紅茶通氧發(fā)酵過程中發(fā)酵葉相變化分析

潘 科，沈 強(qiáng)，申 東，杜 曉*

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，四川 雅安 625014；2.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽 550006）

紅茶通氧發(fā)酵過程中發(fā)酵葉相變化分析

潘 科1,2，沈 強(qiáng)2，申 東2，杜 曉1,*

（1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，四川 雅安 625014；2.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽 550006）

采用黔湄419、黔湄502、黔湄601、黔湄809和福鼎大白茶品種的茶青為原料，利用自制的通氧發(fā)酵裝置進(jìn)行通氧發(fā)酵，以自然發(fā)酵為對照；每15 min記錄1 次發(fā)酵葉感官品質(zhì)變化情況，測定葉溫及pH值。結(jié)果表明：通氧發(fā)酵處理前期葉面升溫迅速且高于自然發(fā)酵葉溫；明顯加快發(fā)酵過程中葉面色澤的紅變，促進(jìn)特征香氣的形成；發(fā)酵過程中，發(fā)酵葉pH值均呈降低趨勢，通氧發(fā)酵處理降低速度更快；感官審評結(jié)果表明，通氧發(fā)酵樣品品質(zhì)整體不低于自然發(fā)酵樣品。

紅茶；通氧發(fā)酵；感官品質(zhì)；葉溫；pH值

發(fā)酵是形成紅茶品質(zhì)風(fēng)味的關(guān)鍵工序，其實(shí)質(zhì)是以多酚類化合物為主體的酶促氧化作用，伴隨著鮮葉其他內(nèi)含物質(zhì)產(chǎn)生一系列的氧化、聚合、縮合等復(fù)雜的化學(xué)變化，形成茶色素等有色物質(zhì)及其他物質(zhì)，綜合形成紅茶品質(zhì)風(fēng)味[1]。夏濤[2]、侯冬巖[3]、任洪濤[4]和王秋霜[5]等先后對紅茶工序進(jìn)行研究，結(jié)果表明，萎凋、發(fā)酵、干燥工序是影響紅茶香氣形成的關(guān)鍵工序；侯冬巖等[6]研究表明，紅茶中具有較高的茶多酚含量和較強(qiáng)的抗氧化性能，而陳金娥等[7]研究則表明，紅茶的抗氧化作用主要來自茶多糖；Nabarun等[8-9]研究表明，隨著紅茶發(fā)酵時(shí)間的延長，茶黃素呈先增加后較少的趨勢；Martin等[10]研究也表明，隨著紅茶發(fā)酵程度的加深，茶黃素和茶紅素呈先增加后降低的趨勢，茶褐素呈增加趨勢，逐漸形成紅茶色澤紅潤、香氣高爽、湯色紅亮、滋味醇厚的獨(dú)特品質(zhì)風(fēng)味[11]。劉曉東等[12]研究表明，發(fā)酵時(shí)間的延長，發(fā)酵葉茶湯吸光值呈小→大→小的變化規(guī)律，符合工夫紅茶發(fā)酵過程中茶黃素含量的變化規(guī)律。

貴州茶區(qū)全年溫度相對偏低，紅茶發(fā)酵時(shí)間較長，春季6～8 h，夏季3～4 h，產(chǎn)業(yè)急需更先進(jìn)的紅茶加工技術(shù)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展。本實(shí)驗(yàn)采用自制通氧發(fā)酵裝置，對比研究通氧發(fā)酵與自然發(fā)酵過程中制品的變化差異，試圖通過加工方法的改變，縮短紅茶加工時(shí)間，為研制紅茶連續(xù)化發(fā)酵設(shè)備奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

黔湄502、黔湄601、黔湄419、黔湄809、福鼎大白茶茶樹品種。黔湄601、黔湄419、黔湄809采摘標(biāo)準(zhǔn)為獨(dú)芽；黔湄502采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽一葉；福鼎大白茶采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽二、三葉。茶青均采自貴州省茶葉研究所湄潭基地茶園。

1.2 儀器與設(shè)備

STRS1550手持式紅外線測溫儀 北京吉安諾科技發(fā)展有限公司；PHS-25 pH計(jì) 上海精密儀器儀表有限公司。

1.3 方法

紅茶加工工藝：茶青→萎凋→揉捻→通氧發(fā)酵/自然發(fā)酵→干燥。

通氧發(fā)酵設(shè)備：自制通氧發(fā)酵裝置，已獲實(shí)用新型專利授權(quán)，專利號：ZL201220113859.X。

自然發(fā)酵設(shè)備：竹簍、濕毛巾，每30 min翻拌茶堆1 次。

每15 min觀察1 次，詳細(xì)記錄發(fā)酵葉相變化狀況，感官判定參照DB52/T 639—2010《貴州紅茶 工夫紅茶加工技術(shù)規(guī)程》[13]。

1.4 檢測項(xiàng)目與方法

1.4.1 發(fā)酵葉溫測定

每次取樣時(shí)，分別快速測定發(fā)酵葉中心溫度，每次測3 個(gè)點(diǎn)，取平均值。

1.4.2 發(fā)酵葉pH值測定

參考土壤pH值測定方法[14-15]。取發(fā)酵過程中發(fā)酵葉1.000 g，用碾缽粉碎，放入50 mL小燒杯中，加入10 mL去離子水，攪拌均勻。用預(yù)先校準(zhǔn)好的pH計(jì)測定溶液pH值。發(fā)酵葉pH值等于pH計(jì)測得值減去1。

1.5 感官審評方法

按GB/T 23776—2009《茶葉感官審評方法》進(jìn)行感官分析，采用3 g茶樣、150 mL沸水、沖泡5 min、密碼評審。評定外形色澤、湯色、香氣、滋味和葉底，按每項(xiàng)滿分100 分計(jì)，總分采用加權(quán)法，計(jì)算見下式。

品質(zhì)總分=外形色澤×0.25+湯色×0.10+香氣× 0.25+滋味×0.30+葉底×0.1

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵過程中葉相變化

在發(fā)酵過程中間隔15 min記錄自然發(fā)酵與通氧發(fā)酵葉色和香氣變化，感官判定參照DB52/T 639—2010。由表1可知，不同品種原料發(fā)酵葉色澤紅變速度通氧發(fā)酵處理明顯快于自然發(fā)酵，青草氣消失的速度明顯快于自然發(fā)酵，出現(xiàn)花果香的時(shí)間明顯早于自然發(fā)酵。在發(fā)酵葉色澤、香氣變化方面，不同品種存在之間存在差異。

2.2 發(fā)酵過程中葉溫變化情況

表1 紅茶發(fā)酵過程感官品質(zhì)變化Table 1 Changes in sensory quality during fermentation

圖1 原料發(fā)酵過程中葉溫變化情況Fig.1 Changes in leaf temperature during fermentation

通氧發(fā)酵與自然發(fā)酵過程中葉溫變化測定結(jié)果及趨勢見圖1a～d。在發(fā)酵剛進(jìn)行時(shí)，通氧處理葉溫均高于自然發(fā)酵處理。黔湄502、黔湄601、福鼎大白茶品種自然發(fā)酵處理葉溫沒有明顯的升高趨勢，而4 個(gè)品種通氧發(fā)酵處理葉溫上升明顯。4 個(gè)品種通氧發(fā)酵處理葉溫在一定時(shí)間內(nèi)均高于自然發(fā)酵葉溫，之后開始低于自然發(fā)酵的葉溫。整體上，4 個(gè)茶樹品種的自然發(fā)酵葉溫較平穩(wěn)，而通氧發(fā)酵的葉溫在發(fā)酵前期升溫較明顯且較快，后期下降速率較快，最終低于相應(yīng)的自然發(fā)酵葉溫。不同品種處理，發(fā)酵初始階段溫度差異較大。

2.3 發(fā)酵過程中發(fā)酵葉pH值變化情況

圖2 原料發(fā)酵過程中發(fā)酵葉pH值變化情況Fig.2 Changes in leaf pH during fermentation

通氧發(fā)酵與自然發(fā)酵過程中發(fā)酵葉的pH值結(jié)果及趨勢見圖2a～d。4 個(gè)品種自然發(fā)酵、通氧發(fā)酵2 種處理方式的pH值都呈降低趨勢。對應(yīng)同一取樣時(shí)間點(diǎn)，通氧發(fā)酵處理pH值低于自然發(fā)酵處理。發(fā)酵過程中發(fā)酵葉pH值變化幅度在4.38～5.01之間，黔湄419、黔湄502和黔湄601這3 個(gè)品種，pH值相近，變化幅度也相近，福鼎大白茶品種pH值略高于3 個(gè)黔湄系列的品種，但整體變化趨勢相同。

2.4 感官審評結(jié)果

由表2可知，黔湄502樣品采用的是一芽一葉原料，福鼎大白茶樣品采用一芽二、三葉，黔湄601、黔湄419、黔湄809樣品采用的是獨(dú)芽原料。由于受傳統(tǒng)審評方式所限，黔湄502、福鼎大白茶樣品在外形及葉底比較方面，均差于其他樣品，但在滋味、香氣、湯色比較方面不差于其他樣品。黔湄419樣品出現(xiàn)的高火味是由于后續(xù)干燥過程中溫度過高造成，與發(fā)酵階段沒有關(guān)系。感官審評結(jié)果表明，通氧發(fā)酵樣品的品質(zhì)不低于自然發(fā)酵樣品，說明紅茶進(jìn)行通氧發(fā)酵處理在技術(shù)上是可行的。

表2 樣品感官審評結(jié)果Table 2 Sensory evaluation of fermented tea leaves under different conditions

3 討 論

3.1 通氧處理與發(fā)酵葉感官品質(zhì)變化

工夫紅茶發(fā)酵過程中，葉面色澤一般呈現(xiàn)出青綠、黃綠、黃、紅黃、黃紅、紅、紫紅到暗紅色的變化過程；香氣一般呈現(xiàn)出青氣、清香、花香、果香、熟香而后逐漸低淡的變化過程[16]。葉面色澤及香氣的變化常常作為判斷紅茶發(fā)酵是否適度的重要手段。本實(shí)驗(yàn)采用通氧發(fā)酵方法，與自然發(fā)酵相比較，葉面色澤的紅變速度明顯加快，同時(shí)，香氣的遞漸變化趨勢也表現(xiàn)出與之相對應(yīng)的加快。葉面色澤及香氣的變化屬于感官變化，感官變化的加快說明與之相對應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)在通氧發(fā)酵過程中得到了快速發(fā)展。

3.2 通氧處理與發(fā)酵葉葉溫變化

酶促氧化作用是影響紅茶特有品質(zhì)特征形成的主要化學(xué)變化，這一學(xué)說已得到學(xué)術(shù)界的一致認(rèn)可[17-18]。氧化變化是屬于放熱反應(yīng)，因此，紅茶發(fā)酵的前期階段發(fā)酵葉的葉溫將會增加，隨著多酚類的氧化反應(yīng)逐漸減弱，釋放能量逐漸減少，發(fā)酵葉葉溫也會降低。本實(shí)驗(yàn)中通氧發(fā)酵處理的前30～60 min內(nèi)，葉溫在快速增加，明顯高于自然發(fā)酵，說明通氧發(fā)酵處理酶促氧化反應(yīng)更為劇烈，隨著通氧的繼續(xù)進(jìn)行，發(fā)酵葉溫也逐漸降低，說明酶促氧化作用開始減弱，這與酶活性的降低有著密切的關(guān)系，證明影響紅茶氧化發(fā)酵的最主要因子是茶葉中各種氧化酶類。

3.3 通氧處理與發(fā)酵葉pH值變化

實(shí)驗(yàn)表明，紅茶在發(fā)酵過程，發(fā)酵葉中有機(jī)酸的含量會不斷增加，包括蛋白質(zhì)水解生成氨基酸，酯型兒茶素類水解生成沒食子酸等[16,19]。本實(shí)驗(yàn)中pH值隨著發(fā)酵時(shí)間的增加一直表現(xiàn)出下降的趨勢，且通氧處理較與之時(shí)間對應(yīng)的自然發(fā)酵處理，下降速度略快，特別是在通氧處理的前30 min，下降速度最快。與之對應(yīng)的發(fā)酵葉葉溫也出現(xiàn)了類似的趨勢，說明葉溫的升高，促進(jìn)了發(fā)酵葉內(nèi)各水解酶類的活性，加速了有機(jī)酸的積累，導(dǎo)致了pH值的快速下降。

3.4 樣品感官審評結(jié)果

按照按GB/T 23776—2009審評方法，以及相應(yīng)地方標(biāo)準(zhǔn)（如貴州省地方標(biāo)準(zhǔn)DB52/T 641—2010《貴州工夫紅茶》）的要求，以及長期以來從業(yè)人員對茶葉感官品質(zhì)評審形成的固定模式，習(xí)慣性地將嫩度高的茶葉定位為更好的茶葉。在本實(shí)驗(yàn)中，黔湄502和福鼎大白茶2 個(gè)品種的3 個(gè)茶樣除外形和葉底審評得分低于其他茶樣，而滋味、香氣、湯色等內(nèi)在品質(zhì)的評審得分并不低于其他樣品。茶葉的 本質(zhì)屬性是飲料，而不是用來觀賞的工藝品。以現(xiàn)在的審評方式，必然引導(dǎo)市場偏離茶葉的本質(zhì)屬性，不利于茶產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

4 結(jié) 論

工夫紅茶發(fā)酵過程是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)體系，其主體反應(yīng)是以多酚類為主的酶促氧化反應(yīng)，同時(shí)伴隨著水解、異構(gòu)、合成和降解等其他反應(yīng)。各種化學(xué)反應(yīng)之間通過彼此生成的新物質(zhì)發(fā)生聯(lián)系，改變體系內(nèi)的環(huán)境因子，影響各種反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的處理，除通氧環(huán)節(jié)外，其他環(huán)節(jié)均同時(shí)進(jìn)行，以自然發(fā)酵作為對照，針對通氧對工夫紅茶發(fā)酵過程中葉面色澤變化，香氣特征變化，發(fā)酵葉溫度、pH值的變化進(jìn)行研究。在本實(shí)驗(yàn)設(shè)定條件下，主要得出以下結(jié)論：1）較之自然發(fā)酵，通氧處理能明顯的加快工夫紅茶發(fā)酵過程中葉面色澤的紅變，促進(jìn)紅茶特征香氣的形成，可以縮短發(fā)酵時(shí)間。2）較之自然發(fā)酵，通氧發(fā)酵能促進(jìn)發(fā)酵前期葉面升溫且高于自然發(fā)酵葉溫。后期繼續(xù)通氧則葉面溫度下降較快且低于自然發(fā)酵葉溫。3）無論是自然發(fā)酵還是通氧發(fā)酵，反應(yīng)系統(tǒng)的pH值都呈降低趨勢?？傮w上，通氧發(fā)酵使發(fā)酵葉pH值降低更快。4）感官審評結(jié)果表明，通氧發(fā)酵樣品綜合品質(zhì)不低于自然發(fā)酵樣品，說明紅茶通氧發(fā)酵在技術(shù)上是可行的。5）一芽一葉，一芽二、三葉的原料，也能加工出內(nèi)在品質(zhì)不低于獨(dú)芽原料的工夫紅茶。

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Changes in Sensory and Physico-chemical Characteristics of Tea Leaves during Aerobic Fermentation for Black Tea

PAN Ke1,2, SHEN Qiang2, SHEN Dong2, DU Xiao1,*
(1. College of Forestry and Horticulture, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China; 2. Guizhou Tea Research Institute, Guiyang 550006, China)

Fresh tea leaves from different tea cultivars, Qianmei 419, Qianmei 502,Qianmei 601,Qianmei 809 and Fudingdabaicha were fermented in a laboratory-made aerobic fermentor to produce black tea in comparison to natural fermentation. Changes in sensory quality were recorded at 15-min intervals during the fermentation, and leaf temperature and pH were measured as well. The results showed that during the early stage of aerobic fermentation, the leaf temperature went up quickly to a level higher than that of natural fermentation. Aerobic fermentation accelerated the color alteration of tea leaves to red and facilitated the formation of characteristics aroma. During the fermentation process, the pH value of fermented tea leaves showed a downward trend under both conditions, but decreased faster under aerobic condition. The results of sensory evaluation showed that the overall quality of black tea from aerobic fermentation was as good as that from natural fermentation.

black tea; aerobic fermentation; sensory quality; leaf temperature; pH value

S571.1

A

1002-6630（2014）15-0198-04

10.7506/spkx1002-6630-201415040

2013-07-30

貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院專項(xiàng)資金項(xiàng)目（2012017）；貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目（20133013）

潘科（1984—），男，助理研究員，博士研究生，主要從事茶葉加工研究。E-mail：panke840215@126.com

*通信作者：杜曉（1963—），男，教授，博士，主要從事茶葉質(zhì)量檢驗(yàn)研究。E-mail：duxian@vip.163.com