（微生物学专业论文）红茶菌液的培养和d葡萄糖二酸14内酯的测定.pdf

摘要 红茶菌是一种民间传统保健饮料，具有多种功能特性。大多数文献所用的 红茶菌材料取自民间，但是民间红茶菌的菌株未经过纯化和鉴定，这就造成红茶 菌发酵液的成分各不相同，而有的红茶菌甚至被有害菌种污染，或者产品成分波 动，质量无法得到保证。 本文对红茶菌h 0 ( 由本实验室保存的醋酸菌彳c e t o b a c t e r x y l i n u mc 2 0 3 菌株和 酵母菌s a c c h a r o m y c e s c e r e v i s i a es c 0 3 菌株纯种培养所得) 进行振荡培养，研究了 红茶菌菌液中菌群、总糖和总酸含量随时间的变化情况：木醋杆菌的生长滞后于 酵母菌，培养液中的总糖量下降，总酸量增加；同时还与传统的静止培养进行比 较，振荡培养产酸量较静止培养高，还能避免静止培养时出现的菌膜和絮状物， 红茶菌振荡培养比静止培养更利于红茶茵中菌群的快速生长，缩短生长周期，这 些因素都使振荡培养有利于控制发酵参数和扩大培养。 本文研究了振荡培养时，红茶菌培养液中茶叶含量对红茶菌液中总酸含量的 影响，实验表明0 4 ( w l ) 茶叶含量更适合培养红茶菌；研究静止培养时不同 红茶菌培养液对红茶菌液中总酸含量的影响，实验表明葡萄糖和麦芽糖、绿茶和 红茶有利于红茶菌液的成熟，高浓度的糖对红茶菌液的成熟没有帮助，乌龙茶不 适合培养红茶菌。 红茶菌h 1 是由民间搜集的红茶菌培养所得；红茶菌h 2 是醋酸菌c 2 0 3 、 酵母菌s c 0 3 菌株和实验室保存的乳酸菌3 株纯种培养所得。红茶菌h 1 在静止 培养8 d 总糖消耗量与总酸生成量都比红茶菌h 0 要多；红茶菌h 2 振荡培养3 d 总糖消耗与总酸生成的速度要比红茶菌h o 慢。 本文从醋醅中筛选了3 株产酸、且与酵母菌混合培养有典型红茶菌液特征 的菌种，可为以后研究红茶菌的菌种多样性提供材料。 红茶菌液中含有d 葡萄糖二酸1 ，4 内酯( d s a c c h a r i ca e i d - 1 ，4 1 a c t o n e ， d s l ) 。d s l 是与致癌有关b 葡萄糖苷酸酶的竞争性抑制剂，具有很强的解毒 抗癌作用。本文建立了一种测定红茶菌样品中d s l 的新方法一高效毛细管电泳 法( h i g h - p e r f o r m a n c ec a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s 。h p c e ) 。采用4 0 m m o l l 硼砂一 磷酸缓冲液含1 5 甲醇( v v ) 、3 0 m m o l ls d s ，p h 为6 5 ，在1 9 0 h m 波长检 测。重现性和样品回收率的相对标准偏差( r s d ) 均小于5 。此法简单易行， 重现性好，精确度高。 本文还首次比较了不同营养组分对d s l 生成量的影响。用h p c e 法在振荡培 养l o 天的红茶菌液中稳定检测到d s l ；采用麦芽糖与绿茶培养的红茶菌液中的 d s l 含量达1 0 9g l ，远高于乌龙茶和蔗糖培养液中的0 2 8g l 。发现有利于d s l 合成的糖类依序是：麦芽糖 葡萄糖 蔗糖；茶叶依序是：红茶三绿茶 乌龙茶； 较高浓度的糖不利于d s l 的合成。测定发酵液中还原糖、总酸的含量，计算得率 ( 酸糖耗) ，发现葡萄糖和麦芽糖、绿茶和红茶有利于红茶菌液的成熟，高浓 度的糖抑制红茶茵液的成熟。d s l 浓度约占总酸的6 5 o 3 ，与总酸显著相关 ( o 0 1 ) 。本文还测定了振荡培养时红茶菌液中d s l 的变化情况，d s l 的含量 随着培养时间的延长而增加。 关键词：红茶菌发酵d - 葡萄糖二酸1 ，4 一内酯毛细管电泳 a b s t r a c t k o m b u c h ai sa l lo l d 南& r e m e d y a n di th a sm a n yb c n i f i c i a le f f e c t st oh e a l t h t h ek o m b u c h am a t e r i a l su s e di nm o s ts t u d i e sw e r ef r o mt h ef o l k , b u ts t r a i n si nt h e s e k o m b u c h ah a d n tb e e np u r i f i e da n di d e n t i f i e d ，w h i c hl e dt ov a r i a t i o no f c o m p o n e n t s i nk o m b u c h ab r o t h e v e ns o m e k o m b u c h aw e r ec o m t a m i n a t e db yd e l e t e r i o u ss t r a i n s ， o rc o m p o n e n t si nk o m b u c h ab r o t hf l u c t u a t e d ，t h e r e f o r e ，t h eq u a l i t yo f t h e s ek o m b u c h a c o u l dn o tb eg u a r a n t e e d k o m b u c h a h 0 ( m i x - c u l t u r e db y a c e t o b a c t e r x y l i n u mc 2 0 3a n d s a c c h a r o m y c e s c e r e v i s i a es c 0 3 ) w a sc u l t i v a t e di nar e c i p r o c a t i n gs h a k e r i n c u b a t o r c h a n g e so f b i o m a s s , t h ec o n c e n t r a t i o no f g r o s ss u g a ra n da c i di nt h eb r o t hw e r es t u d i e d a x y l i n u mc 2 0 3l a g g e ds c e r e v i s i a es c 0 3i ng r o w t h ，t h ec o n c e n t r a t i o no fg r o s s s u g a r d e c r e a s e di nt h eb r o t h ，a n dt h ec o n c e n t r a t i o no f g r o s sa c i di n c r e a s e d s t a t i cc u l t u r e ， w h i c hw a st r a d i t i o n a lw a y w a sa l s oc o m p a r e dw i ms h a k e dc u l t u r e t h ea c i d p r o d u c t i o ni ns h a k e dc o n d i t i o nw a sm o r et h a nt h a ti ns t a t i cc o n d i t i o n s h a k e dc u l t u r e c o u l d a v o i dt h ep r o d u c t i o no f c e l l u l o s ep e l l m ea n df l o c c u l e ，w h i c ha p p e a r e di ns t a t i c c u l t u r e a n dm i c r o b e sg r e wm o l eq u i c k l yi ns h a k e dc u l t u r et h a ns t a t i cc u l t u r e ，s ot h a t t h eg r o w t hc y c l ew a ss h o r t e n e d a si ti sm e t i o n e da b o v e ，i ti se a s i e rt oc o n t r o l f e r m e n t a t i o np a r a m e t e rf o rl a g e r - s c a l em a n u f a c t u r eo f k o m b u c h ab e v e r a g ei ns h a k e d c u l t u r e t h ee f f e c to ft e ac o n t e n to nt h ec o n c e n t r a t i o no fg r o s sa c i dw a ss t u d i e di n s h a k e dc u l t u r e t h er e s u l ts h o w e dt h a to 4 ( w l ) t e aw a so p t i m a l t h ee f f e c to f k o m b u c h am e d i u mo nt h ec o n c e n t r 砒i o no fg r o s sa c i dw a sa l s oc o n d u c t e di ns t a t i c c u l t u r e t h er e s u l ti n d i c a t e dt h a tg l u c o s ea n dm a l t o s e ，g r e e nt e aa n db l a c kt e aw e r e b e n e f i c i a lf o r t h em a t u r a t i o no f k o m b u c h ab r o t h ，h i 曲c o n c e n t r a t i o no fs u g a rh a dn o p o s i t i v ee f f e c to nt h em a t u r a t i o na n do o l o n gt e aw a si m p r o p e rf o rk o m b u c h ac u r r u e k o m b u c h ah iw a sc o l l e c t e df r o mt h eh o u s e h o l d 1 1 1 es u g a rc o n s u m p t i o na n d a c i dp r o d u c t i o ni nk o m b u c h ah 1w e r em o r et h a nt h o s ei nk o m b u c h ah 0w i t h i n8 d a y si ns t a t i cc u l t u r e k o m b u c h ah 2w a sm i x - c u l t u r e db ya x y l i n u mc 2 0 3 ，& c e r e v 捃i a es c 0 3 a n dl a c t o b a c i l l u sp l a n t a r u mp r e s e r v e db y0 1 1 1 l a b t h er a t eo f s u g a rc o n s u m p t i o na n da c i dp r o d u c t i o ni nk o m b u c h ah 2w a ss l o w e rt h a nt h a ti n k o m b u c h ah 0w i t h i n3d a y si ns h a k e dc u l t u r e ， t h r e es t r a i n sw e r es e p a r a t e df r o mv i n e g a rp a s t e ，a c c o r d i n gt ot h ea c i d p r o d u c t i o n ，a n d t h e r e p r e s e n t a t i v e c h a r a c t e r so fk o m b u c h ab r o t hw h e n m i x c u l t i v a t e dw i t ht h ey e a s ti ns w e e t e nt e a t h e s ew o u l do f f e rm a t e r i a l sf o r d i v e r s i t ys t u d yo f k o m b u c h as t r a i n si nt h ef u t u r e d s a c c h a r i ca c i d 一1 4 一l a c t o n e ( 1 9 s l ) w a sd e t e c t e di nk o m b u c h ab r o t h d s l i n h i b i t st h ea c t i v i t yo fg l u c u r o n i d a s e ，w h i c hp r o m o t e sc a n c e r o u sf o r m a t i o n s d s l h a ss t r o n g l yd e t o x i c a t i o na n da n t i c a n c e re f f e c t i nt h i sp a p e r ，ar a p i da n ds i m p l e h i g h - p e r f o r m a n c ec a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s ( h p c e ) m e t h o dh a sb e e nn e w l y d e v e l o p e df o rs e p a r a t i o na n dd e t e r m i n a t i o no f d s l i nk o m b u c h as a m p l e s t h ed s l c o u l db ew e l ls e p a r a t e da tas e p a r a t i o nv o l t a g eo f 2 0 k vi na4 0 m mb o r a xb u f f e r ( p h 6 5 ) c o n t a i n i n g3 0 m ms d s a n d15 m e t h a n o l ( v v ) ，a n dq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o no f d s lw a sd e t e r m i n e db yu l t r a v i o l e ta b s o r p t i o na t 产1 9 0 姗n l i sp r o p o s e dm e t h o d d e m o n s t r a t e d e x c e l l e n t r e p r o d u c i b i l i t ya n da c c u r a c y 1 ；v i t l lr e l a t i v es t a n d a r d d e v i a t i o n so f l e s st h a n5 o f d s lc o n t e n t ( n = 5 ) o f d i f f e r e n tk o m b u c h as a m p l e s t h ec o n c e n t r a t i o n so f d s li nk o m b u c h aw e r ed e t e r m i n e dt oe v a l u a t et h ee f f e c t o f d i f f e r e n tm e d i ao nt h ep r o d u c t i o no f d s li nt h ek o m b u c h a d s lw a sd e t e c t e d s t a b l yb yh p c e i nk o m b u c h aa f t e rs h a k e dc u l t i v a t i o nf o r1 0d a y s n ec o n t e n to f d s li nk o m b u c h aw i t hm a l t o s ea n dg r e e nt e aw a s1 。0 9g l ，m u c hh i g h e rt h a nt h e v a l u eo f 0 2 8g lo f k o m b u c h ac u l t u r ew i t hs u c r o s ea n do o l o n gt e a 1 1 1 es e q u e n c eo f s u g a rw h i c hc o n t r i b u t e dt od s lp r o d u c t i o nw a sa st h ef o l l o w i n g ：m a l t o s e g l u c o s e s u g a r ；a n dt h a to f t e aw a sa s ：b l a c kt e a 兰g r e e nt e a o o l o n gt e a h i g hc o n c e n t r a t i o no f s u c r o s eh a dn e g a t i v ee f f e c to nt h ec o n t e n to f d s l t h ec o n c e n t r a t i o no f r e d u c i n g s u g a rr e m n a n ta n dg r o s sa c i dw e r ea l s od e t e r m i n e d a c c o r d i n gt ot h ee v a l u a t i o no f a c i d s u g a rc o n s u m p t i o n ，g l u c o s ea n dm a l t o s e ，g r e e nt e aa n db l a c kt e aw e r eb e n e f i c i a l f o r t h e m a t u r a t i o n o f k o m b u c h a b r o t h a n d h i 【g h c o n c e n t r a t i o n o f s u g a r i n h i b i t e d t h e m a t u r a t i o n t h ec o n c e n t r a t i o no f d s lw e r ea b o u t6 5 7 3 o f t h eg r o s sa c i d a n d m a r k e d l yc o e l a t e d 谢t i lt h eg r o s sa c i d ( a 2 0 0 1 ) c h a n g ei nc o n c e n t r a t i o no f d s li n s h a k e dc u l t u r ew a sa l s oc o n d u c t e d a n dt h er e s u l ts h o w e dt h a tc o n c e n t r a t i o no f d s l i n c r e a s e da st i m ew e n tb y k e yw o r d s ：k o m b u c h af e r m e n t a t i o n ，d - s a c c h a r i ca c i d 一1 ，4 - l a c t o n e ， l l i g h - p e r f o r m a n c ec a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s 独创性声明 本人声明所呈的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安 徽农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表 示谢意。 学位论文作者签名 签字日期：习年 f 城 6 月忱月 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文 件，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽农业大学可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文( 保密的学位论文在解密后适用本授权 书) 。 学位论文作者签名 签字日期 一 焦 轧 明湘 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通信地址： 指导教师签名 签字日期：口7 年月沙日 电话： 邮编： 文献综述 1 红茶菌简介 红茶菌是有着悠久历史的一种民间传统酸性饮料，它是以糖茶水为原料，经 醋酸菌、酵母菌等多种微生物共同发酵而成的【m 】。红茶菌培养液中含有一部分 茶叶的浸出物、微生物及其代谢产物，这些物质包括葡萄糖酸、醋酸、葡萄糖、 果糖、蛋白质、氨基酸、维生素、微量元素、茶多酚、咖啡因、乙醇和二氧化碳 等1 6 - 。红茶菌一直被认为是一种对人体有多种保健作用的健康饮品【和1 3 1 。 我国对红茶菌的科学研究起步较晚。我国著名微生物学家方心芳先生于1 9 5 1 年在黄海杂志第1 2 卷第5 期刊登了海宝是什么一文，这是我国关于 红茶菌的首篇科学论文1 1 4 j 。文中认为红茶菌的微生物种类主要是醋酸菌和酵母， 同时指出红茶菌中的醋酸菌不只一种，但以膜醋菌为主。2 0 世纪8 0 年代初期，红 茶菌饮料在我国非常流行，些介绍红茶菌效果和制作方法的文章大量涌现 1 5 - i s 。近些年我国有研究者对红茶菌进行了一些研究，但是研究报道仍是屈指可 数【i s - 2 0 l 。国外对红茶菌的研究始于2 0 世纪初期，对红茶菌的菌种分离鉴定、发酵 机理研究、抑菌特性、保健功能和安全性等方面有陆续报道【2 m 引。 2 红茶菌的历史 在我国古代红茶菌是一种可延年益寿的祖传秘方和医理药物，它起源于我国 渤海一带。贾思勰编著的齐民要术中，关于醋酸发酵现象的记载，有些在原 料基质、所用器物、培养温度、成熟时间、发酵特征及成品风味等诸多方面，都 与现代红茶菌颇有共通之处。二十世纪，红茶菌在民间饮用传播曾出现过三次高 潮，分别是抗日战争时期、建国初期和七十年代后期至八十年代初期。 由于清末期的动乱和殖民侵略，在那个时期红茶菌菌种被俄国人获取，并带 到高加索一带培养和饮用。1 9 7 1 年，日本的一位女教师在苏联高加索旅游，发现 那里有座长寿村，百岁老人占全村总人口的1 0 以上，而且，这个村里没有因患 癌症、高血压、心脏病而死亡的。女教师发现村民每家都自备有一种叫红茶菌的 饮料，男女老幼都把它当开水喝。后来她暗中将红茶菌种带回日本，并依法培养， 然后又由日本流传到世界各地1 2 9 】。红茶菌在不同的国家有不同的称谓( 见表1 ) 1 0 l ，它们的菌种也有差异，但是都有基本的酵母菌和醋酸菌两大类微生物【6 】。红 茶菌在欧洲中部和东部各国流传较广，那里的人们把酸茶酒( 即红茶菌) 当清凉饮 料来治疗消化不良和动脉硬化等症。自2 0 世纪9 0 年代初期到现在，红茶菌在德 国、美国和加拿大等西方国家广为流传，成为一种时尚p o 3 ”。 裹1 红茶菌在不同国家的称谓 t a b l e1n a m e so f k o m b u e h ai nd i f f e r e n tc o u n t r i e s 名称地区 日本 中国 俄罗斯 欧洲 泰国 新加坡 红茶菌，日本菌，k o c h a k i n o k o 海宝，胃宝 茶霉菌，h a n hb l n k o m b u c h a , ( r e d ) t e af u n g u s 日耳曼簟，俄罗斯簟 红茶菇 3 红茶菌菌种的类型 用于发酵培养红茶菌的菌种主要是醋酸菌和酵母菌。有的红茶菌有少量乳酸 菌，主要是保加利亚乳杆菌( l a c t o b a c t e r i u mb u l a g r i c u m ) 和嗜酸乳酸杆菌( 上 a c i d o p h i l u m ) 两种。 到目前为止，人们从各种红茶菌液中分离到的醋酸菌主要有：木醋杆菌 口c e t o b a c t e rx y l i n u m ) 、拟木醋杆菌口x y l i n o i d e s ) 、葡萄糖酸杆菌( b a c t e r i u m g l u c o n i c u m ) 、产酮醋杆菌口k e t o g e n u m ) 、弱氧化醋酸菌口s u b o x y d a n s ) 、葡萄 糖醋酸菌( g l u c o n o b a c t e r 均u e f a c i e n s ) 、醋化醋杆菌a c e t o b a c t e r a c e t 0 和巴氏醋 杆菌p a s t e u r i a n u s ) ，其中最主要的是木醋杆菌 3 2 。3 】。 酵母菌有酿酒酵母( s a c c h a r o m y c e sc e r e v i s i a e ) 、不显酵母隘i n c o n s p i c u s ) 、 路德类酵母 l u d w i g i o 、粟酒裂殖酵母( s c h i z o s a c c h a r o m y c e sp o m b e ) 、 热带假丝酵母( c a n d i d at r o p i c a n s ) 、克鲁斯假丝酵母( cc r u s e o 、 汉逊德巴利酵母( d e b a r y o m y c e sh a n s e n i 0 、酒香酵母( b r e t t a n y o m y c e s ) 、克勒克酵 母( k l o e c k e r a ) 、拜耳接合酵f f ( z y g o s a c c h a r o m y c e sb a i l i i ) 等 3 4 3 5 1 。 4 菌种间的相互关系 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。酵母菌和 醋酸菌在红茶菌中是互惠互利的共生关系。红茶菌能生长在没有空气、且冷却的 红茶糖水内，主要是酵母菌能在缺氧的环境下进行无氧呼吸作用，将糖类发酵生 成酒精和二氧化碳，并进行繁殖新酵母菌，醋酸菌则在培养液中有了葡萄糖、果 糖和乙醇之后开始大量生长繁殖，将葡萄糖和果糖氧化产生葡萄糖酸、乙酸等代 谢产物，并将酵母产生的乙醇氧化生成乙酸。有资料表明，酵母菌产生的乙醇能 刺激醋酸菌的生长，产生更多的纤维素膜和乙酸，而醋酸菌产生的乙酸又会刺激 酵母菌产生乙醇，而乙酸、乙醇的存在可保护醋酸菌和酵母菌，使它们免受其它 微生物的侵袭d 6 0 7 。 乳酸菌在单独情况下是难以生存的，当它和酵母菌共居在一起时，酵母菌能 提供乳酸菌维生素和氨基酸等物质，使乳酸菌生存得更好，此时乳酸菌占优势， 酵母菌的发酵能力减弱，菌体的含氮量也降低。直到红茶糖水中积蓄了酒精成分 2 后，乳酸菌的发酵能力才开始衰弱，而酵母菌反而重新繁殖，并占压倒性优势。 乳酸菌在发酵过程中，所水解的葡萄糖又供给酵母菌和醋酸菌，前者将葡萄糖再 发酵成酒精，后者则将葡萄糖氧化成葡萄糖酸郾】。 5 红茶菌静止培养时的现象 红茶菌静止培养时，起初有无色的胶状薄膜出现，少数气泡浮在液面上。然 后茶水中开始长出一点点白色的菌丝。逐渐形成白色的胶质块状，茶水开始变浑 浊。许多小气泡不断往上升，布满在白色胶质块状的下层，可嗅出酸味和蜜糖味。 茶水变成浅棕色。白色胶质块逐渐加厚，絮状物也增多i 朋。 成熟红茶菌的酸度高，p h 值在3 以下，茵体上层以醋酸菌为主，它能分泌出 的细菌纤维素相交织，在此层所含的酵母菌很少。中层的酵母菌数目逐渐增加， 下层则以酵母菌占大多数，而所含的醋酸菌少。因为醋酸菌是耗气性的细菌，所 以容易在表层繁殖生长，而酵母菌则在含糖分多的下层繁殖。乳酸菌的耐酸性强， 多存在于菌液下层部分【1 叩9 4 。 红茶菌的三种耐酸性细菌可在低p h 的培养基中生存；而其他大部分的细菌 在微碱性p h 为8 生长最适当，生长最低为p h 3 5 4 5 。由此可知，在糖浓度高且 酸的红茶菌中，易污染的杂菌大部分为有害的霉菌，而不是其他细菌，因细菌在 红茶菌液p h 为3 5 以下时，已全部死亡，而霉菌却能生长在高浓度的糖液内，且 在p h 为2 0 2 5 还能活着1 4 2 1 。 6 红茶菌的保健作用 红茶菌的医疗保健作用一部分来自茶叶的浸出物1 4 3 1 。 咖啡碱有提神醒脑、消除疲劳和促进血液循环的功能【蜘；多酚类对多种致病 菌具有杀灭作用1 4 1 ；b 族维生素和蹂酸有增强胃肠功能的作用；维生素p 和儿 茶素能减少血液和肝脏中的胆固醇，改善心脏活动和血管壁的功能特性，对防治 高血压、动脉硬化、脑溢血和癌症有一定疗效【4 ”。维生素c 又是合成生理性 透明质酸酶的阻遏物的必需物质，该阻遏物能够阻止透明质酸酶作用；同时，维 生素c 也是细胞间质生成过程中不可缺少的【5 2 】。 红茶菌液中不同菌株的共同作用使红茶菌液中产生许多有益健康的产物。 成熟的红茶菌的p h 值很低，一般都在3 以下，有的红茶菌液可达到在2 2 以下。菌液中含有大量的酸性物质，如乙酸、葡萄糖醛酸、葡萄糖酸和具有旋光 性的易被人体代谢无副作用的有机酸，如：l 酒石酸、l 苹果酸等【9 5 ”。 胃肠道上部的酸化作用对健康很有益处，对胃肠道中的有害菌，如与胃炎、 胃溃疡和胃癌有密切关系的幽门螺杆菌等有拮抗作用，还可以预防结肠癌的发生 【1 4 1 。k i m 等人在对肠道细菌的葡萄糖苷酶和葡萄糖苷酸酶的特性的研究中发现， 这两种酶的活性随着p h 的升高而增强，在p h 7 时的活性是p h 6 时的5 1 0 倍，他们认为高p h 环境可以诱导这两种酶的活性，从而导致结肠癌的发生【1 r l 。 医学研究表明癌症患者血液p h 值为7 5 6 ，而正常肌体的血液p h 值为7 5 以 下。静脉血的血清学检测表明红茶菌饮料可以显著地使血液保持正常的p h 值， 这一发现对研究红茶菌预防和治疗早期癌症的原因有重要的意义 2 4 。 醋酸是对健康非常有益的物质。现代医学证明，醋酸具有消除疲劳、增强食 欲、帮助消化、防治高血压和动脉硬化的作用，还具有抗肿瘤、防肥胖，使钙易 于被人体吸收、保持骨骼的柔韧和滋润肌肤的作用【5 6 1 。 葡萄糖醛酸是一种很强的解毒剂，是人体肝脏中最主要的解毒物质之一，它 可与外源的毒素或人体代谢产生的内源有毒物质相结合，变成水溶性的葡萄糖苷 酸，并一起排出体外，从而使可能引起身体各种病变的或已经发生病变的毒素被 及时清除，起到防病和治病的良好效果。葡萄糖醛酸的一个副产品是葡萄糖胺， 它与软骨素、胶原质及关节中润滑液的结构有密切关系【 删。 葡萄糖酸具有减少铜堆积和抗衰老作用。高浓度的铜化合物( 大于0 0 0 1 r e t o o l l ) 有缩短寿命的作用，而葡萄糖酸可以抵制高浓度铜化合物对果蝇的毒 性，能推迟和抑制与年龄有关的铜堆积【6 ”。双歧杆菌是对人体有益的细菌，葡萄 糖酸对双歧杆菌具有选择性的增殖作用，对肠内致病菌韦尔奇氏菌的增殖具有抑 制作用【删。 红茶菌还含有许多其他有益酸。松萝酸有选择性抗菌及抑制部分病毒的作用 【6 5 】；丁酸可以保护细胞膜，它与葡萄糖酸共同作用可牢固肠壁，免受微生物侵染； 乳酸有助于消化；草酸、氨基酸和核酸是人体新陈代谢的重要物质m 】。 在适宜的条件下，一个木醋酸菌每小时可将一亿个葡萄糖单位连成纤维，每 天产生3 - 4 e r a 的纤维素。这种纤维素的多糖与菌体交织成为菌膜，能刺激胃肠运 动，具有除便秘、疗痔疮等作用【6 m s 】。 酵母菌体细胞中含有的物质是良好的营养物。现代医学证明构成酵母细胞壁 的葡聚糖具有抗癌作用的物质。乳酸菌能产生抗生素，杀灭多种致病菌，治疗这 些致病菌引起的疾病【叫。 这些物质经上述菌群代谢后得以调整和衍生，刺激性较强的物质变得缓和， 有益物质得到富集，增强了治病疗效。如果在培养红茶菌时，调整原料配比和培 养方法，所得发酵产物的种类和数量会有所不同，从而预防和治疗不同的疾病【l o l 。 红茶菌中还有许多有益健康的已知或未知成分，其有益健康的原因是多种有 益成分共同作用的结果，对人体的保健作用也是多方面的。比如，美国的y o r a m a z r a d 在1 9 9 8 年报道了艾滋病病人饮用红茶菌6 个月的临床效果，结果表明 病人的l 晦床状况有了很大的改善，而且在此期间没有发生可能的各种感染【7 0 1 。红 茶菌预防和治疗的疾病归纳起来主要有：消化系统疾病、心脑血管的诸多杂症、 4 神经系统疾病、泌尿系统疾病和内分泌等方面的疾病。 7 红茶菌研究进展 7 1 发酵条件的研究 r e i s s 等在2 0 - - 2 2 0 c 的发酵温度条件下，用不同浓度的不同碳源( 蔗糖、果糖、 乳糖和葡萄糖) 对红茶菌( 菌种组成为木醋杆菌、拟木醋杆菌、葡萄糖酸杆菌、 粟酒裂殖酵母、路德类酵母及其它酵母菌种) 代谢产物( 乙醇和乳酸) 和p h 的 影响做了研究，结果显示，蔗糖和果糖能产生较多的乙醇，葡萄糖则产生少量的 乙醇。蔗糖能提高乳酸的产出，而其它糖类产生的乳酸则很少【2 刀。 吴薇等研究不同碳源( 蔗糖、葡萄糖、果糖和浓缩苹果汁) 对红茶菌的不同菌 种组合的总酸和糖耗影响，3 0 0 c 静止培养实验表明不同菌种组合之间有不同的糖 酸代谢【7 l 】。程江峰等试验结果表明，采用加红茶培养基( 0 4 红茶+ 3 葡萄糖) ， 在2 0 的接种量，2 5 静态培养条件下约6 天，红茶菌发酵液中多糖含量可达 到比较高的数值【翻。 s i e v e r s 等采用菌膜作为发酵剂培养红茶菌，在室温条件( 2 0 2 2 0 c ) 下培养了 6 0 d ，分析发酵过程中的微生物学和发酵过程中物质利用情况，发现酵母菌将蔗 糖转化为葡萄糖和果糖，果糖发酵速度比葡萄糖快。发酵中间产物有蔗糖、果糖、 葡萄糖、乙醇、乙酸、葡萄糖酸、二氧化碳等【2 8 】。 7 2 红茶菌的成分及其变化 f r a n k 介绍红茶菌液中含有葡萄糖醛酸、葡萄糖酸、醋酸、酒精、乳酸、氨 基酸、蛋白质、叶酸、地衣酸、v e 和多种b 族维生素等【7 1 。r o u s s i n 报道了对来 自美国和世界其他地方的1 9 个红茶菌试样进行了化学成分分析，结果他们从这 1 9 种红茶菌液中检测出4 0 多种化学物质阱l 。 b a u e r - p e t r o v s k a 用原子吸收色谱法和薄层色谱法对红茶菌中的矿物质和可 溶性维生素进行了分析，结果表明对人体有益的微量元素锌、铜、铁、锰、镍和 钴的含量比不经发酵的茶水中的要高，对人体有害的元素铅和铬的含量都很少， 且比茶水中的含量减少了许多。这说明经微生物作用，可以增加有益元素、减少 有害元素【2 5 】。 l i u 等对台湾的红茶菌分析显示，在开始的2 4 h 内p h 迅速从6 6 降为4 2 ，6 d 后 降为3 5 ，甘油的量显著低于乙酸和乙醇，乙醇又略高于乙酸1 5 】。c h e n 等对来自 台湾的9 个红茶菌样品培养6 0 d ，研究培养液中成分的变化，蔗糖被分解为葡萄糖 和果糖，但是它们并不是等量的，葡萄糖0 4 1 9 l 1 d 1 少于果糖0 8 5g l - ”d1 ；所有 样品的滴定酸和葡萄糖酸的含量都随时间的推移而增多，尽管葡萄糖酸在开始的 6 d 几乎没有变化；醋酸在3 0 d 是达到最大值ll g l ，然后逐渐减少【7 3 1 。 j a y a b a l a n 把来自印度的红茶菌分别接到含有不同茶成分的培养液中，分别是 绿茶培养液( g t k ) 、红茶培养液( b t k ) 、茶碎渣培养液( t w k ) ( 茶加工 过程中的碎渣) ，研究这3 种培养液对红茶菌培养液成分的影响。由于产酸的原 因，这三种红茶菌培养液的p h 值都随时间而下降；有机酸的最大值产生时间有 异，醋酸含量的最大值g t k ) b t k ) t w k ，葡萄糖醛酸含量的最大值g t k ) b t k ) t w k ，乳酸含量的最大值g t k ) b t k ) t w k ，柠檬酸都极少；没食子儿茶素没食 子酸酯( e g c g ) 、表没食子儿茶素( e g c ) 、表儿茶素没食子酸酯( e c g ) 和 表儿茶素( e c ) 、茶黄素( t f ) ，茶红素( 1 r ) 是被人们熟知的有益物质，对 癌症的预防和治疗起n - - 定的作用【7 ”6 】，文中比较了它们的含量随时间的变化 【7 7 1 。 7 3 红茶菌的毒性研究 王玉芝等人对红茶菌的慢性毒性作用、致畸作用、致突变作用、致癌作用进 行试验研究，实验结果未发现红茶菌有慢性毒性作用、致畸作用、致突变作用和 致癌作用 7 8 - 8 1 】。 v d a y a r a 曲a v a i l 等给小鼠喂食红茶菌9 0 d ，每星期测量小鼠的体重、进食情况、 血液及普通行为等参数，实验表明与其他对照组比较，喂食红茶菌的小鼠没有异 常情况，证实了红茶菌无毒性【s 2 1 。 p a u l i n e 等给小鼠喂食不同剂量红茶菌1 5 d ，测量各项生化和组织病理学参数， 结果表明红茶菌对小鼠无任何毒性作用；当小鼠被放置在寒冷且缺氧的模拟环境 时，红茶菌可以防止小鼠脂质过氧化作用和降低谷胱甘肽水平；红茶菌还能降低 小鼠排泄物的包裹颗粒量( w r a l p r c s 仃a m 缸c a lp e l l e t o u t p u t ) 和显著降低由肝中 毒引起的扑热息痛 8 3 i 。 d i p t i 等给小鼠同时喂食醋酸铅和红茶菌4 5 d ，另一组只喂食醋酸铅。研究表 明，只喂食醋酸铅会提高小鼠脂质过氧化作用和肌酸磷酸激酶的释放、降低胞内 抗氧化剂的浓度，如超氧化物歧化酶( s o d ) 、谷胱甘肽过氧化酶( g p x ) 。与 对照组比较，铅处理能抑制迟发型超敏反应和增加肝脏 d n a 的破碎。而同时 喂食醋酸铅和红茶菌会降低小鼠的脂质过氧化作用和d n a 损伤，以及增加胞内 抗氧化剂的浓度，如s o d 、g p x 。实验证明了红茶菌是有效的抗氧化剂和免疫调 节剂删。 7 4 红茶菌的抑菌研究 谢俊杰等研究了各菌对红茶菌抗菌蛋白产生所起的作用，并提取和纯化了红 茶菌的抗菌蛋白，测试了红茶菌培养液对常见食品腐败菌的抑制作用，发现其对 革兰氏阴性、阳性细菌有明显的抑制作用，且与培养液酸度呈正相关；他还对红 茶培养液培养过程的测定，得出较佳培养时间，探讨了温度、p h 、供氧、培养基 组成( 茶叶、诱导物、氮、磷) 对红茶菌生长及抗菌作用的影响【8 5 。8 9 】；吕爱军等 6 也报道了红茶菌培养液对大肠杆菌、枯草杆菌和金色葡萄糖球菌有明显的抑制作 用【恻。 7 5 红茶菌的菌膜研究 红茶菌静止培养时，表面漂浮了一层膜状物( 图1 ) ，那是由醋酸菌合成的 细菌纤维素，它是细菌分泌到基质的纤维素成分，是一种胞外产物。与植物纤维 素比较，细菌纤维素具有更为优越的特性，如有很高的纤维素含量，不含木质素 和半纤维素，良好的吸水性，纯度高、结晶度高，不同反响的机械性质和很好的 生物适应性等等；作为一种新型生物材料，细菌纤维素己在躁药、环保、造纸、 精纺和化工等领域得到成功应用【9 l 椰j 细菌纤维索还是膳食纤维的一种，不仅具有膳食纤维所有的保健功能，如降 低胆固醇、通便，预防结肠癌、糖尿病、乳腺癌、胆结石，预防和治疗动脉粥样 硬化、冠心病和肥胖症等【舛j ，而且由于其特殊的理化性质，还具有其它纤维素不 具有的优越性，即使不被加工处理，它的口感也能被接受，在菲律宾等东南亚国 家，细菌纤维素膜就是一种大众喜爱的风味食品【9 5 】。 圈1 红系西形成的酉膜 f i g ，1c e l l u l o s ep e l l i c l ep r o d u c e db yk o m b u c h a 谢俊杰等研究了红茶菌菌膜与抗菌作用的联系【8 1 ；吴薇等研究了不同菌种和 培养基对菌膜的影响【7 h ；蒋立文等报道了乙醇和蛋白胨加入的浅盘培养对发酵成 膜有显著增长效果，而最终p h 值的变化与膜形成不呈正相判9 6 l 。 7 6d - 葡萄糖二酸一1 4 _ 内酯的研究 d 葡萄糖二酸i ，4 内酯( d s a c c h a r i ca c i d 1 ，4 1 a c t o n eo r d g l u c a r o 1 ，4 1 a c t o n e ，d s l ) 是b 葡萄糖苷酸酶的竞争性抑制剂【9 7 1 ，d s l 在体内 的形成过程见图2 。k i m 等对结肠癌研究发现，致癌作用与一些酶( p 葡萄糖苷 酸酶，b g l u c u r o n i d a s e ) 有关【9 ”。肠道中的b 葡萄糖苷酸酶可将致癌物前体转 化为致癌物，它水解葡萄糖醛酸与内源和外源毒素：胆红素、苯并芘的结合体一 葡萄糖苷酸1 9 9 i 。d s l 能显著减少肝磷脂、透明质酸、硫酸粘多醣和葡萄糖醛酸的 损失口】。结肠癌患者粪便中和肝癌患者的血清中b 葡萄