微生物发酵与普洱茶的生产

 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。