茶叶起源地在中国,在我国已有6 000 余年的种植历史,我国茶叶产量和种类均居世界首位[1]。茶叶中含有较多的咖啡碱、茶氨酸、茶多酚、茶多糖等主要营养成分,具有降血脂、抗氧化、抗炎、抗癌、清除自由基、增强免疫力、缓解疲劳等多种保健作用;且茶产品种类繁多,已被开发制作成含茶食品、保健食品、日化用品、茶酒、茶醋等功能茶饮[1]。茶醋是以茶叶为主要原料,经生物发酵或浸提、调配制成的一种新型醋产品,是一种新兴的茶叶养生饮品,具有醋的调味和茶的保健双重功效,且茶叶中的活性成分如茶多酚、茶蛋白、茶氨酸、茶多糖等均能很好地保留[2]。
目前,关于茶醋的研制方法主要分为生物发酵型和食醋浸提调配型两种。廖湘萍等[3]将茶叶副产物浸提后与食用酒精调配得茶酒再醋酸发酵得到茶醋;周才碧等[4-6]将黑糯米分别与古树红茶、凤凰单丛、都匀毛尖绿茶等进行混合发酵,得到不同香型的茶醋,色泽金黄透亮、香气浓郁;高晨佳等[7]将黑茶用恒顺9 度米醋浸泡后添加柠檬汁和菠萝汁混合调配成茶醋饮料。然而关于将茶叶和甘蔗汁混合,利用微生物发酵生产茶醋的报道较少。甘蔗在广西的种植面积、产量连续29 年居全国第一位,其汁中含有葡萄糖、蔗糖、果糖、氨基酸、多酚和黄酮类物质以及铁、钙、磷、锰、锌等人体必需的微量元素等营养成分[8]。已报道可直接利用甘蔗汁的蔗糖分为糖原发酵生产甘蔗果酒、甘蔗朗姆酒、甘蔗醋等产品[9-11]。所以将茶叶与甘蔗汁混合发酵茶醋,无需额外添加糖原,既丰富了口感也增添了营养物质,是人类健康的饮品。
目前针对红茶和绿茶醋酸发酵过程的品质对比研究鲜有报道,本研究选择广西贺州的红茶(迎霜、月湾)和绿茶(开山白毛、茗山),分别与甘蔗汁混合发酵制备茶醋,研究对比分析4 种茶醋的色差、总酸、茶多酚、茶氨酸、总黄酮含量等综合品质的变化,并采用牛津杯法体外检测复合茶醋对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌3 种致病菌的抑菌效果,以期为茶叶的深加工以及新产品开发提供参考。
茶叶(红茶为迎霜和月湾;绿茶为开山白毛和茗山):贺州市八步区和昭平县茶叶主产区重点推广的品种,红茶为迎霜(品种来源于杭州市茶叶科学研究所,种植区域于昭平县昭平镇,采茶时间2017 年4 月)、月湾(品种来源于广西桂林茶叶科学研究所,种植区域于八步区黄洞乡,采茶时间2017 年7 月);绿茶为开山白毛(品种来源贺州八步区农业局,种植区域于八步区开山镇,采茶时间2017 年5 月)和茗山(品种来源四川名山县茶业局,种植区域于昭平县马江镇,采茶时间2017 年3 月)[12-13];甘蔗汁(桂糖42 号):广西农业科学院甘蔗所;酿酒高活性干酵母:安琪酵母股份有限公司;醋酸菌:上海迪发酿造生物制品有限公司;大肠埃希氏菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、白色念珠菌(Candida albicans)(均为质控冻干菌种):广东环凯微生物科技有限公司;白砂糖:南宁糖业股份有限公司。
乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、冰乙酸、氯化钠、酚酞、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、酒石酸钾钠(均为分析纯):天津市大茂化学试剂厂;乙腈(色谱纯):德国默克公司;茶氨酸、芦丁标准品(纯度≥98%):上海源叶生物科技有限公司。
蛋白胨、牛肉浸粉、氯化钠(分析纯)、琼脂、麦芽膏粉、氯霉素、胰蛋白胨、酵母粉:广东环凯微生物科技有限公司。
高速粉碎机(FLBP-350A):上海菲力博食品机械有限公司 ;恒温生物培养箱(Salvis LAB CN118):上海捷呈实验仪器有限公司;糖度计(PAL-1):日本ATAGO(爱拓)公司;电子天平(YP5002 型):余姚市金诺天平仪器有限公司;高效液相色谱(LC-20AR):岛津(上海)实验仪器有限公司;紫外可见分光光度计(UV-6100):上海元析仪器有限公司;台式分光测色仪(CM-3600A):日本柯尼卡美能达公司;便携式电子鼻传感器(PEN3):德国Airsense 公司;高压蒸汽灭菌器(SQ510C):雅玛拓科技贸易(上海)有限公司;数显恒温水浴锅(WJ-3A):常州市伟嘉仪器制造有限公司。
1.3.1 茶醋的制备
1.3.1.1 工艺流程
茶醋发酵的工艺流程见图1。
图1 茶醋发酵的工艺流程
Fig.1 Fermented process flow of tea vinegar
1.3.1.2 工艺操作要点
1)粉碎、过筛:将茶叶样品用粉碎机粉碎,过40 目筛备用。
2)调整糖度:取新鲜蔗汁,加水调整其初始糖度为14 °Brix。
3)混合:分别称取粉碎后的4 种茶叶粉末样品各17.50 g 放入三角瓶中,并按茶粉与甘蔗汁的质量比例1∶80 添加甘蔗汁于三角瓶中,混合搅拌均匀。
4)浸提(灭菌):置90~100 ℃水浴浸提1 h,每隔10 min 摇匀一次。
5)过滤、冷却:用100 目滤布过滤,取茶汤放入洁净三角瓶中,冷却至30~35 ℃备用。
6)酵母菌活化:称取茶汤质量的0.1%的酿酒高活性酵母于100 mL 温水中,搅拌均匀,35 ℃水浴锅恒温活化0.5 h。
7)酒精发酵:将活化后的酵母液倒入过滤冷却后的茶汤中,搅拌均匀,置于28 ℃条件下发酵10 d。
8)醋酸菌活化:参考文献[14]方法,分别称取100 g干稻壳作为固定化载体,经脱色、灭菌后,放置在无菌三角瓶中,每瓶加入酒精发酵10 d 的醪液100 mL,再分别添加1%醋酸菌,将醋酸菌固定在稻壳上,于(32±2) ℃恒温条件下进行菌种活化48 h。
9)醋酸菌发酵:将活化的醋酸菌种加入到酒精发酵醪液中,搅拌混匀,于32 ℃恒温箱发酵培养13 d,发酵至总酸(以乙酸计)≥3.5 g/100 mL,酒精度≤0.1% vol。
1.3.2 醋酸发酵过程醋茶的品质分析
每隔1 d 取样测定,考察醋酸发酵过程各发酵液的总酸、茶多酚、茶氨酸、总黄酮含量、色差、电子鼻等指标。
1.3.3 茶醋抑菌效果对比试验
选择大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌3 种致病菌进行试验,考察醋酸发酵13 d 后的茶醋样品对细菌和真菌的抑菌效果。
1.3.3.1 培养基的制备
营养肉汤液体培养基(1 L):蛋白胨10 g、牛肉浸粉5 g、氯化钠 5 g,用蒸馏水溶解并定容,分装于试管,置于高压蒸汽灭菌锅中121 ℃灭菌20 min 取出,备用。营养肉汤固体培养基(1 L):蛋白胨10 g、牛肉浸粉5 g、氯化钠 5 g,添加2% 的琼脂,用蒸馏水溶解并定容,置于高压蒸汽灭菌锅中121 ℃灭菌20 min 取出,备用。
麦芽汁液体培养基(1 L):麦芽膏粉130 g、氯霉素0.1 g,用蒸馏水溶解并定容,分装于试管,置于高压蒸汽灭菌锅中121 ℃灭菌20 min 取出,备用。麦芽汁固体培养基(1 L):麦芽膏粉130 g、琼脂15 g、氯霉素0.1 g,用蒸馏水溶解并定容,置于高压蒸汽灭菌锅中121 ℃灭菌20 min 取出,备用。
LB 固体培养基[15](1 L):胰蛋白胨10 g、酵母粉5 g、氯化钠 10 g,添加2% 的琼脂,用蒸馏水溶解并定容,置于高压蒸汽灭菌锅中121 ℃灭菌20 min 取出备用。
水琼脂培养基:称取2%的琼脂,用蒸馏水溶解,置于高压蒸汽灭菌锅中121 ℃灭菌20 min 取出,备用。
1.3.3.2 致病菌菌悬液的制备
挑取1 环大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌分别在营养肉汤固体平板上划线,置于 37 ℃生化培养箱培养18~24 h 后,挑选大小适中的单菌落通过划线进行2 次菌株纯化,从纯化的平板上挑取1 环接种于10 mL 营养肉汤液体培养基,置于37 ℃培养18~24 h,获得菌悬液。
挑取1 环白色念珠菌在麦芽汁固体平板上划线,置于28 ℃生化培养箱中培养18~24 h。后挑选大小适中的单菌落通过划线进行2 次菌株纯化,从纯化的平板上挑取1 环接种于10 mL 麦芽汁液体培养基,置于28 ℃培养18~24 h,获得菌悬液。
1.3.3.3 抑菌试验
抑菌试验参考牛津杯-琼脂法[16]。将水琼脂培养基倒入平板,待冷却凝固后放上牛津杯(直径7.8 mm),用移液枪分别吸取制备好的致病菌菌悬液0.1 mL(浓度为4.5×105~4.8×105 cfu/mL)混合于100 mL 的LB 固体培养基中(白色念珠菌用麦芽汁固体培养基),再倒入放有牛津杯的平板,待冷却凝固后取出牛津杯,往牛津杯留下的圈中滴入40 µL 复合茶醋,每个平板留一个圈滴入同酸度的乙酸做空白,盖好平板,每组试验重复3 次,放置于37 ℃培养(白色念珠菌置于28 ℃培养)48 h 后观察结果。用游标卡尺测量抑菌圈的直径(diameter of inhibition zone,DIZ)并记录数据,参考孙达等[17]的抑菌判定方法,抑菌作用判定标准如下:DIZ<7 mm,不敏感,记为-;7 mm<DIZ≤10.0 mm,低敏感,记为+;10.0 mm<DIZ≤15.0 mm,中敏感,记为++;16.0 mm<DIZ≤20.0 mm,高敏感,记为+++;DIZ>20.0 mm,极敏感,记为++++。
总酸含量按照GB/T 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》中酸碱滴定法测定,总酸含量以乙酸计。
酒精度按照GB 5009.225—2016《食品安全国家标准 酒和食用酒精中乙醇浓度的测定》中酒精计法测定。
总黄酮含量采用紫外可见分光光度法,参照李楠等[18]的方法并稍作修改。吸取1 mL 样品溶液,加入体积分数为70%乙醇溶液12.5 mL,以及0.7 mL 质量分数为5%的NaNO2 溶液,摇匀,放置5 min 后,加入0.7 mL质量分数为10% 的Al(NO3)3 溶液,放置6 min 后,再加入5 mL 浓度为1 mol/L 的NaOH 溶液,振荡后用70% 乙醇溶液定容至25 mL,静置10 min 后以试剂空白为对照,于波长510 nm 处测定吸光度。
茶多酚含量按照GB/T 21733—2008《茶饮料》中附录A 茶多酚的方法测定。
茶氨酸含量按照GB/T 23193—2017《茶叶中茶氨酸的测定 高效液相色谱法》中采用高效液相色谱的方法测定,色谱柱为C18(Shim-pack GIS C18,5 µm,4.6 mm×250 mm),进样量10 µL,紫外检测器(ultraviolet-visible detector,UVD)。
色差采用台式分光测色仪测定。
电子鼻:电子鼻由10 根金属氧化传感器组成,每根传感器对应一类或几类敏感性物质,每个传感器的灵敏度特性见表1。电子鼻仪器参数:样品间隔时间1 s、清洗时间80 s、归零时间10 s、样品准备时间5 s、测定时间80 s、载气流速400 mL/min、进样流量100 mL/min。
表1 电子鼻传感器名称及其性能描述
Table 1 Names and performance descriptions of electronic nose sensors
编号S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10传感器W1C W5S W3C W6S W5C W1S W1W W2S W2W W3S敏感物质芳香化合物氮氧化合物芳香成分(尤其是氨水)氢化物烷烃,芳香性化合物烷类物质硫化物醇类,部分芳香型化合物芳香成分,有机硫化物高浓度烷烃(>100 µg/g)选择性甲苯NO2苯H2丙烷CH3 H2S CO H2S CH3灵敏度/(mL/m3)10 1 10 100 1 100 1 100 1 100
样品处理:准确称取10.0 mL 茶醋样品于电子鼻样品瓶中,密封常温放置平衡24 h 后,即可插入电子鼻探头进行测试,每组样品取3 份,测3 次平行。
数据处理:金属氧化电极测定在40 s 后达到稳定,本研究选取63、64、65 s 时的平均值为测试数据,平行测定3 次。
感官评价:由11 人组成评定小组,从色泽、香气、滋味和形态4 个方面[19]对样品进行感官评分,感官评定标准见表2,取评定小组结果的平均值。
表2 感官评定标准
Table 2 Sensory evaluation of fermented products
分值20~25 15~<20 10~<15 0~<10色泽浅棕色,有明显光泽浅棕色,有光泽浅棕色,无光泽黄色或深褐色,无光泽香气有明显醋香味,无异味有明显醋香味,少量异味醋香味不足,少量异味醋香味不足,有异味滋味饱满,爽口,酸甜适中爽口,酸度适中有刺激的酸味有刺激的酸味,口感不协调形态澄清透亮,无悬浮物透亮,有少量悬浮物不够透亮,有少量悬浮物浑浊,有较多悬浮物和沉淀
采用Microsoft Office Excel 2019 软件进行数据整理,采用IBM SPSS 23.0 统计分析软件进行显著性方差分析,采用Duncan 检验方法(P<0.05),采用Origin Pro 2019b 制图。每个试验重复3 次,结果用平均值±标准差表示。
在相同发酵方式和工艺条件下发酵酒精醪液,不同茶叶品种会形成不同风味的酒精醪液,并影响酒精醪液中物质的组成。不同茶叶品种醋酸发酵前酒精醪液的理化指标见表3。
表3 醋酸发酵前酒精醪液的理化指标
Table 3 Physicochemical indices of alcohol fermentation broth before acetic acid fermentation
茶叶品种迎霜月湾开山白毛茗山糖度/°Brix 4.8 4.8 4.8 4.8酒精度/% vol 6.8 7.0 7.0 6.8总酸含量/(g/L)11.55 3.15 7.95 11.78茶多酚含量/(mg/g)0.377 7 0.506 8 1.585 1 0.859 1茶氨酸含量/(mg/mL)0.023 5 0.032 5 0.047 5 0.239 5总黄酮含量/(mg/mL)0.031 0.029 0.050 0.042
由表3 可知,在初始糖度及发酵方式、工艺流程相同的条件下,不同茶叶品种发酵的酒精醪液中的糖度无差异,且因均以添加的蔗汁作为糖原发酵,4 种茶叶发酵酒精醪液的酒精度差异较小;但理化指标总酸、茶多酚、茶氨酸及总黄酮的含量因茶叶品种不同有很大不同。其中茗山茶发酵的酒精醪液中总酸和茶氨酸的含量最高,开山白毛发酵的酒精醪液中茶多酚和总黄酮的含量最高。
2.2.1 总酸含量的变化
总酸反映的是发酵过程中有机酸物质总量,是茶醋中酸味的主要来源,也是评价茶醋的重要指标,同时在气味和口感上起重要的作用。取以相同发酵方式和工艺条件下不同茶叶品种发酵的酒精醪液进行醋酸发酵,不同茶叶品种发酵茶醋过程中总酸含量变化见图2。
图2 不同茶叶品种发酵茶醋过程中总酸含量变化
Fig.2 Change of total acid during fermentation of tea vinegar from different tea varieties
由图2 可知,醋酸发酵前,不同茶叶品种发酵的酒精醪液的总酸含量存在一定的差别,其中迎霜茶酒精发酵醪液和茗山茶酒精发酵醪液总酸含量较高。在醋酸发酵过程中,发酵1 d 时,月湾酒精发酵醪液发酵启动最慢,总酸含量最低;发酵11 d 后,各发酵体系总酸含量趋于平缓,至13 d,总酸含量依次为茗山茶醋(59.7 g/L)>迎霜茶醋(50.3 g/L)>开山白毛茶醋(35.85 g/L)>月湾茶醋(13.20 g/L)。因此从产酸量及增长量来看,茗山茶和迎霜茶发酵能力较好,发酵的茶醋均可达到5%以上的酸度,茗山茶发酵的茶醋与安家静[20]采用夏秋绿茶碎茶发酵的茶醋酸度59.1 g/L 相近;而月湾茶发酵的茶醋酸度达不到GB/T 18187—2000《酿造食醋》[19]的总酸要求(≥35 g/L)。
2.2.2 茶多酚含量的变化
茶多酚是茶叶中主要生物活性成分之一,是茶中酚类化合物的总称,是影响茶汤苦味、涩味和色泽的主要因素,也是评价茶叶品质的关键指标之一。取在相同发酵方式和工艺条件下不同茶叶品种发酵的酒精醪液进行醋酸发酵,不同茶叶品种发酵茶醋过程中茶多酚含量变化见图3。
图3 不同茶叶品种发酵茶醋过程中茶多酚含量变化
Fig.3 Change of tea polyphenols during fermentation of tea vinegar from different tea varieties
由图3 可知,醋酸发酵前,不同茶叶品种发酵的酒精发酵醪液中茶多酚含量有明显差别,但其含量在醋酸发酵过程中会表现出逐渐减少,然后趋于平稳的状态,这与廖湘萍等[3]研究结果一致。醋酸发酵的前3 d,4 种茶叶发酵液中的茶多酚含量逐渐下降,其中开山白毛茶发酵液中的茶多酚含量下降最多,由最高的1.585 mg/g 下降至0.83 mg/g,发酵3 d 后,除了迎霜茶醋,开山白毛茶醋、茗山茶醋、月湾茶醋的茶多酚含量缓慢升高,7 d 后又逐渐下降,11 d 时茶多酚含量均趋于稳定,这与安家静[20]发现纯茶醋在发酵过程中茶多酚含量在10 d 虽然也有下降但趋势开始平稳的现象相似。开山白毛茶茶醋发酵液中的茶多酚含量在整个醋酸发酵阶段相对于其他3 种发酵液处于最高,其次是茗山茶醋发酵液,这与张露等[21]发现茶多酚含量保持着绿茶发酵的茶醋>红茶发酵的茶醋规律相似。月湾茶发酵液的茶多酚含量在整个发酵过程含量最稳定,这可能是其在醋酸发酵过程中发酵缓慢,总酸含量较低发酵不充分,酚类物质转化不明显导致。
2.2.3 茶氨酸含量的变化
茶氨酸呈鲜爽味,是茶叶滋味组成的重要成分之一,在茶叶中占游离氨基酸的30%~60%,可改善茶饮料的风味[22],还可以通过影响脑内神经递质(如γ-氨基丁酸和多巴胺)含量,缓解紧张情绪,使人产生轻松感[23],因此在茶醋发酵中茶氨酸保留越高越好。取在相同发酵方式和工艺条件下不同茶叶品种发酵的酒精醪液进行醋酸发酵,不同茶叶品种发酵茶醋过程中茶氨酸含量变化见图4。
图4 不同茶叶品种发酵茶醋过程中茶氨酸含量变化
Fig.4 Changes of theanine during fermentation of tea vinegar from different tea varieties
由图4 可知,醋酸发酵前,茗山茶发酵的酒精醪液中茶氨酸浓度较高,为0.24 mg/mL,而迎霜茶发酵的酒精醪液中茶氨酸含量最低,为0.024 mg/mL。在醋酸发酵过程中,迎霜和茗山茶发酵液的茶氨酸变化显著,尤其是发酵至5 d,2 种茶醋发酵液的茶氨酸含量迅速升高,其中茗山茶发酵液茶氨酸含量在发酵至11 d 时比发酵前增加了0.264 mg/mL,提高91.8%,迎霜茶发酵液茶氨酸含量在11 d 比发酵前增加了0.221 mg/mL,提高47.9%。发酵11 d 后均呈平缓趋势,茗山茶醋和迎霜茶醋的茶氨酸含量均比发酵前含量高,而月湾茶醋发酵前后的茶氨酸含量变化不明显,经醋酸发酵对其发酵液的茶氨酸含量影响不大,茶氨酸成分及含量得以保留。茶氨酸在茶汤中浸出率约为80%[24],茶醋发酵液经酒精、醋酸发酵后其茶氨酸得以有效保留,使用茗山、迎霜茶发酵的茶醋中茶氨酸成分增加,也因不同茶叶品种发酵的茶醋,其滋味各有特色。
2.2.4 总黄酮含量的变化
黄酮类化合物广泛存在于各种植物中,茶叶中就含有丰富的黄酮类化合物,黄酮类化合物的含量与茶叶品种、采摘季节、加工方式有关。黄酮类化合物具有抑制脂肪酶、抗菌、抗氧化、防止动脉硬化等生物学调节功能,因此在茶醋发酵中总黄酮保留越高越好。取在相同发酵方式和工艺条件下不同茶叶品种发酵的酒精醪液进行醋酸发酵,不同茶叶品种发酵茶醋过程中总黄酮含量变化见图5。
图5 不同茶叶品种发酵茶醋过程中总黄酮含量变化
Fig.5 Changes of flavonoids in tea vinegar during fermentation from different tea varieties
茶叶和甘蔗汁中均含有黄酮成分,在前期研究中,甘蔗汁发酵成酒总黄酮含量在0.019 mg/mL 左右[25]。由图5 可知,醋酸发酵前的酒精醪液中,2 种绿茶的发酵醪液所含总黄酮含量明显比2 种红茶的发酵醪液高。4 种茶叶品种发酵酒精醪液在醋酸发酵过程中总黄酮含量均不稳定,均有下降又升高最后趋于平稳的趋势,这与茶多酚的含量变化相似,而茶多酚是茶叶中包含黄酮类、儿茶素、酚酸和花青素4 大类物质30 多种多酚类物质的总称[5]。发酵11 d 后这4 种发酵醪液的总黄酮相对稳定,其中开山白毛茶醋和茗山茶醋的总黄酮含量为0.040~0.045 mg/mL,迎霜茶醋和月湾茶醋的总黄酮含量为0.025~0.030 mg/mL,可能与总黄酮占茶叶干重的比重很低有关[26],迎霜茶醋、月湾茶醋和茗山茶醋这3 种茶醋在醋酸发酵结束后,其茶醋的总黄酮含量与酒精醪液中的总黄酮含量比较接近,表明醋酸发酵后仍有效保留了黄酮成分。
2.2.5 不同品种的茶醋电子鼻测定结果
茶醋电子鼻传感器响应值雷达图见图6。
图6 茶醋电子鼻传感器响应值雷达图
Fig.6 Radar figure of response values of electronic nose sensor of tea vinegar
由图6 可知,10 个传感器对茶醋均有响应,4 种不同茶醋的传感器响应强度趋势相同,且变化最大的依次是传感器S6、S7、S8、S9;茶醋呈现整体气味轮廓主要为酸类、醇类[4],芳香化合物(S1)、烷类物质(S6)都有利于增加茶醋的风味物质。迎霜茶醋和月湾茶醋的芳香化合物(S1)高于开山白毛茶醋和茗山茶醋,迎霜茶醋、开山白毛茶醋和茗山茶醋的烷类物质(S6)响应值很高,均达113 以上,开山白毛茶醋和茗山茶醋的醇类物质(S8)响应值最高,达24 以上;而4 种不同茶醋的硫化物(S7、S9)响应值较相近。因此有利风味物质响应值最高的是开山白毛茶醋,其次是茗山茶醋。电子鼻可以测定出茶醋的特征气体轮廓,即烷类物质和硫化物。
2.2.6 感官评分结果
不同茶叶品种发酵的茶醋从色泽、香气、滋味和形态4 个方面进行感官评价,感官评定结果见表4。
表4 茶醋感官评定结果
Table 4 Sensory evaluation of tea vinegar
样品名称迎霜茶醋月湾茶醋开山白毛茶醋茗山茶醋茶醋感官描述浅棕色,有光泽,茶香、醋香味明显,偏酸,无异味浅棕色,略有光泽,茶香明显,有涩味,无异味浅棕色,有光泽,茶香、醋香味明显,无异味浅棕色,有光泽,茶香、醋香味明显,偏酸,无异味感官评分89 82 91 92
由表4 可知感官评分最高的是茗山茶醋,为92,其次是开山白毛茶醋,为91,而月湾茶醋因其酸度较低,略有涩味影响口感,所以评分最低,为82。从而得出绿茶发酵的茶醋口感要比红茶发酵的茶醋丰富,茶香、醋香味明显。
2.2.7 不同品种的复合茶醋发酵过程色差变化
测定参数包括L*值、a*值、b*值,其中L*值较大表示透明度较高;a*值为正时颜色偏向于红色色泽方向;b*值为正时偏向于黄色色泽方向;通常L*值、a*值、b*值的差异还可以用总色差(ΔE)来表示,但并不能体现样品色差的偏移方向,ΔE 值越大,色差越大,反之越小[27]。不同茶醋发酵过程色差变化见表5。
表5 不同茶醋发酵过程色差变化
Table 5 Changes in color difference during fermentation of different tea vinegars
注:同样品组中同列不同字母表示差异显著(p<0.05)。
时间/d 0 1 3 5 7 9 11 13 0 1 3 5 7 9 11 13 0 1 3 5 7 9 11 13 0 1 3 5 7 9 11 13样品名称迎霜茶醋迎霜茶醋迎霜茶醋迎霜茶醋迎霜茶醋迎霜茶醋迎霜茶醋迎霜茶醋月湾茶醋月湾茶醋月湾茶醋月湾茶醋月湾茶醋月湾茶醋月湾茶醋月湾茶醋开山白毛茶醋开山白毛茶醋开山白毛茶醋开山白毛茶醋开山白毛茶醋开山白毛茶醋开山白毛茶醋开山白毛茶醋茗山茶醋茗山茶醋茗山茶醋茗山茶醋茗山茶醋茗山茶醋茗山茶醋茗山茶醋L*值26.287±0.200e 28.473±0.480b 26.793±0.060d 29.910±0.430a 26.943±0.100d 28.473±0.070c 27.550±0.030c 26.603±0.140de 27.397±0.070cd 27.650±0.090bc 27.667±0.220bc 27.777±0.260b 27.640±0.190bc 27.640±0.080a 27.180±0.040d 27.367±0.070d 26.863±0.110d 27.323±0.130cd 28.437±0.750b 30.710±0.270a 28.657±0.530b 28.657±0.190c 27.300±0.050cd 27.610±0.140c 29.050±0.420a 26.757±0.010de 26.543±0.070e 26.937±0.040d 27.480±0.230b 27.480±0.030bc 27.337±0.050bc 27.030±0.020cd a*值1.047±0.150b 1.290±0.030a 0.877±0.020c 0.740±0.120de 0.687±0.010e 1.290±0.010cde 0.833±0.020cd 0.713±0.040de 0.903±0.030b 0.950±0.030a 0.783±0.020c 0.807±0.010c 0.737±0.030d 0.737±0.020cd 0.570±0.020f 0.620±0.030e 0.857±0.080d 1.037±0.010abc 1.013±0.100abc 0.677±0.120e 1.103±0.030ab 1.103±0.060bc 0.943±0.010cd 1.127±0.050a 0.877±0.080a 0.683±0.02bc 0.513±0.020d 0.423±0.030e 0.650±0.060bc 0.650±0.030c 0.693±0.020b 0.687±0.030bc b*值2.153±0.660d 4.917±0.490b 2.740±0.120d 5.697±0.050a 2.727±0.080d 4.917±0.310c 3.857±0.120c 2.750±0.190d 2.513±0.660c 3.007±0.210b 3.097±0.150b 3.427±0.250a 3.043±0.230b 3.043±0.110a 2.480±0.040c 2.687±0.140c 1.697±0.400d 2.507±0.180c 3.920±0.490b 5.360±0.260a 4.203±0.600b 4.203±0.540c 2.577±0.050c 3.187±0.270c 4.453±0.160a 1.697±0.120de 1.517±0.090e 1.680±0.060de 2.573±0.560b 2.573±0.330bc 2.707±0.030b 2.080±0.080cd ΔE 值26.40±0.25e 28.93±0.56b 26.95±0.07d 30.46±0.42a 27.09±0.10d 28.06±0.10c 27.83±0.05c 26.75±0.16de 27.53±0.08c 27.83±0.10b 27.85±0.23b 28.00±0.29b 27.82±0.21b 28.32±0.10a 27.30±0.04c 27.51±0.08c 26.93±0.13d 27.46±0.15cd 28.73±0.80b 31.18±0.22a 28.99±0.61b 27.91±0.25c 27.44±0.05cd 27.82±0.17c 29.40±0.44a 26.82±0.02cd 26.59±0.07d 26.99±0.04c 27.61±0.28b 27.46±0.07b 27.48±0.05b 27.12±0.01c
由表5 可知,4 种不同茶醋在发酵过程中,L*值、a*值、b*值和ΔE 值均有上下波动的现象。茶醋的L*值为26.287~30.710,发酵13 d,迎霜茶醋和开山白毛茶醋的L*值略高于发酵前,表明透明度上升;迎霜茶醋在发酵过程中a*值最高,为0.687~1.290,表明其发酵液颜色偏红色,最小的是茗山茶醋,为0.423~0.877,发酵13 d 后,除开山白毛茶醋外,其他3 种茶醋发酵液的a*值相比发酵前均降低,发酵液颜色变浅;迎霜茶醋和开山白毛茶醋的ΔE 值在发酵5 d 时显著升高,数值超过30,7 d 后又回落,月湾茶醋ΔE 值在整个发酵过程差异最小,这也许与其发酵速率慢相关。
大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌是人类常见的致病菌,而抑菌圈法是抑菌剂效力评价和抑菌活性研究的常用方法。不同茶叶发酵的茶醋对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌效果见表6和图7。
表6 茶醋抑菌圈直径及敏感性
Table 6 Diameter and sensitivity of bacteriostatic zone of tea vinegar mm
注:同行不同字母表示差异显著(p<0.05)。
菌种大肠埃希氏菌金黄色葡萄球菌白色念珠菌乙酸17.85±0.20d(+++)18.13±0.31c(+++)12.35±0.25bc(++)迎霜茶醋21.86±0.31b(++++)21.97±0.22b(++++)14.22±0.33ab(++)月湾茶醋20.01±0.15bc(+++)26.97±0.32a(++++)12.36±0.25c(++)开山白毛茶醋19.32±0.08cd(+++)19.23±0.13c(+++)13.49±0.21bc(++)茗山茶醋26.01±0.20a(++++)22.85±0.18b(++++)16.32±0.22a(+++)
图7 茶醋对致病菌的抑菌效果
Fig.7 Antibacterial effects of tea vinegar on pathogenic bacteria
以抑菌圈的大小判断4 种茶醋的抑菌效果,抑菌圈的直径越大,抑菌效果越好[28]。由表6、图7 可知,迎霜茶醋、月湾茶醋、开山白毛茶醋、茗山茶醋对致病菌均有一定的抑菌效果,且抑菌圈直径都大于乙酸的抑菌圈直径。在大肠埃希氏菌抑菌效果中,茗山茶醋的抑菌圈最大,抑菌圈直径为26.01 mm,达到极敏的效果,抑菌圈最小的是开山白毛茶茶醋,抑菌圈直径为19.32 mm,但也达到高敏的效果;对金黄色葡萄球菌的抑菌效果中,月湾茶醋的抑菌圈最大,抑菌圈直径为26.97 mm,其次是茗山茶醋,再者是迎霜茶醋,3 者均达到极敏的效果;由表6、图7 可知,4 种茶醋对白色念珠菌有抑菌效果,其中茗山茶醋的抑菌效果最好,抑菌圈直径为16.32 mm,达到高敏的效果。郑明等[29]开展不同浓度的安吉白茶、铁观音、大红袍3 种茶的茶浸泡液对白色念珠菌的体外抑菌活性研究,发现安吉白茶、大红袍抑制白色念珠菌有效,但其有效性与茶浸泡液浓度有关。Ning 等[30]研究发现绿茶的儿茶素,包括表没食子儿茶素没食子酸酯可以干扰白色念珠菌的叶酸代谢,具有抑真菌作用;Sitheeque 等[31]指出红茶多酚(儿茶素和茶黄素)具有抑制白色念珠菌能力。这也可能由于茶醋因添加甘蔗汁导致多酚类活性成分增加有关[32-33],也说明茶醋中除乙酸外,茶多酚、绿原酸等酚酸类成分是醋液中主要起抑菌作用的物质。综合分析,4 种茶醋整体抑菌效果最佳的是茗山茶醋。
结合图2~图5 分析,除茶多酚外,茗山茶醋中总酸、茶氨酸和总黄酮含量均最高。相关研究表明酸和黄酮物质存在抑菌作用,如 Njenga 等[34]发现,酚酸物质对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌均有较强的抗菌活性;Zhang等[35]分析抑菌机制时发现,酸性条件可破坏细菌细胞膜,导致细胞内活性氧积累,细胞内三磷酸腺苷减少,导致细菌死亡; Rita 等[36]研究发现黄酮类物质可与微生物中酶的氨基酸之间形成氢键,干扰酶的作用,从而实现抑制微生物活性的效果。因此,本研究认为酸性条件和黄酮类物质是决定茗山茶醋抑菌效果最佳的主要原因。由表6 可知,茗山茶醋对革兰氏阳性和阴性菌的抑制效果存在差异,其可能的原因是细菌的细胞壁厚度差异,从而导致大肠杆菌对茗山茶醋更敏感,在Huang 等[37]研究中也证实了本研究推论。
选择红茶(迎霜、月湾)、绿茶(开山白毛、茗山)分别与甘蔗汁混合发酵生产茶醋,以开山白毛、茗山两种绿茶为主要原料的发酵体系产酸能力较强,其茶多酚含量较高,且茶醋中黄酮成分保留较好,绿茶茶醋的口感比红茶茶醋丰富,茶香、醋香味较为明显;其中茗山茶醋的总酸含量最高并且感官评价得分也最高。通过电子鼻测定结果得出,酸类、醇类,芳香化合物(S1)、烷类物质(S6)是茶醋的整体特征气味轮廓,但迎霜和月湾两种红茶茶醋的芳香化合物响应值明显高于开山白毛、茗山两种绿茶茶醋,迎霜茶醋、开山白毛茶醋和茗山茶醋的烷类物质响应值较高,开山白毛茶醋和茗山茶醋的醇类物质响应值较高,但具体相对含量还需要结合气质联用技术进行详细分析。4 种茶醋对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的抑菌圈直径均大于乙酸的抑菌圈直径,具有抑菌效果,但抑菌敏感性各异。此外4 种茶醋的色差值有所变动,呈色物质受醋酸发酵的影响,但其呈色物质与醋酸发酵的互作及转化规律仍未探明,需进一步深入研究,以期为茶叶的深加工以及新产品开发提供参考。
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