茯磚茶中冠突散囊菌及其代謝產物研究進展

劉子音 許愛清，2 李宗軍 王遠亮

（1湖南農業大學食品科學與技術學院·長沙·410128；2湖南科技大學生命科學學院·湘潭·411201）

茯磚茶是黑茶精加工的一種產品，其外形整齊如磚片，內質金花普茂，菌香濃郁，開湯后湯色紅濃、滋味醇厚、香氣純正，具有消食健胃的顯著效果，是生活在青藏高原、蒙古高原以及絲綢之路兩側的少數民族日不可缺的必備飲品[1，2]。與非發酵茶綠茶和半發酵茶烏龍茶相比[3]，茯磚茶屬于后發酵茶，是加工工藝最復雜、生產加工周期最長、工藝最獨特的黑茶類產品，獨具菌花香。茯磚茶通過其獨特的“發花”工藝，促使微生物優勢菌——冠突散囊菌生長繁殖，通過它們的代謝等作用使茶葉發生深度的良性生理生化變化，產生金黃色的閉囊殼，俗稱“金花”，邊區消費者歷來根據“金花”的質量和數量來判斷茯磚茶品質的優劣，并把它作為品質特征的標志[4]。除此以外，經過微生物發酵后，還可以增加許多微生物代謝活性物質及微生物菌體本身等多種有效成分。因此，開展茯磚茶中冠突散囊菌及其代謝產物的研究對于改善茯磚茶中茶葉品質及其解決其中可能存在的安全性問題都具有重要的意義。本文就前人對茯磚茶中冠突散囊菌及其代謝產物的研究進行綜述。

茯磚茶是以三級或四級黑毛茶為原料，經過一系列復雜工序而成，作為一種發酵型茶葉，微生物在制茶過程中的作用顯得尤為重要。目前有關茯磚茶中微生物種群類別的劃分很多學者都有做過研究。王志剛等[5]對茯磚茶中微生物種類的研究發現，茯磚茶中霉菌相的優勢菌是散囊菌屬的種類，冠突散囊菌是主要的，也是出現頻率最高的種類。

1 冠突散囊菌的適生條件

影響冠突散囊菌生長的因素很多，適當的水分、溫濕度、pH值和營養都是冠突散囊菌生長發育的必備條件。劉作易[6]在對茯磚茶金花菌生長條件的研究發現，茯磚茶金花菌——謝瓦氏曲霉間型變種生長的pH值范圍在3～6，最適生長pH值為5，最高生長溫度和最適生長溫度分別為38℃、30℃。有研究表明茯磚茶進入發花工序后，當磚坯溫度接近室溫時，濕熱作用會大大減弱，在這種溫、濕條件下，茯磚茶中優勢微生物冠突散囊菌可以大量繁殖[7]。有學者對茯磚茶金花菌生長過程中各種營養成分的利用情況進行了分析，研究結果表明在各種培養基中金花菌在M40Y上生長量最大，14d其產孢量很大。因為在M40Y中既有麥芽浸汁又有酵母膏，成分復雜，說明該菌對營養的要求是復雜的[8]。

2 冠突散囊菌對茯磚茶品質的影響

冠突散囊菌在磚坯內生長，它代謝產生的各種酶類，促進了茶葉中各種有機物質的有利轉化，并且金花越多，這種轉化就越好，使茯磚茶的湯色變為黃紅明亮，滋味甘醇可口。研究指出無論在營養豐富或營養簡單的培養基中培養的菌絲均富含各種氨基酸，幾乎包括了所有必需氨基酸，對改進茶葉風味也有一定作用[9]。此外，冠突散囊菌還能產生黃色閉束殼，在多種培養基上均能分泌水溶性褐色色素，這能增進茶葉湯色，產生濃郁香味，不僅能改進茶葉香氣的純正度，還可減少茶葉青草氣，對增進茯磚茶品質有良好效果[10]。王志剛、劉作易等[11]認為冠突散囊菌產生的各種酶類有利于茯磚茶原料中纖維素、果膠質、淀粉、蛋白質、脂肪、多酚類物質的分解，改善茯磚茶原有的品質。溫瓊英[12]將冠突散囊菌接種在以淀粉、單寧、葡萄糖為碳源的瓊脂培養基上，證明該菌能分解老茶中的淀粉和單寧物質，降低茶葉的苦澀味，使茶葉滋味醇和。

3 茯磚茶中冠突散囊菌代謝產物研究

冠突散囊菌在茯磚茶中生長，一方面吸收利用茶葉中的有效成分作為自身生長發育的營養，另一方面又通過自身的代謝，產生一系列有益于人體健康的各類小分子化合物，茯茶的特殊口感及功效和這部分物質的產生有著緊密的聯系。鑒于此類代謝物質對茯磚茶品質的特殊影響，有關茯磚茶中散囊菌代謝產物的研究一直以來都是國內外學者研究的熱點領域。Ansari[13]研究發現匍匐散囊菌能產生中性蛋白酶，中性蛋白酶作為一種內切酶，可水解各種蛋白質，在一定溫度、pH值下，將大分子蛋白質水解為氨基酸產物。Mondal[14]研究了謝瓦散囊菌產生的多聚半乳糖轉移酶和纖維素酶的活性，這些酶類在茶葉發酵過程中主導著物質的轉化，對茶葉的品質形成有極其重要的作用。Ishikawa[15，16]從謝瓦散囊菌的培養物中分離出謝瓦散囊菌的代謝產物Flavoglaucin及其衍生物，經研究發現Flavoglaucin及其衍生物均有不同程度的抗氧化作用，由此可見散囊菌的存在可能對于保持磚茶的品質，延長貯存時間，延緩氧化劣化上起著重要作用。苯甲醛衍生物AG和FG是散囊菌屬特有的代謝物，其中AG的生物合成途徑是多酮和類萜途徑的合并，而FG則是AG的側鏈三烯被還原后的產物，AG和FG都是苯甲醛衍生物類抗氧化性色素[17]。王華夫[18]等用氣相色譜分析了茯磚茶在發花過程中的香氣組成和不同誘發劑對茯磚茶香氣組成的影響，結果表明幾乎所有的醛酮類化合物和2，5-二甲基吡嗪、2，6-二甲基吡嗪等雜環化合物的含量都隨茯磚茶發花進程而增加，由此可見醛酮類化合物和雜環化合物的含量的增加與冠突散囊菌的代謝活動有著一定的聯系。倉道平在對茯磚茶中兒茶素組分變化趨勢研究發現在微生物的酶促氧化和濕熱作用下兒茶素會水解轉化和自動氧化。

湖南農業大學在對茯磚茶發花過程中的優勢菌——冠突散囊菌進行的一系列實驗中發現，冠突散囊菌發酵液與茯磚茶、綠茶、茶多酚復合物相比較，能更好的提高胃蛋白酶、胰蛋白酶、淀粉酶的活性，并能抑制脂肪酶的活性。而茶葉中主要活性成分茶多酚的總量也有了顯著的變化，這極有可能是由于冠突散囊菌自身代謝產生了活性更強的物質。研究顯示，后發酵茶比綠茶具有更高的生物活性，茶中的超動感物質經微生物代謝后能產生生物活性更強的物質[19，20]。同時有研究表明，冠突散囊菌吸收利用茯磚茶中的茶多酚后可能分泌產生了三種生物活性更強的物質：一是兒茶素的衍生物，其中以其糖苷化、硫酸化及甲基化等衍生物為主要存在形式，具有清除自由基的能力；二是兒茶素氧化聚合物，即茶色素，與綠茶和黑毛茶相比較，茯磚茶中的茶多酚、茶褐素的含量相對較高，這可能與茯磚茶冠突散囊菌代謝過程中產生的兒茶素氧化聚合物有關，兒茶素氧化聚合物具有比兒茶素單體更優異的生物活性[21]。三是兒茶素和有機酸形成的絡合物，這對于茯磚茶滋味、香氣、色澤的形成起著重要作用，存放多年的老茶，回味略帶酸味，說明微生物代謝產生了較多的有機酸類物質，這也是黑茶有別于其他茶類的特點之一。

4 冠突散囊菌毒理性研究

我國自上世紀六十年代起，就率先開展了黑茶品質化學成分方面的研究，并于八十年代中期建立了我國第一批茶葉品質國家標準，即“茯磚茶”、“黑磚茶”和“花磚茶”的國家標準，國標的建立對于保障茶葉生產的安全性具有積極的作用。金花菌在外觀上很像黃曲霉，在早期的研究中曾有人把金花菌誤認為黃曲霉，由于黃曲霉毒素B1具有致癌作用，給人們的心理上造成了緊張和恐慌，特別是后來又有報道宣稱[22，23]，牧民在長期飲用茯磚茶后可導致中毒現象，愈加引發了消費者對于茯磚茶及其冠突散囊菌安全性問題的擔憂，因此開展對茯磚茶中微生物的毒理性研究顯得既重要又迫切。目前應用于微生物毒素檢測的方法很多，有物理及化學方法，如高效液相色譜法、氣相色譜法、薄層色譜法等[24～26]，還有免疫學方法例如酶聯免疫吸附試驗(ELISA)[27～29]和生物學的檢測方法，包括皮膚毒性實驗，致嘔吐實驗，種子發育實驗等[30]。1987年湖南農學院張海蓀等做了茯磚茶發花的安全性實驗，取茶汁飼喂小白鼠，結果并不引起小白鼠發病，也不會引起肝細胞中毒，說明茯磚茶對人體是安全的。肖文軍[31]等研究了速溶茯茶對小鼠與大鼠的毒理特性，表明茯茶對雌雄大鼠無明顯毒副作用，屬實際無毒物。1994年王志剛[32]用鹵蟲生物法對冠突散囊菌進行毒性實驗，在蔗糖酵母浸汁培養基上培養，結果10株冠突散囊菌菌體提取物均未發現明顯產毒，從而進一步證實了冠突散囊菌無毒。目前，有關冠突散囊菌安全性的研究主要集中于對菌體本身，而對于其代謝產物的毒理性研究相關的報道并不多見，其代謝產物組分的復雜性也給相關研究帶來了一定困難。

5 展望

微生物在改善茶葉品質，提高茶葉綜合利用方面的作用已得到了廣泛的證實，可以預見在今后的發展過程中微生物學在茶葉領域中的應用勢必也將更加廣泛，同時我們也不能回避兩者結合而引發的人們對于茶葉制品及其發酵菌安全性問題的擔憂，這一問題解決的好壞將直接影響到整個行業的發展。茯磚茶作為一種完全發酵茶，其發酵菌組成復雜，多年來眾多學者一直致力于茯磚茶中微生物特別是其優勢菌冠突散囊菌安全性問題研究，以期闡明茯磚茶的功能價值和安全性等人們關注的焦點問題。然而目前有關冠突散囊菌毒理性研究還主要集中在菌體方面，對于冠突散囊菌代謝物的種類、理化特性、生物活性功能和食用安全性研究的報道還不是很多，此前報道的Anke[33]在對灰綠曲霉群的種類產生的蒽醌類代謝產物作調查時，發現冠突散囊菌產生的一種蒽醌類產物對革蘭氏陽性細菌有強的抗性作用，但也不夠全面。我國學者僅有王志剛曾關注過茯磚茶中散囊菌次級代謝物的安全性問題，并呼吁進一步研究散囊菌的產毒問題。因此，在今后的研究過程中應加強對冠突散囊菌代謝產物毒理性特別是蒽醌類衍生物、苯甲醛類衍生物等代謝產物毒理性方面的研究，以期從冠突散囊菌在茶葉基質中代謝產物的角度對茯磚茶及其冠突散囊菌的安全性評價做更為深入的研究。

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