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云南农大利用红曲霉强化发酵普洱茶:品质特征与香气机制

 爱茶的人 2025-05-08 发布于辽宁

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导读

渥堆发酵对普洱熟茶的独特风味和有益健康影响起着决定性作用,发酵过程中涉及多种微生物,如曲霉菌、根霉菌、青霉菌和酵母菌等。

红曲霉发酵普洱茶是通过接种红曲霉(Monascus purpureus)进行的“强化发酵”工艺,不仅赋予茶叶独特的“陈香”,还提升了活性成分含量。

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红曲霉

近期,云南农业大学的研究人员在《LWT》发表研究论文,通过探讨红曲霉强化发酵普洱茶过程中,不同翻堆阶段的香气成分动态变化及其与嗅觉受体的分子作用机制,为普洱茶的品质控制和定向加工提供理论依据。

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主要结论

🔵 普洱茶在不同翻堆阶段的香气成分存在显著差异,第6次翻堆是形成独特风味的关键阶段。

🔵 曲霉代谢产生的酯类、甲氧基苯类化合物,赋予茶叶“甜果香”与“陈香”的复合风味,区别于传统普洱熟茶的单一发酵香。

🔵 翻堆工艺通过调节温湿度,优化微生物群落,促进有益代谢产物积累,提升茶汤醇厚感。

研究结果

01

发酵过程与品质形成的关键阶段

研究以晒青毛茶为原料,添加红曲霉发酵。

根据茶叶发酵状况确定翻堆时间(5~8天),历经6次翻堆,整个发酵过程持续44天,分别收集不同翻堆阶段的茶样进行分析。

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图1 红曲霉强化发酵普洱茶加工流程

通过感官评价发现:

🔵 外观与汤色:

茶叶颜色从黄绿逐渐变为深褐,汤色从亮黄转为深红反映了茶多酚氧化聚合为茶褐素等物质的过程

🔵 香气演变:

从初期的花香(晒青毛茶阶段),到发酵中期的“发酵香”,最终在第6次翻堆形成鲜明的 “陈香,成为红曲霉发酵普洱茶的标志性香气。

🔵 滋味变化:

初期苦涩味因茶多酚含量高,随着发酵进行,微生物代谢产生的有机酸和茶褐素使茶汤逐渐转为“甜醇

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图2 发酵不同阶段普洱茶的感官品质

02

香气物质的动态变化

通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱分析,发现不同阶段茶样的挥发性化合物种类相似。

总量呈现增加趋势,从初始阶段到最终阶段增加了约3倍

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图3 发酵过程中挥发性化合物的变化

进一步构建了OPLS-DA模型,并结合香气活度值,共鉴定出24种关键挥发性化合物,主要分为两类:

🔵 含量递减型:如芳樟醇、香叶基丙酮等花香物质,随发酵逐渐减少,贡献早期清新香气。

🔵 含量递增型以甲氧基苯类化合物为代表,包括1,2-二甲氧基苯、1,2,3-三甲氧基苯等,其气味活性值在第6次翻堆阶段达到峰值,是“陈香”的核心成分

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图4 24种关键挥发性化合物

红曲霉发酵过程中,微生物代谢促进了酚酸甲基化萜类降解脂质氧化等反应,生成大量甲氧基苯类化合物

这些物质不仅赋予茶叶独特的 “陈香”,还通过与其他香气成分(如酯类、醛类)协同作用,形成复杂风味。

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图5 关键挥发性化合物的形成机理

03

关键香气与嗅觉的关系

最后,研究通过分子对接技术,分析了4种甲氧基苯类化合物(1,2,3,4-四甲氧基苯、1,2,3-三甲氧基苯、1,2,4-三甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯)与6种人类嗅觉受体的结合特性:

结果发现,香气物质与嗅觉受体之间的结合能,平均在-4.71至-5.26 kcal/mol之间,表明这些化合物能稳定结合嗅觉受体,触发“陈香”感知

受体通过氢键、疏水相互作用等与香气物质结合,例如OR1A1的TYR258、PHE206等氨基酸残基参与关键结合,决定了香气识别的特异性。

这一机制解释了为何红曲霉发酵普洱茶的 “陈香” 能被人类敏锐感知,并区别于其他发酵茶的香气特征。

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图6 模拟香气物质与嗅觉受体的分子对接

文章小结

这篇文章通过感官评价、化学分析和分子对接等方法,系统研究了红曲霉强化发酵的普洱茶在渥堆发酵过程中香气成分的动态变化及其与嗅觉受体的相互作用机制。

研究发现,随着发酵的进行,普洱茶的香气成分发生了显著变化,尤其是甲氧基苯类化合物在形成普洱茶独特“陈香”中起关键作用。

分子对接实验进一步揭示了这些香气化合物与嗅觉受体的结合特性,为理解普洱茶风味的形成机制提供了分子层面的证据。

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