微生物在茶叶上的应用及展望_师大亮

微生物在茶叶上的应用及展望

师大亮　余继忠　郭敏明

(杭州市农业科学研究院茶叶研究所　311115)

微生物是地球表面生物圈的重要成员,它们广泛分布在自然界,对自然界的物质转化和生物循环有重要的意义和作用。随着科学技术的进步及农业可持续性发展的需要,生态系统中各生物种间相互协调和相互促进的功能被愈来愈多地发现并充分利用到医学、农业、工业、食品和生物技术等各个领域。这里,作者就将近年来微生物在茶叶生长繁殖、病虫害防治、肥培管理、加工贮藏以及保健品开发等领域中的应用和展望作一简单的综述。

1　微生物在茶叶上的应用

1.1　茶树生长繁殖与土壤微生物

茶树是多年生作物,茶园土壤是微生物生长繁殖的良好环境,是有机质自我丰富的生态系统。茶树根际环境是茶树生长发育、营养吸收和新陈代谢的场所。在茶树根际环境中,微生物广泛存在,并对茶树的生长繁殖产生了多方面的影响。

根际微生物的生命活动及其新陈代谢产物增加了土壤养分,致使有机质在分解和再合成的过程中腐殖质化,促进了稳定的土壤结构的形成。茶园根际微生物数量大,种类多,它们的生理活性有助于根际环境营养物质的转化,补充了某些成分的不足,对改善茶园根际土壤的生态系统并适应茶树生育和代谢的需要,起了非常重要的作用。20世纪初A.C. Tunstall等发现了茶树根系中丛枝状内生菌根的存在,80年代后我国学者严学成在茶树根的显微观察中观察到了VA菌根,刘柏玉等对VA菌根的形态特征、生物学效应等作了研究,结果表明:VA菌根在与茶树根系的联合共生过程中,可引起茶树分泌有机酸,提高肌醇六磷酸酶的活性和难溶性磷以及不溶性磷的溶解度,增强茶树的吸磷能力,促进茶苗生长。另外,茶树根际的自生固氮菌数量较丰富,它的存在及其活性,不仅可以刺激茶树根系的生长发育,促进茶树生理过程的旺盛进行,而且固氮菌的呼吸作用而释放出的二氧化碳,对提高茶树光合效率,获得茶叶高产是十分有利的。还有,茶树属典型的耐酸铝植物,梁月荣等从茶园土壤中分离得到耐酸铝的真菌ALF-1菌有利于改善酸性土壤性质,降低酸性土壤中的离子态铝的浓度,保护原有的土壤生态系统,也能为今后酸性土壤的改良、消除或减轻作物酸铝毒害开辟新途径。

1.2　茶树病虫害防治与微生物

随着现代绿色消费观念的兴起,绿色食品、有机茶成为当今无公害食品开发的一个热点,如何有效解决茶园病虫害的无公害防治成为茶叶可持续发展的迫切需要。有关专家提出:当今茶园的植保应实现以保持生态平衡为目标,将有害生物用生态调控的方法控制在经济损害水平之下,以农业措施为基础,尽可能应用生物防治手段,辅以化学防治来达到综合治理的目的,其中病原微生物防治病虫害是生物防治的重要手段,主要有细菌、真菌和病毒及它们所产生的抗菌素等。

细菌对病虫害的防治主要是通过害虫消化道侵入体腔使害虫生病,达到消灭害虫的目的。苏云金杆菌及其变种是应用最多最广的一种,大量研究表明,苏云金杆菌及其类似制剂对多种鳞翅目食叶幼虫有较好的防治效果,应用到茶树上可以防治茶梢蛾、茶小卷叶蛾、茶尺蠖和茶细蛾等。胡淑霞等1993～1995年对茶树有益微生物芽孢杆菌(TB M)作了田间及室内的抑病试验,结果表明:TB M对茶白星病、茶轮斑病、茶煤病、茶赤叶斑病和茶褐色叶斑病等5种病原菌有不同程度的抑制作用。此外,印度Manoj B.等从茶园中分离到的变形杆菌RRLJ16菌株,在缺铁的条件下获得的培养粗提物能有效防治茶橙瘿螨和茶小绿叶蝉。还有,据报道,从茶树叶表分离得到的藤黄微球细菌对茶云纹叶枯病有很好的拮抗作用。

真菌对病虫害的防治主要是通过害虫体壁侵入虫体内进行生长繁殖,以菌丝穿出体壁,损坏虫体活动机能,破坏其血液循环系统等,使虫体新陈代谢机能紊乱而死亡。白僵菌是应用最多的一类真菌,利用白僵菌菌粉可以防治茶毛虫、茶蚕、茶小卷叶蛾等

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杭州农业科技 2006年第6期

害虫。还有,据印度研究报道,木霉菌制剂涂在茶树修剪后的切口上可以有效地防治由褐卧孔菌引起的菌腐。肯尼亚从西黄松树根际发现了2种寄生真菌的线虫,能够有效地防治茶树根腐病菌的为害。

病毒具有对寄主专一性强,不杀伤天敌,生物活性保持时间较长、有效剂量低等优点,因而,病毒治虫是一种很有前途的天敌类群,越来越引起人们的重视。目前应用较多的如核型多角体病毒和颗粒体病毒,核型多角体病毒可用于防治茶尺蠖等害虫,颗粒体病毒可防治茶小卷叶蛾、茶刺蛾、扁刺蛾等害虫。1.3　茶树肥培管理与微生物

近几年来,无公害茶园、生态茶园、有机茶园的建立,使得肥料问题倍受人们关注。在减少茶园化肥用量,克服有机肥肥效慢,易引发病害等不足的同时,人们根据一些有益微生物的特定功能,将其制成生物肥料施于茶园达到增产提质成为当今茶叶生产上的一大亮点。日本研制的E M,是一种以光合细菌、乳酸菌、酵母菌、放线菌为主的具有不同的5个科10个属8O余种微生物复合培养而成的微生物制剂。据报道,将E M稀释进行茶树叶面喷施的,能够促进茶芽的生长发育,加快叶片伸展,提高百芽重及芽叶比,具增产增效的作用。1996年云南省茶叶研究所从茶园中分离筛选微生物菌株进行扩大培养制成茶叶专用增产菌,可明显增加新梢密度、长度、伸育速度、展叶数、叶面积、叶片厚度和百芽重的效果,还可提高茶树叶片净光合强度。茶叶水浸出物和多酚类的含量明显提高,纤维素含量稍有降低.嫩度也有所提高。另外,莫小燕等对主要成分为放线菌制成的“保得”牌微生物叶面增效剂进行田间试验,结果显示:施用该微生物肥,茶芽粗壮,叶片厚实,鲜叶有效成份增加,氨基酸含量增加,苦涩味降低,同时还可促进茶树芽梢生长发育,提高茶叶产量。

1.4　茶叶加工与微生物

微生物广泛存在于自然界中,在任何茶叶加工过程中都有它的参与。我国关于茶叶加工过程中微生物作用的研究,早在20世纪40年代就已开始。然而,对微生物在茶叶加工中的作用研究最多的还主要集中在黑茶和红茶加工方面。

黑茶是我国六大茶类之一,也是我国特有茶类,属后发酵茶,主要成品有黑砖茶、花砖茶、茯砖茶、青砖茶、六堡茶、普洱茶等,主销西北和西南少数民族地区。渥堆是形成黑茶独特品质关键工序,目前,关于渥堆的实质的三种学说,即酶作用学说、微生物学说、湿热作用学说。何为主、何为次,各说不一,尚无定论。杨伟丽等认为,黑茶渥堆的全过程,从时间上来说,湿热作用贯穿渥堆的全过程,就作用而言,微生物酶促作用决定黑茶品质的形成。温琼英研究表明,渥堆中起主导作用的是假丝酵母,中后期霉菌有所上升,其中以黑曲霉为主,还有少量青霉和芽枝霉。初期还有大量细菌参与,主要是无芽孢细菌及少量芽孢细菌,还有金黄色葡萄球菌。这些微生物在代谢活动过程中,为了满足自己对碳、氮的需求,就分泌胞外酶分解、转化、降解纤维素、果胶、萜烯类以及蛋白质,形成各种滋味成分和香气成分,这对黑茶的品质有重要的影响。同时,微生物呼吸放热加剧了湿热作用,促进了黑茶品质的形成。

在红茶加工中,国内外大量研究证实,酵母菌、真菌、细菌等三类微生物是影响红茶品质的最主要微生物。霉菌能分泌α-淀粉酶,葡萄糖生产酶,麦芽糖酶等生物酶,这些生物酶都具有液化和糖化淀粉的能力,不但可提高红茶中可溶性糖的含量,而且对增进香气和改善滋味均有良好的作用。酵母菌能促进氨基酸转化分解,尤其突出的是谷氨酸可转化为琥珀酸,天门冬氨酸可转化为延胡索酸和草酰乙酸,丙氨酸可转化为丙酮酸,对提高茶汤鲜爽味有较大的促进作用。此外,纤维素细菌可通过纤维素酶作用,将芽叶中的纤维素先分解为纤维二糖,再进一步转化为葡萄糖,可大大地优化粗老低档红茶品质。

1.5　茶叶保鲜贮藏与微生物

茶叶容易因吸潮、吸异味、氧化等而变质,传统的茶叶保鲜条件是将茶叶贮藏在低温、隔热、干燥、避光的地方,这样才能保持茶叶原有的色、香、味、形,于是就有了冷库保鲜贮存、密封贮存等方法。但这些贮存方法较适于茶叶仓贮时使用,不便于货架存放使用。目前,一种利用微生物进行茶叶保鲜的技术已被发明并开始应用于茶叶贮藏,很好地解决了茶叶货架保鲜存放这一难题。这种微生物是嫌气性蜡样杆菌,将它经过低温处理后制成菌粉,与茶叶按一定的重量比例混合均匀,然后限氧包装,在温度为4～5℃的恒温室中放置20d,再调人仓库贮存便可达到保鲜要求。这种微生物之所以能使茶叶保鲜是因为它可以在茶叶表面形成一层生物膜,将茶叶与外界空气隔绝,从而控制茶叶氧化劣变,达到优质保鲜的目的,从而大大提高了绿茶品(下转第34页)