湖北省茶叶绿色生产模式,涵盖茶叶品种、栽培、土壤、植保、加工、营销、品牌等各个领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学为指导思想,集成生物技术,为复兴国茶产业而努力。
微生物制剂是一类作为特殊用途的微生物菌种及其代谢产物的总称。因为微生物的繁殖代谢,产生各种酶、抗生素、氨基酸等多种物质,在肥料、饲料、生物降解、生物防治、酶制剂、生物激素等方面得到广泛应用。无论是历史悠久的黑茶、少数名族的酸茶,还是民间传统发酵型红茶菌饮料,均表明微生物在茶叶中的存在和利用由来已久。茶叶中含有氨基酸、糖类、矿物质、维生素等多种微生物生长所需物质,茶叶中的糖苷类香气前体物质极易在微生物作用下发生分解和利用。随着茶叶制作工艺中的优势菌被大量分离和鉴定,微生物作用机制和茶叶品质关系的逐渐明晰,越来越多的研究人员以茶叶为基质,人工接种特定的微生物制剂,旨在缩短加工周期、促进茶叶品质改善。
微生物与茶叶成分的互作方式主要有两种途径:一种是微生物酶制剂,即利用人工诱变微生物高效分泌的胞外酶,分解茶叶中的有效成分;另外一种是微生物发酵剂,即微生物本身繁殖将茶叶成分转化。本文从微生物酶制剂和微生物发酵剂两个角度阐述微生物制剂对茶叶香气的提升作用。微生物发酵剂在茶叶中发现和利用较广泛的微生物主要是霉菌、细菌、酵母菌三类。从传统制茶工艺或环境中人工分离筛选的微生物菌种进行纯培养后,可直接用于茶叶发酵。01霉菌类1冠突散囊菌(Eurotiumcristatum)冠突散囊菌又名金花菌,是中国传统发酵黑茶———茯砖茶中的优势菌,是金花形成的主要原因。研究发现,从酱香大曲中分离筛选得到冠突散囊菌,具有产花香和果菜香的能力,醇、酮和呋喃类是其主要的呈香载体物质。从茯砖茶中分离纯化得到的冠突散囊菌,液体发酵时产生浓郁的菌花香。
除了应用于黑茶发酵以外,通过人工接种分离纯化的冠突散囊菌,可以有效改善大宗绿茶和红茶的香气,发酵后的红茶、绿茶对比原料,均新增苯甲酸甲酯、异佛尔酮、对甲氧基苯乙烯、对乙基苯甲醛、香叶酸甲酯、3,4二甲基苯甲酸甲酯6种物质。以炒青绿茶作茶坯,接种冠突散囊菌所得黑散茶香气纯正带菌花香且滋味醇爽。
冠突散囊菌发酵绿茶,所得茶汤具有独特且浓郁的菌花香,发酵后芳樟醇及芳樟醇氧化物、苯乙酸甲酯、α-松油醇、反式-2-癸烯醛、α紫罗酮等呈香物质较发酵前成倍增加。另有新工艺的研究表明,利用冠突散囊菌开发“金花大红袍”,既保留了传统大红袍的岩韵又增加了菌花香风味,利用冠突散囊菌开发“金花白茶”具有独特的菌花香等。
2根霉(Rhizopus)研究发现,人工接种少根根霉发酵普洱茶,香气成分中甲氧基苯及其衍生物含量增高,表现为陈香浓郁。日本根霉菌接种发酵普洱茶,发酵后挥发性香气物质中的萜烯醇类化合物和酯类化合物都有所减少,但出现了具有甜花香和焦糖香的烯酮类香气物质。
通过在发酵初期,向高含水率的普洱茶施加日本根霉,有助于普洱茶的花香形成和保留。乌龙茶经由日本根霉菌发酵后,酮类和酯类化合物有所减少,萜烯醇类化合物则是大幅度增加,特别是呈花果香的芳樟醇及其氧化物等香气物质大量出现。
3曲霉(Aspergillus)在普洱茶发酵工艺中,将臭曲霉、杂色曲霉、米曲霉和泡盛曲霉单独接种于灭菌处理的晒青毛茶,均能代谢产生呈普洱茶陈香的甲氧基苯类化合物。臭曲霉产生的此类化合物的种类为9种,总相对百分含量高达23%,主要成分1,3-二甲氧基苯占14.7%,远高于其它菌种。
黑曲霉和泡盛曲霉均能产生3种甲氧基苯类化合物,米曲霉产生2种,杂色曲霉产生1种。利用黑曲霉、米曲霉、泡盛曲霉和灰绿曲霉固体发酵普洱晒青毛茶,也能产生大量的甲氧基苯类化合物,其中,普洱茶特有的特征香气成分之一的1,2,3-三甲氧基苯的含量最高。
另有研究发现人工接种黑曲霉发酵普洱茶,醇类香气物质大幅度增加,表现为陈香透花果香或浓郁的蘑菇香。人工接种灰绿曲霉发酵普洱生茶(散茶、饼茶、芽茶),茶汤具有茉莉花香。红曲霉发酵剂发酵的普洱茶具有米曲香的特点。
4其他霉菌绿色木霉发酵的普洱茶的萜烯醇类化合物及其衍生物含量最高,香型以陈香为主透花木香。产黄青霉菌发酵普洱茶,香气甜浓。
02细菌类1芽孢杆菌(Bacillus)芽孢杆菌是普洱茶发酵后期的优势菌,芽孢杆菌产香在酒类酿造中运用较多。有研究表明利用产酱香枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)作为发酵菌种制备发酵液提取液,可以生产具有酱香风味的红茶制品。利用从酱油、泡菜、豆瓣酱等韩国传统发酵食品中分离的芽孢杆菌菌株,可用于制备特殊优良风味的发酵绿茶。
2乳酸菌(Lactobacillus)乳酸菌是传统酸茶制品发酵过程中的代表优势菌,能产生3-己烯基丁酯、丙酸芳樟酯、冰片烯、β-香茅醇、邻苯二甲酸二异丁酯等多种普通茶类中非常见的挥发性香气成分,是形成酸茶香气独具一格的主要原因。
铁观音浸提液经植物乳杆菌发酵能增加较多的醇类和酯类等挥发性风味成分,感官上兼有茶香和乳酸菌发酵香气。经由植物乳杆菌发酵制备的红茶饮料,特征香气物质如庚醛、β-紫罗酮、β-大马烯酮、植物醇等含量增加,大大丰富了红茶的主体香气。
与此同时,发酵后的香气物质种类由18种增至29种,其中,发酵典型酸香物质--乙酸出现,另外新增具有紫丁香味β-松油醇,呈肉桂蜜香的肉桂酸乙酯及呈果香的异戊酸香叶酯,这些物质协同作用使发酵红茶饮料香气更加馥郁。此外,乳酸菌还可以用于直接发酵夏秋茶鲜叶,制备酸香显著的发酵红茶饮料。
3酵母菌(Yeast)从普洱茶传统发酵过程中的精选优势酵母菌对晒青毛茶进行单菌发酵,芳樟醇、α-萜品醇、橙花醇、橙花叔醇、2-羟基-2-丁酮、水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯、十六碳醛等香气物质明显增多,表现出强烈的花香,另外,新增2,3-丁二醇等呈酒香的物质。
酿酒酵母发酵的普洱茶中茶萜烯醇类化合物及其衍生物与甲氧基苯及其衍生物含量都比较高,陈香较显。利用人工筛选的近平滑假丝酵母发酵制备高γ-氨基丁酸普洱茶,不仅具有传统普洱茶的陈香,且发展出较明显的乳酪香和甜香。从普洱茶渥堆样中筛选纯化5种优势酵母,分别纯菌接种发酵普洱茶后发现,部分菌株能促使普洱茶产生愉悦的甜香和花香。
在黄茶的焖黄工艺中外接酵母菌,香型由原有的锅巴香转变为鲜甜香,除了与普通黄茶相同的43种香气成分以外,新增了63种特殊香气成分,约占香气物质总量的40.29%,含量较高的有二乙基乙酸(7.09%)、(Z)-3-己烯(2.59%)、(Z)-2-庚烯醛(2.28%)等。
由于酵母能利用糖产生酒精,不少研究人员以茶叶为基质利用酵母发酵转化制备茶酒。在绿茶发酵酒的制备过程中,苯乙醇、癸酸乙酯等特征性绿茶香气成分随着发酵进行不断降低,而乙醇、异戊醇、异丁醇、苯乙醇等醇类物质含量升至总香气成分的77.88%,发酵酒因大量醇类物质的积累而显示浓重酒香。
随着进一步陈酿,酯类物质的相对含量逐渐升高,呈蜜香花香的月桂酸乙酯,呈花果香和白兰地酒香的辛酸乙酯,呈强烈的果香和酒香的正己酸乙酯,呈新鲜果香的乙酸异戊酯,呈苹果和菠萝香的棕榈酸乙酯等物质,进一步丰富了酒体香气的饱满度。
4复合菌种发酵利用分离纯化的冠突散囊菌复配黑曲霉混合发酵绿茶,混菌茶汤发酵液爽口甘厚,既有茶香,又有菌花香和甜香。信阳红茶经过黑曲霉、青霉、酵母的复合优势菌种发酵,香气浓郁,具有优质陈年红茶的品质。
利用纯化的复合菌种(2种黑曲霉、1种米曲霉、1种毛霉)发酵普洱毛茶,所得成品茶香气馥郁,香气成分在总挥发性物质中的比例从55%增加到90%,烯烃类和酯类的相对含量明显增加,且含有萜烯类香气物质和甲氧基苯及其衍生物。
利用青霉、黑曲霉和根霉按1∶1∶1比例制得的发酵剂用于普洱茶发酵,发酵周期短,且香气优于对照。人工接种黑曲霉、青霉和酵母混合固态发酵普洱茶,不仅能保持自然渥堆发酵普洱茶的感官品质风格,其香气甜陈浓郁,优于自然发酵组。
当然,混菌发酵并非菌种越多越好,有报道称利用黑曲霉复合米曲霉、黑曲霉复合臭曲霉、5菌复合组(含黑曲霉、米曲霉、臭曲霉、杂色曲霉、泡盛曲霉)接种于晒青毛茶用以渥堆发酵,渥堆25d后,前两种处理菌产生1,2,3-三甲氧基苯或1,2-二甲氧基苯等普洱茶特征香气成分,而5菌复合处理未检测到挥发性化合物。
用于茶叶提香的微生物不局限于自然状态下参与茶叶发酵的优势菌,也包括来自非茶类发酵工艺或环境中微生物,随着食品制备工艺中微生物不断被发现、分离、鉴定,未来可以作为发酵剂或酶制剂的微生物资源会越来越丰富。
微生物除了作用于茶叶以外,还可以直接接种发酵茶浓缩液、茶鲜叶、茶饮料。茶制品经过微生物发酵后,差异化的感官品质得到极大的体现,研究开发微生物制茶工艺对开发特色风味的茶叶新品,解决中低档茶滞销和茶叶的综合利用具有积极意义。
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