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(xì)菌、酵母菌，以及被誤解最深的霉菌。
首先要說明的一點(diǎn)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(diǎn)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(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(yuǎn)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(xì)分為米曲霉、黃曲霉、甘薯曲霉、埃及曲霉等60中以上細(xì)類，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，對黑曲霉一定不陌生，實(shí)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(yán)謹(jǐn)?shù)摹昂谇谷骸苯蟹ā?
黑曲霉群的形態(tài)十分獨(dú)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。[2]
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(shí)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。[3]
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(jìn)而走進(jìn)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(shí)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(qiáng)，這與渥堆發(fā)酵是一致的。[4]
曲霉屬這么多，為什么黑曲霉能獨(dú)占鰲頭？這就要說到黑曲霉的戰(zhàn)斗力了——附著力與滲透性超強(qiáng)，在最初的“攻城戰(zhàn)”，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(qiáng)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(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(tuán)會戰(zhàn)的概念。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(hù)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(dāng)渥堆發(fā)酵進(jìn)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(dāng)消費(fèi)者喝到熟茶時，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，那做出的茶喝起來有澀麻感，釘口，之后的專題文章中，陸離會從渥堆發(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，科研報告早已證實(shí)，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(jìn)入體內(nèi)，危害健康。[6]
屢遭重傷的細(xì)菌
很多人對細(xì)菌的誤解比霉菌還甚，普通人認(rèn)為它會導(dǎo)致腐敗變質(zhì)，消費(fèi)者擔(dān)心茶品安全，造謠者則會把火力對準(zhǔn)細(xì)菌，得出普洱熟茶有害的錯誤結(jié)論。
實(shí)際上，很多人對細(xì)菌的認(rèn)識還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(xì)菌的全貌。
細(xì)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(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(xiàn)。
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(xì)菌的真實(shí)身份后，我們再看來來渥堆發(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(xì)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(rèn)為發(fā)酵過程產(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。
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(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(xì)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?yàn)槠斩鑳?nèi)含的多酚類物質(zhì)豐富，當(dāng)細(xì)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(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，而是對其進(jìn)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。[8]
科研團(tuán)隊又再次將樣本交由權(quán)威檢測機(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(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(jìn)行無性繁殖的單細(xì)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(shí)際發(fā)酵成果來倒推的話，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(tuán)會戰(zhàn)”的霉菌相似，酵母菌在進(jìn)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“。[9]
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(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(diǎn)，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。[10]
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(qiáng)，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(yàn)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(xì)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，勐海味熟茶的本質(zhì)——野生酵母菌。
作者：陸離
參考文獻(xiàn)：
[1]梁名志,夏麗飛,陳林波,等.普洱茶渥堆發(fā)酵過程中理化指標(biāo)的變化研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2006,22(10):321-321.
[2]付贏萱,劉通訊.多酚氧化酶對普洱茶渥堆發(fā)酵過程中品質(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)酵過程中特定高溫菌群的動態(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:.
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[7]姚靜,陳迪,鄭曉燕,等.普洱茶渥堆發(fā)酵過程中細(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)酵過程關(guān)鍵控制因素分析[J].中國茶葉,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)酵過程中的香氣成分變化[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報,2017,8(6):8.
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