康普茶發(fā)酵工藝研究進展

◎ 何筱妍，竺瑩瑩，陳發(fā)營，劉甜甜，阮 暉

（1.浙江大學(xué) 生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058；2.浙江大學(xué)寧波研究院，浙江 寧波 315100；3.浙江森宇有限公司，浙江 義烏 322000）

康普茶作為一種發(fā)酵茶飲料，在國外飲料市場十分受歡迎?？灯詹柙谥袊鴼v史上是具有豐厚文化積淀的一類茶飲品?？灯詹栌址Q紅茶菌、海寶、胃寶、醋蛾子、藥用蘑菇等，其最早出現(xiàn)在距今2 000 年前的中國秦朝，被稱為“長生不老茶”[1]?？灯詹枋且圆韬驼崽菫榘l(fā)酵底物，以細菌和酵母形成的共生體所形成的菌膜為發(fā)酵劑，靜置發(fā)酵而成的酸甜可口飲料。茶葉中的功能性組分及在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的各種代謝物，如有機酸、兒茶素、類黃酮和酚類化合物等，賦予了康普茶豐富的健康功效，如抗菌、抗氧化、抗癌、肝臟保護等。因此，康普茶作為一種新型茶保健飲品，在我國具有一定的商業(yè)前景。

目前，康普茶在我國基本上來源于民間自產(chǎn)自銷。而國外的一些零售食品商店可見出售不同口味的康普茶飲品，康普茶已實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和商業(yè)化銷售。因此，我國急需對康普茶生產(chǎn)發(fā)酵工藝進行規(guī)范，提高其飲用安全性，以推動康普茶作為一種功能性發(fā)酵茶飲品在國內(nèi)的商業(yè)化。本文主要闡述了康普茶的微生態(tài)和發(fā)酵工藝方面的研究進展，總結(jié)了康普茶發(fā)酵傳統(tǒng)工藝與新工藝特點，為其在國內(nèi)的規(guī)?；a(chǎn)和銷售提供思路，并對康普茶系列產(chǎn)品開發(fā)進行展望。

1 康普茶發(fā)酵微生態(tài)

自然發(fā)酵所制得的發(fā)酵食品，如黃酒、酸面團、酸菜和泡菜等，其發(fā)酵過程都是由各自獨特的微生態(tài)系統(tǒng)所進行?？灯詹璋l(fā)酵也屬于自然發(fā)酵，其發(fā)酵的微生態(tài)系統(tǒng)主要由醋酸菌、酵母菌以及少量乳酸菌組成，隨著發(fā)酵的進行逐漸形成纖維素凝膠膜，漂浮于發(fā)酵體系液面，菌膜中的微生物通過吸收茶湯中的營養(yǎng)成分和環(huán)境中的氧氣促進康普茶的發(fā)酵?？灯詹璧奈⑸锝M成會根據(jù)接種菌膜來源、茶葉種類、發(fā)酵時間和生產(chǎn)條件等因素而有所變化，但在發(fā)酵過程中起主導(dǎo)地位的是醋酸菌和酵母菌。

1.1 醋酸菌

醋酸菌是康普茶發(fā)酵過程中的優(yōu)勢菌，能在含氧狀態(tài)下以酒精為底物產(chǎn)生醋酸。在發(fā)酵的初始階段，酵母菌通過轉(zhuǎn)化酶將蔗糖水解成葡萄糖和果糖，并通過糖酵解產(chǎn)生乙醇。醋酸菌可利用乙醇生產(chǎn)醋酸等有機酸[2]，產(chǎn)生的醋酸以及其他有機酸賦予了康普茶酸味特征。醋酸和乙醇的存在避免了發(fā)酵體系受其他有害微生物的污染。

目前已在康普茶中發(fā)現(xiàn)的醋酸菌包括醋酸桿菌屬（Acetobacter）、葡糖桿菌屬（Gluconobacter）、葡糖醋桿菌屬（Gluconacetobaceter）以及駒形桿菌屬（Komagataeibacter）等。其中，駒形氏桿菌屬和葡糖醋桿菌屬被認為是康普茶發(fā)酵中最具特色的微生物，它們通過利用發(fā)酵底物中的碳源（如蔗糖）生成β-1,4-葡聚糖，β-1,4-葡聚糖可以通過分子內(nèi)和分子間的氫鍵作用形成不溶于水的高分子聚合物，即細菌纖維素。駒形氏桿菌屬和葡糖醋桿菌屬是產(chǎn)細菌纖維素的主要菌種，康普茶的菌膜形成極大程度上歸功于這兩個菌種的存在。

1.2 酵母菌

在康普茶發(fā)酵過程中，酵母菌同樣占主導(dǎo)地位。酵母菌是一種兼性厭氧菌，通常生長在康普茶菌膜內(nèi)部和下部，其在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，如醇類、酸類、酯類化合物等，有助于康普茶發(fā)酵液形成特征芳香風(fēng)味。目前已在康普茶中發(fā)現(xiàn)的酵母菌包括接合酵母菌屬（Zygosaccharomyces）、酒香酵母屬（Brettanomyces）、假絲酵母屬（Candida）、類酵母屬（Saccharomyces）、裂殖酵母（Schizosaccharomyces）、有孢漢遜酵母屬（Hanseniaspora）、畢赤酵母屬（Pichia）以及駒形氏酵母屬（Komagataella）等[3]。

康普茶獨特的甜、酸、清爽的味道歸因于酵母與細菌之間的協(xié)同共生作用，酵母菌將蔗糖水解為葡萄糖，并利用發(fā)酵基質(zhì)中的碳源生成各種醛和醇。醋酸菌利用酵母菌產(chǎn)生的葡萄糖和其他代謝物生成有機酸，并形成酯類?？灯詹璧膒H 值和酸度等理化條件也會影響微生物生長代謝和風(fēng)味物質(zhì)的積累形成。

1.3 乳酸菌

目前關(guān)于康普茶微生物組成的研究中，采用依賴性培養(yǎng)法和高通量測序法所鑒定得到的乳酸菌較少，因此，乳酸菌被認為是康普茶發(fā)酵過程中的非主要特征菌。目前已在康普茶中發(fā)現(xiàn)的乳酸菌主要有乳球菌屬（Lactococcus）、乳桿菌屬（Lactobacillus）、明串珠菌屬（Leuconostoc）以及雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）[3]。

2 康普茶發(fā)酵工藝

2.1 康普茶傳統(tǒng)發(fā)酵工藝

傳統(tǒng)康普茶制作是通過將菌膜（SCOBY）放入加糖的紅茶茶湯中發(fā)酵而制成，發(fā)酵體系由漂浮菌膜和發(fā)酵液兩相組成，一般家庭制作即可完成，流程如圖1所示。

圖1 康普茶傳統(tǒng)發(fā)酵工藝流程圖

即在1 L左右水中加入5%～10%蔗糖和1%～2%茶葉（傳統(tǒng)上用紅茶），煮沸10 min 后過濾倒入提前用沸水消毒過的廣口玻璃容器中，放入菌膜，容器口蓋上干凈、透氣的紗布，室溫下靜置發(fā)酵5 ～10 d，過程中可見長出新的、顏色較淺的菌膜層，發(fā)酵結(jié)束后分離菌膜和發(fā)酵液，前者可繼續(xù)用于下一輪發(fā)酵，后者可直接飲用。

康普茶傳統(tǒng)發(fā)酵工藝的特點如下。①原料是糖和茶。糖可用白砂糖或紅糖，為發(fā)酵提供能源；茶則為發(fā)酵提供各種微量生長因子，傳統(tǒng)上的茶用的是紅茶，因為紅茶中茶多酚含量低，所制得的康普茶沒有澀味。②發(fā)酵使用代代相傳的菌膜，于室溫下靜置發(fā)酵，最佳發(fā)酵溫度為18 ～26 ℃，一般發(fā)酵5 ～7 d 后即可飲用，發(fā)酵太久則酸度過高，不宜飲用。③在發(fā)酵過程中，茶湯表面會逐漸形成一層顏色較淺而透明的新菌膜，它會漂浮于舊菌膜之上生長，這是康普茶成功發(fā)酵的重要標(biāo)志。此時，體系開始有康普茶特有風(fēng)味，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的碳酸可能會使溶液中出現(xiàn)氣泡。發(fā)酵起始時，除了加入菌膜作為發(fā)酵劑，還可以適量添加上一輪的菌液以降低pH 值，抑制污染微生物的生長。④觀察康普茶發(fā)酵成功與否的另一個經(jīng)驗性現(xiàn)象是新舊菌膜均應(yīng)當(dāng)漂浮于液相上層，因為菌膜比重幾乎與液相相同。正常發(fā)酵時，菌膜會漂浮于茶湯表面。如果菌膜沉到液相底部，說明其發(fā)酵不充分，所制得的康普茶滋味不正。⑤發(fā)酵采用闊口玻璃容器，在容器口蓋上干凈、透氣的紗布，防止灰塵飄入以及因在發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的芳香物吸引果蠅等昆蟲，同時為體系中的微生物代謝活動提供必要的氣體通道。因醋酸菌生長需要大量氧氣，所以發(fā)酵所使用的玻璃容器必須是敞口或有一個寬的瓶頸，以便有足夠表面積與環(huán)境空氣交換，在允許氧氣進入的同時，防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳在容器內(nèi)形成壓力。發(fā)酵完成后，發(fā)酵液經(jīng)過過濾、包裝后儲存在4 ℃條件下，發(fā)酵幾乎不會再進行，使康普茶保持在一個理想、穩(wěn)定的飲用條件。菌膜保存于少許發(fā)酵過的康普茶中，下一輪發(fā)酵可以繼續(xù)使用。

2.2 康普茶新發(fā)酵工藝

康普茶傳統(tǒng)發(fā)酵工藝容易受到污染，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定，菌種保存困難，生產(chǎn)、運輸不便，靜置培養(yǎng)發(fā)酵周期長以及無法實現(xiàn)大規(guī)模快速生產(chǎn)。由于醋酸菌是好氧菌，酵母菌是兼性厭氧菌，振蕩發(fā)酵時它們能夠接觸到更多氧氣，利于其生長繁殖，縮短了發(fā)酵周期。因此，康普茶新發(fā)酵工藝是對康普茶中優(yōu)勢發(fā)酵菌株進行鑒定和分離，并復(fù)配后進行振蕩發(fā)酵。相比于自然發(fā)酵，優(yōu)選菌株接種發(fā)酵保證了風(fēng)味的穩(wěn)定性和品質(zhì)的安全性。此外，在康普茶新發(fā)酵工藝中，可以選擇紅茶以外的發(fā)酵底物。例如，AYED 等[4]用葡萄汁作為康普茶發(fā)酵底物；張文莉等[5]用康普茶菌膜發(fā)酵山藥汁和枸杞汁，上述所制得的康普茶皆有獨特風(fēng)味。

康普茶發(fā)酵過程中，糖度逐漸下降，酸度逐漸上升，發(fā)酵結(jié)束時，每一種康普茶都有一個適宜飲用的糖酸比。因此，除了2.1 節(jié)中所述現(xiàn)象作為評判康普茶正常發(fā)酵的標(biāo)準(zhǔn)之外，糖酸比也可作為考察康普茶發(fā)酵情況、研究康普茶發(fā)酵體系的動態(tài)變化以及判定康普茶發(fā)酵終點的重要理化指標(biāo)。

綜上所述，康普茶新發(fā)酵工藝可將優(yōu)勢菌株復(fù)配后作為發(fā)酵劑，進行振蕩發(fā)酵。發(fā)酵底物可以選擇紅茶以外的普通食材或藥食同源食材，進而制作出口感風(fēng)味特色各異、成分功效多樣的康普茶?？灯詹栊掳l(fā)酵工藝流程如圖2 所示。

圖2 康普茶發(fā)酵新工藝流程圖

3 結(jié)語

康普茶作為一種活菌型飲料，在調(diào)理腸胃、護肝排毒、增強免疫力、緩解炎癥等方面都有一定作用。但我國的康普茶生產(chǎn)沒有一套標(biāo)準(zhǔn)流程，也未見大規(guī)模銷售，因此對于康普茶的發(fā)酵工藝需要進行標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量控制，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)及飲用安全性，繼而推進康普茶作為一種益生飲品在國內(nèi)的商業(yè)化。

康普茶發(fā)酵過程都伴隨糖度下降和酸度上升，直至糖酸比達到適宜值時為發(fā)酵終點。因此，糖酸比可以作為考察康普茶發(fā)酵情況以及判定康普茶發(fā)酵終點的重要理化指標(biāo)，并有利于實施有效、便捷的質(zhì)量控制。此外，還可優(yōu)選各種能夠形成康普茶發(fā)酵微生態(tài)的功能性微生物，以及各種植物資源作為發(fā)酵底物，制作出具有保健功效、口感風(fēng)味各異的康普茶產(chǎn)品，開發(fā)康普茶系列產(chǎn)品。