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
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
1974年昆明茶厂吴启英应用了“普洱熟茶渥堆技术”，极大地改善了普洱茶的品饮品质，产品质量得到了一定保证，将传统普洱茶漫长的自然发酵时间缩短为45天左右，并为云南省的现代普洱茶生产提供了科学的理论依据，在生产工艺上提出了规范的品质要求，得出了研究结果：普洱茶后发酵的机理是微生物在起主导作用。
1、普洱茶后发酵的实质
GB/T 22111-2008《地理标志产品 普洱茶》中对普洱茶的后发酵作了更为科学、简洁、明了的定义：系普洱茶加工中的独特工艺。指云南大叶种晒青散茶或普洱茶(生茶)在特定的环境条件下，经微生物、酶和湿热等综合氧化作用，其内含物质发生一系列转化，而形成普洱茶(熟茶)独有品质特征的过程。
目前，市场上的普洱茶(熟茶)均是由渥堆发酵而成的。由于其特定的“渥堆”过程，微生物分泌的胞外酶的酶促作用，微生物呼吸代谢产生的热量和茶叶水分的湿热协同下，发生茶多酚的氧化、缩合，蛋白质和氨基酸的分解、降解，碳水化合物的分解，以及各产物之间的聚合、缩合等一系列反应，形成普洱茶具有的干茶色泽褐红，条索肥壮重实，耐贮耐泡，茶汤红浓明亮，陈香显著，滋味浓醇回甘，叶底褐色柔软的特点。
普洱茶后发酵是多种混合微生物的固态发酵过程。微生物在后发酵过程中所引起的各种化学作用，对茶叶质量影响很大，有利有弊。在此过程中微生物的类群、水分含量和湿度大小、温度的高低、氧气的多少等多个因素都会对整个后发酵的好坏起到决定性的作用。
2、微生物发酵普洱茶的生产工艺控制
2.1 普洱茶后发酵过程中的微生物
20世纪70年代后研究重点逐渐转入普洱熟茶渥堆后发酵技术。很多研究都表明，普洱茶后发酵过程中，存在着共性的微生物类群，但采自不同地区不同时期，不同基质的研究对象中又存在着差异。
微生物作用于普洱茶后发酵的全过程，主要的微生物种类有：黑曲霉、酵母、青霉、根霉、灰绿曲霉、灰绿曲霉群、细菌、土曲霉、白曲霉、蜡中枝抱霉、曲霉、毛霉、杂色曲霉、聚多曲霉、链霉菌属的灰色和粉红色球菌。
普洱茶不同发酵时期主要微生物类群的数量在不同的研究中有所差别，这可能是由于普洱茶发酵工艺和原料来源等的差异所造成的。多数研究表明，普洱茶后发酵过程中，在不同的时期各种微生物进行了种类和数量上的演替，数量较多的微生物类群主要还是霉菌和酵母，而重要的优势菌是以曲霉菌为主。
2.2 水分和湿度
水是微生物细胞的重要组成部分，使原生质保持
使原生质保持溶胶状态，保证代谢正常进行;是物质代谢的原料;起到物质溶剂和运输介质的作用;有效控制细胞内的温度变化。
普洱茶后发酵主要微生物生长的最适水活度(aw)是不同的，一般细菌要求水活度0.9-0.99;酵母菌要求水活度0.8-0.9;霉菌要求水活度0.6-0.7。
晒青散茶水分一般含量在8%-10%左右。不增加水分微生物是很难生长促进茶叶发酵的，同时微生物产生的生物酶的作用也需要水作为介质。根据各种微生物水活度的要求，发酵茶水分含量的多少对特定微生物的生长也有一定筛选作用，从而水的加入也必须视其茶叶老嫩、气候、季节等不同的实际情况而确定。
掌握的原则是：“高档茶宜少，低档茶稍多”。二级以上高档原料毛茶补水量为26%-31%;三级以下中低档原料毛茶补水量为36%-42%。起堆后在茶的表面盖上湿润的发酵布，发酵布干时，可揭开发酵布，在面层茶上适当洒些水后，仍将发酵布盖好发酵，保证表面茶的湿度，防止过于干燥而抑制微生物的生长。操作中，应注意空气温度对渥堆茶的影响，雨季宜少，旱季宜多;高温量多，低温量少。发堆过程中，如遇干热风或大风天气，使茶堆表面走水过快的，在每次翻堆时，可适当补充水分，量的多少，酌情而定。
发酵室的湿度在发酵前期、中期可高一些，控制在85%左右，后期湿度逐步下降至70%以下;湿度的保持有利于保证发酵茶堆内的水分不至于过多丧失，影响发酵进程。在生产过程中可以通过喷洒水、安装喷湿器、开窗透气等方法来控制空间的湿度。
2.3 温度
温度影响微生物的生长、代谢;影响酶活性，最终影响细胞物质合成;影响细胞质膜的流动性，从而影响营养物质的吸收;影响物质的溶解度。
不同的微生物其适宜生长温度也是不同的，一般霉菌在28℃-35℃，酵母菌25℃-35℃，细菌35℃-45℃。普洱茶后发酵过程中温度的高低影响着微生物的种类和数量，对微生物来说，起到了一定选择的作用，使用一些喜高温或耐高温的微生物生长良好;同时也会影响酶的活性和物质变化的速度。
微生物的发育和繁殖对温度的要求是有一定规律的。通常，对于普洱茶发酵所需要的微生物来说，在40℃-50℃微生物发育繁殖最为有利，此温度范围，茶叶多酚氧化酶的活性也是最强的。过高，将大量致死微生物或抑制其生长，茶叶多酚氧化酶的活性也会钝化;过低，普洱茶发酵有益的微生物繁殖速度慢，无用或有害微生物过度生长，茶叶多酚氧化酶的活性不足，物质转化慢，不利于普洱茶品质形成。
普洱茶后发酵经2-9天后，堆温不低于40℃，但亦不高于60℃。温度太低;不利于茶多酚类物质的变化，温度太高，抑制了微生物的生长和生物酶的活性，导致品质下降。所以当温度低于40℃时，要采用暖气管或蒸汽加温。当温度高于60℃时，要立即翻堆，通风降温。因此，普洱茶的发酵温度，最宜控制50℃-60℃的范围内。最低不宜低于40℃，最高，不过超时65℃。
2.4 氧气
普洱茶后发酵时，微生物直接从空气中汲取氧，很多因素(晒青散茶老嫩程度、茶堆高度、加水量、空气湿度等)都会影响氧的传递速率。由于微生物的生长，在茶堆表面形成菌膜并使之结块，而茶堆的中、低部又处于缺氧状态，厌氧微生物的生长而进行着厌氧发酵。工艺上可通过翻堆来增加氧含量，促使茶叶中物质的氧化和微生物的生长，现在有通过主动通风设备进行发酵茶堆换气工艺，但需要注意水分的丧失较多问题。因此，普洱茶后发酵是同时经历了多次的好氧发酵和厌氧发酵过程。
2.5 翻堆
翻堆在普洱茶后发酵过程中是一个非常重要的操作工艺，对茶堆温度、水分和湿度、微生物的类群、氧化程度等方面起到了控制作用，是控制发酵进程的重要措施。
一般一、二级茶翻堆7-8次，五、六级茶翻4-5次，翻堆时将块状茶抖散后摆在茶堆面层上继续发酵;每次翻堆应先将上层和四周的面层茶翻开另堆，然后摆放在新翻堆茶的中层，从而使茶堆各层都有机会在上层得到充分生长(和供氧有关)，有利于发酵均匀;另一方面也使其处于中下层后，可以使生长好的微生物细胞在相对厌氧环境下裂解，释放出相关生物酶，有利于发酵的进行;如此进行“生长-裂解-转化”循环反复，使渥堆茶叶的微生物作用、湿热作用和氧化作用交替进行。
2.6 发酵时间
现今，传统的普洱茶“渥堆”发酵的时间长短，主要是靠经验和最终的发酵程度来进行控制;此过程会受到一些地域、季节、环境、翻堆次数等诸多因素的影响，所以也没有一个统一的标准可以遵循，一般在45-60天结束发酵。针对此情况，许多科技工作者和厂家都在进行研究，通过一定的技术手段，来缩短发酵时间，使发酵时间固定，保证产品品质的一致。本课题组经过多年研究，通过特定的微生物接种发酵及生长条件控制的优化，形成一定生产工艺控制技术，可以使发酵时间缩短至12-15天。
3、普洱茶优势菌种混菌发酵工艺开发
近几年来，一些研究人员对微生物在普洱茶发酵中的重要作用有了更深的认识，在微生物的菌种分离、筛选、鉴定及发酵应用等方面进行了较多的研究，并获得一定的应用性成果。
云南六大茶山茶业股份有限公司经过五年多的研究、实践，在普洱茶发酵微生物的分离、筛选、工艺研究，生产设备的设计、生产中试等方面做了大量的工作。
利用此项技术对多种来源的优质普洱茶进行了菌种的分离，共分离得到霉菌、酵母菌、细菌等菌株100多株，并进行了形态学方面的观察研究，利用自行设计的方法和筛选流程对其发酵性能进行了有针对性考察和比较研究，从中筛选出有利于发酵的菌种多株。
根据普洱茶现有渥堆发酵的工艺流程及原理，决定采用多菌种混菌发酵技术，通过上百批次发酵的实验，对菌种的组合配比、水分含量、温度控制及翻堆时间等进行了详细的研究，使发酵时间控制在12-15天左右，成品的色泽、口感、滋味得到了大幅度的提高，多批次实验的结果表明发酵过程稳定、成品质量稳定。
通过生产中试的实践观察及操作控制、定时取留样品、最终产品的感官品质品评，其品质特征具有汤色：红浓明亮，滋味：醇厚回甘润滑，香气：陈香浓纯，无霉呛味。
接种优势菌种进行普洱茶的后发酵生产，可抑制杂菌和有害菌群的生长，缩短发酵时间，提高效率，使生产过程不受季节、环境条件等外界因素的影响，保证产品质量的稳定性。
4、展望
国内外学者已开始更多地关注有益微生物进行普洱茶的发酵生产，并通过控制微生物种类和数量、水分和湿度、温度、氧含量、发酵时间等工艺条件，保障普洱茶后发酵的顺利进行，保证产品质量的稳定性。
通过近年来的研究结果，针对普洱茶发酵研究最终要立足于应用，完善生产控制工艺，使普洱茶品质得到保证。今后的研究将基于以下几点：
发酵过程中有益微生物的筛选，尤其要重视发酵各个阶段有益微生物筛选、搭配应用。
结合微生物生长规律，完善工艺控制，让对发酵有益微生物得到充分生长，从而抑制有害或不利于发酵的微生物的生长。
针对发酵过程的阶段性，要对各阶段有益微生物的发酵作用及发酵产物变化进行深入细致的研究，为微生物用于普洱茶的发酵生产提供理论依据，使人工接种优势菌种进行普洱茶的后发酵生产的工艺更加完善，从而保证普洱茶产品质量的稳定性。
原文刊载《普洱》杂志
2017年9月刊
作者|阮殿蓉 蔡昌敏/段末
摄影|李一波 赵汀
