茯磚茶發花過程菌落及主要內含物質變化

劉玉倩 楊家干

( 1.遵義職業技術學院 563000；2.遵義市茶產業發展中心 563000))

茯磚茶發花過程菌落及主要內含物質變化

劉玉倩1楊家干2

( 1.遵義職業技術學院 563000；2.遵義市茶產業發展中心 563000))

綜述了茯磚茶發花過程中菌群結構的變化，多酚類及其氧化產物、氨基酸類、芳香物質、生物堿、色素等主要化學成分含量的變化及與其品質密切相關的酶類活性的變化，為控制茯磚茶發花過程和提高成茶品質提供理論依據和參考。

茯磚；發花；菌群結構；內含物質

茯磚茶又稱涇陽磚，原產于陜西涇陽縣，發花實質是優勢菌18SrDNA冠狀散囊菌(Eurotium cristatum strain)生長繁殖形成“金花”的過程中，產生的黃色閉束殼，能增進茶湯顏色，產生獨特的菌香，其生長代謝能帶動茶葉內含物質發生一系列復雜變化。在發花階段，優勢菌一方面把茶葉的某些物質作為養分而消耗，以滿足自身生長繁殖的需要，另一方面分泌各種胞外酶作為催化動力，引起茶葉中一系列物質的變化，形成茯磚茶的基本風味品質。

發花不僅形成茯磚茶的品質特征，且生成很多功效成分。茯磚茶乙酸乙酯及正丁醇萃取物對大腸桿菌、沙門氏桿菌、溶血性鏈球菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、志賀氏菌6種常見致瀉菌有較強的抑菌活性[1]，對大鼠體脂降低作用明顯，能顯著抑制脂肪細胞中脂肪的聚集[2]，延緩動脈粥樣硬化的發展。

與控制組相比，每日飲茯磚茶5g持續120天后的個體，高密度脂蛋白(HDL)升高，低密度脂蛋白(LDL)下降，差異極顯著[3]。其水浸出物對小鼠小腸的推進運動有促進作用，能提高單核-巨噬細胞的吞噬功能，從而增強小鼠的非特異性免疫功能[4]，并能逆轉由高脂飲食引起的肥胖和血脂異常[5]，其乙醇提取物具有良好的體外抗氧化活性[6]，通過提高細胞內主要抗氧化酶過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶的含量，緩解活性氧族造成的氧化損傷[7]。冠突狀散囊菌的某些次級代謝產物對腫瘤細胞有較好的細胞毒活性[8]。因此，明確發花階段茶中菌落結構及內含物質的變化有利于探明茯磚茶在發花階段的品質形成機理，從而通過優化發花條件調控茶葉內含物質的轉化方向，提高成品茶品質。

1 菌落結構

胡治遠等[9]研究指出不同品種茯磚茶優勢微生物存在較大差異。發花階段，冠狀散囊菌為主要微生物，其不僅與茯磚茶品質密切相關，且能抑制脂肪沉積[10]。雖然湖南茯磚茶的茶多酚含量遠遠低于綠毛茶，但由于冠狀散囊菌的代謝產物中可能含有較強的抗氧化活性物質，使茯磚茶對DPPH的清除率與綠毛茶相近[11]。趙仁亮[12]等認為發花第3天金花菌開始繁殖，而溫瓊英等[13]認為金花菌在發花第6天才開始繁殖，對數生長期在第6至12天不等，但都認為冠突狀散囊菌開始繁殖后數目逐漸增多。“金花”逐步由磚胚邊緣向內部生長，最早生長的內部微生物為芽枝霉類，而后青霉和冠突狀散囊菌伴隨而生[12]。劉石泉等[14]通過DGGE法研究茯磚茶發花過程真菌群落結構和種類，結果表明發花前10天以好干性酵母菌、畢赤酵母、假絲酵母為優勢菌，10天以后以阿姆斯特丹散囊菌、好干性酵母菌為優勢菌。冠狀散囊菌、德巴利酵母菌和曲霉是茯磚茶發花過程的優勢菌群[15]，且冠突狀散囊菌在發花中后期數量明顯增多，對茯磚茶品質不利的黑曲霉和青霉在第0天和第4天大量檢出，黑曲霉持續存在直至發花結束[16]。

2 內含物質變化

2.1 茶多酚類及其氧化產物變化

茯磚茶中總多酚含量與抗氧化活性成正比，是茯磚茶清除自由基及抗氧化的主要成分之一[17]。發花初期，酯型兒茶素含量下降，簡單兒茶素含量上升，(-)-EGCG與(-)- ECG發花初期急劇下降，6天后下降速度減慢，(+)- EC在發花過程呈持續下降趨勢，(+)-C呈波動下降[18]。茶多酚總量隨發酵時間的延長而減少[19]，其原因是冠狀散囊菌產生胞外酶，多酚類物質在多酚氧化酶的作用下被氧化，是黑茶澀味降低的主要原因之一。黑曲霉能忍受較高濃度的茶多酚，茶多酚中的兒茶素聚合體被其降解為兒茶素單體[20]。簡單兒茶素發花后含量升高[21]，酯型兒茶素EGCG、GCG、ECG下降幅度比較大，發花第3天時，此變化尤為明顯[13]。黃酮類在發花過程下降[22]，且發花茂盛的黃酮下降較多[13]。兒茶素、茶多酚總量、黃酮類在茯磚茶加工過程中分別減少63.64%、54、62%、51.52%[22]，降低了茶葉的苦澀味，從一定程度上改善了茶葉品質。

發花過程中，茶多酚經微生物酶促氧化形成茶黃素(TF)、茶紅素(TR)和茶褐素(TB)，茶黃素和茶紅素含量明顯增加，茶褐素在發花后期明顯增加，發花過程中(TF+TR)與TB之比顯著增加[21]。發酵初期，大部分菌株的發酵液初期茶褐素含量上升，后期茶黃素和茶紅素含量上升[23]。

2.2 氨基酸類變化

冠狀散囊菌將氨基酸作為氮源，某些氨基酸與糖發生反應形成香氣成分，發花過程中，游離氨基酸呈下降趨勢，茯磚茶氨基酸含量較其他黑茶類相對較低[24]。黃婧[22]研究不同菌株在鐵觀音茶水中發酵時，觀察到有部分菌株使氨基酸含量短暫上升，可能是由于菌絲發生自溶，也可能是因為菌株產生氨基酸初級代謝產物。王增盛等[23]研究認為在發花前期，微生物主要分泌蛋白質水解酶以分解蛋白質，使游離氨基酸含量升高。而秦俊哲等[25]研究認為發花初期和中期，微生物活動旺盛，氨基酸含量明顯降低，而后期降低幅度減小。發花過程中，茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、酪氨酸下降最為劇烈。主要氨基酸總量下降88.62%[26]，游離氨基酸總量較原料中含量降低38.7%，且各類氨基酸的配比發生了較大變化[19]。

2.3 主要酶類變化

微生物分泌胞外酶，催化茶多酚氧化、縮合，蛋白質及碳水化合物的水解，以及生成物之間的聚合等系列反應。微生物種群的更替及數量消長，決定酶系的活性水平。多酚氧化酶(PPO)是一種含銅離子的氧化還原酶，催化茶多酚形成褐色后黑色的物質[27]。過氧化物酶(POD)可降解過氧化氫，氧化多酚類、芳胺類、脂肪酸等。POD對EGCG的作用強于PPO、POD對EC的作用[28],滑金杰等[29]研究表明多酚氧化酶和過氧化物酶均在28 ℃時活性最高。黃建安等[30]研究指出發花過程中多酚氧化酶同工酶的活性先上升后下降，纖維素酶活性第9天達到最大值，至第12天開始下降，果膠酶整個過程都處于低水平狀態，活性在發花第12天達到最大值，變化沒有多酚氧化酶及纖維素酶明顯。陳桂梅等[31]則認為冠突散囊菌在培養過程中淀粉酶活性主要集中在子囊孢子形成時期，果膠酶在培養第5天達到最高水平，在后期培養中，酶活性一直處于較高水平。冠狀散囊菌產生的酸性纖維素酶耐高溫，在干燥升溫階段該酶繼續轉化茶葉中的粗纖維。酶的活性主要受溫度、pH值、底物濃度、濕度等因素的影響，在茯磚茶發花過程中，由于微生物的生命活動及茶葉內含物的生化反應導致以上條件發生變化，從而導致酶活性的變化，而酶的活性又反過來影響茶葉內含物質的轉化。

2.4 芳香物質的變化

茯磚茶原料接種金花菌并發花后，香氣組分變化明顯，芳樟醇氧化物III等3種化合物是茯磚原料接種金花菌后特有的，庚醛等8種化合物是茯磚原料接種金花菌并發花后所特有的[32]。脂肪族醛、酮類化合物、芳香醇等構成了茯磚茶的基本香氣，在原黑毛茶的基礎上增添陳香和火功香，形成茯磚茶的“菌花香”[33]。陳香醛類物質如(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類含量顯著增加。具有花香及木香的香葉基丙酮對茯磚茶獨特香型有特殊貢獻，紫羅酮類化合物是一類重要的香氣特征化合物，呋喃類化合物賦予茯磚茶烘焙香及火功香[34]。

2.5 其他物質的變化

茶多糖含量呈上升趨勢，可能是由于微生物大量繁殖并快速代謝產生分泌物，茶多糖含量升高對提升茶湯營養價值有積極作用[15]。丙酮酸、D-蘋果酸、乳酸、醋酸和檸檬酸在真菌發酵中含量上升，尤其是檸檬酸，其他有機酸含量下降[35]。脫鎂葉綠素酸酯a、b和脫鎂葉綠素a、b，以及葉黃素、β-胡蘿卜素呈明顯增加趨勢[36]。咖啡堿化學性質穩定，其含量隨著含水率的增加，渥堆溫度的升高，渥堆時間的延長而略有增加[20]。呂嘉櫪等[37]研究表明冠突散囊菌產生的黃色系物質是由四種結構類似的物質構成的混合物，可能是葉黃素類。冠狀散囊菌對茶葉中游離氟含量有一定影響，其影響因茶葉中氟含量的不同而有差異[38]。可溶性糖變化很小，但總體趨勢降低。冠突狀散囊菌分泌纖維素酶，茯磚茶加工過程中，纖維素含量降低了4.2%[39]。

3 展望

茯磚茶發花過程中菌群變化主要受到環境條件的影響，而發花條件如茶堆溫度、水分含量等對菌群結構的動態變化具體影響尚不明確，也未系統研究茶坯本身及發花環境等綜合因素對茯磚品質的影響。對發花中影響茯磚茶品質的主要內含物質多酚類、氨基酸、芳香物質、生物堿、色素等轉化機理研究較少，而明確轉化機理，可以通過調控相關外在條件，控制茯磚茶內含物質的轉化方向及轉化速度，提高茯磚茶的品質，降低生產成本。

[1] 姚亞麗,薛志慧,曾婷玉，等.茯磚茶湯不同極性溶劑萃取物對常見致瀉菌的抑制效果[J].湖南農業科學,2012(11):90～92+115.

[2] 王蝶,黃建安,葉小燕，等.茯磚茶減肥作用研究[J].茶葉科學,2012,32(1):81～86.

[3] 傅冬和.茯磚茶中活性成分的高通量篩選及功能研究[D].長沙:湖南農業大學,2007.

[4] 胡志遠,劉素純,趙云林，等.茯磚茶生產過程中微生物動態變化及優勢菌鑒定[J].食品科學,2012,33(19): 244～248.

[5] 蕭力爭,余智勇,黃建安，等.茯磚茶對小鼠小腸推進運動的影響[J].茶葉科學,2010,30(增刊1):579～582.

[6] 劉平,李宗軍,許愛清.茯磚茶水提物對大腸桿菌感染小鼠的免疫調節作用[J].湖南農業大學學報(自然科學版),2011,37(5):537～539+566.

[7] Qin Li, Zhonghua Liu, Jianan Huang, et al. Anti-obesity and hypolipidemic effects of Fuzhuan brick tea water extract in high-fat diet-induced obese rats[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2 013,93(6):1 310～1 316.

[8] 彭曉赟,梁法亮,李冬利，等.茯磚茶中冠突散囊菌的次級代謝產物及其生物活性研究[J].中草藥,2013,4(14):1 881～1 886.

[9] 胡治遠,趙運林,劉素純，等.不同品種茯磚茶中優勢微生物的分離鑒定[J].江西農業學報,2011,23(12):60～64.

[10] Yuxuan Peng, Zhe xiong, Juan Li,et al.Water extract of the fungi from Fuzhuan brick tea improves the beneficial function on inhibiting fat deposition[J]. International Journal of Food sciences and Nutrition,2014,65(5):610～614.

[11 ]歐陽梅,熊昌云,屠幼英，等.冠狀散囊菌對茶葉品質成分及其抗氧化活性影響[J].菌物學報,2011,30(2): 343～348.

[12] 趙仁亮.茯磚茶加工中微生物演變及對品質形成影響的研究[D].長沙:湖南農業大學,2012.

[13] 溫瓊英,劉素純.茯磚茶發花中優勢菌的演變規律[J].茶葉科學,1991,11(增刊):56～62.

[14] 劉石泉,趙運林,胡治遠.DGGE法初步解析茯磚茶發花過程中真菌群落結構[J].生態學雜志,2014,33(10):2 687～2 693.

[15] 文杰宇.茯磚茶發花過程中微生物多樣性研究[D].長沙:湖南農業大學,2011.

[16] 張小娜.茯磚茶化學成分及抗氧化活性研究[D].北京:北京中醫藥大學,2014.

[17] 黃群,李彥坡,陳林杰，等.冠狀散囊菌液態發酵過程中黑茶活性成分變化研究[J].食品科學,2007,28(12):231～234.

[18] 徐瑞瑞,李立祥,倪媛，等.綠茶液冠突散囊菌發酵期間品質變化的研究[J].安徽農業大學學報,2010,37(3):478～842.

[19] 范文教,姚開,賈冬英，等.黑曲霉降解茶多酚中聚兒茶素為單體兒茶素的條件研究[J].天然產物研究與開發,2007, 19(1):21～24.

[20] 劉石泉,趙運林,胡治遠.不同渥堆條件對茯磚茶品質的影響研究[J].食品工業科技,2012(22):256～258.

[21] 傅冬和,劉仲華,黃建安，等.茯磚茶加工過程中主要化學成分的變化[J].食品科學,2008,29(02):64～67.

[22] 黃婧.“金花”菌的分離鑒定及其對茶葉成分的生物轉化[D].福州:福建師范大學,2013.

[23] 王增盛,施兆鵬,劉仲華.論茯磚茶品質風味形成機理[J].茶葉科學,1991,11(增刊),49～55.

[24] 龔雪,李銀花,雷雨，等.黑茶不同樣品氨基酸組分的分析[J].茶葉通訊,2010,3(4):9～12.

[25] 秦俊哲,羅冰,殷紅，等.人工接種發花對茯磚茶主要質量指標的影響[J].陜西科技大學學報,2014,3(3):97～100+111.

[26] 李適,龔雪,劉仲華，等.冠狀散囊菌對茶葉品質成分的影響研究[J].菌物學報,2014,33(3):713～718.

[27] Munoz-Munoz JL, García-Molina F, Molina-Alarcón M, et al. Characterization of the enzymatic and chemical oxidation of the catechins green tea[J].J Agric Food Chem,2008,56(19):9 215～9 224.

[28] Shaheen Shah, Debajit Borah, R.N.S. Yadav. Extraction and characterization of peroxidase from Camellia sinensis[J].Proceedings of the National Academy of Science, India Section B; Biological Sciences, 2014,84(2):343～348.

[29] 滑金杰,袁海波,王偉偉，等.萎凋溫度對鮮葉主要生化成分和酶活動態變化規律的影響[J].茶葉科學,2015,53(1):73～81.

[30] 黃建安,劉仲華,施兆鵬.茯磚茶制造中主要酶類的變化[J].茶葉科學,1991,11(增刊):61～68.

[31] 陳桂梅,鄧永亮,黃亞亞，等.冠突散囊菌生長過程中幾種胞外酶活性變化[J].茶葉科學,2013,3(4):306～310.

[32] 陳云蘭.茯磚茶“金花菌”的分類鑒定及其對茯磚茶品質的影響[D].南京:南京農業大學,2004.

[33] 王華夫,李名君,劉仲華，等.茯磚茶發花過程中的香氣變化[J].茶葉科學,1991,1(增刊):81～86.

[34] 顏鴻飛,王美玲,白秀芝，等.湖南茯磚茶香氣成分的SPME-GC-TOF-MS分析[J].食品科學,2014,35(22):176～180.

[35] Wu Y.Y.,Ding L., Xia H.L., et al. Analysis of the major chemical compositions in Fuzhuan brick-tea and its effect on activities of pancreatic enzymes in vitro[J]. African Journal of Biotechnology, 2010,9(40): 6 748～6 754.

[36] 劉仲華,黃建安,王增盛，等.茯磚茶加工中色素物質的變化與色澤品質的形成[J].茶葉科學,1991(S1):76～80.

[37] 呂嘉櫪,韓蓉,沈文.茯磚茶中冠狀散囊菌所產黃色系物質的研究[J].陜西科技大學學報,2013,3(6):118～123.

[38] 關美玲,劉仲華,劉素純，等.黑茶發花過程中冠狀散囊菌對茶葉中游離氟含量的影響[J].茶葉科學,2011,31(5):386～390.

[39] 蔡正安,劉素純,劉仲華，等.茯磚茶中冠突狀散囊菌纖維素酶的酶學性質研究[J].茶葉科學,2010,30(1): 57～62.