渥堆發(fā)酵會產(chǎn)生霉菌和細菌嗎?對人體有害嗎?
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渥堆發(fā)酵會產(chǎn)生霉菌和細菌嗎?對人體有害嗎?

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

首先要說明的一點是,渥堆發(fā)酵中的微生物類型,和醬油,酸奶等傳統(tǒng)發(fā)酵食品中的微生物類型,是基本一致的,這點在發(fā)酵食品的權(quán)威教科書上也有體現(xiàn)。

也就是說,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)酵而來的普洱熟茶,與其他發(fā)酵食品并沒有什么不同,不具備唯一性。

在深入研究后,業(yè)界發(fā)現(xiàn)渥堆過程中的發(fā)酵機理,與其它發(fā)酵食品都存在著一種自然共性,細菌、酵母菌,霉菌共同影響發(fā)酵,即“三菌發(fā)酵”。

今天這篇文章,聊聊渥堆發(fā)酵中的微生物構(gòu)成。

趨利避害的霉菌

說起霉菌,大家心里可能會升起一陣本能的厭惡:變質(zhì)腐爛的食物上,長出長長的綠毛...作為自然界中廣泛存在的一種生物,霉菌遠沒有大家想的那么簡單。

霉菌是在培養(yǎng)基上(即有營養(yǎng)基質(zhì))長有菌絲體的絲狀真菌統(tǒng)稱,其中分類眾多,但在發(fā)酵食品領(lǐng)域,只有毛霉屬、根霉屬、曲霉屬、地霉屬這四類屬。

而就渥堆發(fā)酵而言,曲霉屬是主力,其中還可以細分為米曲霉、黃曲霉、甘薯曲霉、埃及曲霉等60中以上細類,其中最為突出的,就是黑曲霉。

關(guān)注陸離以往文章的朋友,對黑曲霉一定不陌生,實際上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。

不過從學(xué)術(shù)角度上看,黑曲霉并不是一類菌,而是一個大種群,因此更科學(xué)的定義,應(yīng)該為黑曲霉群,接下來陸離也會沿用更嚴謹?shù)摹昂谇谷骸苯蟹ā?

黑曲霉群的形態(tài)十分獨特,從顯微鏡下觀察,黑曲霉群為分生孢子頭褐黑色放射狀,同時分生孢子梗長短不一,頂囊為球形,雙層小梗。

更特別的是,黑曲霉群屬于厭氧菌,在37℃左右和80%左右的溫度下才會煥發(fā)活力,大量繁殖,菌落形態(tài)也會由最初的白色,逐漸轉(zhuǎn)化為更成熟的黑色。

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

同時,黑曲霉群又是食品發(fā)酵中最關(guān)鍵的菌群,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),堪稱發(fā)酵全面手。


此外,有很多茶友不理解渥堆過程中堆溫為什么會自然升高,其實這也是黑曲霉的功勞,黑曲霉大量繁殖的過程中,不僅會生成伴隨酶,也會出現(xiàn)產(chǎn)熱現(xiàn)象。

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,我們都知道酒類發(fā)酵分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵兩個階段,而在液態(tài)發(fā)酵的酒窖,黑曲霉依然存在。

只要你參觀過國內(nèi)外的知名酒窖,就會發(fā)現(xiàn)一個“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成片附著的黑曲霉菌群。

如果你能獲得主人允許,進而走進觀察,還會發(fā)現(xiàn)每個霉斑塊都是厚度不一,而且還會出現(xiàn)明顯分層,貼墻部為灰綠色,中層米黃色,外層則是灰黑色。

實際上就和大樹的年輪一樣,霉斑厚度的分層現(xiàn)象,折射著這座酒窖的歷史,使用時間越長,分層數(shù)量愈多,微生物活性越強,這與渥堆發(fā)酵是一致的。

曲霉屬這么多,為什么黑曲霉能獨占鰲頭?這就要說到黑曲霉的戰(zhàn)斗力了——附著力與滲透性超強,在最初的“攻城戰(zhàn)”,能輕易攻破發(fā)酵底物的保護屏障。


攻入內(nèi)部后,黑曲霉又會在發(fā)酵底物這一營養(yǎng)源上繁衍生息,產(chǎn)生蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶等多種強活性酶系物質(zhì),為之后的“酶促發(fā)酵”做物質(zhì)儲備。

以上就是以黑曲霉為例的微生物產(chǎn)酶基本原理闡釋,還需要說明的誤區(qū)是:黑曲霉不屬于有益菌,在渥堆中也不是絕對主導(dǎo)地位,與熟茶風(fēng)味形成關(guān)系也不大。

首先,很多研究渥堆發(fā)酵的專業(yè)論文,將黑曲霉定性為對人體有益的菌種,但實際上這是一種誤解,黑曲霉及其所屬的霉菌屬都屬于腐生菌,發(fā)酵時需要趨利避害。

黑曲霉的攻擊性強,如果附著在大米等糧食上,很快就會產(chǎn)生腐敗,而渥堆發(fā)酵時會特別限制其發(fā)揮,只在發(fā)酵前期充分發(fā)揮其有效作用。

雖然黑曲霉在渥堆發(fā)酵中的地位至關(guān)重要,但并不是說只有黑曲霉“一個人在戰(zhàn)斗”,參與早期渥堆發(fā)酵包含幾十種菌群,更像是大兵團會戰(zhàn)的概念。

科學(xué)實驗已經(jīng)證明,黑曲霉在發(fā)酵前期會擊破發(fā)酵底物(即毛茶)自身的保護層,并產(chǎn)生各類活性酶系,為之后的微生物“大部隊"駐扎提供穩(wěn)定環(huán)境。


但當渥堆發(fā)酵進入“酶促發(fā)酵”階段時,黑曲霉的活性就會逐漸喪失,不會導(dǎo)致普洱茶的霉變,也就是說,當消費者喝到熟茶時,黑曲霉早已消亡。

當然,如果發(fā)酵手法不當,導(dǎo)致黑曲霉持續(xù)存在,那做出的茶喝起來有澀麻感,釘口,之后的專題文章中,陸離會從渥堆發(fā)酵實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,科研報告早已證實,霉菌只是發(fā)酵前期的助力,無法長時間保留,無法與人體共存,更不可能通過茶湯進入體內(nèi),危害健康。


屢遭重傷的細菌

很多人對細菌的誤解比霉菌還甚,普通人認為它會導(dǎo)致腐敗變質(zhì),消費者擔心茶品安全,造謠者則會把火力對準細菌,得出普洱熟茶有害的錯誤結(jié)論。

實際上,很多人對細菌的認識還是遠遠不夠,翻開兒童科普讀物“十萬個為什么”,或者問一問身邊的醫(yī)生朋友,我們都會更加了解細菌的全貌。

細菌無處不在,從無底海淵,到萬米深空,再到地殼之底,都有著細菌活躍的身影。

細菌數(shù)量浩瀚,隨手抓起一把土壤,其中的含菌量就高達數(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100萬億之多。

細菌意義重大,隨著現(xiàn)代生命科學(xué)的不斷發(fā)展,細菌成為了分子水平、基因水平、基因組水平研究的基本對象,為人類的發(fā)展做出了巨大的物質(zhì)貢獻。

說個最具代表性的例子,對抗疾病的大多數(shù)抗生素等藥物,基本都是由微生物發(fā)酵而來的,未來微生物將成為食品工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的主流。


明確了細菌的真實身份后,我們再看來來渥堆發(fā)酵中的細菌表現(xiàn)。當堆溫升至40℃,細菌就會產(chǎn)生,并對渥堆發(fā)酵過程和熟茶滋味形成產(chǎn)生巨大影響。

但具體的細菌有哪些,數(shù)量是多少,科研界至今沒有探明,一些研究報告認為發(fā)酵過程產(chǎn)生的細菌很少,但實際上不是很少,而是太多,太小,以至于難以檢測。

這也是擺在發(fā)酵食品界面前的一大難題,但隨著科研水平的不斷提高,業(yè)界還是檢測出了一些關(guān)鍵菌種,并對其作用和數(shù)量進行了初步探索。

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,會使普洱熟茶初期發(fā)酵產(chǎn)生偏酸。

進入“酶促發(fā)酵”階段后,毛茶的酸感就會逐步遞減,回歸到難以被察覺的偏弱狀態(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)這些細菌對人類的意義,人們將其分為益生菌和致病菌,而對于渥堆發(fā)酵來說,其到底有沒有產(chǎn)生致病菌,就是茶品安全的關(guān)鍵。

這里陸離要明確地給出這個問題的答案:普洱熟茶沒有致病菌!這是因為普洱茶內(nèi)含的多酚類物質(zhì)豐富,當細菌繁衍到某個階段時,會自發(fā)出現(xiàn)“拮抗反應(yīng)”。

表現(xiàn)在微觀層次,就是發(fā)酵過程會產(chǎn)生少量的青霉類次級代謝物質(zhì),這些物質(zhì)數(shù)量極少,但作用極強,能完全抑制致病菌的產(chǎn)生和繁衍。


在這一重大事實前,業(yè)界不敢妄下結(jié)論,而是對其進行了近十年的化學(xué)檢測,結(jié)果數(shù)百份正規(guī)品牌熟茶制成的樣本,一個都沒有發(fā)現(xiàn)有致病菌的存在。

科研團隊又再次將樣本交由權(quán)威檢測機構(gòu)協(xié)助復(fù)驗后,才最終確認了這一事實,由結(jié)果倒推分析,才發(fā)現(xiàn)了是這些青霉類的小分子次級代謝物起了關(guān)鍵作用。

可堪大用的酵母

作為公認的“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。

在認知科普層次上,我們要將酵母菌與霉菌區(qū)分開來,并明確“酵母菌”只是一個俗稱,它的本質(zhì)是以芽殖或裂殖來進行無性繁殖的單細胞真菌。

在渥堆發(fā)酵中,目前最新的檢測成果能查出20多種,但根據(jù)實際發(fā)酵成果來倒推的話,實際數(shù)目遠遠不止這些,僅目前探明的酵母菌種就有:


路德類酵母(Saccharomycesludwigii);克魯斯假絲酵母(Candidacrusei);漢遜德巴利酵母(Debaryomyceshansenii)

粟酒裂殖酵母(Schizoaccharomycespombe);釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae);不限酵母(Saccharomycesinconspicus)

熱帶假絲酵母(Candidatropicans);拜耳結(jié)合酵母(Zygosaccharomycesbailii);克勒克酵母(Kloeckera)...

和習(xí)慣“大兵團會戰(zhàn)”的霉菌相似,酵母菌在進行渥堆發(fā)酵時,也是和以上這些酵母菌種協(xié)同作戰(zhàn),有時還會和醋酸菌及乳酸菌聯(lián)手解決棘手的“敵人“。

其中最具代表性的,是發(fā)酵時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,醋酸菌會將葡萄糖和果糖氧化,產(chǎn)生能保護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,像一對配合默契的搭檔。

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℃的堆溫就能開始生長,30℃堆溫則能大量繁衍,產(chǎn)生作用。

同時酵母菌又有著“代時”短的特點,以每翻堆一次為一輪發(fā)酵來算的話,酵母菌每次都是第一個入場和退場,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,在新車間養(yǎng)地和未來的智能發(fā)酵領(lǐng)域都有大用。


因此,對于目前的普洱茶科研界來說,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。

以上就是這篇渥堆發(fā)酵微生物科普的全部內(nèi)容了,與上篇文章相比,這篇的專業(yè)性更強,理解起來可能會有一些困難。

有問題的茶友,可以掃描下方的二維碼添加陸離微信,共同探討文中問題。

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

下篇專題文章,我們繼續(xù)聊聊,如何從零開始,打造出一座渥堆發(fā)酵車間。

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