冠突散囊菌分離純化及其發酵烏龍茶工藝研究

李 花,劉建福*,余宇瀟,楊道茂,劉華明

(1.華僑大學園藝科學與工程研究所,福建泉州 362021;2.泉州市帝福生態農業有限公司,福建泉州 362400)

冠突散囊菌是散囊菌屬的一種真菌,俗稱“金花”,是目前廣泛應用于發酵茶葉(如茯磚茶葉)發花工藝中的一種真菌,在我國多數地區發酵茶品類中均被分離鑒定為優勢菌種[1],其發花情況會顯著影響茶葉的品質,具有減肥[2],提高胃腸蠕動,調節代謝,調節血脂等多種保健功效[3],其保健功能在其他茶葉中的探索目前仍較少。筆者研究冠突散囊菌在發酵烏龍茶中的接種條件、生長條件及接種后的品質變化,用以驗證烏龍茶接種冠突散囊菌發花工藝流程。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗所用茶葉為烏龍茶(安溪鐵觀音),購自安溪縣某茶葉公司。冠突散囊菌分離于湖南益陽龍嶺黑茶有限公司產茯磚茶。用粉碎機將茯磚茶粉碎后,過80目篩,收集留下“金花”粉末,加蒸餾水制成菌液[4]。

1.2 設計方法

1.2.1烏龍茶發花工藝流程。選擇原料→調節含水量→汽蒸→降溫→接種→控溫控濕發花→烘干干燥→成品[5]。通過該流程控制含水量與接種量測得在相同環境溫度下最佳含水量與接種量。

1.2.2烏龍茶發花含水量試驗。將24份烏龍茶每份稱量30 g,每4份設為1組,共6組。調節烏龍茶含水量分別為25%、28%、30%、35%、40%和50%。烏龍茶放入高壓滅菌鍋于121 ℃汽蒸5 min軟化莖桿。汽蒸后烏龍茶自然降溫至室溫時開始接種。接種后的烏龍茶放入人工氣候室內,溫度調至28 ℃,濕度設置為75%,觀察烏龍茶發花情況,最終以原料的發花效果確定最佳含水量。

1.2.3發花烏龍茶接種量試驗。將24份烏龍茶每份稱量30 g,每4份設為1組,烏龍茶調節含水量放入滅菌鍋于121 ℃汽蒸5 min,使其莖桿軟化,將汽蒸后烏龍茶降溫至室溫時接種。接種量設定0.05%與0.10%,將茯磚茶搗碎過80目篩,將過篩后的金花菌粉末按照接種量接種,將接種后的烏龍茶放入人工氣候室內調至28 ℃,濕度設置為75%,最終以烏龍茶發花情況確定最佳接種量。

1.3 測定方法含水量測定參照GB 5009.3—2016[6];茶多酚含量測定采用酒石酸鐵比色法,參照GB/T 8313—2002[7];咖啡堿含量測定參照GB/T 8312—2013[8];茶氨酸含量測定采用高效液相色譜法,參照GB/T 23193—2017[9]。

2 結果與分析

2.1 烏龍茶發花含水量的確定在試驗過程中觀察可知,烏龍茶發花過程中可見明顯的冠突散囊菌變化。由表1可知,當含水量處于較低水平(25%～28%)時,冠突散囊菌生長緩慢甚至不生長。在含水量為25%時冠突散囊菌幾乎觀察不到生長,在第5天發現少量黃色顆粒狀冠突散囊菌,數量較少,肉眼觀察黃色不明顯;在含水量為28%時可明顯觀察到冠突散囊菌的生長,在第3天即有少量白色菌絲與淡黃色的菌落出現,在第4～5天觀察到明顯的冠突散囊菌黃色閉囊殼;6～7 d黃色顆粒均勻分布,數量稍有增加。當含水量增加時,可明顯觀察到冠突散囊菌生長明顯增多。當含水量為30%～35%時,從3 d開始可觀察到明顯的黃色菌落與白色菌絲,第4天即可觀察到明顯的黃色閉囊殼,含水量為30%～35%時,冠突散囊菌生長最為茂盛,且無雜菌污染。當含水量增加至40%～50%時,前3 d可觀察到明顯冠突散囊菌生長,但第5天開始出現霉菌污染情況,且含水量越大,霉菌污染越嚴重,這也與含水量的散失控制有關。

由表1可知,含水量在30%～35%時發花效果最好。含水量過低,冠突散囊菌生長受到抑制;含水量過高,冠突散囊菌生長會遭到雜菌污染,影響茶葉品質。

表1 不同含水量對烏龍茶發花質量的影響Table 1 The effects of different moisture content on fungus-growing quality

2.2 烏龍茶發花接種量的確定在試驗中發現,接種量對冠突散囊菌發花效果有明顯的影響。在不接種冠突散囊菌的情況下仍然發現該菌有生長痕跡,但是數量較少,且與其他雜菌一起生長。可推測冠突散囊菌大量存在于自然界,只要生長條件適宜均可自然生長。經觀察可知,接種量為0.05%時各試驗組中冠突散囊菌均有生長,但生長周期較慢,在第4～5天有明顯的生長痕跡,出現白色菌絲和淡黃色閉囊殼,在第7天后生長達到最旺盛階段,金黃色茂盛,茶香濃郁,生長分布均勻(表2)。

在接種量為0.10%的試驗組中,冠突散囊菌較其他組生長較快,生長旺盛,金花飽滿,茶香濃郁,分布均勻,色澤金黃,但接種量為0.05%試驗組冠突散囊菌初期生長較慢,后期冠突散囊菌生長狀況良好,肉眼難以觀察出差別(表2)。

該試驗得出結論為接種初期冠突散囊菌會隨著接種量的增多生長速度不一,0.05%接種量試驗組的生長較0.10%接種量試驗組慢,但最后長勢接近,冠突散囊菌生長密度基本一致,因此最佳接種量肉眼難以確定,需進行茶葉風味內含物如茶氨酸、茶多酚、咖啡堿的含量測定方可確定最佳接種量。但試驗發現,在底物未消耗完時孢子均可生長,但底物消耗完后金花即停止生長。初步觀察0.05%接種量可大量節約菌種,避免菌種的浪費,且無褐色分泌物產生。因此,0.05%接種量較0.10%接種量合適。

表2 不同接種量對烏龍茶發花狀況的影響Table 2 The effects of different inoculum amount on fungus-growing quality

2.3 發花烏龍茶品質含量的變化咖啡堿是一種植物生物堿,溶于水后有明顯的苦味,適量咖啡堿可提高人體興奮水平,對神經有一定刺激性,咖啡堿含量減少可提高茶葉口感,去除其苦澀成分;對經常大量飲茶的消費者來說,減少咖啡堿可降低人體攝入咖啡堿含量,過量攝入咖啡堿可引起“茶醉”,引起身體不適。茶多酚是茶葉內有保健功效的內含物之一,具有很好的抗輻射作用,對腸道內的細菌也可起到抑菌作用;同時茶多酚具有良好的抗氧化作用,經常飲茶可延緩衰老。由表3可知,不論含水量與接種量的多少,經過發花后的茶葉咖啡堿含量下降。其中含水量30%,接種量0.10%時咖啡堿含量最少。茶氨酸含量經發花后基本保持不變,茶多酚含量明顯增加,其中含水量30%,接種量0.10%時茶多酚含量增加最多,酚氨比在接種后均有增加,其中30%含水量0.10%接種量酚氨比最高,達到1 008.70,與發花前相比提高近42.64%。

表3 不同含水量與接種量對茶葉內含物含量的影響Table 3 The effects of different inoculum and moisture content amount on fungus-growing quality

3 討論與結論

該試驗在含水量為30%,金花菌接種量為0.10%時,茶葉發花效果最好,金花茂盛,茶香濃郁。同時,根據內含物測定結果得知,在發花后茶葉咖啡堿含量下降,茶多酚含量上升,酚氨比上升,其中30%含水量,0.10%接種量試驗組,茶多酚含量增加最多,咖啡堿最少,因此,鐵觀音烏龍茶發花最佳工藝為30%為最佳含水量,0.10%為最佳接種量。

烏龍茶的發花工藝流程實質是創造有益菌——冠突散囊菌合適的生長條件,其作為茯茶中保健效果中的主要因子,具有良好的減肥抑菌的功效[10]。創造最適合冠突散囊菌生長的外界溫度濕度成為是否發花成功的決定性條件。自然環境下的發花過程中,冠突散囊菌從生長到占據主導位置成為優勢菌需要與其他菌種進行反復較量,最后成為優勢菌。人工接種下的金花菌生長較快,因初始數量上的優勢使發花周期縮短,提高發花質量。有研究表明,冠突散囊菌的生長是在其他利用多糖能力較強的微生物生長發育后開始生長[11],在研究中發現,烏龍茶發花后可使小白鼠血糖升高,也從側面說明烏龍茶發花后產生多糖,使小白鼠血糖升高。此外,有研究表明,在茯磚茶茶胚壓制前添加一定蔗糖可縮短發花時間,提高發花質量[12]。

該試驗中得出隨著接種量的增加,冠突散囊菌生長情況隨之提高的結論。在試驗中發現,提高接種量可在一定程度上提高發花效果[13]。此外,冠突散囊菌生長最適溫度為28 ℃,并已經過大量試驗證明[14]。試驗中含水量的確定存在水分蒸發的問題,如可控制水分含量,使水分含量維持恒定水平是使試驗結果更加精確的重要環節。試驗中發現,含水量高達50%時冠突散囊菌仍能存活,但最終被其他雜菌所取代,因此可證明冠突散囊菌生存存在最適含水量與溫度。超出這一范圍孢子仍能存活,但活力低易死亡。該試驗證明,冠突散囊菌在烏龍茶接種發花良好,可提升烏龍茶的質量品質,為未來烏龍茶改進提供了思路和方法,同時也為飲茶多易發生茶醉等問題提供了解決思路。