吴 燕，阮 晖，何国庆

(浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州310058)

红茶菌的研究和应用进展

吴 燕，阮 晖，何国庆*

(浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州310058)

红茶菌是具有悠久历史的功能性饮料，是由酵母菌、醋酸菌和乳酸菌以糖茶水为原料的微生物发酵饮料。近年来在许多国家兴起了红茶菌应用和研究的新高潮。本文综述了目前国内外有关红茶菌的菌种类型、功能成分及其作用、菌液抑菌及抗氧化活性、发酵产品的研制等方面的研究进展，并对红茶菌的应用前景进行了展望。

红茶菌，抗菌蛋白，抗氧化，发酵产品

虽然红茶菌在我国有悠久的历史，但对它的科学研究起步较晚，国外对红茶菌的研究大约始于20世纪初，从20世纪初期到中期，一些医生和学者纷纷报道了它在治疗各种疾病中的效果和作用。有关红茶菌的微生物组成及相互作用的发酵条件、菌液成分、作用机理、红茶菌活性多糖、抗菌蛋白、菌液抗氧化活性等已成研究热点。

1.1 微生物组成

用于发酵培养红茶菌的菌种主要是醋酸菌和酵母菌，到目前为止，人们从各种红茶菌中分离到的菌种如表1所示，其中最重要的醋酸菌是木醋杆菌。有的红茶菌还含少量乳酸菌［主要是保加利亚乳杆菌(Lactobacterium bulagricum)］［2－3］。

发酵红茶菌的菌种是由表1中的一种或多种醋酸菌和一种或多种酵母菌组成，有的还有乳酸菌。不同的菌种组成，其菌液中代谢产物的种类和数量也会有所不同。由于其菌种的多样性，红茶菌的代谢过程很复杂。酵母菌和醋酸菌在红茶菌中是共生关系，在整个发酵的前期阶段酵母菌的繁殖起重要作用［3］。

1.2 菌液成分及其功能作用

1.2.1 菌液成分 由于采用的菌种、培养条件、分析方法、分析侧重点等方面都不尽相同，因此不同的学者对红茶菌菌液中所含成分的分析结果也不同。

总的来说，红茶菌菌液中含有葡萄糖、果糖、多糖、乳酸、醋酸、葡萄糖酸、葡萄糖醛酸、D－葡萄糖二酸－1，4－内酯(DSL)、蛋白质、氨基酸、维生素、微量元素、茶多酚、卵磷脂、辅酶A、二氧化碳等。因而它功效卓著，能调节人体生理机能、促进新陈代谢、养生强身。

表1 红茶菌中分离到的醋酸菌和酵母菌Table 1 Acetic acid bacteria and yeasts isolated from kombucha

1.2.2 几种菌液成分的功能作用 国内外的专家学者通过研究，从红茶菌的性质和成分出发初步阐述了其功能作用。红茶菌能降低胃液pH，对胃肠道中的有害菌有拮抗作用，红茶菌饮料还可以显著地使血液保持正常的pH。醋酸是红茶菌的主要成分之一，对健康非常有益，而其中的葡萄糖酸能与重金属结合形成水溶性复合物，帮助人体排出有害的重金属元素。葡萄糖醛酸是红茶菌的一种解毒抗癌功能因子，是人体肝脏中最主要的解毒物质之一［1］。

Roussin MR［4］提出红茶菌具有解毒抗癌作用的主要原因可能是红茶菌菌液中存在D－葡萄糖二酸－1，4－内酯(DSL)，该物质能强烈抑制一些与癌症发生有关的酶如β－葡糖苷酸酶等的活性，有快速强劲地抗增生特性且在浓度很低时(0.03～0.15mg/mL)就可发挥明显效用。吴薇［5］采用中极性柱的气相色谱检测法以及王侃等［6］采用高效毛细管电泳法(HPCE)都证实了红茶菌菌液中含有DSL。此外红茶菌中茶叶浸出物对人体的保健作用也不容忽视。

程江峰［7－8］对红茶菌进行培养过程中发现培养液中含有多糖类物质，可能与香菇、灵芝和茯苓等真菌多糖类似，具有药物活性，很有深入研究的价值。

红茶菌的抑瘤机制及其对机体免疫功能的影响尚有待深入研究，李波清等［9］初步研究发现小鼠胃内长期灌注红茶菌可以有效抑制肿瘤的形成与生长，并可显著提高机体的免疫功能。

总之，红茶菌对人体多方面的保健作用是多种有益成分共同作用的结果。

2 红茶菌菌液抑菌作用的研究

2.1 红茶菌菌液的抑菌作用

食品保藏的重要措施之一是加入食品防腐剂。当前，人们正致力于从动物、植物及微生物的代谢产物中寻找抗菌物质，以取代化学防腐剂。

谢俊杰等［10］取培养至第7d的红茶菌菌液进行抑菌实验，发现菌液对革兰氏阳性与阴性细菌均有明显的抑制作用，但对真菌(酵母菌和霉菌)无抑制作用。随着培养时间的增加，菌液pH逐渐减小，酸度增大，抑菌效果增加。第10d以后，这些变化逐渐减弱并趋于稳定。由于红茶菌菌液具有独特的风味及保健作用，因此可取代某些有机酸如乙酸和乳酸，用作食品防腐剂。取培养至第8d的菌液进行测定，未检出具有抑菌作用的初级代谢产物如乙醇和过氧化氢，但蛋白含量却高达1.12mg/mL，抑菌实验表明抑菌物为小分子蛋白或肽类。

蒋立文［11］的研究表明红茶菌发酵液中过氧化氢作用微弱，不是起抑菌作用的主要物质。经胰蛋白酶、蛋白酶K处理的样品液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌抑制效果明显降低，证明红茶菌发酵液中存在抑菌蛋白，分子量在3500u以上。红茶菌发酵液的抗菌作用是由酸性物质、抗菌蛋白和茶多酚协同作用的结果。

2.2 抗菌蛋白的提取与纯化

谢俊杰等［12］初步推断，红茶菌中裂殖酵母先合成相关蛋白，经膜醋酸菌产生的酶修饰后，抗菌活力显著提高。不同属酵母与膜醋酸菌共培养的结果表明裂殖酵母优于其它酵母。选择合适的酵母与膜醋酸菌共培养，将是提高红茶菌抗菌蛋白抗菌活力的措施之一。

红茶菌菌液经过滤除去菌膜、离心、减压浓缩制得浓缩液。接着采用盐析法或者采用有机溶剂同时加入少量盐离子，收集沉淀，溶于同体积水中得到粗蛋白液。结果发现加入少量盐离子，能明显提高蛋白得率。采取不同的提取方法，得到的蛋白种类有所差异，得率及抗菌率数据表明，丙酮加盐提取法效果最好［13］。

采用Sephadex G－50柱层析法对抗菌蛋白进行纯化，得到两个分子量部分，发现小分子量部分有抗菌活性［13］。

3 红茶菌发酵茶的抗氧化研究

由绿茶、红茶或茶叶废料发酵而成的红茶菌饮料具有良好的抗氧化活性，值得进一步研究的是由茶叶废料发酵而成的红茶菌饮料在抑制过多游离基生成而导致的疾病中的应用及潜在效果。Jayabalan R［14］发现在发酵过程中红茶菌表现出增长的自由基清除能力。自由基清除的程度及活力取决于发酵时间、茶叶种类以及红茶菌的正常菌群，它们反过来也决定了代谢产物的形式。俸毅［15］研究发现在发酵前5d内，红茶菌饮料清除DPPH自由基和羟自由基的能力逐渐增强，但是培养5d后清除能力反而降低。

Chu SC［16］通过体外自由基清除实验来研究红茶菌菌种来源及发酵时间对红茶菌抗氧化活性的影响。证明了不同来源的红茶菌有不同的抗氧化活性，并且大多数显示出了时间依赖性，但是并不推荐延长发酵时间，因为有机酸的积累可能会影响直接饮用。此外总酚含量增加到98%，表明在发酵过程中茶红素可能被生物降解，释放出具有更高抗氧化活性的小分子。为了研究潜在抗氧化成分的抗氧化机制，红茶菌饮品的分馏和进一步的鉴定正在进展中。

葡糖酸醋酸杆菌(Gluconacetobacter sp.A4)有很强的产DSL的能力，是红茶菌中主要的功能菌株。Yang ZW等［17］研究了传统红茶菌发酵茶和改良红茶菌发酵茶(仅用葡糖酸醋酸杆菌来发酵)的降类固醇和抗氧化活性，发现改良的红茶菌发酵茶在抗氧化和降类固醇的效果上与传统红茶菌发酵茶相似，甚至比它更强。

4 红茶菌的其他研究情况

4.1 有机酸和茶多酚含量在红茶菌发酵过程中的变化

茶多酚及有机酸被认为是红茶菌发酵茶中的活性成分，具有广泛的影响。Jayabalan R等［18］研究发现以绿茶为原料发酵到第15d时醋酸的浓度达到最大值9.5g/L，以红茶为原料发酵到第12d时葡萄糖醛酸的浓度达到最大值2.3g/L，乳酸在发酵周期中的浓度很低，而柠檬酸只在以绿茶和红茶为原料的发酵的第3d才能检测到。该研究首次报道了红茶菌发酵过程中茶多酚的稳定性。相比以红茶和制茶废料为原料的发酵，在绿茶为原料的发酵过程中EGCG和ECG的降解程度很低，只分别降解了18%和23%。与儿茶素异构体相比，茶黄素(TF)和茶红素(TR)相对较稳定。茶儿茶素、TF及TR的生物降解可能与红茶菌混合菌群中酵母菌和细菌分泌的一些未知酶有关。因微生物分泌的酶而导致的从EGCG到EGC，ECG到EC的生物转化以及酸敏感细胞释放的儿茶素可能是发酵到第12d时茶多酚浓度增长的原因。该研究也显示了利用茶叶废料生产红茶菌茶饮料的可能性。

4.2 以糖浆为碳源的红茶菌发酵

Malbasa R［19］通过对比保加利亚红茶菌发酵红茶与纯蔗糖及发酵红茶与另外三种糖浆所得主要产物的特征，发现纯蔗糖系统中pH更低，得到的醋酸含量更高;糖浆系统中总酸含量更高，得到的L－乳酸含量更高，蔗糖含量下降得更快且系统中的生物量明显更大。证实了来自甜菜加工的糖浆能用作红茶菌发酵红茶的廉价碳源，相比在蔗糖培养基中获得的产物是一种优势。

确定糖浆中的蔗糖浓度对代谢产物中特定成分产量的影响是一个关键点。研究发现蔗糖浓度与醋酸含量之间没有直接联系;高浓度的蔗糖保证了高水平的L－乳酸;总酸的量与蔗糖的浓度有关;高浓度的蔗糖保证了它高水平的利用率，同时也带来了高生物量。实验还表明糖浆中70g/L的蔗糖浓度是最佳浓度，感觉特征也肯定了这种饮料的质量［20］。

5 红茶菌发酵产品的研制现状

目前对于红茶菌的研究主要集中在红茶菌共生体的菌种分离鉴定、代谢产物的鉴定以及红茶菌抑菌特性等工作上，而对于红茶菌的应用研究较少，市场上还没有相关成功产品的报道。以下简要介绍几种新型红茶菌发酵产品:

杜青平［21］利用三种共生微生物对糖茶水进行发酵后的原液与红枣汁配合，形成了一种特殊风味的发酵饮料。红枣红茶菌复合保健饮料原料易得，成本不高，含有人体所需多种营养元素，具有清热解渴、强肾健胃之功效，且口感为天然果香型，酸甜醇香，是一种很有发展前途的保健型饮料。

郭书贤等［22］用双酶法制取红薯糖浆，来代替蔗糖进行红茶菌饮料的配方及发酵工艺研究。制成的红茶菌饮料营养丰富、口感优良，不仅酸甜爽口，而且具有红薯特有的清香，给人一种天然的真实感。这对红茶菌饮料的产业化生产探索廉价易得的生产原料和经济可行的生产工艺，对红薯的深加工利用及活跃饮料市场都具有重要意义。

结合民间红茶菌的制作方法，王冬梅等［23］添加芦荟原汁，研制出具有芦荟风味的复合型发酵茶饮料，既具有红茶和芦荟的清香，又含有丰富的营养成分，是具有开发潜力的新型保健茶饮料。

罗长辉等［24］采用固体发酵方式用红茶菌对SC5木薯－银合欢蛋白饲料进行发酵。该发酵工艺可有效提高SC5木薯－银合欢蛋白饲料的利用率，饲料的粗蛋白含量较优化前有大幅度的提高，基本稳定在23.64%。

6 展望

红茶菌是有着悠久历史的传统酸性保健饮料，鉴于红茶菌的保健机理复杂，还需要我们进行深入的基础研究。如:a.红茶菌混合菌种的分离鉴定，得到纯菌种并进行各菌种的特性研究;b.功能成分的作用机理;c.菌液多糖的药物活性研究;d.红茶菌抗菌蛋白分子量的测定及其在食品保藏中的应用研究。为挖掘我国特色资源，开发创新性、独特性的红茶菌发酵产品，如红茶菌饮料、冻干粉等提供更充分的科学依据。进而推动和加强红茶菌的应用及产业化生产，使之更充分地为人类的健康事业服务。

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Progress in research and application of kombucha

WU Yan，RUAN Hui，HE Guo－qing*
(College of Biosystems Engineering and Food Science，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China)

Kombucha is a kind of functional beverage with a long history，which is fermented by yeast，acetic acid bacteria and lactic acid bacteria in sugared tea.In recent years，a new trend in the application and research of kombucha has emerged.In this paper，the application and research progress of kombucha at home and abroad had been summarized such as types of the microorganisms in kombucha，the functional components and their effects，antibacterial and antioxidant activities of the fermentation broth，the development of the kombucha fermentation products and so on.Furthermore，the future application prospect had been presented.

kombucha;antibacterial protein;antioxidant;fermentation products

TS201.3

A

1002－0306(2012)08－0436－04

红茶菌是一种有着悠久历史的民间传统酸性饮料，它的产生可追溯到我国古代的秦朝。二十世纪五十年代尤其八十年代初期，红茶菌在我国曾风行一时，但由于当时人们对红茶菌强身健体、营养保健作用认识不足，加之对酿制红茶菌所需的微生物学知识和技术了解不足，民间自酿易受杂菌污染，纯种不能自备延续，从而使红茶菌不能被广泛应用。除了中国、日本、韩国等东南亚地区，红茶菌在欧洲中部和东部各国也一直广为流传。本文对红茶菌的菌种类型、功能成分及其作用、菌液抑菌及抗氧化活性、发酵产品的研制等进行了综述。

1 红茶菌概述

红茶菌的菌膜酷似海蜇皮，故又称为“海宝”，由于它能帮助消化，对多种胃病有一定的医疗保健作用，所以在有些地方又称其为“胃宝”。它是酵母菌、醋酸菌和乳酸菌以糖茶水为原料的微生物发酵饮料，味道酸甜可口，是一种纯天然保健饮品。红茶菌菌液中含有一部分茶叶的浸出物、活的微生物及其代谢产物。它的保健作用包括:清理肠胃，预防和治疗便秘和痔疮，帮助消化，对高血压、高血脂、动脉硬化等心血管疾病和糖尿病有预防和治疗作用，避免各种结石的发生，排毒、防癌、抗癌、调节机体免疫力等［1］。

2011－05－31 *通讯联系人

吴燕(1987－)，女，硕士研究生，研究方向:食品科学。