


關鍵詞:海南大葉種;黑茶;冠突散囊菌;金花菌;茶葉加工
中圖分類號:TS272.4 文獻標識碼:A 文章編號:1000-3150 (2025) 01-80-6
海南大葉種來源于海南省五指山地區,是海南島特有的茶樹品種之一,目前已是海南主要種植茶樹品種之一。近年來,海南省農業科學院與云南農業大學等單位的聯合研究成果《五指山大葉種茶基因測序結果報告》揭示了海南大葉種與其他茶樹品種間的次生代謝產物存在顯著差異,同時報告建議將海南大葉種確立為海南獨有新茶種,從原先歸屬的普洱茶(Camellia" "sinensis var.assamica)命名為新種(Camellia hainanensis Sheng)[1]。以海南大葉種為原料制成的紅茶具有豐富的內含物質,具有“甜醇、滑、協調”“蜜香”的獨特品質特征。
當前海南大葉種的種植產區約為2667hm2,地跨海南中部山區的五指山市、瓊中縣、白沙縣、保亭縣等4市(縣),茶產業為地方農戶、茶企貢獻了2億元以上的年產值[2],是中部山區為數不多的高附加值農業項目,充當著鄉村振興的明星產業角色。然而目前茶產業仍存在夏季茶青資源利用率低、特征品質有待挖掘、產品種類亟待開發等產業技術問題。因此,深化茶葉資源的開發利用是一項必要的長期系統性措施。
根據海南大葉種茶樹鮮葉內含物質豐富的特點,分析認為其除了適制紅茶、綠茶外,同樣適制黑茶。由于海南的茶樹品種、空氣濕度、微生物種群等環境與湖南安化、廣西六堡等傳統黑茶產地有明顯差異,需要進一步探索海南環境下的黑茶加工參數及品質評價。為優化海南大葉種所制散茶在海南環境下的發花工藝,本文首先對金花菌在茶坯中正常繁殖或茶坯污染的關鍵因子進行探究,以期推動海南大葉種黑茶加工技術發展,拓展海南大葉種茶的消費市場。
1黑茶散茶發花工藝概況
黑茶屬后發酵茶,也是六大茶類中真正意義的微生物發酵茶,其中“發花”是品質形成的關鍵工序,冠突散囊菌產生的金黃色閉囊殼(俗稱“金花”)的數量和質量是判斷品質優劣的重要指標。黑茶不僅可以補充日常飲食中所缺少的礦物質、維生素、氨基酸等營養成分,而且能夠促進消化,降脂減肥,生津止渴,滿足人們對健康飲食的需求[3-7]。
由于加工工序繁雜,傳統黑茶加工從原料到成品需20d以上,且壓制成磚后,茶磚內部的微生物生長不易調控,無法直接觀測到是否出現雜菌污染,而抽樣質檢也不能確保該批次所有磚茶質量合格。為了保障茶葉產品的質量安全,維護消費者的身體健康,“散茶發花”技術應運而生[5]。
2008年,“散茶發花”技術理論被提出,可以將不同種類、不同等級的任意茶葉原料在可控的溫濕度條件下實現“發花”[8]。該研究在保證黑茶基本風味的基礎上縮短了發花周期,提高了生產效率。黃浩[9]采用人工接種金花菌至散茶,控制與發花相關的環境條件,即茶坯含水量、發花空氣濕度、發花溫度等,使發花所需時間由傳統的12d縮減至5d,得到了散茶發花加工過程中的最佳工藝參數。其成品散茶具有金花茂密、色澤金黃、湯色紅橙明亮、滋味醇和、菌花香濃郁、葉底黑褐明亮的品質特征。常秋[10]在黃浩建立的散茶發花工藝基礎上,通過單因素試驗優化散茶發花過程中茶坯含水量、接種比例、發花溫度、相對濕度4個因素,根據感官評價,確定散茶發花的最佳工藝為:茶坯含水量26%,接種量1∶45,培養溫度24℃,相對濕度68%。通過這個工藝制得的散茶茶條緊結、顏色黑褐、金花茂盛;沖泡后,湯色金黃明亮、菌花香濃郁、滋味醇和、葉底黑褐。同時,在黑茶生產過程中適量添加茶梗有利于控制茶磚的疏松度,為冠突散囊菌提供氧氣,因此,在黑茶的發酵過程中進行固態發酵干擾有利于提高體系中的氧氣含量,可以加快好氧性真菌冠突散囊菌對基質的氧化分解,產生更多的代謝產物。
2材料與方法
2.1試驗材料
海南大葉種所制紅茶,購自五指山袍隆扣茶產業有限公司;用于發花的發酵劑(CICC冠突散囊菌),課題組自制。
2.2試驗方法
2.2.1試驗時間及地點
試驗開展時間為2023年7—12月,試驗地點為五指山市水滿鄉的五指山袍隆扣茶產業有限公司制茶車間發酵室。
2.2.2檢測方法
微生物數量測定參考國家標準《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》(GB4789.2—2016),茶葉含水量測定參考國家標準《茶水分測定方法》(GB5009.3—2016)。
2.2.3散茶發花工藝流程
海南大葉種茶散茶發花工藝流程大致為:毛茶→滅菌→汽蒸→接種→發酵。
2.2.4正交試驗設計
正交試驗的因素水平設計參考了項目組前期試驗結果和前人相關文獻[8-10],以15d為試驗時長,以孢子數和污染面積為主要指標,以茶坯溫度為輔助分析指標。由于微生物發生對數生殖較早,茶坯升溫較快,平均茶坯溫度采用2~5d的數據。為了能夠使加工參數更好地實現產業化,試驗對象采用了厚茶坯和薄茶坯對照。綜上,設計4因素3水平共9組正交試驗(表1)。
3結果與分析
3.1試驗過程中茶坯的變化
分別選擇茶坯中孢子繁殖最理想和雜菌污染最嚴重的2個處理,觀察茶坯的變化。根據表2可知,孢子繁殖最理想的處理(第1組,試驗參數:環境溫度26℃、環境濕度55%、茶坯濕度26%、厚茶坯通氧)中基本沒有雜菌污染(圖1),并且前2~5d的茶坯溫度平均值為29.6℃。在雜菌污染最嚴重的處理(第4組,試驗參數:環境溫度28℃、環境濕度55%、茶坯濕度30%、厚茶坯不通氧)中,孢子數有別于生長良好的組別,在前5d沒有快速生長,但是污染面積從第一天開始就迅速擴大(圖2),并且前2~5d的茶坯溫度的平均值為34.6℃。
3.2正交試驗結果
對正交試驗結果(表3)進行分析,由極差值R1可知,茶坯規格及含氧量對冠突散囊菌繁殖數量影響最大,各因素影響大小依次為D(茶坯規格及含氧量)gt;C(茶坯濕度)gt;B(環境濕度)gt;A(環境溫度),最優發酵條件為A2B1C1D1,即環境溫度28℃、環境濕度55%、茶坯濕度26%、厚茶坯通氧的處理組合。
由極差值R2得知,茶坯規格及含氧量對污染面積影響最大,各因素影響大小依次為D(茶坯規格及含氧量)gt;C(茶坯濕度)gt;A(環境溫度)gt;B(環境濕度),最優發酵條件為A2B2C1D1,即環境溫度28℃、環境濕度65%、茶坯濕度26%、厚茶坯通氧的處理組合。
3.3茶坯中冠突散囊菌種群繁殖影響因素
在后發酵茶類加工中,促使茶坯的早期優勢菌群發展是技術關鍵之一。在冠突散囊菌生長較好的組別(第1組)中,茶坯規格及含氧量對冠突散囊菌數量影響最大。茶坯溫度在微生物活躍的前5d升溫較慢且不超過31℃,表現最好的前3組別不超過30.3℃,從第三天開始菌群較為明顯地擴大(達到7.2×104CFU/g),并且污染面積占比在前5d為0,直到完成發酵流程后也基本為0。
冠突散囊菌適宜在溫度28℃、氧氣含量充足、適當水分、富含各類營養有機物和無機物的環境下迅速繁殖生長,對比污染面積較大的組別,當茶坯環境適宜的時候——維持室內溫度28℃、室內濕度55%、茶坯濕度26%、含氧量21%的環境下,冠突散囊菌與雜菌的種群從環境中的獲利較為平等,而此時冠突散囊菌利用接種后的種群優勢(在主要產區的生產環境中也有此優勢)能夠比雜菌更快地擴大并占據生存空間。而當茶坯溫度較高及通氧環境較差時,目標菌種與雜菌的生長環境則不平等,即使前者有暫時的種群數量優勢,雜菌也會利用缺氧、潮濕、高熱的環境迅速繁殖,并利用自身生理化學作用加速讓目標菌失去適宜環境,從而占據生存空間并取得優勢。總之,目標菌與雜菌存在抑制與被抑制的關系。
3.4茶坯中雜菌污染影響因素
同樣地,在茶坯的早期微環境中阻斷雜菌擴大成優勢種群也是技術關鍵之一。在污染面較大的組別(第4組)中,茶坯規格及含氧量對污染面積影響最大,最優發酵條件為環境溫度28℃、環境濕度65%、茶坯濕度26%、厚茶坯通氧處理。茶坯溫度在前5d升溫很快,達到了35℃左右,從第一天開始就有明顯的污染面積擴大,在第五天占比就達到了33.10%。
已知茶坯中的目標菌種與絕大多數雜菌的生長適宜環境略有不同[8],但對基質的碳氮源、糖、礦物質、水分等的需求則是類似的。因此,如果在前1d不能保障目標菌種的適宜環境,則其種群擴大的速度會遠遠低于雜菌,直至生存空間完全被擠占。當污染面積超過5%時,說明發酵條件已經惡化,雜菌種群將會持續擴大,若不采取有效措施任其發展,則發酵基本失敗。
3.5散茶發花環節中的監測管理技術
當操作不當致使部分茶坯含水量偏高,達到30%以上,茶坯過于緊結時,在物理上阻礙了茶坯間的空氣流動和氧氣輸送,透氧能力將會降低(含氧量最初常為19%),營造了厭氧環境;之后在雜菌的濕熱動力、酶促反應下,加速茶坯內升溫并難以散熱,營造了較高溫菌類的適宜環境(溫度達到31~37℃,含氧量持續下降至17%以下),由此雜菌開始快速繁殖。因此可以得知,茶坯濕度高及導致的含氧量低是污染的直接觸發條件,可以將維持茶坯濕度在26%作為主要的調控手段,將茶坯溫度低于31℃作為主要檢測指標。
4小結與討論
試驗確定了適宜冠突散囊菌繁殖的環境條件,在室內溫度28℃、室內濕度55%、茶坯濕度26%、茶坯含氧量21%的環境下,同時營養水分充足,并且厚茶坯未能使雜菌驅動濕熱酶動力時(茶坯溫度低于31℃),冠突散囊菌能在2d內迅速繁殖生長。而當茶坯溫度較高(高于31℃)及通氧環境較差(含氧量低于17%)時,通常雜菌會在1d內迅速成為優勢種群。
生產中為盡量創造適宜冠突散囊菌繁殖生長的條件,對室內環境、茶坯內微環境的調控應貫穿整個生產和儲存周期,并建立監測機制,可以孢子數(自24h之后應呈上升趨勢)、茶坯溫度(不應高于31℃)作為主要指標,茶坯濕度(不應高于26%)作為次要指標進行監測和調控。當污染面積超過5%時,說明發酵條件已經惡化,雜菌種群將會持續擴大,若不采取有效措施任其發展,則發酵基本失敗。
結合產業化的需要,即以茶坯繁殖大量冠突散囊菌和基本無污染為技術目標,確定在五指山市水滿鄉環境下的散茶發花最優工藝參數為:室內溫度28℃、室內濕度55%、茶坯溫度31℃以下、茶坯濕度26%、輔以通氧措施。發酵完成的茶葉金花茂盛、金黃、顆粒飽滿,發酵15d孢子數達到58.8×104CFU/g,并且雜菌污染面積占比控制在0.1%以下。