茯磚茶發(fā)花過程菌落及主要內(nèi)含物質(zhì)變化

劉玉倩 楊家干

( 1.遵義職業(yè)技術(shù)學院 563000；2.遵義市茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心 563000))

茯磚茶發(fā)花過程菌落及主要內(nèi)含物質(zhì)變化

劉玉倩1楊家干2

( 1.遵義職業(yè)技術(shù)學院 563000；2.遵義市茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心 563000))

綜述了茯磚茶發(fā)花過程中菌群結(jié)構(gòu)的變化，多酚類及其氧化產(chǎn)物、氨基酸類、芳香物質(zhì)、生物堿、色素等主要化學成分含量的變化及與其品質(zhì)密切相關(guān)的酶類活性的變化，為控制茯磚茶發(fā)花過程和提高成茶品質(zhì)提供理論依據(jù)和參考。

茯磚；發(fā)花；菌群結(jié)構(gòu)；內(nèi)含物質(zhì)

茯磚茶又稱涇陽磚，原產(chǎn)于陜西涇陽縣，發(fā)花實質(zhì)是優(yōu)勢菌18SrDNA冠狀散囊菌(Eurotium cristatum strain)生長繁殖形成“金花”的過程中，產(chǎn)生的黃色閉束殼，能增進茶湯顏色，產(chǎn)生獨特的菌香，其生長代謝能帶動茶葉內(nèi)含物質(zhì)發(fā)生一系列復雜變化。在發(fā)花階段，優(yōu)勢菌一方面把茶葉的某些物質(zhì)作為養(yǎng)分而消耗，以滿足自身生長繁殖的需要，另一方面分泌各種胞外酶作為催化動力，引起茶葉中一系列物質(zhì)的變化，形成茯磚茶的基本風味品質(zhì)。

發(fā)花不僅形成茯磚茶的品質(zhì)特征，且生成很多功效成分。茯磚茶乙酸乙酯及正丁醇萃取物對大腸桿菌、沙門氏桿菌、溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、志賀氏菌6種常見致瀉菌有較強的抑菌活性[1]，對大鼠體脂降低作用明顯，能顯著抑制脂肪細胞中脂肪的聚集[2]，延緩動脈粥樣硬化的發(fā)展。

與控制組相比，每日飲茯磚茶5g持續(xù)120天后的個體，高密度脂蛋白(HDL)升高，低密度脂蛋白(LDL)下降，差異極顯著[3]。其水浸出物對小鼠小腸的推進運動有促進作用，能提高單核-巨噬細胞的吞噬功能，從而增強小鼠的非特異性免疫功能[4]，并能逆轉(zhuǎn)由高脂飲食引起的肥胖和血脂異常[5]，其乙醇提取物具有良好的體外抗氧化活性[6]，通過提高細胞內(nèi)主要抗氧化酶過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶的含量，緩解活性氧族造成的氧化損傷[7]。冠突狀散囊菌的某些次級代謝產(chǎn)物對腫瘤細胞有較好的細胞毒活性[8]。因此，明確發(fā)花階段茶中菌落結(jié)構(gòu)及內(nèi)含物質(zhì)的變化有利于探明茯磚茶在發(fā)花階段的品質(zhì)形成機理，從而通過優(yōu)化發(fā)花條件調(diào)控茶葉內(nèi)含物質(zhì)的轉(zhuǎn)化方向，提高成品茶品質(zhì)。

1 菌落結(jié)構(gòu)

胡治遠等[9]研究指出不同品種茯磚茶優(yōu)勢微生物存在較大差異。發(fā)花階段，冠狀散囊菌為主要微生物，其不僅與茯磚茶品質(zhì)密切相關(guān)，且能抑制脂肪沉積[10]。雖然湖南茯磚茶的茶多酚含量遠遠低于綠毛茶，但由于冠狀散囊菌的代謝產(chǎn)物中可能含有較強的抗氧化活性物質(zhì)，使茯磚茶對DPPH的清除率與綠毛茶相近[11]。趙仁亮[12]等認為發(fā)花第3天金花菌開始繁殖，而溫瓊英等[13]認為金花菌在發(fā)花第6天才開始繁殖，對數(shù)生長期在第6至12天不等，但都認為冠突狀散囊菌開始繁殖后數(shù)目逐漸增多?！敖鸹ā敝鸩接纱u胚邊緣向內(nèi)部生長，最早生長的內(nèi)部微生物為芽枝霉類，而后青霉和冠突狀散囊菌伴隨而生[12]。劉石泉等[14]通過DGGE法研究茯磚茶發(fā)花過程真菌群落結(jié)構(gòu)和種類，結(jié)果表明發(fā)花前10天以好干性酵母菌、畢赤酵母、假絲酵母為優(yōu)勢菌，10天以后以阿姆斯特丹散囊菌、好干性酵母菌為優(yōu)勢菌。冠狀散囊菌、德巴利酵母菌和曲霉是茯磚茶發(fā)花過程的優(yōu)勢菌群[15]，且冠突狀散囊菌在發(fā)花中后期數(shù)量明顯增多，對茯磚茶品質(zhì)不利的黑曲霉和青霉在第0天和第4天大量檢出，黑曲霉持續(xù)存在直至發(fā)花結(jié)束[16]。

2 內(nèi)含物質(zhì)變化

2.1 茶多酚類及其氧化產(chǎn)物變化

茯磚茶中總多酚含量與抗氧化活性成正比，是茯磚茶清除自由基及抗氧化的主要成分之一[17]。發(fā)花初期，酯型兒茶素含量下降，簡單兒茶素含量上升，(-)-EGCG與(-)- ECG發(fā)花初期急劇下降，6天后下降速度減慢，(+)- EC在發(fā)花過程呈持續(xù)下降趨勢，(+)-C呈波動下降[18]。茶多酚總量隨發(fā)酵時間的延長而減少[19]，其原因是冠狀散囊菌產(chǎn)生胞外酶，多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶的作用下被氧化，是黑茶澀味降低的主要原因之一。黑曲霉能忍受較高濃度的茶多酚，茶多酚中的兒茶素聚合體被其降解為兒茶素單體[20]。簡單兒茶素發(fā)花后含量升高[21]，酯型兒茶素EGCG、GCG、ECG下降幅度比較大，發(fā)花第3天時，此變化尤為明顯[13]。黃酮類在發(fā)花過程下降[22]，且發(fā)花茂盛的黃酮下降較多[13]。兒茶素、茶多酚總量、黃酮類在茯磚茶加工過程中分別減少63.64%、54、62%、51.52%[22]，降低了茶葉的苦澀味，從一定程度上改善了茶葉品質(zhì)。

發(fā)花過程中，茶多酚經(jīng)微生物酶促氧化形成茶黃素(TF)、茶紅素(TR)和茶褐素(TB)，茶黃素和茶紅素含量明顯增加，茶褐素在發(fā)花后期明顯增加，發(fā)花過程中(TF+TR)與TB之比顯著增加[21]。發(fā)酵初期，大部分菌株的發(fā)酵液初期茶褐素含量上升，后期茶黃素和茶紅素含量上升[23]。

2.2 氨基酸類變化

冠狀散囊菌將氨基酸作為氮源，某些氨基酸與糖發(fā)生反應形成香氣成分，發(fā)花過程中，游離氨基酸呈下降趨勢，茯磚茶氨基酸含量較其他黑茶類相對較低[24]。黃婧[22]研究不同菌株在鐵觀音茶水中發(fā)酵時，觀察到有部分菌株使氨基酸含量短暫上升，可能是由于菌絲發(fā)生自溶，也可能是因為菌株產(chǎn)生氨基酸初級代謝產(chǎn)物。王增盛等[23]研究認為在發(fā)花前期，微生物主要分泌蛋白質(zhì)水解酶以分解蛋白質(zhì)，使游離氨基酸含量升高。而秦俊哲等[25]研究認為發(fā)花初期和中期，微生物活動旺盛，氨基酸含量明顯降低，而后期降低幅度減小。發(fā)花過程中，茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、酪氨酸下降最為劇烈。主要氨基酸總量下降88.62%[26]，游離氨基酸總量較原料中含量降低38.7%，且各類氨基酸的配比發(fā)生了較大變化[19]。

2.3 主要酶類變化

微生物分泌胞外酶，催化茶多酚氧化、縮合，蛋白質(zhì)及碳水化合物的水解，以及生成物之間的聚合等系列反應。微生物種群的更替及數(shù)量消長，決定酶系的活性水平。多酚氧化酶(PPO)是一種含銅離子的氧化還原酶，催化茶多酚形成褐色后黑色的物質(zhì)[27]。過氧化物酶(POD)可降解過氧化氫，氧化多酚類、芳胺類、脂肪酸等。POD對EGCG的作用強于PPO、POD對EC的作用[28],滑金杰等[29]研究表明多酚氧化酶和過氧化物酶均在28 ℃時活性最高。黃建安等[30]研究指出發(fā)花過程中多酚氧化酶同工酶的活性先上升后下降，纖維素酶活性第9天達到最大值，至第12天開始下降，果膠酶整個過程都處于低水平狀態(tài)，活性在發(fā)花第12天達到最大值，變化沒有多酚氧化酶及纖維素酶明顯。陳桂梅等[31]則認為冠突散囊菌在培養(yǎng)過程中淀粉酶活性主要集中在子囊孢子形成時期，果膠酶在培養(yǎng)第5天達到最高水平，在后期培養(yǎng)中，酶活性一直處于較高水平。冠狀散囊菌產(chǎn)生的酸性纖維素酶耐高溫，在干燥升溫階段該酶繼續(xù)轉(zhuǎn)化茶葉中的粗纖維。酶的活性主要受溫度、pH值、底物濃度、濕度等因素的影響，在茯磚茶發(fā)花過程中，由于微生物的生命活動及茶葉內(nèi)含物的生化反應導致以上條件發(fā)生變化，從而導致酶活性的變化，而酶的活性又反過來影響茶葉內(nèi)含物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

2.4 芳香物質(zhì)的變化

茯磚茶原料接種金花菌并發(fā)花后，香氣組分變化明顯，芳樟醇氧化物III等3種化合物是茯磚原料接種金花菌后特有的，庚醛等8種化合物是茯磚原料接種金花菌并發(fā)花后所特有的[32]。脂肪族醛、酮類化合物、芳香醇等構(gòu)成了茯磚茶的基本香氣，在原黑毛茶的基礎(chǔ)上增添陳香和火功香，形成茯磚茶的“菌花香”[33]。陳香醛類物質(zhì)如(E)-2-戊醇、(E)-2-己烯醛、(E)-1-戊烯-3-醇、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E、Z)-2,4-庚二烯醛以及花香型萜烯醇類含量顯著增加。具有花香及木香的香葉基丙酮對茯磚茶獨特香型有特殊貢獻，紫羅酮類化合物是一類重要的香氣特征化合物，呋喃類化合物賦予茯磚茶烘焙香及火功香[34]。

2.5 其他物質(zhì)的變化

茶多糖含量呈上升趨勢，可能是由于微生物大量繁殖并快速代謝產(chǎn)生分泌物，茶多糖含量升高對提升茶湯營養(yǎng)價值有積極作用[15]。丙酮酸、D-蘋果酸、乳酸、醋酸和檸檬酸在真菌發(fā)酵中含量上升，尤其是檸檬酸，其他有機酸含量下降[35]。脫鎂葉綠素酸酯a、b和脫鎂葉綠素a、b，以及葉黃素、β-胡蘿卜素呈明顯增加趨勢[36]?？Х葔A化學性質(zhì)穩(wěn)定，其含量隨著含水率的增加，渥堆溫度的升高，渥堆時間的延長而略有增加[20]。呂嘉櫪等[37]研究表明冠突散囊菌產(chǎn)生的黃色系物質(zhì)是由四種結(jié)構(gòu)類似的物質(zhì)構(gòu)成的混合物，可能是葉黃素類。冠狀散囊菌對茶葉中游離氟含量有一定影響，其影響因茶葉中氟含量的不同而有差異[38]?？扇苄蕴亲兓苄。傮w趨勢降低。冠突狀散囊菌分泌纖維素酶，茯磚茶加工過程中，纖維素含量降低了4.2%[39]。

3 展望

茯磚茶發(fā)花過程中菌群變化主要受到環(huán)境條件的影響，而發(fā)花條件如茶堆溫度、水分含量等對菌群結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化具體影響尚不明確，也未系統(tǒng)研究茶坯本身及發(fā)花環(huán)境等綜合因素對茯磚品質(zhì)的影響。對發(fā)花中影響茯磚茶品質(zhì)的主要內(nèi)含物質(zhì)多酚類、氨基酸、芳香物質(zhì)、生物堿、色素等轉(zhuǎn)化機理研究較少，而明確轉(zhuǎn)化機理，可以通過調(diào)控相關(guān)外在條件，控制茯磚茶內(nèi)含物質(zhì)的轉(zhuǎn)化方向及轉(zhuǎn)化速度，提高茯磚茶的品質(zhì)，降低生產(chǎn)成本。

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