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2017年全球茶叶产量568.6万吨，中国是全球第一大产茶国，茶叶产量255万吨，占全球茶叶总产量44.8%。茶叶加工中会产生大量的残余物，但这些残余物尚未得到有效的开发利用。检测发现，茶叶加工残余物(简称茶渣)中含有较为丰富的蛋白，因此可以将其提取出来用于动物饲料和食品原料，也可以将其水解成氨基酸或肽用于其他用途。不过，茶渣蛋白质的溶解度较低，开发利用茶渣蛋白质的主要限制因素在于提取的蛋白质含量较低，为此本文拟将超声波技术用于茶渣蛋白质碱提过程的强化，并进一步通过水解进行功能多肽的制备。
本文的主要内容与结果如下：
(1)研究了茶渣蛋白质的超声辅助碱提。利用响应面法优化和预测茶渣蛋白质的超声辅助氢氧化钠提取条件对蛋白提取得率的影响，并与传统的热辅助碱提进行了比较研究。结果表明，最佳的超声辅助碱提条件为：碱液浓度0.13M、提取时间13min、超声功率377W/L、固液比51.5g/L，最佳条件下蛋白提取量138.9mg/g；最佳的热辅助碱提条件为：碱液浓度0.15M、提取时间120min、温度60℃。与热辅助碱提比较，超声辅助碱提的蛋白得率提高了56.83%、时间缩短了89.17%、总氨基酸含量提高了43.08%、疏水性氨基酸含量提高了35.12%、芳香族氨基酸含量提高了25%、带正电荷氨基酸含量提高了54.85%、带负电荷氨基酸含量提高了48.05%；蛋白水解度显著下降。
(2)研究了预处理方法对茶渣蛋白提取的功能特性和结构特征的影响。乙醇、复合多糖酶和超声波(EVU)预处理与碱提取相结合，蛋白质回收率最高，为80.95％，纯化因子为8.5。EVU的表面疏水性含量为347±7.8，明显高于其他处理方法。巯基含量为55.5±2.12μmol/g的EVU显着高于其他处理。所有预处理具有相同的溶解度曲线，但在pH9-11下EVU观察到最高。EVU提取的蛋白质具有显着改善的乳液和泡沫容量。傅里叶变换红外光谱(FTIR)，紫外-可见光谱，非蛋白氮含量和氨基酸含量的分析表明，在预处理方面，蛋白质进展结构略有改变，但主肽链和氨基酸组成没有改变。
(3)研究了氢氧化钠浓度对茶渣蛋白提取的功能特性、结构特征和赖氨酸形成的影响。结果表明，将碱浓度从0.0125M增加到0.150M会导致蛋白质产量、溶解度、发泡能力的增加；高达0.1M时将达到稳定状态；若进一步增加碱浓度，将会降低蛋白质产量、溶解度和发泡能力。表面疏水性、硫醇和二硫含量在0.075M时达到最大值，之后继续下降。碱性浓度对赖氨酸形成的影响显示，从0.1M时的6.00±0.32g/kg上升到0.125M时的29.43±1.10g/kg，随后下降到0.15M时的7.37±0.01g/kg。
(4)研究了超声波预处理对茶渣蛋白酶解水解动力学和热力学的影响。结果表明，超声辅助和传统酶解均符合研究参数范围内的一级动力学。超声预处理酶解中的米氏常数(KM)比传统的酶解降低了32.7％。与传统方法相比，SFCCU预处理酶解的酶解热力学参数Ea，ΔH和ΔS显着降低(p<0.05)8.48％，8.99％和7.52.0％。获得的最高多肽浓度为24.12mg/ml，在50μg/LTRP，碱性蛋白酶浓度为2000U/g，时间为10分钟，温度为50℃的超声波处理酶解条件下，能量需求最低。TRP酶解的反应速率常数(k)值分别在20,30,40和50℃时增加了78％，40％，82％和60％。
(5)研究了茶渣多肽的制备及其抗氧化活性。从茶叶残渣中分离出白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，比较它们的抗氧化活性。当谷蛋白的产量和抗氧化活性显著提高(p＜0.05)时，进一步水解，并评价水解时间对DPPH、HRSA、还原力和FICA抗氧化活性的影响。对获得的高活性谷蛋白水解产物用分子量为3kDa的超滤膜分离。对超滤样品进行尺寸排除色谱，得到T1、T2、T3、T4四个组分。活性最高(T2)的粒径排除色谱组分的EC50值明显高于阳性对照组(p＜0.05)，但其抗氧化活性随浓度的增加而相似。
(6)研究了红茶渣蛋白降血压肽的制备。最佳的酶解条件为：浓度7.17mg/ml、pH值8.0、酶底比(E/S)2939U/g、温度52.7℃，酶解产物的ACE抑制率达到68.5%。使用分子量为3kDa的超滤膜分离出具有最高ACE抑制率的谷蛋白水解产物。进一步纯化后，获得最低IC50为0.26mg/ml的组分(T3.3)。T3.3组分的稳定性试验表明，抗高血压肽在4℃和25℃下稳定；通过模拟肠道消化，其抑制率降低了10.9%和12.8%。
本文的主要内容与结果如下：
(1)研究了茶渣蛋白质的超声辅助碱提。利用响应面法优化和预测茶渣蛋白质的超声辅助氢氧化钠提取条件对蛋白提取得率的影响，并与传统的热辅助碱提进行了比较研究。结果表明，最佳的超声辅助碱提条件为：碱液浓度0.13M、提取时间13min、超声功率377W/L、固液比51.5g/L，最佳条件下蛋白提取量138.9mg/g；最佳的热辅助碱提条件为：碱液浓度0.15M、提取时间120min、温度60℃。与热辅助碱提比较，超声辅助碱提的蛋白得率提高了56.83%、时间缩短了89.17%、总氨基酸含量提高了43.08%、疏水性氨基酸含量提高了35.12%、芳香族氨基酸含量提高了25%、带正电荷氨基酸含量提高了54.85%、带负电荷氨基酸含量提高了48.05%；蛋白水解度显著下降。
(2)研究了预处理方法对茶渣蛋白提取的功能特性和结构特征的影响。乙醇、复合多糖酶和超声波(EVU)预处理与碱提取相结合，蛋白质回收率最高，为80.95％，纯化因子为8.5。EVU的表面疏水性含量为347±7.8，明显高于其他处理方法。巯基含量为55.5±2.12μmol/g的EVU显着高于其他处理。所有预处理具有相同的溶解度曲线，但在pH9-11下EVU观察到最高。EVU提取的蛋白质具有显着改善的乳液和泡沫容量。傅里叶变换红外光谱(FTIR)，紫外-可见光谱，非蛋白氮含量和氨基酸含量的分析表明，在预处理方面，蛋白质进展结构略有改变，但主肽链和氨基酸组成没有改变。
(3)研究了氢氧化钠浓度对茶渣蛋白提取的功能特性、结构特征和赖氨酸形成的影响。结果表明，将碱浓度从0.0125M增加到0.150M会导致蛋白质产量、溶解度、发泡能力的增加；高达0.1M时将达到稳定状态；若进一步增加碱浓度，将会降低蛋白质产量、溶解度和发泡能力。表面疏水性、硫醇和二硫含量在0.075M时达到最大值，之后继续下降。碱性浓度对赖氨酸形成的影响显示，从0.1M时的6.00±0.32g/kg上升到0.125M时的29.43±1.10g/kg，随后下降到0.15M时的7.37±0.01g/kg。
(4)研究了超声波预处理对茶渣蛋白酶解水解动力学和热力学的影响。结果表明，超声辅助和传统酶解均符合研究参数范围内的一级动力学。超声预处理酶解中的米氏常数(KM)比传统的酶解降低了32.7％。与传统方法相比，SFCCU预处理酶解的酶解热力学参数Ea，ΔH和ΔS显着降低(p<0.05)8.48％，8.99％和7.52.0％。获得的最高多肽浓度为24.12mg/ml，在50μg/LTRP，碱性蛋白酶浓度为2000U/g，时间为10分钟，温度为50℃的超声波处理酶解条件下，能量需求最低。TRP酶解的反应速率常数(k)值分别在20,30,40和50℃时增加了78％，40％，82％和60％。
(5)研究了茶渣多肽的制备及其抗氧化活性。从茶叶残渣中分离出白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白，比较它们的抗氧化活性。当谷蛋白的产量和抗氧化活性显著提高(p＜0.05)时，进一步水解，并评价水解时间对DPPH、HRSA、还原力和FICA抗氧化活性的影响。对获得的高活性谷蛋白水解产物用分子量为3kDa的超滤膜分离。对超滤样品进行尺寸排除色谱，得到T1、T2、T3、T4四个组分。活性最高(T2)的粒径排除色谱组分的EC50值明显高于阳性对照组(p＜0.05)，但其抗氧化活性随浓度的增加而相似。
(6)研究了红茶渣蛋白降血压肽的制备。最佳的酶解条件为：浓度7.17mg/ml、pH值8.0、酶底比(E/S)2939U/g、温度52.7℃，酶解产物的ACE抑制率达到68.5%。使用分子量为3kDa的超滤膜分离出具有最高ACE抑制率的谷蛋白水解产物。进一步纯化后，获得最低IC50为0.26mg/ml的组分(T3.3)。T3.3组分的稳定性试验表明，抗高血压肽在4℃和25℃下稳定；通过模拟肠道消化，其抑制率降低了10.9%和12.8%。