日照紅茶初制過程主要生化成分變化的研究

丁立孝，鄒佳佳，梁青，丁新，唐淯桓，陳總發(fā)

（1.日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程學(xué)院，山東日照 276826；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島 266109；3.日照盛發(fā)農(nóng)業(yè)科技有限公司，山東日照 276826）

日照紅茶初制過程主要生化成分變化的研究

丁立孝1，鄒佳佳2，梁青1，丁新1，唐淯桓2，陳總發(fā)3

（1.日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程學(xué)院，山東日照 276826；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東青島 266109；3.日照盛發(fā)農(nóng)業(yè)科技有限公司，山東日照 276826）

研究了日照紅茶初制過程主要生化成分如茶多酚、兒茶素總量、游離氨基酸、咖啡堿，以及兒茶素類組分（EGC、C、EC、EGCG、ECG）、水溶性茶色素（茶黃素、茶紅素、茶褐素）含量的變化。結(jié)果表明，茶多酚、兒茶素總量呈明顯的下降；游離氨基酸、咖啡堿含量在整個(gè)初制過程中總體呈現(xiàn)下降趨勢；兒茶素類組分以酯型兒茶素EGCG、ECG變化尤為劇烈，在揉捻工序已經(jīng)完全轉(zhuǎn)化消失；水溶性茶色素TF、TR和TB含量呈現(xiàn)上升的趨勢，毛茶的TR/TF比值為10.27。此外，文章還對日照紅茶與南方紅茶的主要生化成分進(jìn)行了比較分析，以研究北方茶葉制成紅茶的特點(diǎn)。

日照紅茶，初制，生化成分，變化

中國茶葉加工 2013，（1）:35～39,34

山東日照作為北方茶區(qū)以生產(chǎn)綠茶為主，近幾年日照紅茶的開發(fā)填補(bǔ)了山東紅茶領(lǐng)域的空白。日照紅茶是采用鳩坑等茶樹品種經(jīng)初制過程，即萎凋、揉捻、發(fā)酵、干燥，再經(jīng)烘焙、篩選等精制過程而制成的產(chǎn)品。在紅茶初制過程中，主要生化成分如茶多酚、兒茶素總量、游離氨基酸、咖啡堿、兒茶素類組分、茶黃素（TF）、茶紅素（TR）、茶褐素（TB）會(huì)發(fā)生變化，從而形成了日照紅茶滋味鮮醇、湯色紅亮、焦糖香顯著、葉底細(xì)勻的品質(zhì)特點(diǎn)。葉慶生[1]對紅茶萎凋發(fā)酵中的主要生化成分兒茶素、茶黃素的變化進(jìn)行了研究；夏濤[2]對紅茶發(fā)酵過程中茶色素、兒茶素的變化及茶色素形成機(jī)理進(jìn)行了探究；尹軍峰等[3]對茶鮮葉萎凋過程及環(huán)境溫濕度對茶多酚和兒茶素組成變化的影響進(jìn)行了研究。

目前對于南方紅茶的生化成分的研究很多，對日照紅茶乃至北方紅茶生化成分的研究分析較少，而對日照紅茶初制過程主要生化成分的變化及對品質(zhì)形成的關(guān)系尚無人研究。為了對日照紅茶初制過程主要生化成分變化有較深入的了解，從而為日照紅茶生產(chǎn)與日照紅茶特點(diǎn)分析提供理論依據(jù)，我們跟蹤研究了日照盛發(fā)農(nóng)業(yè)科技有限公司的紅茶的初制加工過程，分析了日照紅茶初制過程中主要生化成分，茶多酚、兒茶素總量、游離氨基酸、咖啡堿、兒茶素組分、水溶性茶色素（TF、TR、TB）含量的動(dòng)態(tài)變化，從而對指導(dǎo)北方紅茶生產(chǎn)開發(fā)提供一定的理論依據(jù)，對提高日照紅茶品質(zhì)具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 材料

樣品采自日照盛發(fā)農(nóng)業(yè)科技有限公司，該公司生產(chǎn)設(shè)備來自臺(tái)灣，加工采用臺(tái)灣工藝。紅茶的初制工藝[4]：鮮葉→萎凋→揉捻→發(fā)酵→干燥。對紅茶初制過程各加工工序進(jìn)行跟蹤采樣，樣品分別為鮮葉、萎凋葉、揉捻葉、發(fā)酵葉、干燥葉，茶樣均為各工序結(jié)束時(shí)的樣品，樣品置冰箱冷凍保存，對主要生化成分進(jìn)行分析。

1.2 儀器與試劑

Agilent 1200高效液相色譜儀（安捷倫科技有限公司），TU-1810紫外可見分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）。

表沒食子兒茶素（EGC）、兒茶素（C）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、表兒茶素（EC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）、咖啡堿（CAF），購于上海融樂醫(yī)藥科技發(fā)展有限公司。乙腈為色譜純試劑；冰醋酸為色譜純試劑；水為超純水。

1.3 方法

1.3.1 固樣方法

茶樣采用100℃熱風(fēng)干燥進(jìn)行固樣后磨碎，進(jìn)行生化成分的測定[5]。

1.3.2 生化成分測定方法

水分的測定按照GB/T 8304-2002《茶水分測定》；茶多酚總量按照酒石酸鐵比色法進(jìn)行測定；游離氨基酸總量按照茚三酮比色法進(jìn)行測定；兒茶素總量按照香莢蘭素比色法進(jìn)行測定；咖啡堿、兒茶素組分采用高效液相色譜法測定[4]；茶黃素、茶紅素、茶褐素按文獻(xiàn)方法進(jìn)行測定[6]。

高效液相色譜條件：色譜柱為Venusil XBPC18柱(150mm×4.6mm)；紫外檢測器波長為278nm；柱溫35℃；梯度條件為流動(dòng)相A相在0～10min保持在100%，10～25min由100%線性變化至68%，在25～35min保持在68%，然后A相恢復(fù)至100%。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)為三次測定求平均值。采用統(tǒng)計(jì)軟件Origin 8.1分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 含水量的變化

紅茶初制過程含水量變化結(jié)果見圖1。由圖1可以看出，紅茶初制過程中含水量有明顯的降低趨勢，由鮮葉含水量78.47%，降低至初制結(jié)束時(shí)毛茶含水量6.21%，減少了71.26%，可見紅茶初制結(jié)束還未經(jīng)精制其含水量已經(jīng)符合成品紅茶的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13738.2-2008規(guī)定(≤7.0%）。

圖1 紅茶初制過程含水量變化Fig.1 Variation of water capacity during the primary processing of black tea

2.2 茶多酚及兒茶素總量的變化

紅茶初制過程中的茶多酚及兒茶素總量的變化情況見圖2。紅茶的初制過程中茶多酚含量是逐漸減少的。至干燥結(jié)束，多酚類物質(zhì)由鮮葉的23.63%減少到11.34%。兒茶素是茶多酚的主要成分，約占多酚類總量的70%左右，兒茶素總量的變化與茶多酚含量的變化趨勢基本一致，至初制結(jié)束，兒茶素總量由鮮葉的18.93%減少到4.43%。紅茶初制過程中，茶多酚含量、兒茶素總量減少幅度分別為52.01%與76.60%。

這是由于紅茶初制過程中，茶多酚類物質(zhì)大部分發(fā)生酶促氧化與自動(dòng)氧化的結(jié)果，變成了氧化產(chǎn)物，多酚類物質(zhì)含量顯著減少。萎凋、揉捻過程隨著水分的散失，鮮葉細(xì)胞壁透性增大，且由于采用臺(tái)灣工藝的多次揉捻摩擦產(chǎn)熱使得葉溫升高，從而多酚氧化酶活性增加，加快多酚類酶促反應(yīng)的進(jìn)行，多酚類含量迅速下降。干燥過程，葉溫尚未達(dá)到多酚氧化酶失活的溫度時(shí)，多酚類酶促反應(yīng)仍不斷進(jìn)行著，加之自動(dòng)氧化，茶多酚及兒茶素總量仍呈下降的趨勢。

圖2 紅茶初制過程中茶多酚及兒茶素總量的變化Fig.2Variation of tea polyphenol and total catechins during primary processing of black tea

2.3 游離氨基酸含量的變化

紅茶初制過程中游離氨基酸含量的變化見圖3所示，游離氨基酸含量在鮮葉到萎凋結(jié)束這一過程是逐漸上升的，之后經(jīng)揉捻、發(fā)酵、干燥各工序，游離氨基酸含量呈不斷下降的趨勢。至初制結(jié)束，游離氨基酸含量由鮮葉的3.33%減少到3.11%，減少幅度為6.61%。

圖3 紅茶初制過程中游離氨基酸含量的變化Fig.3Variation of free amino acid during the primary processing of black tea

萎凋過程，由于蛋白質(zhì)在各種蛋白酶的催化作用下水解成多種游離氨基酸，因此萎凋過程游離氨基酸含量增加；揉捻工序，由于機(jī)械力作用產(chǎn)熱并且細(xì)胞壁的通透性增加，使氧化酶活性增強(qiáng)，并且與底物充分接觸，使游離氨基酸加快氧化分解，生成醇、醛類香氣；在發(fā)酵過程，部分氨基酸作為許多芳香物質(zhì)的前質(zhì)參與了茶葉香氣的形成，同時(shí)氨基酸自身氧化分解也加快香氣物質(zhì)醇、醛，游離氨基酸含量下降；干燥工序，在熱的作用下，游離氨基酸變化更復(fù)雜，氨基酸可經(jīng)脫水直接形成吡嗪類香氣成分，還可以與糖類發(fā)生美拉德（Maillard）反應(yīng)，并降解生成醛類、吡嗪類、吡咯類香氣物質(zhì)及黑色素，使氨基酸含量繼續(xù)下降[7]。

2.4 兒茶素組分及咖啡堿含量的變化

將5種兒茶素類組分精密量取混合配制成儲(chǔ)備溶液，然后用穩(wěn)定溶液配制成標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，用HPLC的內(nèi)標(biāo)法測定，得出各標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程，咖啡堿同理，結(jié)果見表1。兒茶素類組分（EGC、C、EC、EGCG、ECG）和咖啡堿標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖見圖4，紅茶初制過程樣品的兒茶素組分的HPLC色譜圖分別見圖5，紅茶初制過程樣品的兒茶素組分、咖啡堿含量的變化見表2。

圖4 兒茶素類組分、咖啡堿標(biāo)準(zhǔn)品HPLC色譜圖（注：a.兒茶素類組分，按保留時(shí)間先后順序依次為EGC,C,EC, EGCG,ECG）；b.咖啡堿）Fig.4HPLC chromatograms of five catechins and caffeine standards(Note:a.five catechins,EGC,C,EC,EGCG, ECG according to retaining time;b.caffeine)

表1 兒茶素組分及咖啡堿回歸方程及相關(guān)系數(shù)Table1Regressive equations and correlative coefficients of five catechins and caffeine

對初制過程中樣品的兒茶素組分分析表明（表2），紅茶初制過程中未檢測出表型（順型）EC，都以反型存在。兒茶素組分C在萎凋過程有增加的趨勢，但后期劇烈減少，至初制結(jié)束減少了68.29%。兒茶素組分EGC在紅茶初制過程中都存在，且含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，至初制結(jié)束減少幅度為22.59%。兒茶素組分EGCG、ECG從鮮葉至萎凋結(jié)束過程中，含量呈現(xiàn)明顯上升的趨勢，然而在揉捻過程劇烈下降，至揉捻結(jié)束已經(jīng)完全消耗。這是由于兒茶素在紅茶初制過程中發(fā)生酶促氧化反應(yīng)，氧化聚合生成氧化產(chǎn)物茶黃素、茶紅素等[8]。其中，非酯型兒茶素組分C和EGC含量下降速度比較緩慢，至干燥結(jié)束仍存在；而酯型兒茶素組分EGCG、ECG含量下降速度比較迅速，至揉捻結(jié)束時(shí)，已經(jīng)完全參與了氧化反應(yīng)，氧化聚合形成了茶黃素與雙黃烷醇類。這與各兒茶素組分的還原電位（特別是第一還原電位）的高低相吻合[9]。

圖5 紅茶初制過程中兒茶素組分HPLC色譜圖（注：a、b、c、d、e分別是鮮葉、萎凋葉、揉捻葉、發(fā)酵葉、干燥葉的兒茶素組分）Fig.5HPLC chromatograms of five catechins during primary processing of black tea sample(Note:a,b,c,d,e arefresh tea leaves sample,tea sample after drying withering,tea sample after drying rolling,tea sample after fermenting,and tea sample after drying,respectively)

表2 紅茶初制過程中兒茶素組分與咖啡堿含量的變化（單位：%）Table2Variation of five catechins and caffeine during primary processing of black tea sample(unit:%)

由表2可見，鮮葉經(jīng)萎凋、揉捻工序，咖啡堿含量呈現(xiàn)一定的上升趨勢，從6.23%增加至6.47%；在發(fā)酵、干燥過程中，咖啡堿含量逐漸下降，尤其是發(fā)酵過程，咖啡堿含量減少幅度最大，減少幅度為13.14%。這可能是由于在一定的濕度條件下，咖啡堿可與大量兒茶素形成氫鍵絡(luò)合物，從而含量下降[9]。因咖啡堿是茶湯的苦澀物質(zhì)，它的適當(dāng)減少使紅茶茶湯收斂性及苦澀味降低，有利于紅茶鮮醇滋味的形成。

2.5 茶黃素、茶紅素、茶褐素含量的變化

紅茶初制過程中的茶黃素（TF）、茶紅素（TR）、茶褐素（TB）含量的變化如表3所示。TF、TR、TB是兒茶素氧化分解聚合的產(chǎn)物。紅茶初制過程中，多酚氧化產(chǎn)物總的變化趨勢是TF、TR和TB含量有所增加。經(jīng)過萎凋、揉捻，茶葉細(xì)胞壁通透性增大，引起兒茶素部分酶促氧化，使TF含量在萎凋至發(fā)酵過程逐漸升高，至發(fā)酵結(jié)束達(dá)到最大值，又由于TF要向TR轉(zhuǎn)化，因此經(jīng)干燥工序TF又劇烈降低，而TR含量出現(xiàn)峰值。TB含量在紅茶初制過程比較穩(wěn)定，由于TR非終產(chǎn)物，要迅速向TB轉(zhuǎn)化，因此當(dāng)TR含量下降后，TB逐漸積累使含量有一定上升。本研究結(jié)果表明，日照紅茶的毛茶TR/TF比值為10.27，由于TR/TF在10～15間紅茶品質(zhì)最好[7]，因此日照紅茶符合優(yōu)質(zhì)紅茶的要求。

表3 紅茶初制過程茶黃素、茶紅素、茶褐素含量的變化（單位：%）Table3Variation of TF,TR and TB during the primary processing of black tea(unit:%)

2.6日照紅茶初制過程多酚氧化酶活性的變化

圖11 紅茶初制過程中多酚氧化酶活性的變化Fig.11Variation of PPO activity during the primary processing of black tea

萎凋工序，PPO活性略有下降，鮮葉由0.259U降至0.245U，降幅為3.86%，可能是低溫抑制了酶活性；揉捻工序，由于多次揉捻，細(xì)胞壁破碎，酶溶出增加，此外，摩擦產(chǎn)熱，葉片呼吸放熱得不到及時(shí)散發(fā)，使葉溫升高，從而使PPO活性上升，增幅為11.8%；經(jīng)發(fā)酵工序，PPO活性逐漸降低，到0.207U；干燥結(jié)束后，PPO活性降低至0.002U，降幅為99.3%，這是由于干燥時(shí)的高溫使多酚氧化酶失活。

3 討論

3.1日照紅茶主要成分的變化與品質(zhì)形成

日照紅茶在初制過程中發(fā)生了一系列劇烈的化學(xué)變化：茶多酚減少了52.01%，兒茶素減少了76.60%，特別是酯型兒茶素已完全損失，兒茶素類氧化轉(zhuǎn)化成氧化產(chǎn)物TF、TR、TB，初制過程TF、TR、TB含量增加，游離氨基酸減少了6.61%，咖啡堿減少了14.6%，使茶湯中的收斂性和苦澀味明顯降低，形成了紅茶滋味鮮醇，湯色紅亮的物質(zhì)基礎(chǔ)。

3.2日照紅茶與南方紅茶的比較及品質(zhì)形成實(shí)質(zhì)

對日照紅茶與南方紅茶的主要生化成分分析進(jìn)行了比較。日照紅茶的毛茶的茶多酚含量11.34%，低于云南紅茶的茶多酚含量（14%～20%）[10]，使得日照紅茶苦澀味降低。

日照紅茶初制過程中游離氨基酸含量變化趨勢與南方紅茶基本一致。游離氨基酸含量在萎凋過程中逐漸上升，之后經(jīng)揉捻、發(fā)酵、干燥各工序，呈不斷下降的趨勢[7]。

關(guān)于兒茶素組分，與安徽櫧葉種紅茶相比，日照紅茶毛茶盡管未檢出EC、EGCG、ECG，但EGC、C含量為2.81%、0.78%，遠(yuǎn)高于安徽櫧葉種紅茶的EGC、C含量(0.75%、0.07%)，所以日照紅茶的兒茶素總量為3.59%，是安徽櫧葉種紅茶兒茶素總量（2.58%）的1.39倍[11]。

日照紅茶的咖啡堿含量5.32%，為祁門紅茶（2.69%）的1.98倍。咖啡堿對消化道有刺激作用[12]，同時(shí)也是決定茶湯收斂性與苦澀程度從而影響紅茶品質(zhì)的重要因素之一。

日照紅茶的TF、TR、TB含量為0.11%、1.13%、2.36%，均低于南方的祁門紅茶（TF、TR、TB含量分別為0.79%、5.28%、8.07%）[13]，然而，盡管日照紅茶樣品TF、TR的絕對含量較祁門紅茶有一定差異，但TR/TF為10左右，TR、TF比例協(xié)調(diào)，符合優(yōu)質(zhì)紅茶的基本要求[7]。

日照紅茶品質(zhì)形成的實(shí)質(zhì)是，在酶促作用和濕熱作用下，茶多酚的氧化、縮合，蛋白質(zhì)和氨基酸的分解、降解，碳水化合物的分解，以及各產(chǎn)物之間的聚合、縮合等一系列反應(yīng)，生成更加復(fù)雜的、有利紅茶品質(zhì)的物質(zhì)，如茶黃素、茶紅素等，并在干燥階段加熱生成的醛類、香芹酮酸類、內(nèi)酯類等香氣化合物。從而形成滋味鮮醇，湯色紅亮，焦糖香明顯，香氣甜膩的日照紅茶。

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Variations of Main Biochemical Components During Primary Processing of Rizhao Black Tea

DING Li-xiao1,ZOU Jia-jia2,LIANG Qing1,DING Xin1,TANG Yu-huan2,CHEN Zong-fa3

（1.College of Food Engineering Rizhao Polytecnic,Rizhao 276826,China; 2.College of Food Science and Engineering,Qingdao Agricultural University,Qingdao 266109,China; 3.Rizhao Shengfa Agricultural Science and Technology Company,Rizhao Polytechnic,Rizhao 276826,China)

The variations of main biochemical components,such as tea polyphenol,total catechins,free amino acid,caffeine,five catechins(EGC,C,EC,EGCG,ECG),and water-soluble tea pigments(TF,TR,TB),during primary processing of Rizhao Black Tea were investigated.The results showed that the contents of tea polyphenol and total catechins decreased obviously.Free amino acid and caffeine declined in the primary processing.As five catechins investigated,EGCG and ECG varied acutely,and have transformed totally in rolling process.Contents of TF,TR and TB increased in the processing,and the value of TR/TF was 10.27 approximately.Besides,the main biochemical components in Rizhao Black Tea and southern black tea were compared in order to study the characteristics of black tea made from northern tea leaves.

Rizhao Black Tea,Primary processing,Biochemical component,Variation

2012-05-22

丁立孝（1965-），男，山東青島人，教授，主要研究方向?yàn)椴枞~化學(xué)。