发酵条件对红茶菌生长及菌液酸度影响的研究

食品科学※生物工程

发酵条件对红茶菌生长及菌液酸度影响的研究

万春美，才瑛琦，王晓婷，王 芳*

(山东农业大学生命科学学院，山东 泰安 271018)

摘　　　要：以糖茶水为发酵培养基，利用红茶菌发酵技术，对发酵过程中菌液中的酵母菌和醋酸菌进行计数，绘制其生长曲线，并对菌液酸度进行测定。结果表明：不同条件、不同发酵时期酵母菌和醋酸菌的数量不同，其菌液酸度也不同。

关键词：红茶菌；酵母菌；醋酸菌；酸度

Effect of Fermentation Conditions on Growth of Tea Fungus and Acidity in Tea Broth

WAN Chun-mei，CAI Ying-qi，WANG Xiao-ting，WANG Fang*

,

(College of Life Science, Shandong Agricultural University, Tai an 271018, China)

Abstract ：Tea infusion with sugar was used as the medium to conduct fermentation experiments with tea fungus. Acetic acidbacteria and yeast counts were determined during fermentation process to establish growth curves. Meanwhile, acidity in teainfusion was also determined. Results indicated that acetic acid bacteria and yeast counts were different and acidity in teainfusion also exhibited a difference at different fermentation conditions.Key words：tea fungus；yeast cell；acetic acid bacteria；acidity

中图分类号：Q815 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2010)01-0206-05

红茶菌是用糖茶水加菌种发酵后生成的对人体有益的物质，是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的共生体[1-2]，其本身的酸度有效地抑制了有害细菌的生长，对人体健康非常有益。对萎缩性胃炎，胃溃疡等疑难病症有很好的治疗作用，除此之外，它还有提高人体免疫力，调节血压，清理肠胃，帮助消化，提高大脑活力，消除疲劳，振奋精神等功效[1]。本实验通过对不同的培养基成分、不同形式的菌种和组成红茶菌的3种菌种(酵母菌、醋酸菌、乳酸菌)对酵母菌、醋酸菌菌数和菌液酸度的影响进行研究，以期为其发酵生产提供参考依据。１1.11.1.1

材料与方法材料与试剂

材料与菌种

绵白糖(食用级)；红茶、绿茶、马铃薯 市购；

红茶菌菌液和菌膜由山东农业大学微生物实验中心提供；用平板划线分离法从已发酵好的红茶菌菌液中分离出酵母菌、乳酸菌、醋酸菌菌种，用无菌水制成浓度约为106个/mL的菌悬液。1.1.2

培养基

发酵培养基：茶、糖(绵白糖)、水按一定比例配制而成。配制方法：先将纯净水煮沸，煮沸后加入一定量的茶叶和绵白糖，再煮沸5min，滤去茶叶，将糖茶水分装于250mL的锥形瓶中，冷却备用[3-5]。

分离计数培养基：酵母菌培养基(PDA)配比为：马铃薯200g、蔗糖20g、琼脂20g、水1000mL。醋酸菌、乳酸菌培养基(牛肉膏蛋白胨培养基)配比为：牛肉膏3g、蛋白胨10g、NaCl 5g、琼脂20g、水1000mL。1.2

仪器与设备

ZDX-35BI座式自动电热压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；DNP-9162电热恒温培养箱 上海精宏实验设备有限公司；SW-CJ-IFD超净工作台 苏州安泰空气技术有限公司。

纯净水(饮用级)；自来水；琼脂；NaOH(分析纯)、蛋白胨 天津市凯通化学试剂有限公司；牛肉浸膏 天津市英博生化试剂有限公司；蔗糖(分析纯) 上海国药集团化学试剂有限公司。

收稿日期：2009-04-08

作者简介：万春美(1985—)，女，本科生，研究方向为生物技术。E-mail：wcm.1121@163.com*通信作者：王芳(1971—)，女，实验师，硕士，研究方向为微生物学分类。E-mail：wf@sdau.edu.cn※生物工程

1.31.3.1

方法

食品科学2010, Vol. 31, No. 01207

2.50%，分别配成200mL培养基，分别接入50mL菌液和面积约100cm2、厚约0.5cm的菌膜，静置，32℃恒温箱中发酵10d，其间每隔24h测一次菌种数量和酸度变化。1.4

发酵指标测定

菌数测定采用平板计数法[2,6]；酸度测定采用酸碱滴

不同茶叶量对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数量及

菌液酸度的影响

固定发酵培养基中糖水比例为2.50%(m/V)，采用不同的茶水比例，分别为0.05%、0.10%、0.15%(m/V)，分别配成200mL培养基，接入50mL菌液，静置，32℃恒温箱中发酵10d，其间每隔24h测一次菌种数量和酸度变化。1.3.2

不同糖的量对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数量及

菌液酸度的影响

固定发酵培养基中茶水比例为0.10%(m/V)，采用不同的糖水比例，分别为1.25%、2.50%、5.00%(m/V)，分别配成200mL培养基，接入50mL菌液，静置，32℃恒温箱中发酵10d，其间每隔24h测一次菌种数量和酸度变化。1.3.3

不同种类的茶叶对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数

量及菌液酸度的影响

固定发酵培养基中茶水、糖水比例分别为0.10%、2.50%，采用不同种类的茶叶(红茶、绿茶)，分别配成200mL培养基，接入50mL菌液，静置，32℃恒温箱中发酵10d，其间每隔24h测一次菌种数量和酸度变化。1.3.4

不同种类的水对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数量

及菌液酸度的影响

固定发酵培养基中茶水、糖水比例分别为0.10%、2.50%，采用不同种类的水(纯净水、自来水)，分别配成200mL培养基，接入50mL菌液，静置，32℃恒温箱中发酵10d，其间每隔24h测一次菌种数量和酸度变化。1.3.5

加入少量红茶菌的组成菌(酵母菌、醋酸菌、乳

酸菌)对酵母菌和醋酸菌数量及菌液酸度的影响

固定发酵培养基中茶水、糖水比例分别为0.10%、2.50%，分别配成200mL培养基，接入50mL菌液，在其中分别加入5mL制备好的酵母菌、乳酸菌、醋酸菌菌悬液，静置，32℃恒温箱中发酵10d，其间每隔24h测一次菌种数量和酸度变化。1.3.6

发酵瓶中不同层次的菌液酸度情况

固定发酵培养基中茶水、糖水比例分别为0.10%、2.50%，分别配成2000mL培养基，接入500mL菌液，置于发酵瓶内，静置，32℃恒温箱中发酵10d，其间每隔24h取距液面约5、15、25cm的不同层次的菌液，测不同层次菌液的酸度变化。1.3.7

加入不同形式的菌种对发酵过程中酵母菌和醋酸

菌数量及菌液酸度的影响

固定发酵培养基中茶水、糖水比例为0.10%、

定法。２2.1

结果与分析

不同茶叶量对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数量及菌

液酸度的影响

0.05%茶叶中酵母菌数0.10%茶叶中酵母菌数0.15%茶叶中酵母菌数0.05%茶叶中醋酸菌数0.10%茶叶中醋酸菌数0.15%茶叶中醋酸菌数25菌数/(106个/mL)2015105012345时间/d

67图１　　　加入不同量茶叶时酵母菌和醋酸菌数量的变化曲线Fig.1 Change curves of acetic acid bacteria and yeast countsduring fermentation process with adding various amounts of tea

35302520151050

酸度/(mmol/L)0.05%茶叶0.10%茶叶0.15%茶叶1

2

3

4

5

6

7

8

9

时间/d

图２　　　加入不同量茶叶时菌液酸度的变化曲线

Fig.2 Change curves of acidity in infusion during fermentation

process with adding various amounts of tea

从图1可以看出，红茶菌中酵母菌和醋酸菌数量变化规律不同，从接种第2天开始，酵母菌数量急剧增加，而醋酸菌在第5、6天酵母菌开始减少时才开始显著增加。加入茶叶增多，同一时期的菌数增多。从图2可以看出，菌液酸度呈现与之相反的变化趋势，茶浓度越大，同一时期菌液酸度越小。由此分析，茶叶中含有菌体生长所需的营养物质，可能还含有促进其生长的微量元素和生长因子；此外，菌液酸度随茶叶量的增加而减小，可能是由于茶叶中的碱性物质中和了发酵产生的醋酸。2.2

不同糖的量对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数量及菌从图3可以看出，红茶菌中酵母菌和醋酸菌数量变液酸度的影响

208 2010, Vol. 31, No. 01

食品科学※生物工程

化规律不同。培养基中加入糖的量不同，各时期菌数不同，加入的糖越多，同一时期菌数越多；除此之外，加入的糖越多，繁殖速度越快，菌数迅速达到最大值，但持续时间很短。从图4可以看出，同一时期菌液酸度随加入糖的量的增加而增加，且越到后期增加较快。分析其原因，可能是糖的量多，使醋酸菌大量繁殖，将糖分解，产生醋酸。

1.25%糖中酵母菌数

1.25%糖中醋酸菌数5.00%糖中醋酸菌数不同，总体看来加入红茶的培养基中各种菌的数量要比加入绿茶的培养基中各种菌的数量多；从图6可以看出，用红茶培养的菌液酸度也大于用绿茶培养的菌液酸度。从其颜色来看，绿茶培养基的颜色呈浅黄色，而红茶培养基中呈浅红色。分析认为红茶比绿茶更适合红茶菌的生长，在绿茶培养基中，红茶菌也能正常生长，但菌数较少使发酵产生的醋酸量较少，从而使酸度较低。

30酸度/(mmol/L)25201510501

2

3

4

5 6时间/d

7 8 9

绿茶红茶25菌数/(106个/mL)20151050122.50%糖中酵母菌数5.00%糖中酵母菌数2.50%糖中醋酸菌数34567时间/d

图３　　　使用不同糖的量时酵母菌和醋酸菌数量的变化曲线Fig.3 Change curves of acetic acid bacteria and yeast countsduring fermentation process with adding various amounts of sugar

图６　　　使用不同种类的茶叶时菌液酸度的变化曲线

Fig.6 Change curves of acidity in infusion during fermentation

process using different kinds of tea

2.4

35302520151050酸度/(mmol/L)1.25%糖2.50%糖5.00%糖不同种类的水对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数量及

菌液酸度的影响

自来水中酵母菌数纯净水中酵母菌数自来水中醋酸菌数纯净水中醋酸菌数1

2 3 4 5 6 7 8 9

时间/d

图４　　　使用不同糖的量时菌液酸度的变化曲线

Fig.4 Change curves of acidity in infusion during fermentation

process with adding various amounts of sugar

1614121082012菌数/(106个/mL) 345时间/d

67图７　　　使用不同种类的水时酵母菌和醋酸菌数量的变化曲线

2.3不同种类的茶叶对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数量

Fig.7 Change curves of acetic acid bacteria and yeast countsduring fermentation process using different kinds of water

25及菌液酸度的影响

绿茶中酵母菌数红茶中酵母菌数绿茶中醋酸菌数红茶中醋酸菌数201816141210820

菌数/(106个/mL)酸度/(mmol/L)201510501

2

自来水纯净水 3

4

5时间/d

图８　　　使用不同种类的水时菌液酸度的变化曲线

6

7 8 9

1 2 3 45时间/d

6 7 8 9图５　　　使用不同种类的茶叶时酵母菌和醋酸菌数量的变化曲线Fig.5 Change curves of acetic acid bacteria and yeast counts

during fermentation process using different kinds of tea

Fig.8 Change curves of acidity in infusion during fermentation

process using different kinds of water

从图7和图8可以看出，自来水中各种菌的数量都

从图5可以看出，不同种类的茶叶所配制的发酵培养基，各种菌的生长趋势大体相同，但同一时期数量

要比纯净水中少，且酸度也比纯净水的低，从外观颜色看，自来水发酵后的颜色也比纯净水的浅，分析其

※生物工程食品科学2.6

2010, Vol. 31, No. 01

发酵瓶中不同层次的菌液酸度情况

25酸度/(mmol/L)201510501

2

3

4上层中间下层5时间/d

图１２　　　同一培养基不同层次培养液酸度变化曲线

6

7

8

9

209

原因可能是，自来水中存在某些离子或其他物质，抑制了红茶菌的繁殖，导致菌数减少，发酵不完全，酸度较低。2.5

加入少量红茶菌的组成菌(酵母菌、醋酸菌、乳酸

2018161412108201

2

3

4

5时间/d

图９　　　加入少量红茶菌的组成菌时酵母菌数量的变化曲线Fig.9 Change curves of yeast count during fermentation process

using compound tea fungus

1816141210820

对照加酵母菌加乳酸菌加醋酸菌

6

7

8

9

菌)对酵母菌和醋酸菌数量及菌液酸度的影响

菌数/(106个/mL)对照加酵母菌加乳酸菌加醋酸菌

Fig.12 Change curves of acidity in different layers of infusion

during fermentation process

由图12可以看出，同一培养液中不同层次酸度不同，培养前几天上层溶液酸度较低，可能是大多数菌用来形成菌膜，而只有少数用来发酵，培养后期各层溶液酸度趋向一致。2.7

加入不同形式的菌种对发酵过程中酵母菌和醋酸菌数量及菌液酸度的影响

加菌液中酵母菌数加菌膜中酵母菌数加菌液中醋酸菌数加菌膜中醋酸菌数菌数/(106个/mL)时间/d

图１０　　　加入少量红茶菌的组成菌时醋酸菌数量的变化曲线Fig.10 Change curves of acetic acid bacteria during fermentation

process using compound tea fungus

从图9和图10可以看出：加入少量酵母菌后酵母菌大量繁殖，数量急剧增加，但醋酸菌却受到抑制，大量繁殖时间较晚，且总体数量较少；加入乳酸菌和醋酸菌，都使酵母菌的繁殖受到抑制，数量较少，加入乳酸菌的菌液中酵母菌不仅繁殖受到抑制而且大量繁殖时间也推迟。但加入乳酸菌和醋酸菌的发酵过程中，醋酸菌的繁殖加快，数量较多。从图11可以看出，对酸度而言，加入酵母菌和醋酸菌对发酵最后的酸度影响不是很大，但加入少量乳酸菌的菌液酸度明显增加，分析其原因可能是乳酸菌发酵产生乳酸，使其酸度明显增加。

4035302520151050

菌数/(106个/mL)1234567

201816141210820 1 2 3 45时间/d

6 7 8 9

图１３　　　加入不同形式的菌种时酵母菌和醋酸菌数量的变化曲线Fig.13 Change curves of acetic acid bacteria and yeast countsduring fermentation process using different tea fungus cultures

30酸度/(mmol/L)25201510501

2

3

4

5时间/d

6

7

8

9

加菌液加菌膜酸度/(mmol/L)对照加酵母菌加乳酸菌加醋酸菌1

2

3 4 5 6 7 8 9

时间/d

图１４　　　加入不同形式的菌种时菌液酸度的变化曲线

Fig.14 Changes curves of acidity in infusion during fermentation

process using different tea fungus cultures

图１１　　　加入少量红茶菌的组成菌时菌液酸度的变化曲线Fig.11 Change curves of acidity in infusion during fermentation

process using compound tea fungus

从图13可以看出，加入菌膜的红茶菌发酵中，酵母菌数量相对较少，而醋酸菌数量较多。从图14可以看出，就酸度而言，加入菌膜的酸度大。结合文献资料，分析菌膜的形成可能与醋酸菌有关[7-9]。

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３

讨　　论

食品科学※生物工程

长，并且其数量与在牛肉膏蛋白胨培养基上培养差别不大，因此为了更准确地观测到酵母菌与醋酸菌数量的相对差异，我们只计数了在PDA上的酵母菌和醋酸菌的数量。

结合实验结果和文献资料，推测菌膜的形成可能与醋酸菌有关[7-9]，因此，可以考虑在发酵过程中根据菌膜生成情况判断菌液酸度，也可以通过加入菌膜发酵来增加菌液酸度。除此之外还可以考虑将菌膜制成营养食品，但菌膜的营养功能及其对人体的影响还有待进一步研究。

参考文献：

[1][2][3][4][5][6][7][8]

顾学华. 健康长寿饮料: 红茶菌[M]. 福州: 福建科学技术出版社, 1981.周帼萍. 醋酸菌筛选培养基的优化和优良醋酸菌分离的研究[J]. 中国酿造, 2004(6): 18-19.

方心芳. 海宝是什么[J]. 黄海, 1951, 12(5): 113-115.

过慈妹, 方世辉. 不同茶类茶汤对红茶菌生长及品质的影响[J]. 茶业通报, 2007, 29(3): 129-131.

段宝蓝. 健康之友: 红茶菌[M]. 北京: 科学普及出版社, 1981.蒋立文, 刘德华, 廖卢燕, 等. 红茶菌发酵过程中主要化学成分变化的研究[J]. 食品科学, 2007, 28(3): 238-241.

蒋立文, 刘德华, 唐道方, 等. 不同条件对红茶菌发酵酸度和成膜影响的初步研究[J]. 食品科学, 2006, 27(9): 96-99.

LEE S P, BAEK J S, LEE I S. Factors affecting production of bacterialcellulose and acids in Kombucha[J]. Food Science and Biotechnology,2002, 11(4): 327-331.

[9]

SOH H S, LEE S P. Production of microbial cellulose and acids inKombucha[J]. Journal of Food Science and Nutrion, 2002, 7(1): 37-42.

从实验结果可以看出，加入茶叶和糖的量不同都会影响红茶菌发酵过程中菌数及酸度变化；高质量的红茶菌饮品既要保持较高水平的菌数，又要酸度适宜；因此，要得到具有较好保健功能且酸甜可口、味道鲜美的红茶菌饮品，糖、茶、水要保持一定的比例，本实验得出的最佳比例为，糖:茶:水=1g:25g:1000mL。发酵时间对菌液中的菌数和酸度均有一定的影响，因此可以通过控制发酵时间而得到菌数和酸度不同的红茶菌饮品。此外，发酵开始的一段时间里，培养瓶中不同层次的菌液酸度不同，因此如要取此阶段的菌液，要注意所取菌液的层次。由此推测，可以在工业生产中取不同层次的菌液以满足不同口味人群的需要。

加入红茶的培养基中各种菌的数量要比加入绿茶的培养基中各种菌的数量多，且相同培养条件和培养时间下，酸度也大于加入绿茶的菌液酸度，说明红茶比绿茶更适合红茶菌的生长。绿茶虽然不如红茶适合红茶菌生长，但红茶菌在绿茶中也能正常生长，且酸度较低，外观较透明，因此可以考虑生产绿茶制作的红茶菌饮品。此外，自来水不宜用于红茶菌的生长，因此要生产出较好的红茶菌饮品，最好使用纯净水。红茶菌是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的共生体，本实验在进行了红茶菌中乳酸菌数量测定后发现，乳酸菌的数量相对较少，因此没有对乳酸菌进行进一步的研究。在实验过程中，发现醋酸菌在马铃薯培养基(PDA)上也能正常生