康普茶感官品質及其相關化學組分研究進展

田文欣，沈婧婧，黨 輝，卜賢盼，唐德劍，張寶善，趙 育,

（1.陜西師范大學食品工程與營養科學學院，陜西西安 710119；2.安康市富硒產品研發中心，陜西安康 725000；3.農業農村部富硒產品開發與質量控制重點實驗室，陜西安康 725000）

康普茶又稱為紅茶菌，起源于我國秦朝時期，因其具有解毒和提神的功效而被視為珍品。公元414年，醫生“Kombu”將紅茶菌帶到了日本，用以治療天皇的消化問題。隨后，康普茶陸續傳入俄羅斯、東歐、德國等地[1-2]，現被日本及歐美稱為“Kombucha”，中文音譯為“康普茶”。由于其菌膜的外觀和質地與海蜇皮相似，故俗稱“海寶”，又因其有助消化的作用，也被叫做“胃寶”。

康普茶是以茶糖水（紅茶或綠茶浸提液加入蔗糖）為主要發酵基質，經酵母菌、醋酸菌以及乳酸菌等共生菌群（紅茶菌）發酵而成的一種富含多種活性成分的功能性飲品[3]。其中包含部分茶葉浸出物、發酵微生物及其代謝產物，包括醋酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸、茶多酚、咖啡因、葡萄糖、果糖、蛋白質、氨基酸、維生素、微量元素等，不僅使其具有抵抗癌癥、抵抗心血管疾病、提高消化能力、刺激免疫系統、減少發炎等功效，同時發酵產生的大量有機酸、醇、醛和酯類物質，還賦予了康普茶獨特的風味[4]。

一直以來，康普茶主要以家庭作坊式生產。由于其菌種的多樣性、發酵過程的復雜性及飲用的安全性而未能工業化生產。近年來，生物技術及生產體系的不斷完善使康普茶的安全和規?；a成為可能?？灯詹柙诒泵馈闹藓蜌W洲等地區消費量迅速增長，眾多飲料行業巨頭相繼進軍康普茶領域，預計到2025年，康普茶的國際市場規模可達到50億美元左右，發展前景廣闊[5]。因此，積極開發和創新康普茶的加工方法，建立康普茶的標準化生產方式以及生產安全優質且風味獨特的康普茶尤為重要。

康普茶的風味物質主要來自于原料本身以及共生菌群發酵過程中形成的代謝產物。在共生菌群的驅動下，康普茶發酵的過程中會發生許多生化反應，主要包括糖的水解，醇、醛的形成以及醇、醛向酸、酯的轉化，這些豐富的化學物質造就了康普茶獨特的感官品質。近年來，研究者對于康普茶發酵過程中的微生物多樣性及其變化[6-8]、化學組分及其變化[6,9]、發酵條件及其對終產品功能成分的影響[6,10]進行了較為深入的研究和總結，但鮮有針對發酵條件對康普茶感官品質影響的研究以及化學組成與感官品質相互關系的歸納總結。本文通過簡述康普茶共生菌群的微生物多樣性，分析不同發酵條件對康普茶的主要化學成分及相應感官品質影響的研究成果，著重探討了感官品質與化學組成的相互關系，以期深入系統地了解康普茶的感官特性及其生化成因，為康普茶的產品穩定、品質提升及品種創新提供理論依據。

1 康普茶發酵體系中的紅茶菌微生物多樣性

康普茶發酵體系中的紅茶菌主要是酵母菌和醋酸菌，少數還含有乳酸菌。不同來源的紅茶菌以及不同培養基質、培養條件都會影響其微生物多樣性，而紅茶菌中微生物的種類及含量差異致使其產生的風味活性物質不盡相同，相關內容可參考譚馨悅等[11]的綜述。同時，目前對于紅茶菌中細菌和酵母菌菌株的鑒定鮮有報道，從而使得在確定紅茶菌微生物的組成、生產品質穩定的康普茶等方面缺少一定的理論支持。

目前已從紅茶菌中分離出的主要酵母菌和細菌種類見表1。

表1 從紅茶菌中分離出的酵母菌和細菌種類Table 1 Yeasts and bacterial species isolated from Kombucha

發酵過程中，紅茶菌共生體系之間存在著復雜的相互關系（如圖1所示）。在轉化酶的作用下，酵母菌將茶糖水中的蔗糖水解為葡萄糖和果糖，進而生成乙醇和二氧化碳。醋酸菌利用乙醇產生醋酸，并將葡萄糖轉化為葡萄糖酸，進一步生成葡萄糖醛酸。發酵生成的醋酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸等有機酸導致pH下降至3以下，從而抑制了致病微生物的生長。同時，葡糖醋桿菌屬（Gluconacetobaceter）和駒形桿菌屬（Komagataeibacter）利用果糖與葡萄糖生成細菌纖維素，并附著和包裹大量的細菌和酵母菌組成的共生菌構成膠狀物，形成了菌膠團生物膜[31]。生物膜漂浮在發酵液表面，使附著的微生物（主要為醋酸菌）獲得充足的氧氣，促進其生長，并產生更多的纖維素。此外，乳酸菌利用酵母菌的代謝產物逐漸生長繁殖，并產生乳酸。但是，乳酸菌的發酵能力隨著乙醇含量的增加而逐漸減弱[1]。

圖1 康普茶中微生物之間的共生關系及其代謝作用[3,30]Fig.1 Symbiotic relationship and metabolism of microorganisms in Kombucha[3,30]

續表 1

工業生產中，瓶裝前會去除這些紅茶菌生物膜。瓶裝后，由于氧氣缺乏，纖維素合成停止，醋酸轉化受到抑制，少量的酵母菌利用殘糖二次發酵生成乙醇和二氧化碳，最終形成口感酸甜的起泡飲料——康普茶。

2 康普茶的化學組成

康普茶的化學成分來自于茶葉、糖以及茶糖水在發酵過程中形成的代謝產物，包括有機酸、維生素、礦物質、醇、酚等。因此，康普茶的微生物組成、茶葉品種或其他底物（包括果汁、蔬菜汁和中草藥提取液等）、茶湯濃度、蔗糖加入量、發酵時間和發酵溫度等因素都會影響發酵液的化學組成，從而影響終產品的感官品質[32]。表2列出了不同發酵條件下康普茶產生的主要化學成分和一些代謝產物。

表2 不同發酵條件下康普茶的主要化學成分Table 2 General chemical composition of Kombucha under different fermentation conditions

康普茶的化學成分和含量與發酵過程中的各種因素有關。近幾年，對于康普茶中有機酸動態變化的研究較為深入。發酵時間、發酵底物、發酵溫度不同，康普茶的化學成分及含量不同。以醋酸為例，Chen等[34]研究發現在以紅茶為原料的康普茶發酵過程中，隨發酵時間的延長，醋酸菌將乙醇轉化為醋酸，致使醋酸含量逐漸增加，在發酵30 d時達到最大值11 g/L。Jayabalan等[35]以不同的茶葉品種為研究對象，發現康普茶在以綠茶為原料的發酵過程中，醋酸含量在發酵15 d時達到最大值9.51 g/L，發酵18 d時含量為8.35 g/L；而在以紅茶為原料的發酵過程中，醋酸含量在發酵15 d時達到最大值6.17 g/L，發酵18 d時含量僅為4.69 g/L。Neffe-Skocińska等[36]研究發現醋酸含量也在康普茶發酵過程中緩慢增長，在25 ℃下發酵10 d時達到最大值1.65 g/L，而奎寧、草酸、蘋果酸和檸檬酸的含量在此發酵條件下較低。

此外，發酵條件也會影響康普茶中維生素、礦物質、多酚類物質等的含量。Vitas等[42]利用蓍草研發新型草本康普茶，研究發現，增加草本植物的含量對VC含量無影響，并且其所研發的新型康普茶VC含量比傳統康普茶（紅茶或綠茶發酵）VC含量低，因此認為，在VC合成方面，紅茶和綠茶更適合康普茶發酵。Ivanisova等[40]測定了康普茶發酵7 d后的礦物質含量，其中鐵、錳、鋅、鎳的含量顯著增加，鎘的含量下降。Abuduaibifu等[43]以紅茶、黑枸杞、紅枸杞為基質發酵康普茶，發酵2 d后總酚含量均顯著增加，增加幅度為28%～123.69%。

3 康普茶的感官品質

食品品質最終都是以人的感官（包括視覺、嗅覺、味覺、觸覺和聽覺）為主要指標[44]。康普茶的感官測評方法一般從外觀、香氣和滋味3方面進行評價，如表3所示。發酵條件不同，康普茶中的化學物質不同，進而感官品質不同。以醇香紅茶為原料，加入5 g/L的茶葉和70 g/L的蔗糖，并接入8%的菌膜，30 ℃下發酵10 d后，發酵液中的風味物質發生顯著變化，從14種增至19種，且多為醇類、酯類和酸類。而此發酵條件下得到的康普茶感官品質最好，顏色均勻，酸甜適中，滋味純正，香氣協調柔和[32]；同樣是以同比例的紅茶為原料，當糖含量為30 g/L，在22 ℃下發酵7 d后的康普茶的感官品質整體良好，在味道（果酸味）方面得分最高[40]。以含有紅茶、綠茶的茶糖水為原料，在不同溫度下發酵10 d。在25 ℃下發酵的康普茶“顏色強度”、“清晰度”、“茶味”、“檸檬味”等屬性得分均較高，但“酵母味”、“醋酸味”、“苦味”、“刺鼻味”等屬性得分較低，可能是醋酸含量過高導致的[36]。

表3 康普茶感官評定標準[6,32]Table 3 Criteria for sensory evaluation of Kombucha[6,32]

3.1 康普茶的外觀

康普茶經發酵后，液體表面會產生厚厚的一層菌膜，發酵完成后除去菌膜即可得到成品發酵液。康普茶包括混濁液和澄清液兩類。渾濁的康普茶中含有膠體狀的懸浮顆粒，可能是大分子物質如蛋白質、多酚和纖維素的聚集物。此外，原料不同，康普茶的黏稠度不同，如黃茶和白茶發酵的康普茶黏稠度及平滑度最高，綠茶次之，紅茶最低[45]。

茶葉品種不同，康普茶的顏色深度有所差異。Gramza-michalowska等[45]對不同茶葉品種發酵得到的康普茶進行感官分析發現，紅茶康普茶呈棕色，略帶琥珀色和黃色；綠茶和白茶康普茶呈黃色，略帶琥珀色和綠色；而黃茶康普茶呈適度的琥珀色和黃色。

品質較好的紅茶康普茶色澤明亮，顏色通常為橙紅色或橙黃色。其顏色主要是由茶色素衍生物（茶紅素和茶黃素）產生的。在以紅茶為原料的康普茶發酵過程中，茶黃素在第15 d增加了50%以上，而茶紅素減少了2倍以上[46]。故而推測，在發酵過程中部分茶紅素轉化為茶黃素。隨著發酵的進行，康普茶的顏色可能由紅棕色變為淺棕色。

康普茶裝瓶后，酵母菌利用殘糖通過二次發酵產生CO2，因此康普茶中有氣泡存在。若康普茶的起泡性評分較低，可能是二次發酵不充分所致[36]。

3.2 康普茶的香氣

康普茶兼具茶香和發酵香，香氣協調柔和?？灯詹璧南銡鈦碓从诓璧孜锛捌溲苌?、糖底物以及茶糖水在共生菌落的發酵過程中形成的代謝產物。茶葉作為制備康普茶的重要成分之一，其所含有的香氣化合物對于形成康普茶的品種香有重要的貢獻。目前，已從各種紅茶中分離鑒定出醇類、醛類、酯類、烯烴類等700余種香氣物質，其中醇類和醛類物質是紅茶香氣化合物的主要組成部分，含量超過總香氣化合物的50%[47]。表4歸納了茶葉香型與主要揮發性物質的對應關系。

表4 茶葉香型與主要揮發性物質對應關系[48-52]Table 4 Relationship between tea aroma and major volatile substances[48-52]

紅茶菌共生菌落發酵代謝過程中形成的酸類、醇類和酯類等是康普茶中發酵香的主要來源。康普茶的風味與紅茶菌的種類及其代謝產物的關系如圖2所示?？梢钥闯?，康普茶中的主要風味物質由酵母菌代謝產生，具有果香、花香和植物香[11]，而刺激味（醋酸）、烘焙香及乳香則主要由醋酸菌和乳酸菌的代謝物產生。

圖2 康普茶中存在的微生物與相關風味物質[11,53]Fig.2 Flavor compounds and relevant microorganisms in Kombucha[11,53]

迄今為止，針對康普茶香氣的研究較少。經紅茶菌發酵后，康普茶的香氣種類增加顯著。以生普洱茶為原料發酵，芳香類物質由最初的21種發酵10 d后增至56種。最初的21種芳香類物質（包括醇類、醛類、酮類、酸類、酯類等）主要來源于生普洱茶本身，其中含量較高的是苯乙醛、芳樟醇、庚醛、甲基辛基酮和2,4-二甲基苯甲醛；發酵10 d后，酸類化合物的含量增加，占揮發性風味成分的57.21%。其中，乙酸、丁酸、苯乙酸、檸檬酸以及2-甲基琥珀酸的含量最高，而醇類和醛類化合物的種類和含量顯著下降[29]。發酵底物不同，康普茶的香氣也不同。分別由紅茶、綠茶以及其他幾種物質（包括白茶、菊花、金銀花和薄荷）制成的康普茶中，共檢測到46種揮發性有機化合物，其中22種化合物是各種康普茶共有的，形成花香、果香等；另外24種化合物表現出底物特異性，比如以薄荷為底物制得的康普茶具有薄荷味和清新的香氣[54]。

綜上所述，原料本身和紅茶菌微生物組成對康普茶的香氣影響較大。因此，明確紅茶菌的代謝途徑，探究原料、微生物和風味物質三者之間的關系，對于提高康普茶的品質有深遠意義。

3.3 康普茶的滋味

3.3.1 酸味 有機酸是康普茶的一個重要成分，也是康普茶酸味的主要來源[36]。康普茶中的有機酸包括醋酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸、乳酸、蘋果酸、琥珀酸、檸檬酸等，其化學和感官性質見表5。其中，醋酸是重要的有機酸之一，具有強烈的酸味，對康普茶酸味的貢獻最大；葡萄糖酸和葡萄糖醛酸具有溫和的酸味[55]；乳酸不是總能在康普茶中檢測到，其也具有比較溫和的酸味[56]。不同的發酵條件會導致酸的組成和含量不同?？灯詹璧乃岫炔荒芴摺H不能太低，pH低于3會產生令人不愉快的感覺，消費者難以接受。此外，大部分有機酸的風味與pH相關，低pH會使酸味增加[56]。

表5 康普茶中有機酸的化學和感官性質[1,55,57]Table 5 Chemical and sensorial properties of organic acids in Kombucha[1,55,57]

3.3.2 甜味 康普茶所使用的甜味劑通常是蔗糖，其除了提供甜味以外，還作為微生物生長代謝的碳源。發酵初期，蔗糖被酵母菌分解為葡萄糖和果糖，并進一步生成乙醇和CO2；醋酸菌不能直接利用蔗糖，而是利用果糖和葡萄糖產生醋酸、葡萄糖酸以及其它代謝物；乳酸菌利用酵母菌的代謝物生長繁殖并產生乳酸[1]。因此，糖類是紅茶菌微生物維持共生關系不可缺少的。此外，蔗糖濃度的變化對細菌纖維素的產量也有很大影響[58]。

除了蔗糖，也可以用混合形式的糖作為原料，比如糖漿、糖蜜等。純蔗糖和糖蜜（蔗糖濃度相同）在康普茶發酵過程中存在顯著差異。與純蔗糖相比，糖蜜的化學成分更加豐富，其含有的轉化糖、氨基氮等對康普茶的感官品質也會產生影響[59]。

茶多糖是茶葉中除茶多酚外另一種重要的生物活性物質，其主要由單糖組成，包括葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖等[60-61]。茶多糖的組成因來源和提取方法不同而有所差異[62]。近年來，研究人員對茶多糖的化學結構和生物活性展開了廣泛研究。但是，鮮有研究針對發酵過程中茶多糖含量的變化，及其對發酵過程、代謝產物以及終產品感官品質的影響。

康普茶最終的甜味強度取決于糖的殘留量，而糖的殘留量又與初始糖含量以及微生物生長代謝相關聯。以含有70 g/L蔗糖的糖蜜進行發酵，蔗糖利用率較高，并產生低含量的醋酸和高含量的乳酸，獲得柔和的口感和良好的感官品質；而使用蔗糖含量低于70 g/L的糖蜜，終產品的口感則較差[59]。

3.3.3 苦味 茶多酚和生物堿是康普茶苦味的主要來源。茶多酚同時具有苦味和澀味，以兒茶素含量最多，約占茶多酚總量的65%～80%。隨著兒茶素濃度的增大，苦味強度增大，且苦味增強速率大于澀味[47]。茶葉原料不同，苦味的強烈程度也不同。分別用白茶、綠茶、黃茶和紅茶發酵的康普茶，綠茶的苦味更強烈[45]。在康普茶發酵過程中，兒茶素不斷降解，與紅茶相比，綠茶中表沒食子兒茶素沒食子酸酯和表兒茶素沒食子酸酯的降解明顯減少，這可能是用綠茶發酵康普茶苦味更強烈的原因[35]。茶湯中的生物堿包括咖啡堿、可可堿和茶葉堿三種，其中含量最高的是咖啡堿?？Х葔A易溶于水，具有較低的味覺閾值，是一種單純的苦味物質[47]。此外，有機酸也會形成苦味，但這并不是康普茶苦味的主要來源。

3.4 其他感官品質

康普茶中含有一定量的多酚類物質（比如茶多酚），這類物質在口腔中能夠產生收斂感。同時，低pH也會增加有機酸的收斂感[56]。但是，大部分康普茶的收斂感幾乎察覺不到，這可能是由于糖類的存在減弱了對收斂感的感知。

康普茶經二次發酵后產生CO2，使得終產品含有適量的氣泡，引起碳酸化作用。碳酸化作用對視覺、味覺以及痛覺都會產生影響，比如氣泡可以使產品看起來更清涼，增強康普茶的酸味，同時，碳酸會刺激舌頭上皮表面的味覺神經細胞，形成輕微的刺痛感[63]?？灯詹璧奶妓峄瘯艿桨l酵溫度和含糖量的影響，Phetxumphou等[64]研究發現在較高溫度、較低含糖量的條件下發酵的康普茶起泡性更好。

4 康普茶的貯藏與感官品質的關系

康普茶貯藏條件對其生物活性成分和感官品質變化的研究較少。有研究發現，康普茶在貯藏四個月后，酚含量顯著降低，從初始值（234.1±1.4）μg GAE mL-1降至（202.9±2.1）μg GAE mL-1，溶液的pH從2.82增加到3.16[65]。而其化學物質含量的改變對產品感官品質會產生一定的影響。Abuduaibifu等[43]研究發現，康普茶在4 ℃下貯藏11 d，雖然顏色得分較高，但香氣從獨特的水果香逐漸轉變為刺鼻的醋味，滋味也從果味、酸味轉變為醋味，氣泡逐漸減少，整體品質下降。

為了延長康普茶的貨架期，Jayabalan等[66]對康普茶進行了熱處理。結果表明，在60、65和68 ℃下熱處理1 min可控制康普茶在貯藏過程中生物膜的形成，不影響其澄清度、味道和風味，但會降低康普茶的抗氧化能力。在貯藏期間，不同溫度處理后的茶多酚卻表現出不同的穩定性。Ahmed等[67]將康普茶在76和100 ℃下處理10 min后發現，在貯藏過程中，pH、總酸度和總蛋白質含量變化較小，但是總酚含量和其他抗氧化物含量大幅下降，因此認為熱處理不適合康普茶的貯藏。

5 總結與展望

近年來，關于康普茶的研究廣泛集中于原料選擇、發酵條件優化、紅茶菌的微生物多樣性、化學組成及其變化、保健功能等方面。雖然康普茶已逐漸成為工業化生產的飲料，但其質量標準仍然不明確，感官品質仍然不穩定。本文從現有的研究出發，總結了康普茶的化學成分，主要包括有機酸、茶多酚和芳香類物質，以及感官品質，包括其外觀、香氣和滋味，分析了不同發酵條件對其化學組分和感官品質的影響，并闡述了兩者的相互關系，以期深入系統地了解康普茶的生化成因及其感官品質。

本文總結發現，康普茶的發酵條件，尤其紅茶菌的微生物群落組成對康普茶香氣物質的形成影響較大，但針對香氣物質的形成機制、香氣物質的變化與微生物構成及演替的對應關系的研究屈指可數。因此，在今后的研究中，需要深入、系統地探究不同紅茶菌發酵劑，例如不同地區的紅茶菌發酵劑中微生物組成與其特征香氣物質差異的關系，以及在發酵過程中微生物組成和豐度的變化對香氣物質的影響，從而為優化紅茶菌微生物群落組成、提高感官品質以及標準化生產提供理論依據。

隨著康普茶逐漸大規模商業化生產，其商業化過程中和貯藏期間生物活性成分的穩定性以及感官品質的變化也應受到特別關注。可以考慮深入研究前處理方式、貯藏期間的溫度、光照和含氧量對康普茶多酚、維生素等抗氧化物質的影響。此外，本團隊研究發現，在貯藏期間，康普茶中的腸球菌和腸桿菌含量增加，因此，未來應進一步探索如何抑制有害微生物的生成，以保證產品的安全性和穩定性。