茯茶發花工藝影響因素研究進展

丁帥濤 劉凱利 朱曉芳 陳桂梅 胡歆 梁艷

摘要 ?茯茶屬于后發酵茶，發花工藝是茯茶制作過程中的獨特工序。發花過程中茶葉生化成分在濕熱作用、微生物作用和酶促作用下發生劇烈復雜變化，這些生化成分的綜合變化和協調為茯茶獨特品質風味和保健功效的形成奠定了重要的物質基礎。對影響茯茶發花的內部和外部環境因素進行了綜述，并對發花工藝的研究趨勢進行了展望，以期為實際生產中合理調控茯茶發花提供探索方向和參考依據。

關鍵詞 ?茯茶；發花工藝；冠突散囊菌；生化成分；影響因素

中圖分類號 ?TS272 ??文獻標識碼 ?A ??文章編號 ?0517-6611（2023）05-0012-03

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2023.05.004

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Research Progress on the Influencing Factors of the Fungal Fermentation of Fu Tea

DING Shuai-tao1，2， LIU Kai-li1，2， ZHU Xiao-fang1，2 et al

（1.Xianyang Jingwei Fu Tea Co.， Ltd.，Xianyang， Shaanxi 712044;2.Engineering Technology Research Center of Fu Tea，National Forestry and Grassland Administration， Xianyang， Shaanxi 712044）

Abstract ?Fu tea is one kind of peculiar post-fermented tea in China，and the fungal fermentation is the unique process of Fu tea manufacturing.During the process of fungal fermentation，the biochemical components of Fu tea has drastic and complex changes within the action of damp-heat，microbiological and enzyme，the comprehensive changing and coordination of the biochemical components lays an important material foundation for the formation of unique quality flavor and health benefits of Fu tea.In order to provide the exploration direction and reference for the rational control of the fungal fermentation of Fu tea in actual production，the internal and external environment factors effecting the fungal fermentation of Fu tea is mainly reviewed in this article，and the research trend technology of the fungal fermentation of Fu tea is prospected.

Key words ?Fu tea;Fungal fermentation;Eurotium cristatum;Biochemical components;Influencing factor

茯茶屬于后發酵茶，多以黑毛茶或粗老綠茶為原料，經篩分拼配、汽蒸渥堆、壓制成型、發花干燥和成品包裝等工序加工而成，具有促進消化、消脂解膩、降脂減肥等獨特功效，可有效調控糖脂代謝和調理腸胃等［1-7］。發花過程中茶葉內的優勢菌冠突散囊菌及其他微生物大量生長繁殖，借助體內的物質代謝滿足自身生長需求的同時還分泌和釋放各種胞外酶（如多酚氧化酶和過氧化物酶及其同工酶、纖維素酶、果膠酶和蛋白酶等）［8-11］，在適宜的環境溫濕度條件下導致茶葉內的各種化學物質發生分解、氧化、聚合、轉化等復雜反應，并引起茯茶發花體系中生化成分的一系列動態變化［12-14］，為茯茶獨特品質風味和保健功效的形成奠定了重要物質基礎。

該研究對茯茶發花工藝中的內部影響因素（濕熱作用、微生物作用、酶促作用、生化作用）和外部影響因素（茶磚物料、發花烘房）進行綜述，對發花工藝存在的問題和研究趨勢進行總結，以期為實際生產中合理調控茯茶發花、提高茯產品品質和改良茯茶標準化加工工藝提供探索方向和參考依據。

1 發花工藝內部影響因素

茯茶發花的實質是優勢菌冠突散囊菌在適宜濕熱區域環境條件下生長繁殖的過程。在濕熱條件下，發花過程中存在著相互影響、相互促進的微生物作用、酶促作用、生化作用 等，是形成茯茶獨特品質風味和保健功效的關鍵工序之一。

1.1 濕熱作用

邵元元等［15］研究不同茶磚進烘含水率對發花進程的影響，結果表明茶磚進烘含水率直接影響金花菌的數量與茶湯的感官品質，保持適宜的茶磚進烘含水率為濕熱作用提供了保障條件。張亞等［16］利用食品級包裝材料對微型茯茶進行預包裝，再使用耐高溫高壓食品袋套棉塞封裝后用殺菌釜進行滅菌，為微型茯茶發花提供了良好的濕熱條件，確保了茶磚表面及內部均發花良好，而傳統茯磚茶僅內部發花良好，表面不發花，因此微型茯茶對發花期間區域微環境溫濕度的要求和傳統茯磚茶存在較大差異。

可見在適宜的外部溫濕度和氧氣含量的環境條件下，濕熱作用為生化作用和優勢菌冠突散囊菌的生長繁殖提供了基礎條件，在發花過程中起著重要作用。

1.2 微生物作用

發花過程中微生物種類和數量的動態變化、優勢菌對茯茶的參與作用及其作用機理是近期科研院所的研究熱點。何紅霞［17］對散茶發花過程中的微生物類群進行系統鑒定和研究，結果發現微生物類群中存在冠突散囊菌、黑曲霉、塔賓曲霉、青霉菌、枝孢菌等。劉石泉［18］對茯茶發花過程中微生物群落種類和結構進行研究，對發花過程中不同時間段真群落菌18S rDNA高變區進行擴增，并對真菌變性梯度凝膠電泳（DGGE）圖譜中條帶進行克隆測序和序列比對分析，結果表明茯茶發花不同時間段的優勢菌不相同，優勢菌種內還存在多種亞種或生態型。

伍金金等［19］研究涇渭茯茶發花過程中微生物的多樣性，結果表明涇渭茯茶發花前期霉菌菌群豐富，其中橘青霉為優勢菌，還有少量冠突曲霉、黑曲霉、互隔鉸鏈孢霉和芽枝狀枝孢霉等，發花第8天時橘青霉數量仍較多，還檢出少量肋狀曲霉和黑曲霉，發花第8天后冠突曲霉大量生長并逐漸成為優勢菌。

綜上可知，在茯茶發花的不同時期微生物具有豐富的多樣性，而且微生物的種類和數量也在發生動態變化，發花中后期的優勢微生物冠突散囊菌參與了茯茶發花過程中復雜的生化反應，它們的代謝作用改善了茶葉品質，還增加了多種代謝活性物質［1，20-21］，為茯茶獨特品質風味和保健功效的形成奠定了重要物質基礎。

1.3 酶促作用

蔡正安等［9］采用液體發酵培養法培養從茯磚茶中分離出的冠突散囊菌，研究結果表明粗纖維可在冠突散囊菌分泌的纖維素酶的作用下降解形成可溶性糖。丁婷［10］以陜西茯磚茶中提取的冠突散囊菌為菌種，在基礎固體培養基培養該冠突散囊菌并進行生物學特性研究，結果表明，培養到第5天時產淀粉酶的酶活力達到254.3 U/g，第6天時產脂肪酶的酶活力達到11.4 U/g，第7天時產中性蛋白酶的酶活力達到160.2 U/g、產堿性蛋白酶的酶活力達到117.8 U/g，第4.5天時產酸性蛋白酶的酶活力為22.6 U/g，該冠突散囊菌以產中性與堿性蛋白酶為主，第7天時酶活力達到最大值。

陳桂梅等［11］研究冠突散囊菌在不同培養條件下產纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶、果膠酶、脂肪酶的能力及其酶活性的動態變化規律，結果表明在液體培養條件下未檢測到脂肪酶，而纖維素酶、蛋白酶、淀粉酶和果膠酶的活性在發花過程中呈現一定的變化趨勢。何紅霞［17］還對散茶發花過程中微生物類群和酶活性（纖維素酶、果膠酶、淀粉酶、葡萄糖苷酶、蛋白酶和單寧酶）的動態變化規律進行研究，結果表明酶活力水平與微生物數量的動態變化關系密切，6種酶的酶活力都呈現由低到高的變化趨勢。

綜上可知，微生物作用和酶促作用在茯茶發花過程中是相互促進和影響的，它們為茶葉生化反應提供了物化動力。蔡正安等［9-11，17］的研究結果進一步說明了茯茶獨特品質風味和保健功效的形成與冠突散囊菌的酶促作用密切相關，在茯茶發花過程中伴隨著多種微生物（如冠突散囊菌、黑曲霉、青霉、白霉、細菌、酵母菌及其他微生物等）的生長繁殖，微生物之間還存在著抑制和被抑制的關系，在發花中后期逐漸成為優勢菌的冠突散囊菌在生長代謝過程中會分泌多種胞外酶（如多酚氧化酶、纖維素酶、果膠酶、淀粉酶等），并將茶葉中的多酚類物質、纖維素、果膠、多糖等大分子物質轉化成小分子物質，多酚類物質進一步發生氧化、聚合或降解等反應，游離氨基酸各組分組合和比例發生變化，纖維素、淀粉及多糖類物質發生水解生成更多的可溶性碳水化合物，并為冠突散囊菌自身的生長代謝提供碳源和能源。

1.4 生化作用

李適等［12］通過理化檢測和HPLC色譜方法，以黑毛茶為原料比較發花前后各主要化學成分含量的差異變化，并研究黑茶發花過程中冠突散囊菌對茶葉主要化學成分含量的影響，結果發現發花過程中茶多酚類物質、黃酮類物質、水溶性蛋白質、可溶性糖的含量分別減少了1675%、5.65%、22.77%、1073%，但水浸出物的含量變化不明顯；進一步采用HPLC的檢測方法對發花前后黑毛茶中的游離氨基酸、生物堿、兒茶素、有機酸類的組成和含量進行研究，結果發現在發花過程中游離氨基酸的總量減少了8862%，茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、酪氨酸的含量下降較劇烈，生物堿的含量呈上升趨勢，咖啡堿含量升高了8.55%，可可堿含量升高了11.76%，沒食子酸和簡單兒茶素的含量呈現升高趨勢，而兒茶素類成分總量和酯型兒茶素的含量呈現下降趨勢。

寧靜等［14］以云南大葉種曬青茶為原料制成輕壓曬青散茯、手筑曬青茯磚和機壓曬青茯磚，通過理化檢測和HPLC色譜方法研究曬青茶發花前后主要化學成分含量的動態變化規律，結果表明茶多酚、兒茶素、游離氨基酸、總黃酮、可溶性糖等含量都呈現不同程度的下降趨勢，酯型兒茶素含量下降達到顯著水平，咖啡堿、水浸出物含量增加不明顯，茶多糖、沒食子酸和花青素含量顯著增加。可見在適宜的濕熱條件下，微生物種類和數量的動態變化、酶活性的動態變化和各種復雜的生化反應是相互促進和影響的，它們之間的綜合作用影響著茯茶的整個發花過程。

李適等［12-14］對茯茶發花過程中的主要生化成分含量的動態變化進行了研究，發現茶葉內的主要生化成分含量均發生了劇烈復雜的變化，如茶多酚、游離氨基酸、可溶性糖、兒茶素、黃酮類物質等生化成分的含量都出現了不同程度的降低，水浸出物和咖啡堿的含量則沒有明顯的變化。

綜上可知，在茯茶發花的過程中，以茶多酚、游離氨基酸、可溶性糖和有機酸等為主的茶葉物質，以微生物分泌的胞外酶的酶促作用和濕熱作用為主要動力，在微生物體內代謝的協同作用下發生氧化、聚合、降解、分解或轉化等復雜反應，促使兒茶素和游離氨基酸的總量降低和組分改變、黃酮類物質含量減少、可溶性糖含量減少和有機酸含量增加等，這些生化成分含量的綜合變化和協調與茯茶發花程度的不同關系密切，為茯茶獨特品質風味和保健功效的形成奠定了重要的物質基礎。

2 發花工藝外部影響因素

發花烘房，也叫發酵房，為茯茶發花提供了適宜的環境溫濕度條件，是實施茯茶工業化和標準化生產中發花工藝的重要設施，其圍護結構與內部氣流組織會影響內部速度場和溫濕度場分布，影響茶磚內部的熱濕遷移狀況，最終影響并表現為茶磚區域性的發花差異。

2.1 茶磚物料

作為典型的非飽和多孔介質，茯茶固體茶葉骨架充滿了以液態水和蒸氣形式存在的水分，在復雜多變的發花過程中茶磚內部和空氣-茶葉界面發生熱量、質量、動量耦合傳輸過程，涉及的輸運過程由茶磚物料本身特點（含水率、密度、孔隙率、飽和度、滲透率等）和外部環境（圍護結構、溫濕度場、風速等）共同決定，涉及固相、液相、氣相耦合及濕分相變，受到茶磚內部熱濕遷移和外部發花環境共同作用［22］。

寧靜等［14］研究表明，壓制方法的不同（輕壓散茯、手筑茯磚和機壓茯磚）會導致茶磚的緊實度和水分散失速度不同，影響發花過程中的微生物種群組成、數量和優勢菌的生長及熱濕傳遞作用，并最終導致茶葉內生化成分分解、氧化、聚合、轉化等幅度不同。趙仁亮等［23-24］通過研究茶磚表面和內部的微生物演變規律來揭示冠突散囊菌形成的差異性，結果表明在發花過程中茶磚內部由于保水濕度較大而有利于微生物生長繁殖，導致茶磚表面和內部生化成分含量下降程度存在一定的差異，茶磚表面生化成分含量的下降幅度稍低于內部，這與環境條件和微生物活性存在一定程度的差異性關系。

2.2 發花烘房

白通通等［25-26］采用豎壁貼附送風的方式來研究冷藏庫內氣流場的分布特性和物品冷卻效果，結果表明不同氣流組織形式可以影響冷藏庫內流場分布和產品冷藏特性，豎壁貼附送風在相同的送風量下可以使冷藏庫內的溫濕度和氣流速度的不均勻系數降低，從而提高冷藏庫內空氣與貨物的換熱效率和能量利用率。

茯茶發花期間要求烘房內不同區域的溫度基本穩定（26～30 ℃），不同發花階段相對濕度呈遞減梯度變化（75%～50%）。在典型的春夏秋冬四季中室外氣象溫濕度晝夜發生變化，從而導致發花烘房圍護結構負荷發生動態變化，烘房圍護結構負荷和熱泵烘干機除濕負荷的變化也會對烘房內部氣流組織的均勻性產生影響，影響烘房內部不同區域溫濕度的均勻性［27-29］，從而影響茯茶發花的穩定性。

目前傳統發花烘房普遍采用高溫蒸汽管道組合散熱片來控溫控濕的設計方案［30］，該方案由電磁閥控制溫濕度，自動化智能化程度較低，人工操作難度較大，而采用空氣能熱泵烘干機組合均流板出風口的設計方案，可以達到對區域環境自動控溫控濕的目的［31-33］，該方案由PLC控制溫濕度，自動化智能化程度較高，還可以實現遠程監控和操作。

但是，發花烘房內部的空氣在熱浮力的作用下會形成從底部往頂部方向的層層熱羽流，并經頂部反射后回流形成一個區域性溫差帶，該溫差帶底部、頂部溫度高濕度低，中間部位溫度低濕度高，并且發花過程中茶磚內部水分散失產生的一定量的生物熱也會對烘房內部溫濕度的均勻性產生影響，最終影響茯茶發花的質量和穩定性。因此，為確保烘房內不同區域溫濕度的穩定性和均勻性，需要在綜合考慮室外氣象溫濕度的基礎上，對烘房圍護結構的特征、內部氣流組織的形式和熱泵機組的工作模式進行系統綜合研究。

3 總結與展望

茯茶發花過程中微生物的種類變化和演變規律也受多種因素的綜合影響，這種微生物的種類差異性和演變規律反過來又會對茯茶風味品質的形成產生重要影響。在發花過程中茯茶存在邊緣和中心部位的區域性發花差異，茶磚邊緣和中心部位存在一定程度的溫濕度和氧氣含量的差異，不同區域優勢微生物種群組成、結構和數量可能不相同，從而導致茶葉底物生化成分的氧化、聚合、降解、分解或轉化等幅度不相同，最終表現在發花時間的先后和冠突散囊菌分布的差異。

影響茯茶發花的因素有內部因素和外部因素，內部因素有濕熱作用，發花過程中各種生化成分的分解、氧化、聚合、轉化等復雜反應，微生物種類和數量的動態變化，酶活性的動態變化等；外部因素有茶磚物料、室外氣象溫濕度、烘房內部溫濕度和內部氣流組織形式等；茯茶發花過程中的外部因素也會在一定程度上影響內部因素，因此保證外部因素的穩定性是前提條件。

為進一步提高烘房內部不同區域氣流組織的均勻性和茶磚發花期間對溫濕度的需求率，改善烘房內部溫濕度垂直方向上的分層現象，確保烘房不同區域茶磚發花質量的穩定性，在綜合考慮生化作用、微生物作用和酶促作用的基礎上，需要進一步優化茶磚壓制方式和密度，提高烘房茶磚熱濕交換效率和內部氣流組織的均勻性和適宜性。發花過程中不同區域環境溫濕度的不同，會導致茶磚從環境中吸收的熱量和釋放的水蒸氣含量有所差異，從而反過來對區域環境的溫濕度產生影響，因此還需要進一步模擬和研究烘房內的熱濕空氣流動與傳熱效率。

參考文獻

［1］ ?劉仲華.黑茶化學物質組學與降脂減肥作用機理研究［D］.北京：清華大學，2014.

［2］ FU D H，RYAN E P，HUANG J A，et al.Fermented Camellia sinensis，Fu Zhuan Tea，regulates hyperlipidemia and transcription factors involved in lipid catabolism［J］.Food research international，2011，44（9）：2999-3005.

［3］ LI Q，LIU Z H，HUANG J A，et al.Anti-obesity and hypolipidemic effects of Fuzhuan brick tea water extract in high-fat diet-induced obese rats［J］.Journal of food and agriculture，2013，93（6）：1310-1316.

［4］ CHEN G J，XIE M H，WAN P，et al.Fuzhuan brick tea polysaccharides attenuate metabolic syndrome in high-fat diet induced mice in association with modulation in the gut microbiota［J］.Journal of agricultural and food chemistry，2018，66（11）：2783-2795.

［5］ 王茹茹，肖孟超，李大祥，等.黑茶品質特征及其健康功效研究進展［J］.茶葉科學，2018，38（2）：113-124.

［6］ 劉韋，張格超，李倩，等.涇陽茯茶中冠突散囊菌的鑒定及降脂作用研究［J］.食品安全質量檢測學報，2019，10（23）：7907-7914.

［7］ KANG D D，SU M，DUAN Y W，et al.Eurotium cristatum，a potential probiotic fungus from Fuzhuan brick tea，alleviated obesity in mice by modulating gut microbiota［J］.Food&function，2019，10（8）：5032-5045.

［8］ 張月，崔旋旋，劉英學，等.茯磚茶中冠突散囊菌的分離鑒定及其發酵工藝和生物活性研究［J］.食品與發酵工業，2020，46（22）：202-207.

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

［10］ ?丁婷.茯磚茶中“金花菌”的生物學特性及其產消化酶活性的研究［D］.西安：陜西科技大學，2012.

［11］ 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，2013，33（4）：306-310.

［12］ 李適，龔雪，劉仲華，等.冠突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.

［13］ ZHENG W J，WAN X C，BAO G H.Brick dark tea：a review of the manufacture，chemical constituents and bioconversion of the major chemical components during fermentation［J］.Phytochemistry review，2015，14（3）：499-523.

［14］ 寧靜，李健權，劉本英，等.云南大葉種曬青茶發花前后主要風味成分的變化研究［J］.茶葉科學，2021，41（2）：213-227.

［15］ 邵元元，李飛鳴，李一平，等.不同茶磚進烘含水率對復配桑葉茯磚茶發花效果及感官質量的影響［J］.中國蠶業，2017，38（1）：11-15，23.

［16］ 張亞，黃亞亞，韓卓瀟，等.微型茯磚茶加工及“金花”菌鑒定［J］.食品科技，2018，43（7）：116-122.

［17］ 何紅霞.“散茶發花”工藝微生物類群及其對茶葉品質形成影響的研究［D］.長沙：湖南農業大學，2012.

［18］ 劉石泉.茯磚茶金花菌及其相關微生物多樣性研究［D］.長沙：湖南農業大學，2014.

［19］ 伍金金，呂嘉櫪，胡 歆，等.涇渭茯磚茶發酵過程中霉菌的變化［J］.現代食品科技，2021，37（2）：79-86.

［20］ ?魏宗游，陸瑩霞，楊軍成，等.冠突散囊菌對貴州夏秋茶發花中真菌多樣性及品質的影響［J］.生命的化學，2021，41（6）：1189-1195.

［21］ 冉莉莎，劉寶貴，陳崇俊，等.“金花”菌分離鑒定及其對茯茶化學成分的影響［J］.輻射研究與輻射工藝學報，2021，39（5）：96-103.

［22］ 陳西林.茯磚茶發酵的熱濕傳遞特性與烘房氣流組織優化研究［D］.西安：西安建筑科技大學，2021.

［23］ 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.

［24］ 趙仁亮，胥偉，吳丹，等.黑毛茶不同產區發花對茯磚茶品質的影響［J］.食品科學，2017，38（21）：8-14.

［25］ 白通通，南曉紅，金寶紅，等.豎壁貼附送風改善冷藏庫內流場特性［J］.農業工程學報，2019，35（22）：331-337.

［26］ JIN B H，NAN X H，LIU L J，et al.Air distribution system suitable for tea brick fermentation process-Upward vertical wall attached ventilation［J］.Biosystems engineering，2020，198：235-247.

［27］ 寧旭昊.茯磚茶發酵、干燥工藝全周期能耗分析與節能特性研究［D］.西安：西安建筑科技大學，2020.

［28］ RHEE K N，SHIN M S，CHOI S H.Thermal uniformity in an open plan room with an active chilled beam system and conventional air distribution systems［J］.Energy and buildings，2015，93：236-248.

［29］ SHAN W Y，RIM D.Thermal and ventilation performance of combined passive chilled beam and displacement ventilation systems［J］.Energy and buildings，2018，158：466-475.

［30］ 紀曉明，周興長，黃亞亞，等.自動控溫節能型茯磚茶烘房：CN201120475518.2［P］.2012-08-15.

［31］ 胡歆，唐自強，張樂，等.一種新型茯茶發酵系統：CN201720125235.2［P］.2017-10-10.

［32］ 劉軍，吳耀森，李浩權，等.黑茶熱泵發花干燥技術研究及應用［J］.現代農業裝備，2019，40（3）：71-75.

［33］ 楊慶新，劉仲華，黃建安，等.一種智能控溫的散茶發花烘房控制系統：CN202010512896.7［P］.2021-09-07.