冠突散囊菌分离纯化及其发酵乌龙茶工艺研究

李 花,刘建福*,余宇潇,杨道茂,刘华明

(1.华侨大学园艺科学与工程研究所,福建泉州 362021;2.泉州市帝福生态农业有限公司,福建泉州 362400)

冠突散囊菌是散囊菌属的一种真菌,俗称“金花”,是目前广泛应用于发酵茶叶(如茯砖茶叶)发花工艺中的一种真菌,在我国多数地区发酵茶品类中均被分离鉴定为优势菌种[1],其发花情况会显著影响茶叶的品质,具有减肥[2],提高胃肠蠕动,调节代谢,调节血脂等多种保健功效[3],其保健功能在其他茶叶中的探索目前仍较少。笔者研究冠突散囊菌在发酵乌龙茶中的接种条件、生长条件及接种后的品质变化,用以验证乌龙茶接种冠突散囊菌发花工艺流程。

1 材料与方法

1.1 试验材料试验所用茶叶为乌龙茶(安溪铁观音),购自安溪县某茶叶公司。冠突散囊菌分离于湖南益阳龙岭黑茶有限公司产茯砖茶。用粉碎机将茯砖茶粉碎后,过80目筛,收集留下“金花”粉末,加蒸馏水制成菌液[4]。

1.2 设计方法

1.2.1乌龙茶发花工艺流程。选择原料→调节含水量→汽蒸→降温→接种→控温控湿发花→烘干干燥→成品[5]。通过该流程控制含水量与接种量测得在相同环境温度下最佳含水量与接种量。

1.2.2乌龙茶发花含水量试验。将24份乌龙茶每份称量30 g,每4份设为1组,共6组。调节乌龙茶含水量分别为25%、28%、30%、35%、40%和50%。乌龙茶放入高压灭菌锅于121 ℃汽蒸5 min软化茎杆。汽蒸后乌龙茶自然降温至室温时开始接种。接种后的乌龙茶放入人工气候室内,温度调至28 ℃,湿度设置为75%,观察乌龙茶发花情况,最终以原料的发花效果确定最佳含水量。

1.2.3发花乌龙茶接种量试验。将24份乌龙茶每份称量30 g,每4份设为1组,乌龙茶调节含水量放入灭菌锅于121 ℃汽蒸5 min,使其茎杆软化,将汽蒸后乌龙茶降温至室温时接种。接种量设定0.05%与0.10%,将茯砖茶捣碎过80目筛,将过筛后的金花菌粉末按照接种量接种,将接种后的乌龙茶放入人工气候室内调至28 ℃,湿度设置为75%,最终以乌龙茶发花情况确定最佳接种量。

1.3 测定方法含水量测定参照GB 5009.3—2016[6];茶多酚含量测定采用酒石酸铁比色法,参照GB/T 8313—2002[7];咖啡碱含量测定参照GB/T 8312—2013[8];茶氨酸含量测定采用高效液相色谱法,参照GB/T 23193—2017[9]。

2 结果与分析

2.1 乌龙茶发花含水量的确定在试验过程中观察可知,乌龙茶发花过程中可见明显的冠突散囊菌变化。由表1可知,当含水量处于较低水平(25%～28%)时,冠突散囊菌生长缓慢甚至不生长。在含水量为25%时冠突散囊菌几乎观察不到生长,在第5天发现少量黄色颗粒状冠突散囊菌,数量较少,肉眼观察黄色不明显;在含水量为28%时可明显观察到冠突散囊菌的生长,在第3天即有少量白色菌丝与淡黄色的菌落出现,在第4～5天观察到明显的冠突散囊菌黄色闭囊壳;6～7 d黄色颗粒均匀分布,数量稍有增加。当含水量增加时,可明显观察到冠突散囊菌生长明显增多。当含水量为30%～35%时,从3 d开始可观察到明显的黄色菌落与白色菌丝,第4天即可观察到明显的黄色闭囊壳,含水量为30%～35%时,冠突散囊菌生长最为茂盛,且无杂菌污染。当含水量增加至40%～50%时,前3 d可观察到明显冠突散囊菌生长,但第5天开始出现霉菌污染情况,且含水量越大,霉菌污染越严重,这也与含水量的散失控制有关。

由表1可知,含水量在30%～35%时发花效果最好。含水量过低,冠突散囊菌生长受到抑制;含水量过高,冠突散囊菌生长会遭到杂菌污染,影响茶叶品质。

表1 不同含水量对乌龙茶发花质量的影响Table 1 The effects of different moisture content on fungus-growing quality

2.2 乌龙茶发花接种量的确定在试验中发现,接种量对冠突散囊菌发花效果有明显的影响。在不接种冠突散囊菌的情况下仍然发现该菌有生长痕迹,但是数量较少,且与其他杂菌一起生长。可推测冠突散囊菌大量存在于自然界,只要生长条件适宜均可自然生长。经观察可知,接种量为0.05%时各试验组中冠突散囊菌均有生长,但生长周期较慢,在第4～5天有明显的生长痕迹,出现白色菌丝和淡黄色闭囊壳,在第7天后生长达到最旺盛阶段,金黄色茂盛,茶香浓郁,生长分布均匀(表2)。

在接种量为0.10%的试验组中,冠突散囊菌较其他组生长较快,生长旺盛,金花饱满,茶香浓郁,分布均匀,色泽金黄,但接种量为0.05%试验组冠突散囊菌初期生长较慢,后期冠突散囊菌生长状况良好,肉眼难以观察出差别(表2)。

该试验得出结论为接种初期冠突散囊菌会随着接种量的增多生长速度不一,0.05%接种量试验组的生长较0.10%接种量试验组慢,但最后长势接近,冠突散囊菌生长密度基本一致,因此最佳接种量肉眼难以确定,需进行茶叶风味内含物如茶氨酸、茶多酚、咖啡碱的含量测定方可确定最佳接种量。但试验发现,在底物未消耗完时孢子均可生长,但底物消耗完后金花即停止生长。初步观察0.05%接种量可大量节约菌种,避免菌种的浪费,且无褐色分泌物产生。因此,0.05%接种量较0.10%接种量合适。

表2 不同接种量对乌龙茶发花状况的影响Table 2 The effects of different inoculum amount on fungus-growing quality

2.3 发花乌龙茶品质含量的变化咖啡碱是一种植物生物碱,溶于水后有明显的苦味,适量咖啡碱可提高人体兴奋水平,对神经有一定刺激性,咖啡碱含量减少可提高茶叶口感,去除其苦涩成分;对经常大量饮茶的消费者来说,减少咖啡碱可降低人体摄入咖啡碱含量,过量摄入咖啡碱可引起“茶醉”,引起身体不适。茶多酚是茶叶内有保健功效的内含物之一,具有很好的抗辐射作用,对肠道内的细菌也可起到抑菌作用;同时茶多酚具有良好的抗氧化作用,经常饮茶可延缓衰老。由表3可知,不论含水量与接种量的多少,经过发花后的茶叶咖啡碱含量下降。其中含水量30%,接种量0.10%时咖啡碱含量最少。茶氨酸含量经发花后基本保持不变,茶多酚含量明显增加,其中含水量30%,接种量0.10%时茶多酚含量增加最多,酚氨比在接种后均有增加,其中30%含水量0.10%接种量酚氨比最高,达到1 008.70,与发花前相比提高近42.64%。

表3 不同含水量与接种量对茶叶内含物含量的影响Table 3 The effects of different inoculum and moisture content amount on fungus-growing quality

3 讨论与结论

该试验在含水量为30%,金花菌接种量为0.10%时,茶叶发花效果最好,金花茂盛,茶香浓郁。同时,根据内含物测定结果得知,在发花后茶叶咖啡碱含量下降,茶多酚含量上升,酚氨比上升,其中30%含水量,0.10%接种量试验组,茶多酚含量增加最多,咖啡碱最少,因此,铁观音乌龙茶发花最佳工艺为30%为最佳含水量,0.10%为最佳接种量。

乌龙茶的发花工艺流程实质是创造有益菌——冠突散囊菌合适的生长条件,其作为茯茶中保健效果中的主要因子,具有良好的减肥抑菌的功效[10]。创造最适合冠突散囊菌生长的外界温度湿度成为是否发花成功的决定性条件。自然环境下的发花过程中,冠突散囊菌从生长到占据主导位置成为优势菌需要与其他菌种进行反复较量,最后成为优势菌。人工接种下的金花菌生长较快,因初始数量上的优势使发花周期缩短,提高发花质量。有研究表明,冠突散囊菌的生长是在其他利用多糖能力较强的微生物生长发育后开始生长[11],在研究中发现,乌龙茶发花后可使小白鼠血糖升高,也从侧面说明乌龙茶发花后产生多糖,使小白鼠血糖升高。此外,有研究表明,在茯砖茶茶胚压制前添加一定蔗糖可缩短发花时间,提高发花质量[12]。

该试验中得出随着接种量的增加,冠突散囊菌生长情况随之提高的结论。在试验中发现,提高接种量可在一定程度上提高发花效果[13]。此外,冠突散囊菌生长最适温度为28 ℃,并已经过大量试验证明[14]。试验中含水量的确定存在水分蒸发的问题,如可控制水分含量,使水分含量维持恒定水平是使试验结果更加精确的重要环节。试验中发现,含水量高达50%时冠突散囊菌仍能存活,但最终被其他杂菌所取代,因此可证明冠突散囊菌生存存在最适含水量与温度。超出这一范围孢子仍能存活,但活力低易死亡。该试验证明,冠突散囊菌在乌龙茶接种发花良好,可提升乌龙茶的质量品质,为未来乌龙茶改进提供了思路和方法,同时也为饮茶多易发生茶醉等问题提供了解决思路。