紅茶菌國內(nèi)外研究應(yīng)用概況

吳薇 籍保平(中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 北京·100083)

摘要：紅茶菌是具有悠久歷史的功能性飲料，近年來在日本及歐美興起應(yīng)用和研究的新高潮。綜述了國內(nèi)外有關(guān)紅茶菌的菌種類型、菌種間的相互關(guān)系、發(fā)酵條件、成分分析及作用機(jī)理等諸多方面的應(yīng)用研究進(jìn)展情況。

關(guān)鍵詞：紅茶菌; 功能性飲料; 醋酸菌

中圖分類號(hào)：TS201.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-9989(2003)12-0009-03

0 前言

紅茶菌是有著悠久歷史的一種民間傳統(tǒng)酸性飲料，它的產(chǎn)生可追溯到我國古代的秦朝。除了中國、日本、韓國等東南亞地區(qū)，紅茶菌在歐洲中部和東部各國也一直廣為流傳，那里的人們把酸茶酒(即紅茶菌)當(dāng)清涼飲料來治療消化不良和動(dòng)脈硬化等癥。

自20 世紀(jì)90 年代初期到現(xiàn)在，紅茶菌又在德國、美國和加拿大等西方國家廣為流傳，成為一種時(shí)尚。

它是以糖茶水為原料，經(jīng)醋酸菌、酵母菌和乳酸菌等多種微生物共同發(fā)酵而成的。紅茶菌菌液中含有一部分茶葉的浸出物、活的微生物及其代謝產(chǎn)物，這些物質(zhì)主要包括葡萄糖酸、醋酸、葡萄糖、果糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、微量元素、茶多酚、咖啡因、乙醇和二氧化碳等。紅茶菌一直被飲用它的人們認(rèn)為是一種對(duì)人體有多種保健作用的健康飲品。它的保健作用包括：清理腸胃，預(yù)防和治療便秘和痔瘡；幫助消化；對(duì)高血壓、高血脂、動(dòng)脈硬化等心血管疾病和糖尿病有預(yù)防和治療作用；避免各種結(jié)石的發(fā)生；幫助身體及時(shí)排除毒素，防癌、抗癌以及增強(qiáng)機(jī)體免疫力等等?？梢哉f它是一種良好的健身飲料[1-5]。

紅茶菌雖然在我國有悠久的歷史，但對(duì)它的科學(xué)研究卻起步較晚。我國著名微生物學(xué)家方心芳先生于1951 年在《黃?！冯s志第12 卷第5 期刊登了《海寶是什么》一文，這是我國關(guān)于紅茶菌的首篇科學(xué)論文。文中認(rèn)為紅茶菌的微生物種類主要是醋酸菌和酵母，同時(shí)指出紅茶菌中的醋酸菌不只一種，但以膜醋菌為主[6]。20 世紀(jì)70 年代末期到80 年代初期，紅茶菌飲料在我國非常流行，一些介紹紅茶菌效果及制作方法的文章大量涌現(xiàn)。近些年來，我國對(duì)紅茶菌的抗菌作用進(jìn)行了一些研究[7]，但對(duì)菌種及作用機(jī)理的研究仍是寥寥無幾。

國外對(duì)紅茶菌的研究大約始于20 世紀(jì)初。從20 世紀(jì)初期到中期，一些醫(yī)生和學(xué)者紛紛報(bào)道了紅茶菌在治療各種疾病中的效果和作用[8]。從20 世紀(jì)中期開始一直到現(xiàn)在，有關(guān)紅茶菌的微生物組成及相互作用、發(fā)酵條件、菌液成分、作用機(jī)理等方面的研究陸續(xù)有文獻(xiàn)報(bào)道。

1 紅茶菌菌種的類型及菌種間的相互關(guān)系

用于發(fā)酵培養(yǎng)紅茶菌的菌種主要是醋酸菌和酵母菌，有的紅茶菌有少量乳酸菌[主要是保加利亞乳桿菌(Lactobacterium bulagricum)]。到目前為止，人們從各種紅茶菌中分離到的醋酸菌有：木醋桿菌(Acetobacter xylinum) 、擬木醋桿菌(Acetobacterxylinoides)、葡萄糖酸桿菌(Bacterium gluconicum)、產(chǎn)酮醋桿菌(Acetobacter ketogenum)、弱氧化醋酸菌(Acetobacter suboxydans) 、葡萄糖醋酸菌(Gluconobacter liquefaciens)、醋化醋桿菌(Acetobacteraceti)和巴氏醋桿菌(Acetobacter pasteurianus)，其中最主要的是木醋桿菌。

酵母菌有釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、不顯酵母(Saccharomyces inconspicus)、路德類酵母(Saccharomycodes ludwigii) 、粟酒裂殖酵母

(Schizosaccharomyces pombe) 、熱帶假絲酵母(Candida tropicans) 、克魯斯假絲酵母(Candidacrusei)、漢遜德巴利酵母(debaryomyces hansenii)、酒香酵母(Brettanyomyces)、克勒克酵母(Kloeckera)、拜耳接合酵母(Zygosaccharomyces bailii)等[9-10]。發(fā)酵紅茶菌的菌種是由上述的一種或多種醋酸菌和上述的一種或多種酵母菌組成，有的還有乳酸菌。不同的菌種組成，其菌液中代謝產(chǎn)物的種類和數(shù)量也會(huì)有所不同。酵母菌和醋酸菌在紅茶菌中是互惠互利的共生關(guān)系。在發(fā)酵開始階段，由于醋酸菌不能直接利用蔗糖或利用蔗糖的速度很慢，由酵母菌將蔗糖降解為葡萄糖和果糖并進(jìn)一步發(fā)酵產(chǎn)生乙醇，醋酸菌則在培養(yǎng)液中有了葡萄糖、果糖和乙醇之后開始大量生長繁殖，將葡萄糖和果糖氧化產(chǎn)生葡萄糖酸、乙酸等代謝產(chǎn)物，并將酵母產(chǎn)生的乙醇氧化生成乙酸。有資料表明，酵母菌產(chǎn)生的乙醇能刺激醋酸菌的生長，產(chǎn)生更多的纖維素膜和乙酸，而醋酸菌產(chǎn)生的乙酸又會(huì)刺激酵母菌產(chǎn)生乙醇，而乙酸、乙醇的存在可保護(hù)醋酸菌和酵母菌，使它們免受其它微生物的侵染[10]。

2 發(fā)酵條件的研究

Mi-Ae-Choi (1994)等人對(duì)不同溫度(5~45°C)和碳源(蔗糖、葡萄糖、果糖和玉米糖漿)對(duì)紅茶菌的pH 和總酸的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，發(fā)酵產(chǎn)酸的最適溫度是30°C，蔗糖和果糖、葡萄糖和玉米糖漿產(chǎn)生的有機(jī)酸的種類相似。果糖比葡萄糖代謝的速度快得多，而果糖和葡萄糖都比蔗糖的代謝速度快[11]。

Jürgen Reiss(1993)在20~22°C 的發(fā)酵溫度條件下，用不同濃度的不同碳源(蔗糖、果糖、乳糖和葡萄糖)對(duì)紅茶菌(菌種組成為木醋桿菌、擬木醋桿菌、葡萄糖酸桿菌、粟酒裂殖酵母、路德類酵母及其它酵母菌種)代謝產(chǎn)物(乙醇和乳酸)和pH 的影響做了研究，結(jié)果顯示，蔗糖和果糖能產(chǎn)生較多的乙醇，葡萄糖則產(chǎn)生少量的乙醇。蔗糖能提高乳酸的產(chǎn)出而其它糖類產(chǎn)生的乳酸則很少[12]。Martin Sievers

等(1995)對(duì)兩種菌種來源(含不同酵母菌種)的紅茶菌的發(fā)酵進(jìn)行了研究，他們將紅茶菌于室溫條件(20~22°C)下培養(yǎng)了60d，檢測(cè)它們的發(fā)酵過程。結(jié)果不同的酵母菌對(duì)葡萄糖和果糖的利用速率不同，代謝的過程也不相同。酵母菌在糖的利用上起了決定作用，且不同的酵母菌的利用方式是不同的。

Matin Sievers 等還指出他們所用的木醋桿菌能代謝乳酸，因此他們沒有象Jürgen Reiss 那樣檢測(cè)到乳酸[13]。

3 紅茶菌成分分析

一些學(xué)者對(duì)紅茶菌菌液中所含成分進(jìn)行了分析，由于所采用的菌種、培養(yǎng)條件、分析方法、分析的側(cè)重點(diǎn)等方面都不盡相同，因此不同的資料其結(jié)果也不同。

德國的Günther W. Frank(1991) 認(rèn)為紅茶菌中含有葡萄糖醛酸、葡萄糖酸、醋酸、酒精、乳酸、氨基酸、蛋白質(zhì)、葉酸、地衣酸、Vc 和多種Ｂ族維生素等[14]。C.-H.Liu 等人(1995)對(duì)來自臺(tái)灣的兩種紅茶菌用HPLC 進(jìn)行分析，顯示該紅茶菌中含有甘油、乙酸和乙醇[10]。

美國的Michael R.Roussin(1996) 報(bào)道了用HPLC/MS/PDAD(高效液相色譜/質(zhì)譜/光電掃描)方法對(duì)來自美國和世界其他地方的19 個(gè)紅茶菌試樣進(jìn)行了化學(xué)成分分析，結(jié)果沒有找到以前幾乎是公認(rèn)的功能因子-葡萄糖醛酸，而且各種維生素的含量很少，不過檢出了許多前人沒有檢出的物質(zhì)。他們從這19 種紅茶菌中檢出了40 多種化學(xué)物質(zhì)[15]。而這些物質(zhì)進(jìn)入人體后如何起作用還需進(jìn)一步的科學(xué)研究。

Biljana Bauer-Petrovska(1998)用原子吸收色譜法和薄層色譜法對(duì)紅茶菌中的礦物質(zhì)和可溶性維生素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明對(duì)人體有益的微量元素鋅、銅、鐵、錳、鎳和鈷的含量比不經(jīng)發(fā)酵的茶水中的要高，對(duì)人體有害的元素鉛和鉻的含量都很少，且比茶水中的含量減少了許多。這說明經(jīng)微生物作用，可以增加有益元素而減少有害元素[16]。

4 作用機(jī)理研究

有關(guān)紅茶菌有益人體健康的作用機(jī)理到目前為止還沒有完全搞清楚，但國內(nèi)外的專家學(xué)者通過研究，從紅茶菌的性質(zhì)和成分出發(fā)初步闡述了其作用機(jī)理。

4.1 清理腸胃，幫助消化，抑制有害菌，防治胃腸道疾病，預(yù)防結(jié)腸癌的發(fā)生。紅茶菌能降低胃的pH，而胃腸道上部的酸化作用對(duì)健康很有益處，對(duì)胃腸道中的有害菌如與胃炎、胃潰瘍和胃癌有密切關(guān)系的幽門螺桿菌等有拮抗作用，還可以預(yù)防結(jié)腸癌的發(fā)生[14]。Kim 等人(1994)在對(duì)腸道細(xì)菌的葡萄糖苷酶和葡萄糖苷酸酶的特性的研究中發(fā)現(xiàn)，這兩種酶的活性隨著pH 的升高而增強(qiáng)，在pH7 時(shí)的活性是pH6 時(shí)的5~10 倍，他們認(rèn)為高pH 環(huán)境可以誘導(dǎo)這兩種酶的活性，從而導(dǎo)致結(jié)腸癌的發(fā)生[17]。

4.2 飲用紅茶菌可以維持血液正常的pH 值。醫(yī)學(xué)研究表明癌癥患者血液pH 值為7.56，而正常肌體的血液pH 值為7.5 以下。靜脈血的血清學(xué)檢測(cè)表明紅茶菌飲料可以顯著地使血液保持正常的pH 值，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)研究紅茶菌預(yù)防和治療早期癌癥的原因有重要的意義[4]。

4.3 紅茶菌中的主要成分— 醋酸，是對(duì)健康非常有益的物質(zhì)?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明，醋酸具有消除疲勞、增強(qiáng)食欲、幫助消化、防治高血壓和動(dòng)脈硬化的作用，

還具有一定的抗腫瘤、防肥胖，使鈣易于被人體吸收、保持骨骼的柔韌以及潤肌嫩膚的作用[18]。

4.4 許多人認(rèn)為紅茶菌的解毒抗癌功能因子之一是葡萄糖醛酸，它是人體肝臟中最主要的解毒物質(zhì)之一。葡萄糖醛酸可與外源的毒素或人體代謝產(chǎn)生的內(nèi)源有毒物質(zhì)相結(jié)合，變成水溶性的葡萄糖苷酸，并一起排出體外，從而使可能引起身體各種病變的或已經(jīng)發(fā)生病變的毒素被及時(shí)清除，起到防病和治病的良好效果[4]。

4.5 紅茶菌中存在的葡萄糖二酸1,4 內(nèi)酯可使肝素、透明質(zhì)酸、硫酸粘多糖以及葡萄糖醛酸的破壞大大減少，幫助身體更有效地排出毒素，防癌抗癌，并緩解關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)、氣喘和相關(guān)組織功能下降所引起的其它不適[15]。

4.6 紅茶菌中的葡萄糖酸能與重金屬結(jié)合形成水溶性復(fù)合物，幫助人體排出有害的重金屬元素。有研究表明新的紅茶菌飲用者尿中的重金屬含量增加[15]。

4.7 紅茶菌中含有不少茶葉的浸出物，這些浸出物的保健作用是不容忽視的。據(jù)古今研究，茶的保健功能多達(dá)30 余項(xiàng)，其中主要的有興奮神經(jīng)、強(qiáng)心擴(kuò)管、興奮呼吸、抗凝血、降血脂、預(yù)防冠心病、利尿、助消化、解毒與抗菌、防癌、抗輻射等。茶多酚具有抗突變功能，是一種天然抗氧化劑，能延緩人體衰老；茶中的綠原酸、兒茶素、VC、VE 等都有保護(hù)皮膚的功能[19]。

紅茶菌中還有許多有益健康的已知或未知成分，它有益健康的原因不是其中某種物質(zhì)的單獨(dú)作用而是多種有益成分共同作用的結(jié)果，它對(duì)人體的保健作用也是多方面的。近些年來，歐美一些國家在紅茶菌的臨床應(yīng)用效果上有了進(jìn)一步的研究。比如，美國的Yoram Azrad 在1998 年報(bào)道了艾滋病病人飲用紅茶菌6 個(gè)月的臨床效果，結(jié)果表明病人的臨床狀況有了很大的改善，而且在此期間沒有發(fā)生可能的各種感染[20]。

5 結(jié)束語

綜上所述，紅茶菌是有著悠久歷史的一種民間傳統(tǒng)酸性飲料，具有多種保健作用，是一種很有利用價(jià)值的天然微生物發(fā)酵產(chǎn)品。但是，紅茶菌健身作用的機(jī)理是非常復(fù)雜的，到目前為止，還沒有完全搞清楚，需要進(jìn)一步深入研究。同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)它的應(yīng)用研究，使之更充分地為人類的健康事業(yè)服務(wù)。

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