[发明专利]一种利用古尼拟青霉生物转化茶咖啡因的方法

说明书

技术领域

本发明属于食品与饮料营养领域，具体涉及一种茶咖啡因生物转化方法。

背景技术

生物碱是一类含氮杂环的碱性天然有机物，广泛存在于植物体内，大多数具有重要的医疗价值。咖啡因、茶碱、1,7二甲基黄嘌呤和可可碱是黄嘌呤甲基衍生物，它们的母体结构相同，只是甲基取代基的数目和位置不同。这些天然甲基黄嘌呤类生物碱具有兴奋中枢神经系统、心脏和骨骼肌，舒张血管，松弛平滑肌和利尿等生理作用，普遍存在于茶叶、咖啡、可可、糖果等各种食品当中。其制品近年来在食品工业中更是得到了日益广泛的应用，但过量摄入以上四种物质均会产生一定的毒副作用。乌龙茶等茶叶中咖啡因含量极高，而其它黄嘌呤甲基衍生物含量极少，或没有。随着生活水平的提高，人们越来越追求健康的生活方式，由于咖啡因对特殊人群(如孕妇、儿童、老年人和心脏病、失眠症、神经衰弱者)有一定的危害，近年来国外市场已有很多低咖啡因或脱咖啡因茶饮料，让这类人群既能享受到饮茶的乐趣，又尽可能减少咖啡因对健康带来的不利影响。因此，脱咖啡因技术日益受到国内外科研人员的重视。 

目前，主要采用直接法去除咖啡因，即通过有机溶剂萃取、水浸提和超临界ＣＯ₂处理等方法。有机溶剂法会改变茶叶的色、香、味、形，尤其是不可避免地存在有机溶剂残留，对人体健康构成危害。水浸提法咖啡因脱除率较低，而且茶叶风味受到较大损失。超临界二氧化碳处理法脱除咖啡因的同时，也脱除了茶中的芳香和风味物质，使得所生产的脱咖啡因茶的品质明显下降，且过程复杂，设备成本较高。国外对微生物降解咖啡因的研究发现，细菌类的假单胞菌(Pseudomonas)和沙雷氏菌属(Serratia genus) 以及真菌类的青霉菌(Penicillium sp．)，曲霉菌(Aspergillus sp．)降解咖啡因的效果较好。Ramarethinam等人在茶树叶表面喷洒苔状细菌(Bacillus licheniformis)悬浮液可以有效降低茶鲜叶的咖啡因含量而不影响茶鲜叶其他有效成分的质量。目前，微生物降解咖啡因的研究还没有实用性进展，于是研制一种利用微生物降解茶叶中咖啡因的方法具有十分重要的意义。

发明内容

基于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种利用古尼拟青霉（Paecilomyces gunnii）生物转化茶叶中咖啡因的方法。

本发明采取的技术方案如下：

    一种利用古尼拟青霉生物转化茶咖啡因的方法，其特征在于：以古尼拟青霉为出发菌株，采用茶叶、麸皮、葡萄糖、碳酸钙、水组成发酵培养基，生物转化茶咖啡因，包括以下步骤：

（1）菌种活化：采用古尼拟青霉为出发菌株，将其划线接种于试管斜面,培养成熟，准备移种；

（2）种子液制备：直接挑取活化后的菌体，接种于装有150 mL马铃薯葡萄糖培养液的三角瓶中，摇瓶培养，制备古尼拟青霉种子液；

（3）生物转化过程：将古尼拟青霉种子液添加到灭菌后的发酵培养基中，在古尼拟青霉生长发酵作用下，茶叶中的咖啡因部分转化为茶碱和1,7二甲基黄嘌呤；

    所述古尼拟青霉种子液以质量百分比5%的接种量，接入发酵培养基中，在25-28 ℃下恒温培养20-50d, 自然pH值。

    所述发酵培养基干物质的组成为茶叶60－85%、麸皮占10-35%、葡萄糖2－10%、碳酸钙1－5%，所述水与干物质比重为100:（55-75）。

    所述的灭菌为121 ℃下，高压灭菌30-60min。

    本发明利用古尼拟青霉生物转化茶咖啡因的方法与现有技术相比，所产生的有益效果是：

本发明利用古尼拟青霉生物转化茶咖啡因，不仅降低了茶叶中咖啡因的含量，也丰富了茶叶中生理活性物质种类。目前，主要采用直接法去除咖啡因，即通过有机溶剂萃取、水浸提和超临界ＣＯ₂处理等方法。这些方法有无法避免的缺陷，如有机溶剂残留，过程复杂，设备成本较高等。本发明利用古尼拟青霉生物转化茶咖啡因的方法，易于掌握、简单实用、绿色环保，适用于规模化的生产，也适用于食品行业。对比于现有技术中的降低咖啡因的做法，本发明方法的优点在于生物转化所具有的的高效性、安全性与经济性等。通过试验证明，在古尼拟青霉固体发酵作用下，可以改善茶叶中的生理活性物质种类，减少咖啡因在茶叶中的含量，使其部分转化为茶碱和1,7二甲基黄嘌呤。

附图说明

附图1为咖啡因的化学分子结构式。