茯砖茶发花过程菌落及主要内含物质变化

刘玉倩 杨家干

( 1.遵义职业技术学院 563000；2.遵义市茶产业发展中心 563000))

茯砖茶发花过程菌落及主要内含物质变化

刘玉倩1杨家干2

( 1.遵义职业技术学院 563000；2.遵义市茶产业发展中心 563000))

综述了茯砖茶发花过程中菌群结构的变化，多酚类及其氧化产物、氨基酸类、芳香物质、生物碱、色素等主要化学成分含量的变化及与其品质密切相关的酶类活性的变化，为控制茯砖茶发花过程和提高成茶品质提供理论依据和参考。

茯砖；发花；菌群结构；内含物质

茯砖茶又称泾阳砖，原产于陕西泾阳县，发花实质是优势菌18SrDNA冠状散囊菌(Eurotium cristatum strain)生长繁殖形成“金花”的过程中，产生的黄色闭束壳，能增进茶汤颜色，产生独特的菌香，其生长代谢能带动茶叶内含物质发生一系列复杂变化。在发花阶段，优势菌一方面把茶叶的某些物质作为养分而消耗，以满足自身生长繁殖的需要，另一方面分泌各种胞外酶作为催化动力，引起茶叶中一系列物质的变化，形成茯砖茶的基本风味品质。

发花不仅形成茯砖茶的品质特征，且生成很多功效成分。茯砖茶乙酸乙酯及正丁醇萃取物对大肠杆菌、沙门氏杆菌、溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、志贺氏菌6种常见致泻菌有较强的抑菌活性[1]，对大鼠体脂降低作用明显，能显著抑制脂肪细胞中脂肪的聚集[2]，延缓动脉粥样硬化的发展。

与控制组相比，每日饮茯砖茶5g持续120天后的个体，高密度脂蛋白(HDL)升高，低密度脂蛋白(LDL)下降，差异极显著[3]。其水浸出物对小鼠小肠的推进运动有促进作用，能提高单核-巨噬细胞的吞噬功能，从而增强小鼠的非特异性免疫功能[4]，并能逆转由高脂饮食引起的肥胖和血脂异常[5]，其乙醇提取物具有良好的体外抗氧化活性[6]，通过提高细胞内主要抗氧化酶过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶的含量，缓解活性氧族造成的氧化损伤[7]。冠突状散囊菌的某些次级代谢产物对肿瘤细胞有较好的细胞毒活性[8]。因此，明确发花阶段茶中菌落结构及内含物质的变化有利于探明茯砖茶在发花阶段的品质形成机理，从而通过优化发花条件调控茶叶内含物质的转化方向，提高成品茶品质。

1 菌落结构

胡治远等[9]研究指出不同品种茯砖茶优势微生物存在较大差异。发花阶段，冠状散囊菌为主要微生物，其不仅与茯砖茶品质密切相关，且能抑制脂肪沉积[10]。虽然湖南茯砖茶的茶多酚含量远远低于绿毛茶，但由于冠状散囊菌的代谢产物中可能含有较强的抗氧化活性物质，使茯砖茶对DPPH的清除率与绿毛茶相近[11]。赵仁亮[12]等认为发花第3天金花菌开始繁殖，而温琼英等[13]认为金花菌在发花第6天才开始繁殖，对数生长期在第6至12天不等，但都认为冠突状散囊菌开始繁殖后数目逐渐增多。“金花”逐步由砖胚边缘向内部生长，最早生长的内部微生物为芽枝霉类，而后青霉和冠突状散囊菌伴随而生[12]。刘石泉等[14]通过DGGE法研究茯砖茶发花过程真菌群落结构和种类，结果表明发花前10天以好干性酵母菌、毕赤酵母、假丝酵母为优势菌，10天以后以阿姆斯特丹散囊菌、好干性酵母菌为优势菌。冠状散囊菌、德巴利酵母菌和曲霉是茯砖茶发花过程的优势菌群[15]，且冠突状散囊菌在发花中后期数量明显增多，对茯砖茶品质不利的黑曲霉和青霉在第0天和第4天大量检出，黑曲霉持续存在直至发花结束[16]。

2 内含物质变化

2.1 茶多酚类及其氧化产物变化

茯砖茶中总多酚含量与抗氧化活性成正比，是茯砖茶清除自由基及抗氧化的主要成分之一[17]。发花初期，酯型儿茶素含量下降，简单儿茶素含量上升，(-)-EGCG与(-)- ECG发花初期急剧下降，6天后下降速度减慢，(+)- EC在发花过程呈持续下降趋势，(+)-C呈波动下降[18]。茶多酚总量随发酵时间的延长而减少[19]，其原因是冠状散囊菌产生胞外酶，多酚类物质在多酚氧化酶的作用下被氧化，是黑茶涩味降低的主要原因之一。黑曲霉能忍受较高浓度的茶多酚，茶多酚中的儿茶素聚合体被其降解为儿茶素单体[20]。简单儿茶素发花后含量升高[21]，酯型儿茶素EGCG、GCG、ECG下降幅度比较大，发花第3天时，此变化尤为明显[13]。黄酮类在发花过程下降[22]，且发花茂盛的黄酮下降较多[13]。儿茶素、茶多酚总量、黄酮类在茯砖茶加工过程中分别减少63.64%、54、62%、51.52%[22]，降低了茶叶的苦涩味，从一定程度上改善了茶叶品质。

发花过程中，茶多酚经微生物酶促氧化形成茶黄素(TF)、茶红素(TR)和茶褐素(TB)，茶黄素和茶红素含量明显增加，茶褐素在发花后期明显增加，发花过程中(TF+TR)与TB之比显著增加[21]。发酵初期，大部分菌株的发酵液初期茶褐素含量上升，后期茶黄素和茶红素含量上升[23]。

2.2 氨基酸类变化

冠状散囊菌将氨基酸作为氮源，某些氨基酸与糖发生反应形成香气成分，发花过程中，游离氨基酸呈下降趋势，茯砖茶氨基酸含量较其他黑茶类相对较低[24]。黄婧[22]研究不同菌株在铁观音茶水中发酵时，观察到有部分菌株使氨基酸含量短暂上升，可能是由于菌丝发生自溶，也可能是因为菌株产生氨基酸初级代谢产物。王增盛等[23]研究认为在发花前期，微生物主要分泌蛋白质水解酶以分解蛋白质，使游离氨基酸含量升高。而秦俊哲等[25]研究认为发花初期和中期，微生物活动旺盛，氨基酸含量明显降低，而后期降低幅度减小。发花过程中，茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、酪氨酸下降最为剧烈。主要氨基酸总量下降88.62%[26]，游离氨基酸总量较原料中含量降低38.7%，且各类氨基酸的配比发生了较大变化[19]。

2.3 主要酶类变化

微生物分泌胞外酶，催化茶多酚氧化、缩合，蛋白质及碳水化合物的水解，以及生成物之间的聚合等系列反应。微生物种群的更替及数量消长，决定酶系的活性水平。多酚氧化酶(PPO)是一种含铜离子的氧化还原酶，催化茶多酚形成褐色后黑色的物质[27]。过氧化物酶(POD)可降解过氧化氢，氧化多酚类、芳胺类、脂肪酸等。POD对EGCG的作用强于PPO、POD对EC的作用[28],滑金杰等[29]研究表明多酚氧化酶和过氧化物酶均在28 ℃时活性最高。黄建安等[30]研究指出发花过程中多酚氧化酶同工酶的活性先上升后下降，纤维素酶活性第9天达到最大值，至第12天开始下降，果胶酶整个过程都处于低水平状态，活性在发花第12天达到最大值，变化没有多酚氧化酶及纤维素酶明显。陈桂梅等[31]则认为冠突散囊菌在培养过程中淀粉酶活性主要集中在子囊孢子形成时期，果胶酶在培养第5天达到最高水平，在后期培养中，酶活性一直处于较高水平。冠状散囊菌产生的酸性纤维素酶耐高温，在干燥升温阶段该酶继续转化茶叶中的粗纤维。酶的活性主要受温度、pH值、底物浓度、湿度等因素的影响，在茯砖茶发花过程中，由于微生物的生命活动及茶叶内含物的生化反应导致以上条件发生变化，从而导致酶活性的变化，而酶的活性又反过来影响茶叶内含物质的转化。

2.4 芳香物质的变化

茯砖茶原料接种金花菌并发花后，香气组分变化明显，芳樟醇氧化物III等3种化合物是茯砖原料接种金花菌后特有的，庚醛等8种化合物是茯砖原料接种金花菌并发花后所特有的[32]。脂肪族醛、酮类化合物、芳香醇等构成了茯砖茶的基本香气，在原黑毛茶的基础上增添陈香和火功香，形成茯砖茶的“菌花香”[33]。陈香醛类物质如(E)-2-戊醇、(E)-2-己烯醛、(E)-1-戊烯-3-醇、(E,E)-2,4-庚二烯醛、(E、Z)-2,4-庚二烯醛以及花香型萜烯醇类含量显著增加。具有花香及木香的香叶基丙酮对茯砖茶独特香型有特殊贡献，紫罗酮类化合物是一类重要的香气特征化合物，呋喃类化合物赋予茯砖茶烘焙香及火功香[34]。

2.5 其他物质的变化

茶多糖含量呈上升趋势，可能是由于微生物大量繁殖并快速代谢产生分泌物，茶多糖含量升高对提升茶汤营养价值有积极作用[15]。丙酮酸、D-苹果酸、乳酸、醋酸和柠檬酸在真菌发酵中含量上升，尤其是柠檬酸，其他有机酸含量下降[35]。脱镁叶绿素酸酯a、b和脱镁叶绿素a、b，以及叶黄素、β-胡萝卜素呈明显增加趋势[36]。咖啡碱化学性质稳定，其含量随着含水率的增加，渥堆温度的升高，渥堆时间的延长而略有增加[20]。吕嘉枥等[37]研究表明冠突散囊菌产生的黄色系物质是由四种结构类似的物质构成的混合物，可能是叶黄素类。冠状散囊菌对茶叶中游离氟含量有一定影响，其影响因茶叶中氟含量的不同而有差异[38]。可溶性糖变化很小，但总体趋势降低。冠突状散囊菌分泌纤维素酶，茯砖茶加工过程中，纤维素含量降低了4.2%[39]。

3 展望

茯砖茶发花过程中菌群变化主要受到环境条件的影响，而发花条件如茶堆温度、水分含量等对菌群结构的动态变化具体影响尚不明确，也未系统研究茶坯本身及发花环境等综合因素对茯砖品质的影响。对发花中影响茯砖茶品质的主要内含物质多酚类、氨基酸、芳香物质、生物碱、色素等转化机理研究较少，而明确转化机理，可以通过调控相关外在条件，控制茯砖茶内含物质的转化方向及转化速度，提高茯砖茶的品质，降低生产成本。

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