普洱茶由地理起源得名，是云南特有的一種茶類，按照加工工藝和品質(zhì)特征，分為普洱茶（生茶）和普洱茶（熟茶）2 種類型。其中普洱茶（熟茶）以云南大葉種曬青茶為原料，經(jīng)30～60 d固態(tài)發(fā)酵，不僅陳香顯著、滋味醇甜，還因合成了茶褐素等特征物質(zhì)，具有顯著功能活性，如改善代謝綜合征、減肥降脂等，受到研究者廣泛關注。

液態(tài)發(fā)酵技術(shù)是將特定微生物接種至包含茶葉水浸提物的茶湯中進行發(fā)酵，不僅能大幅縮短發(fā)酵時間（僅需4～9 d即可使茶湯紅褐明亮），還具有發(fā)酵均勻，易于實現(xiàn)產(chǎn)品連續(xù)化、規(guī)?；a(chǎn)的優(yōu)點。微生物是液態(tài)發(fā)酵技術(shù)的核心。

華中科技大學生命科學與技術(shù)學院的謝燕霞、朱圓敏和余龍江*等人前期從茶葉中篩選到1 株能夠高效轉(zhuǎn)化茶湯中物質(zhì)的細菌，命名為茶泛菌（

Pantoea Camelliae

）Z09（CCTCC AB 20215 44 T ）。通過優(yōu)化發(fā)酵溫度、轉(zhuǎn)速、接種量和料液比等關鍵參數(shù)，成功建立穩(wěn)定的茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵工藝。通過感官評價，發(fā)現(xiàn)該工藝制備的速溶普洱茶在色澤、香氣和味道方面表現(xiàn)出色，然而，其相關品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎尚待進一步探究。因此，本研究從感官品質(zhì)、揮發(fā)性成分和非揮發(fā)性成分等方面對茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵制備的速溶普洱茶進行系統(tǒng)分析，并以原料提取制備的速溶普洱茶和自然液態(tài)發(fā)酵制備的速溶普洱茶作為對照進行比較。進一步將茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵工藝在100 L液態(tài)發(fā)酵罐中應用，驗證其放大生產(chǎn)后的穩(wěn)定性。本研究旨在為豐富細菌資源以及多樣化茶產(chǎn)品開發(fā)提供參考。

一 速溶普洱茶的感官品質(zhì)

為更好地評價茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵制備的速溶普洱茶品質(zhì)，以未發(fā)酵和自然發(fā)酵制備的速溶普洱茶作為對照，從湯色、香氣和滋味3 個方面進行感官評價。如表1和圖1A所示，3 種速溶普洱茶的湯色具有顯著差異。具體來說，UIPT的湯色黃綠、明亮，保持了大葉種曬青茶的湯色特點；自然發(fā)酵對茶湯顏色有一定影響，NIPT湯色呈橙黃色；茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵顯著改變了茶湯顏色，PIPT湯色變?yōu)榧t褐色，亮度降低但具有光澤。進一步采用色度儀進行智能感官評價，量化不同樣品間的顏色差異。如圖1B所示，

L

* 值隨著發(fā)酵程度的加深而降低，

b

* 值的變化則相反，各組間差異顯著（

P

＜0.05）；UIPT和NIPT的

a

* 值差異不顯著，PIPT的

a

* 值最高，因此，茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵能夠顯著增加茶湯的紅色屬性。現(xiàn)有研究表明，在缺乏氧化酶的條件下，兒茶素會被氧化生成具有共軛體系、稠環(huán)和羰基的二聚體及低聚物，導致溶液發(fā)生褐變，這是茶湯在自然發(fā)酵過程中顏色變化的關鍵因素。而在茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵過程中，主要通過分泌酶的催化作用促進溶液中物質(zhì)的氧化和轉(zhuǎn)化，從而加速茶湯顏色的加深過程。

在香氣和滋味方面，不同發(fā)酵程度的速溶普洱茶表現(xiàn)出明顯的過渡性變化。如表1所示，未經(jīng)發(fā)酵的UIPT保留了云南大葉種曬青茶的濃郁清香和較重的苦澀味，但回甘顯著；自然發(fā)酵的NIPT在香氣中顯現(xiàn)出花香，苦澀味有所減輕。而茶泛菌Z09發(fā)酵則使PIPT的香氣和滋味物質(zhì)進一步轉(zhuǎn)化，呈現(xiàn)出濃郁的花果香和醇厚微甜口感。

綜上，茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵工藝不僅生產(chǎn)周期短（24 h），且制備的速溶普洱茶具有較優(yōu)的色香味品質(zhì)。為深入探究PIPT品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎，進一步對不同速溶普洱茶的揮發(fā)性及非揮發(fā)性成分進行測定。

二速溶普洱茶的揮發(fā)性成分

香氣是衡量茶葉品質(zhì)的關鍵指標，而茶葉中的揮發(fā)性成分是形成不同香氣的物質(zhì)基礎。本研究采用HS-SPME聯(lián)合GC-MS技術(shù)對UIPT、NIPT和PIPT 3 種速溶普洱茶的揮發(fā)性成分進行分析。如圖2A和表2所示，3 個組別共檢出60 種揮發(fā)性成分，在UIPT、NIPT和PIPT中分別檢出26、32、29 種，包括醇類6 種、醛類3 種、酮類7 種、酯類10 種、烴類12 種和其他類物質(zhì)22 種。同時，在UIPT中檢測到7 種獨有揮發(fā)性成分，如具有清甜香氣的十六醛等；在NIPT中檢測到16 種獨有揮發(fā)性成分，包括具有紫羅蘭香氣的

-紫羅酮和具有花香氣的橙花醇和香葉醇等；在PIPT中檢測到15 種獨有揮發(fā)性成分，包括具有玫瑰香氣的苯乙醇和具有柑橘類香氣的油脂、蕓香油香氣的甲基壬基甲酮等。這些獨特的香氣化合物表明，自然發(fā)酵和細菌發(fā)酵都能顯著影響茶葉的香氣特征，但兩者的作用機制存在差異。在本研究中，茶泛菌Z09是唯一用于發(fā)酵的微生物，且采用液態(tài)發(fā)酵工藝，PIPT不具有傳統(tǒng)普洱茶的陳香，但具有明顯的花果香。此外，真菌通常被認為是茶葉固態(tài)發(fā)酵過程中的優(yōu)勢微生物，具有促進茶葉色香味形成的作用，許多研究采用真菌液態(tài)發(fā)酵提升速溶茶品質(zhì)。由此可見，真菌液態(tài)發(fā)酵更助于促進傳統(tǒng)普洱茶香氣的形成，而細菌發(fā)酵則更能夠增添令人愉悅的花果香氣。

進一步分析發(fā)現(xiàn)，NIPT與UIPT共有13 種揮發(fā)性成分，PIPT與UIPT共有11 種揮發(fā)性成分（圖2A），結(jié)果表明茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵在更大程度上改變了原始茶湯的香氣。此外，PIPT和NIPT共有8 種揮發(fā)性成分，數(shù)量最少，表明自然發(fā)酵和微生物發(fā)酵可能從各自獨特的代謝途徑完成香氣物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。如圖2B、C所示，NIPT在醇類、酮類和烴類物質(zhì)的數(shù)量上多于UIPT，且醇類物質(zhì)的相對含量從UIPT的2.38%增至NIPT的17.94%，酮類從1.21%增至5.36%，烴類從3.96%增至6.14%，而醛類物 質(zhì)雖然數(shù)量相同，但相對含量也從1.63%增至5.36%，這些含量增加的物質(zhì)主要包括芳樟醇、香葉醇、香葉基丙酮、

-紫羅酮、苯乙醛等常見香氣成分。與UIPT相比，PIPT中醇類、酯類和烴類物質(zhì)的數(shù)量有所增加，且醇類、烴類、酮類、醛類和其他類物質(zhì)的相對含量增加。而PIPT與NIPT相比，酯類和烴類數(shù)量有所增加，尤其是酯類物質(zhì)的相對含量顯著上升，從16.24%增至33.89%，包括具有冬青油香氣的水楊酸苯酯等。上述結(jié)果表明，自然發(fā)酵促進了醇類、烴類、酮類、醛類揮發(fā)性成分的變化，而茶泛菌Z09不僅能夠保持酯類揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量在較高水平，還有利于酯類物質(zhì)種類的增加。

三速溶普洱茶的非揮發(fā)性成分

普洱茶中的非揮發(fā)性成分對滋味品質(zhì)的形成具有重要作用?？扇苄蕴?、游離氨基酸、茶多酚、兒茶素和咖啡堿等成分被認為是影響茶湯苦澀、甜、鮮、醇厚等味道的關鍵因素 。因此，本研究主要關注這些呈味物質(zhì)在UIPT、NIPT和PIPT中含量的差異。

可溶性糖是茶湯中甜味的主要貢獻者。如表3所示，可溶性糖含量在經(jīng)過自然發(fā)酵和茶泛菌Z09發(fā)酵后均大幅增加，PIPT中最高，達到134.42 mg/g，推測在發(fā)酵過程中除了茶葉中的可溶性糖不斷溶出外，茶泛菌Z09會分泌特定酶破壞茶葉的細胞壁結(jié)構(gòu)，促使一些不可溶性糖釋放，從而增加可溶性糖的總含量?？扇苄缘鞍踪|(zhì)占茶葉干質(zhì)量的20%～30%，是茶葉重要的品質(zhì)成分，具有降血脂、抗氧化等生物活性。PIPT中的蛋白質(zhì)含量為150.09 mg/g，遠高于UIPT和NIPT，這可能是茶泛菌Z09在發(fā)酵過程中分泌大量酶所致。游離氨基酸是賦予茶葉鮮爽口感的關鍵成分，其中，茶氨酸作為茶葉中特有的氨基酸，占游離氨基酸總量的30%～60%。PIPT中游離氨基酸的含量為38.02 mg/g，顯著低于UIPT和NIPT，這可能是游離氨基酸在溶液中作為營養(yǎng)物質(zhì)被微生物消耗所致；茶氨酸未在PIPT中檢測到，推測在茶泛菌Z09的作用下，茶氨酸與黃烷-3-醇形成新的復合物，導致茶氨酸的轉(zhuǎn)化和含量減少。

茶多酚是促成茶葉呈苦澀滋味的一類主要物質(zhì)，易被氧化降解。如表3所示，UIPT和NIPT中茶多酚含量分別為324.81 mg/g和554.44 mg/g，PIPT中茶多酚含量為322.98 mg/g，達到GH/T 1244—2019《固態(tài)速溶普洱茶》中茶多酚含量要求（質(zhì)量分數(shù)≥15%）。NIPT的茶多酚含量顯著高于UIPT和PIPT，這一差異歸因于自然發(fā)酵過程中茶多酚的持續(xù)溶出，茶泛菌Z09分泌的酶則能夠迅速轉(zhuǎn)化這些溶出的茶多酚。其中，兒茶素類物質(zhì)是茶多酚的重要成分，約占茶多酚含量的80%，如表3所示，兒茶素類物質(zhì)在UIPT、NIPT和PIPT中總含量分別為242.91、89.86 mg/g和12.78 mg/g，具有顯著差異（

P

＜0.05）。兒茶素類物質(zhì)分為酯型兒茶素和非酯型兒茶素兩大類，其中，酯型兒茶素包括CG、GCG、ECG、EGCG，對茶葉苦澀味具有顯著影響。在3 組樣品中，UIPT的酯型兒茶素含量最高，PIPT中未檢測到酯型兒茶素，說明發(fā)酵程度越深，酯型兒茶素轉(zhuǎn)化越顯著。EGCG是造成酯型兒茶素含量差異的主要物質(zhì)，也是兒茶素中最主要的成分，具有抗炎、抗癌、神經(jīng)保護以及抗氧化等多種生理活性。EGCG含量在UIPT中最高，為173.33 mg/g，在NIPT中僅為8.36 mg/g，而在PIPT中未檢測到。非酯型兒茶素來源于酯型兒茶素的降解，包括C、EC、GC、EGC 4 種物質(zhì)，具有較弱的收斂性和苦澀味。在本研究中，NIPT的非酯型兒茶素含量最高，其次為UIPT，在PIPT中含量最低，且除EC外，其他非酯型兒茶素的含量均低于檢測限。此外，在酯型兒茶素降解過程中還會產(chǎn)生GA，UIPT、NIPT和PIPT中的GA含量分別為5.44、7.29 mg/g和1.89 mg/g。上述結(jié)果表明，自然氧化雖然在一定程度上促進了酯型兒茶素的轉(zhuǎn)化，但茶泛菌Z09的轉(zhuǎn)化作用更加顯著，不僅能夠?qū)Ⅴバ蛢翰杷亟到鉃橄鄳姆酋バ蛢翰杷睾虶A，還能夠進一步將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化，可能涉及氧化或修飾反應?？Х葔A是普洱茶中除茶多酚和兒茶素外，另一重要的苦味物質(zhì)，PIPT中咖啡堿的含量為66.24 mg/g，滿足GH/T 1244—2019中咖啡堿含量要求（質(zhì)量分數(shù)≤15%），高于UIPT（40.75 mg/g），但低于NIPT（101.31 mg/g），表明茶泛菌Z09能夠有效轉(zhuǎn)化咖啡堿。綜合茶多酚、酯型兒茶素、非酯型兒茶素和咖啡堿的含量來看，PIPT的苦澀味較低，NIPT略有苦澀，UIPT苦澀味最重，與感官評價結(jié)果相印證。

茶褐素作為一類復雜的氧化型多酚，是普洱茶中最具標志性的成分，不僅常被用于評價普洱茶的發(fā)酵程度，還貢獻了茶湯的醇和滋味。如表3所示，UIPT的茶褐素含量為9.98 mg/g，發(fā)酵24 h后，NIPT中的茶褐素含量增至27.20 mg/g，PIPT的茶褐素含量顯著提升至235.57 mg/g。這一結(jié)果表明，盡管茶褐素可通過化學氧化反應合成，但其合成效率相對較低，茶泛菌Z09具有較強催化茶褐素合 成的能力。 現(xiàn)有研究表明，茶褐素主要以茶多酚和兒茶素作為底物，在微生物和酶的作用下不斷氧化聚合而成 ，因此，推測茶泛菌Z09能夠分泌豐富的氧化酶，有效促進了這一氧化反應的進行。如圖3所示，茶褐素主要與茶氨酸、C和EGCG呈顯著負相關（

P

＜0.05），其中，C和EGCG被認為是合成茶褐素的前體物質(zhì)，而關于茶氨酸與茶褐素之間的關系目前還沒有明確報道，但有研究發(fā)現(xiàn)，茶氨酸和黃酮醇可形成8-

C

N

-乙基-2-吡咯烷酮取代的黃烷-3-醇（EPSFs），被確定為中國黑茶發(fā)酵過程中的標記化合物，因此，推測EPSFs也可能是茶氨酸參與茶褐素合成的中間物質(zhì)，值得進一步研究。

總的來說，茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵顯著降低了速溶普洱茶的氨基酸、茶氨酸、兒茶素和GA的含量，相較于UIPT和NIPT，PIPT的鮮爽感降低，但也有效減輕了其苦澀滋味。同時，茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵提升了可溶性蛋白、可溶性糖和茶褐素的含量，其中，糖類不僅增加了茶湯的甜味，而且與茶褐素的相互作用能夠增強茶湯的醇厚口感。因此，PIPT最終呈現(xiàn)出普洱熟茶典型的醇厚且?guī)鹞兜淖涛短卣鳌?/p>

四速溶普洱茶湯色度值與非揮發(fā)性成分間的相關性

茶湯是一個包含多種成分的復雜溶液體系，因此，本研究進一步探究了其他物質(zhì)對茶湯色度值的影響。如圖4所示，

L

* 值與茶氨酸、C和EGCG呈顯著正相關（

P

＜0.05），但與茶褐素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖呈顯著負相關（

P

＜0.05）；

a

* 值則與茶多酚、游離氨基酸、GC、EGC、EC、GCG、CG、GA均呈顯著負相關（

P

＜0.05）；

b

* 值與茶褐素、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖呈顯著正相關（

P

＜0.05），與茶氨酸、C、EGCG呈顯著負相關（

P

＜0.05）。 有研究同樣發(fā)現(xiàn)，氨基酸、茶多酚、兒茶素、茶褐素、糖類物質(zhì)與色度值 相關 ，其中，茶褐素這類有色物質(zhì)能直接改變茶湯的顏色，而那些本身無色的物質(zhì)，則可能通過促進兒茶素等有色氧化產(chǎn)物的形成，或與酚類物質(zhì)及其他色素共同參與顯色過程，間接影響茶湯顏色 。

總體而言，自然發(fā)酵過程中的化學反應對速溶普洱茶的揮發(fā)性成分、主要化學成分和湯色產(chǎn)生影響效果有限；相比之下，茶泛菌Z09對液態(tài)發(fā)酵制備速溶普洱茶的物質(zhì)轉(zhuǎn)化起到顯著作用。為評估其在放大生產(chǎn)中的可行性，本研究利用100 L的液態(tài)發(fā)酵罐進行實驗。

五 100 L發(fā)酵罐放大生產(chǎn)速溶普洱茶的可行性驗證

將小試生產(chǎn)PIPT的工藝在100 L液體發(fā)酵罐進行多批次生產(chǎn)，并通過色澤和主要化學成分對放大生產(chǎn)的可行性進行評價。在湯色方面，F(xiàn)-PIPT呈現(xiàn)出更為紅濃的色澤（圖5A）。色度值分析顯示，F(xiàn)-PIPT的

L

* 值和

b

* 值均顯著低于PIPT，而

a

* 值則顯著高于PIPT（

P

＜0.05）（圖5B），這與感官評價結(jié)果相印證。而在物質(zhì)成分方面，F(xiàn)-PIPT的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于PIPT（

P

＜0.05）（圖6），這可能是因為在放大體系中，茶泛菌Z09分泌出更多的酶，同時作用于茶葉細胞壁，促進了不溶性蛋白和多糖的釋放。但F-PIPT的氨基酸含量則顯著低于PIPT（

P

＜0.05），這可能是由于在放大體系中，茶泛菌Z09的生長繁殖速度更快，對氨基酸的利用和轉(zhuǎn)化也更為迅速。此外，F(xiàn)-PIPT茶褐素含量顯著高于PIPT（

P

＜0.05），達到268.28 mg/g，推測在放大生產(chǎn)后，發(fā)酵罐中酶、化合物和氧氣的接觸更為充分，從而促進了有益物質(zhì)的大量合成?？傮w而言，利用100 L發(fā)酵罐放大生產(chǎn)的速溶普洱茶在感官品質(zhì)和物質(zhì)成分含量上都有進一步的提升，表明該工藝可實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

六 結(jié)論

本實驗分析了茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵制備的速溶普洱茶品質(zhì)及其相關組成成分。感官評價結(jié)果表明，經(jīng)茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵24 h制備的速溶普洱茶，湯色紅褐、口感醇厚微甜且?guī)в歇毺鼗ü悖焚|(zhì)優(yōu)良。在PIPT中共檢出29 種揮發(fā)性成分，包括苯乙醇、甲基壬基甲酮等具有花果香氣的物質(zhì)。此外，茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵不僅能夠使酯類揮發(fā)性物質(zhì)的相對含量保持在較高水平，還增加了酯類揮發(fā)性物質(zhì)的數(shù)量。非揮發(fā)性成分的分析顯示，茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵提升了可溶性蛋白質(zhì)、茶褐素、可溶性糖的含量，而氨基酸、茶氨酸、兒茶素以及GA等小分子物質(zhì)則被消耗、降解和轉(zhuǎn)化，使速溶普洱茶的口感更加醇厚。相關性分析表明，茶褐素與茶氨酸、C和EGCG等呈顯著負相關（

P

＜0.05），表明它們可能參與了茶褐素的轉(zhuǎn)化。此外，色度值受到不同物質(zhì)的顯著影響，

L

* 值和茶褐素、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)呈顯著負相關（

P

＜0.05），與兒茶素等小分子物質(zhì)呈顯著正相關（

P

＜0.05）；值得注意的是，

b

* 值呈現(xiàn)與此相反的結(jié)果；而

a

* 值與茶多酚、游離氨基酸、GC、EGC、EC、GCG、CG、GA呈顯著負相關（

P

＜0.05），表明這些物質(zhì)在茶湯色澤形成中扮演著重要角色。100 L液體發(fā)酵罐放大生產(chǎn)結(jié)果證明了該工藝規(guī)?；a(chǎn)的可行性，F(xiàn)-PIPT較PIPT在湯色品質(zhì)和茶褐素含量方面有所提升。本研究首次證實了細菌在茶葉液態(tài)發(fā)酵中的重要作用，可為豐富細菌資源在液態(tài)發(fā)酵工藝生產(chǎn)茶產(chǎn)品中的應用提供新思路。

本文《茶泛菌Z09液態(tài)發(fā)酵速溶普洱茶的品質(zhì)分析》來源于《食品科學》2025年46卷第9期225-234頁，作者：謝燕霞，朱圓敏，楊子璽，許攀，施川，余龍江。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241015-085。點擊下方 閱讀原文 即可查看文章相關信息。

實習編輯：俞逸嵐；責任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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