茶叶生化复习(2)

2019-08-20 20:20

(2)重要嘌呤碱的特性

a、咖啡碱的性质:是具有绢丝光泽的白色针状结晶体,失去结晶水后成白色粉末。无臭味,有苦味。

b、可可碱的性质:白色粉状结晶,无臭,略有苦味,为茶叶苦味物质之一。

熔点351℃, 但加温至290~295℃时能升华。

能溶于热水,难溶于冷水、乙醇,几乎不溶于苯,乙醚及氯仿

c、茶叶碱的性质:白色粉状结晶,无臭,味苦,熔点272~274℃。易溶于热水,微溶于冷水、乙醇、氯仿,难溶于苯。 4、咖啡碱的生理作用:(一)兴奋作用(二)强心作用(三)促进消化液的分泌(四)抗过敏、炎症作用(五)利尿作用(六)抗肥胖作用(七)不良反应 5、嘌呤碱的代谢:

(1)分布:咖啡碱广泛地分布在茶树体内,比较集中地分布在新梢部位,以叶部最多,茎梗中较少,花果中更少。 (2)合成(详见书P87图2-12):咖啡碱是在茶树幼嫩叶片中进行生物合成的,而在茎、根与子叶中合成能力能低甚至没有,而茶花中亦能合成咖啡碱。细胞中的合成部位则是在叶绿体中,在叶绿体中含有咖啡碱生物合成所需的酶类。 咖啡碱的结构特点是黄嘌呤,在1,3,7位置的N上连接3个甲基,生物合成中,一需要嘌呤环的来源,二需要甲基供体。

咖啡碱合成中的甲基主要来源:S-腺苷蛋氨酸,而转甲基作用则依赖于N-甲基转移酶的活性。

? 咖啡碱的合成中,嘌呤甲基化的过程,是先由7-甲基黄嘌呤甲基化形成可可碱(3,7-二甲基黄嘌呤),再由可可碱甲基化形成咖啡碱。

五、 糖类

1、茶叶中的糖类物质:包括单糖、寡糖、多糖及少量其他糖类。 (1)单糖和双糖:是构成茶叶中可溶性糖的主要成分。(多存于老叶中,嫩叶较少;在茶叶加工中,由于酶、热或氨基化合物的存在,会发生水解作用、焦糖化作用及美拉德反应,生成单糖类、多聚色素及香气物质等。)

①游离单糖:主要有果糖(含量为干物重的0.73%) 、阿拉伯糖(0.4%)、葡萄糖(0.15%)、半乳糖(痕量)、鼠李糖(痕量)和甘露糖(痕量)。

②茶叶中的双糖:主要是蔗糖(0.64~2.52%),加工过程中还形成少量麦芽糖。

(2) 多糖(20-25%):主要包括纤维素(4.3-8.9%)、半纤维素(3.0-9.5%)、淀粉(0.2-2.0%)和果胶(11%)等。 2、茶多糖(Tea Polysaccharide):茶叶中具有生物活性的复合多糖,一般称为是一类与蛋白质结合在一起的酸性多糖或酸性糖蛋白。由5种单糖组成,包括阿拉伯糖、木糖、果糖、葡萄糖及半乳糖,分子量为10,000~50,000 。

(1)茶多糖含量:茶多糖含量与茶类及老嫩度有关:从茶类来讲,乌龙茶中茶叶多糖含量高于红、绿茶,达2.63%,约为六级红茶的3.1倍及六级绿茶的1.67倍。茶多糖随原料粗老程度的增加而递增。

(2)茶多糖的性质:①纯化的茶叶多糖为粉末状固体,颜色为灰白色、浅黄色至灰褐色的固体粉末,随干燥时温度的提高,色泽加深,多糖水溶液也随碱性增加,颜色加深,并有丝状沉淀产生。

②茶多糖主要为水溶性多糖,易溶于热水,但不溶于高浓度的乙醇、丙酮、乙

酸乙酯、正丁醇等有机溶剂。

③茶多糖热稳定性较差,高温下易丧失活性;高温、过酸(pH<5.0)或偏碱(pH>7.0)条件下,会使多糖部分降解。

④茶多糖在波长270~280nm处有强烈吸收峰。

(3)茶多糖的生理活性:降血糖作用、降血脂作用、抗辐射作用。 3、茶叶中的糖苷

(1)糖苷(glycoside):糖或糖的衍生物如氨基糖、糖醛酸等与另一种非糖物质(称为苷元或配基)通过糖的端基碳原子连接而成的化合物,又叫配糖体。 (2)糖苷与茶叶品质:茶树叶片中,存在丰富的以樱草糖苷和葡萄糖苷为主要形式的芳香族醇和单萜烯醇糖苷。这些糖苷类物质水解后,苷元单萜烯醇和芳香族醇释放出来而呈现花果香,是构成茶叶香气品质的物质基础。 4、糖类与茶叶品质

(1)纤维素含量是茶叶老嫩的标志。一般来说纤维素含量少,鲜叶嫩度好,制茶成条,做形较容易,能制出优质名茶。

(2)淀粉在茶叶加工中由于酶或水热作用,可被水解转化成可溶性糖类,对提高茶的滋味、香气和汤色有一定意义。

(3)水溶性果胶可增加茶汤的甜味、香味和厚度。此外,由于水溶性果胶有粘稠性,能帮助揉捻卷曲成条、茶叶外观油润。

六、 皂甙

1、皂甙:又名皂素、皂角甙或皂草甙,是一类结构比较复杂的糖苷类化合物,由糖链与三萜类、甾体或甾体生物碱通过碳氧键相连而构成。

2、茶皂素的基本结构:是一类齐墩果烷型五环三萜类皂甙的混合物;基本结构为皂甙元、糖体、有机酸三部分组成。

? 皂甙元:五环三萜齐墩果烷的衍生物,有近十种。

? 糖体:阿拉伯糖、木糖、半乳糖、葡萄糖醛酸连结在3位上的“-O-:糖基。

? 有机酸:主要为当归酸和乙酸。 3、茶皂素的一般性质:

茶皂素是一种无色无灰的微细柱状结晶,味苦而辛辣,能起泡,并有溶血作用。 茶皂素在酸碱作用下可发生水解。 4、茶皂甙的生理活性:(一)溶血性(二)抗菌、抗病毒作用 (三)抗炎症、抗过敏作用 (四)减肥作用 (五)抑制酒精吸收的作用

5、茶皂素的应用:由于茶皂素天然活性,可作为浸润剂、乳化剂、去污剂、发泡剂等在农业、日化、纺织、建材等领域有着广泛的应用。(由此自由展开即可)

七、 香气物质(木有找到资料,P40)

1、茶叶中的芳香物质:茶叶中具有种类繁多、含量较低的挥发性香气物质的总称。包括醇类、醛类、酯类;醇类分为脂肪族醇、芳香族醇、萜烯醇;醛类分为脂肪族醛、芳香族醛、和萜烯醛;酯类分为萜烯族酯和芳香族酯。(十一类) (1)醇类:—OH、根据羟基结合的主键不同,分为脂肪族醇、芳香族醇、萜烯醇。 以青叶醇为主体。

(2)醛类:—CHO、约占总芳香油的3%,大部分为低沸点的低碳醛,具有不愉快的气味。 这类物质因醛基的存在,故性质都较活泼,在制茶过程中除了随

水气挥发部分以外,剩余的都参与茶叶香气和滋味形成,成品茶中醛类物质高于鲜叶,红茶高于绿茶。

(3)酮类:C=O、重要的是具有环状结构的酮类。(紫萝酮:红茶特有香气的重要组成成分之一。)

(4)酯类:—R—O—R ?具花香 (5)羧酸类:—COOH—、 羧酸类占红茶芳香油总量的30%, 而绿茶仅有2%-3% 2、芳香物质特性:多数分子中有一个不饱和双键,常温下为油状液体,呈无色或微黄色,大多具有香气,极易挥发,易溶于各种有机溶剂,水中溶解度极小 3、芳香物质在茶叶中的特点:含量少、种类多、不同茶类香气组成不同,有地域差别。

第二章 红茶制造化学(Black Tea)

第一节、主要酶类的活性变化

一、 酶在红茶制造过程中的变化 (一)酶对红茶品质特征的影响 主要酶类 前体物质 酶类组成 多酚氧化酶、 过氧化物酶、 脂肪氧合酶、 醇脱氢酶 对红茶品质的影响 氧化还原酶类 茶多酚(尤其是儿茶素) 形成红茶“红汤红叶”的品质特征 水解酶类 键合态香气糖苷 糖苷酶、 叶绿素水解酶 对红茶香气生成非常重要 (二)红茶加工工序氧化酶类活性的变化 二、红茶制造过程中重要的酶

1、多酚氧化酶( polyphenol oxidase, PPO):在红茶制造过程中将黄烷醇类氧化成醌,形成的醌再经氧化缩合成更复杂的发酵产物,如茶黄素、茶红素和茶褐素。(铜离子为辅基;最佳底物:邻位酚,如儿茶素等;不能催化单元酚、对苯二酚等。最适温度:35℃)

2、过氧化物酶( peroxidase,POD ):是在过氧化氢存在下催化基质氧化的一种酶,它不能利用空气中的氧气。(铁卟啉为辅基;) 3、醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH):也叫烟酰胺醇脱氢酶;可催化脂肪族或芳香族醇及醛类的氧化还原反应。(活性中心为锌,辅因子为NAD) 4、脂肪氧合酶( lipid oxidase,LOX):也叫脂肪氧化酶、脂肪加氧酶;催化含顺,顺-1,4-戊二烯的不饱和脂肪酸及酯的加氧反应,氧化形成具有共轭双健的过氧化物。

5、叶绿素酶(chlorophyllase ):催化叶绿素水解形成脱植基叶绿素。(萎凋后发酵形成的酸性环境,使叶绿素脱镁,有利于形成红茶所要求的色泽。)

6、糖苷酶:β-葡萄糖苷酶(β- glucosidase):可以水解结合于末端、非还原性的β-D-葡萄糖苷键,同时释放出β-D-葡萄糖和相应的配基。

樱草糖苷酶(primeverosidase):将樱草糖苷水解为樱草糖和相应的配基。

第二节 多酚类物质的变化

一、 多酚类物质在红茶制造中的变化 (一)茶黄素的形成

1、儿茶素氧化生成邻醌:儿茶素经酶促氧化生成邻醌,这对于促进红茶品质特征的形成,具有十分重要的意义。 2、邻醌聚合生成联苯酚醌:邻醌极易产生聚合反应,形成中间产物联苯酚醌类。 3、联苯酚醌发生歧化作用:联苯酚醌不稳定,会发生歧化作用,一部分还原成双黄烷醇。(双黄烷醇:无色,溶于水,具有一定的鲜味,含量约占茶叶干物重的1%-2%,是构成茶汤鲜度、强度和浓度的综合因子之一。)

4、邻醌骈环、缩合生成茶黄素:当儿茶素邻醌与没食子儿茶素邻醌共存时,可配对进行骈环、缩合反应转化生成茶黄素。 (二)茶红素的形成

1、Robertson(1983)年提出茶红素形在途径可能包括: 1)简单儿茶素或酯型儿茶素的直接酶促氧化; 2)茶黄素形成过程中中间产物的氧化; 3)茶黄素本身的自动氧化或偶联氧化。 (三)茶褐素的形成

? 茶褐素主要组分:是茶多酚类、多糖、蛋白质和核酸等。 二、多酚类物质变化与红茶品质的关系

1、多酚类物质在红茶制造过程中复杂的变化(尤其是发酵工序),大致可分为如下三个部分:

? 未被氧化的多酚类物质,主要是残留儿茶素,并以酯型儿茶素为主。 在红茶发酵中,仍保留一定数量的未被氧化的儿茶素,并以酯型儿茶素为主;这些物质成分进入茶汤,是茶汤浓度、强度不可缺少的部分,同时也是茶汤爽口和刺激性成分。

⑴发酵不足,茶多酚保留量过多,特别是涩味重的酯型儿茶素残留量过多,使茶汤苦涩。(2)发酵过度,则茶多酚保留量过低,茶汤收敛性减弱,使汤味变淡。(3)只有适度发酵,多酚类保留适当并与其它水溶性物质相协调,使茶汤爽口而不苦涩,浓强度和刺激性高。

? 多酚类物质的水溶性氧化产物,主要是TF、TR和TB。

(1)茶黄素是红茶中的重要成分,对红茶的色、香、味及品质起着决定性的作用。茶黄素是红茶汤色“亮”的主要成分,也是汤味强度和鲜爽度的重要成分,同时还是形成茶汤“金圈”的最主要物质。

(2)茶红素色泽棕红,是红茶汤色“红”的主要成分,也是汤味浓度和强度的重要物质,但其刺激性不如茶黄素,收敛性较强,滋味甜醇。

(3)茶褐素,色泽暗褐,滋味平淡,稍甜,量多,茶汤味淡发暗,是红茶汤“暗”的主因,其含量一般占红茶干物重的4%-9%。

冷后浑的形成主要是由于咖啡碱与茶多酚类的没食子基的H键缔合的结果,因此,pH值的升高、脱没食子基和脱咖啡碱均可使冷后浑的形成受阻。 ? 多酚类物质的非水溶性转化产物。

在发酵过程,部分多酚类及其氧化产物如邻醌、TF、TR、TB会与蛋白质结合形成不溶于水的化合物沉淀于叶底,如TF-Pro、TR-Pro、邻醌-Pro及儿茶素- Pro等。适当的非水溶性红色产物是形成红茶叶底色泽的必要物质。

2、影响色素形成的因素:a.加工工艺对茶色素的影响 b.加工条件的影响 c.利用酶技术提高茶色素含量 d.改善鲜叶中儿茶素组成比例提高茶色素含量

第三节 红茶制造中芳香物质的转化

一、 红茶香气的形成 (一) 红茶制造过程中香气变化

红茶的香气,主要产生于红茶的制造过程,特别是发酵过程。

1、萎凋过程中香气变化:由于萎凋过程的失水和呼吸作用,细胞透性的增大,使得以糖苷形式存在的结合型香气化合物(如青叶醇、芳樟醇、香叶醇、芳香醇等)与其水解酶β-糖苷酶接触,香气化合物游离出来。

2、揉切、发酵过程中香气变化:在揉捻(切)过程中,茶叶组织损伤和细胞破损,化学成分和酶得到充分混合,发生各种化学反应。 3、干燥过程中香气变化:红茶制造的最后阶段干燥过程是脱水和钝化酶的过程,高温热化学作用使挥发性化合物显著散失。另一方面,由加热而生成的香气化合物如醛类、香芹酮酸类、内酯类和各种紫萝酮同系物增加,最后形成了红茶极为协调而复杂的香气。

(二)香气形成的主要途径 在红茶制造过程中,酶的作用、儿茶素邻醌的偶联氧化作用以及水热作用和酸性等条件,都能引起或促进芳香物质的产生。 常见的有氧化、还原、化合、分解、酯化、环化、异构化、脱氨和脱羧作用等。 1、高级脂肪酸氧化降解成醇、醛 2、醇类的氧化

3、由醇、酸衍生的芳香物质 4、醇、酸的酯化 5、内酯的形成

6、胡萝卜素降解形成芳香物质 7、氨基酸的降解 8、糖苷的水解

9、芳香物质的异构化 10、热效应形成茶叶香气

第四节 红茶制造中糖类物质和含氮化合物的变化

一、 糖类物质在红茶制造中的变化 (一) 多糖类在红茶制造中的变化

1、 纤维素、半纤维素:其化学性质比较稳定,在红茶制造中几乎无变化,又由于难溶于水,茶叶冲泡时通常不能被利用,营养价值不大。

2、淀粉:是一种难溶于水的物质,茶叶冲泡时通常不能被利用。在红茶萎凋发酵工序中,在淀粉酶的作用下,可被水解成可溶性糖而逐渐减少。 (二)可溶性糖在红茶制造中的变化

? 萎凋:单糖存在呼吸消耗或由多糖或双糖水解而来。 ? 揉捻发酵:单糖或由于有较多的氧化转化而下降,或由于双糖和多糖有较


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