【卢秦华】茯砖茶加工及“金花菌”研究进展

茯砖茶加工及“金花菌”研究进展卢秦华阮林浩谭吉慧朱旗*摘要：茯砖茶是湖南黑茶的一个类型，原主销边疆。随着社会的发展，人们生活的提高，茯砖茶的保健价值越来越受到人们的关注。本文对茯砖茶加工、加工过程中微生物的变化、优势菌种“金花菌”的鉴定、金花菌的种类及组成以及对茯砖茶品质影响的研究进展综述。关键词：茯砖茶,金花菌茯砖茶是黑茶的一种，属于后发酵茶。因其必须在“伏天”生产，故称为“茯茶”；另因其汤色滋味与中药的土茯苓相似，故又称为“茯茶“。为了方便运输，明清以来人们将南方的毛茶用竹篾踩成包，运往泾阳压制成砖。新中国成立后，湖南安化引进泾阳砖“发花”技术，并在1953年试制成功[1]。茯砖茶不同于其他类型的茶，更不同于黑茶中的黑砖、花砖和青砖茶，因其独特的加工工艺——“发花”。茯砖茶通过“发花“技术处理，在茶叶表面生成优势菌种微生物产生的金黄色闭囊壳，俗称“金花”。一直以来，“金花”菌是否茂盛，是判断茯砖茶品质优劣的标准之一[2]。本文总结前人的研究成果，对茯砖茶加工过程中微生物变化和“金花”菌对茯茶理化成分影响的研究作一综述。一、茯砖茶加工茯砖茶是以黑毛茶为主要原料，经过毛茶筛分、半成品拼配、渥堆、汽蒸压制、发花干燥、成品包装等一系列复杂的工艺制成的[3]。茯砖茶一般选用有一定成熟度的茶叶为原料。为保证发花正常，茯砖茶品质良好，片茶、末茶和茶梗的比例要适当。一般认为，含梗量控制在16.5%左右，有利于“金花”菌繁殖，有助于形成纯正“菌花香”[4]。渥堆使茶叶处于高温高湿的状态，湿热作用可引起茶叶内可溶性物质的变化。通过研究渥堆过程中水浸出物发现，水浸出物的含量在渥堆前期先升高后降低，中期基本平衡，后期缓慢下降[5]。其含量下降的原因有一下几点：第一，加工过程中氨基酸等可溶性物质发生褐变，形成水不溶物质[6]；第二，多酚类物质与蛋白质互相作用，形成分子量较大的络合物[7]；第三，微生物大量繁殖，消耗营养物质，使水浸出物含量下降。因此，渥堆过程为微生物生长繁殖提供必要的营养成分。渥堆后的茶叶要经过汽蒸，使茶质柔软，茶坯进一步软化，便于压制。温度100±2℃，时长10秒左右[8]。茶坯进烘的含水量是“发花”的重要条件，烘焙时砖坯含水量在26%以上，容易“发花”，但杂菌也容易滋生；若含水量低于23%，虽不易霉变，但“金花”菌的生长繁殖也受到抑制[9]。故汽蒸时间过长不利于水分蒸发，时间过短水分蒸发过快都不利于“发花”。“发花”是茯砖茶加工的独有工艺，通过控制烘房环境中温度、湿度的变化，使砖坯中形成“金花”。茂盛的“金花”和纯正的菌花香是茯砖茶特有的品质特性。“金花”形成受温湿度的影响，随优势菌的生长，杂菌的生长受到抑制。发花初期，相对湿度控制在70%以下，温度在25℃；发花中期，在同等的相对湿度条件，温度上升到28-32℃，有利于“金花”菌的繁殖[4]。“金花”的形成受温度的影响更大。欧阳规香[10]等研究温度对发花的作用发现，烘房在自身加温控制的情况下，空气相对湿度降低，加快砖坯内的水分散失，当空气温度达25℃一下，发花比较困难；但若在烘房内洒水，提高空气湿度，发花还是能达到要求；在自然条件下，发花的最适温度在25℃。二、茶叶加工过程中真菌微生物的变化茯砖茶加工过程中微生物大量生长繁殖的时间主要是渥堆和发花两个阶段，微生物的大量繁殖会对茯砖茶的品质产生积极的影响。渥堆过程中，真菌数量随渥堆时间的增加而增长，前期的主要的真菌微生物有假丝酵母菌属，渥堆后期的主要微生物黑曲霉，此外还有少量的青霉和芽枝霉[11]。“金花”菌在渥堆过程中会产生大量的孢子，这些孢子能耐短期的高温，在汽蒸中不会被杀死，并能在适宜条件下产生大量金黄色闭囊壳[12]。渥堆后，经短暂的第二次汽蒸和压制成型，砖坯进入烘房进行发花。通常在发花的第3天，茯砖茶中只有极少数黑曲霉及其他霉菌和细菌存在，当发花到第6天时，茯砖茶中开始有冠突散囊菌的生长，在发花的6—9天间，冠突散囊菌的数量呈几何级数增加,此时可发展到100×104一600×104个/克干茶冠突散囊菌细胞，其他霉菌则由于优势菌的大量繁殖而被抑制[4]。研究砖坯内部和表面微生物的演化规律，发现内部冠突散囊菌的数量远大于表面的数量[13]。三、“发花”优势菌种的种名鉴定早在1942年，徐国祯研究安化等地的茯砖茶中的“黄霉菌”，初步鉴定为灰绿曲霉群（Aspergillusglaucusgroup）[14]。1952年，赵学慧指出“金花”菌为子囊菌纲闭囊壳类的谢瓦氏曲霉或匍匐曲霉。1981年，仓道平等人根据茯砖茶优势菌种在察氏培养基上的形态特征和亚显微结构的特征，认为优势菌种是灰绿曲霉群的谢瓦氏曲霉（Aspergilluschevalieri），但当时并没有发现分生孢子[15]。1990年，刘作易分别贵州、四川、湖南生产的茯砖茶上分离菌种，将“金花”菌鉴定为谢瓦氏曲霉间型变种（A.chevalierivar.IntermediusThomaneRaper）[16]。齐祖同根据Raper和Fennel的专著，并与该模式培养物IMI177280进行比较，将优势菌种定名为冠突散囊菌，无性型是针刺曲霉[17]。王志刚等人的研究结果也表明优势菌种为冠突散囊菌。2004年，陈云兰采用菌种的酯酶同工酶谱，鉴定优势菌种为冠突散囊菌（E.cristatum）[18]。2010年，黄浩等人运用现代分子生物学技术，提取“金花”菌基因组DNA，鉴定发花过程中的优势菌种为冠突散囊菌（Eurotiumcristum），无性型为针刺曲霉（AspergillusspiculosusBlaser）[19]。2013年，黄婧将湖南茯砖茶分离出的“金花”菌鉴定为阿姆斯特丹散囊菌[20]。从前人的研究结果发现，不同的茯砖茶原料所鉴定的种名存在分歧。四、“金花”菌的组成2011年，胡志远在18个不同品种的茯砖茶样品分离出15株优势菌种，鉴定为散囊菌属，分别有6株冠突散囊菌、2株肋状散囊菌、1株阿姆斯特丹散囊菌、3株谢瓦氏散囊菌和1株蜡叶散囊菌[21]。2012年，赵仁亮从夏季生产的茯砖茶中分离出4株“金花”菌，其中1株为冠突散囊菌，其他三株均属于散囊菌属[13]。由此可知，散囊菌在茯砖茶发花微生物中占主导地位，优势菌种除了冠突散囊菌外还有其他散囊菌产生。五、“金花”菌对茯砖茶理化成分的影响（一）“金花”菌对营养成分的利用微生物生长繁殖需要一定的营养物质。能源、碳源、氮源、无机盐、生长因子和水都是微生物必须的物质基础。刘作易等用分生孢子液发现“金花”菌能利用多种氮源但有机氮源对菌落的促进作用大；该菌也能利用多种碳源，对单糖的利用能力强于双糖和多糖，且不能利用淀粉和单宁[22]。赵仁亮[13]用固体培养基研究发花微生物的生物学特性时发现，单糖更有益于冠突散囊菌的生长，多糖的利用率较差；冠突散囊菌能很好的利用铵态氮和硝态氮，但总的来说无机氮源的促进作用不如有机氮源。维生素C和肌醇对该菌丝生长有明显促进用作。Mn和Zn两种微量元素在5μg/ml和10μg/ml两种浓度下的菌丝干重极显著地大于对照，Ag和Cd则完全抑制该菌萌发生长[22]。（二）“金花”菌对茯砖茶品质的影响茯砖茶要求砖内“金花”茂盛，颗粒大而密；冲泡后，汤色红黄明亮，滋味醇厚，散发纯正菌花香。“金花”菌的生长需要氮源、碳源的支持，其自身分泌的胞外酶，水解大分子物质改变茶叶的理化成分从而改善茯砖茶品质。1、含氮、含碳物质的变化王增盛[23]研究茯砖茶发花过程中含碳、含氮物质的变化发现，氨基酸含量先升高后逐渐降低。茯砖茶发花中含氮量比原料提高了28%，说明在微生物生长过程中，不仅能把有机的含氮化合物作为碳源消耗，而且还能将无机碳组成蛋白质。咖啡碱、可可碱、茶碱属于杂环含氮化合物，但总量变化甚小。咖啡碱是茶叶中带苦味成分之一，其含量的减少，有利于茯砖茶苦涩味的降低[24]。儿茶素各组分均呈下降趋势，其中（—）—EGCG含量降低20.9%，（—）—ECG降低66.4%，（—）—EGC降低51.0%，（士)一C降低59.8%，（—）—EC降低72.3%。显然，在发花的中、后期是由于微生物分泌的多酚氧化酶的酶促氧化,使儿茶素各组分都有较大幅度的减少[23]。发花过程中，儿茶素组分的氧化聚合，使茶黄素（TF）、茶红素（TR）、茶褐素（TB）的含量有一定的积累，有利于形成茯砖茶特有的色泽和滋味[23]。2、大分子物质的变化茯砖茶原料较粗老，纤维含量高[25]。随发花进程，“金花”菌开始生长繁殖，尤其在发花的6—12天，金花菌大量繁殖，纤维素酶、果胶酶、淀粉酶的活性越来越强[13]，促进大分子物质降解，生成小分子的含氮、含碳物质，一方面为“金花”菌生长提供条件，一方面改善茯砖茶品质。3、色素物质的变化刘仲华[26]等在研究茯砖茶脂溶性色素和水溶性色素的变化发现，加工过程中几乎不能检测出叶绿素，叶绿酸酯b也只有少量，但发花过程中脱镁叶绿酸酯a、b，以及叶黄素、β—胡萝卜素含量增加。且与冠突散囊菌的数量呈明显的同步性，冠突散囊菌增加，色素含量增加。4、香气成分的变化茯砖茶具有独特菌花香。研究表明，从茯砖茶原料中检测出60种香气成分，发花结束后上升为66种。新增加的香气成分主要有：（反，顺）一2，4一庚二烯醛+糠醛、（反，反）一2，4一庚二烯醛、芳樟醇、（反，反）—2,4—壬二烯醛、a一紫罗酮、香叶醇、β—紫罗酮+庚酸、6，10，14一三甲基一2—十五酮、壬酸、芳樟醇氧化物Ⅱ、Ⅳ、正己醛以及2，5一二甲基吡嗪等。几乎所有的醛酮类化合物和2，5一二甲基吡嗪、2，6一二甲基吡嗪等杂环化合物的含量都随获砖茶发花进程而增加。发乎过程中香气成分和含量的增加，都对菌花香的形成有积极的意义[27]。（三）“金花”菌对茶叶中氟含量的影响适当的氟的摄入是对人体有益的，但过量的会导致中毒。有研究认为，4mg/day是适当的，但从茶叶中摄入2.7—5.9mg/day就可能氟中毒[28]。茶叶中氟含量随叶片成熟度的增加而增加，原料粗老的茶类氟含量比嫩度高的茶类高[29]。有研究表明，适当的氟含量是冠突散囊菌生长的促进因子，特别是氟含量在大约270mg/L的情况下对发花有积极的作用[30]。关美玲等[31]在研究发花过程中冠突散囊菌对茶叶中游离氟的影响时发现，发花后，黑毛茶游离氟含量提高，说明冠突散囊菌生长过程中使结合态的氟转化为游离态的氟；“金花”游离氟含量比茶叶中的低，说明冠突散囊菌不能从茶叶中富集氟，但对氟有一定的吸收。总体而言，冠突散囊菌可用于降低茶叶的总氟含量，但在“发花”过程能使黑毛茶中部分的结合态氟转化为游离态氟。六、讨论从上个世纪八十年代至今，对茯砖茶的各个方面进行了研究，但仍有许多地方有待探究。第一，发花微生物的优势菌种大致已经确定，但种名鉴定仍存在分歧；第二，研究人员选用不同地区的茯砖茶为原料分离鉴定茯砖茶，但没有系统的总结和比较出微生物的系统性差异；第三，对发花过程中茶叶内含成分的变化趋势研究较多，但机理研究不够透彻；第四，从“金花”菌对氟含量的影响发现，冠突散囊菌用于茯茶生产的安全仍需深入探究。参考文献[1]王融初，彭雄根.茯茶生产科技发展与西北民族情缘[J].茶叶通讯，2007,34（1）：44—47[2]周桦.微生物与茶叶及茶制品的加工[J].贵州茶叶,1993,2(74):36—37[3]国家标准.茯砖茶国家标准.GB/T98335—2013[4]温琼英，刘素纯.茯砖茶发花中优势菌的演变规律[J].茶叶科学，1991,11（增刊）：56—62[5]肖纯,张凯农,张弦.康砖渥堆中主要成分的变化规律[J].茶叶通讯,1992,(1):19—23[6]黄建琴.氨基酸在茶叶制造中的转化机理及对茶叶品质的影响[J].氨基酸杂志，1992(1):26—29[7]亲远超.茶多酚及其氧化产物与蛋白质络合特性的研究[J].安徽农业科学，2003,31(6):983—985[8]杨抚林，邓放明，赵玲艳等.茯砖茶发花过程中优势菌的研究进展[J].茶叶科学技术，2005,(1):4—7[9]季玉琴.谈谈茯砖茶的加工技术[J].中国茶叶，