普洱茶发酵过程中的主要微生物及影响发酵因素分析摘要:普洱茶发酵过程中主要微生物的观察分析:湿气(水份)、空气(给氧量)对普洱茶发酵起决定的作用;微生物和不同茶头培养的茶曲参与发酵的茶堆有可以感觉到的微小的差异;容器发酵并改善给氧状况,能使茶堆发酵均匀、质量好。
关键词:云南普洱茶微生物容器发酵普洱茶发酵过程,是指云南大叶种晒青毛茶经潮水后渥堆,在渥堆过程中,由于微生物活动产生的热,使茶叶内质发生了一系列的物理、化学变化,促成了普洱茶风味及良好品质的形成,这一过程就是普洱茶的发酵过程。
在普洱茶的发酵过程中(无论自然存放陈化,还是人工促成发酵)微生物都起了重要的作用。
1 普洱茶发酵过程中的主要微生物自20世纪80年代以来对普洱茶发酵过程的研究揭示了“普洱茶渥堆过程中存有黑曲霉、青霉、根霉、灰绿曲霉、酵母等微生物”,也还有其它多种微生物的存在。
新近的研究报导称“普洱茶渥堆中有温特曲霉烟色变种、帚状曲霉、埃及曲霉、臭曲霉、日本曲霉原变种及局限灰曲霉等菌种的存在”,并指出“不同地区普洱茶渥堆中曲霉菌群组成有明显的差别”。
综合上述的研究成果,结合我们的生产实践及试验研究,对普洱茶发酵过程中的主要微生物认识如下:黑曲霉是普洱茶发酵过程中的主要菌群,特别是前期生长繁殖极快,这与其耐粗放培养有关。
黑曲霉具有多种活性强大的酶系,如淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、纤维素酶和葡萄糖氧化酶等。
还能产生多种有机酸,如抗坏血酸、柠檬酸、葡萄糖酸和没食子酸等。
还因其安全食用性而在食品工业中被广泛利用。
是普洱茶发酵过程中的“主力军”,对普洱茶品质的形成不能不起重要的作用,是普洱茶的“陈香”与“霉香”的基调。
酵母:也是普洱茶发酵过程中的主要菌群,在渥堆过程及菌种培养观察中,很容易闻到酒香或其它果香的味道,也能明显的看到茶堆中普遍的白色霉层和培养基表面大量的乳白色、光亮卵形的菌点。
酵母是人类利用较早的微生物,被称为人类的第一种“家养微生物”,其蛋白质含量很高,是动物蛋白和植物蛋白后的另一类重要的可供动物作营养的蛋白质来源,还含有人体所必须的多种氨基酸,从酵母中还可提取核酸、麦角甾醇、辅酶A、细胞色素C、凝血质、维生素等,酵母菌及发酵与食品工业关系极为密切。
此外,酵母在保健功能上,可以健脑、健胃、美容、解酒、预防肝坏疽,改善肝脏功能和延缓衰老。
如此多的功能作用和在普洱茶发酵过程中的优势作用,对提升普洱茶中的有效营养物质和对人体的保健作用、以及形成普洱茶甘、醇、香的品质,有着决定性的影响。
但也要注意普洱茶中的一些“异”味如酸、辣、挂、刺等,也与酵母有一定的关系。
在给氧量不足的渥堆中,很容易嗅到酸、霉的味道。
青霉:在普洱茶发酵前半期,可见兰绿色的菌群,青霉的孢子耐热性较强,在湿气高、温度较高的茶堆,菌群明显可见,发酵后期由于优势菌群的桔抗作用而减少,产黄青霉能产生多种酶类和有机酸,工业生产上可用其变种来生产青霉素,也用来生产葡萄糖氧化酶、葡萄糖酸、柠檬酸、柠檬酸霉素和抗坏血酸。
产黄青霉代谢产生的青霉素对杂菌、腐败菌可能有良好的消除和抑制作用,对普洱茶的生成有一定的保护作用。
根霉:在普洱茶发酵过程的各个阶段都可出现,且对环境的适应性很强,生长极迅速,根霉的淀粉酶活性高,能够产生糖化酶,使淀粉转化为糖,能产生有机酸和芳香的酯类物质,也是转化甾醇族化合物的重要菌类,对普洱茶甘香品质的形成有很好的作用。
由于其分泌果胶酶能力强,根霉也能造成茶叶的软化甚至腐烂。
堆温不高,根霉生长缓慢,发酵不好的茶堆,白色霉层就少。
灰绿曲霉:菌落是灰绿或黄绿,茶堆周边偶有所见,据称该菌可使食品腐烂变质,改善制茶环境卫生,可减少该菌群的滋生,有利于普洱茶发酵过程的正常进行。
在普洱茶渥堆发酵过程中,除上述微生物外,也还有其它的一些微生物在普洱茶发酵过程中参与普洱茶发酵发挥过作用,这有待进一步研究以揭示普洱茶发酵过程中,所有微生物的特性及其对普洱茶品质形成中的作用。
让普洱茶的制作工艺及发酵工艺更科学、更成熟。
2 影响普洱茶发酵的主要因素微生物的生长繁殖决定着普洱茶发酵的成败,也决定了普洱茶品质的好坏。
微生物的生命活动与周围环境有密切的联系,外界环境不断地影响着微生物,微生物也不断地影响着周围环境,适宜的环境,能够促进微生物的生长发育;不适宜的环境或周围环境满足不了微生物的生长发育条件时,微生物的生长发育就要受到抑制或发生变异,以至停止生长而死亡。
影响微生物生长发育的因素很多,就普洱茶的渥堆发酵而言,主要是三方面的因素即:湿气(水份)、空气(给氧量)、热气(温度)。
微生物的生长必须有水,晒青毛茶经潮水后,茶堆内相对湿度增加处于休眠状态的微生物被激活,开始生长繁殖并迅速进入生长繁殖的“对数期”,微生物呼吸代谢所释放的热量不断积累,使茶堆温度上升,微生物重叠的世代交替,使茶堆温度得以保持和延续。
微生物呼吸代谢的同时也在不断消耗周围的氧气,随着茶堆内空隙的缩小,一些好氧性和兼好氧性微生物的繁殖受到限制或者代谢途径发生变化,如酵母菌在有氧气存在的条件下,进行呼吸作用,而在无氧气的条件下则进行发酵作用,故一般茶堆中层、下层微生物的生长不如上层活跃,白色霉层较少,也不均匀,甚至有酸味,这是因供氧量不足而造成。
茶堆表面50cm 左右的这一层和比较疏松的茶堆,堆内间隙大,所容空气多,酵母、根霉等微生物生长繁殖情况良好,白色霉层均匀分布,香气正常,表明发酵质量好。
空气的充足与否(给氧量的多少)是影响普洱茶发酵的重要因素。
微生物的世代交替使茶堆温度升高,茶堆表面水分不断挥发丧失,茶堆内的湿气(水分)也不断外溢,相对湿度降低当湿气挥发到影响微生物的生长时,微生物生长速度缓慢,茶堆温度逐渐下降,此时通过翻堆,使茶堆内外层交换,结块的茶堆变得较松散,也相当于给好氧微生物来了一次“深呼吸”,并给茶堆创造了疏松的环境,增加了新鲜空气,微生物又开始了一轮新的“繁盛”,通过几次的翻堆(约3～4次),普洱茶渥堆发酵过程即初步完成,再经过陈化贮藏,普洱茶的良好品质即渐渐展示。
渥堆发酵过程中茶堆内的湿气(水份)是基础,空气(给氧)是保证,热能一般可由微生物自身呼吸作用产生,周围环境的温度一般不会对普洱茶的发酵有多大的影响,除非茶堆的数量很小,微生物作用产生的热能,散失快挡不住周围寒气的袭击,才会影响茶堆发酵,采取保温、保湿的措施不能忽视空气的正常流通,否则将影响氧气的供给,造成“顾此失彼”而“适得其反”。
所以小茶堆发酵难以成功。
除温、湿、气以外,其它因素不注意,也能影响普洱茶的发酵,如渥堆场所、水质……等,只要注意改进,不会有大的问题。
3 茶母茶头茶曲普洱茶的后发酵与葡萄酒的发酵有很大的相似,其共同点是:①它们本身都具有一定的“活性物质”,这些“活性物质”就是酶,酶是微生物所分泌的,也即晒青茶和葡萄的表面都有微生物存在;②晒青茶和葡萄不需外力作用都能自身发酵或称自然发酵,只不过时间快慢而已;③它们发酵后的产品都须经过陈化,且随着年代的久远越陈越香,越陈越醇,越陈越增值。
在欧洲葡萄酒的发酵及成熟的酿制技术,已有上百年的历史,而我们对普洱茶发酵的认识只能说才起步,或者说还停留在传统的初级阶段。
葡萄酒的发酵,要加入优良的纯培养“酒母”,以保证葡萄酒的安全发酵并提高酒的品质及风味,也可以用已发酵过的“酒脚”代替“酒母”。
我们注意到这种方法已被“移植”到普洱茶的生产中,或者在普洱茶生产中有类似的技术,用“茶头”或“茶梗”加入茶堆,参与发酵以提高发酵质量和品质。
也许这种做法早在古代就已有之,有学者认为,唐诗中有关茶的诗中几次提到的“茶曲”或许就是曲种发酵的茶末,如果这个推断成立,“茶曲”的培养应用也就不是什么新鲜事了。
我们分别两次用不同的两个微生物菌种编号为1.2.3(取自中国普洱茶科院化验室)和五份不同地域、厂家生产的普洱“茶头”、“茶梗”编号为 1.2.a.b.c)培养的“茶曲”拌入渥堆茶中参与发酵并设对照比较,作常规观察记录和菌群培养观察,结果为:①微生物菌种茶曲(以下简称“菌种茶曲”)发酵茶堆均比对照及茶头(茶梗)茶曲的茶堆有升温较快的趋势,堆温升至50℃的时间均提前至少12h。
以后随着渥堆时间的增加,各茶堆的温度相差不甚明显,一段差异为1～2℃短时最大差异为4℃;②有几个茶曲发酵的茶堆有细微的可以感觉出差异的香气和口味;③对各种处理茶堆于潮水后第十五日取样作菌群培养观察,可看出“菌种茶曲”茶堆中的黑曲霉优势极为明显,有抑制和影响其他微生物生长繁殖的可能。
见图一、二、三;④各茶堆温度升至50℃左右时,茶堆内白色霉层明显可见,可嗅到普洱茶特有的气味。
茶堆温度升不高,在40℃以下时,白色霉层不多,有异味感觉,这也验证了一般生产中白霉多的茶堆发酵好,白霉少的茶堆发酵不好的说法,说明根霉、青霉及酵母等使耐高温的菌群在茶堆温度不高时生长繁殖不好,普洱茶的品质也会有所影响;⑤在几次培养菌群观察中,仅发现一个疑似细菌的菌点,这是否可以说明,在普洱茶发酵过程中,有益菌群的优势桔抗作用,抑制了包括细菌在内的一些有害菌种的生存,使普洱茶比较“干净”。
4 容器发酵在总结小茶堆(数量较少)发酵保温、保湿不好,茶堆温度难以保持,湿气挥发过快,发酵难以进行的基础上,我们设计了容量为1吨的小型发酵箱,改敞开式的发酵为能保温、保湿并且有可控功能的容器发酵,并在发酵中进行供气与不供气的给氧情况重复对比观察,结果是:(1)发酵箱保温、保湿效果明显,茶堆温度上升后持续保温效果较好,茶堆水分挥发减少,湿气减少速度减缓,发酵质量得以保证;(2)供气的效果改善了茶堆内的给氧状况,微生物生长的“世代交替”不受影响,茶堆内外发酵较为均匀,可以减少翻堆次数,也就可以缩短发酵时间。
发酵质量的稳定,自然对普洱茶品质形成有益。
见图四5 结语(1)普洱茶的渥堆发酵,在茶堆相对湿度(水分)保证的前提下,空气(给氧量)的充足与否,决定着有益菌群生长繁殖的作用及效果,温高湿重的茶堆往往有酸味,乃是酵母菌在无氧条件下发酵的结果。
(2)茶头(茶梗)所培养的茶曲参与发酵的几个茶堆,有可以感觉出差异的香气和滋味,随着最佳时间的陈化(半年至两年)或许差异会有扩大的可能,普洱茶产业的创新将会有可喜的成果,普洱茶也将和葡萄酒一样演绎出不同风格和品牌的创新“普洱”。
(3)容器发酵对实现小堆发酵成为可能,且能对普洱茶的规范化技术及工业化连续生产提供启示,也为企业实施“GMP”程序管理和计算机程序控制做好准备,为今后普洱茶的发展扩大了空间,为普洱茶产业的大发展从技术方面提供参考。
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