渥堆发酵会产生霉菌和细菌吗?对人体有害吗?

普洱茶复兴的这二十年来,科研界对渥堆发酵微生物的研究不断深入,所有报告中列出的微生物类型,大致都可以分为细菌、酵母菌,以及被误解最深的霉菌。

首先要说明的一点是,渥堆发酵中的微生物类型,和酱油,酸奶等传统发酵食品中的微生物类型,是基本一致的,这点在发酵食品的权威教科书上也有体现。

也就是说,就像大豆发酵酱油,牛乳发酵酸奶一样,由云南大叶种晒青毛茶发酵而来的普洱熟茶,与其他发酵食品并没有什么不同,不具备唯一性。

在深入研究后,业界发现渥堆过程中的发酵机理,与其它发酵食品都存在着一种自然共性,细菌、酵母菌,霉菌共同影响发酵,即“三菌发酵”。

今天这篇文章,聊聊渥堆发酵中的微生物构成。

趋利避害的霉菌

说起霉菌,大家心里可能会升起一阵本能的厌恶:变质腐烂的食物上,长出长长的绿毛...作为自然界中广泛存在的一种生物,霉菌远没有大家想的那么简单。

霉菌是在培养基上(即有营养基质)长有菌丝体的丝状真菌统称,其中分类众多,但在发酵食品领域,只有毛霉属、根霉属、曲霉属、地霉属这四类属。

而就渥堆发酵而言,曲霉属是主力,其中还可以细分为米曲霉、黄曲霉、甘薯曲霉、埃及曲霉等60中以上细类,其中最为突出的,就是黑曲霉。

关注陆离以往文章的朋友,对黑曲霉一定不陌生,实际上黑曲霉之于普洱茶渥堆发酵,就像酵母菌之于面包一样,是普洱熟茶得以成形的灵魂。

不过从学术角度上看,黑曲霉并不是一类菌,而是一个大种群,因此更科学的定义,应该为黑曲霉群,接下来陆离也会沿用更严谨的“黑曲霉群”叫法。

黑曲霉群的形态十分独特,从显微镜下观察,黑曲霉群为分生孢子头褐黑色放射状,同时分生孢子梗长短不一,顶囊为球形,双层小梗。

更特别的是,黑曲霉群属于厌氧菌,在37℃左右和80%左右的温度下才会焕发活力,大量繁殖,菌落形态也会由最初的白色,逐渐转化为更成熟的黑色。

作为曲霉属最常见的一个品种,黑曲霉在土壤和空气中都广泛存在,也是最容易从自然环境中获取的重要发酵菌种之一,是一种很“亲民”的发酵菌。

同时,黑曲霉群又是食品发酵中最关键的菌群,在适宜的温度下,黑曲霉群能够分泌淀粉酶、糖化酶、柠檬酸、葡萄糖酸等多种物质,堪称发酵全面手。


此外,有很多茶友不理解渥堆过程中堆温为什么会自然升高,其实这也是黑曲霉的功劳,黑曲霉大量繁殖的过程中,不仅会生成伴随酶,也会出现产热现象。

在利用黑曲霉发酵上,普洱熟茶与白酒呈现出惊人的相似性,我们都知道酒类发酵分为固态发酵和液态发酵两个阶段,而在液态发酵的酒窖,黑曲霉依然存在。

只要你参观过国内外的知名酒窖,就会发现一个“奇怪”的现象:酒明明是躺在瓶子里的,但酒窖的墙壁上仍然会成片附着的黑曲霉菌群。

如果你能获得主人允许,进而走进观察,还会发现每个霉斑块都是厚度不一,而且还会出现明显分层,贴墙部为灰绿色,中层米黄色,外层则是灰黑色。

实际上就和大树的年轮一样,霉斑厚度的分层现象,折射着这座酒窖的历史,使用时间越长,分层数量愈多,微生物活性越强,这与渥堆发酵是一致的。

曲霉属这么多,为什么黑曲霉能独占鳌头?这就要说到黑曲霉的战斗力了——附着力与渗透性超强,在最初的“攻城战”,能轻易攻破发酵底物的保护屏障。


攻入内部后,黑曲霉又会在发酵底物这一营养源上繁衍生息,产生蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等多种强活性酶系物质,为之后的“酶促发酵”做物质储备。

以上就是以黑曲霉为例的微生物产酶基本原理阐释,还需要说明的误区是:黑曲霉不属于有益菌,在渥堆中也不是绝对主导地位,与熟茶风味形成关系也不大。

首先,很多研究渥堆发酵的专业论文,将黑曲霉定性为对人体有益的菌种,但实际上这是一种误解,黑曲霉及其所属的霉菌属都属于腐生菌,发酵时需要趋利避害。

黑曲霉的攻击性强,如果附着在大米等粮食上,很快就会产生腐败,而渥堆发酵时会特别限制其发挥,只在发酵前期充分发挥其有效作用。

虽然黑曲霉在渥堆发酵中的地位至关重要,但并不是说只有黑曲霉“一个人在战斗”,参与早期渥堆发酵包含几十种菌群,更像是大兵团会战的概念。

科学实验已经证明,黑曲霉在发酵前期会击破发酵底物(即毛茶)自身的保护层,并产生各类活性酶系,为之后的微生物“大部队"驻扎提供稳定环境。


但当渥堆发酵进入“酶促发酵”阶段时,黑曲霉的活性就会逐渐丧失,不会导致普洱茶的霉变,也就是说,当消费者喝到熟茶时,黑曲霉早已消亡。

当然,如果发酵手法不当,导致黑曲霉持续存在,那做出的茶喝起来有涩麻感,钉口,之后的专题文章中,陆离会从渥堆发酵实操角度分析如何避免这种情况。

这段的最后,陆离要再次重申,科研报告早已证实,霉菌只是发酵前期的助力,无法长时间保留,无法与人体共存,更不可能通过茶汤进入体内,危害健康。


屡遭重伤的细菌

很多人对细菌的误解比霉菌还甚,普通人认为它会导致腐败变质,消费者担心茶品安全,造谣者则会把火力对准细菌,得出普洱熟茶有害的错误结论。

实际上,很多人对细菌的认识还是远远不够,翻开儿童科普读物“十万个为什么”,或者问一问身边的医生朋友,我们都会更加了解细菌的全貌。

细菌无处不在,从无底海渊,到万米深空,再到地壳之底,都有着细菌活跃的身影。

细菌数量浩瀚,随手抓起一把土壤,其中的含菌量就高达数百亿,人体肠道中一生都驻扎着数百种肠道正常菌丛,总数可达100万亿之多。

细菌意义重大,随着现代生命科学的不断发展,细菌成为了分子水平、基因水平、基因组水平研究的基本对象,为人类的发展做出了巨大的物质贡献。

说个最具代表性的例子,对抗疾病的大多数抗生素等药物,基本都是由微生物发酵而来的,未来微生物将成为食品工业、现代农业、生物医药等领域的主流。


明确了细菌的真实身份后,我们再看来来渥堆发酵中的细菌表现。当堆温升至40℃,细菌就会产生,并对渥堆发酵过程和熟茶滋味形成产生巨大影响。

但具体的细菌有哪些,数量是多少,科研界至今没有探明,一些研究报告认为发酵过程产生的细菌很少,但实际上不是很少,而是太多,太小,以至于难以检测。

这也是摆在发酵食品界面前的一大难题,但随着科研水平的不断提高,业界还是检测出了一些关键菌种,并对其作用和数量进行了初步探索。

其中最具代表性的为乳酸菌,其中包含乳杆菌属和链球菌属,和醋酸杆菌中的木醋杆菌(A.xylinum),二者的共同作用下,会使普洱熟茶初期发酵产生偏酸。

进入“酶促发酵”阶段后,毛茶的酸感就会逐步递减,回归到难以被察觉的偏弱状态。

此外,还有能形成芽孢的芽孢杆菌属(Bacillaceae),醋化醋杆菌(Acetobacteraceti)和巴氏醋杆菌(A.pasteurianus)等不同作用的菌种。

根据这些细菌对人类的意义,人们将其分为益生菌和致病菌,而对于渥堆发酵来说,其到底有没有产生致病菌,就是茶品安全的关键。

这里陆离要明确地给出这个问题的答案:普洱熟茶没有致病菌!这是因为普洱茶内含的多酚类物质丰富,当细菌繁衍到某个阶段时,会自发出现“拮抗反应”。

表现在微观层次,就是发酵过程会产生少量的青霉类次级代谢物质,这些物质数量极少,但作用极强,能完全抑制致病菌的产生和繁衍。


在这一重大事实前,业界不敢妄下结论,而是对其进行了近十年的化学检测,结果数百份正规品牌熟茶制成的样本,一个都没有发现有致病菌的存在。

科研团队又再次将样本交由权威检测机构协助复验后,才最终确认了这一事实,由结果倒推分析,才发现了是这些青霉类的小分子次级代谢物起了关键作用。

可堪大用的酵母

作为公认的“工业上最重要,应用最广泛”的微生物,酵母菌在酿造、食品、医药工业中都发挥着重要作用,有着“家养微生物”的美誉。

在认知科普层次上,我们要将酵母菌与霉菌区分开来,并明确“酵母菌”只是一个俗称,它的本质是以芽殖或裂殖来进行无性繁殖的单细胞真菌。

在渥堆发酵中,目前最新的检测成果能查出20多种,但根据实际发酵成果来倒推的话,实际数目远远不止这些,仅目前探明的酵母菌种就有:


路德类酵母(Saccharomycesludwigii);克鲁斯假丝酵母(Candidacrusei);汉逊德巴利酵母(Debaryomyceshansenii)

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

热带假丝酵母(Candidatropicans);拜耳结合酵母(Zygosaccharomycesbailii);克勒克酵母(Kloeckera)...

和习惯“大兵团会战”的霉菌相似,酵母菌在进行渥堆发酵时,也是和以上这些酵母菌种协同作战,有时还会和醋酸菌及乳酸菌联手解决棘手的“敌人“。

其中最具代表性的,是发酵时酵母菌和醋酸菌所体现的共生关系,在渥堆发酵初期,酵母菌会将蔗糖成分降解为葡萄糖和果糖,使不能直接利用的醋酸菌得以快速繁衍。

在酵母菌的帮助下,醋酸菌会将葡萄糖和果糖氧化,产生能保护它俩免受其他微生物侵袭的乙醇和乙酸等物质。二者的功能互补,像一对配合默契的搭档。

此外,与黑曲霉不同的是,酵母菌在有氧条件下,就能存在于茶叶表面,20℃的堆温就能开始生长,30℃堆温则能大量繁衍,产生作用。

同时酵母菌又有着“代时”短的特点,以每翻堆一次为一轮发酵来算的话,酵母菌每次都是第一个入场和退场,完成使命后就沉淀在茶堆的底层。

这就导致堆底茶灰中的酵母菌含量,是一般毛茶的数十倍,将这些沫子消毒干燥二次回收,就制成了茶酵母,在新车间养地和未来的智能发酵领域都有大用。


因此,对于目前的普洱茶科研界来说,酵母菌是最值得深入研究,也是最容易获得重大科研成果的菌种之一,原因就在于酵母菌的可回收特性。

以上就是这篇渥堆发酵微生物科普的全部内容了,与上篇文章相比,这篇的专业性更强,理解起来可能会有一些困难。

有问题的茶友,可以扫描下方的二维码添加陆离微信,共同探讨文中问题。

微观研究是理解宏观行为意义的基础,验明渥堆发酵微生物真身,还要知道熟茶是怎么来的?有哪些制作细节?由生转熟的过程中,这些茶叶到底发生了什么...

下篇专题文章,我们继续聊聊,如何从零开始,打造出一座渥堆发酵车间。

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