黑茶加工中微生物作用的研究_温志杰(精)

第一篇：黑茶加工中微生物作用的研究_温志杰(精)

收稿日期:2009-12-09修改稿收到日期:2010-01-28 作者简介:温志杰(1982-,男,广东高要人,工程师,在读工程硕士研究生,主要从事食品微生物检验工作。

*通讯作者:何勇强,yqhe@gxu.edu.cn 黑茶加工中微生物作用的研究 温志杰1,3张凌云2吴平3何勇强1*(1广西大学生命科学与技术学院·南宁·530004;2华南农业大学园艺学院·广州·510642;3广西梧州出入境检验检疫局·梧州·543000 摘

要:六堡茶、普洱茶、茯砖茶等同属黑茶类,传统加工过程中的渥堆发酵是形成黑茶品质特征的关键,上述过程需要

微生物参与才使其具有独特品质。本文就黑茶生产过程中的主要微生物种类、微生物分泌的胞外酶及其对黑茶品质形成所起的作用、微生物的安全性进行综述。关键词:黑茶;渥堆;微生物;机理

Research Progress of Microbiology Mechanism of Dark Tea WEN Zhi-jie 1,3,ZHANG Ling-yun 2,WU Ping 3,HE Yong-qiang 1*(1College of Life Science &Technology of Guangxi University ,Guangxi 530004;2College of Hoticulture of South China Agricultural University ,Guangzhou 510642;

3Wuzhou Entry-Exit Inspection and Quarantine,Wuzhou 543000 Abstract :Liu-pao tea and pu-er tea are dark tea,the key step in traditional processing is post-fermentation which can form the quality of dark tea.The microorganism in post-fermentation make the dark tea have special quality.This article demonstrated the main species of microorganism the exogenous enzyme categories and their effect on dark tea,the safety of microorganism.It tried to reveal the effect of Microorganism on dark tea.Keywords :Dark Tea ,Post Fermentation ,Microorganism ,Mechanism 六堡茶云南普洱茶、湖南茯砖茶、四川康砖茶同属黑茶类,其基本工艺流程是杀青、揉捻、渥堆、干燥。黑茶中不乏珍品,其中普洱茶古今中外久负盛名,而六堡茶产制历史也可追溯到一千五百多年前,且在清嘉庆年间被列为全国二十四名茶之一,因原产于广西梧州市苍梧六堡乡一带而得名。

各类黑茶特质有所差异,究其原因,主要由其适制原料不同,工艺略有不同造成的。周桦认为黑茶加工的关键工序为渥堆,此工序决定了成茶色、香、味的好坏[1]。张大春认为渥堆的目的是促使粗老的鲜叶原料通过一定程度的发酵,形成黑茶叶色黑润,滋味醇和,香气纯正,汤色明亮红黄的品质特征[2]。对于六堡茶,韦静峰等认为作为一种后发酵紧压茶,经过传统工艺渥堆发酵、蒸压、陈化的加工,形

成了“红、浓、陈、醇”的特殊品质,色泽黑褐光润,特耐冲泡,叶底红褐色,汤色红浓似琥珀,醇和甘爽,滑润可口,有槟榔味[3]。

本文收集有关黑茶的资料文献,对黑茶加工中微生物学机理的研究状况展开综述。1渥堆过程中各种微生物数量变化

在渥堆过程中,茶叶含有丰富的养分,且温湿度适宜,各种微生物在其中茂盛生长,但不同的阶段呈现不同的特点。温琼英等对黑茶渥堆过程微生物种群变化的研究表明,细菌的数目从渥堆开始至30h 前后数量呈迅速增长趋势,并达到高峰期,然后下降;真菌则随渥堆时间的增加一直在增长[4]。而何国藩等也曾报道,渥堆早期霉菌最先发展,中后期逐渐让位于酵母菌;细菌早期较多,以后逐渐下

茶叶通讯

TEA COMMUNICATION 第37卷第2期2010年6月 Vol.37,No.2June ,2010 降,到后期已极少[5]。符润华对四川康砖茶研究发现,渥堆前期,细菌大量繁殖,使渥堆温度升高,为霉菌提供呼吸基质,当温度升到一定程度后(44℃左右时,霉菌大量繁殖;产生了大量的双糖和多糖物质,使酵母有了足够的养分迅速繁殖。由于细菌耐温性较差,繁殖随温度升高而降低。到渥堆后期,由于微生物使茶叶中温度、湿度、酸度、有效基质变化,限制了细菌和霉菌的生长,消亡速度大于繁殖,数量明显下降[6]。以上研究表明,黑茶渥堆中微生物变化是有一定规律的。

2各种黑茶渥堆过程中微生物种类及其优势种群2.1茯砖茶

胡月龄等对茯砖、黑砖、花砖、青砖、米砖中的微生物分离,发现5种砖茶中均有灰绿曲霉和青霉,其中灰绿曲霉数量最多[7]。温琼英对茯砖茶整个发花工艺进行微生物研究,表明压制后的茶胚几乎不存在微生物,压制成砖后立即包装进入烘房发花,通常在发花的第3天,茯砖茶中只有极少数黑曲霉和其他细菌、霉菌存在,当发花到第6天时,开始有冠突散囊菌生长,在第6~9天时,冠突散囊菌呈几何级数增长,其他的霉菌由于优势菌的大量繁殖而被抑制[4]。而在茯砖茶加工过程中,由于“发花”工序,控制一定的外界条件,使优势菌群生长繁殖,产生俗称“金花”的闭囊壳。优势菌“金花”,许多学者对其进行了鉴定:仓道平认为优势菌是灰绿曲霉群中的谢瓦氏曲霉,有害菌是黑曲霉和青霉[8]。齐祖同对此优势菌进一步研究后命名该菌为冠突散囊菌[9],此研究结果得到较多的文献引用。王志刚等对17份茯砖茶样品微生物进行了分离鉴定,认为散囊菌是优势菌群,共分离到7种散囊菌,其中6种是冠突散囊菌、间型散囊菌、匍匐散囊菌、谢瓦散囊菌、阿姆斯特丹散囊菌、赤散囊菌。另外还有黑曲霉、毛霉、拟青霉、草酸青霉、短密青霉等[10]。

2.2普洱茶

周红杰研究表明:云南普洱茶渥堆过程中,主要微生物有黑曲霉属、青霉属、根霉属、灰绿霉属、酵母属等,黑曲霉属,始终是作为优势菌群存在[11]。孙云等研究发现,普洱茶一定条件下渥堆,主要微生物有根霉属,细菌类次之,酵母属较少[12]。朱宏涛等认为,普洱茶发酵过程中,存在着共性的微生物类群,但不同地区不同时期,不同研究对象中存在着差异[13]。2.3康砖茶

符润华、齐桂年对四川康砖茶研究认为:其细菌优势菌为芽孢杆菌属和葡萄球菌属;酵母菌优势菌为假丝酵母属;霉菌优势菌则依次为黑曲霉属、青霉属、灰绿霉属、毛霉属[6]。

2.4六堡茶

六堡茶的微生物学研究相对其他黑茶开展的比较少且不够深入,目前为止仅见少数文献提及。杨锦泉研究表明,六堡茶渥堆发酵中起主要作用的微生物是霉菌中的曲霉属、绿霉属、根霉属、青霉属、毛霉等[14l。梧州茶厂廖庆梅从事六堡茶生产研究多年,认为六堡茶陈化阶段中产生的有益菌为“黄霉菌”[15]。

作者在2008年对来自梧州市生产六堡茶的四家较大企业的18份样品进行检验,都检出有霉菌,平均数量为1.0×105cfu/g,最高为4.9×105cfu/g 之一。霉菌的数量巨大,应是六堡茶中的优势微生物种群之一。

3黑茶中的各类微生物产生的胞外酶及其对黑茶品质形成的作用

渥堆的实质目前有不同的理论学说,但主要以微生物学理论为主[16],该理论认为,在湿热条件下,微生物为满足自己对碳氮的需求,分泌胞外酶进行酶促作用,分解、氧化、还原、酯化、异构化反应,使纤维素、果胶、萜烯类、蛋白质等物质转化成各种滋味成分和香气成分[2]。

3.1黑曲霉

孙常雁研究表明,黑曲霉能产生酸性蛋白酶,能水解蛋白质成游离氨基酸,黑曲霉通过对普洱茶中氨基酸含量的影响从而影响其风味和品质[17]。朱宏涛引用研究表

明,黑曲霉产生的单宁酸、丹宁酶能降解水解丹宁,产生没食子酸,使普洱茶形成深红色的汤色[13]。周红杰等研究认为黑曲霉能产生约20种的水解酶,其中能利用的有糖苷酶、果酸酶、葡萄糖淀粉酶、纤维素酶、柚苷酶、乳酸酶、葡萄糖氧化酶等。黑曲霉还能产生柠檬酸和其他有机酸,它的变异菌株能产生葡萄糖酸、草酸、抗坏血酸等[11]。在普洱茶发酵渥堆过程中,黑曲霉产生的有机酸和酶对普洱茶的品质形成无疑有重要作用。

3.2根霉属

此类菌具有多重酶系,除了能分泌淀粉酶外,还能分泌酸性蛋白酶、酒化酶及乳酸、琥珀酸等,其

第2期温志杰等:黑茶加工中微生物作用的研究27 淀粉酶活力高,能产生有机酸,还能产生芳香的酯类物质,赋予产品独特的风味[18]。朱宏涛等认为根霉发酵时产生乳酸,有利于普洱茶粘滑和醇厚品质的形成[13]。

3.3酵母属

酵母菌含有丰富的酶系统,如蔗糖酶、麦芽糖酶等以及生理活性物质,如辅酶I辅酶A等。在酵母菌所分泌的胞外酶酶促作用下,茶叶中最具特色的茶多酚氧化、缩合、蛋白质的降解,碳水化合物的分解以及各产物之间的相互聚合等一系列的反应,这一系列的化合物赋予普洱茶汤独特的红褐色,特别的陈香味[19]。尤新对酵母提取物研究表明,酵母提取物通过与糖类发生美拉德反应,产生新的香味物质[20]。赵龙飞、周红杰研究表明,酵母菌在普洱茶加工发酵中的数量巨大,在普洱茶渥堆发酵的过程中对普洱茶品质的形成有重要的作用[21]。鲍晓华等也认为,酵母菌促进了普洱茶的陈香、醇、甘、滑等品质特点[22]。

3.4青霉属

青霉在渥堆过程中产生多种酶及有机酸,可产生葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸、柠檬酸霉素、抗坏血酸等。朱宏涛认为青霉产生的高纤维素酶能够水解茶叶中的纤维,增加单糖、双糖和寡糖在茶叶中的含量,赋予普洱茶更多的回甘味觉[13]。此外,周红杰认为,其产生的青霉素对杂菌、腐败菌可能有良好的消除或抑制作用,因此对普洱茶口感和品质的形成有辅助作用[11]。

3.5冠突散囊菌

温琼英将冠突散囊菌接种在以淀粉、单宁、葡萄糖为碳源的琼脂培养基上,证明该菌能分解老茶中的淀粉和单宁物质,降低茶叶的苦涩味,使茶叶滋味醇和[23]。王华夫等用气相色谱分析了茯砖茶在发花过程中的香气组成和不同诱发剂对茯砖茶香气的影响,结果表明几乎所有的醛酮类化合物和2,5—二甲基吡嗪、2,6—二甲剂吡嗪等杂环化合物的含量都随茯砖茶发花过程而增加,其中(反,顺—2,4—庚二烯醛+糠醛,(反,反—2,4—庚二烯醛+糖醛以及(反,反—2,4—二烯醛等化合物尤为显著,研究发现:香气组成有46种成分含量增加, 10种成分含量减少,但降低的幅度不大,是形成“菌花香”所必不可少的工艺过程。这些成分的大量增加可能同时与微生物的作用以及空气中的自动氧化作用有关联[24],在茯砖茶加工过程中,主要是由于冠突散囊菌等微生物的大量参与形成了特有的菌花香。王志刚等对茯砖茶中冠突散囊菌进行鉴定和分析,认为其能产生各种胞外酶,作为有效的生化动力,催化茶叶中相关物质氧化、聚合、降解、转化[10]。

谭和平、周李华认为茶叶的发酵是基于酶的生物氧化作用,酶在茶叶发酵工艺中起着举足轻重的作用[25]。余俊堂等认为,不同种类的微生物,在生长繁殖时能产生出不同的代谢产物,同时其体内的生物酶也是千差万别的[26]。因此在不同的黑茶中,优势种群不一样,酶促反应不同,产生品质相关物质大不一样,造就了不同黑茶的风味特质。故吴平认为,离开梧州,做不出真正的六堡茶[27]。

4对黑茶微生物安全性研究

王志刚等用卤虫生物测湿法对茯砖茶分离的21株散囊菌进行产毒性筛选,用卤虫幼虫进行毒性测试,发现47.6%的菌株培养液对卤虫呈现毒性,其中毒性最大的是

匍匐散囊菌。文中还对散囊菌的培养性质、产毒特点做了分析和讨论,认为茯砖茶中除冠突散囊菌外,其他散囊菌不应存在。肖文军,傅冬和等以速溶茯茶为原料,采用药物毒理学试验方法,研究速溶茯茶的毒理特性,结果表明,茯茶对雌雄鼠血象、雄鼠生化各项、甘油三酯、尿素酐、血肌酐、血糖、雌雄鼠脾/体、肾/体比值、组织病理均无显著影响,表明茯茶属无毒物[29]。吴平对六堡茶急性毒性试验表明六堡茶无毒害作用。在普洱茶方面,刘勤晋等进行了普洱茶的急性毒性安全性评价研究,认为普洱茶的食用安全性是很高的[30]。陈文品等做了普洱茶遗传毒性安全性评价研究,表明普洱茶对原核细胞、真核细胞、生殖细胞都没有致突变毒性[31]。

作者对来自梧州市生产六堡茶的四家较大企业的18份样品进行检验,检测了大肠菌群,所得结果是全部少于30MPN/100g,同时检测了金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌等致病菌,结果是均未检出,说明六堡茶是安全、健康的产品。

5黑茶微生物研究存在问题及建议

5.1对黑茶中微生物种类、优势种群的研究较为缺乏

目前,黑茶中微生物研究主要集中在普洱茶、茯砖茶,此外康砖茶有小量的报道,而六堡茶则显得极度缺乏,只有零散的研究报道。因此应加强对

第37卷 茶叶通讯28 严防外来杂草入侵,发现后及时 歼除,制止蔓延扩大[7,8]。参考文献

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全相关的优势菌进行研究,同时也应对其数量上占中等或微量的菌群进行研究,全面揭示微生物对黑茶品质、安全的影响,对于优化黑茶的生产,提高其品质有重要意义。

5.2对黑茶中微生物作用机制,缺乏研究

在黑茶中微生物品质相关的研究可见黑曲霉、酵母属、青霉属、散囊菌等微生物的研究,但同样的这些研究均不够深入和系统。而其他微生物的作用研究则少有报道。应深入研究这些微生物及其产物对黑茶的作用,特别是不同微生物组合对黑茶的作用进行研究。

5.3对微生物的生物学特性和驯化培养进行研究

对黑茶发酵过程、陈化过程中分离到的微生物进行生物学特性研究,选择最佳培养条件,阐明其主要的酶系统及其代谢产物的形成积累规律,并对其进行驯化,能为培养适于工业生产的菌株,打好基础。

总之,加强黑茶中的微生物系统研究,阐明其作用机制,研究出用于各类黑茶生产的微生物制剂,对于提高黑茶品质、缩短黑茶的生产周期、规范黑茶生产等都有着重要意义。

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