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茶叶(Camellia sinensis)原产于中国,属于山茶科茶属植物,富含茶多酚、儿茶素、咖啡因、氨基酸及维生素等多种活性成分,具有抗疲劳、提神醒脑和助消化等功效,是全球消费量最大的嗜好饮料之一。实际上,茶组植物(Camellia sect. Thea)包含约30余种相关物种。目前,人们饮用的茶叶主要来源于大叶种乔木茶树(Camellia sinensis var. assamica 或 Camellia sinensis var. macropylla)和小叶种灌木茶树(Camellia sinensis var. sinensis)的两个品种。其中,小叶种灌木茶树因叶片较小且适应性强,能够根据发酵程度的不同形成独特的风味和功效,适合制作绿茶、乌龙茶、红茶和普洱茶等多种类型的茶叶被消费市场接受。茶叶作为一种重要的经济作物,其种植和加工对产区的区域经济发展和文化传承产生都具有深远的影响。
在茶叶种植上,茶树在冬季进入休眠期,修剪成为茶园管理的重要措施。人们通过去除枯枝和过密枝条,修剪优化茶树的树体结构,不仅可以增加分枝密度,叶能够促进茶树生长,并为春季新梢的萌发创造良好条件。此外,对于衰老或低产的茶树,合理的冬季修剪能够显著提高鲜叶产量和春茶的萌发质量。在过去,修剪后的枝条和枯老茶叶片常被视为茶园废弃物,通常被粉碎后直接还田或与其他有机废弃物混合堆肥,以改善土壤结构,减少废弃物的产生,并为茶园的可持续发展提供支持。然而,这些废弃的枯老茶枝叶中蕴含着丰富的蛋白质,含量高达21~28%。再有,饮茶后的茶渣中也含有较高水平的蛋白质,其氨基酸组成和含量则因茶叶的采摘时间和加工过程而不同。
人们在研究发现,茶叶中含有较高比例的游离氨基酸,含量可达总干重的50 mg/g。其中,茶氨酸是茶叶中主要的氨基酸,占总游离氨基酸的60~70%,赋予茶叶独特的鲜味,并具有抗氧化、抗疲劳和神经保护等生物活性。此外,茶叶中含有的脯氨酸、苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸及丙氨酸赋予茶甜味,而缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸和精氨酸则赋予茶叶苦味。
遗憾的是,在茶叶蛋白质中,水溶性蛋白仅占1~2%,而90%以上为水不溶性蛋白,其含量因茶叶品种和地域有所不同。但,近年来随着酶解技术等应用,人们能够产业化制备水溶性茶叶蛋白肽。这些蛋白肽不仅提高了生物利用度,并显示出多种生物活性和功能特性,为茶叶废弃物的高值化利用提供了新应用方向。
2025年,全国茶园种植面积预计突破5100万亩,同比增长超过3%。中国作为全球最大的茶叶生产与消费国,茶叶市场规模仍在持续扩大。因此,通过提高对废弃茶叶蛋白的利用率及采用酶解技术等产业化制备茶叶蛋白肽,不仅能够实现茶叶种植的高值化利用,也拓展了新的增长潜力和发展空间。
蛋白质和蛋白肽均由氨基酸通过肽键连接而成,但在结构、大小和功能上存在显著差异。茶蛋白肽的制备技术主要包括化学水解和酶解两种方法。化学水解通常分为利用盐酸的酸水解和使用氢氧化钠的碱水解。传统碱提取法操作简单且成本较低,但容易破坏游离氨基酸,降低营养价值,且难以精确控制,可能导致过度水解。相比之下,酶解法具有可控性强、提取条件温和、安全等优势。酶解的最佳温度通常在40~60℃间,水解完成后,通过高温灭活酶以终止反应。优化酶解条件包括酶的种类、酶添加量、pH值、酶解时间、温度、底物浓度及液固比等因素。酶解蛋白肽是通过酶解技术将蛋白质分解为小分子肽段,其活性功能显著增强,致敏性降低。此外,酶解后的肽段还具有改善溶解性、乳化性、起泡性和增加吸收性等特性。不同酶的切割位点差异也会显著改变酶解产物的理化性质。针对不同的蛋白质源,通过适度改性使其酶切位点暴露,形成有利于酶解的空间结构,通过专用酶制剂对蛋白质实现靶向性酶解,控制肽链长度,保护功能肽序列,并利用超滤、离子交换和工业色谱等技术优化工艺条件,实现规模化富集纯化,最终获得具有特定功能的生物活性肽。目前,人们不仅关注水解方法、水解程度、酶的种类和溶剂比例外,今后有关茶蛋白肽的结构与其生物活性之间的关系也值得深入研究。
以往,枯老的茶叶枝条和叶片常被当作废弃物处理。然而,随着对其生物活性和特性的深入了解,这些曾经被忽视的部分如今有望作为可持续的植物蛋白来源备受关注。这种转变不仅减轻了茶叶加工废弃物对环境的压力,同时实现了资源的高值化利用。近年来的研究表明,茶叶蛋白肽具有降血压、抗糖尿病、调节血脂、增强免疫力及保护肝脏等多种健康功能。其生物活性机制涉及抑制血管紧张素转换酶、抑制α-葡萄糖苷酶及调节肠道菌群等。此外,酶解的茶叶蛋白肽易于人体吸收及利用。新近的研究还发现,茶叶蛋白水解物中的PDEAVAYG和IAAGLQNTG两种新型肽段通过抑制黄嘌呤氧化酶减少尿酸生成,而显示具有抗高尿酸活性。
茶叶蛋白肽凭借其独特的优势,在多个应用领域展现出广阔的发展前景。在食品工业中,茶叶蛋白肽具有良好的溶解性、起泡能力、乳化性以及水/油吸收能力,这些优良的功能特性使其成为开发功能性食品和营养补充剂的理想成分。特别是其出色的乳化能力和乳化稳定性,能够有效降低水-油界面的表面张力,防止液滴聚集,因而在烘焙食品、冰淇淋和肉类制品中具有显著的应用潜力。在大健康领域,茶叶蛋白肽表现出一定的抗高血压和抗糖尿病活性,为健康食品和保健品的开发提供了新的方向。在化妆品领域,其抗氧化特性使其具备用于开发抗衰老护肤产品的潜力,为化妆品行业注入了新的活力。
当下,随着人们对天然、健康产品需求日益增长的背景下,茶叶蛋白肽作为一种新兴的生物活性成分,在食品、医药健康和化妆品等多个领域展现出广阔的应用前景。其开发不仅为茶叶深加工产业注入活力,也能够为植物蛋白替代品的市场需求提供了新的解决方案。近年来,国务院印发的《健康中国2030规划纲要》将健康产业列为新的经济增长点,其中蛋白质、氨基酸与肽类成为需求量最大的品类。生物活性多肽因其多种生理调节功能、且易消化吸收及安全性,而展现出巨大的市场潜力。在此背景下,茶叶蛋白肽的开发为茶叶的高值化利用提供了新途径,也有望在食品和保健品市场中占据一席之地。
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GMT+8, 2025-4-5 19:18
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