当微生物与普洱茶的关系已经逐步被科学研究者揭示，在普洱茶变化过程中，微生物所发挥的作用也愈发清晰了起来。正是这些看不见的小生命在转换着普洱茶的滋味，让我们为之神往。
《普洱》杂志曾刊登了一篇文章《微生物才是地球之王——兼说微生物与普洱茶》，全文从宏观的视角来看待微生物与生物圈、人类乃至与普洱茶之间的重要关系。作者张晗星博士是中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室高级工程师，与知名普洱老茶藏家何作如先生就普洱茶传统工艺与发酵机理进行了长达7年的合作和科学探讨，对普洱茶与微生物之间的关系有深入研究。
不同的微生物群落在普洱茶的生长、加工、仓储等不同环节中分工有序，共同为我们温养出一杯醇厚润滑、气韵绵长、越陈越香的普洱茶。因此，普洱茶的越陈越香、金融属性并非是炒作，而是由普洱茶的天然禀赋和微生物来决定的。
所有茶类中，普洱茶的独特性从来都是显著区别于其他茶类。普洱茶的优劣会反映在选料地域性、季节性、全株性的差异，以及制作时是否兼顾微生物的发酵特性，成品茶会随着保藏年份而发生成分的转变，风味越存越好、价值越高，使之具备了金融属性。
微生物与环境信号应答，遵循生态位、演替变化、群体感应等内在调控规律。微生物响应外界环境信号，调控自身及群落的物质(药物)耐受、形态发育、次生代谢、以及致病性等多种重要生物学过程，微生物群落通过竞争抑制、传代发育后形成了群落的演替。参与普洱茶发酵的微生物，在普洱茶的不同制作工艺过程中，群体结构发生了不同的改变，导致了不同的发酵过程，期间茶饼中不同的微生物种类及组成，就形成了不同的代谢产物即不同发酵风味。
普洱茶和微生物发生关系从新生到入口是相依相伴的过程，除非茶饼的水分含量低于微生物的繁殖要求，普洱茶停止发酵代谢进入化学变化为主的转化过程。微生物参与主要过程有两个阶段：
普洱茶制作过程就是环境微生物与茶叶之间不断交换的过程。
来自于茶园空气和种植环境的微生物更多地参与植物、环境空气土壤的物质交换，以茶园环境为营养源，这类菌经年在当地环境被自然选择、竞争和稳定，跟周围的自然环境和谐一致。常年的生活经验让本地居民能观察并总结出同一片区出产的蜂蜜、茶叶、发酵食品如酱油、豆豉等，在口味上的风味特点，并能区分不同片区口感上的细微差别，这就是该地区环境微生物的共通发酵属性，我们更多地认为来源于环境的微生物是有益菌群。
普洱茶树的种植始于明中期，云南地区的普洱茶树多是少数民族聚集区及汉人最先种植的栽培型茶树，就地加工后外运。随着时代的变迁，茶园开放程度提高，制茶村落由山上搬迁至近公路的山下，人的活动范围扩大，自然条件和茶叶加工环境的改变，影响到了参与普洱茶发酵微生物组成，现代加工的普洱茶由于微生物群落的变化，是否会影响口味的变化，是否由于微生物的改变影响到普洱茶的后发酵，都是现代人不能回避的问题。宝贵的微生物资源保护和开发都应在调查的前提下展开。我们对珍贵的保存近百年的号字级老茶的微生物构成的研究表明，除了制作工艺的改变，环境因素的改变对微生物群落造成的差异确实显著存在，应尽早地着手对茶区微生物种质资源的调查，从而对特有的环境微生物资源进行抢救性的保存，建立普洱茶微生物菌种保藏库，以应对后100 年的环境变化较之前 100 年变化提速的不争现实。
保藏过程就是普洱茶内在微生物和环境微生物互为竞争相互抑制的关系
影响菌群改变的入侵型环境微生物经研究通常有 3 类 , 即病原微生物、共生微生物和腐生微生物。腐生微生物与植物病原菌及共生微生物不同，其功能和结构决定于植物有机物质的种类和数量，腐生微生物的群落结构和功能受到植物种类的影响极大，黄曲霉菌就不是茶叶的腐生菌。其次 , 茶叶产区的大多数的腐生微生物类群存在于几乎所有的土壤中 , 并且有客观的功能冗余，特别是菌根真菌抵御外来腐生菌入侵具有重要作用。来源于非茶叶产区的环境的腐生菌，可以在入侵地形成高密度的单一种群，而其在原产地却只能维持在低密度状态。这主要是因为入侵腐生菌与土著腐生菌的代谢产物在组成上往往有显著的差异，这种正反馈 ( 促进 ) 作用加上其逃离了土传病害等其他因素的影响 , 使入侵微生物得以在短时间内大量繁殖并占据新的生境。入侵的腐生微生物可以为新的生境带来新的功能属性，从而改变微生物的群落结构和功能。
所以普洱茶仓贮时除了保证茶叶表面以及内部原有的有益菌群的旺盛代谢，确保代谢速率提高转化效果。另一方面，还要防止保藏环境中腐生微生物进入到茶饼，通常环境温度、湿度过高，外源微生物极容易快速繁殖，生长成为优势菌株，特别是保藏环境污染严重、杂菌过多是打破原有菌群平衡的一个最重要原因，一旦外来菌特别是腐生菌进入，其旺盛的寄生能力，哪怕是像普洱茶这种富含鞣酸、儿茶素类天然抗菌活性物质的培养基，如果出现可见的菌丝体遍布茶饼，就是腐生菌过度繁殖的发酵称之为“ 霉变 ”。真菌代谢产物复杂，通常会有毒素化合物生成。霉变严重的茶不是救不救的问题，而是检测是否有真菌毒素产生，测评食品安全性应放在首位。
微生物的繁殖速度和抗诱变能力强，有用辐射诱变这种表面消杀的技术就可以杀死普洱茶微生物的实验报道，不知道是使用怎样的“ 单面煎 ”“ 双面煎 ”的技术做到的。普洱茶这样一款开放环境加工、保存品，如何证明它与微生物的清白，目前的研究结果存在样品处理背景不清、结果评判无据的漏洞。当科学成为演说工具，片面的解读就更容易造成认知偏差。经常，偏见比无知距离真理更远。科学具有宝贵的“自我纠正”能力，普洱茶的研究继续下去终将为普洱茶的生产制作提供更多可靠依据。
本文节选自
《微生物才是地球之王
——兼说微生物与普洱茶》
作者丨张晗星
原文刊载《普洱》杂志
2021年11月刊
来源：普洱杂志
如涉及版权问题请联系删除
当微生物与普洱茶的关系已经逐步被科学研究者揭示，在普洱茶变化过程中，微生物所发挥的作用也愈发清晰了起来。正是这些看不见的小生命在转换着普洱茶的滋味，让我们为之神往。
去年接近年底时，我们杂志刊登了一篇文章《微生物才是地球之王——兼说微生物与普洱茶》，全文从宏观的视角来看待微生物与生物圈、人类乃至与普洱茶之间的重要关系。作者张晗星博士是中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室高级工程师，与知名普洱老茶藏家何作如先生就普洱茶传统工艺与发酵机理进行了长达7年的合作和科学探讨，对普洱茶与微生物之间的关系有深入研究。
不同的微生物群落在普洱茶的生长、加工、仓储等不同环节中分工有序，共同为我们温养出一杯醇厚润滑、气韵绵长、越陈越香的普洱茶。因此，普洱茶的越陈越香、金融属性并非是炒作，而是由普洱茶的天然禀赋和微生物来决定的。
所有茶类中，普洱茶的独特性从来都是显著区别于其他茶类。普洱茶的优劣会反映在选料地域性、季节性、全株性的差异，以及制作时是否兼顾微生物的发酵特性，成品茶会随着保藏年份而发生成分的转变，风味越存越好、价值越高，使之具备了金融属性。微生物与环境信号应答，遵循生态位、演替变化、群体感应等内在调控规律。微生物响应外界环境信号，调控自身及群落的物质(药物)耐受、形态发育、次生代谢、以及致病性等多种重要生物学过程，微生物群落通过竞争抑制、传代发育后形成了群落的演替。参与普洱茶发酵的微生物，在普洱茶的不同制作工艺过程中，群体结构发生了不同的改变，导致了不同的发酵过程，期间茶饼中不同的微生物种类及组成，就形成了不同的代谢产物即不同发酵风味。普洱茶和微生物发生关系从新生到入口是相依相伴的过程，除非茶饼的水分含量低于微生物的繁殖要求，普洱茶停止发酵代谢进入化学变化为主的转化过程。微生物参与主要过程有两个阶段：
普洱茶制作过程就是环境微生物与茶叶之间不断交换的过程。来自于茶园空气和种植环境的微生物更多地参与植物、环境空气土壤的物质交换，以茶园环境为营养源，这类菌经年在当地环境被自然选择、竞争和稳定，跟周围的自然环境和谐一致。常年的生活经验让本地居民能观察并总结出同一片区出产的蜂蜜、茶叶、发酵食品如酱油、豆豉等，在口味上的风味特点，并能区分不同片区口感上的细微差别，这就是该地区环境微生物的共通发酵属性，我们更多地认为来源于环境的微生物是有益菌群。
普洱茶树的种植始于明中期，云南地区的普洱茶树多是少数民族聚集区及汉人最先种植的栽培型茶树，就地加工后外运。随着时代的变迁，茶园开放程度提高，制茶村落由山上搬迁至近公路的山下，人的活动范围扩大，自然条件和茶叶加工环境的改变，影响到了参与普洱茶发酵微生物组成，现代加工的普洱茶由于微生物群落的变化，是否会影响口味的变化，是否由于微生物的改变影响到普洱茶的后发酵，都是现代人不能回避的问题。宝贵的微生物资源保护和开发都应在调查的前提下展开。我们对珍贵的保存近百年的号字级老茶的微生物构成的研究表明，除了制作工艺的改变，环境因素的改变对微生物群落造成的差异确实显著存在，应尽早地着手对茶区微生物种质资源的调查，从而对特有的环境微生物资源进行抢救性的保存，建立普洱茶微生物菌种保藏库，以应对后100 年的环境变化较之前 100 年变化提速的不争现实。
保藏过程就是普洱茶内在微生物和环境微生物互为竞争相互抑制的关系
影响菌群改变的入侵型环境微生物经研究通常有 3 类 , 即病原微生物、共生微生物和腐生微生物。腐生微生物与植物病原菌及共生微生物不同，其功能和结构决定于植物有机物质的种类和数量，腐生微生物的群落结构和功能受到植物种类的影响极大，黄曲霉菌就不是茶叶的腐生菌。其次 , 茶叶产区的大多数的腐生微生物类群存在于几乎所有的土壤中 , 并且有客观的功能冗余，特别是菌根真菌抵御外来腐生菌入侵具有重要作用。来源于非茶叶产区的环境的腐生菌，可以在入侵地形成高密度的单一种群，而其在原产地却只能维持在低密度状态。这主要是因为入侵腐生菌与土著腐生菌的代谢产物在组成上往往有显著的差异，这种正反馈 ( 促进 ) 作用加上其逃离了土传病害等其他因素的影响 , 使入侵微生物得以在短时间内大量繁殖并占据新的生境。入侵的腐生微生物可以为新的生境带来新的功能属性，从而改变微生物的群落结构和功能。
所以普洱茶仓贮时除了保证茶叶表面以及内部原有的有益菌群的旺盛代谢，确保代谢速率提高转化效果。另一方面，还要防止保藏环境中腐生微生物进入到茶饼，通常环境温度、湿度过高，外源微生物极容易快速繁殖，生长成为优势菌株，特别是保藏环境污染严重、杂菌过多是打破原有菌群平衡的一个最重要原因，一旦外来菌特别是腐生菌进入，其旺盛的寄生能力，哪怕是像普洱茶这种富含鞣酸、儿茶素类天然抗菌活性物质的培养基，如果出现可见的菌丝体遍布茶饼，就是腐生菌过度繁殖的发酵称之为“ 霉变 ”。真菌代谢产物复杂，通常会有毒素化合物生成。霉变严重的茶不是救不救的问题，而是检测是否有真菌毒素产生，测评食品安全性应放在首位。
微生物的繁殖速度和抗诱变能力强，有用辐射诱变这种表面消杀的技术就可以杀死普洱茶微生物的实验报道，不知道是使用怎样的“ 单面煎 ”“ 双面煎 ”的技术做到的。普洱茶这样一款开放环境加工、保存品，如何证明它与微生物的清白，目前的研究结果存在样品处理背景不清、结果评判无据的漏洞。当科学成为演说工具，片面的解读就更容易造成认知偏差。经常，偏见比无知距离真理更远。科学具有宝贵的“自我纠正”能力，普洱茶的研究继续下去终将为普洱茶的生产制作提供更多可靠依据。
本文节选自
《微生物才是地球之王——兼说微生物与普洱茶》
作者丨张晗星
原文刊载《普洱》杂志
如涉及版权问题请联系删除
针对微生物的研究其实是困难的，它超出了人类感官的极限，需要动用各种科技手段和设备才能窥见它们的身影、研究它们的规律。所以，长期以来，围绕着微生物到底在普洱茶的变化之中究竟发挥着怎样的作用，很多科研工作者投入了大量的人力、物力、财力，希望能够更加清晰地揭示出其中的规律。不过，这并不容易，这个过程既像是在黑夜中摸索，又像是努力拼起纷乱的拼图碎块。
为此，我们在这里做一次小小的科普。看似并不与茶直接相关，但是我想在科学探索的道路上，我们每个人始终都可以保持一种谦逊学习的姿态，不断努力地接近真相。
在此先奉上作者的介绍，如下：
张晗星博士是中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室高级工程师，与知名普洱老茶藏家何作如先生就普洱茶传统工艺与发酵机理进行了长达 7 年的合作和科学探讨，对普洱茶与微生物之间的关系有深入研究。
生命的起源和微生物的诞生
公元前 4 世纪起，罗马贵族在与希腊人的交往中养成了吃饭时斜躺在桌子旁边的习惯，而之前的罗马人是坐在桌子旁吃饭。后来就有了我们在绘画作品中常见的罗马时期的饮食场景：古罗马人常常一手拿面包蘸取橄榄油，一手拿着酒杯斜靠善饮，殊不知发酵酒是当时清洁水源之一。
微生物的起源和应用从古至今，从不依赖人类的认知而改变自身的角色扮演和演化进程。简单原核微生物诞生于 35 亿年，人类出现只有 500~700 万年，早在人类出现在地球上之前，微生物就已经成为统治地球的主人。地球上许多重大环境变化和地质气候事件都与它们密切相关。通过代谢活动微生物完成地球元素循环(C、H、0、N、S、Fe等)改变了大气的化学组成，使环境更适合生物生长。硝化细菌和反硝化细菌调解了水体中元素的循环，调整海洋、河流、地下水的总氮浓度;铁硫氧化菌实现金属离子的价态变化，改变土壤中的金属成分;微生物的生物化学作用直接影响地球生物多样性形成和生命演化规律。
△ 地球发展史及生命诞生年谱
地球上可能有超过 870 万种真核生物，上万亿种细菌和古菌，数万亿种病毒。物种多样性远超过万亿种，总量占到地球生物量的 70~80 % 以上。从地球演化的尺度来认识各个生命体出现的时期和演化进程，能够得到不同微生物种类和数量，在地球发育过程中所肩负的使命;使生物种群数量处在一个合理的构成范围之内。
越是简单的生命体出现越早，数量越多，适应性协同变异能力越强。新一轮地球人和病毒的抗击，是对人类命运的又一次挑战。另一方面，数量众多的细菌(还包括一大部分古细菌)，是跟人类食品生产、生活最为密切的生命共同体。作为真核生物真菌出现的较晚，虽然占比不算多，但由于细胞器进化可产生复杂的生理调控，并合成丰富的次级代谢产物，这对人类是利好的。但随着环境条件变化，有时还会有复杂的毒素合成，因此有一些以真菌为发酵主体的发酵食品的安全性一直倍受争议。以水面为分界的食物加工，被认为水面以下厌氧条件下制作的发酵食品的安全性更高，多为细菌参与。有学者引证，地球自然环境温度在 20℃左右，人类冒着更多消耗和能量代偿的代价将体温进化爬升到 36℃的高温，就是为了超出真菌最适宜生长的温度，从而控制真菌在人体内的复制，因为真菌感染比病毒、细菌引发的感染更难治愈。鸟类、蝙蝠体温在 40℃以上，对于相关病毒对人类的跨物种传播，至今难免。解读原核细胞到真核生物的生命结构由简至繁，调控功能逐渐复杂多变，在当下怎样才能做到扬优避短，应是倾尽全力、责无旁贷。
△ 曾孝濂先生手绘
谁是地球的王者
在生物圈内，微生物随着科技水平的不断提高被更多发现。据估计，一亩肥沃农田 150 厘米深的表土内，就含有 300 公斤以上真菌和细菌。毫不夸张地说，随时随地取一把土或者一袋空气，就是一个庞大的微生物世界。人类以前无法解释的超自然现象，例如瘴气，实质上就是各种不同细菌、病毒聚集的生物多样性较为突出的原始生态环境。瘴气不仅从空间看各地不同，从时间看其内涵也是不断变化的。在我国云贵出现的瘴气，明代跟清代就可能不一样。因为生态在变化，生物、非生物种类在变化，瘴气所含的有毒素生物及微生物也在变化及重组，干热化可造成生物多样性的减少以至灭绝，瘴气自清代中后期以来逐步消失。
微生物除了种类和数量多样性外，其在生态和功能多样性方面也占有绝对优势。几乎地球上所有极端环境中都可以有微生物的存在，如利用无机底物的化能自养微生物、利用光能的光养微生物，还有嗜热微生物、嗜冷微生物、耐酸碱微生物、耐高渗微生物、耐高压强微生物、耐高海拔微生物、耐干旱微生物等。可以说地球生命极限生存的纪录保持者都是微生物。我国科学家在新疆发现了一株能够耐辐射的真菌，能在 10000~30000 戈瑞的高强度辐射下存活，如果辐射剂量到达 10~20 戈瑞，人几乎是瞬间死亡。德国科学家在海底火山喷发口发现一种古菌，能生活在 110℃以上高温中，最适温度为98℃，降至 84℃即停止生长。美国黄石国家公园，在该公园接近沸点或者酸度极强的泉水中仍有微生物的存在，极端嗜盐古菌和嗜盐的藻类大都可以产生色素，这也是一些海水和内陆湖呈现各种色彩的原因。
细菌来到地球35亿年，人类才700万年，所以说人类从皮肤到五脏浑身都长满了细菌。临床分离常见的厌氧菌如脆弱拟杆菌，在空气中暴露60～90分钟或在脓汁抽出72小时后仍然能分离出来，耐氧菌如溶组织梭菌 , 在无氧条件下生长好，而在有氧条件下生长不良。
一些厌氧微生物也是口臭或者其他肠道疾病的元凶。一个 100 斤重的人，单说体内就有 2~3 公斤的细菌，集中在人类最大的免疫器官肠道里，其家族成员超过 1000 种。“家族病““夫妻病”除去基因遗传的因素外，还有一部分成因是由于共同生活肠道菌群趋于一致的结果。近年的研究结果证实肠道微生物菌群控制着抑郁、肥胖以及代谢类消化疾病等。科学家还在用肠道微生物菌群的变化来解释辟谷、抗衰老、筛选减肥药物等社会热点话题。科技的飞速进步，是帮助人类实现对真相探索无限接近的过程。人只能算个百兽之王，微生物才是地球之王。
食品与微生物
微生物个体很小，所以具有极大的表面积和容积比值，它能够在有机体与外界环境之间迅速交换营养物质与废物。微生物的代谢强度超出高等动物、植物几万倍、甚至几十万倍。例如，酒精酵母，1 公斤菌体就可以把几千公斤糖发酵生成酒精。用乳酸菌生产乳酸，每个细胞产生的乳酸，为其体重的 103 至 104 倍。一种产朊假丝酵母合成蛋白质的能力，比牛高 1 万倍。绿色植物生长所需的二氧化碳，90% 是由微生物分解有机物产生的。
无处不在的微生物很早就参与到制造多种丰富营养的美味食品，开阔了食物的资源与利用。食品工业利用细菌制成包括各种调味品在内的食品，比如食醋、泡菜、味精的生产，酸奶油、干酪等发酵乳制品;利用酵母菌可以发酵馒头、面包、酒类及食用蛋白等;利用霉菌亦能生产豆腐乳、豆豉、酱、酱油等食品及添加剂。
在食品的收购、运输、加工、保藏、销售等过程中，也会有遭受微生物的污染而引起食物变质的现象。注意!有一类人可承受之臭的发酵，是闻起来会晕厥，品起来有异香的吃食。绍兴人爱用醉、糟、霉……等方法，激发出埋藏在食物深处的鲜味，绍兴黄酒、苋菜梗、霉千张，绍兴臭豆腐让湖南人也甘拜下风。云南傣族和景颇族的撒撇是一款可以臭出纸面的奇味，牛撒撇用的主料是牛肠子里的苦肠汁，也就是牛吃了草以后消化在肠子里还没有来得及吸收的草料发酵液。纤维单胞菌、产琥珀酸拟杆菌、牛黄瘤胃球菌等将纤维素分解成小分子有机物维持牛的高等生命。我的同事王雪薇研究员曾对牛 4 个瘤胃内随消化进程变化的微生物构成进行研究，检测到从真菌到细菌的显著过渡。牛的 4 个胃的环境条件从有氧到厌氧变化，决定了好氧真菌、兼性好氧菌到厌氧细菌在各个时间的出场顺序，参与发酵的微生物的种类构成多样且有层次，终能得到异香的美味。究其原因，各种特殊的食材为底物，经过微生物的充分发酵，微生物的丰富度直接决定了发酵产物的多样性，复杂奇特的味觉滋味，让重口味美食家能够领略别有一番天地的新奇感受。
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《微生物才是地球之王
——兼说微生物与普洱茶》
作者丨张晗星
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