乳酸菌发酵型茶叶加工工艺优化及其产品生化成分的研究

摘要

乳酸菌发酵是一种常见的加工方式。一些茶叶的制作也有利用到乳酸菌，例如日本的腌茶、布朗族的酸茶、GA BA茶等。本试验以福云六号茶鲜叶作为原材料。筛选适合以茶叶作为发酵基质的乳酸菌菌种，应用混料设计确定菌种配比，响应面法优化发酵工艺，并研究发酵过程中茶叶品质的动态变化。以期为乳酸菌发酵型茶叶的生产提供一定的理论支持。本文试验内容与结果如下：
　　1.嗜酸乳杆菌、短乳杆菌、植物乳杆菌以及肠膜明串球菌生长迅速，产酸能力强，能在较低的pH值环境中生长，抑菌性能良好。所以从六株乳酸菌中选取嗜酸乳杆菌、短乳杆菌、植物乳杆菌以及肠膜明串球菌作为茶叶发酵菌种。
　　2.使用混料设计，以嗜酸乳杆菌、短乳杆菌、植物乳杆菌以及肠膜明串球菌的比例为变量，研究了其配比变化对茶叶发酵体系中活菌数以及乳酸产量的影响。得到活菌数以及乳酸产量的回归模型方程：
　　活菌数（Y1）=+1.582E+008*A+3.408 E+008*B+9.488 E+008*C+1.157E+009*D+2.939 E+009*AB+2.539 E+009*AC+3.916 E+009*AD+1.671 E+009*BC+2.088 E+009*BD+1.660 E+009*CD
　　乳酸产量（Y2）=+6.64*A+6.77*B+7.05*C+7.15*D+1.42*AB+1.40*AC+1.96*AD+0.71*BC+1.00*BD+0.78*CD+2.088 E+009*BD+1.660 E+009*C D通过模型预测确定最佳的菌种配比为肠膜明串球菌：植物乳杆菌：嗜酸乳杆菌=2:1:3。在该配比下，发酵体系的的活菌数达1.73106 c fu/mL，乳酸产量为7.42827 mg/g。
　　3.通过单因素试验研究了杀青方式、揉捻程度、接种量、葡萄糖添加量、发酵温度和发酵时间对发酵体系中乳酸菌生长量的影响。从而确定了使用微波杀青、重揉捻的方式制作发酵型茶，接种量区间为1.5%～2.5%；葡萄糖添加量区间为6%～10%；发酵温度范围为34℃～38℃；接种时间范围为3.5 d～4.5 d。
　　4.根据单因素试验结果，应用响应面法优化发酵参数，以接种量、葡萄糖添加量、发酵温度和发酵时间为变量，乳酸产量为响应值，得到乳酸产量的回归模型方程：
　　乳酸产量（Y3）=+7.99+0.19A-0.18B+0.20C+0.41D-7.500E-003AB-0.42AC+0.022AD-0.49BC+0.097BD+0.42CD-0.78A2-0.55B2-0.54C2-1.04D2
　　模型预测的最优值为：发酵时间4.005 d，发酵温度为36.54℃，接种量为1.83%，葡萄糖添加量为8.88%，此时乳酸产量达8.12061 mg/g。
　　5.试验对乳酸菌发酵型茶样的主要生化成分进行动态分析，在接种乳酸菌开始至发酵的五天内，茶叶的水浸出物先下降后上升，但第5d的含量与对照没有显著性差异；茶多酚呈下降趋势，发酵5 d后茶多酚一共下降了26.89%；游离氨基酸总量几乎没有变化。儿茶素总量在发酵后减少，酯型儿茶素含量减少，非酯型儿茶素含量增加。氨基酸组分总量变化不明显，其中茶氨酸含量显著下降，人体必需氨基酸含量都呈现上升趋势，鲜味氨基酸天冬氨酸含量上升，谷氨酸含量下降。γ-氨基丁酸从0.051 mg/g上升至0.126 mg/g。一共检测到49种香气成分，其中29种香气成分含量在发酵后下降，20种上升。发酵型茶中最主要的香气成分为醇类物质，占香气总量的54.63%。

目录

声明

缩略词及中英文对照表

1 前言

1.1 乳酸菌概述

1.1.1 乳酸菌的保健功能

1.1.2 乳酸菌发酵在食品工业的应用

1.2 发酵型茶产品的种类及其研究现状

1.2.1 红茶菌

1.2.2 黑茶

1.2.3 酸茶

1.2.4 其他发酵产品

1.3 研究目的及意义

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 实验试剂与仪器

2.2.1 实验试剂

2.2.2 主要实验仪器

2.3 试验内容与方法

2.3.1 乳酸菌发酵型茶样制作

2.3.2 乳酸菌发酵菌种的筛选

2.2.3 混菌发酵比例的确定

2.2.4 乳酸菌发酵茶样工艺单因素试验

2.2.5混菌发酵组合试验设计

2.2.6 试验指标测定方法

3 结果与分析

3.1 发酵菌种的筛选

3.1.1 各乳酸菌的生长曲线测定

3.1.2 各乳酸菌产酸性能比较

3.1.3 各乳酸菌耐酸性能比较

3.1.4 各乳酸菌抑菌性能比较

3.1.5 各乳酸菌相互拮抗效果研究

3.1.6 确定用于茶叶发酵的乳酸菌菌种

3.2 混菌发酵菌种配比

3.2.1 混菌发酵活菌数和产酸量模型建立

3.2.2 各菌种间交互作用分析

3.2.3 乳酸菌优化配比及验证

3.3 混菌发酵型茶叶加工工艺研究

3.3.1 单因素试验

3.3.2乳酸菌发酵型茶叶加工工艺优化

3.3.3 发酵工艺因素间交互作用分析

3.3.4 最佳参数验证试验

3.4 乳酸菌发酵型茶叶品质成分动态变化

3.4.1 发酵型茶叶主要生化成分的动态变化

3.4.2 发酵型茶儿茶素组分的动态变化

3.4.3 发酵型茶氨基酸组分的变化

3.4.4 发酵型茶香气成分的变化

4 讨论和结论

4.1 发酵菌种的选择

4.2 发酵型茶叶加工工艺的研究

4.3 发酵型茶叶中物质动态变化的研究

4.4 结论

5 展望

致谢

参考文献