不同体系条件下聚酯型儿茶素的形成特性及其与茶黄素的竞争性形成

作     者：徐斌 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：江和源

授予年度：2015年

学科分类：081703[工学-生物化工] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

主      题：儿茶素 聚酯型儿茶素 茶黄素 形成特性 竞争性 

摘      要：聚酯型儿茶素(Theasinensins,TSs)和茶黄素(Theaflavins,TFs)是儿茶素在酶促作用下形成的两类重要的氧化产物,具有丰富的药理功能。本文通过酶促氧化儿茶素单体和茶鲜叶悬浮发酵的试验方式,控制不同反应因素和条件,生成TSs和TFs,依据液相定量方法,得出如下结果:酶促氧化EGCG形成脱氢聚酯型儿茶素A(Dehydrotheasinensin A,DTSA)和聚酯型儿茶素A(Theasinensin A,TSA),然后进行DTSA和TSA的生成特性以及稳定特性研究。结果表明:酸性条件下,TSA的生成量一直积累,而中性和碱性条件下呈现先增大后减少的趋势。酸性条件下DTSA和TSA较稳定,中性和碱性条件下DTSA易于分解形成更多的TSA;随着温度的升高,DTSA和TSA的稳定特性越差,易于分解或进一步氧化;具有还原性的Fe2+显著影响TSA和DTSA的稳定特性;而Cu2+、多酚氧化酶(PPO)和氧气对DTSA和TSA的稳定特性影响不显著。采用液态发酵的方式,结合不同的pH条件和氧化作用物质,通过氧化儿茶素生成相应聚酯型儿茶素的单体物质来深入探讨TSs的形成特性。结果表明:酸性条件下,TSs的单体物质能够持续生成,而且一直积累;中性和碱性条件下生成的TSs的单体物质达到最大值的时间会很短,但是稳定性较差。不同pH条件下,由于自身氧化还原电位值的高低,各个儿茶素单体之间被氧化而消耗的速率是有差别的;纯PPO和丰水梨下生成的TSs单体的含量动态变化曲线先升高后缓慢减低,而化学氧化儿茶素底物,TSs的生成量极少,且易被化学剂氧化而含量降低。从最大值来讲纯PPO和丰水梨在取样时间点上的TSs单体生成或积累量差异不明显,且二者明显高于化学氧化(水平),而且丰水梨氧化生成的TSs出现的最大值比PPO出现的早,推测是丰水梨中混合酶作用的结果。采用液态发酵的方式,结合不同的pH条件,通过酶促氧化儿茶素生成相应聚酯型儿茶素或茶黄素的单体物质来探讨TSs与TFs的竞争性形成。结果表明生成的TSs和TFs之间基于儿茶素底物、反应pH值有竞争性形成的关系:pH=6和中性条件下EGCG和EGC(TSs和TFs的共同儿茶素底物)转化形成TSs单体的量高于形成TFs的量,而pH=5水平下则相反。为研究茶鲜叶悬浮发酵因素对TSs的形成及其与TFs的竞争性影响,根据其工艺要求,以HPLC测定的聚酯型儿茶素、茶黄素为指标,分别对选取的5个影响因子(pH值、通氧速率、细胞破碎时间、温度、料液比)进行单因素实验。结果表明:偏酸条件利于TFs的生成和积累,而中性或碱性条件下利于生成更多的TSs;通氧速率0.8 L/min以上,TSs的生成含量会随着通氧速率的增大而降低,而TFs的量则变化不显著;破碎时间60 s以上,TSs的含量差异不显著,而TFs的生成量是随着破碎时间的增大而减少;温度各水平在TSs的生成上没有显著差异,而25℃以上,TFs的生成含量和温度负相关;TSs的生成含量会随着料液比的增大而增大,但是在一定浓度范围内(7525 mg/mL),TSs、TFs含量的增长并不显著。