普洱熟茶的發酵微生物研究進程范文

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《普陀學刊》2016年第0期

摘要：隨著以普洱熟茶為代表的后發酵茶的廣泛應用，針對發酵茶微生物的研究日益增多。以普洱熟茶為代表，對參與渥堆發酵的微生物研究現狀作以綜述，重點闡述普洱熟茶發酵過程中主要微生物及其作用，以及微生物的安全性研究現狀。

關鍵詞：普洱熟茶；優勢微生物；霉菌；酵母；安全性

黑茶，又稱后發酵茶，是我國傳統六大茶類中由微生物參與生產加工的一個特殊品類。近些年，云南普洱熟茶、湖南安化黑茶、廣西六堡茶和湖北青磚茶等黑茶消費量不斷增加，這其中普洱的知名度最高。普洱茶產于我國云南地區，是指以云南大葉種茶葉為原料制成的緊壓茶或散茶。普洱茶按照其加工工藝，又分為普洱生茶和普洱熟茶，其中普洱生茶是由鮮葉經過殺青、揉捻、曬干得到曬青毛茶后，直接壓制而成：普洱熟茶則在曬青毛茶的基礎上渥堆發酵三至四周后制成[1]。普洱熟茶屬于典型的后發酵茶，具有滋味醇和甘甜，湯色紅褐明亮等特點，其微生物發酵工藝是形成其獨特品質的關鍵技術。普洱茶一直被認為是一種健康飲品，很多研究表明普洱熟茶具有降血糖、降血脂等功效[2-3]。普洱熟茶渥堆發酵過程中的微生物種類、變化規律和主要作用已經被國內外學者廣泛研究。隨著研究的不斷深入，對普洱熟茶中關鍵微生物的分析也不斷有所突破，如何通過現代微生物技術生產出更有安全保障、品質更為穩定的普洱熟茶成為研究熱點，也得到消費者的廣泛關注。本文對普洱熟茶中微生物對茶葉品質形成所起的作用及普洱熟茶安全性等熱點問題進行綜述。

1微生物發酵對普洱熟茶品質形成的作用

普洱茶經過渥堆發酵，茶葉成分發生了明顯變化，茶多酚、兒茶素和茶黃素含量大幅減少，沒食子酸、茶紅素和茶褐素大量增加，游離氨基酸含量下降，游離糖和水溶性多糖含量增加[4]。上述成分的改變使得普洱熟茶與未發酵的茶葉相比，兒茶素含量下降，而其所帶有的苦澀味顯著降低，茶葉的滋味更為醇厚，對腸胃的刺激性也相應降低。除此之外，咖啡因物質含量也有變化，有研究發現發酵初期咖啡因有所降低，隨著時間推移，微生物發酵作用的增強，咖啡因逐漸增高，黑曲霉、米曲霉、根霉、酵母等微生物能夠升高咖啡因在普洱茶中的含量[5]。上述的成分變化來源于微生物及其代謝產物的作用，這也就是渥堆發酵在普洱熟茶生產過程中起著決定性作用的原因。各類微生物在渥堆發酵過程中產生淀粉酶、纖維素酶、蛋白酶、果膠酶等多種酶類物質，這些酶作用于多酚、大分子糖類物質等底物，一方面有助于茶葉內含物的滲出，增加茶湯滋味和色澤，另一方面形成了新的滋味香氣物質，造就了普洱熟茶醇厚甘甜的品質[6]。同時，由于特有的微生物代謝產物和茶葉成分，普洱熟茶在調節糖類代謝、降脂減肥等方面的功效也被廣泛關注[7]，如由塔賓曲霉、溫特曲霉等產生的洛伐他汀對普洱茶的功效起到關鍵作用。

2普洱熟茶發酵過程中的優勢微生物及其作用

由于普洱茶渥堆過程的微生物來源于環境以及原料鮮葉，因此不同地區、不同原料的普洱茶渥堆過程中的優勢微生物種類有所不同，而也正是因為這些不同種群的微生物形成了云南各地普洱茶的不同風味品質。目前研究認為參與普洱熟茶發酵的微生物主要包括：第一、霉菌，如黑曲霉、米曲霉、青霉等；第二、酵母，如Blastobotrysadeninivorans，釀酒酵母；第三、細菌，如凝結芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等；第四、放線菌，如鏈霉菌等。不同種類的微生物在發酵過程中有著不同作用。目前認為霉菌類微生物是普洱熟茶品質形成的基礎。馮玲然研究指出，黑曲霉產生多種水解酶，如葡萄糖淀粉酶、纖維素酶等，其產生的多酚氧化酶能夠降低茶多酚含量，減少普洱茶的苦澀味道，且茶多酚可逐漸被氧化成茶褐素，從而形成普洱茶不同于其他茶葉的紅褐色的明亮湯色[14]，有學者認為茶褐素是普洱熟茶的最重要功效成分，發揮了調節糖類代謝、降脂減肥等作用[15]；一些黑曲霉菌株還能夠提高普洱茶的茶多糖含量，研究顯示利用這些菌株進行單菌株發酵的茶葉與其原料葉片相比增加了158%的茶多糖含量[16]，而黑曲霉發酵的普洱茶香氣也有明顯特點，其沉香中帶有花果香氣[11]。米根霉能產生大量果膠酶，茶葉中的果膠會在酶作用下水解成水溶性果膠和其他可溶性糖類，增加普洱茶醇厚口感和甘甜味道[14]；而少根根霉對于普洱茶香氣中的甲氧基苯及其衍生物的含量較高，形成陳香濃厚，滋味甘滑的特點[11]。米曲霉能夠明顯提升普洱茶香氣和滋味[14]；灰綠曲霉和青霉也能夠降解茶葉中的纖維和果膠，提升醇厚口感[17]，青霉還能夠產生多種酶類及有機酸，可產生葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、檸檬酸、抗壞血酸等。

除了上述常被報道的霉菌類微生物外，酵母及細菌在發酵過程中也發揮著至關重要的作用。酵母能夠分泌很多活性酶，如蔗糖酶、麥芽糖酶等，還能夠代謝產生茶褐素[18]。近年來，Blastobotrysadeninivorans（又稱Arxulaadeninivorans）被一些研究者認為是渥堆過程中的關鍵優勢菌，具有耐高溫和耐鹽的能力，能夠產生氧化酶，加快氧化或轉化茶葉中多酚類物質，促進茶葉風味的轉變[19]。釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）發酵的普洱茶香氣成分中，萜烯醇類化合物及其衍生物，以及甲氧基苯及其衍生物含量較高，因此茶湯滋味醇和甘滑，陳香明顯[10]。普洱熟茶中主要的細菌群落為歐文氏菌屬、無色桿菌屬、芽孢桿菌屬、類芽孢桿菌屬、鞘氨醇桿菌屬、短桿菌屬、葡萄球菌屬[20]。其中，芽孢桿菌屬發揮了很大作用，尤其在發酵后期能夠產生豐富酶類，如多酚氧化酶、過氧化物酶等，從而促進茶多酚類物質經過氧化、縮合形成多聚物，有利于普洱茶品質提高[10]。此外，放線菌也被認為參與了普洱熟茶的發酵過程，利用燼灰鏈霉菌（Streptomycescinereus）等能夠縮短普洱茶發酵時間，其發酵的茶葉含有大量的多酚，并有很強的清除DPPH自由基的能力；桿菌狀鏈霉菌（Strepto－mycesbacillaris）則能夠使發酵茶葉含有大量γ-氨基丁酸[13。多數研究者認為在整個發酵過程中，黑曲霉（A.niger）始終占據數量上的優勢，黑曲霉在發酵初期能夠將茶葉中大分子降解成小分子，使得這些物質能夠被其他微生物所利用，因此發酵后期酵母、青霉等微生物數量也有增長[5]。宏轉錄組學對比分析也表明，普洱茶發酵前期和中期優勢微生物都是黑曲霉[21]。Abea應用PCR-DGGE方法分析后認為普洱茶發酵過程優勢菌為黑曲霉和Blastobotrysadeninivorans，霉菌和酵母能利用各種茶葉多糖作為碳源，進行代謝活動，當兩者大量繁殖時抑制細菌生長，從而使曲霉和酵母成為優勢菌[19]。張陽采用PCR-DGGE法研究發現黑曲霉、釀酒酵母（Saccharomycescerevisiae）和格拉青霉菌（P.glabrum）是普洱茶發酵的優勢菌[12]。而近年來也有學者提出不同意見，呂昌勇利用宏基因組學進行微生物多樣性分析，結果顯示細菌是普洱茶發酵過程中的主要菌群，占總微生物的76.26%，真核生物為16.35%[22]，其中酵母占真核生物的大多數，含量遠大于霉菌[18]。

3普洱熟茶中微生物的安全性問題

由于普洱熟茶目前的發酵工藝仍屬于“自然發酵”，開放式的渥堆發酵環境導致了其發酵過程中的不可控程度較高，每批次參與發酵的微生物及發酵程度都不穩定，且近年來，對于普洱熟茶的安全性逐步引來質疑。客觀來講，目前未見公開的普洱熟茶毒性報道，還沒有任何科學證據表明普洱熟茶不安全。一些毒理學研究結果對普洱熟茶的安全性持肯定態度：Wu的細胞實驗發現普洱茶無細胞毒性與遺傳毒性[23]，動物實驗顯示普洱熟茶屬于實質無毒類食品，且無明顯不良反應[24]。人體試驗的急性毒性實驗在10g/d的劑量下未發現血液和生理學變化，長期毒性試驗也未發現變化[25]。關于毒素問題，也有大量研究持樂觀態度，這些結果指出普洱熟茶不含有赭曲霉毒素、雜色曲霉毒素、伏馬毒素、桔霉素和黃曲霉毒素[26-27]。另一方面，有研究指出某些參與普洱熟茶發酵的微生物有產毒素能力，值得關注。例如，研究者從普洱茶中檢出了黃曲霉毒素B1，赭曲霉毒素A，嘔吐毒素等[19]。濕倉儲存的普洱茶中也被報道檢測出了黃曲霉毒素B1、伏馬毒素、嘔吐毒素和T-2毒素。必須指出，不當的存儲環境，特別是南方的一些高濕環境會增加普洱熟茶中產生毒素的風險。在最新的報道中，Zhang對普洱熟茶進行了毒素檢測，發現了展青毒素、Cyclo（L-Pro-L-Tyr）、灰綠曲霉酰胺、NeoechinulinA、羥基大黃素、枝孢菌素、大黃素、羊茅麥角堿、羊茅麥角堿A、羊茅麥角堿C、百脈根甙、畸形素C、霉酚酸、大黃素甲醚、松蘿酸和玉米赤霉烯酮等25種有毒化合物。研究顯示展青毒素含量高，但尚不確定展青毒素的來源。Cyclo（L-Pro-L-Tyr）化合物由溶桿菌和互隔交鏈孢霉產生，從所有的普洱熟茶樣品均被檢出。

灰綠曲霉酰胺是一種由帚狀曲霉產生的毒素，所有的實驗茶樣中均被檢出。NeoechinulinA化合物是一種吲哚生物堿，由一些散囊菌屬微生物產生，所有茶樣中均被檢出[28]。此外，其他研究也顯示普洱熟茶存在真菌毒素，Haas曾在4個樣品中檢出赭曲霉毒素A[26]。Zhu發現嘔吐毒素在普洱茶中的檢出比例高達90%，即70個樣品中有63個樣品檢出[27]。一些研究者從普洱熟茶中發現了能夠產真菌毒素的微生物菌株，例如部分黑曲霉、局限曲霉和桔青霉產毒株。但發酵微生物與茶葉中毒素的關系尚未經過系統研究，一些研究指出茶葉所包含的常見產毒菌株在發酵過程不會產生毒素。例如，李亞莉將黃曲霉接種在普洱茶葉中，發酵結束后未從實驗組茶葉中檢出黃曲霉毒素[29]；Zhang在茶樣中檢出能夠產生赭曲霉毒素的黑曲霉和赭曲霉，但未在茶樣中檢出赭曲霉毒素[28]。針對上述現象，學界有不同的解釋。有研究表明普洱茶中的黑曲霉能夠抑制黃曲霉的生長和產毒，并且能夠降解黃曲霉毒素B1[30]；也有觀點認為茶葉中的氨基酸或多酚類等成分能夠抑制產毒微生物產生真菌毒素類物質，如Mo認為茶葉提取物能夠阻止菌株產生黃曲霉毒素，但不抑制黃曲霉的生長[31]。

4討論

關于普洱熟茶中微生物種類、功能及其安全性的研究已經成為了茶行業，乃至發酵行業的一個研究熱點。目前關于普洱熟茶的微生物種類和安全性的相關研究不少，但結果重復性差，甚至互相矛盾，究其原因，是普洱熟茶的發酵尚屬于一個沒有標準化控制的自然發酵工序，即便同一普洱工廠不同批次普洱熟茶也會存在差異，其發酵過程的微生物種類、數量并不可控。生產環境的變化，季節的更替等自然因素的變化也會導致普洱熟茶發酵過程中菌群的波動。因此，只有將微生物和工藝領域的研究與普洱茶產業更加緊密地結合起來，才能獲得更有說服力和價值的數據。普洱茶，特別是經過發酵的普洱熟茶已經成為了我國茶產業，甚至是健康產業的重要組成部分。作為一種發酵食品，普洱熟茶的獨特風味和健康功效逐步被更多人接受。在保留傳統制茶技藝的同時，將普洱熟茶的發酵工藝做得更加規范，將更先進的發酵理念、工藝技術和評價手段引入這一傳統行業勢在必行。首先，普洱熟茶發酵過程中的微生物分析有待進一步完善。結合非培養技術，如宏基因組或高通量測序等技術手段，總結微生物生長消亡規律，探明微生物生態系統的動態變化以及各種微生物在發酵過程中的作用，明確哪些微生物是形成普洱茶品質的核心，存在哪些較易污染的潛在產毒菌株；第二，分析普洱熟茶的獨特健康價值，闡明其中核心的功效成分組，為指導生產、選育菌株、開發工藝提供基礎理論依據；第三，現階段應該加強產品毒素和致病菌的監控，在生產環節加強衛生監督，并研制和開發清潔化生產工藝和設備，利用經過完整安全性評價的發酵菌株進行干預強化，甚至是接種發酵，最大化地消除環境不可控帶來的食品安全風險，將目前開放式的自然發酵工藝升級為有質量控制和檢測標準的標準化生產工藝。普洱熟茶是我國傳統后發酵茶的代表，微生物及配套發酵工序通過改變茶葉成分，使普洱熟茶形成了其獨特品質。通過不斷改良生產工藝，加強質量控制，建立普洱熟茶的品質及安全標準，推動茶葉發酵產業升級，是進一步做大做強我國茶產業的關鍵。

參考文獻：

[1]季愛兵,劉聰,曾胤,等.普洱茶中微生物研究進展[J].現代農業科技,2016(21):253-255

[2]趙龍飛,周紅杰,安文杰.云南普洱茶保健功效的研究[J].普洱,2005,26(2):114-118

[3]張冬英,施兆鵬,劉亞林.普洱茶藥理作用研究進展[J].福建茶葉,2005(1):43-44

[4]董文明,譚超,劉華戎,等.不同微生物在不同發酵階段對普洱茶理化成分的影響[J].食品工業,2014(6):179-182

[5]黃振興,趙明星,阮文權,等.普洱茶渥堆過程中微生物對其品質形成的影響及其研究進展[J].安徽農業科學,2008,36(28):12496-12498

[6]董文明,譚超,付曉萍,等.5種成品普洱茶中微生物的分離及其產酶特性研究[J].食品科技,2013(6):22-25

[7]叢濤,趙霖,鮑善芬,等.普洱茶生茶與熟茶對大鼠營養生理功能的影響[J].食品科技,2010(4):66-70

[8]林長欣.普洱茶中的風味成分及微生物在貯藏過程中的變化[D].廣州:暨南大學,2010:35-60

[9]楊曉蘋.普洱茶渥堆發酵過程中微生物群落結構及功能酶基因的克隆[D].廣州:華南理工大學,2013:41-55

[10]高曉余,嚴亮,趙艷,等.微生物多樣性與普洱茶品質關系研究進展[J].廣東農業科學,2014,41(22):13-17

[11]張春花,單治國,袁文俠,等.不同有益菌固態發酵對普洱茶香氣成分的影響研究[J].茶葉科學,2010,30(4):251-258

[12]張陽.普洱茶發酵過程中微生物群落結構動態分析[D].天津:天津科技大學,2012:43-70

[14]馮玲然,王強,羅瑋,等.普洱茶中功能性微生物的篩選及其對普洱茶感官品質的影響[J].生物加工過程,2015(2):93-97

[15]周紅杰,李家華,趙龍飛,等.渥堆過程中主要微生物對云南普洱茶品質形成的研究[J].茶葉科學,2004,24(3):212-218

[16]王洪振,馬存強,任小盈,等.普洱茶發酵產茶多糖菌株的篩選與鑒定[J].食品工業科技,2017(7):156-160,170

[17]陳秀燕,陳松,鄭華,等.普洱生茶優勢菌種分離純化及其對普洱茶品質影響初探[J].現代食品科技,2009,25(6):604-607

[18]趙騰飛,郭學武,張長霞,等.酵母菌純種發酵普洱茶初探[J].食品科技,2012(2):57-60

[20]王輝,任麗,李亞莉,等.普洱茶發酵過程中不同層間細菌群落結構研究[J].食品安全質量檢測學報,2015(5):1567-1574

[21]姜姝,呂杰,李灝.普洱茶不同發酵時期微生物群落宏轉錄組學研究[J].北京化工大學學報(自然科學版),2012,39(6):84-89

[22]呂昌勇.普洱茶渥堆發酵過程中微生物宏基因組學的測定與分析[D].昆明:昆明理工大學,2013:48-51

作者：郝彬秀；李頌；田海霞；馬躍；劉海新；王春玲 單位：中國茶葉有限公司