人工接种发花对茯砖茶主要质量指标的影响

秦俊哲, 罗 冰, 殷 红, 任金玫

(陕西科技大学 生命科学与工程学院， 陕西 西安 710021)

0 引言

茯砖茶是黑茶的一种，属于后发酵茶，茯砖茶以黑毛茶为原料，经过毛茶筛分、半成品拼配、汽蒸渥堆、压制成型、发花干燥和成品包装等工艺制成[1].发花是茯砖茶生产的关键环节，该过程促使有益微生物冠突散囊菌大量繁殖，是形成茯砖茶特有品质和功效的关键所在[2].冠突散囊菌俗名“金花菌”， “金花”多少被视为检查茯砖茶品质好坏的唯一标志.

传统的茯砖茶发花均为自然发花，也有添加天然助发花剂[3]，如茶末，由于老茶末中冠突散囊菌活性较低，同时菌种纯度无法保证，以致发花效果不理想.以上发花方式均不能保证发花质量，以致茯砖茶的生产存在着发花周期长、发花质量差、杂菌污染率高等问题.为此，本试验采用人工接种纯菌种发酵剂，在不同的生产环节接种，以期找到改进茯砖茶生产工艺的新方法.同时在发花的不同时期连续取样，对微生物的生长以及茶叶理化指标进行试验分析，探索茯砖茶中微生物活动与理化成分之间的联系，以期对后续在生产中提高茯砖茶品质有所参考.

1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

2013年7月至9月于咸阳泾渭茯茶有限公司完成.

1.2 试验材料

黑毛茶(泾渭茯茶提供)、发酵剂(用于人工接种，实验室自制)、改良PDA培养基(用于对冠突散囊菌数量进行测定).

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计与取样[4]

试验分为三个不同处理方式:1是对照，不接种；2是渥堆前接种；3是压制前接种.2组和3组接种量一致.从发花初期(4 d)开始取样至发花结束(16 d)，每两天对微生物进行测定，每四天对茶多酚、游离氨基酸总量、茶多糖进行测定.

为保证取样的相对一致性、代表性和试验的准确性，试验所用的发花样和成品茶均是在同一批茯砖茶处理组中随机取样，取样后快速进行样品处理和相关指标测定.

1.3.2 茯砖茶发花过程中微生物数量的测定

采用多点取样的方法，称取茶样5.000 g，置入250 mL装有玻璃珠的95 mL的无菌生理盐水中，在150 r/min的摇床上震荡60 min，运用稀释涂布平板法进行逐级稀释与涂布培养[5]，三天后对平板长出的菌落形态与数量进行观察和描述.

1.3.3 茯砖茶发花过程中相关理化指标的测定

茶汁的制备：称取1.00 g 茶样，加沸水85 mL，在沸水浴中浸提45 min(每10 min 摇一次)趁热过滤，冷却后定容至100 mL.茶多糖测定时将上述茶汁进行适度稀释.

茶多酚总量测定采用酒石酸铁比色法[6]；茶多糖测定采用苯酚硫酸法[7]；游离氨基酸总量采用茚三酮比色法[8].

2 结果与讨论

2.1 不同时期茶叶剖面的变化

(a)发花初期(4 d)

(b)发花中期(8 d)

(c)发花后期(12 d)

(d)发花结束期(16 d)

(e)成品茶剖面图1 茯砖茶不同时期剖面图

图1为不同发花时期茯砖茶剖面图组，1为对照组，2为渥堆前接种组，3为压制前接种组.由上图可以看出，相较于自然发花的茯砖茶，人工接种的茯砖茶发花稳定，第四天处理组3开始能产生大量金花，处理组2有少量黄色金花生成，而对照组1仅有极少量白色菌丝生成，到发花中期1和2两处理组均金花茂盛，整个发花过程发花量和均匀度，3>2>1.分析原因，可能是处理组2接种的发酵剂(含大量冠突散囊菌活菌)，冠突散囊菌孢子在渥堆时已开始萌发，由于萌发的菌丝耐热性差，在二次汽蒸时萌发菌丝被杀死，而处理组3加入发酵剂后，直接压制发花，随着适宜的发花条件，快速产生大量金花.对照组1由于未添加发酵剂，初始冠突散囊菌活菌基数低，发花相对迟缓，总体发花率不稳定，冠突散囊菌数量较低.

2.2 微生物数量的变化

本试验茯砖茶发花过程中，主要存在以下四种微生物：冠突散囊菌、黑曲霉、酵母菌、枯草芽孢杆菌.如表1所示，发花初期，处理组3产生少量冠突散囊菌，组2仅有极少量冠突散囊菌，对照组1无冠突散囊菌，随着发花时间推移，冠突散囊菌大量繁殖，发花中期(6 d)，酵母菌开始生长，同时出现黑曲霉，黑曲霉持续存在直到发花结束期，发花过程中对照组1偶尔会生长枯草芽孢杆菌.

表1 茯砖茶发花中微生物的种类及数量

注：—表示未分离到此种微生物.

总体来看，杂菌污染率组3<2<1，同时冠突散囊菌数量3>2>1.茯砖茶发花过程中，冠突散囊菌呈优势生长，但本试验发花中期由于天气潮湿，迎合了黑曲霉喜湿[9]的特性，导致黑曲霉大量生长，直至发花结束期，随着空气湿度的降低，冠突散囊菌生长稳定.

冠突散囊菌的繁殖增长如图2所示，发花初期(4 d)处理组3较组2冠突散囊菌数量多，对照组1为无生长.发花中期，冠突散囊菌生长进入对数期，数量急剧增加，不同处理组冠突散囊菌数量均表现为急剧上升趋势，到发花结束期发花平缓趋于稳定.图中明显看出，组3冠突散囊菌数量最多，人工接种的处理组3高于组2高于未接种的对照组1 .处理组3第10 d时的冠突散囊菌数量相当于对照组1成品茶中冠突散囊菌的数量，由此说明处理组3即压制前接种茯砖茶发酵剂组能显著缩短茯砖茶的发花周期.

图2 茯砖茶发花过程中冠突散囊菌活菌数的变化

2.3 茶多酚总量的变化

图3显示，茯砖茶发花中茶多酚含量变化整体呈下降趋势，处理组2从发花初期(4 d)的17.53%，下降到发花结束(16 d)13.12%，降低了25.16%，成品茶中茶多酚含量有所回升，为15.88%.处理组3从发花初期的15.74%，下降到发花结束的11.23%，降低了28.65%，成品茶中含量为12.77%.对照组1从发花初期(4 d)的14.82%，下降到发花结束(16d)12.30%，降低了17.00%，成品茶中茶多酚含量有所回升，为13.63%.在茯砖茶的发花过程中，茶多酚含量减少，其主要原因是冠突散囊菌代谢旺盛，产生各种胞外酶，在多酚氧化酶的作用下，多酚类物质极易被氧化，导致了多酚类含量大幅减少.同时，黑曲霉能忍耐较高浓度的多酚类氧化物，将茶多酚中的儿茶素聚合体降解为儿茶素单体[10]，使茶多酚含量降低.研究表明，茯砖茶生产发花中茶多酚的变化与微生物活动代谢十分相关，冠突散囊菌数量多，发花效果好的处理组3茶多酚含量降低幅度最大.

2.4 游离氨基酸总量的变化

游离氨基酸是构成茶叶品质尤其是茶汤滋味的重要化学成分，能增强茶汤的鲜爽度.如图4所示，在茯砖茶发花过程中，游离氨基酸含量呈递减趋势，处理组2从发花初期(4 d)的4.41%，下降到3.9%，降低了11.56%，处理组3从发花初期(4 d)的4.39%，下降到3.3%，降低了24.83%，对照组1从发花初期(4 d)的4.78%，下降到4.08%，降低了14.64%.茶叶中的氨基酸含量相对较少，却能够影响茶叶的滋味.游离氨基酸在茯砖茶中含量较低，氨基酸与糖发生的反应，是茯砖茶香气成分形成不可缺少的，基于这些反应和转化，游离氨基酸的含量逐渐降低[11].在发花初期和中期，微生物处于生长繁殖阶段，其生命活动极其旺盛，此时茶叶中的氨基酸作为微生物主要的氮源被利用消耗，因此氨基酸的含量明显降低，随着微生物代谢缓慢进入发花结束期，氨基酸含量也在降低，但降低幅度越来越小.同时，茯砖茶在陈化过程中，游离氨基酸容易发生氧化、降解、转化，氨基酸含量逐渐减少.

图4 茯砖茶发花过程中游离氨基酸含量的变化

2.5 茶多糖总量的变化

由图5可知，在茯砖茶发花过程中，茶多糖的含量呈现上升趋势，处理组2从发花初期(4 d)的0.53%，上升到成品茶的0.74%，处理组3从发花初期(4 d)的0.38%，上升到成品茶的0.82%，对照组1从发花初期(4 d)的0.34%，上升到成品茶的0.75%.张凯农等[12]研究发现，总糖含量在黑茶传统渥堆过程中呈现先上升后缓慢下降的趋势.黑茶渥堆过程中微生物代谢产生的纤维素酶、淀粉酶等可将多糖转化为单糖，单糖可以被微生物作为碳源利用.由于渥堆过程中总糖含量的升高和单糖含量的降低，导致渥堆后多糖含量的上升.因此，在发花初期(4 d)时，渥堆前接种组2茶多糖含量很高.

图5 茯砖茶发花过程中茶多糖含量的变化

茶多糖是由糖类、蛋白质、果胶和灰分组成的一种类似灵芝多糖和人参多糖的高分子化合物, 其相对分子量为107 000[13].多糖含量呈上升趋势，其可能原因是微生物大量的繁殖及快速代谢并产生分泌物.已有研究表明，茶多糖具有降血糖、降血脂、从而达到防治糖尿病的作用，同时在抗凝、防血栓形成，保护血相和增强人体非特异性免疫能力等方面均有明显效果[14]，因此高含量多糖对提升茶汤营养价值有着积极作用.

3 结论

本研究采用人工接种发花茯砖茶的方式，分别在茯砖茶加工的两个环节(渥堆前和压制前)加入发酵剂(实验室自制)促进发花，结果表明，人工控制发花通过添加发酵剂可以实现，同时接种环节十分关键，渥堆前接种由于在渥堆过程中，大量冠突散囊菌孢子由于温度、湿度等条件适宜，开始萌发，但萌发的新生菌丝由于热敏感，其耐热性很差，在二次汽蒸时，被大量杀死.压制前接种发花发砖茶，由于适宜的环境条件，冠突散囊菌孢子开始萌发，大量生长，试验表明，压制前接种发酵剂，能明显降低成品茶的杂菌污染率，同时保证发花率100%(试验共生产120片砖，全部发花茂盛).在压制前添加的处理组3，发花时间短，冠突散囊菌数量多，同时茶多酚含量降低率、游离氨基酸含量降低率、茶多糖升高率高于处理组2.

多酚类物质是黑茶茶汤的主要呈色物质，氨基

酸有明显的鲜爽味，可缓解茶的苦涩味道，糖类可增加茶汤的甜味和厚度[15].茶多酚是茶叶品质的重要活性成分，还是茶汤苦涩味的主要呈味物质，同时也是茶叶保健功能的首要成分.一般茶叶中多酚类含量较高，其含量的减少，有利于黑茶醇和滋味的形成.茶叶中的氨基酸赋予茶汤营养及“醇”的口感[16]，氨基酸既是茶叶的呈味物质，又是茶叶香气的重要基质.微生物利用茶叶中的游离氨基酸，在胞内酶系统作用下，大量合成对人体有益的氨基酸，微生物对改善黑茶品质是十分有利的.在茯砖茶加工过程中，主要是由于冠突散囊菌等微生物的大量参与，形成了特有的菌花香[17]，并由于这些微生物的作用以及在加工过程中的高温高湿作用下，茶多酚的氧化、缩合，氨基酸、糖类等成分之间的聚合、缩合等一系列的复杂反应，形成了茯砖茶特有的品质风味.

研究发现，冠突散囊菌的数量与茶多酚、游离氨基酸和茶多糖这些茯砖茶质量指标存在联系，该指标含量的变化均与冠突散囊菌等微生物的活动代谢有关.因此，利用优势菌种冠突散囊菌来发酵茯砖茶，是了解和探索茯砖茶中微生物代谢与茶叶质量指标的有效方式，确定影响茯砖茶质量的关键因素，从而人为加以控制.

[1] GB/T 9833.3-2002,茯砖茶国家标准[S].

[2] 宛晓春,黄继轸,张正竹,等.茶叶生物化学[M].北京:中国农业出版社,2003.

[3] 杨秀芳,翁 昆,祝雅松,等.加工中添加天然物质对茯砖茶感官品质的研究初报[J].中国茶叶加工,2007(3):24-25.

[4] GB/T 8302-1987,茶取样国家标准[S].

[5] 沈 萍,范秀荣,李广武.微生物学实验[M].北京:高等教育出版社,1996.

[6] GB/T 8313-2002,茶叶标准汇编[S].

[7] 陈建国,胡 欣,梅 松.茶叶中茶多糖的提取和测定方法[J].中国卫生检验杂志,2004,14(4):432-433.

[8] GB/T 8314-2002,茶叶标准汇编[S].

[9] 温志杰,张凌云,吴 平,等.黑茶加工中微生物作用的研究[J].茶叶通讯,2010,37(2):26-29.

[10] 范文教,姚 开,贾冬英，等.黑曲霉降解茶多酚中聚儿茶素为单体儿茶素的条件研究[J].天然产物研究与开发,2007,19(1):21-24.

[11] 傅冬和,刘仲华,黄建安,等.茯砖茶加工过程中主要化学成分的变化[J].食品科学,2008,29(2):64-67.

[12] 张凯农,肖 纯.康砖渥堆中主要成分的变化规律[J].茶叶通讯,1992(1):19-23.

[13] 王淑如，王丁刚.茶叶多糖对心血管系统的部分药理作用[J].中药草，1992,23(8):4-5.

[14] 汪东风,张阳春.粗老茶中的多糖含量及其保健作用[J].茶叶科学,1994,14(1):73-74.

[15] 欧阳归香,郭则之.茯砖茶发花技术的研究[J].茶叶通讯,1996(2):13-15.

[16] 杨抚林,邓放明,赵玲艳,等.黑茶微生物学研究进展[J].微生物学杂志,2006,26(1):81 -84.

[17] 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.