劉斌杰, 嚴(yán)蒸蒸, 譚 詠, 吳志超, 黃鷺強(qiáng), 楊民和
(福建師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院, 福建福州 350107)
“發(fā)花”是茯磚茶加工過程中特有的工序,其實(shí)質(zhì)是以冠突散囊菌(Eurotiumcristatum)為主的多種散囊菌屬真菌以茶葉為基質(zhì)的固態(tài)發(fā)酵過程。發(fā)花過程中,真菌在茶葉中旺盛生長(zhǎng),呈現(xiàn)黃色或金黃色菌絲體,俗稱“金花菌”[1-2]。包裝后的茶葉產(chǎn)品儲(chǔ)放于干燥的庫房中陳化至少半年以上,促進(jìn)“金花菌”的大量發(fā)生,并以“金花菌”的數(shù)量和旺盛程度作為茯磚茶發(fā)酵成功與否和質(zhì)量好壞的標(biāo)準(zhǔn)[3]。適合的發(fā)花條件下,真菌利用茶葉作為有機(jī)質(zhì)充分生長(zhǎng),產(chǎn)生和分泌水解酶轉(zhuǎn)化茶葉成分,產(chǎn)生豐富的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,與菌體成分混合共同形成茯磚茶特有的品質(zhì)和風(fēng)味,表現(xiàn)有益的生理功能[3-5]。
水活度(Water activity, aw)是指在一定的溫度和壓力下基質(zhì)(Substrate)蒸汽壓和純水蒸汽壓的比值,用于衡量培養(yǎng)基質(zhì)中可以被微生物利用的水分含量或自由水[6-7]。水活度這一概念在食品和飼料行業(yè)中使用較為常見,在一些纖維質(zhì)材料如書籍、文物和標(biāo)本的保藏方面也有著廣泛的應(yīng)用[8]。在實(shí)驗(yàn)室研究中,常用甘油、NaCl和蔗糖作為溶質(zhì)來調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的水活度[ 6, 8-9],以考察微生物對(duì)不同水活度(或干燥程度)的反應(yīng)。一般來說,溶質(zhì)的濃度越高,滲透壓越大,配制成的培養(yǎng)基水活度越低,可利用水分越少。
大量的研究表明,基質(zhì)水活度或環(huán)境干燥程度是影響微生物生長(zhǎng)、代謝和繁殖的重要生態(tài)因素[10]。如基質(zhì)水活度能明顯影響真菌的生長(zhǎng)[6-7, 10]、基因表達(dá)[11]、蛋白(或水解酶)分泌[5, 11]和毒素產(chǎn)生[9],因而影響真菌對(duì)環(huán)境中有機(jī)質(zhì)和能量的利用,決定其生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)能力。散囊菌屬的真菌大都是嗜高滲透壓的微生物,在低水活度的基質(zhì)中才能正常生長(zhǎng)[5, 10]。環(huán)境條件如溫度、滲透壓和水活度是限制冠突散囊菌菌絲生長(zhǎng)、分生孢子發(fā)芽和無性孢子、有性孢子分化的重要因素[1, 10-11],但冠突散囊菌如何適應(yīng)茶葉這類特殊基質(zhì)和茶葉加工過程中的高溫而發(fā)展成優(yōu)勢(shì)真菌,目前還不清楚。為了解基質(zhì)水活度對(duì)冠突散囊菌生長(zhǎng)和茶葉成分轉(zhuǎn)化作用的影響,筆者等以甘油調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的水活度,以綠茶粉為主要成分設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化的培養(yǎng)條件,研究不同水活度條件下冠突散囊菌菌株(FZ-2)對(duì)茶葉主要成分代謝的影響;并采用頂空固相微萃取技術(shù)(HS-SPME)和氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)分析相結(jié)合,分析水活度對(duì)真菌發(fā)酵后茶葉香氣成分的影響,以期為茯磚茶加工生產(chǎn)和質(zhì)量提升提供理論依據(jù)。
菌株:冠突散囊菌(FZ-2),分離自茯磚茶(湖南益陽茶廠,2008年5月9日生產(chǎn))。供試菌株生長(zhǎng)于DG18培養(yǎng)基[8]斜面上,于4℃冰箱保存在福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室。
儀器:PawKit便攜式水活度儀(美國Decagon公司),恒溫培養(yǎng)箱(上海一恒公司),高壓滅菌鍋(日本HIRAYAMA有限公司),STARTER2100 pH計(jì)(美國奧豪斯有限公司),微萃取裝置(50/30 μmDVB/CAR/PDMS,美國supelco公司)。
試劑:蛋白胨、無水葡萄糖、KH2PO4、無水MgSO4,西隴科學(xué)有限公司;瓊脂(金燕海洋生物有限公司),甘油(飛揚(yáng)化工有限公司),綠茶粉(安徽省亳州市淳興堂藥業(yè)有限公司,2017年6月10日生產(chǎn))。
1.2.1培養(yǎng)基的配制
1) 改良DG18培養(yǎng)基。在DG18培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上去除氯硝胺。培養(yǎng)基配方為:蛋白胨5.0 g/L,無水葡萄糖10.0 g/L,KH2PO41.0 g/L, 無水MgSO40.5 g/L,瓊脂20 g/L,甘油180.0 g/L。
2) 液體發(fā)酵培養(yǎng)基。在改良DG18培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上去除瓊脂和葡萄糖,甘油作為唯一的碳源,添加不同比例的甘油(不添加甘油的培養(yǎng)基以添加葡萄糖為碳源)。采用PawKit便攜式水活度儀檢測(cè)水分活度(aw),調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的aw分別為0.99、0.95和0.83。配制完成后,每個(gè)三角瓶分裝量為100 mL,配制好的培養(yǎng)基于115℃高壓滅菌30 min。
3) 綠茶粉-甘油培養(yǎng)液。稱取5 g綠茶粉用1 000 mL沸水溶解,經(jīng)過濾后,添加不同濃度的甘油,調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的水活度分別為0.99、0.95和0.83,配制完成后,每個(gè)三角瓶分裝量為100 mL,滅菌。
1.2.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)菌株FZ-2培養(yǎng)于DG18培養(yǎng)基,于28℃恒溫培養(yǎng)5~7 d后收集分生孢子。配制濃度為5.0×107~6.0×107個(gè)孢子/mL的孢子懸浮液。將菌株FZ-2的孢子懸浮液分別以1%的比例接種于不同水活度的綠茶粉-甘油培養(yǎng)液中進(jìn)行發(fā)酵,每處理設(shè)置3個(gè)重復(fù),置于搖床28℃、200 r/min下培養(yǎng)10 d后過濾去除菌絲體,取發(fā)酵液測(cè)定總可溶性糖、氨基酸和茶多酚的含量。
1.2.3生物量的測(cè)定取液體發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)5 d后的培養(yǎng)液用布氏漏斗過濾,收集菌體,并用預(yù)冷的蒸餾水沖洗菌體3遍,洗去附著于菌體上的甘油。在烘箱內(nèi)充分干燥菌體至恒重,測(cè)量其干重即為菌體生物量,每個(gè)樣品測(cè)3次取平均值。
1.2.4理化指標(biāo)的測(cè)定pH采用STARTER2100 pH計(jì)分別測(cè)定液體發(fā)酵培養(yǎng)前和培養(yǎng)5 d后不同樣品的pH,每個(gè)樣品測(cè)3次,取平均值??扇苄蕴呛坎捎幂焱壬ㄟM(jìn)行檢測(cè)[12]。游離氨基酸總量參照GB/T 8314—2013中的方法進(jìn)行檢測(cè)[13]。茶多酚含量參照GB/T 21733—2008中的方法進(jìn)行檢測(cè)[14]。
1.2.5香氣成分的測(cè)定對(duì)水活度為0.99未經(jīng)發(fā)酵的綠茶粉-甘油培養(yǎng)液和水活度分別為0.99、095和0.83的綠茶粉-甘油培養(yǎng)液進(jìn)行香氣成分的測(cè)定。
1) 頂空固相微萃取。參照王麗麗等[15]的方法,采用微萃取裝置(50/30 μm DVB/CAR/PDMS)進(jìn)行萃取。萃取頭的老化溫度為230℃,老化時(shí)間為50 min。萃取條件:萃取溫度為80℃,萃取時(shí)間為50 min,解析3 min。取2 mL樣品于20 mL頂空瓶中,加入2 g氯化鈉,然后加入10 mL沸水使其充分溶解,再于80℃下用提前預(yù)熱后的磁力攪拌器攪拌15 min后,將老化處理后的DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭插入頂空瓶,萃取50 min,隨后取出萃取頭,插入氣相色譜儀的進(jìn)樣口,進(jìn)行GC-MS檢測(cè)。
2) GC-MS檢測(cè)。色譜條件:色譜柱為HP-Innowax(60.0 mx0.25 mmx0.25 μm)。升溫程序:50℃保持5 min,以5℃/min升溫至150℃,保持10 min;再以5℃/min升溫至230℃,保持10 min;載氣(He)流速為1 mL/min;進(jìn)樣量1 μL,不分流。
質(zhì)譜條件:電子轟擊離子源,電子能量70 eV,傳輸線溫度250℃,離子源溫度230℃,母離子m/z 285,激活電壓1.5 V,采集模式為全掃描。
香氣物質(zhì)成分的定性采用NEST譜庫進(jìn)行檢索比對(duì),通過化學(xué)工作站CAS號(hào)查詢得到相關(guān)化合物信息,選擇相似指數(shù)大于70的化合物定性為一種香氣物質(zhì)。采用峰面積歸一化進(jìn)行定量分析,某一組分的峰面積除以總峰面積得到各個(gè)香氣物質(zhì)的相對(duì)含量。
采用SPSS22.0進(jìn)行單因素方差(ANOVA)分析來比較不同處理間的差異顯著性,Duncan進(jìn)行多重比較(P<0.05為差異顯著;P<0.01為差異極顯著)。采用origin 8.0進(jìn)行圖像處理。
在水活度分別為0.99、0.95和0.83的液體培養(yǎng)條件下,冠突散囊菌生長(zhǎng)良好。培養(yǎng)完成后測(cè)得各處理的干重分別為0.135 g、0.258 g和0.121 g(圖1)。水活度為0.99和0.85時(shí),菌株生物量差異不顯著,而與水活度為0.95時(shí)的生物量差異極顯著。
從圖2看出,3個(gè)不同水活度條件下,冠突散囊菌懸液接種后的初始(0 d)pH分別為5.42、5.48和5.46,差異不顯著。搖瓶培養(yǎng)5 d后,水活度0.99、0.95和0.83條件下的pH分別為5.20、4.61和5.01。水活度為0.99和0.83時(shí),發(fā)酵前后pH差異不顯著,而水活度為0.95時(shí)發(fā)酵前后的pH差異極顯著。
注:不同大寫字母表示不同處理間差異極顯著(P<0.01),下同。
Note: Different capital letters indicate significance of difference between different treatments atP<0.01 level. The same below.
圖 1不同水活度條件下冠突散囊菌的生物量
Fig.1 Biomass ofE.cristatumunder different water activity
圖2不同水活度條件下發(fā)酵培養(yǎng)基的pH
Fig.2 pH value of fermentation medium under different water activity
從圖3可知,不同水活度條件下菌株發(fā)酵10 d后,水活度為0.95和0.83的培養(yǎng)液中可溶性糖含量分別為30.224 μg/mL和32.751 μg/mL,二者之間差異不顯著。水活度為0.99的培養(yǎng)液中,菌株發(fā)酵10 d后可溶性糖含量較低。隨著水活度的下降,發(fā)酵液中可溶性糖的含量上升明顯。
經(jīng)冠突散囊菌發(fā)酵后,在水活度為0.95和0.83的條件下,氨基酸含量分別為0.075 mg/mL和0.070 mg/mL,兩者之間差異不顯著(圖4)。水活度為0.99的培養(yǎng)液中,發(fā)酵后游離氨基酸含量較低,為0.057 mg/mL。
圖3不同水活度條件下冠突散囊菌發(fā)酵后的可溶性糖含量
Fig.3 Soluble sugar content of fermentedE.cristatumunder different water activity
圖4不同水活度條件下冠突散囊菌發(fā)酵后的游離氨基酸含量
Fig.4 Free amino acid content of fermentedE.cristatumunder different water activity
從圖5看出,經(jīng)冠突散囊菌發(fā)酵10 d后,培養(yǎng)基水活度為0.99時(shí),茶多酚含量為15.95 mg/100mL。隨著培養(yǎng)基水活度的進(jìn)一步下降,菌株發(fā)酵后培養(yǎng)液中茶多酚含量呈上升趨勢(shì)。不同水活度發(fā)酵液中的茶多酚含量差異極顯著。當(dāng)培養(yǎng)基水活度下降至0.83時(shí),茶多酚含量最高,為46.87 mg/100mL。
圖5不同水活度條件下冠突散囊菌發(fā)酵后的茶多酚含量
Fig.5 Tea polyphenol content of fermentedE.cristatumunder different water activity
根據(jù)質(zhì)譜數(shù)據(jù)、相對(duì)保留時(shí)間,水活度為0.99未發(fā)酵和水活度0.99~0.83發(fā)酵10 d的香氣成分中共鑒定到56個(gè)化合物(表1)。其中,醇類物質(zhì)14種,酮類物質(zhì)14種,脂類2種,醛類11種,其他類型化合物共15種。將冠突散囊菌接種于不同水活度的培養(yǎng)基中進(jìn)行搖瓶發(fā)酵10 d后,在水活度為0.99條件下,共檢測(cè)到23個(gè)化合物,其中醇類物質(zhì)8種,酮類物質(zhì)6種,脂類物質(zhì)1種,醛類物質(zhì)1種。在水活度為0.95條件下,共檢測(cè)到17個(gè)化合物,其中,醇類物質(zhì)6種,酮類物質(zhì)5種,醛類物質(zhì)1種,沒有檢測(cè)到脂類物質(zhì)。在水活度為0.83條件下,共檢測(cè)到15個(gè)化合物,其中,醇類化合物3種,酮類化合物4種,脂類化合物1種,醛類化合物1種??傮w上,隨著培養(yǎng)基水活度的下降,檢出的化合物總數(shù)和各類物質(zhì)相對(duì)含量均呈下降趨勢(shì)。
在水活度為0.99時(shí),與未發(fā)酵的相比,真菌發(fā)酵導(dǎo)致酮類和醛類化合物數(shù)量的明顯下降,醇類物質(zhì)數(shù)量上升。特別是蘑菇醇(1-辛烯-3-醇)、芳樟醇、三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇相對(duì)含量明顯上升;蘑菇醇相對(duì)含量由5.627%上升到34.331 7%,含量增加6.1倍。同時(shí),真菌發(fā)酵產(chǎn)生了芳樟醇、香茅醇、2-庚醇和二氫-β-紫羅蘭醇等醇類化合物。真菌發(fā)酵也導(dǎo)致吲哚、苯乙腈、2,4-二叔丁基苯酚和間苯二酚等酚類化合物的降解。
真菌發(fā)酵條件下,隨著培養(yǎng)基水活度的下降,茶葉香氣成分中醇類物質(zhì)和酮類物質(zhì)的種類和數(shù)量均下降。特別是醇類物質(zhì)如蘑菇醇、芳樟醇、2-乙基己醇、2-庚醇和2-庚醇,在低水活度條件下均明顯下降以致未檢測(cè)到。低水活度條件下新檢測(cè)到(±)-6-甲基-5-庚烯基-2-醇、對(duì)異丙基苯甲醇、橙花醇和一些酮類化合物,如乙酰丙酮、茉莉酮、二氫-α-紫羅蘭酮和DL-3-甲基環(huán)戊酮。低水活度促進(jìn)咖啡因的降解,有利于苯乙烯、2, 4-二叔丁基苯酚、乙基苯和萘的產(chǎn)生。
表1不同水活度條件下冠突散囊菌發(fā)酵后的主要香氣成分及相對(duì)含量
續(xù)表1
產(chǎn)物類別Product產(chǎn)物名稱Product name分子式Molecularformulaaw 0.99未發(fā)酵Un-fermentation匹配度相對(duì)含量aw 0.99匹配度相對(duì)含量aw 0.95匹配度相對(duì)含量aw 0.83匹配度相對(duì)含量3-甲基-3-丁烯-1-醇C5H10O----820.748 6--芳樟醇C10H18O--964.898 7953.323 8--香茅醇C10H20O--680.080 7980.342 3--2-庚醇C7H16O--720.356 1----順-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫C10H18O2------780.180 7化呋喃-2-甲醇二氫-β-紫羅蘭醇C13H24O--740.067 6----酮類 甲基庚烯酮C8H14O745.114 0781.584 6---- Ketones6-甲基-3,5-戊二烯-2-酮C8H12O943.117 1------4-[2,2,6-三甲基-7-氧雜二環(huán)C13H20O2801.619 9800.307 7720.365 4 740.282 1[4.1.0]庚-1-基]-3-丁烯-2-酮Z-四氫-6-(2-戊烯基)-2H-吡喃-2-酮C10H16O2950.457 9------茉莉酮C11H16O970.259 5700.064 7950.112 2--2,6,6-三甲基-2-環(huán)己烯-1,4-二酮C9H12O2910.242 1970.190 8----5,6,7,7A-四氫-3,6-二甲基-C10H14O2600.229 0------2(4H)-苯呋喃酮α-紫羅酮C13H20O970.202 8960.058 3----異佛爾酮C9H14O720.196 1------4-叔丁基苯丙酮C13H18O840.122 4------香葉基丙酮C13H22O910.121 6940.118 7720.046 6860.051 1反-3-氧代-2-(順-2-戊烯基)-C13H20O3950.114 4------環(huán)戊乙酸甲酯乙酰丙酮C5H8O2----807.993 1803.016 1DL-3-甲基環(huán)戊酮C6H10O------730.069 7二氫-α-紫羅蘭酮C13H22O----820.230 6--酯類 鄰苯二甲酸二異丁酯C16H22O4830.073 7----830.085 8 Esters二氫獼猴桃內(nèi)酯C11H16O2--730.664 5----醛類 苯甲醛C7H6O895.159 4760.149 1---- Aldehydes苯乙醛C8H8O911.870 7------(E,E)-2,4-庚二烯醛C7H10O911.051 3------己醛C6H12O731.021 7------正辛醛C8H16O800.508 8------反式-2-癸烯醛C10H18O810.432 8------反-2-十二烯醛C12H22O780.362 9------反-2,6-壬二醛C9H14O720.311 6------2,3-二氫-2,2,6-三甲基苯甲醛C10H14O940.234 1------2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-羧醛C10H16O980.174 9------癸醛C10H20O--860.170 7----(Z)-3,7-二甲基-2,6-辛二烯醛C10H16O----800.311 6870.164 9碳?xì)浠衔?間二甲苯C8H10940.492 1841.153 4951.661 4950.800 9 Hydrocarbon月桂烯C10H16--700.275----萘C10H8----700.215 7600.220 7乙基苯C8H10----780.247 3700.301 4苯乙烯C8H8------942.409 1雜環(huán)化合物 吲哚C8H7N972.022 6------ Heterocyclic 苯乙腈C8H7N971.828 2970.419 3---- compound2,4-二叔丁基苯酚C14H22O971.153 5900.132 3960.157 2970.524 1戊四唑C6H10N4780.464 1------苯并噻唑C7H5NS840.153 9------2,6-二叔丁基苯醌C14H20O2930.152 8------咖啡因C8H10N4O2950.096 0950.118 1----2,3-二氫苯并呋喃C8H8O--880.099 4----其他物質(zhì) 3,7-二甲基-6-辛烯酸C10H18O2----950.065 7-- Other substance
注:—未檢測(cè)到的物質(zhì)。
Note: —means the undetected substance.
在綠茶粉-甘油培養(yǎng)基的液態(tài)發(fā)酵條件下,培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)成分主要是綠茶粉(aw0.99),或是綠茶粉和甘油(aw0.95和aw0.83)。培養(yǎng)基的碳素營(yíng)養(yǎng)主要來自于茶粉中所含有的纖維素、多糖、茶多酚和添加的甘油,而氮源營(yíng)養(yǎng)主要來自于茶粉中的茶多酚、氨基酸和生物堿等。冠突散囊菌(FZ-2)可以在甘油為唯一碳源營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)中正常生長(zhǎng)[10]。在只添加綠茶粉的液體培養(yǎng)基中,冠突散囊菌同樣可以良好地生長(zhǎng)。
培養(yǎng)基水活度顯著地影響冠突散囊菌的生長(zhǎng),培養(yǎng)基水活度為0.95時(shí),其菌絲體生長(zhǎng)最佳,生物量最大,為0.258 g。散囊菌屬的真菌均是嗜干燥和嗜高滲透壓的微生物,能夠抵抗干燥的空氣和適應(yīng)各種低水活度的生長(zhǎng)環(huán)境。冠突散囊菌的不同菌株在水活度為0.77的培養(yǎng)基中能正常生長(zhǎng),在水活度為0.95時(shí)生長(zhǎng)速度最快[10],與本研究的試驗(yàn)結(jié)果一致。在茯磚茶加工的“渥堆”階段,環(huán)境中大量的微生物參與其中;但后期的“發(fā)花”過程中,只有以冠突散囊菌為主的散囊菌菌株形成優(yōu)勢(shì)菌[1, 3]。這可能與“發(fā)花”階段茶胚逐漸干燥,茶葉中游離水份減少,比較適合于散囊菌的生長(zhǎng)有關(guān)。此外,不同水活度條件下,真菌發(fā)酵后對(duì)茶湯的pH沒有明顯的影響。李適等[16]發(fā)現(xiàn)冠突散囊菌發(fā)酵后有機(jī)酸含量略有下降,但不會(huì)造成茶湯滋味的酸化。
總體上,隨著基質(zhì)水活度的降低(aw0.95~0.83),干燥程度的上升,有利于冠突散囊菌發(fā)酵后茶湯中可溶性糖、氨基酸和茶多酚含量的維持和提升。特別是可溶性糖含量,在低水活度情況下提升顯著。茶多酚、氨基酸、茶多糖和咖啡堿等化合物是茶葉主要的品質(zhì)成分,在泡茶過程中,這些物質(zhì)的混合決定茶湯滋味。在以綠茶粉為培養(yǎng)基主要成分時(shí),菌株冠突散囊菌利用這些物質(zhì)作為碳、氮營(yíng)養(yǎng)而生長(zhǎng),導(dǎo)致茶多酚和生物堿的含量下降,從而降低茶湯的苦澀味,使茶湯滋味變得甘厚醇和。茶葉在微生物發(fā)酵后,茶多酚、氨基酸、茶多糖等主要滋味成分含量下降,已經(jīng)得到大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持[4, 17-19]。黑茶陳化時(shí)間的延長(zhǎng)和茶葉的持續(xù)干燥,可能更加不利于腐敗微生物的生長(zhǎng),但對(duì)散囊菌影響不大[10],這一狀態(tài)對(duì)維持黑茶的主要品質(zhì)成分可能是有益的。本試驗(yàn)檢測(cè)的僅僅是可溶性糖、氨基酸和茶多酚的含量,各類化合物在菌株發(fā)酵后的具體組分和數(shù)量變化,需要采用其他的分析手段作更為精細(xì)的分析。
在水活度為0.99時(shí),與未發(fā)酵相比,冠突散囊菌發(fā)酵后茶葉醇類香氣成分如蘑菇醇、芳樟醇、香茅醇、三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇和二氫-β-紫羅蘭醇相對(duì)含量上升。這一結(jié)果與沈程文等[20-22]在不同試驗(yàn)條件下的研究結(jié)論一致,表明冠突散囊菌發(fā)酵導(dǎo)致茶葉香氣物質(zhì)的成分和含量變化是一種普遍的現(xiàn)象。茯磚茶香氣成分的研究大多選擇固態(tài)發(fā)酵條件和成品茶,已檢測(cè)到的主要香氣物質(zhì)包括芳樟醇及其氧化物、水楊酸甲酯、α-紫羅酮、β-紫羅酮、橙花叔醇、香葉基丙酮、香葉醇和甲氧基類化合物等[2, 20-21, 23];但大多數(shù)沒有檢測(cè)到蘑菇醇,或蘑菇醇雖是香氣的基本成分但不是主要成分[24-25]。蘑菇醇是真菌(包括一些美味的食用菌)的主要揮發(fā)性香氣成分[26],近年來發(fā)現(xiàn)其有重要的生理功能[27]。在試驗(yàn)設(shè)置的液體發(fā)酵條件下,蘑菇醇成為主要的香氣物質(zhì),這可能與發(fā)酵原料、發(fā)酵條件和香氣提取方法有關(guān)。與當(dāng)前普遍采用的茶葉固態(tài)發(fā)酵(如渥堆、發(fā)花)相比,茶湯的液態(tài)發(fā)酵可以在大型發(fā)酵罐中的控制條件下進(jìn)行,液體發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)可以為茶飲料的發(fā)展創(chuàng)造條件。香氣是茶葉和茶飲料的重要品質(zhì)成分[4, 24],微生物發(fā)酵后蘑菇醇、芳樟醇、2-庚醇和香茅醇等香氣物質(zhì)的產(chǎn)生或增加,對(duì)提升茶飲料的品質(zhì)和市場(chǎng)價(jià)值是有益的。
隨著基質(zhì)水活度的下降,冠突散囊菌發(fā)酵后,茶葉香氣化合物總數(shù)和各類物質(zhì)相對(duì)含量均呈下降趨勢(shì);同時(shí)在不同水活度條件下,也產(chǎn)生了一些新的化合物。如培養(yǎng)基水活度從0.99下降至0.95時(shí),雖然蘑菇醇、芳樟醇、2-乙基己醇和三甲基-5-乙烯基四氫化-2-呋喃甲醇等成分的含量下降明顯,但也產(chǎn)生了橙花醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇和二氫-α-紫羅蘭酮等成分。另外,水活度也影響真菌發(fā)酵后茶湯中的咖啡因含量,低水活度條件下,茶湯中咖啡因的含量逐漸下降。試驗(yàn)結(jié)果表明,通過調(diào)節(jié)發(fā)酵液(培養(yǎng)基)的水活度,可以調(diào)控真菌發(fā)酵后茶湯的香氣成分和含量。
冠突散囊菌是我國特有茶類-黑茶,尤其是茯磚茶產(chǎn)品中的優(yōu)勢(shì)微生物,并作為對(duì)人體有益的微生物而成為茶葉產(chǎn)品的一部分[1, 3, 28]。利用冠突散囊菌的不同菌株作為人工發(fā)酵菌劑生產(chǎn)不同的產(chǎn)品,在我國已有大量的研究[29-31]。冠突散囊菌適應(yīng)于干燥和高滲透壓的環(huán)境,在一定的低水活度和干燥條件下生長(zhǎng)更好,更能發(fā)揮其對(duì)茶葉成分的生物轉(zhuǎn)化效能。研究結(jié)果對(duì)促進(jìn)冠突散囊菌的應(yīng)用和茶葉深加工的發(fā)展有積極的意義。