2021年5月17日,由包括中国食品发酵工业研究院在内的多家单位共同完成的“冠突散囊菌发酵茶关键技术创新与产业化应用”项目在湖南安化通过了中国轻工业联合会组织的科技成果鉴定。

此项目首次从湖南安化“百年木仓”茶样中筛选到一株冠突散囊菌专利菌株CGMCC No.8730,经过系统的安全性评价,被列入国际乳业联合会标准IDF 495-2018发酵食品用微生物菌种名单中,为该菌株应用于发酵茶的国际化奠定了基础。以该菌株为发酵菌株,研发了砖茶强化发花、紧压茶表面发花和散茶发花三种创新工艺及产品,比传统砖茶强化发花工艺缩短发酵周期50%以上,冠突散囊菌数量可达106CFU/g。该项目获得授权发明专利8件、授权实用新型专利9件,发表论文10篇,并制定相关标准4项。
今天,我们就来聊一聊这个项目的主角——冠突散囊菌。
#1
什么是冠突散囊菌?
冠突散囊菌(Eurotium cristatum):俗称"金花":属于散囊菌目发菌科散囊菌属的一种真菌,可生长在土壤、茯砖茶、冬虫夏草、中药片、沉香、木屑等基物上。

该种分布于中国、南非、以色列、瑞士、英国、美国等地。冠突散囊菌是小冠曲霉(Aspergilus cristatellus)的有性型。
在国家标准中,茯砖茶是唯一要求"冠突散囊菌"这项指标的黑茶类品种。(详见:中华人民共和国国家标准GB/T 9833.3-2002紧压茶茯砖茶)。经科学研究,"金花"对后发酵茶品质不但没有影响,反而"金花"能分泌茶叶中的淀粉酶和氧化酶,可催化茶叶中的淀粉转化为单糖,催化多酚类化合物质氧化,使茶叶汤色变棕红,消除粗青味。在口味上更加醇和爽口,甜滑回甘。它具有较强的促消化、降血脂、溶解脂肪、调节糖类代谢等功效。其颗粒的大小会随着湿度等因素变化而发生变化,茂盛的时候似"米兰",萎缩时会变小,甚至变成白色的小斑点。

只有黑茶类茯茶,才会在制作过程中刻意培植“冠突散囊菌”群落,这需要极独特的加工工艺才能制成。
#2
冠突散囊菌的生物活性
提高机体免疫力活性成分
目前,虽然有大量的文献表示冠突散囊菌具有提高机体免疫力的作用,但作用机制尚未有明确的结论。大部分学者认为冠突散囊菌可能是通过以下两个方面提高机体免疫力:
一是产生微生物多糖对免疫系统进行调节。微生物多糖根据其在细胞内不同的存在部位可分为胞内多糖,胞壁多糖与胞外多糖三种。龚淑俐等发现在茶源性冠突散囊菌发酵液中可提取到多种胞外多糖,而真菌多糖能通过多条途径激活免疫细胞、调节细胞因子的分泌,从而提高机体细胞免疫和体液免疫功能。真菌多糖能促进白介素和淋巴细胞活化因子的产生,增强吞噬细胞的吞噬能力的同时,促进巨噬细胞释放炎症相关的免疫因子,如人肿瘤坏死因子-α等,还能改善环磷酰胺引起的免疫抑制,具有激活机体免疫监视等功能,能通过替代途径激活补体从而提高免疫力。
二是产生多种必需氨基酸。刘作易等研究发现冠突散囊茵丝体富含多种氨基酸,其中包括 7 种必需氨基酸。氨基酸在机体免疫系统中发挥重要作用,半胱氨酸可以通过影响免疫细胞中的谷胱甘肽的浓度调节免疫反应,包括Th细胞功能和抗体的产生,临床研究发现,补充必需氨基酸能有效改善患者免疫功能。由此表明,真菌多糖与必需氨基酸是冠突散囊菌所产生代谢产物中的重要活性成分,在冠突散囊菌的开发与利用中,需要不断提高提取工艺的水平,减少有效成分的损失。
降脂减肥活性成分
冠突散囊菌正是由于其所具有的显著降血脂功效而受到广泛关注,大量学者也针对其降脂的作用机制及降脂有效成分做了大量研究。吕嘉枥等对冠突散囊菌液体发酵物中提取到的产物分析后,发现其与降脂类物质洛伐他汀类似,说明在冠突散囊菌的发酵液中含有降脂类物质;而袁勇的研究证实,冠突散囊菌孢子粉提取物能有效降低脂肪肝细胞内甘油三酯含量,与药物组辛伐他汀和血脂康降脂效果相当,原因可能与冠突散囊菌孢子粉中高含量的多酚类物质有关,产生降脂活性成分或许是冠突散囊菌具有降脂功效的主要原因;另一方面,其可能通过影响消化酶的活性达到降脂的目的。邓放明的研究发现冠突散菌发酵液能促进 α-淀粉酶对淀粉的酶解,提高蛋白酶的活性同时抑制脂肪酶活性,进而降低脂肪在胃肠内的分解,减少肠道对脂肪的吸收,使高脂食物中大量的脂肪不能分解而直接排出,达到降脂的目的。
调节肠道菌群活性成分
近年来,肠道微生物的功能受到越来越多的关注,而肠道菌群失调与很多疾病息息相关。衣喆等发现冠突散囊菌发酵液对小鼠肠道菌群具有调节作用,其主要机理是拮抗肠道病原微生物定植及集群生长,其PDA发酵液有明显抑菌效果,表明冠突散囊菌在生长过程中可产生抑制其他微生物生长的物质。彭晓替等通过研究冠突散囊菌的次级代谢产物苔黑酚,发现其对肠道致病菌具有很强的生物活性。文献报道冠突散囊菌中分离到降异戊二烯 ( Norisoprenoid)与二酮哌嗪二聚体( Eurocristatine) 等化合物具有抗酵母菌类真菌、皮癣菌和葡萄球菌的作用。许爱清对小鼠进行低剂量的冠突散囊菌悬液灌胃后发现、乳酸杆菌属和梭菌属等益生菌群的种群多样性有所增加。由此可见,冠突散囊菌不仅可以在生长过程中通过分泌抑菌物质的方式,抑制有害菌和外源病原菌的生长,同时还有促进益生菌在肠道的定植与增殖的作用,从而达到调节肠道菌群的目的。
抗氧化活性成分
在冠突散囊菌黑茶发酵的过程中,发酵液中含有相当的儿茶素,由于菌体的代谢作用,儿茶素会被进一步氧化。儿茶素及其氧化物是含有酚羟基的化合物,具有酚类抗氧化剂的性质。相关研究表明,儿茶素及其氧化物可以直接清除自由基,避免氧化损伤。Charlton等研究发现,儿茶素及其氧化物具有抗氧化、预防心血管疾病、引发肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤转化等防癌抗癌功效以及抗突变、抗辐射、抗菌抗病毒等多种药理作用。在邓放明的研究中,提到了一种绿原酸的物质。绿原酸是一种有效的酚型抗氧化剂,其抗氧化能力要强于一些常见的抗氧化剂,如丁基羟基茴香醚和生育酚,和丁基羟基甲苯的抗氧化能力相当。