六堡茶渥堆与蒸压工艺真菌多样性研究

吴新惠，杜金杰，刘晓纯，廖楷滨，覃玉娜，梁炜杰，邱瑞瑾，张灵枝,

（1.华南农业大学园艺学院，广东广州 510642；2.梧州市六堡茶研究院，广西梧州 543003）

六堡茶是广西特有的历史名茶，早在清嘉庆年间就以“红、浓、陈、醇”及其独特的槟榔香味而入选中国名茶之一[1]。六堡茶耐于久藏，且越陈越香[2]，具有降血脂、降血糖、抗氧化、抗菌、保护肝脏、抗肿瘤等保健功效[3-4]。发酵食品的品质风味受众多因素影响，而发酵过程中的微生物是影响发酵食品品质风味最重要的因素[5-6]。六堡茶作为一种典型的后发酵茶，其微生物多样性及各种微生物对茶叶品质风味的影响一直以来都是黑茶研究的热点[7]。渥堆过程大量微生物以茶叶为养料自发性的生长并分泌多种胞外酶。茶叶在湿热作用和胞外酶作用下，内部发生了茶多酚类物质的氧化聚合，蛋白质、纤维素等大分子物质水解，各种产物进一步产生聚合、裂解、甲基化、糖基化、脱羧、脱氨等一系列反应[8]，从而形成六堡茶独特的感官品质。因此，探明六堡茶渥堆过程微生物的多样性及其分布规律，对进一步探究不同微生物对六堡茶感官品质和保健功效的影响以及改善六堡茶加工工艺具有重要意义。

温志杰等[9-10]研究发现，酵母菌是六堡茶渥堆过程中的优势种群，而其中的优势酵母菌Arxula adeninivorans能够参与多种糖的同化作用，对茶叶成分转化、风味形成起着重要作用。黄紫衡等[11]从不同渥堆阶段的六堡茶中分离到真菌13 个属23 个种，其中有9 种真菌是首次在六堡茶中分离并报道的微生物，发现黑曲霉、塔宾曲霉、Blastobotrys adeninivorans在整个渥堆过程中都有检出，渥堆前期优势真菌主要为酵母、曲霉、青霉和根毛霉。毛彦等[12]从成品六堡茶中分离到一株金花菌，名为Eurotium niveoglaucum（雪黄散囊菌）。欧惠算[13]对12 种不同年份、不同茶厂的六堡茶茶样进行研究，分离到8 个属22 种微生物，发现不同茶厂茶样的微生物虽然差异很大，但都以曲霉属、青霉属以及酵母属为主，还发现存放年限为3、6、9 年的茶样几乎分离不到微生物。徐书泽[14]利用高通量测序技术从梧州茶厂4 个成品六堡茶中鉴定得到3 个门，7 个纲，9 个目，6 个科及8 个属的真菌类群，其中曲霉属和散囊菌属在4 个样品中相对丰度最高，为优势菌属；还利用传统分离培养技术从3 个不同茶厂中鉴定得到5 个属18 种微生物，其中以曲霉属和青霉属为优势菌属。陈庆金等[15]利用Miseq 测序技术对陈化初期六堡茶真菌进行研究，发现，随着陈化进行，真菌多样性先降低后升高，优势菌群为曲霉属和散囊菌属。陈然等[16]对六堡茶产品真菌进行分析发现，优势菌种为散囊菌属真菌，不同厂家真菌种类各有差异，都检测出不同含量的金花菌。胡沛然[17]利用传统培养法从六堡茶渥堆茶样中首次分离鉴定出嗜热菌，并筛选出伞状毛霉菌、塔宾曲霉和烟曲霉三株产多酚氧化酶的嗜热菌。前人研究发现黑茶发酵过程中对茶多酚物质转化影响最大的是微生物中的霉菌，其次是酵母，细菌对其影响最小[18]，表明真菌是影响黑茶发酵过程的关键因素。目前关于六堡茶真菌的研究主要集中在渥堆阶段与成品茶。对毛茶及蒸压工艺前后真菌多样性的研究相对较少。蒸压工艺是六堡茶结束渥堆后的一道重要工序。高温蒸汽会杀死部分真菌，而留下来的真菌与陈放环境中的真菌一起参与了六堡茶陈化，对六堡茶“红、浓、陈、醇”的品质形成具有重要影响。

因此，本研究利用传统分离培养和分子生物学技术相结合的方法，对六堡茶毛茶、渥堆以及汽蒸后共14 个茶样可培养真菌进行分离鉴定，探究六堡茶渥堆过程与蒸压工艺后真菌多样性及分布规律，为进一步探究不同茶源真菌对六堡茶品质影响提供了材料基础和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）、查氏琼脂培养基（CA） 广东环凯微生物科技有限公司，培养基配制后用高压灭菌锅灭菌20 min、121 ℃备用。

GXZ-250A 恒温光照培养箱 宁波江南仪器厂；SW-CJ-2F 双人双面净化工作台 苏州净化设备有限公司；DM750 光学显微镜 徕卡显微系统（上海）有限公司；WACS-1060 自动高压蒸汽灭菌锅韩国DAIHAN 科学有限公司。

1.2 样品的采集

茶样取自广西中茶茶厂2020 年渥堆发酵茶样，茶堆翻堆时温度不超过60 ℃，发酵时控制茶堆含水量为18%～28%。取样包括毛茶、翻堆6 次（分为堆表DB 和堆内DN）及汽蒸后（汽蒸温度160～180 ℃，2～3 min）茶样共14 个茶样，编号为毛茶、DN1～DN6、DB1～DB6 以及汽蒸后茶样。其中，样品取样采用五点取样法，每次取300 g 左右，每个样品3 个重复，样品取出后于-80 ℃保存待用。

1.3 真菌的分离与鉴定

1.3.1 真菌的分离 参照欧惠算的方法[19]并稍作修改，具体如下：

分离：称取茶样25 g 放入500 mL 三角瓶，加入无菌水225 mL 后置于摇床上摇振15 min，制得10-1倍菌悬液，再将其稀释为10-2～10-7倍菌悬液备用。用移液枪吸取1 mL 菌悬液均匀涂布在提前备好的PDA 和CA 平板上，每个样品三个重复，对照组（CK）为无菌水。将样品密封后放到28 ℃恒温培养箱内培养7 d，每天观察并拍照记录。

1.3.2 真菌的鉴定 菌株纯化后编号，三点接种于CA 培养基上，28 ℃培养7 d，拍摄菌株在平板上的正反面，观察并记录菌株形态特征；利用光学显微镜观察菌株产孢结构、菌丝形态，孢子大小、形状及颜色等特征。

DNA 序列分析：将活化好的菌株用平板划线法划线生长7 d 后送往上海生工技术有限公司进行测序分析。应用引物ITS1 和ITS4 进行分析，测定序列。

1.4 数据处理

图片拼接采用Photoshop，系统发育树绘制采用MEGA-X 软件。将得到的序列上传至NCBI 数据库用Blast 软件进行同源序列比对分析，选择相似性大于99%的序列作为菌种鉴定参考，用MEGA-X 软件进行邻接法（neighbor-joining）聚类构建参考菌与鉴定菌种的系统发育树。

2 结果与分析

2.1 样品的微生物分析

从毛茶、渥堆阶段及汽蒸后六堡茶样品中分离出的81 株菌，在28 ℃恒温培养箱中培养7 d 后，利用光学显微镜观察菌株的菌落、菌丝、分生孢子梗、分生孢子头和分生孢子，所有菌株的形态特征如图1所示，参照《真菌鉴定手册》和《中国真菌志》，再根据所示的ITS 序列鉴定结果，用邻接法构建系统发育树，如图2 所示。去重后鉴定为13 个属39 种真菌。渥堆过程中真菌种类最丰富，分离到9 个属33 种真菌，其次为毛茶5 个属10 种真菌，蒸后6 个属9 种真菌。在属水平上，曲霉属、篮状菌属和酵母属真菌在所有茶样中均检测到，六堡毛茶和渥堆过程中主要为曲霉属和青霉属的真菌，且毛茶中分离到的10 种真菌大多数在翻堆前期和中期仍然存在，推测发酵过程中的大部分真菌是来自于茶原料。蒸后茶样中以篮状菌属真菌为主，曲霉属和青霉属大量消失，几乎检测不到，推测部分真菌已被高温蒸汽杀死。Penicillium commune（团青霉）、Aureobasidium pullulans（出芽短梗霉）、Aureobasidium melanogenum（产黑色素短梗霉）只在毛茶中检测到，Aspergillus chevalieri（谢瓦氏曲霉）、Aspergillus niger（黑曲霉）、Aspergillus tubingensis（塔宾曲霉）、Aspergillus sydowii（聚多曲霉）、Aspergillus ruber（赤曲霉）、Aspergillus versicolor（杂色曲霉）、Aspergillus amstelodami（阿姆斯特丹曲霉）、Aspergillus fumigatus（烟曲霉）、Aspergillus keratitidis、Aspergillus montevidensis、Aspergillus intermedius、Aspergillus flavus、Penicillium chermesinum（鲜红青霉）、Penicillium manginii、Penicilliumcitrinum（桔青霉）、Penicillium mallochii（马洛奇青霉）、Penicillium sumatraense、Penicillium senticosum（刺青霉）、Penicillium griseofulvum（灰黄青霉）、Penicillium brocae、Talaromyces pinophilus、Talaromyces cellulolyticus、Talaromyces amestolkiae、 Cladosporium sphaerospermum、Cladosporium tenuissimum、Microascus trigonosporus、Pseudocercosporella fraxini、Arxula adeninivorans、Rhodotorula diobovata、Sakaguchia dacryoidea、Trichomonascus ciferrii、Moesziomyces antarcticus只在渥堆过程中检测到，而Triodiomyces crassus、Penicillium laeve（无绒毛青霉）、Penicillium gerundense、Talaromyces siamensis只在蒸后茶样中检测到。在所有分离到的真菌中还包括6 种金花菌，分别为Aspergillus chevalieri、Aspergillus ruber、Aspergillus amstelodami、Aspergillus montevidensis、Aspergillus intermedius和Penicillium manginii，以及7 种酵母菌，Arxula adeninivorans、Aureobasidium pullulans、Aureobasidium melanogenum、Rhodotorula diobovata、Sakaguchia dacryoidea、Trichomonascus ciferrii、Moesziomyces antarcticus。

图1 菌株的形态分析Fig.1 Morphological analysis of strains

图2 分离到的真菌与Blast 比对结果的系统发育树Fig.2 Phylogenetic tree of the isolated fungi and Blast comparison results

2.2 微生物的分布情况

由表1 可知，酵母菌Arxula adeninivorans在所有样品中均出现，Aureobasidium pullulans和Aureobasidium melanogenum只在毛茶中分离到，Rhodotorula diobovata、Sakaguchia dacryoidea、Trichomonascus ciferrii、Moesziomyces antarcticus4 种酵母菌出现在渥堆中后期。6 种金花菌只在渥堆前中期出现。篮状菌属真菌主要分布于渥堆中后期，其中Talaromyces pinophilus只在第六次翻堆中未分离到。枝孢属真菌出现于翻堆中期及蒸后茶样中。渥堆前期，随着茶堆温度逐渐升高，喜温喜湿的曲霉属和青霉属真菌迅速增加，成为发酵前期的主要真菌；渥堆后期，随着茶堆含水量的降低，曲霉属和青霉属真菌种类骤减，酵母属和篮状菌属真菌大量出现。第三次翻堆时分离到的真菌种类最多，且在所有渥堆样品中堆表的真菌种类都比堆内多。在第六次翻堆时分离到的黑曲霉和Talaromyces amestolkiae在汽蒸后仍然出现，说明其耐高温，为嗜热菌。

表1 渥堆及蒸压过程六堡茶真菌分布情况Table 1 Distribution of fungi in Liupao tea during the pile-fermentation and autoclaved process

3 讨论与结论

黑曲霉、Talaromyces amestolkiae和Arxula adeninivorans在汽蒸前后均分离到，这与欧惠算等[20]的研究结果有一定差异，可能由于不同厂家生产的六堡茶原料及渥堆环境中所含微生物群落结构不同，汽蒸处理后，参与后期陈化阶段的微生物也不一样，从而导致不同厂家六堡茶风味不同。本研究分离到22 种真菌，为首次在六堡茶中发现并报道，其中，Aspergillus keratitidis、 Aspergillus montevidensis、Aspergillus intermedius、 Penicillium sumatraense、Penicillium senticosum、Talaromyces cellulolyticus、Talaromyces amestolkiae、 Cladosporium tenuissimum、Microascus trigonosporus、Pseudocercosporella fraxini、Rhodotorula diobovata、Sakaguchia dacryoidea、Moesziomyces antarcticus、Trichomonascus coferrii在渥堆过程中分离到，Penicillium manginii、Penicillium commune、Talaromyces pinophilus、Aureobasidium pullulans、Aureobasidium melanogenum在毛茶中分离到，Penicillium laeve、Talaromyces siamensis、Triodiomyces crassus在汽蒸后茶样中分离到。

首次分离到的曲霉属和青霉属真菌在其他研究中有报道，如，Aspergillus keratitidis是一株海洋真菌[21]，能够在固体和液体两种介质中对合成染料进行脱色[22]；Penicillium laeve曾在壁画中分离到[23]；Penicillium senticosum是一种药用植物内生真菌[24]；Penicillium commune从四川黑茶渥堆过程中分离到，是一株分泌纤维素酶、果胶酶效果较好的菌株[25]，但其在六堡茶渥堆过程中的功效作用还有待进一步验证；Penicillium sumatraense是中国南海软珊瑚共附生真菌中的一种[26]。

本研究共分离到6 种金花菌，其中Aspergillus montevidensis、Aspergillus intermedius和Penicillium manginii首次在六堡茶中发现，而谢瓦氏曲霉、赤曲霉和阿姆斯特丹曲霉是六堡茶渥堆及陈化过程中曾报道过的金花菌[13,16,19,27-28]。苏赞等[27]从广西梧州六堡茶中分离到两株谢瓦氏曲霉，能分泌一定量的果胶酶、纤维素酶和淀粉酶；欧惠算[13]发现阿姆斯特丹曲霉液态发酵过程中能降低茶多酚、黄酮类、氨基酸以及可溶性糖的含量，使茶褐素含量总体增加。Aspergillus montevidensis和Aspergillus intermedius同为茯砖茶中的金花菌[29-30]，Aspergillus montevidensis还是一种嗜盐真菌[31]；杨苗等[32]通过研究NaCl 浓度对“金花菌”菌株的影响发现Aspergillus intermedius比Aspergillus costiforme具有更强的耐盐特性；Penicillium manginii为金花普洱茶中曾报道过的优势菌，Zhou 等[33]通过对比贮藏过程金花普洱茶和普洱茶的化学成分和真菌群落，发现Penicillium manginii与可溶性糖呈高度显著正相关（P＜0.01）。

本研究在所有样品中分离到7 种酵母菌。其中，Arxula adeninivorans是六堡茶中发现并报道过的优势菌酵母菌，有研究证明，Arxula adeninivorans能分泌大量胞外酶，参与多种糖的同化作用，促进茶叶中多酚类物质的转化，对六堡茶发酵和品质的影响显著[10]。其他6 种酵母菌为首次在六堡茶中分离。Rhodotorula diobovata是大棚果蔬的优势酵母菌[34]，产油脂和胡萝卜素[35]；Trichomonascus coferrii在曲霉型豆豉后发酵过程中也有分离得到，经鉴定为产香酵母，利用该菌株纯种发酵豆豉能高产脂类化合物，赋予豆豉更浓郁的酯香、花香和果香，可用于纯种发酵工业化生产豆豉[36]；在一定的培养条件下Aureobasidium pullulan能产生胞外多糖，产生的短梗霉多糖不会影响茶叶品质，对绿茶中的茶多酚有较好的保护作用，同时还附加了茶叶的保健作用[37]；张鹏等[38]从烟叶中筛选到的Aureobasidium melanogenum是一株产果香型菌株，可作为一种提高烟草品质的香料来源。酵母菌对于六堡茶的品质形成具有重要影响，因此，筛选鉴定六堡茶中的有益酵母菌可为未来开发六堡茶发酵菌种提供理论指导及菌种来源。

本研究首次从黑茶中分离到4 种篮状菌属真菌，Talaromyces sp.（篮状菌）广泛分布在食物、植物、土壤和海绵中，其代谢产物种类丰富且部分具有较好的生物活性[39]。分离到2 株枝孢属真菌，Cladosporium tenuissimum首次在黑茶中被分离出，具有高产纤维素酶的能力[40]；Cladosporium sphaerospermum菌株曾被从蜂巢珊瑚中分离出，其发酵液具有很强的抗氧化活性。

本研究结果显示，六堡茶渥堆及蒸压过程中真菌种类丰富，存在多种酵母菌和金花菌。首次发现存在于六堡茶的22 种真菌，其中部分真菌对黑茶品质的形成有重要影响[41]，而未在黑茶中报道过的真菌在其他食品研发[36]和植物病原菌抑制[42]等方面也发挥着重要作用，但对其在六堡茶发酵过程中的功效及安全性还有待进一步研究。因此，筛选鉴定六堡茶有益菌并将其应用于六堡茶发酵对提升六堡茶品质具有积极意义。本研究可为改善六堡茶加工工艺提供材料基础和理论依据。