一克熟茶五億霉菌？探明渥堆發(fā)酵的微生物真身 普洱熟茶專(zhuān)題

普洱茶復(fù)興的這二十年來(lái)，科研界對(duì)渥堆發(fā)酵微生物的研究不斷深入，所有報(bào)告中列出的微生物類(lèi)型，大致都可以分為細(xì)菌、酵母菌，以及被誤解最深的霉菌。

首先要說(shuō)明的一點(diǎn)是，渥堆發(fā)酵中的微生物類(lèi)型，和醬油，酸奶等傳統(tǒng)發(fā)酵食品中的微生物類(lèi)型，是基本一致的，這點(diǎn)在發(fā)酵食品的權(quán)威教科書(shū)上也有體現(xiàn)。也就是說(shuō)，就像大豆發(fā)酵醬油，牛乳發(fā)酵酸奶一樣，由云南大葉種曬青毛茶發(fā)酵而來(lái)的普洱熟茶，與其他發(fā)酵食品并沒(méi)有什么不同，不具備唯一性。

而在深入研究后，業(yè)界發(fā)現(xiàn)渥堆過(guò)程中的發(fā)酵機(jī)理，與其它發(fā)酵食品都存在著一種自然共性，細(xì)菌、酵母菌，霉菌共同影響發(fā)酵，即“三菌發(fā)酵”。今天這篇文章，陸離聊聊渥堆發(fā)酵中的微生物構(gòu)成。

趨利避害的霉菌

說(shuō)起霉菌，大家心里可能會(huì)升起一陣本能的厭惡：變質(zhì)腐爛的食物上，長(zhǎng)出長(zhǎng)長(zhǎng)的綠毛...其實(shí)作為自然界中廣泛存在的一種生物，霉菌遠(yuǎn)沒(méi)有大家想的那么“壞”。

霉菌是長(zhǎng)有菌絲體的絲狀真菌統(tǒng)稱(chēng)，其中分類(lèi)眾多，但在發(fā)酵食品領(lǐng)域，常見(jiàn)的只有毛霉屬、根霉屬、曲霉屬、地霉屬這四類(lèi)屬。而就渥堆發(fā)酵而言，曲霉屬是主力，其中還可以細(xì)分為米曲霉、黃曲霉、甘薯曲霉、埃及曲霉等60種以上的細(xì)類(lèi)，其中最為突出的，就是黑曲霉。[1]

關(guān)注陸離以往文章的朋友，對(duì)黑曲霉一定不陌生，黑曲霉之于普洱茶渥堆發(fā)酵，就像酵母菌之于面包一樣，是普洱熟茶得以成形的靈魂。

從學(xué)術(shù)角度上看，黑曲霉并不是一類(lèi)菌，而是一個(gè)大種群，因此更科學(xué)的定義，應(yīng)該為黑曲霉群，不過(guò)為了便于茶友們理解，這篇文章陸離就沿用慣例，繼續(xù)稱(chēng)其為黑曲霉。

黑曲霉的形態(tài)十分獨(dú)特，從顯微鏡下觀(guān)察，黑曲霉為分生孢子頭褐黑色放射狀，同時(shí)分生孢子梗長(zhǎng)短不一，頂囊為球形，雙層小梗。更特別的是，黑曲霉屬于厭氧菌，在37℃左右和80%左右的溫度下才會(huì)煥發(fā)活力，大量繁殖，菌落形態(tài)也會(huì)由最初的白色，逐漸轉(zhuǎn)化為更成熟的黑色。[2]

作為曲霉屬最常見(jiàn)的一個(gè)品種，黑曲霉在土壤和空氣中都廣泛存在，也是我們最容易從自然環(huán)境中獲取的重要發(fā)酵菌種之一，總體上是一種很“親民”的發(fā)酵菌。

同時(shí)，黑曲霉又是食品發(fā)酵中最關(guān)鍵的菌群之一，在適宜的溫度下，黑曲霉群能夠分泌淀粉酶、糖化酶、檸檬酸、葡萄糖酸等多種物質(zhì)，堪稱(chēng)發(fā)酵全面手。

黑曲霉的作用還不止于此，舉個(gè)例子，有很多茶友都不理解渥堆過(guò)程中，堆溫為什么會(huì)自然升高，其實(shí)這其中就有黑曲霉的功勞，黑曲霉大量繁殖的過(guò)程中，不僅會(huì)生成伴隨酶，也會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)熱現(xiàn)象。[3]

而在利用黑曲霉發(fā)酵上，普洱熟茶與白酒呈現(xiàn)出驚人的相似性，我們都知道酒類(lèi)發(fā)酵分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵兩個(gè)階段，而在液態(tài)發(fā)酵的酒窖，黑曲霉依然存在。

只要你參觀(guān)過(guò)國(guó)內(nèi)外的知名酒窖，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)“奇怪”的現(xiàn)象：酒明明是躺在瓶子里的，但酒窖的墻壁上仍然會(huì)成片附著的黑曲霉菌群。如果你能獲得主人允許，進(jìn)而走進(jìn)觀(guān)察，還會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)霉斑塊都是厚度不一，而且還會(huì)出現(xiàn)明顯分層，貼墻部多為灰綠色，中層米黃色，外層則是灰黑色。

實(shí)際上，就和大樹(shù)年輪的原理類(lèi)似，霉斑厚度的分層現(xiàn)象，折射著這座酒窖的歷史，使用時(shí)間越長(zhǎng)，分層數(shù)量愈多，微生物活性越強(qiáng)，這與渥堆發(fā)酵車(chē)間的菌群培養(yǎng)理念也是一致的。[4]

曲霉屬這么多，為什么黑曲霉能獨(dú)占鰲頭？這就要說(shuō)到黑曲霉超強(qiáng)的附著力與滲透性了，在最初的“攻城戰(zhàn)”，黑曲霉能輕易攻破發(fā)酵底物的保護(hù)屏障。攻入內(nèi)部后，黑曲霉又會(huì)在發(fā)酵底物這一營(yíng)養(yǎng)源上繁衍生息，產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶等多種強(qiáng)活性酶系物質(zhì)，為之后的“酶促發(fā)酵”做物質(zhì)儲(chǔ)備。

以上就是以黑曲霉為例的微生物產(chǎn)酶基本原理闡釋?zhuān)枰f(shuō)明的是：黑曲霉不屬于有益菌，在渥堆發(fā)酵中不是絕對(duì)主導(dǎo)地位，與熟茶風(fēng)味形成關(guān)系也不大。很多研究渥堆發(fā)酵的專(zhuān)業(yè)論文，都將黑曲霉定性為對(duì)人體有益的菌種，實(shí)際上這是一種誤解，黑曲霉及其所屬的霉菌屬都屬于腐生菌，發(fā)酵時(shí)需要趨利避害。[5]

黑曲霉的攻擊性強(qiáng)，如果附著在大米等糧食上，很快就會(huì)產(chǎn)生腐敗，而渥堆發(fā)酵時(shí)會(huì)特別限制其發(fā)揮，只在發(fā)酵前期充分發(fā)揮其有效作用。而且雖然黑曲霉在渥堆發(fā)酵中的地位至關(guān)重要，但并不是說(shuō)只有黑曲霉“一個(gè)人在戰(zhàn)斗”，參與早期渥堆發(fā)酵包含幾十種菌群，更像是大兵團(tuán)會(huì)戰(zhàn)的概念。

科學(xué)家已經(jīng)查明，在發(fā)酵前期黑曲霉會(huì)擊破發(fā)酵底物（即毛茶）自身的保護(hù)層，并產(chǎn)生各類(lèi)活性酶系，為之后的微生物“大部隊(duì)"駐扎提供穩(wěn)定環(huán)境。但當(dāng)渥堆發(fā)酵進(jìn)入“酶促發(fā)酵”階段時(shí)，黑曲霉的活性就會(huì)逐漸喪失，不會(huì)導(dǎo)致普洱茶的霉變，也就是說(shuō)，當(dāng)消費(fèi)者喝到普洱熟茶時(shí)，黑曲霉早已消亡。

當(dāng)然，如果發(fā)酵手法不當(dāng)，導(dǎo)致黑曲霉持續(xù)存在，那做出的茶喝起來(lái)有澀麻感，釘口，之后的專(zhuān)題文章中，陸離會(huì)從渥堆發(fā)酵實(shí)操角度分析如何避免這種情況。

這段的最后，陸離要再次重申，大量的科研報(bào)告早已證實(shí)，霉菌只是發(fā)酵前期的助力，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保留，無(wú)法與人體共存，更不可能通過(guò)茶湯進(jìn)入體內(nèi)，危害健康，這點(diǎn)不應(yīng)該成為普洱熟茶被黑的理由。[6]

屢遭重傷的細(xì)菌

很多人對(duì)細(xì)菌的誤解比霉菌還甚，普通人認(rèn)為它是導(dǎo)致食物腐敗變質(zhì)的元兇，消費(fèi)者擔(dān)心細(xì)菌催生的茶品安全，造謠者則會(huì)把火力對(duì)準(zhǔn)細(xì)菌，得出普洱熟茶有害的錯(cuò)誤結(jié)論。

實(shí)際上，很多人對(duì)細(xì)菌的認(rèn)識(shí)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，翻開(kāi)兒童科普讀物“十萬(wàn)個(gè)為什么”，或者問(wèn)一問(wèn)身邊的醫(yī)生或?qū)W生物的朋友，我們都會(huì)更加了解細(xì)菌的全貌。

細(xì)菌無(wú)處不在，從無(wú)底海淵，到萬(wàn)米深空，再到地殼之底，都有著細(xì)菌活躍的身影。

細(xì)菌數(shù)量浩瀚，隨手抓起一把土壤，其中的含菌量就高達(dá)數(shù)百億，人體腸道中一生都駐扎著數(shù)百種腸道正常菌叢，總數(shù)可達(dá)100萬(wàn)億之多。

細(xì)菌意義重大，隨著現(xiàn)代生命科學(xué)的不斷發(fā)展，細(xì)菌已經(jīng)成為了分子水平、基因水平、基因組水平研究的基本對(duì)象之一，為人類(lèi)的發(fā)展做出了巨大的物質(zhì)貢獻(xiàn)。

說(shuō)個(gè)最具代表性的例子，對(duì)抗疾病的大多數(shù)抗生素等藥物，很多都是由細(xì)菌發(fā)酵而來(lái)的，未來(lái)有關(guān)細(xì)菌的研究與應(yīng)用，也將成為食品工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的重頭戲。

明確了細(xì)菌的真實(shí)身份后，我們?cè)倏磥?lái)來(lái)渥堆發(fā)酵中的細(xì)菌表現(xiàn)。當(dāng)堆溫升至40℃，細(xì)菌就會(huì)產(chǎn)生，并對(duì)渥堆發(fā)酵過(guò)程和熟茶滋味形成產(chǎn)生巨大影響。

但具體的細(xì)菌有哪些，數(shù)量是多少，科研界至今沒(méi)有探明，一些研究報(bào)告認(rèn)為發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的細(xì)菌很少，但實(shí)際上不是很少，而是太多，太小，以至于難以檢測(cè)。不過(guò)隨著科研水平的不斷提高，業(yè)界還是檢測(cè)出了一些關(guān)鍵菌種，并對(duì)其作用和數(shù)量進(jìn)行了初步探索。[7]

其中最具代表性的為乳酸菌，其中包含乳桿菌屬和鏈球菌屬，和醋酸桿菌中的木醋桿菌(A.xylinum)，二者的共同作用下，會(huì)使普洱熟茶初期發(fā)酵產(chǎn)生偏酸。進(jìn)入“酶促發(fā)酵”階段后，毛茶的酸感就會(huì)逐步遞減，回歸到難以被察覺(jué)的偏弱狀態(tài)。

此外，還有能形成芽孢的芽孢桿菌屬(Bacillaceae)，醋化醋桿菌(Acetobacteraceti)和巴氏醋桿菌(A.pasteurianus)等不同作用的菌種。

根據(jù)這些細(xì)菌對(duì)人類(lèi)的意義，人們將其分為益生菌和致病菌，而對(duì)于渥堆發(fā)酵來(lái)說(shuō)，其到底有沒(méi)有產(chǎn)生致病菌，就是茶品安全的關(guān)鍵。而在這里，陸離要明確地給出這個(gè)問(wèn)題的答案：普洱熟茶沒(méi)有致病菌！

這是因?yàn)槠斩鑳?nèi)含的多酚類(lèi)物質(zhì)豐富，當(dāng)細(xì)菌繁衍到某個(gè)階段時(shí)，會(huì)自發(fā)出現(xiàn)“拮抗反應(yīng)”。表現(xiàn)在微觀(guān)層次，就是發(fā)酵過(guò)程會(huì)產(chǎn)生少量的青霉類(lèi)次級(jí)代謝物質(zhì)，這些物質(zhì)數(shù)量極少，但作用極強(qiáng)，能完全抑制致病菌的產(chǎn)生和繁衍。

在這一重大事實(shí)前，業(yè)界不敢妄下結(jié)論，而是對(duì)其進(jìn)行了近十年的化學(xué)檢測(cè)，結(jié)果數(shù)百份正規(guī)品牌熟茶制成的樣本，一個(gè)都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有致病菌的存在。[8]

科研團(tuán)隊(duì)又再次將樣本交由權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)協(xié)助復(fù)驗(yàn)后，才最終確認(rèn)了這一事實(shí)，由結(jié)果倒推分析，才發(fā)現(xiàn)了是這些青霉類(lèi)的小分子次級(jí)代謝物起了關(guān)鍵作用。

可堪大用的酵母

作為公認(rèn)的“工業(yè)上最重要，應(yīng)用最廣泛”的微生物，酵母菌在釀造、食品、醫(yī)藥工業(yè)中都發(fā)揮著重要作用，有著“家養(yǎng)微生物”的美譽(yù)。

在認(rèn)知科普層次上，我們要將酵母菌與霉菌區(qū)分開(kāi)來(lái)，并明確“酵母菌”只是一個(gè)俗稱(chēng)，它的本質(zhì)是以芽殖或裂殖來(lái)進(jìn)行無(wú)性繁殖的單細(xì)胞真菌。

在渥堆發(fā)酵中，目前最新的檢測(cè)成果能查出20多種，但根據(jù)實(shí)際發(fā)酵成果來(lái)倒推的話(huà)，實(shí)際數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，僅目前探明的酵母菌種就有：

路德類(lèi)酵母（Saccharomyces ludwigii）；克魯斯假絲酵母（Candida crusei）；漢遜德巴利酵母（Debaryomyces hansenii）

粟酒裂殖酵母（Schizoaccharomyces pombe）；釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）；不限酵母（Saccharomyces inconspicus） 

熱帶假絲酵母（Candida tropicans）；拜耳結(jié)合酵母（Zygosaccharomyces bailii）；克勒克酵母（Kloeckera）...

和習(xí)慣“大兵團(tuán)會(huì)戰(zhàn)”的霉菌相似，酵母菌在進(jìn)行渥堆發(fā)酵時(shí)，也是和以上這些酵母菌種協(xié)同作戰(zhàn)，有時(shí)還會(huì)和醋酸菌及乳酸菌聯(lián)手解決棘手的“敵人“。[9]

其中最具代表性的，是發(fā)酵時(shí)酵母菌和醋酸菌所體現(xiàn)的共生關(guān)系，在渥堆發(fā)酵初期，酵母菌會(huì)將蔗糖成分降解為葡萄糖和果糖，使不能直接利用的醋酸菌得以快速繁衍。

在酵母菌的幫助下，醋酸菌會(huì)將葡萄糖和果糖氧化，產(chǎn)生能保護(hù)它倆免受其他微生物侵襲的乙醇和乙酸等物質(zhì)。二者的功能互補(bǔ)，像一對(duì)配合默契的搭檔。

此外，與黑曲霉不同的是，酵母菌在有氧條件下，就能存在于茶葉表面，20℃的堆溫就能開(kāi)始生長(zhǎng)，30℃堆溫則能大量繁衍，產(chǎn)生作用。

同時(shí)酵母菌又有著“代時(shí)”短的特點(diǎn)，以每翻堆一次為一輪發(fā)酵來(lái)算的話(huà)，酵母菌每次都是第一個(gè)入場(chǎng)和退場(chǎng)，完成使命后就沉淀在茶堆的底層。

這就導(dǎo)致堆底茶灰中的酵母菌含量，是一般毛茶的數(shù)十倍，將這些沫子消毒干燥二次回收，就制成了茶酵母，在新車(chē)間養(yǎng)地和未來(lái)的智能發(fā)酵領(lǐng)域都有大用。

因此，對(duì)于目前的普洱茶科研界來(lái)說(shuō)，酵母菌是最值得深入研究，也是最容易獲得重大科研成果的菌種之一，原因就在于酵母菌的可回收特性。[10]

以上就是這篇渥堆發(fā)酵微生物科普的全部?jī)?nèi)容了，與上篇文章相比，這篇的專(zhuān)業(yè)性更強(qiáng)，理解起來(lái)可能會(huì)有一些困難。

有問(wèn)題的茶友，可以?huà)呙柘路降亩S碼添加陸離微信，共同探討文中問(wèn)題。

微觀(guān)研究是理解宏觀(guān)行為意義的基礎(chǔ)，驗(yàn)明渥堆發(fā)酵微生物真身，還要知道熟茶是怎么來(lái)的？有哪些制作細(xì)節(jié)？由生轉(zhuǎn)熟的過(guò)程中，這些茶葉到底發(fā)生了什么...

下篇專(zhuān)題文章，我們繼續(xù)聊聊，勐海味熟茶的本質(zhì)——野生酵母菌。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁名志, 夏麗飛, 陳林波,等. 普洱茶渥堆發(fā)酵過(guò)程中理化指標(biāo)的變化研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2006, 22(10):321-321.

[2] 付贏萱, 劉通訊. 多酚氧化酶對(duì)普洱茶渥堆發(fā)酵過(guò)程中品質(zhì)變化的影響[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2015, 31(3):5.

[3] 吳楨. 普洱茶渥堆發(fā)酵過(guò)程中主要生化成分的變化[D]. 西南大學(xué), 2008.

[4] 孔祥君. 普洱茶渥堆發(fā)酵過(guò)程中特定高溫菌群的動(dòng)態(tài)及其與品質(zhì)指標(biāo)變化的相關(guān)性研究[M]. 昆明理工大學(xué), 2012.

[5] 李長(zhǎng)文, 李巍, 梁慧珍,等. 渥堆發(fā)酵普洱茶中微生物總DNA的提取方法:.

[6] 孫云, 蒙肖虹, 張惠芬,等. 普洱茶渥堆發(fā)酵過(guò)程中益生菌群的研究[J]. 昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版), 2008, 33(5):72-75.

[7] 姚靜, 陳迪, 鄭曉燕,等. 普洱茶渥堆發(fā)酵過(guò)程中細(xì)菌種群的分離與分子鑒定[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013(6):3.

[8] 白文祥. 云南普洱茶渥堆發(fā)酵過(guò)程關(guān)鍵控制因素分析[J]. 中國(guó)茶葉, 2009(2):2.

[9]采文. 普洱茶渥堆發(fā)酵的化學(xué)成分變化[J]. 2008.

[10]陳保, 滿(mǎn)紅平, 姜東華,等. 頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法分析普洱茶渥堆發(fā)酵過(guò)程中的香氣成分變化[J]. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào), 2017, 8(6):8.

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