茶叶加工中微生物的研究进展

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茶叶加工中微生物的研究进展

茶叶加工中微生物的研究进展

来源：【中国发酵工业网】　　添加时间：2006-4-22 10:24:39

随着科学技术的发展及农业可持续发展的需要，生态系统中各生物种间相互协调和相互促进的功能被愈来愈多地发现并充分利用到各个领域。其中不少微生物被应用于茶业领域，用以提高茶叶产量，防治茶树病虫害，进行茶叶保鲜贮藏和提高成品茶的质量等。本文就茶叶加工中微生物种类及组成等方面的研究现状进行总结，探讨了茶叶加工中微生物存在的一些问题及对策，并展望了微生物在茶叶加工领域中的发展前景。
1 茶叶加工中的微生物
1.1黑茶加工与微生物
1.1.1黑毛茶
目前，对于制茶过程中的微生物研究越来越多，随着研究的不断深人，人们越来越认识到微生物在茶叶加工中的重要性，这在黑茶制造中尤显突出。镜检鉴定研究表明川黑茶在渥堆中微生物群落主要是酵母、霉菌和细菌。其中以酵母菌最多，且为假丝酵母(Candida sp.)中的种类;霉菌则以黑曲霉(Aspergivus niger)占优势，其次为青霉( Penicillism sp. );细菌为无芽孢短小杆菌等。黑曲霉中的许多种类均能生产分泌纤维素分解酶、蛋白酶等酶类，这些微生物及其分泌的酶系统对茶叶中的有机物质进行分解、水解、氧化与转化形成了黑茶特征性品质风味。
1.2.2伏砖茶
王志刚等对茯砖茶中关于微生物的种类进行了较为详细的论述。他认为，茯砖茶中霉菌相的优势菌是散囊菌属的种类，冠突散囊菌是主要的，也是出现频率最高的种类，其它还有间型散囊菌、谢瓦散囊菌、甸甸散囊菌、阿姆斯特丹散囊菌等，非散囊菌属的霉菌出现频率也较高，主要是黑曲霉、毛霉、拟青霉、青霉等。在发花初期，有一定量的黑曲霉、青霉，及其他霉菌存在，但当优势菌—冠突散囊菌生长起来后，这些霉菌的生长则被抑制。研究表明，发花是茯砖茶所特有的工艺过程，进人发花工序后，砖坯温度已逐渐冷却至接近室温，湿热作用强度大大减弱。然而，正是在这种温、湿条件下，茯砖茶中优势微生物种群—冠突散囊菌得以大量繁殖，它们从茶叶中吸取可利用态基质，进行代谢转化，在满足自身生长发育的同时，也产生各种胞外酶(如多酚氧化酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶等)，作为有效的生化动力，催化茶叶中各种相关物质发生氧化、聚合、降解、转化。因此，发花的实质是在一定的温、湿条件下，使有益优势菌—冠突散囊菌大量生长繁殖，并借助其体内的物质代谢与分泌的胞外酶的作用，实现色、香、味品质成分的转化，形成茯砖茶特有的品质风味。
1.1.3普洱茶
普洱茶目前在港、澳、台和东南亚，以及法国、日本等地，深受消费者欢迎。现代医学临床已经证明，普洱茶对人体有保健作用。在加工过程中，其特殊保健功能与品质形成的关键就是渥堆。周红杰等在针对普洱茶加工过程中微生物及酶系变化的研究中，发现黑曲霉、青霉、根霉、灰绿曲霉和酵母等微生物存在于普洱茶的整个加工过程中，其中初期黑曲霉最多，约占微生物的80%左右，黑曲霉代谢产生的水解酶，在渥堆中期，表现为增加趋势，在渥堆前期中温型霉菌生长繁殖迅速，后期低温嗜干的灰绿曲霉开始繁殖，在渥堆水分适度时，大量酵母的生长对普洱茶甜醇滋味的形成有重要作用。
1.1.4六堡茶
六堡茶在晾置陈化后，茶中便可见到有许多金黄色“金花”，这是有益品质的黄霉菌，它能分泌淀粉酶和氧化酶，可催化茶叶中的淀粉转化为单糖，催化多酚类化合物氧化，使茶叶汤色变棕红，消除粗青味。但也有人认为这种“金花”与伏砖茶中的“金花”相同，关于六堡茶渥堆中的微生物及晾置陈化后的微生物是哪些，有待进一步研究。
1.2红茶加工与微生物
国内外大量研究证实，酵母菌、真菌、细菌等三类微生物是影响红茶品质的最主要微生物，赵和涛研究表明，在红茶加工中，霉菌能分泌a-淀粉酶、葡萄糖生产酶、麦芽糖酶、界限糊精酶等生物酶。这些生物酶都具有液化和糖化淀粉的能力，对提高红茶中可溶性糖含量以及增进香气和滋味均有良好作用。由酵母菌作用而产生的氨基酸转化分解反应，对提高红茶茶汤鲜爽味，有较大促进作用;一些酵母菌能促进芳香物质氧化分解，如酵母菌酶在多酚氧化酶的共同作用下，能使青叶醇、青叶醛转化为橙花醇和水扬酸甲酯，这种芳香物质的转化反应，可使青草气散失，花香甜味形成，对提高红茶香气非常有利。一般茶树老芽叶都含有很高的纤维素，在红茶加工中，纤维素细菌可通过纤维素酶作用分解为纤维二糖，再转化为葡萄糖，这种由纤维素细菌作用而引起的茶芽中纤维素分解反应，可使粗老茶茶汤转向甜醇，并能去掉一些粗老味，大大提高粗老低档红茶品质。
1.3茶饮料与微生物
微生物发酵茶饮料是一种新兴的保健茶饮料，现已应用到茶饮料发酵的微生物主要有细菌、酵母菌、霉菌和食用真菌。细菌主要是耐茶叶中单宁酸的乳酸杆菌和醋酸杆菌;酵母菌主要是一些在发酵过程中能同时以出芽生殖、孢子生殖、结合生殖三种生殖方式进行繁殖的酵母菌，如出芽酵母、德氏酵母、假丝酵母和酿酒酵母;霉菌是一些能够在茶叶没食子酸单宁诱导作用下产生胞外酶，水解茶叶中没食子酸单宁酯键的霉菌，如曲霉、镰孢子霉、木霉等。目前，用微生物发酵茶饮料的报道不少，如邵伟等用巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus),保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和啤酒酵母( Saccharomyces carlsbergensis)发酵绿茶，生产富含细菌纤维素的绿茶饮料，独具风味，酸甜可口，清凉解热的发酵饮料;酵母菌、醋酸菌研制红茶菌，，LiuChi-Hsein等，提出利用二次发酵法进行红茶菌工业化生产，突破了目前只有家庭生产红茶菌的局限。江洁等以玉米淀粉糖浆对红茶进行浸提，对浸提液进行乳酸菌和酵母菌共生发酵，制作出具有较高营养价值，风味独特的发酵茶饮料。日本的发酵茶Goishi-ch:是在茶叶中先接种As-per翻llus fumigatus,Asper刻us niger, Penicillium sp. ,Scopulariopsis brevicaulis，发酵一段时间后，再接种Lac-tobacillus.Plantarum进行发酵，生产出一种富含氨基酸的茶饮料。邬龄盛的研究表明，以茶汁为培养基、平菇为菌种人工调控培养营养药用型菌茶是可行的。另外，还有茶酒和真菌保健茶的研制等，也是目前茶深度加工的热点之一，很有市场开发价值。可见，利用微生物发酵，研究开发的新型保健茶饮料将具有广阔的市场前景。
1.4茶叶废弃物与微生物
近年来，用茶叶饲养畜禽能明显提高畜禽肉的品质已有报道。刘妹，涂国全以茶渣为主要原料(含量达70%)，适当添加其它辅料，通过混合菌共同发酵后，料中粗蛋白含量达到23%以上，达到仔猪配合饲料中的粗蛋白含量，直接作饲料饲喂畜禽是可行的，可以变废为宝。因此，茶渣通过微生物发酵后可以作为一种新的优良饲料原料，改善目前由于广泛饲喂配合饲料、集约化养猪而造成的猪肉品质下降的状况，将会具有广阔的应用前景。此外，范代忠用果胶酶和木霉菌作真菌培养液，可从茶渣中提取葡萄糖。
1.5污染微生物与茶叶加工
王志刚等的研究表明，茯砖茶中的杂菌主要是黑曲霉、毛霉、拟青霉、青霉等，散囊菌能够产生毒素。现已研究发现，细菌型和霉菌型二类微生物，在红茶加工中，具有较强的分解蛋白质作用，其作用机理可能是这二类微生物能产生蛋白酶和一些氨基酸脱羧酶，然后分解蛋白质转化成氨基酸，氨基酸在氨基酸脱羧酶作用下生成不同的腐败胺类物质，此类物质具有挥发性，产生特异的臭味，影响红茶的品质。Abdulkadir E. Elshafie等对阿曼地区4种流行的商业红茶品牌中的48个茶样进行实验分析，发现Aspergillus niger是主要的污染微生物，污染范围从0.66%到30.34。其次是Aspergillus flaus,Penicillium spp.和Pacelomyces spp.，污染的百分比分别为0.6%, 0.84%和0.21%。这与Halweg和Podsiadlo报道的结果一致。Abdulkadir E. Elshafie认为这些污染真菌主要来自产品的分类、包装和贮存过程中，在环境适宜的条件下可以生长并产生真菌毒素危害人类的健康。在南非，Cloete TE和Kotze JMI从红茶加工的整个阶段分离出Coliforms,lactic acid bacteria,Psuedomonas,uoden-tified yeasu和filamentous fungi等污染菌类。在埃及，调查人员从茶里分离出真菌包括两株黄曲霉产毒菌株.因此，茶叶只有在严格的卫生条件下加工、分类、包装和贮存，茶污染才可能被消除或降低。邬龄盛指出在菌类保健茶引起污染的杂菌主要是:丝孢目(Hyphonyc-etales)中曲霉属(Aspergillus ( Mish )Link )、青霉属(Peni-cilium LR.ErFr)、丛梗孢属( Moniliavon )、毛霉目(Muco-。Les)的根霉属(Rhizopus Ehrenb.ex Corda)等真菌及少量的细菌。它们首先争夺空间、养分，进而分泌抗生素抑制菌种菌丝体的生长，形成各种不愉快的“霉味”。
2展望
茶叶经过微生物发酵后，酚氨比降低、芳香类物质增加、农药残留降解而且溶人许多微生物代谢活性物质以及微生物菌体，这表明微生物对改善茶叶品质，提高茶叶综合利用具有积极意义，我们可以预见，走茶叶深加工与微生物发酵工程有机结合的路，是21世纪茶叶产业发展的新趋势。随着这一领域研究工作的不断发展，人们对茶微学的认识会不断提高，微生物在茶业领域的应用也会不断深人和拓展。但有几个问题仍需进一步去探讨

1)从以上的论述可知，黑茶、红茶、茶饮料等的特殊品质的形成都与微生物有关，但目前仍然集中在固体茶的发酵，给人们的消费带来不便。(2)由于黑茶类具有特殊的保健功能，因此我们应该开发出相应的黑茶饮料或发酵液态茶饮料，一方面，可以增加茶饮料的多样性，另一方面，可以扩大黑茶的消费群体，同时也提高原料的利用率。(3)微生物液态茶饮料的研究开发是一个新兴的课题，在研究过程中要注重加强适合茶叶发酵的微生物菌种筛选、食药用真菌菌茶饮料的研究与开发、茶叶微生物发酵理论和动力学研究，使茶叶微生物发酵有具体的发酵模型和准确发酵参数等作为应用指导。(4)虽然微生物对提高成茶品质有积极的作用，但在制茶过程中不可避免会产生有害微生物，如何利用有益微生物，控制有害微生物产生，有待进一步研究。(5)开发茶叶发酵饲料，不但提高原料的利用率，而且还可以提高茶叶的整体经济效益