黑曲霉及其与普洱茶品质关系研究进展

周才碧，张敏星，蒋陈凯，黄亚辉，陈文品

(华南农业大学园艺学院茶叶科学系，广东 广州 510642)

黑曲霉作为曲霉属一种重要的微生物［1］，在生长繁殖过程中微生物分泌的胞外酶为普洱茶中酚类物质的氧化、纤维素和果胶的分解、蛋白质的降解提供了有效的生化动力，使与茶叶品质形成相关的理化成分发生了复杂的变化，对普洱茶品质风味形成起着很大的作用［2-3］。

1 黑曲霉生产酶类

在普洱茶渥堆过程，产生了多酚氧化酶、果胶酶和纤维素酶等酶类，多酚氧化酶、纤维素酶和果胶酶活性与真菌类数量变化(主要是酵母菌和霉菌)存在显著相关，酸性蛋白酶仅与真菌类的黑曲霉有较强的关联度［4］。

1.1 多酚氧化酶

在不同普洱茶渥堆过程中，多酚氧化酶的活性呈现从一翻到二翻上升，到三翻缓慢下降的趋势［5］，普洱茶经外源多酚氧化酶，茶多酚、氨基酸和茶黄素等的总量有不同程度的极显著下降趋势，而茶褐素总量则有极显著上升趋势，除烷烃类化合物外，茶样香气物质种类显著降低［6］。

1.2 单宁酶

Wang Fang等［7］以茶梗为原料，接种黑曲霉，在固态发酵下控制工艺条件可以生产单宁。HA Aboubakr等［8］发现黑曲霉产单宁酶能力受到发酵工艺、底物种类、糖源、氮源、二价阳离子等影响。以黑曲霉制备单宁酶，糖基含量43%，一般糖基为葡萄糖和甘露糖［9］，发酵72 h，单宁酶的活力较高［10］。普洱茶经单宁酶、多酚氧化酶和多糖水解酶类等制成的复合酶制剂处理，在一定浓度下有利于普洱茶中水浸出物、茶多酚、可溶性糖的增加，有助于普洱茶品质的形成，并可缩短渥堆发酵时间［11］。

1.3 果胶酶

黑曲霉可作为果胶酶的产酶菌株，其果胶甲基酯酶可在毕赤酵母中高效表达［12］。在普洱茶渥堆过程中，果胶酶和纤维素酶的酶活性呈先增后减的变化趋势［13］。进行诱变处理，获取果胶酶高产突变菌株，优化培养，酶活力达到2290 U/g以上，比出发菌株提高4.3倍［14］。而且在黑曲霉发酵过程中引入酒精酵母，构建成混合菌种发酵生产果胶酶的体系，可以明显降低底物抑制效应，提高黑曲霉产果胶酶的能力［15］。

1.4 纤维素酶

纤维素酶和果胶酶是内源酶，在普洱茶发酵过程中其活性变化趋势相似，二翻达到高峰。以黑曲霉为发酵菌株，通过初筛、复筛筛选出了纤维素酶活力提高的菌株，采用液体发酵法生产纤维素酶，产酶体系相对比较稳定［16］。而且，利用绿色木霉和黑曲霉进行混合菌种固体发酵产纤维素酶，可以明显提高产酶量［17］，而黑曲霉产生的纤维素酶可提高绿茶废弃物中营养和功能成分的提取率［18］。

1.5 其他酶类

黑曲霉还可以产生脂肪酶［19］、蛋白酶［20］、木聚糖酶［21］和葡萄糖氧化酶［22］等，通过诱导突变或氨基酸残基取代等方式，对黑曲霉进行改造，得到相关酶的突变体，筛选出黑曲霉高产酶菌株［23］。

2 黑曲霉与普洱茶的关系

在发酵过程中，微生物分泌的胞外酶为茶叶中酚类物质的氧化、纤维素和果胶的分解、蛋白质的降解提供了有效的生化动力，使与茶叶品质形成相关的理化成分发生了复杂的变化［24］，改变茶叶的感官特性［25］，有效地缩短加工时间，提高普洱茶品质［26］。

2.1 普洱茶中的黑曲霉

普洱茶发酵的主要优势微生物［27］有酵母菌、黑曲霉、红曲霉、米曲霉、青霉和灰绿曲霉［28］等，而黑曲霉始终以优势菌群存在［29］。普洱茶渥堆初期，茶胚中霉菌数量大量增长，主要以黑曲霉为主，随后数量趋于稳定，变化不明显［2］。

2.2 黑曲霉与普洱茶品质的关系

在微生物分泌胞外酶的酶促作用协同下，发生一系列复杂的化学变化，影响普洱茶中茶多酚、咖啡碱和氨基酸等内含物的含量［30-31］。至渥堆结束，茶坯的茶多酚、儿茶素、茶黄素、茶红素、氨基酸的含量均呈减少趋势，水溶性糖、茶褐素、咖啡碱的含量则呈增加趋势［32］。

2.2.1 滋味方面 黑曲霉在发酵过程中产生的20多种水解酶，不同酶处理茶多酚和儿茶素含量均下降，茶黄素、茶褐素和咖啡碱含量均增加，茶红素呈波动趋势［33］，使茶汤中的收敛性和苦涩味明显降低，产生一系列具有鲜爽、回甘味的特色物质［34］。而且随着渥堆时间的延长，茶多糖和水溶性果胶等含量总体上不断增加［35］，水浸出物含量的高低直接影响普洱茶的品质，并与普洱茶的汤色、浓度、滋味密切相关［36］。相关研究表明，外源糖处理茶样，可溶性氨基酸和茶样的酚糖比含量显著降低，通过美拉德反应改善茶叶品质［37］。

2.2.2 汤色方面 接入黑曲霉的普洱茶在发酵过程中，通过有机溶剂萃取得到茶褐素［38］，而且茶多酚含量和茶色素含量的变化较显著，茶汤色由黄绿色变为红棕色［39］。将筛选出的根霉、青霉和黑曲霉按1∶1∶1制得的发酵剂用于普洱茶发酵，取得了较好的发酵效果。茶多酚、儿茶素、氨基酸、茶黄素、茶红素总量有不同程度的极显著下降趋势，茶褐素总量则极显著上升趋势［40］;而且各次翻堆茶样在汤色、香气、滋味和叶底等方面都较好［41］。

2.2.3 香气方面 黑曲霉在普洱茶香气前体物质的降解过程中发挥关键作用［42］，普洱茶一般以具有霉味和陈香的甲氧基苯类为主［43］，甲氧基苯类化合物是影响熟普洱茶香气的重要因子［44］。主要有 1，2，3-三甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯和 1，2，4-三甲氧基苯等香气成分［45］，而 1，2，3-三甲氧基苯是甲氧基苯类中含量最丰富的成分，在渥堆结束后含量达到最高［46］。黑曲霉固态发酵共分离鉴定出18种化合物，占总检测量的74.77%［47］，而通过黑曲霉发酵的普洱茶滋味醇厚，陈香透花果香。

2.2.4 其他方面曲霉属真菌的种类及组合对普洱茶的茶多酚组成与含量，以及没食子酸、茶氨酸、咖啡因等特征成分的含量均有显著的影响［25］。曲霉、青霉和散囊菌在茶叶真菌发酵过程中，能够产生抑制食品致病菌和腐败菌的代谢物质［48］。

3 展望

黑曲霉作为普洱茶发酵过程中的优势菌株之一，在生长繁殖过程中能产生多种高活性的酶系。目前，虽然国内外对于黑曲霉发酵产生酶类的研究取得了巨大进展，但是所产酶类与普洱茶品质关系不够明确，具体的作用机理还有待于深入研究。

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