蘋果促發(fā)酵技術(shù)對夏暑紅茶品質(zhì)的影響

吳亮宇 林金科，2* 趙文凈 孫 平 林藝端張明澤 商 虎 葛國平 肖 慧 沈久聰

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建福州 350002;2.福建農(nóng)林大學(xué)安溪茶學(xué)院，福建泉州 362400;3.福建屏南縣茶葉技術(shù)服務(wù)中心，福建寧德 352300)

紅茶產(chǎn)量占世界茶葉總產(chǎn)量的70%，也是世界茶葉貿(mào)易的主要產(chǎn)品［1］，在我國茶產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位。然而，傳統(tǒng)紅茶的生產(chǎn)季節(jié)僅限于春季，生產(chǎn)期短，原料有限難以滿足市場需求。夏季雖然生產(chǎn)時(shí)期長、產(chǎn)量大，但由于夏暑茶鮮葉品質(zhì)有限，造成生產(chǎn)出來的紅茶滋味苦澀、香氣低濁，因而夏暑鮮葉僅限于低檔茶的加工，其經(jīng)濟(jì)效益并不顯著。如果能通過改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，降低夏暑茶的苦澀味，提高夏暑茶的品質(zhì)，就可以大大拓寬優(yōu)質(zhì)紅茶的生產(chǎn)時(shí)期，提高茶葉資源了利用率和茶葉生產(chǎn)效益。對提高茶葉生產(chǎn)綜合，推動茶葉產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，起到重要作用［2］。發(fā)酵是紅茶生產(chǎn)過程的重要環(huán)節(jié)，其目的是增強(qiáng)發(fā)酵葉中的多酚氧化酶(polyphenol oxidase，簡稱PPO)和過氧化物酶(peroxidase，簡稱POD)的活性，促進(jìn)多酚類氧化，形成紅茶特有的顏色、滋味和香氣［3］，當(dāng)溫度、濕度保持在一定范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)酵時(shí)間的長短對紅茶的品質(zhì)起重要的影響作用［4］，目前不少學(xué)者都在致力于改善紅茶的發(fā)酵技術(shù)以期提高紅茶品質(zhì)。劉莉華等人研究認(rèn)為:紅茶發(fā)酵前期相對高溫，中期相對低溫，有利于提高紅茶品質(zhì)［5］。陳成基認(rèn)為:發(fā)酵室溫度控制在 22～26℃，相對濕度保持在95%以上對紅茶發(fā)酵最有利［6］。郭雅玲認(rèn)為:實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)酵葉的溫度，當(dāng)葉溫達(dá)到高峰并開始平穩(wěn)時(shí)為發(fā)酵適度［7］。Muthumani等人研究成果表明:紅茶發(fā)酵初期茶多酚含量氧化較快，而后期茶多酚氧化速率逐步平穩(wěn);發(fā)酵過程中茶黃素達(dá)到其閾值后，含量逐步降低;水浸出物含量隨發(fā)酵時(shí)間而下降，但咖啡因含量無顯著變化;兒茶素類中，表沒食子兒茶素氧化速率最快，其次是表沒食子兒茶素沒食子酸酯和表兒茶素沒食子［8］。

蘋果在采后貯藏的過程中會產(chǎn)生熱量，使環(huán)境中的溫度增高［9］。在一定的范圍內(nèi)，提高溫度可以促進(jìn)PPO和POD的活性，增加茶黃素等有益于紅茶品質(zhì)的物質(zhì)的合成速率［10］。但是目前利用外源植物呼吸作用所釋放熱量以促進(jìn)多酚類物質(zhì)氧化，進(jìn)而提高紅茶品質(zhì)的研究尚未見報(bào)導(dǎo)，因此本實(shí)驗(yàn)以采后蘋果和紅茶發(fā)酵葉為原料，研究蘋果呼吸過程中釋放的熱量和天然香氣物質(zhì)對紅茶發(fā)酵以及茶葉品質(zhì)的影響，以期提高夏暑紅茶品質(zhì)以及茶葉資源利用率。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2011年在福建屏南縣屏南鴛鴦溪茶業(yè)有限公司茶葉基地進(jìn)行，室內(nèi)試驗(yàn)在福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)系進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

來源于福建屏南縣屏南鴛鴦溪茶業(yè)有限公司茶葉基地的梅占品種鮮葉，新鮮蘋果。茶葉采摘標(biāo)準(zhǔn)為1芽1葉或2葉初展。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 紅茶加工工藝流程

鮮葉→萎凋→揉捻→發(fā)酵→干燥→毛茶

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)以梅占為材料，每個(gè)處理為重量8 kg的揉捻后的茶葉，每處理3個(gè)重復(fù)。將數(shù)量不同的新鮮蘋果按重量梯度放置在發(fā)酵的茶葉下面(表1、圖1)。除發(fā)酵處理過程外，其他條件與對照處理保持一致。為防止不同處理由于空氣流通，造成誤差，用黑色塑料膜將塑料水果筐四周包住，只留上下通氣。

表1 試驗(yàn)方案及主要技術(shù)參數(shù)Tab.1 The treatments and main technical parameters

1.3.3 加工過程參數(shù)及毛茶生化成分測定 葉溫測定:將DT-8812型遠(yuǎn)紅外測溫儀(測量精度為±1℃)的紅外線測溫儀距離被測對象300 mm，以葉片測定點(diǎn)，顯示溫度穩(wěn)定時(shí)讀取數(shù)據(jù)，測三個(gè)數(shù)據(jù)取平均值。初制紅茶品質(zhì)生化成分測定在福建農(nóng)林大學(xué)茶學(xué)系茶葉生化實(shí)驗(yàn)室完成。

磨碎試樣的制備及其干物質(zhì)含量測定

…………………… 采用GB/8303-2002測定;水浸出物測定 …采用GB/8305-2002全量法測定;茶多酚類測定

…采用GB/8313-2002酒石酸鐵比色法測定;氨基酸總量測定

…… 采用GB/8314-2002茚三酮比色法測定;咖啡堿總量測定

…… 采用GB/T8312-2002堿式乙酸鉛測定;黃酮總量測定 …………… 采用三氯化鋁比色法［11］

(二)社會化。唯物辯證法告訴我們：矛盾無處不在，無時(shí)不有。我國現(xiàn)階段的主要矛盾是人民內(nèi)部矛盾，涉及經(jīng)濟(jì)社會生活各方面和改革發(fā)展穩(wěn)定各領(lǐng)域。正確處理人民內(nèi)部矛盾是我國政治生活中的一件大事。“楓橋經(jīng)驗(yàn)”誕生于農(nóng)村，發(fā)源于公安，肇始于化解矛盾，并在化解矛盾的實(shí)踐中不斷得到堅(jiān)持和發(fā)展。其源于公安工作卻跨越到綜合治理、維護(hù)穩(wěn)定，源于農(nóng)村卻拓展到城市、企業(yè)、學(xué)校等各個(gè)層面，源于化解階級矛盾卻發(fā)展成為正確處理社會各領(lǐng)域矛盾的經(jīng)驗(yàn)。預(yù)防、化解矛盾這個(gè)“楓橋經(jīng)驗(yàn)”的基本精神始終沒有改變，在當(dāng)前及今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)仍具有普遍的指導(dǎo)意義。

1.3.4 毛茶感官審評 采用密碼審評，評語和加權(quán)百分法。各因子評分權(quán)重:外形25%，香氣25%，滋味 30%，湯色 10%，葉底 10%［12］。

苦澀味計(jì)分方法:極為苦澀－10分，苦澀味重－9分，苦澀味較重－8分，苦澀味稍重－7分，帶苦澀－6分，帶苦或帶澀－5分，微苦或微澀－4分，稍苦或稍澀－3分，平淡微苦－2分，平淡微澀－1分，其它正常無粗澀者－0分［13］。

1.3.5 數(shù)據(jù)處理方法 采用SAS進(jìn)行方差分析和顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果對發(fā)酵葉溫度的影響

發(fā)酵過程室溫保持在24℃，濕度≥95%。不同處理的發(fā)酵葉溫度見表3。從表中可以看出，在發(fā)酵的前兩個(gè)小時(shí)，各處理中的發(fā)酵葉溫均顯現(xiàn)出下降趨勢。其中對照的發(fā)酵葉溫度最低，而處理5發(fā)達(dá)葉溫最高;隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，對照，處理1，處理2，處理3的葉溫變化幅度較為劇烈，而處理4和處理5保持較為均衡的葉溫，且在發(fā)酵結(jié)束階段葉溫也相對其它處理較高。

前人研究認(rèn)為:紅茶最適發(fā)酵葉溫度應(yīng)高于室溫2～6℃［14］，溫度過高，氧化劇烈，多酚類化合物氧化縮合成不溶性的產(chǎn)物較多，毛茶香低味淡;溫度過低，酶活性弱，同樣影響內(nèi)含物的轉(zhuǎn)化［14］。在本實(shí)驗(yàn)中，隨著蘋果施用量的增加，發(fā)酵葉的溫度在較高的水平上保持較為均勻的變化趨勢，這是因?yàn)樘O果在采后仍是一個(gè)生命的有機(jī)體，不斷地進(jìn)行呼吸作用，將糖類等有機(jī)物徹底分解為二氧化碳和水的過程［15］，在這一過程中，蘋果放出大量的熱，與對照相比，使發(fā)酵葉的溫度能夠保持在較高的水平。

表2 各處理發(fā)酵葉溫度變化(℃)Tab.2 Fermentation leaves'temperature of different treatment(℃)

2.2 蘋果促發(fā)酵技術(shù)對梅占毛茶品質(zhì)生化成分的影響

2.2.1 黃酮類 不同處理的干茶內(nèi)含物含量如表3所示。黃酮類物質(zhì)既是構(gòu)成茶葉品質(zhì)的重要組分，如表3所示，處理4和處理5的干茶樣品黃酮含量比對照高1.16 mg/g和1.3 mg/g，與對照有極顯著差異，而處理1，處理2和處理3與對照相比未達(dá)到極顯著差異。茶葉中的黃酮苷在酶和熱的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，脫去苷類配基形成黃酮或黃酮醇［14］，處理4和處理5的發(fā)酵葉溫度相對于其它處理保持在較高的水平，因此水解生產(chǎn)的黃酮類物質(zhì)含量要高于其它處理。

表3 各處理內(nèi)含物的含量Tab 3 The content of natural components in each treatment

2.2.2 茶多酚、咖啡堿、氨基酸和水浸出物含量茶葉中的咖啡堿比較穩(wěn)定，在同種來源的鮮葉中基本保持不變，因此不同處理間的咖啡堿差異并不顯著。氨基酸在紅茶制造中的變化比較復(fù)雜，其自身能偶聯(lián)氧化，同時(shí)也能在酶和鄰醌的作用下，氧化形成醇、醛類香氣［14］，在一定時(shí)間內(nèi)，隨著發(fā)酵溫度的升高，氨基酸含量逐漸增加，這主要是由于蛋白質(zhì)水解，氨基酸形成積累大于轉(zhuǎn)化消耗的結(jié)果［16］，在本實(shí)驗(yàn)中，處理2，處理3，處理4和處理5的游離氨基酸總量要高于其它2個(gè)處理，推測是由于發(fā)酵溫度的不同造成的結(jié)果。在紅茶加工中，在PPO和POD的作用下，多酚類物質(zhì)氧化逐步形成了茶色素和其它風(fēng)味物質(zhì)，在本實(shí)驗(yàn)中各處理的茶多酚含量與對照相比無極顯著差異，推測其在長達(dá)7個(gè)小時(shí)的發(fā)酵過程中，茶多酚轉(zhuǎn)化較為一致，因此各處理間的含量變化不大。在本實(shí)驗(yàn)中，水浸出物含量的變化較為復(fù)雜，處理3和處理5的干茶樣品水浸出物含量分別達(dá)38.43%和37.93%，在一定范圍內(nèi)，茶葉中水浸出物含量隨著發(fā)酵程度的加深而增加，但是處理1，處理2和處理4均低于對照，推測其發(fā)酵溫度對其內(nèi)含物影響較為復(fù)雜，有待進(jìn)一步深入。

2.2.3 茶三素 在紅茶加工過程中，由多酚類物質(zhì)的氧化形成了茶紅素、茶黃素和茶褐色。這三類物質(zhì)是影響紅茶品質(zhì)的主要物質(zhì)。在本實(shí)驗(yàn)中，對照中茶黃素含量最高，達(dá)到0.44%，而處理1，處理3和處理5中的含量與對照相比，極顯著低于對照，處理2和處理4雖然與對照無極顯著差異，但其含量也略低于對照。而處理1的茶紅素的含量為10.81%，顯著高于對照和其它處理，對照的茶褐色含量高達(dá)9.36%，極顯著高于其它處理。在發(fā)酵初期，多酚類物質(zhì)在PPO催化下可被空氣中的氧氣氧化為鄰醌，鄰醌進(jìn)一步通過氧化縮合作用形成了大量的茶黃素，茶黃素和雙黃烷醇經(jīng)偶聯(lián)氧化為茶紅素［10］。隨著發(fā)酵葉中多酚類物質(zhì)的消耗，茶黃素的合成量達(dá)到峰值后，其合成速率逐步低于轉(zhuǎn)化速率，因此茶黃素含量會隨著發(fā)酵程度的加深而逐步降低［16］，茶黃素和茶紅素進(jìn)一步氧化聚合，形成了不溶性的茶褐色。

2.3 蘋果促進(jìn)發(fā)酵毛茶審評結(jié)果

表4 各處理干茶審評結(jié)果Tab 4 The results of sensory evaluation of each treatment

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1 蘋果促發(fā)酵技術(shù)對紅茶發(fā)酵的影響 在本實(shí)驗(yàn)中，將蘋果放置紅茶發(fā)酵葉的下方，并保持一定的密閉性，檢測蘋果對紅茶的發(fā)酵以及成茶品質(zhì)的影響。采后蘋果在呼吸作用中會釋放出乙烯和熱量［15］，對紅茶的發(fā)酵過程產(chǎn)生了直接和間接的影響，進(jìn)而影響干茶的品質(zhì)。在本實(shí)驗(yàn)中，蘋果呼吸作用放出的熱量直接提高了紅茶發(fā)酵葉的溫度，能夠使發(fā)酵葉在適宜的溫度下維持至發(fā)酵結(jié)束，降低了葉溫出現(xiàn)劇烈波動的可能，增加了發(fā)酵環(huán)境的穩(wěn)定性，從而提高了干茶的品質(zhì)。

在紅茶的發(fā)酵過程中，各種化學(xué)反應(yīng)都很活躍，一些極為復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)得到加速，其中最重要的是PPO和POD促進(jìn)的氧化作用，其活性受到發(fā)酵溫度的影響［10］。PPO催化的最佳底物之一即是兒茶素，最適催化溫度為35℃，在其催化下兒茶素被空氣中的氧氧化成茶黃素，對茶湯的色、香、味起重要的作用。本實(shí)驗(yàn)利用蘋果采后呼吸作用所放出的熱量，提高PPO的活性，提高紅茶中茶黃素的含量，進(jìn)而提高成茶品質(zhì)。

3.1.2 蘋果促發(fā)酵技術(shù)對紅茶色素的影響 在發(fā)酵過程中，溫度的提升并非越高越好。陳以義認(rèn)為高溫發(fā)酵有利于提高茶黃素的生成量，但同時(shí)茶黃素轉(zhuǎn)化為茶紅素的的消耗轉(zhuǎn)化速率也加快，不利于茶黃素的積累［17］，因此在部分處理當(dāng)中，盡管發(fā)酵溫度提升，但茶黃素的含量并未呈線性提高的關(guān)系。紅茶的發(fā)酵過程主要發(fā)生了氧化作用，茶多酚的氧化形成紅茶茶湯色澤、香氣和滋味的主要成分，如果供氧量充足，則有利于茶黃素的生成［10］。在本實(shí)驗(yàn)中，由于各處理發(fā)酵葉下部放置了蘋果，并采用密封措施，因此發(fā)酵葉的供氧量相對于對照明顯不足，這是導(dǎo)致處理中茶黃素生成量小于對照的原因之一。在發(fā)酵過程中，由于兒茶素的氧化，一部分酶與氧化的多酚類結(jié)合成不溶性復(fù)合物，使酶喪失催化性能，因此在發(fā)酵期間PPO和POD的活性持續(xù)下降，但由于發(fā)酵葉中有機(jī)酸的增加，pH降至5.0以下，使PPO喪失了最適pH環(huán)境，而POD因酸度適宜而活性下降緩慢，POD的催化作用逐步居于主導(dǎo)地位［10］。Finger經(jīng)研究得出:外源添加可得到高分子量的不可溶的茶紅素類，同時(shí)也使茶黃素迅速降解［18］。在本實(shí)驗(yàn)中，對照發(fā)酵葉一直處于較低的溫度，PPO的活性一直處于被抑制的狀態(tài)，而POD的活性隨著發(fā)酵的持續(xù)而相對增強(qiáng)，因此本實(shí)驗(yàn)中對照的茶紅素含量高于大部分處理。

茶褐素是一類復(fù)雜的化合物，主要由茶黃素和茶紅素氧化而成［19］。多酚類氧化聚合產(chǎn)物、氨基酸、糖類等大分子物質(zhì)結(jié)合而成，在本實(shí)驗(yàn)中，對照中茶黃素和茶紅素含量較多，在PPO的催化作用下，茶紅素和茶黃素發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成了不利于紅茶品質(zhì)的茶褐色，導(dǎo)致成茶湯色稍暗，品質(zhì)不高。

3.1.3 本研究尚待深入之處 本實(shí)驗(yàn)中對采用蘋果和紅茶發(fā)酵葉為原料，初步研究了蘋果呼吸作用能夠?yàn)榧t茶發(fā)酵葉提供熱量，進(jìn)而促進(jìn)其發(fā)酵作用。采后蘋果在貯藏過程中發(fā)生的呼吸作用，使其自身合成乙烯并向環(huán)境中釋放［9］，初期釋放量約為1～2 μl/kg·h［15］，而乙烯可以誘導(dǎo)多種蔬菜、水果中PPO 和 POD 的活性［20－22］，但其釋放的乙烯是否能促進(jìn)紅茶發(fā)酵葉中PPO和POD活性尚未在本實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行探索。今后可對蘋果呼吸釋放的乙烯促進(jìn)紅茶發(fā)酵進(jìn)行相關(guān)研究。

3.2 結(jié)論

將蘋果放在發(fā)酵葉下的試驗(yàn)中處理，可以增加干茶中氨基酸含量，并降低茶褐色的形成，氨基酸含量的提高是茶樣中苦澀味降低的重要原因，而茶褐色含量減少可以使茶湯的色澤更加明亮，提高紅茶品質(zhì)，同時(shí)蘋果用量的增加也使部分茶樣帶有蘋果的果香，形成其特有的風(fēng)味。但是在發(fā)酵筐外用塑料膜包裹，影響了空氣流通，氧氣供給不足，延長了紅茶的發(fā)酵時(shí)間，使各處理中茶黃素和茶紅素含量相對降低，影響了茶葉的整體品質(zhì)，因此今后研究的重點(diǎn)之一就是在利用降低茶葉苦澀味的同時(shí)，增加發(fā)酵葉的供氧量，進(jìn)一步提高茶葉的感官品質(zhì)，為夏暑紅茶的加工和銷售提供更廣闊的空間。

1 駱耀平.茶樹栽培學(xué)(第四版).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2008:23－26.

2 敖存，唐德松，龔淑英等.不同鮮葉攤放處理對夏秋茶香氣品質(zhì)的影響.茶葉科學(xué)，2010.5:11－15.

3 蘇建月.坦洋工夫紅茶初制工藝初探.茶葉科學(xué)技術(shù)，2003.4.

4 劉玉芳，楊春，林朝賜等.發(fā)酵時(shí)間對工夫紅茶品質(zhì)的影響研究初報(bào).福建茶葉，2008(2):21－22.

5 劉莉華，宛曉春，文勇等.祁門紅茶加工過程中β－葡萄糖苷酶活性變化研究.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003.30(4):386－389.

6 陳成基.“坦洋工夫”紅茶初制的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐.福建茶葉，2009，32(1):30－31.

7 郭雅玲.武夷紅茶發(fā)酵技術(shù)要領(lǐng).福建茶葉，2010(3):48－49.

8 Muthumani，T.，R.Senthil Kumar，Influence of fermentation time on the development of compounds responsible for quality in black tea.Food Chemistry，2007，101(1):98 －102.

9 路志芳，路志強(qiáng).蘋果采后生理及保鮮研究.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，33(4):712－712.

10 宛曉春.茶葉生物化學(xué)(第三版).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2006:173－216.

11 黃意歡.茶學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1997:124－125.

12 施兆鵬，黃建安.茶葉審評與檢驗(yàn)(第四版).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2010:176.

13 施兆鵬，陳國本，曾秋霞等.夏茶苦澀味的形成與內(nèi)質(zhì)成分的關(guān)系.茶葉科學(xué)，1984，4(1):61－62.

14 施兆鵬.茶葉加工學(xué).北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，1997:17－214.

15 嚴(yán)麗，李新平.蘋果采后生理變化及保鮮方法研究進(jìn)展.食品研究與開發(fā)，2007，28(2):137－139.

16 方世輝，王先鋒，汪惜生.不同發(fā)酵溫度和程度對工夫紅茶品質(zhì)的影響.中國茶葉加工，2004(2):19－21.

17 陳以義，江光輝.紅茶變溫發(fā)酵的理論探討.茶葉科學(xué)，1993，13(2):81－86.

18 Finger，A.，In‐ vitro studies on the effect of polyphenol oxidase and peroxidase on the formation ofpolyphenolic black tea constituents.Journal of the Science of Food and Agriculture，1994，66(3):293－305.

19 毛清黎，朱旗，劉仲華等.紅茶發(fā)酵中pH調(diào)控對多酚氧化酶活性及茶黃素形成的影響.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2005，31(5):524－526.

20 江建平，蘇美霞，李沛文.荔枝果實(shí)在發(fā)育和采后的乙烯產(chǎn)生及其生理作用.植物生理學(xué)報(bào)，1986，12(1):95－103.

21 Mcmanus，M.T.，Peroxidases in the separation zone during ethylene－induced bean leaf abscission.Phytochemistry，1994，35(3):567－572.

22 Chang，W.，Y.Hwang，Effect of ethylene treatment on the ripening，polyphenol oxidase activity and water－soluble tannin content of Taiwan northern banana at different maturity stages and the stability of banana polyphenol oxidase.Acta Hort，1990，275:603－610.