、防癌变等功效[1]。近年研究发现明日叶中含有非
常罕见的查尔酮，有良好的抗菌、抗肿瘤、抗血栓、
降血压、抗过敏、抗癌、抗艾滋病、防痴呆症、防糖
尿病等诸多功效，通常被用做利尿通便剂、兴奋剂、
催乳剂[2]。明日叶作为含有多种功效成分的植物，其
相关产品的开发近年来屡见报道。除用作新鲜蔬菜
直接食用外，还可作为饲料[3]、制作功能饮料[4]。另
外，以明日叶为原料制作茶叶，也逐渐成为一种新的
趋势[1]
目前，市场上的明日叶茶多采用绿茶工艺，制成
品有明显的青涩味，缺少普通茶叶的清香。因此，改
变制茶工艺，有效去除明日叶茶中的涩味，增加茶香
味，改善口感的同时保留茶叶里的营养，使明日叶茶
在市场上普及，成为当前研究的热点。
主要探讨利用发酵工艺制作明日叶发酵茶，同时
利用外源酶辅助发酵，以增加茶溶出率，提高茶中营
养成分，以达到改善明日叶发酵茶口感的目的，为明
日叶茶叶开发提出新的思路。
1　材料与方法
1.1　材料
明日叶，来自上海交通大学农业与生物学院种植
试验基地。
明日叶采摘→清洗→自然凋萎→温水漂烫→甩
水、切割→烘焙→揉捻→发酵→干燥
↖添加外源酶稀释液
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工艺技术
1.2　明日叶发酵茶制作工艺步骤
在揉捻过程中喷洒一定量的外源酶稀释液辅助发
酵，外源酶添加情况如表1所示。
表1　外源酶添加情况
外源酶 来源
果胶酶 尤特尔生化有限公司
纤维素酶 锐阳生物科技有限公司
β-淀粉酶 锐阳生物科技有限公司
1.3　明日叶发酵茶最佳工艺优化
由于发酵对明日叶发酵茶的品质有重要影响，因
此通过控制影响发酵效果的因素，包括外源酶种类、
外源酶添加量、发酵温度、发酵时间等，设计单因素
试验和正交试验，并根据产品中的总黄酮含量[5]选取
最佳的工艺方案。明日叶发酵茶最佳工艺优化的正交
设计见表2。
表2　明日叶发酵茶最佳工艺优化正交设计表
水平
因素
A 外源酶
种类
B 外源酶添加量/
g· (100 g) -1鲜叶
C 发酵温度/
℃ D 发酵时间/h
1 果胶酶 0.5 37 5
2 纤维素酶 0.75 40 7
3 β-淀粉酶 1.5 42 9
1.4　明日叶发酵茶主要生化成分分析
根据优化出的最佳工艺制作明日叶发酵茶，对其
进行成分分析，并与明日叶未发酵茶、市售红茶进行
对比。茶叶中水分含量的测定采用GB/T 8304—2002
测定方法；水浸出物含量测定采用GB/T 8305—2002
测定方法；茶多酚含量测定采用GB/T 8313—2002测
定方法；总黄酮含量采用硝酸铝显色法[5]；总多糖含
量采用蒽酮-硫酸比色法[6]；游离氨基酸总量测定采用
GB/T 8314—2002 测定方法。
2　结果与分析
2.1　单因素试验
2.1.1　不同外源酶对发酵茶总黄酮含量的影响
根据外源酶活力，在外源酶添加量为0.75 g/100 g
鲜叶，发酵温度40 ℃，发酵时间7 h的条件下，考察
不同外源酶对发酵茶总黄酮含量的影响，试验结果如
表3所示。
表3　不同外源酶对发酵茶总黄酮含量的影响
外源酶种类 发酵茶总黄酮含量/%
果胶酶 3.97±0.53
纤维素酶 8.45±0.49
β-淀粉酶 4.95±0.68
2.1.2　不同外源酶添加量对发酵茶总黄酮含量的影响
根据外源酶种类的单因素试验，选择添加纤维素
酶，发酵温度为40 ℃，发酵时间7 h，考察不同外源
酶添加量对发酵茶总黄酮含量的影响，试验结果如表
4所示。
表4　不同外源酶添加量对发酵茶总黄酮含量的影响
外源酶添加量/g·(100 g) -1鲜叶 发酵茶总黄酮含量/%
0.5 8.12±0.08
0.75 8.29±0.08
1.5 7.95±0.08
2.1.3　不同发酵温度对发酵茶总黄酮含量的影响
在添加纤维素酶，酶添加量为0.75 g/100 g鲜叶，
发酵时间为7 h的条件下，考察不同发酵温度对发酵茶
总黄酮含量的影响，试验结果如表5所示。
表5　不同发酵温度对发酵茶总黄酮含量的影响
发酵温度/℃ 发酵茶总黄酮含量/%
37 8.20±0.08
40 8.37±0.08
42 8.04±0.08
2.1.4　不同发酵时间对发酵茶总黄酮含量的影响
在添加纤维素酶，酶添加量为0.75 g/100 g鲜叶，
发酵温度为40 ℃的条件下，考察不同发酵时间对发酵
茶总黄酮含量的影响，试验结果如表6所示。
表6　不同发酵时间对发酵茶总黄酮含量的影响
发酵时间/h 发酵茶总黄酮含量/%
5 8.09±0.08
7 8.34±0.08
9 7.86±0.08
2.2　正交试验
根据正交试验设计，选用L9(34)正交试验表，试验
结果如表7所示。
表7　正交试验结果
试验号 A B C D 发酵茶总黄酮含量/%
1 1 1 1 1 3.96
2 1 2 2 2 4.00
3 1 3 3 3 4.02
4 2 1 2 3 8.47
5 2 2 3 1 8.88
6 2 3 1 2 8.50
7 3 1 3 2 4.75
8 3 2 1 3 5.15
9 3 3 2 1 4.96
K1 11.98 17.19 17.61 17.79
K2 25.84 18.03 17.43 17.25
K3 14.86 17.47 17.65 17.64
K1- 3.99 5.73 5.87 5.93
K2- 8.61 6.01 5.81 5.75
K3- 4.95 5.82 5.88 5.88
R 4.62 0.28 0.07 0.18
根据极差R的分析可知，各因素对明日叶发酵茶
中总黄酮含量差异很大，外源酶使用种类的不同，对
*通 讯 作 者 ； 基 金 项 目 ： 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目
（21276154； 31171642）
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明日叶发酵茶中总黄酮含量影响非常显著，其中影响
指标的顺序为：A＞B＞D＞C，明日叶发酵茶的最佳
工艺条件为A2B2C3D1，即使用纤维素酶作为外源酶辅
助发酵，外源酶添加量为0.75 g/100 g鲜叶，发酵温度
为42 ℃，发酵时间为5 h。
在优化后的工艺条件下得到的明日叶发酵茶冲泡
后香气高爽纯正，汤色清澈明亮，滋味清爽醇厚，青
涩感较不发酵产品大大降低。
2.3　发酵茶主要生化成分分析
2.3.1　水分含量
不同制茶工艺制作的茶叶成品中水分含量的不同
如图1所示。
根据GB/T 13738“红茶 第1部分：红碎茶”[7]，
普通红茶中要求水分含量≤7%。茶叶中水分含量越
多，则在储藏过程中越容易发生茶叶品质的变化[8]。
当含水分含量过多时，茶叶内部容易发生各种化学反
应，还会吸收空气中的氧气，使微生物滋生，茶叶则
易发生变质。从图1可以看出，市售的2个随机红茶样
品水分含量分别为10.64%和11.74%，都达不到要求，
而经过制茶工艺制作的茶叶产品水分含量都在4.5%左
右，都达到了国家标准的要求。
图1　不同制茶工艺制作的茶叶成品中水分含量
2.3.2　水浸出物含量
不同制茶工艺制作的茶叶成品中水浸出物含量的
不同如图2所示。
根据GB/T 13738“红茶 第1部分：红碎茶”[7]，普
通红茶水浸出物含量要求≥34%。水浸出物对茶汤的
滋味起着重要作用，不仅可以反映茶汤的厚薄程度，
而且可以反映出茶汤中所含营养物质的高低[9]。由图
2可以看出，市售的2个随机红茶样品中有一个样品没
有达到要求，而经过制茶工艺制作的茶叶产品都达到
了国家标准的要求。
同时对比在不使用外源酶的条件下，未发酵茶的
水浸出物含量要高于发酵茶，这种现象可能的原因是
在发酵过程中，明日叶的一些内含成分发生了氧化、
水解等一系列的化学反应，在一定程度上降低了水浸
出物的含量。其中可能包含产生明日叶未发酵茶青涩
味的成分，因而发酵过程可以在一定程度上降低明日
叶茶产品的青涩味，达到改善口感的目的。
另外，从图2也可以看出，使用外源酶辅助发
酵，可以增加明日叶发酵茶的水浸出物含量。出现这
种现象是因为果胶酶和纤维素酶可以分解纤维素和果
胶类物质，增加茶水中的小分子糖类物质，这些小分
子糖类物质易溶于水，可以提高茶叶的水浸出物含
量[10]。而且，纤维素酶和果胶酶可分解细胞壁，破坏
了细胞结构，也有利于细胞内的物质浸出，提高茶叶
的水浸出物含量[11]。
图2　不同制茶工艺制作的茶叶成品中水分含量
而对比三种不同的外源酶，纤维素酶辅助发酵的
明日叶发酵茶的水浸出物含量最高，为53.51%，而果
胶酶和β-淀粉酶辅助发酵的发酵茶产品的水浸出物含
量分别为47.40%和50.20%。出现这种差异的原因是不
同酶对于明日叶中不同物质的酶解作用有差异而造成
的。由于明日叶中纤维素含量较高，纤维素酶对细胞
壁的破坏要高于果胶酶，两者都可以促进明日叶细胞
壁的破坏，而在一定程度上有利于成茶过程中有效组
分的扩散，增加水浸出物含量[12]。β-淀粉酶辅助发酵
对水浸出物含量的增加作用机制尚不明确，可能的原
因为明日叶中多糖含量较高[13]，β-淀粉酶促进了糖类
物质的水解，导致水浸出物的增多。
2.3.3　茶多酚含量
不同制茶工艺制作的茶叶成品中茶多酚含量的不
同如图3所示。
图3　不同制茶工艺制作的茶叶成品中茶多酚含量
中档红茶中茶多酚含量维持在8%左右[14]，试验
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中只有市售红茶样品1的茶多酚含量达到一般水平，
为8.47%，市售红茶样品2的茶多酚含量为2.80%，低
于一般水平。而几个明日叶茶样品的茶多酚含量都
很低，都在1%以下。这是因为明日叶中多酚含量身
就极低[1]，茶叶制作过程中并没有添加任何多酚类物
质，因此，是否发酵，发酵过程中是否添加外源酶，
对明日叶茶产品中茶多酚的含量都影响不大。
2.3.4　总黄酮含量
不同制茶工艺制作的茶叶成品中总黄酮含量的不
同如图4所示。黄酮类化合物广泛存在于自然界的天
然有机物中，大部分以化合物的形式存在，通过与糖
结合成糖苷或以碳糖基的形式合成化合物。黄酮类化
合物是明日叶中最为重要的组分之一，其功能包括抗
肿瘤和抗氧化活性等[15]。因此，总黄酮含量被认为是
明日叶产品的一个品质指标。
从图4可以发现，市售红茶样品的总黄酮含量分
别为11.41%和9.00%，要高于明日叶茶产品的总黄酮
含量。因为普通茶叶与明日叶中黄酮类化合物的种类
和含量存在差异，在黄酮类化合物的功能特点上不能
比较。明日叶茶产品的抗氧化性主要体现在其所含有
的黄酮类化合物上，明日叶提取物能够清除活性氧而
表现出卓越的抗氧化能力。
图4　不同制茶工艺制作的茶叶成品中总黄酮含量
在明日叶茶产品加工的工程中，发酵茶的总黄酮
含量（3.14%）要低于未发酵茶（3.69%）。这是因
为发酵的氧化作用消耗了过多的黄酮类化合物。而添
加外源酶辅助发酵则可以增加明日叶发酵茶中的总黄
酮含量。果胶酶、纤维素酶以及β-淀粉酶辅助发酵的
明日叶发酵茶中的总黄酮含量分别为3.97%、8.45%
和4.95%，其含量的变化与水浸出物含量的变化相一
致，说明明日叶茶产品中总黄酮含量与外源酶分解细
胞壁以及多糖类物质有关。分解细胞壁能够促进黄酮
类化合物浸出细胞，分解多糖类物质可以促进黄酮类
化合物与糖结合形成的苷类变成游离态的苷元[16]，更
容易浸出细胞，进入茶汤中。
2.3.5　总多糖含量
不同制茶工艺制作的茶叶成品中总多糖含量的不
同如图5所示。
普通茶叶中，茶多糖属于重要的活性成分，能够
与蛋白质结合形成糖蛋白或者蛋白多糖，主要由葡萄
糖、阿拉伯糖、果糖、木糖、半乳糖及鼠李糖等组
成[17]。茶多糖具有降血糖、降血压、降血脂、增强免
疫力、升白、抗辐射、增加冠脉流量、增强耐缺氧、
抗炎等功效。从图5可知，市售红茶的总多糖含量分
别为8.15%和9.18%，属于粗老茶，对治疗糖尿病有一
定疗效[18]。
图5　不同制茶工艺制作的茶叶成品中总多糖含量
明日叶中也含有丰富的多糖资源。明日叶未
发酵茶和无酶发酵茶的总多糖含量分别为8.37%和
10.21%，发酵提高了茶产品中的总多糖含量，可能的
原因是明日叶中的糖多以化合物的形式存在，发酵过
程的氧化分解，使得多糖类物质单独脱离出来，增加
了明日叶发酵茶中总多糖含量，这也可以解释发酵使
得明日叶茶产品的涩味降低，因为涩味物质多为蛋白
和多糖的结合物[19]，发酵可以使蛋白和多糖脱离，提
高总多糖含量。
使用外源酶能够提高茶产品中的总多糖含量，果
胶酶、纤维素酶以及β-淀粉酶辅助发酵的明日叶发酵
茶中的总多糖含量分别为18.37%、18.22%和15.12%，
果胶酶和纤维素酶的作用较好，可能的原因为明日叶
蛋白和多糖的结合物中多糖的含量较低，相同的规律
在游离氨基酸总量的测定中也被观察到。
2.3.6　游离氨基酸总量
不同制茶工艺制作的茶叶成品中游离氨基酸总量
的不同如图6所示。
图6　不同制茶工艺制作的茶叶成品中游离氨基酸
总量
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氨基酸总量是茶叶中非常重要的呈味成分之一，
游离氨基酸中的茶氨酸等是茶叶呈现鲜味的主要呈味
物质，同时，氨基酸还参与茶叶香气的形成。从图6
来看，市售红茶样品的游离氨基酸总量分别为13.04%
和6.21%，较不添加外源酶的明日叶茶产品要高很
多，说明明日叶中游离氨基酸的含量很低，经过加酶
发酵，游离氨基酸的含量才有所增加。
比较明日叶未发酵茶和无酶发酵茶，二者游离氨
基酸总量分别为1.42%和0.69%。研究表明氨基酸在发
酵过程中可以脱羧和氧化脱氨形成醛类物质，增加茶
叶香气[20]，同时降低茶叶的鲜爽度，由此，进一步验
证了发酵可以改善明日叶茶产品的涩味口感。
使用外源酶能够大大提高茶产品中的游离氨基酸
总量，果胶酶、纤维素酶以及β-淀粉酶辅助发酵的明
日叶发酵茶中的游离氨基酸总量分别为7.83%、8.11%
和15.23%。β-淀粉酶作用最好，可能的原因为明日叶
蛋白和多糖的结合物中蛋白的含量较高，同样的规律
在总多糖含量的测定中也已经提到。
3　结论
外源酶种类、外源酶添加量、发酵温度、发酵时
间对明日叶发酵茶中总黄酮含量会产生影响，其中，
外源酶种类的影响最大。通过单因素和正交试验，确
定了明日叶发酵茶的最佳工艺条件，即使用纤维素酶
作为外源酶辅助发酵，外源酶添加量为0.75 g/100 g鲜
叶，发酵温度为42 ℃，发酵时间为5 h。
经过茶品质测定，并与明日叶未发酵茶、明日叶
无酶发酵茶，市售红茶进行对比，酶促发酵的明日叶
发酵茶，特别是纤维素酶促进发酵的明日叶发酵茶在
茶多酚含量（1.01%）、总黄酮含量（8.45%）、总多
糖含量（18.22%）、游离氨基酸含量（8.11%）等主
要品质方面都有所改善。
发酵能够改善明日叶茶产品的原因为氧化分解了
明日叶中的涩味物质，使得明日叶茶产品更加清爽醇
厚，青涩感大大降低。添加外源酶可以显著增加茶汤
中的活性成分和有效物质，果胶酶和纤维素酶能够分
解细胞壁，使得细胞中的活性成分和有效物质溶出到
茶汤中，β-淀粉酶能够分解多糖结合物，增加茶汤中
的活性成分。
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