一种茶叶全生物量综合利用的方法技术

本发明专利技术旨在提供一种实现茶叶全生物量综合利用的耦合集成技术。本发明专利技术的技术方案包括，茶汁健康发酵饮品的制备、茶汁发酵细菌纤维素、茶叶渣发酵漆酶。采用本发明专利技术提供的技术方案，可获得高品质和安全性的健康茶饮品、细菌纤维素、漆酶。从而实现了茶叶的全生物量利用，且通过技术耦合延长了产品链，提高了茶叶产业链的经济效益，为我国茶叶资源的深加工产业提供技术参考。

A comprehensive utilization method of tea biomass

The invention aims at providing a coupling integration technology for realizing comprehensive utilization of tea biomass. The technical scheme of the invention comprises the preparation of healthy fermented tea juice beverage, the fermentation of bacterial cellulose in tea juice and the fermentation of laccase by tea dregs. By adopting the technical scheme provided by the invention, health tea drinks with high quality and safety, bacterial cellulose and laccase can be obtained. Thus the total biomass utilization of tea is realized, and the product chain is extended through technology coupling, and the economic benefit of tea industry chain is improved, which provides technical reference for the further processing industry of tea resources in China.

【技术实现步骤摘要】
一种茶叶全生物量综合利用的方法
本专利技术属于茶叶资源开发领域，特别涉及一种茶叶全生物量综合利用的方法。
技术介绍
我国是世界上最大的茶叶生产国。茶叶作为保健饮品在我国已经有几千年的历史。如今茶叶已经成为世界性饮料，饮茶人数多达40多亿。茶叶之所以被人们广泛接受，不仅是因为茶叶具有解渴之功效，更重要的是茶叶具有多种医疗保健功能。在已知的研究中发现茶叶中含有500多种营养成分和功能成分。这些组分包括初级代谢产物如蛋白质、糖类、脂肪等；次级代谢产物如茶多酚类、茶氨酸、生物碱、芳香物质等。已被证实，这些物质是茶叶具有抗肿瘤、抗氧化、改善心血管疾病等一系列特殊保健功能的主要成分。然而，随着生产国茶叶面积不断扩张、产量持续增长，世界茶叶产供需矛盾日渐突出。近年来，我国茶叶产量持续稳定增长，2016年中国茶叶总产量约为243万吨，比2015年增长了16万吨，增幅7％。总产量中内销150万吨，出口30万吨，深加工10万吨，其余均为库存。我国茶叶面临着产大于销的问题，且从2014年期，我国茶叶消费增长始终低于总产量的增长，茶叶库存仍在不断增加。另一方面，随着茶叶深加工技术及企业的迅速发展，茶饮料等深加工产品大量生产同时产生了大量的茶渣。因此，促进茶叶消费，提高茶业经济效益，综合利用茶资源，研究、开发多元化茶产品，特别是在包括功能成分提取在内的茶资源深加工技术尤为重要。红茶菌是有着悠久历史的一种民间传统酸性发酵饮料，它是以糖、茶、水为原料，主要经醋酸菌、酵母菌等多种微生物共同发酵而成。红茶菌液中含有丰富的营养和功能性物质，主要来自于茶叶的浸出物、活的微生物及其代谢产物，这些物质主要包括茶多酚、咖啡因、葡萄糖醛酸、葡萄糖酸、D-葡萄糖二酸-1，4-内酯、醋酸、乳酸、多糖、氨基酸、蛋白质和维生素等。因而，红茶菌饮料具有清理肠胃、消除疲劳、增强食欲、帮助消化、防治高血压和动脉硬化、预防和治疗糖尿病，以及防癌抗癌、增强机体免疫力等保健功能。因而，开发红茶菌饮料是茶叶深加工的有效途径之一。近年来，关于红茶菌饮料的开发已经备受关注，红茶菌饮料的制作也从传统的家庭式自产自饮逐步走向市场化。茶饮料的开发仅仅利用了茶叶可溶性成分中的一部分，约有70％左右的茶叶渣被废弃了。在废弃的茶渣中还含有大量非可溶性组分及残留一些可溶性组分。研究表明，茶叶提取可溶性组分后的茶渣中约含有18-31％的粗蛋白，16％-22％的粗纤维，1％-2％的茶多酚，0.1％-0.3％的咖啡碱，还含有少量纤维素、矿质元素及茶皂素等成分，具有较高的潜在利用价值。另外，废茶中含有约4.16％的氮、约0.43％的五氧化二磷、约1.44％的氧化钾、约28.1％的有机碳。据文献报道酚类物质可以作为产漆酶微生物发酵漆酶的诱导物。因此，茶渣中残留的茶多酚等物质存在提高漆酶产量的潜力。而利用茶渣做肥料可增加土壤有机质养分，改善土壤通透性，改良作物根际微生态环境，从而促进作物生长。但是茶叶渣不能直接作为肥料。因为，茶叶里本身含的氮磷钾养分非常低。而且，如果茶叶没经过发酵，加的量就不能太多，否则茶叶腐熟过程中反而会消耗掉土壤中大量的氮素营养，还会产生大量的热。本专利技术基于上述分析，提出了一种通过集成耦合技术实现茶叶全生物量综合利用的方法。
技术实现思路
【专利技术目的】鉴于随着茶叶深加工技术及企业的迅速发展，我国茶叶面临着产大于销的问题，本专利技术旨在提供一种可实现茶叶全生物量综合利用的方法，通过多个单元技术的集成耦合实现多元化产品的开发，不仅有助于解决茶相关产业技术低端化、产品单一低值化、产业链过短等问题，从而提高茶业经济效益。【本专利技术的技术方案】本专利技术所述的一种茶叶全生物量综合利用的方法，包括如下步骤：1)按一定比例加入开水浸泡茶叶后，过滤分离茶汁和茶渣，然后按照下列步骤实现茶叶综合利用：2)茶汁健康发酵饮品的制备：茶汁中按比例加入甜味剂，接入红茶菌菌液并置于25-30℃恒温发酵后至pH值3左右，过滤发酵液即得到健康发酵饮品；3)茶汁发酵菌膜制备细菌纤维素：茶汁发酵结束后，取出细菌纤维素膜，除去表面残留的菌体及发酵液，并冲洗至中性后得到可使用细菌纤维素；4)茶叶渣发酵漆酶：茶叶浸泡后的茶叶渣，粉碎后作为漆酶发酵底物，在一定温度下发酵制备高活性漆酶。经过上述四步可实现茶叶的全生物量绿色综合利用。本专利技术中，步骤1)所述的茶叶包括，红茶、绿茶。本专利技术中，步骤1)所述的茶叶与开水的比例0.25g/L～25g/L。本专利技术中，步骤2)所述的甜味剂包括白糖、红糖、冰糖中的任意一种或一种以上。本专利技术中，步骤2)所述的甜味剂的添加浓度为12.5g/L～125g/L。本专利技术中，步骤2)所述的红茶菌菌液为红茶菌菌种、母液和红茶水原液的混合液。本专利技术中，步骤3)所述的细菌纤维素的制备方法，以蒸馏水冲洗发酵菌膜3次，然后将其浸入1％(w/w)NaOH溶液中，80℃水浴120min，除去残存的菌体和培养基，用去离子水反复冲洗至中性后，烘干即得细菌纤维素。本专利技术中，步骤4)所述的茶叶渣发酵漆酶的方法包括固态静置培养和液态振荡培养。本专利技术中，步骤4)所述的茶叶渣固态静置发酵漆酶的方法，是指将粉碎的茶叶渣与水按照1:2～1:5(w/v)混合，按10％(v/v)接种漆酶生产菌种种子液，在28-30℃静置培养5-7d。本专利技术中，所述的茶叶渣液态振荡发酵漆酶的方法，是将粉碎的茶叶渣与水按照1:10～1:100(w/v)混合，按10％(v/v)接种产漆酶菌种种子液，在28-30℃以180rpm振荡培养5-7d。【本专利技术的优点】本专利技术旨在提供一种茶叶全生物量综合利用的耦合集成技术。这一专利技术具有如下优点：1)采用本专利技术提供的技术方案，可实现茶叶的全生物量利用，且通过技术耦合延长了产品链，提高了茶叶产业链的经济效益；2)采用本专利技术技术生产红茶菌健康茶饮料具有工艺简单、成本低、产品质量容易控制、安全性高的优点，适合工业化生产。3)本专利技术提供的茶叶渣发酵漆酶技术，可充分利用茶渣中残留的茶多酚对微生物产漆酶的诱导作用，提高漆酶产量。4)采用本专利技术的技术方案，茶渣经过产漆酶微生物的降解作用，可有效解决茶渣直接作为生态肥料存在的缺陷，使茶渣成为良好的生态肥料。总之，采用本专利技术提供的茶叶全生物量利用技术，将有助于解决茶叶深加工产品链过短，转化技术低端化、产品单一且低值化等问题，为我国茶叶资源的深加工产业提供技术参考。【具体实施方法】实施例1按照0.25g/L的浓度以开水冲泡绿茶配制茶汁，过滤分离茶汁和茶渣。茶汁中按照12.5g/L加入白糖，混合均匀后，在115℃高压蒸汽灭菌20min后，接种事先制备好的红茶菌菌液，在25℃静置培养，培养液pH值达到3左右即可停止发酵，所得发酵液即为健康茶饮品；所得到的菌膜以蒸馏水冲洗3次，然后将其浸入1％(w/w)NaOH溶液中，80℃水浴120min，除去残存的菌体和培养基，用去离子水反复冲洗至中性后，即得细菌纤维素；茶叶渣粉碎至60目，按照1:3(w/v)加入土豆汁水配制成固态发酵培养基，灭菌后，按照10％接种漆酶生产菌种，在28℃静置培养7d后，按照1:10加入蒸馏水提取漆酶，以8000rpm离心后上清液中漆酶活性相对于以土豆汁加2％葡萄糖为培养基的对照组提高了44.5倍。实施例2按照5g/L的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术所述的一种茶叶全生物量综合利用的方法，包括如下步骤：1)按一定比例加入开水浸泡茶叶后，过滤分离茶汁和茶渣，然后按照下列步骤实现茶叶综合利用：2)茶汁健康发酵饮品的制备：茶汁中按比例加入甜味剂，接入红茶菌菌液并置于25‑30℃恒温发酵后至pH值3左右，过滤发酵液即得到健康发酵饮品；3)茶汁发酵菌膜制备细菌纤维素：茶汁发酵结束后，取出细菌纤维素膜，除去表面残留的菌体及发酵液，并冲洗至中性后得到可使用细菌纤维素；4)茶叶渣发酵漆酶：茶叶浸泡后的茶叶渣，粉碎后作为漆酶发酵底物，在一定温度下发酵制备高活性漆酶。经过上述四步可实现茶叶的全生物量绿色综合利用。

【技术特征摘要】
1.本发明所述的一种茶叶全生物量综合利用的方法，包括如下步骤：1)按一定比例加入开水浸泡茶叶后，过滤分离茶汁和茶渣，然后按照下列步骤实现茶叶综合利用：2)茶汁健康发酵饮品的制备：茶汁中按比例加入甜味剂，接入红茶菌菌液并置于25-30℃恒温发酵后至pH值3左右，过滤发酵液即得到健康发酵饮品；3)茶汁发酵菌膜制备细菌纤维素：茶汁发酵结束后，取出细菌纤维素膜，除去表面残留的菌体及发酵液，并冲洗至中性后得到可使用细菌纤维素；4)茶叶渣发酵漆酶：茶叶浸泡后的茶叶渣，粉碎后作为漆酶发酵底物，在一定温度下发酵制备高活性漆酶。经过上述四步可实现茶叶的全生物量绿色综合利用。2.根据权利要求1所述的一种茶叶全生物量综合利用的方法，其特征在于步骤1)所述的茶叶包括，红茶、绿茶。3.根据权利要求1所述的一种茶叶全生物量综合利用的方法，其特征在于步骤1)所述的茶叶与开水的比例0.25g/L～25g/L。4.根据权利要求1所述的一种茶叶全生物量综合利用的方法，其特征在于步骤2)所述的甜味剂包括白糖、红糖、冰糖中的任意一种或一种以上。5.根据权利要求1所述的一种茶叶全生物量综合利用的方法，其特征在于步...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩业君，邱卫华，王维胜，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，山东三绿生物科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11