从微生物学看武夷岩茶

发布时间 : 2019-11-12
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我们对武夷山岩茶存在一个疑问:岩茶独有的“岩骨花香”,是精湛的制茶工艺塑造的还是特殊的地理价值的因素。如果是精湛的制茶工艺,是不是在其他茶产区(非岩茶产区)用同一种工艺也能将“岩骨花香”制作出来?

答案是否定的。因为这么多年,很多茶产区非常想搭上武夷岩茶这一高附加值的名品渠道,但大量的尝试都是失败的。

这里有一个问题:为什么各地对“龙井茶”的复制是成功的?“龙井茶”最初是“西湖龙井”专属用语,但随后一大批诸神:如大佛龙井、浙江龙井(萧山)、四川龙井纷纷出现,且质量口感都不差,进而硬是将一个地理属性的名茶,转变为茶叶的一种制作方式。

可“岩茶”为什么就不能呢?根本原因在于“发酵”上。“岩茶”是半发酵茶,只要是发酵,就要有微生物菌群的干预。“岩茶”的“岩骨花香”始作俑者是隐藏在岩茶产区另一个加工者:独有的微生物菌群。这也就是为什么其他茶叶产区也懂得发酵,但始终制不出类似武夷山岩茶的原因:是微生物菌群不一样导致的。

我们在归纳武夷山岩茶时,习惯的说法是:一有得天独厚的生态环境、气候条件;二有丰富的适合制作乌龙茶的品种资源:三要归功于独特精湛的制作工艺。应该还有第四点,即武夷山独有的微生物菌群。这四者缺一不可。

其实,“半发酵”本身就是生物学的专属用语,与微生物紧密相连。我们之所以佩服福建制茶的先辈,是因为他们在生物科技还没有产生前,就已经通过经验的积累总结出一套行之有效的微生物“千预”的路径。这条路径其实就是内源酶与外源酶交替作用的结果。我们以岩茶的“岩骨花香”生成为例。

岩茶的第一道工序“萎凋”与第二道工序“做青”(也称摇青),表面上是让鲜叶形成生理失水,实则是将茶叶自身拥有的酶系(内源酶)“激话”。使内源酶由最初的“结合态”转化为“游离态”,活性增强。“绿叶红镶边”以及岩茶最初产生的香气(青香),都是内源酶作用的结果。

随后的“杀青”,将内源酶的活性终止。除了保留茶叶初始的“青香”,并开始向“清香”转移(有绿茶的清香痕迹)。我们经常说的“半发酵”,其技术关键点在“半”字上,实际上是控制发酵的意思。这为第一阶段。

第二阶段的发酵模式是以外源酶为主,具体工序体现在“揉捻”与“烘焙”阶段,这两个阶段最主要的一项工作就是为外源酶敞开了大门,迎接“岩骨花香”的真正缔造者。

外源酶不是茶叶自带的酶系,而是来源于茶叶之外的微生物,是微生物的产物。这些微生物包括霉菌、细菌、酵母菌,它们有一个特性,就是属地性极强。

武夷山属于红色砂砾岩形成的丹霞地貌,在中生代晚期,发生了强烈的火山喷发活动,有大规模的花岗岩侵入。因此,“岩”是微生物赖以生存的基础物质之一,弥漫在武夷山脉各个角落,造就了本地区特有的微生物菌群。我们通常所说的原产地的概念,其实也包括原产地特有的微生物。

当武夷山岩茶进入到“揉捻”阶段时,伴随叶片角质层破损,茶叶细胞开始裸露于空气之中,当地的微生物乘虚而入,以茶叶中的糖为养分,开始快速滋生与蔓延,并生产出了大量酶系,即外源酶。外源酶对茶叶的“催化效果”远大于茶叶中的内源酶。“揉捻”过程中主力军是微生物中的霉菌。

当进入“烘焙”阶段时,“半发酵”的“半”字再次发挥作用,有意识通过高温与“走水返阳”逼迫微生物中的霉菌退出发酵的“战场”。而微生物另外两大主力:细菌与酵母菌开始登场。

细菌有极强的附着性与裹挟性,能够腐蚀“岩”的表层,并把它们“切割”成纳米级的微粒,使我们在品饮岩茶时十有“糯沙”感觉,是“岩”的一种特殊标记。所谓“岩骨花香”中的“岩骨”是由细菌完成的。这其中的嗜热菌(古细菌的一种)承担着主要工作,同时,另一种细菌,即大家熟知的乳酸菌将其“软化与包裹”,使得这种“岩骨”似有似无。我们品饮岩茶时感觉到的微酸,就是这种特殊的乳酸菌。

酵母菌是寄生在武夷山上壤表层中的微生物,准确地讲,属于野生酵母菌。它们最大的能耐是可以将周围自然环境中的花香吸附,然后在发酵过程中与茶的香气结合,形成特殊的“花香”。在“烘焙”时,由于高温条件,酵母菌内的蛋白质被分解,使初始的“花香”诱变为“果骨花香”中的“花香”就是这么来的。

因此,“岩骨花香”的形成,是由内源酶最先发起“攻击”,然后由外源酶进行精心雕琢在千呼万唤中形成。

但是,这里仍然有一个缺憾。我们至今没有对这一生物发酵路径进行科学解析,对参与发酵的微生物缺乏了解,包括它们具有的生物学意义,以及给我们健康带来的好处。因为这些微生物可能繁衍了几十亿年,是武夷山最珍贵的资源之一,有极高的药用价值与科研价值。

实际上,武夷岩茶的价值被严重低估了,就“岩骨”与“花香”而言,它不是凭空想象出来的文学概念,一定有特殊的系列化学有机组分构成。传统的茶人似乎已经感知到它们的存在,只是不知道它们“是什么”,更不知道它们是“怎么来的”。我们不能只满足于武夷岩茶的味觉享受,陶醉于“岩骨花香”诗意描写和感官评价,而是需要给传统注入现代科学的力量,让传入中国百年的“赛先生”更多地走入基层第一线。

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凤凰水仙茶的生物学特性


产地及分布:原产广东省潮安县凤凰山,相传在南宋时期已有栽培。现树龄逾200年者有2000多株。主要分布在广东潮安、丰顺、饶平、蕉岭、平远等地。20世纪50年代后,广东省大面积栽培。海南、广西、湖南、江西、浙江等省区有少量引种。1985年全国农作物品种审定委员会认定为国家品种,编号GS13017一1985。

特征:植株较高大,树姿直立,分枝较稀,叶片稍上斜或水平状着生。叶长椭圆或椭圆形,叶色绿,有光泽,叶面平或微隆起,叶身内折或平,叶缘平或微波,叶尖渐尖,叶齿钝浅,叶质较厚脆。芽叶黄绿色,茸毛少,一芽三叶百芽重86.2g。花冠直径3.8cm,花瓣5~7瓣,子房茸毛中等,花柱3裂。种径1.4cm,种子百粒重103.6g。

特性:芽叶生育力较强。一芽三叶盛期在3月下旬至4月上旬。产量高,每667平方米可达400kg。春茶一芽二叶干样约含氨基酸3.2%、茶多酚24.3%、儿茶素总量12.9%、咖啡碱4.1%。适制乌龙茶和红茶。制乌龙茶,分单枞、浪菜、水仙3档。成茶香气特高,滋味浓郁甘醇,汤色金黄;制红茶,香气高,汤色红艳,呈“冷后浑”。抗寒性强。结实性较强。

适栽地区:华南茶区。

栽培要点:宜采用双行单株或单行双株条植,每667平方米植3000株左右。用分段修剪法适时定型修剪,投产前期以养为主,采养结合,促进分枝。

微生物生态和普洱茶有何关联?


微生物生态的多样性与独特性是云南大自然给予普洱茶的一个“馈赠”。众所周知,普洱茶是发酵的产物。谈到发酵,就离不开微生物种群与群落的参与。长期以来,我们有一个习惯说法,即普洱茶是后发酵的产物。其实,就普洱茶的发酵而言,从茶叶被釆摘之后,其发酵的过程就已经开始了。

不仅如此,对于微生物种群与群落来说,它对普洱茶参与也并不仅仅局限于发酵过程,而是在发酵前,甚至是茶叶采摘前——最远可追溯到茶树的生长及一次次的发芽,它就已经存在。而且,不同的微生物群落分工有序,可谓功能不凡。

如果说乔木大叶种茶树做为云南特有植物,显示出普洱茶的地理价值的话,那么云南特有的微生物生态的多样性及分工有序性,则从另一面彰显普洱茶的地理价值。

①微生物生态的多样性是普洱茶地理价值的重要支柱。

微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它“出生”最早,三十五亿年前就已出现在地球上,而人类出现在地球上则只有几百万年的历史。人类在发现和研究微生物之前,把一切生物分成截然不同的两大界-动物界和植物界。随着人们对微生物认识的逐步深化,又发现了地球上的第三生命形式-古菌,才导致了生命三域学说的诞生。

该学说认为生命是由古菌域(Archaea)——包括嗜泉古菌界(Crenarchaeota)、广域古菌界(Euryarchaeota)和初生古菌界(Korarchaeota);细菌域(Bacteria)——包括细菌、放线菌、蓝细菌和各种除古菌以外的其它原核生物;真核生物域(Eucarya)——包括真菌、原生生物、动物和植物。由此可见,除动物和植物以外,其它绝大多数生物都属微生物范畴。如果把地球的年龄比喻为一年的话,则微生物约在3月20日诞生,而人类约在12月31日下午7时许出现在地球上。

微生物不是以一个个种群单独存在,微生物种群之间往往形成了一个个的群落,与动植物种群之间以各种方式相互影响、相互作用。

在云南,由于微生物群落的数目庞大,成为地球上生物多样性最为丰富的资源。其微生物的种类仅次于昆虫,是云南大的自然生态系统中第二大类群。

当我们置身于古茶树之间,贴着泥土的潮湿,嗅着茶花的芳香,感觉到在我们的脚下、空气中、茶树上、根茎下都有上亿微生物菌群的活动,但我们仍对它们知之甚少。以原核生物为例,目前已定名的真菌约有8万种,但据估计地球上真菌的数量约为150万种,也就是说我们已经知道的真菌仅为估计数的5%。

云南微生物的多样性除物种多样性外,还包括生理类群多样性、生态类型多样性和遗传多样性。在生物进化史上,它们虽然是最先出现的,不过目前存在的微生物可能大部分不是最初的种类,而是几十亿年进化的产物。

当我们手捧一撮“肥土”,几万年前,甚至再提前,它可能是一块“岩石”,而这个“岩石”在经过物理、化学及生物等风化作用才逐渐转化为土壤,其中微生物的长期产生各种酸性代谢产物,能酸化自然水,成为重要的风化因子。岩石风化后,一部分矿物质变为可溶性物质,又为微生物提供了所需要的各种矿物元素。微生物促进腐殖质的形成与分解,改善了土壤结构,逐渐提高土壤肥力。现在土壤中存在着种类繁多的细菌、放线菌、真菌、酵母、藻类、原生动物等,几乎包括全部大类群的微生物。它们已经形成了高度有序的微生物群落。因此,微生物生态的多样性与地理、植物的多样性同样重要。它们同属于自然生态循环系统的“家族”成员,而且是非常重要的家族成员。

②微生物生态的多样性是乔木大叶种茶的“保护神”。

现实生活中,我们经常遇到一个难题:为什麽植物所需的水分、无机肥在充分供应之後,植物仍旧不能茂盛地成长?为什麽根部不能完全地吸收这些养分?为什么病原菌、病虫害会孳衍繁生而不可收拾?

现代科学已能确认植物生理与微生物间不可分离的共生关系。植物根部分泌物质来供应微生物的需求,同时微生物也生产各种不同物质来回馈植物体,两者实际上乃是共生的伙伴。要使植物生长茂盛,除了水分、养分之外,还需微生物的参与。

其实,当茶树刚一诞生,不管它是一粒茶种还是被嫁接的茶树苗,在它还极其弱小的时候,微生物就已经布满了它的周围。如同“保姆”般呵呼它。我们会发现,植物的根、茎、叶、花、果实,整体的表面穿著有一件微生物的外衣。

于是,它们快速地成立了一个个“团队”(微生物学称之谓“群落”),分工有序地开展工作。一些光合成微生物如光合成细菌作为初级生产者,直接摄取太阳能并将其转化为化学能,为茶树光和作用提供一种“媒介”。

乔木大叶种茶树与其它植物一样,不能直接利用大气中的分子氮。植物所需要的氮一般是通过生物固氮、高能固氮(如闪电和火山爆发时出现的固氮)或工业固氮(将分子氮转化为氨或硝酸盐)等过程才能为植物所利用。于是,另一支微生物固氮细菌接手,持续为茶树“转接”氮源。而且,也有一支微生物群落又将动物排泄物和动植物尸体分解而释放出氨,氨又先后由亚硝化细菌和硝化细菌转变为硝酸盐为茶树所利用。

更大的茶树“保卫战”,则发生在茶树土壤中根茎表面周围约5厘米的根界区,这里重重地围绕着高密度的微生物,可谓重兵把守。微生物学称这一类细菌为“根圈菌”。这些微生物的任务是,不仅将植物、动物的排泄物及尸体分解转化,还要由这些微生物分泌出各种有机物,包括氨基酸、低分子醣类、低分子核酸、生长激素及各种酵素等等,来支撑茶树对营养物的需求,对乔木大叶种茶树的生长有显著的效果。一块土壤内的优势微生物可能影响其他种类微生物的生存和繁育。不适于新环境的优势微生物死亡时,某些适生的新种便起而代之,此时就出现了类似地面上群落演替那样的变化。达到稳定状态时,我们在乔木大叶种茶树根部土壤剖面上可以观察到微生物的分层现象。

还有些微生物更为“激进”,干脆侵入根部组织内,在根细胞繁殖,这类微生物称之为“菌根菌”,它不但不破坏根部组织,却更能与根部细胞交换物质,共存共荣,促使根部活力,增强其吸收力,有利於植物健全的生长与自然抗病力的加强。

没有这些微生物的参与,乔木大叶种茶树就很难存活,更谈不上存活几百年,甚至上千年了。

③微生物生态的多样性是乔木大叶种茶天然营养源的“加工厂”。

我们说云南乔木大叶种茶具有先天的独特性,除了特定的地理、气候与物种的多样性外,特有的微生物的参与也是其中一个因素,而且是一个很大的因素。

微生物生态的多样性及微生物的参与不仅帮它抵御外部各种病虫害的侵袭,并将各种营养源源不断输入其中,使它始终亮丽如新,健壮怡人。

微生物许多独特的代谢方式,如自养细菌的化能合成作用、厌氧生活、不释放氧的光合作用、生物固氮作用、对复杂有机物的生物转化能力、分解氰、酚、多氯联苯等有毒物质的能力,抵抗热、冷、酸、碱、高渗、高压、高辐射剂量等极端环境的能力,以及病毒的以非细胞形态生存的能力等。都为乔木大叶种茶提供的坚实的“物质基础”。以天然抗生素中为例,三分之二(超过4000种)是由微生物放线菌产生的。微生物所产酶的种类也是极其丰富的,从各种微生物中发现,仅II型限制性内切酶就有1443种。而且这些发现并没有终结,还在继续。

当我们摘下它一片叶子,不管这颗茶树是几百年,还是上千年,其茂密的枝叶,及肥硕的叶片,看不到孊孊老者的半点身影,倒像一个阳刚十足的“壮汉”。常常是令我们惊诧不已。

尤其值得一提的是,本文所讲微生物对乔木大叶种茶的“干预”,仅仅是普洱茶的原料起始的过程,还未涉及普洱茶的加工。待到普洱茶加工过程,无论是生茶、还是熟茶,其微生物群落的参与给予普洱茶品质的影响更大。

④微生物生态的多样性具有天然性和不可复制性的特点。

微生物生态的多样性除物种多样性外,还包括生理类群多样性、生态类型多样性和遗传多样性。这是一个繁杂并庞大的系统,只要有一个条件改变,其它也相应发生改变。

我们可以改变一个小的自然环境,但大的自然生态却是无法模拟与复制的。因为它有太多是我们未知的的东西。

还有,由于微生物的微观性,以及目前研究手段的限制,许多微生物的种群还不能分离培养,其已知种占估计种的比例仍很小。目前的普洱茶加工与后续的发酵,仍然没有脱离历史遗留下来的传统手段,即自然接种。让发酵场地空气中、地表层弥漫的几十亿,甚至上百亿微生物群落自然“侵入”其中,参与“在生产”工作;甚至包括后来搞的熟茶渥堆发酵,也没有离开原始的自然接种模式,与现代的真正意义的发酵工程的确相距甚远。

同时,这种自然接种的方式,又因发酵场地存在卫生条件较差的问题,很多人担心普洱茶存在二次污染的可能。毕竟空气中及地表层存活的微生物菌群并不都是有益菌,还有很多类似大肠杆菌这样的有害菌。但有一点,确是令很多科技人员感到奇怪的,就是在对云南普洱茶众多产品检测中,正宗的云南普洱茶在大肠杆菌与致病种群等方面竞无一超标。这又是为什么呢?

答案也非常简单,乔木大叶种茶叶本身脂肪含量较低,再加上发酵过程中的分解与转化,使得空气中、地表层的大肠杆菌等失去了寄生的“营养源”。因此,对普洱茶发酵过程中采用的自然接种方法可能产生的二次污染的担心,也许是我们不必要的。

或许,正是因为这种自然接种方式,使普洱茶更能体现它原本的价值。只要这个加工场地及它的发酵车间是在云南特有的生态循环价值链上,即普洱茶产区,再加上遵循传统的工艺方法生产,其品质必然透出普洱茶的特质。反之,没有普洱茶地理价值的支撑,也只能做到“形似”,缺乏核心价值的“神似”。这或许也是普洱茶为什么不能在异地(指非云南普洱茶产区)生产与加工的主要原因。

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