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项目文章｜黑鹰茶渥堆发酵工艺优化及微生物多样性分析
简介
黑鹰茶的独特风味和品质很大程度上依赖于发酵过程中微生物的活动，然而，关于黑鹰茶的具体加工技术和在堆积发酵过程中微生物动态变化的知识仍知之甚少。因此，研究人员旨在通过优化发酵参数来探究这些因素如何影响黑鹰茶的化学成分、挥发性物质以及微生物群落的变化。贝纳基因为该项研究提供了PacBio 16S和ITS扩增子测序服务。
英文标题：Optimization of pile-fermentation process, quality and microbial diversity analysis of dark hawk tea (Machilus rehderi)
中文标题：黑鹰茶渥堆发酵工艺优化及微生物多样性分析
发表时间&期刊：2023.12 & LWT - Food Science and Technology（IF：6）
测序技术：PacBio 16S、ITS测序；GC-MS
技术路线
主要结果
1. 最佳发酵条件
从色、香、味、总酚、总黄酮、总氨基酸含量等方面（图1），对不同温度、含水量、持续时间下的发酵茶叶进行了品质分析，得出最佳发酵条件为：温度35℃，含水量62%，时间24h。
图1 不同发酵条件下的茶叶品质
2. 最佳发酵条件下的茶叶品质
对晒干绿茶和最佳发酵条件下制成的茶叶中氨基酸和挥发性物质进行了测定，二者均含有15种氨基酸，晒干绿茶的总氨基酸含量(9.186 mg/g)高于黑鹰茶(5.668 mg/g)（表1）。GC-MS检出黑鹰茶含有108种挥发性物质，其中萜类62种，酮类12种，酯类和烃类11种，醇类5种；晒干绿茶除未检出2种萜类外，其余与黑鹰茶基本一致（附表）。
表1 晒干绿茶和黑鹰茶中氨基酸组分含量
3. 发酵过程中微生物群落结构的动态变化
对不同发酵阶段（0h、12h、16h、20h、24h）的茶叶进行微生物多样性测序，Cyanobacteria、Bacteroidota、Firmicutes、Proteobacteria是茶叶中的优势细菌，Bacteroidota的相对丰度在发酵第20h最低，仅为1.02%（图2a）。而真菌主要由Ascomycota、Mortierellomycota、Basidiomycota组成，其中Ascomycota在0h、16h的相对丰度超过80%，为优势真菌（图2b）。
图2 不同发酵阶段茶叶中的细菌和真菌
注：A代表发酵第0h，B代表发酵第12h，C代表发酵第16h，D代表发酵第20h，E代表发酵第24h。
4. 发酵过程中微生物群落组成差异
PCoA结果显示，无论是细菌（图3a）还是真菌（图3b）群落，都明显聚类成两组，分别是发酵前期（0-12h）和发酵后期（16-24h），表明晒干绿茶和发酵后的黑鹰茶微生物群落存在显著差异。
LEfSe分析得到不同发酵阶段的茶叶内细菌（图4a）有5个biomarkers，而真菌（图4b）有25个，这些微生物在渥堆发酵过程中起着至关重要的作用。
图3 不同发酵阶段样品微生物群落的PCoA分析
图4 不同发酵阶段样品微生物群落的LEfSe分析
研究结论
该研究对以往的渥堆发酵工艺进行了优化，并对最佳发酵条件下黑鹰茶的生化组成、挥发性成分和微生物群落动态变化进行了研究。35℃、62%含水率、24h持续发酵条件下黑鹰茶品质最佳，Bacteroides, Faecalibacterium, Cladosporium以及Mortierella为发酵过程中的优势微生物，这些发现为改进黑鹰茶生产和理解发酵过程中的微生物动态变化提供了新的见解。
参考文献：
[1] Yang Yongyi, Peng Juan, Li Qingqing, et al. Optimization of pile-fermentation process, quality and microbial diversity analysis of dark hawk tea (Machilus rehderi). LWT - Food Science and Technology (2024).
