冠突散囊菌對茯磚茶品質(zhì)形成的影響

王亞麗，秦俊哲，黃亞亞, 劉凱利

1(陜西科技大學 食品與生物工程學院，陜西 西安，710021) 2(咸陽涇渭茯茶有限公司,陜西 咸陽,712000)

茯磚茶是黑茶中加工工藝最復雜的一類，經(jīng)汽蒸、渥堆、壓制和發(fā)花等工序制成[1-4]。冠突散囊菌(Eurotiumcristatum)作為茯磚茶發(fā)酵過程中的優(yōu)勢菌，其發(fā)花情況與茯磚茶的品質(zhì)有重要關(guān)系[5]。陜西作為茯磚茶的發(fā)源地，其產(chǎn)品質(zhì)量受到人們的高度關(guān)注，但目前有關(guān)“發(fā)花”對陜西茯磚茶品質(zhì)形成作用的研究鮮有報道。本文通過對陜西茯磚茶“發(fā)花”過程中冠突散囊菌及主要功效成分的追蹤檢測，探究該菌對茯磚茶品質(zhì)的影響，旨在為茯磚茶標準化生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑毛茶(由陜西涇渭茯茶有限公司提供)、咖啡堿(CAF)、L-茶氨酸、表沒食子酸兒茶素沒食子酸酯(EGCG)為標品，試劑為色譜純或分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

P1201型高效液相色譜儀，大連依利特分析儀器有限公司；SP-756PC紫外可見分光光度計，上海光譜儀器有限公司；FW100高速萬能粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司；BSH-III循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長城科工貿(mào)有限公司；XSL-2落射熒光顯微鏡，上海光譜儀器有限公司；LS-C50L立式壓力蒸汽滅菌器，江陰濱江醫(yī)療設(shè)備廠；LRH-400-GS智能型人工氣候箱，廣東省醫(yī)療器械廠；FA1004分析天平，北京賽多利斯儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗設(shè)計與方法

在茯磚茶生產(chǎn)第2次汽蒸后分別接種兩種不同的發(fā)酵劑，編號為1和2，其余為對照組(ck)。從“發(fā)花”第4天起，每隔2 d取樣檢測,每組各做3個重復。

發(fā)酵劑設(shè)備：刮取PDA平板上培養(yǎng)5 d的冠突散囊菌菌落制成一定濃度的菌懸液，將此菌懸液接種于麩皮培養(yǎng)基上，在28 ℃條件下培養(yǎng)8 d,45 ℃烘干、粉碎，即獲得純菌種冠突散囊菌發(fā)酵劑。

1.3.2 檢測方法

茶多酚總量檢測采用GB/T 8313—2008(酒石酸亞鐵比色法)；茶多糖測定采用蒽酮-硫酸法[6]；游離氨基酸總量測定采用GB/T 8314—2013；咖啡堿測定采用GB/T 8312—2013；EGCG采用HPLC法。

冠突散囊菌數(shù)量檢測采用稀釋平板法。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官審評結(jié)果分析

由表1的感官審評結(jié)果可知：2組茶樣外形、滋味、湯色、葉底評價均為最佳，其主要原因是冠突散囊菌在生長繁殖過程中利用茶葉中的營養(yǎng)物質(zhì)進行發(fā)酵，致使茶葉中的功效成分發(fā)生變化；1組茶樣香氣最濃，主要是因為冠突散囊菌生長茂盛所致；與1、2組茶樣相比，ck組茶樣香氣偏淡，滋味略苦，湯色橙黃，這可能是由于冠突散囊菌利用茶葉基質(zhì)的能力不佳，物質(zhì)轉(zhuǎn)化能力減弱，導致茯磚茶品質(zhì)不佳。

表1 感官審評結(jié)果Table 1 Results of Sensory evaluation

注：外形：+++金花茂盛、金黃、磚面色澤黒褐，顯梗，++金花多、顯白、磚面黒褐，+金花少、磚面色澤黒褐；香氣：+++濃郁菌香氣，++菌花香偏淡，+有點青草味；滋味：+++滑爽醇和回甘無苦澀，++醇和無苦澀，+苦澀回甘差； 湯色：+++深紅明亮，，++橙紅明亮，+橙黃；葉底 +++深褐，++黃褐，+淺黃褐。

2.2 發(fā)花過程中冠突散囊菌的變化

冠突散囊菌的數(shù)量和質(zhì)量一般作為判斷茯磚茶質(zhì)量好壞的直接標準[5]。由圖1可知：ck組冠突散囊菌數(shù)量最少，為1.6×106CFU/g，1、2組茶樣中金花菌數(shù)量均達到107CFU/g。

圖1 不同發(fā)花天數(shù)冠突散囊菌的變化
Fig.1 The change of E.cristatum in different flooding days

圖2 水浸出物含量變化
Fig.2 The change of water extract content

2.3 發(fā)花過程中功效成分的變化

2.3.1 水浸出物含量變化分析

茯磚茶的滋味通常是指茶葉中的水溶性物質(zhì)(茶多酚、可溶性糖、氨基酸、咖啡堿等)組成的多味綜合體[10]。水浸出物是茶葉中所有水溶性物質(zhì)的總稱。由圖2可以看出，在發(fā)花初期(6 d以前)，水浸出物含量明顯上升，這主要是因為冠突散囊菌分泌的胞外酶將茶葉中的粗纖維水解為小分子水溶性物質(zhì)；發(fā)花第6天開始，茯磚茶中的水浸出物含量開始下降，這可能是由于隨著茶葉中水分含量的減少冠突散囊菌由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)為生殖生長，吸收利用茯磚茶中的水溶性物質(zhì)。另外黃建琴[11]曾指出，茯磚茶中蛋白質(zhì)等的水解產(chǎn)物能產(chǎn)生褐變，茶多酚及氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)結(jié)合均能生成水不溶性物質(zhì)，使得水浸出物含量下降。整體分析得到：1組、2組以及ck組茯磚茶水浸出物含量在發(fā)花過程中分別上升1.49%、3.22%、2.88%；其中2組在發(fā)花前期水浸出物含量明顯升高，這是因為2組茯磚茶中金花顆粒飽滿、分布密集、代謝能力強。

2.3.2 茶色素含量變化分析

茶色素含量可以直觀衡量茯磚茶品質(zhì)優(yōu)劣[7]。由圖3可知：隨著發(fā)花時間的延長，茶黃素和茶紅素含量逐漸減少，茶褐素含量明顯增加。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是隨著茶葉內(nèi)的冠突散囊菌數(shù)量逐漸增多，茶葉中原有的色素類物質(zhì)(如葉綠素、類胡蘿卜素、花青素等)在胞外酶及濕熱條件的共同作用下分解、轉(zhuǎn)化，并將多酚類物質(zhì)氧化形成茶黃素、茶紅素和茶褐素[8]。在發(fā)花14 d后ck組茶黃素、茶紅素含量明顯下降，這是因為14 d后冠突散囊菌出現(xiàn)明顯增長，產(chǎn)生的多酚氧化酶增多。姚茂君[9]也曾報道冠突散囊菌在生長過程中會分泌水溶性褐色色素。感官審評結(jié)果表明：ck組湯色橙黃，這與茶色素含量低有密切的關(guān)聯(lián)。

a-茶黃素含量變化；b-茶紅素含量變化；c-茶褐素含量變化
圖3 茶色素含量變化
Fig.3 The change of tea pigment content

2.3.3 茶多酚和EGCG含量變化分析

茶多酚是指茶葉中多元酚的混合物，其中兒茶素比重最多，而兒茶素中EGCG為主體成分。茶多酚、EGCG是茶葉中澀味的主要來源，降低該成分有利于茯磚茶醇和滋味的形成[12]。由圖4可知：在發(fā)花過程中茶多酚和EGCG含量呈下降趨勢，其中1組茶多酚含量下降達到5.60%，而ck組與2組相差不大，分別下降4.79%和4.66%。這種變化主要是因為冠突散囊菌在代謝過程中分泌出大量多酚氧化酶、過氧化物酶等物質(zhì)將茶多酚轉(zhuǎn)化為茶色素類物質(zhì)，從而使得茯磚茶的湯色明亮、橙紅[13]；同時，在茯磚茶加工過程中，茶多酚發(fā)生非酶促反應(yīng)，含量下降。通過HPLC分析可知：EGCG含量下降最明顯的為1組，達到10.46 mg/g；2組與ck組則分別下降和5.93 mg/g，其根本原因是冠突散囊菌在繁殖及水熱的綜合作用下，造成EGCG氧化、降解和轉(zhuǎn)化，這使得茯磚茶滋味醇和、甘厚[14]。

圖4 茶多酚(a)、EGCG(b)含量變化
Fig.4 The change of tea polyphenols(a) and EGCG(b) content

2.2.4 游離氨基酸含量變化分析

氨基酸是茶葉滋味與香氣形成的重要前體物質(zhì)，氨基酸含量的增多能改善茯磚茶的鮮爽味[12]。由圖5可知：隨著發(fā)花時間的增加，氨基酸含量呈現(xiàn)下降趨勢，其中2組下降最多，達到0.20%；而1組與ck組則分別下降0.17%、0.17%。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因一方面是由于在發(fā)花階段冠突散囊菌生長繁殖過程中利用氨基酸，造成氨基酸含量的下降；另一方面是隨著茯磚茶中水分、溫度的變化，氨基酸與其他多酚類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成褐色色素，或與糖類物質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，造成氨基酸含量下降，進而改善茯磚茶的湯色[16]。

圖6 游離氨基酸含量變化
Fig.6 The change of free amino acid content

圖8 咖啡堿含量變化
Fig.8 The change of caffeine content

2.3.5 咖啡堿含量變化分析

咖啡堿是茯磚茶中苦味的主要化學成分，咖啡堿的降低有利于減少茯磚茶的苦澀味，提升茯磚茶的口感。但由于咖啡堿具有健胃提神的功效，含量過低將會失去茯磚茶的保健功效[12]。由圖5可知：發(fā)花過程中咖啡堿含量呈下降趨勢，其中ck組下降最多，達到18.11 mg/g，而1、2組分別下降8.96和9.57 mg/g。其主要原因是在濕熱作用下，咖啡堿與蛋白質(zhì)等物質(zhì)發(fā)生締合致使其下降，減輕了茯磚茶的苦澀味；同時黃酮類物質(zhì)與咖啡堿形成絡(luò)合物，降低咖啡堿含量，形成茯磚茶醇和滋味[17]。從圖6可看出，發(fā)花第10天后ck組咖啡堿含量驟降，可能是因為在此階段冠突散囊菌生長旺盛，消耗大量的咖啡堿。感官審評結(jié)果中，ck組苦澀味最輕，就是因為其咖啡堿含量較低。

2.3.6 茶多糖含量變化分析

由圖7可知，發(fā)花前期茶多糖含量呈上升趨勢，這是由于冠突散囊菌在生長繁殖過程中分泌的胞外酶將木質(zhì)纖維素分解為水溶性多糖類物質(zhì)，使得茯磚茶中的茶多糖含量升高；發(fā)花后期，由于茶葉中木質(zhì)纖維素被分解，冠突散囊菌利用茶葉中的多糖類物質(zhì)作為碳源進行生長繁殖，使得多糖類物質(zhì)含量下降，但總體而言，發(fā)花過程中茶多糖含量要比發(fā)花前多。

圖7 茶多糖含量變化
Fig.7 The change of tea polysaccharide content

3 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)“發(fā)花”過程中茯磚茶中的茶黃素、茶紅素、茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿等均出現(xiàn)不同程度的下降。其中茶多酚的下降主要是因為EGCG含量的下降，1組、2組以及ck組茶樣中EGCG含量分別下降10.46、5.02、6.17 mg/mL，EGCG作為冠突散囊菌生長過程中的主要碳源，它的下降在很大程度上改善茯磚茶的澀味；氨基酸含量分別下降0.17%、0.20%、0.17%，氨基酸作為茶葉中管突散囊菌生長所需的氮源物質(zhì)以及茯磚茶中鮮爽味的主要來源，與糖類物質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，有利于改善茯磚茶的湯色；咖啡堿含量分別下降8.96、9.52、18.11 mg/mL，降低了茯磚茶的苦味，使得茯磚茶滋味更加醇和。綜合感官審評結(jié)果分析，冠突散囊菌的大量繁殖以及分泌的各種胞外酶，催化茯磚茶中相關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，使得茶葉中的內(nèi)含成分降解、聚合，影響茯磚茶的品質(zhì)。冠突散囊菌生長旺盛，則茯磚茶品質(zhì)良好，反之茯磚茶品質(zhì)較差。