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康普茶研究现状及展望

2021-10-20刘小杰张赟彬孙涛

食品工业 2021年9期
关键词:红茶菌活性工艺

刘小杰,张赟彬,孙涛*

1. 上海城建职业学院(上海 201415);2. 上海中医药大学公共健康学院(上海 201203);3. 上海应用技术大学香料香精技术与工程学院(上海 201418)

康普茶(Kombucha)是近年来流行于欧美的功能性发酵茶饮料,又称为“红茶菌”“海宝”“胃宝”等,起源于我国渤海一带,在约150年前陆续传至前苏联的西伯利亚、高加索、贝加尔湖一带。到20世纪70年代,红茶菌汤风靡日本,后又流传到新加坡、马来西亚、中国香港、美国、加拿大和前苏联等国家和地区[1]。康普茶是由多种有益于人体健康的微生物,即酵母菌、醋酸菌和乳酸菌组成的共生体系,将糖和茶叶发酵得到味道酸甜可口的纯天然保健饮品[2-4]。康普茶通过代谢产生一系列营养保健物质,具有抗心血管疾病、提高消化能力、刺激免疫系统、减少发炎等功效[5-6]。

对康普茶近年来的研究进展进行回顾,重点关注康普茶的微生物组成、生物活性成分、保健作用、制备方法及在食品工业中应用,并展望康普茶的研究趋势,为其更广泛应用于食品工业奠定一定理论基础。

1 康普茶的生理功能

1.1 康普茶的菌系组成

传统康普茶采用自然发酵,参与发酵的菌系非常复杂,国内外众多学者分离鉴定出康普茶中常见的微生物[7-11],一般认为“康普茶”是一个复杂的微生物共生体系,由酵母菌、醋酸菌和乳酸菌组成[3],然菌液的菌种组成在种类和数量上,会因康普茶来源的不同而存在差异,表1列举康普茶中存在的部分醋酸菌、酵母菌和乳酸菌菌种。

表1 康普茶中已报道存在的细菌和真菌

1.2 康普茶的生物活性成分

传统康普茶主要以红茶为原料,加入适当浓度的蔗糖后进行自然发酵。对于康普茶中的生物活性成分,国内外也有大量的研究报道。王国增等[12]采用自行分离获得的酿酒酵母、葡糖醋杆菌和植物乳杆菌,进行纯菌混合发酵,测出发酵液中含有醋酸、L-乳酸、柠檬酸、还原糖、乙醇、茶多酚、咖啡因、游离氨基酸、蛋白质等主要成分。张红等[13]深入研究康普茶中的生物活性成分,并建立测定D-葡萄糖二酸1, 4内酯和D-葡萄糖二酸的方法。国外也有研究报道来自康普茶的D-葡萄糖二酸1, 4内酯有解毒和抗氧化的作用[14]。柯乐芹等[15]研究红茶菌ZJU1液体发酵产胞外多糖的影响因素。张妍等[16]发现康普茶中的葡糖杆菌和路德类酵母混菌发酵时可以产生细菌纤维素。Nguyen等[17]在康普茶中分离到葡萄糖醛酸,这也是一种解毒物质。有机酸是康普茶含量最丰富的活性成分,丁艳如等[18]利用二极管阵列检测器对8种有机酸进行成功分离。李晓敏等[19]综述红茶菌成分及功能研究进展,对各类生物活性成分有较详尽论述。

1.3 康普茶的保健作用

国内外大量研究显示,1)康普菌对许多致病菌,如金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门氏菌、肠炎沙门氏菌、大肠埃希氏菌、蜡样芽孢杆菌和铜绿假单胞菌等细菌具有抑制作用[12,20-21];2)康普茶具有良好的抗氧化活性,国外一些学者研究发现康普茶具有清除自由基的作用[21-22];3)康普茶中富含茶多酚和发酵代谢产物,长期坚持服用可以调节免疫系统,增强机体抗癌能力[23-24];4)康普茶富含抗氧化成分,对肝脏发挥抗氧化作用或通过调节氧化应激等实现的,但也有学者认为D-葡萄糖二酸-1, 4-内酯是红茶菌护肝作用的关键成分[25-26];5)张泽生等[27]研究了红茶菌发酵饮料对BALB/c 小鼠的免疫调节作用,研究发现添加枸杞、金银花的红茶菌发酵饮料能显著提高小鼠的免疫功能。除此之外,康普茶还具有预防心血管疾病等多种功效。

2 康普茶的研究现状

2.1 康普茶的制备方法

2.1.1 传统制备方法

传统康普茶采用自然发酵,最常用的茶叶为红茶、绿茶和乌龙茶,茶叶用量5 g/L,白砂糖用量5%~20%,在接种前灭菌,冷却到室温后接种康普茶菌种,室温下发酵3~60 d,达到pH 4.2时,就可以终止整个发酵过程。

2.1.2 茶叶品种/用量和糖类对发酵的影响

不同茶叶品种、茶叶用量对康普茶发酵具有显著的影响,袁磊等[2]以发酵产酸率、感官评分为指标,考察红茶品种、茶叶浸提方式、糖添加量、茶叶添加量及红茶菌膜接种量的影响,同时对发酵过程中风味物质的变化进行分析。柯乐芹等[15]以红茶菌ZJU1发酵液中胞外多糖的含量为评价指标,分别考察茶叶的种类、碳源、氮源、培养方式、培养温度和培养时间对胞外多糖产量的影响。孙协军等[28]对红茶菌发酵工艺进行优化,以发酵液pH和感官评分为衡量指标,得到红茶菌发酵最佳工艺条件:茶叶浓度0.6 g/100 mL、酵母菌接种量3%、蔗糖浓度8%。王桥美等[29]研究速溶普洱茶对红茶菌饮料发酵的影响,得出最佳工艺条件:速溶普洱茶∶水=0.8∶1 000 g/mL,红糖添加量5.5 g时,红茶菌发酵液pH 3.7,红茶菌饮料呈橙红色,香气好,口味酸甜适中,且产膜效率高。过慈妹等[30]深入研究不同茶类茶汤对红茶菌生长及品质的影响。此外,有研究探讨不同糖类对康普茶发酵的影响,结果表明,D-果糖是最佳碳源,D-葡萄糖次之,D-阿拉伯糖的消耗则未测到,研究还发现糖源种类对于细菌纤维素的微结构影响很小[31]。

2.1.3 纯种混菌发酵工艺

由于自然发酵存在发酵周期长、产品安全性不高、产品口感稳定性较差等问题,因此许多学者研究纯种混菌发酵生产康普茶的工艺。林娟等[3]以不同的菌种组合进行纯菌混合发酵生产“红茶菌”,可以大幅缩短发酵周期。陈雪娇等[32]采用自主筛选的醋酸菌纯种及市售纯菌酵母菌、乳酸菌进行红茶菌饮品改良发酵研究。王鸿志等[33]以红茶萃取液和葡萄糖为原料,以多种乳酸菌、酵母菌、醋酸菌作为发酵剂,考察采用不同的发酵剂、发酵温度、红茶含量、红茶萃取温度和时间对发酵饮料风味的影响。任二芳等[34-35]对固定化红茶菌工艺进行研究,并通过正交试验优化固定化共生发酵红茶菌饮料的最佳工艺条件。夏霄璇等[36]为改善红茶菌口感并提高红茶菌的保健功效,考察添加不同乳酸菌对红茶菌发酵的影响。

2.2 康普茶的应用研究

利用康普茶可以开发各类食品,主要包括:1)饮料类产品[37-41],如宋清鹏等[40]以龙眼果肉和茶糖水为原料,探讨制备发酵红茶菌饮料的工艺参数;2)醋类产品,有学者研究了利用红茶菌发酵生产马铃薯醋的工艺[42],徐清萍等[43]研究红茶菌在谷物原料发酵制醋中的应用;3)酒类产品,孙永康等[44]采用红茶菌和葡萄酒酵母,以红茶糖水为主要原料,研究红茶菌酒的制备工艺;李敏杰等[45]以红茶菌发酵液和芒果汁为原料,酿制红茶菌芒果复合果酒,并建立红茶菌芒果复合果酒发酵动力学模型;4)酸奶,林童等[46]通过单因素法和正交试验法对红茶菌酸枣仁凝固型酸奶的配方优化,最佳工艺参数为红茶菌液添加量6%、酸枣仁浸提液添加量30%、白砂糖添加量4%;5)面包,高烨等[47]在面包制作过程中加入红茶菌液,经过发酵和焙烤,研制出具有保健作用且发酵香味浓郁的红茶菌面包;张艳等[48]综述红茶菌类产品的研究进展,除了上述食品类别外,康普茶还可以用于泡菜、芝麻酥糖、咖啡和纳塔(细菌纤维素)食品。目前市场上的康普茶应用产品,基本都是死菌型产品,尽管也有一定的保健功能,未来的研发应该向活菌型发展,同时要确保功效成分的有效含量,开发出真正具有健康益处的产品。

3 结语

康普茶的研究热点和趋势可总结为:(1)研究康普茶的菌系组成,改变传统自然发酵的方式,采用合法的纯种微生物混合发酵,提升产品的安全性;(2)康普茶活性成分研究,对康普茶中真正具有功效的活性成分进行定性定量研究,并深入探讨其作用机理;(3)提高康普茶产品的稳定性,市场上康普茶发酵产品品质尚不稳定,如发酵产物中的组成成分、口感等均不稳定,且与传统发酵产品有一定差距;(4)优化现代发酵工艺,传统康普茶发酵周期过长,设备占用时间长,不适宜进行产业化生产,采用现代发酵设备和工艺,进一步缩短发酵周期。

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