茉莉花茶加工技術(shù)與吸香機理研究現(xiàn)狀

張鈺婷　葉秋萍　程淑華　張作家　黃丹樨　金心怡

摘 要 為了進一步綜合地認識茉莉花茶窨制的工藝本質(zhì)、完善茉莉花茶窨制技術(shù)，本文綜述和分析了茉莉花茶加工技術(shù)及吸香機理的研究現(xiàn)狀，并對后續(xù)研究進行了展望。

關(guān)鍵詞 花茶；吸香機理；吸香技術(shù)；物理吸附；化學吸附

中圖分類號 S571.1 文獻標識碼 A

Abstract In order to further comprehensively understand the technological essence of tea scenting， improve the scenting technique，the paper described the traditional scenting technology and continuous scenting process and its existing problems， summarized and analyzed the present situation of the research and technology. The perspectives on the future were presented.

Key words Scented tea；The mechanism of adsorption；Aroma Absorption Technology；Physical adsorption；Chemical adsorption

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.01.032

茉莉花茶具有悠久的生產(chǎn)歷史，其獨特的香氣深受消費者的喜愛。早在南宋年間，趙希鵠就在《調(diào)燮類編》記載了花茶的窨制方法：將茶葉和鮮花分層置于瓷罐內(nèi)，使茶葉吸附花香[1]。說明很早以前人們就發(fā)現(xiàn)了茶葉的吸香特性，利用此原理的茉莉花茶窨制工藝一直延續(xù)至今。隨著人們生活水平的不斷提高和勞動力成本的不斷攀升，傳統(tǒng)茉莉花茶窨制工藝繁瑣、耗能大、勞動強度大、生產(chǎn)周期長、成本高、配花量大等問題日益突顯研究并遵循茉莉花茶吸香機理，傳承傳統(tǒng)工藝精髓，提高茉莉花茶吸香效率，降低窨制勞動強度，生產(chǎn)綠色有機、香氣芳清鮮，滋味醇厚、多風味[2]茉莉花茶以適應(yīng)更多消費者需求是未來花茶的發(fā)展方向。

本文擬通過綜述和分析前人對茉莉花茶加工技術(shù)與吸香機理，以進一步綜合全面地認識茉莉花茶窨制的工藝本質(zhì)，以便為更好地發(fā)揮茉莉花經(jīng)濟價值，實行茉莉花茶標準化生產(chǎn)，創(chuàng)新茉莉花茶加工工藝，生產(chǎn)高品質(zhì)多風味的茉莉花茶產(chǎn)品提供科學指導和研究思路。

1 茉莉花茶加工技術(shù)研究進展

1.1 傳統(tǒng)窨制技術(shù)

茉莉花傳統(tǒng)加工工序分為茶坯處理、鮮花養(yǎng)護、茶花拌和、窨花、通花、起花、復(fù)火續(xù)窨、提花、勻堆裝箱等多道工序；工藝歷時較長，“三窨一提”工藝流程需半個月以上：復(fù)火→冷卻（2-3 d）→第一窨（1 d）→干燥→冷卻（2-3 d）→第二窨（1 d） →干燥→冷卻（2-3 d）→第三窨（1 d） →干燥→冷卻（2-3 d）→提花（1 d） →包裝裝箱。茉莉鮮花適宜吐香環(huán)境條件為：溫度30～33 ℃，相對濕度80%，空氣流速5～6 m/min，堆溫35～38 ℃；使鮮花開放度達90度，呈虎爪形狀以滿足窨花要求[3-9]。其工序中茶坯窨制前的適宜含水率應(yīng)低于4.5%，在一定水分范圍內(nèi)，茶坯愈干燥，吸香能力愈強，反之，則愈弱[10]。因此要求茶坯進行反復(fù)多次復(fù)火，并嚴格遵守“高溫、快速、安全”的烘干原則，以保證茶坯具有較強的吸附能力[11]。

1987年，楊偉麗等[12]從冰箱中潮濕的茶葉仍可除異味得到啟發(fā)，對不同原料、不同含水率茶坯吸香能力進行試驗；結(jié)果表明傳統(tǒng)窨制工藝中低含水率的茶坯吸香效果并不是最好的；此后陸修閩[13]、劉用敏等采用含水率10%～15%茶坯、減少花量20%～30%進行窨制試驗，認為該工藝得到的茉莉花茶外形條索、色澤上接近于傳統(tǒng)工藝[14-15]，其不但吸香效果好，還有利于產(chǎn)品外形，生產(chǎn)易受控制。這一結(jié)果對傳統(tǒng)茉莉花茶的純物理吸附理論提出了挑戰(zhàn)。

1.2 濕坯連窨技術(shù)

濕坯連窨指的是將不烘坯、頭窨或壓花后的濕坯直接轉(zhuǎn)入第二窨的技術(shù)。山西貞[16]報導了印度尼西亞對烘干茶坯增濕至含水率30%窨制花茶的試驗；陸修閩等[17]提出了濕坯窨制新工藝的初步設(shè)計；駱少君等[18]綜合前人的研究進行茉莉花茶濕坯連窨工藝改革，設(shè)計了一套新工藝流程，在茉莉花茶原產(chǎn)地福州茶廠運用新的工藝流程進行了生產(chǎn)，取得了良好的效果；袁地順等[19-20]在濕坯窨制的基礎(chǔ)上總結(jié)了“連窨”新工藝能夠保護茉莉鮮花生機，發(fā)揮其吐香能力和利用率，新工藝窨制后的茉莉花茶產(chǎn)品香氣鮮靈、滋味純正而爽口；蘇州茶廠[21]將茉莉花茶濕坯連窨新工藝與傳統(tǒng)工藝進行了比較， 結(jié)果表明， 新工藝不僅解決了傳統(tǒng)窨制工藝中存在的問題還節(jié)省了大量的成本： 此后葉乃興等[22]也通過以不同配花量對濕窨工藝的影響試驗又進一步加以證明，當濕窨工藝的配花量為87%時，主香組分、助香組分和微量組分含量與傳統(tǒng)工藝（配花量為l15%）沒有顯著差異，這表明采用增濕工藝可以節(jié)省茉莉花達24%左右。當采用配花量為96%的濕窨工藝窨制高檔茉莉花茶時，其吸香量顯著高于傳統(tǒng)工藝，達到了提香節(jié)花，大大地提高了茉莉花茶的經(jīng)濟效益的目的。濕坯連窨新技術(shù)以其工藝簡化，配花量減少，窨制烘干次數(shù)減少，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本降低，勞動力減少等特點在全國推廣。

濕坯連窨技術(shù)[23-28]是將精制后的茶坯（含水率在7%-10%）直接與鮮花進行連續(xù)兩次窨制，中間不必復(fù)火轉(zhuǎn)為攤涼，第一次窨后茶葉含水率為16%～18%，連窨后茶葉含水率為20%～30%， 兩窨后起花立即進行干燥2 d，再進行第三次窨制，最后干燥冷卻提花。堆溫是連窨技術(shù)中公認的一個關(guān)鍵因子，影響著鮮花的釋香和茶坯的吸香。學者研究[29]和生產(chǎn)實踐[30-31]都表明，較低堆溫窨制的茉莉花茶香氣濃度總不及較高堆溫窨制出的茉莉花茶香氣濃度，適宜的高溫有利于茶坯對香氣的吸附，且可促進茉莉花茶滋昧醇和、湯色綠黃的形成；但堆溫過高則會導致鮮花呼吸速率加快、過早萎凋；降低鮮花利用率和花茶品質(zhì)，所以一般控制堆溫在37～48 ℃之間。同時濕坯連窨技術(shù)在窨制過程中茶坯是不經(jīng)復(fù)火直接攤涼連窨，在攤涼期間如果處理不當，茶坯中固有的芳香物質(zhì)容易在高水分和水熱條件下，會引起后發(fā)酵作用，使葉底變暗，湯色混濁，香氣不鮮靈，滋味不鮮爽。特別是霉菌易迅速生長繁殖，使成品茶變質(zhì)出現(xiàn)異味。因此，濕坯攤涼技術(shù)的要求很高[32]。

1.3 窨制工藝創(chuàng)新研究

為了實現(xiàn)“低成本、高效益、高品質(zhì)”的生產(chǎn)目的，人們在濕坯連窨的基礎(chǔ)上進行了進一步探索和工藝創(chuàng)新。如隔離窨花[33]、高壓噴香[34]、機械附香[35]、電子輻照[36]、添加香精[37]

利用濾紙吸附茉莉花頭香[38]等，徐長宜[39]研制出了一種創(chuàng)新型花茶真空窨機，其原理是將鮮花置于真空箱子中，使茶坯周圍形成了濃厚的香氣層，在濃度梯度差和真空泵放氣產(chǎn)生壓力作用下，促使水汽和香氣凝聚體迅速向茶坯內(nèi)部滲透擴散，有效地提高茶坯的吸香能力，整個窨制時間2～3 h；楊偉麗等[40]在對花茶素坯類型進行一系列研究后認為，以烘為主的半烘炒青為適制花茶的最佳素坯原料；陳依穗等[41]對烘坯、不烘坯、不烘坯濕坯連窨進行窨制對比試驗，提出不烘坯濕窨的花茶品質(zhì)最佳，其香氣濃厚，滋味鮮爽，且濕坯水分大，可維持鮮花生機，大大提高了鮮花的利用率；鄔齡盛[2]研究認為，不同茶坯外形應(yīng)采用不同的窨制方法，全烘茶外表疏松粗糙，毛孔開張，吸附能力相對較大，采用“連窨工藝”；全炒茶坯外表緊結(jié)光亮，毛孔嚴密，吸附能力弱，半烘半炒的茶坯外形均勻，應(yīng)用“增濕連窨工藝”，達到窨制一致的目的， 而且在花源、勞力、能源等方面達到充分的節(jié)支[42-43]。

2 花茶吸香機理研究進展

任何干燥的固體物質(zhì)表面與氣體或液體接觸時，很容易將氣體或液體中某些成分聚集到固體表面，這種現(xiàn)象為吸附，固體物質(zhì)為吸附劑，氣體或液體為吸附質(zhì)。根據(jù)吸附劑孔徑大小、顆粒形狀、化學成分、表面極性不同，吸附劑的作用效果不同，吸附機理也有所不同。根據(jù)吸附分子和固體表面的作用力的性質(zhì)不同，可以將吸附分為物理吸附和化學吸附[44]。

2.1 物理吸附機理

物理吸附是由范德華力所引起的吸附，因此具有結(jié)合力比較弱，吸附熱比較小，非選擇性、可逆性，吸附和解析的速率比較快等特點[45]。其中包括固體表面吸附和毛細管凝聚吸附兩種類型。

2.1.1 固體表面吸附 表面吸附指當吸附劑固體表面與氣體或液體接觸時，氣體或液體中某些成分聚集到固體表面的現(xiàn)象。表面吸附常用的吸附劑有活性炭、大孔樹脂吸附等，其中活性炭為黑色多孔固體.孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達，具有巨大的比表面積，一般可高達1 000～3 000 m2/g，對氣體、溶液中的無機或有機物質(zhì)及膠體顆粒等都有很強的物理吸附性能[46-47]，不與吸附質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)，具有可逆性、機械強度好、制造方便等特點。

2.1.2 毛細管凝聚吸附 毛細管凝聚指當固體物質(zhì)的毛細管與氣體或液體接觸時，在毛細管內(nèi)凝結(jié)成液體，凝結(jié)液受毛細管壁表面張力作用，呈凹液面，凹液面的蒸汽壓低于平面，凝結(jié)液逐漸增加，直至使毛細管孔隙充滿[48-53]。

在傳統(tǒng)窨制工藝中，人們認為茶葉的主要吸香機理是物理吸附。因為較干燥的茶葉本身是一種疏松多孔的、比表面積大、無選擇可逆性吸附的固體，這一點不僅為物理吸附提供了前提，也與物理吸附的特性相符。物理吸附理論提到吸附質(zhì)可為氣體和液體，而茉莉花香氣成分正是以水汽為載體傳遞香氣，從而推斷出茶葉的吸香機理主要是表面吸附或毛細管凝聚作用。因此認為，當茶葉含水率為零時，其吸水能力和吸香能力最強，反之，吸香能力便會大大下降，這正是傳統(tǒng)窨制工藝之所以要反復(fù)多次窨制烘干的主要原因。

2.1.3 梯度滲透機理 窨制過程中，茶坯與鮮花兩者之間存在溫度梯度、水分梯度和香氣梯度，即存在“溫、濕、氣”的梯度差，本課題組采用先進儀器在線檢測茉莉花茶生產(chǎn)“花、茶、堆”溫濕度變化，試驗表明在窨制過程中，花溫、花濕、花香濃度總是大于茶坯，在長時間充分接觸下，鮮花呼吸作用產(chǎn)生的熱量、水分及釋放的香氣必然向著茶坯轉(zhuǎn)移，形成梯度滲透作用[54]。

1972～1974年，福州茶廠進行“隔離窨制”，將茶、花隔離，用鼓風法將茉莉花吐放的香氣送到干燥的茶葉中，由于茶花之間缺乏良好的接觸和滲透，使茶葉吸水吸香減少，過量的空氣使香氣稀釋，濃度下降，因此花茶香氣不及傳統(tǒng)花茶[42]；李立祥等[55-56]通過對“干窨”與“濕窨”技術(shù)的對比試驗發(fā)現(xiàn)，“干窨”的茶坯吸水能力較強，窨制后花渣泛黃，香氣消散，無生機；而“濕窨”中由于茶坯本身含水率高而吸水少，其窨制后的花渣生機蓬勃、余香尚存、花色嫩白，提高茉莉花的利用率；阮穎慧等[57]研究提出，堆溫對茉莉花的釋香與茶葉的吸香有顯著的影響[58-61]，茶坯溫度過低，鮮花的芳香物質(zhì)不能很好揮發(fā)，影響茶坯吸香，使茉莉花茶的香氣濃度下降。

2.2 化學吸附機理

濕坯連窨技術(shù)的出現(xiàn)，說明在一定范圍內(nèi)，茶坯的吸香能力隨含水率而遞增，純物理吸附理論已無法充分解釋濕坯吸香現(xiàn)象—花茶窨制除了物理吸附還存在著化學吸附。化學吸附指水溶液中因其某些原子或離子價力不飽和而與香氣分子以氫鍵結(jié)合形成較穩(wěn)定絡(luò)合物的現(xiàn)象。茶葉加工中， 經(jīng)過揉捻而擠出的茶汁中富含有多酚類化合物、茶氨酸、咖啡堿、糖類等呈極性的物質(zhì)，其溶于茶葉孔隙或附著在茶葉內(nèi)表面，由于這些大分子物質(zhì)的某些基團具有不飽和鍵， 為茶葉的化學吸附提供了前提條件[62-64]。

2.2.1 以水浸出物為吸附劑 1989年，駱少君[65]對經(jīng)去水浸出物，去醚浸出物處理的茶葉進行吸香試驗，發(fā)現(xiàn)茶葉經(jīng)去醚浸出物窨制后仍具有正常的花香、濃度略淡、無茶香；而去水浸出物及去水、醚浸出物的茶樣沒有花茶香，木頭氣味，茶葉色澤發(fā)黑、無光澤；茶樣的香氣組分與未經(jīng)處理的對照樣之間存在很大差異：對茉莉花的5種特征香氣有3種全無吸附，而對另外2種特征香氣如苯甲醇和吲哚的吸附量，去水浸出物茶樣為對照樣的11%，其中一些未知名的成分含量高于對照樣。首次提出茶葉的水浸出物對茶葉吸香有重要的影響作用，同時還決定茶葉的滋味、湯色的重要物質(zhì)；楊偉麗、方世輝等[66-69]通過試驗也證明了這一點，并提出以茶葉水浸出物為載體的化學吸附的新觀點。在茉莉花茶窨制過程中，茶坯具有一定的含水率，水浸出物才能夠溶解析出，附于茶葉孔隙管道和葉表面，其某些原子或離子價力不飽和而與香氣分子以氫鍵結(jié)合，形成穩(wěn)定絡(luò)合物，產(chǎn)生化學吸附，使香氣分子與吸附劑結(jié)合牢固，化學吸附具有不可逆性。

2.2.2 以水為吸附劑 香化學理論認為[7]， 有香物質(zhì)必須具有兩點：（1）必須具有揮發(fā)性； （2）必須在脂類、水等物質(zhì)中具有一定的溶解度。根據(jù)茉莉花香氣中的羥基、羰基團易與水分子形成氫鍵而溶于水的原理，茶葉中的水分在窨制過程中將以極性鍵結(jié)合方式將茉莉花的香氣分子吸附。茶葉含水率高低將影響其香氣的吸附能力，干茶坯含水率低，結(jié)合水束縛力大，水分活性低，吸香能力較弱，茶葉濕坯的自由水較多，水分活性較高，吸香能力強[70-72]。楊偉麗等人以純水模擬窨花試驗證實了水分能夠吸附香氣；馬崇德[73]利用吹氣-冷凍法制備出茉莉香精油；濕坯連窨技術(shù)正是利用水的氫鍵作用，通過控制茶坯含水率及茉莉花吐香環(huán)境相對濕度，使茶葉中具有溶劑性質(zhì)的水與揮發(fā)香氣物質(zhì)產(chǎn)生鍵結(jié)[14]。

2.2.3 以其他物質(zhì)為吸附劑 闞能才等[74]認為茶葉的吸香過程是一個茶多酚化合物氧化還原過程，當茶葉中多酚類化合物被氧化的同時，茉莉花香氣分子被還原，因而被茶葉吸附；日本高砂香料工業(yè)社[75-77]對研究指出，茶葉吸附的作用基團是多酚基、亞胺基、羧基、巰基、羥基等；南昌茶廠[78]等曾指出茶葉中所含的棕櫚酸和萜烯類化合物等醚浸出物具有較強的吸附芳香物質(zhì)的能力；施兆鵬[79]等利用醚將包括上述兩種成分在內(nèi)的脂溶性物質(zhì)浸出后，發(fā)現(xiàn)茶葉的吸香能力無明顯下降，認為棕櫚酸和萜烯類化合物作為“定香劑”的結(jié)論需論證[80]；湯一[81]以高分子化學研究為基礎(chǔ)提出了蛋白質(zhì)包埋及束縛香氣的觀點，認為鮮花中香氣成分中大部分含有極性基團，可與茶葉蛋白質(zhì)分子鏈極性基團形成氫鍵而被束縛；日本Toshiaki Kobayashi[82]根據(jù)茶葉中蛋白質(zhì)對香氣分子具有包埋和束縛這一機理，解釋了茶葉濕坯的吸香固香效果優(yōu)于干坯的原因是干坯含水率低，茶坯中肽鏈的親水基團折疊包埋，疏水基團外露，從而導致香氣分子中的極性基團難以與蛋白質(zhì)分子鏈形成氫鍵，吸香能力較弱，而濕坯則相反，其親水基團外露，吸香能力較強。

3 研究展望

雖然前人對傳統(tǒng)茉莉花茶的吸香機理開展了許多試驗研究，但是應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)手段分析研究茉莉花與茶的水分、香氣傳遞機制以及應(yīng)用代謝組學研究花茶內(nèi)含成分在花與茶構(gòu)成的吐、吸交替的濕熱作用下所發(fā)生的化學變化仍有待進一步深入，此外，花茶窨制過程“茶、花、堆”三元體溫濕度的動態(tài)變化規(guī)律及調(diào)控技術(shù)有待于進一步揭示和研究，高品質(zhì)多風味花茶加工工藝技術(shù)有待于創(chuàng)新。

3.1 花茶吸香和固香機理研究

茶葉吸香機理是長期以來備受關(guān)注的熱點，也是茉莉花茶窨制工藝中的關(guān)鍵。研究至今，包括有物理吸附、化學吸附、香氣滲透機理、內(nèi)含物吸附機理以及高分子包埋束縛香氣學仍有待進一步研究，以提供更多充足有力的證據(jù)，為花茶窨制工藝標準化提供科學依據(jù)。

應(yīng)用代謝組學及液相色譜、氣相色譜、液質(zhì)聯(lián)用、質(zhì)譜等現(xiàn)代技術(shù)手段研究等高分子包埋束縛香氣成分過程，探明在窨制過程，茶坯中的蛋白質(zhì)分子如何通過吸收鮮花呼吸作用所放出熱量來獲得需要的動能，進行分子構(gòu)型的重排，使親水基團充分外露，產(chǎn)生香氣吸附作用，解釋單純香精噴灑不能達到“入骨”的吸香效果，為花茶工藝創(chuàng)新提供思路。

3.2 花茶吸香和固香技術(shù)研究

創(chuàng)新花茶吸香工藝，開展活性炭吸附茉莉花香氣機理和吸香技術(shù)研究?；钚蕴课綑C理有兩個方面，一是活性炭具有很強的物理吸附性能，二是利用活性炭的表面官能團和良好的表面化學性質(zhì)，實現(xiàn)活性炭化學吸附。將花茶窨制分成季節(jié)和反季節(jié)兩個階段[83]，在茉莉花生產(chǎn)季節(jié)，采用活性炭進行吸香固香，非生產(chǎn)季節(jié)再將其洗脫成香氣吸附質(zhì)，利用不同的香氣成分窨制符合消費者需求的各種不同風味花茶產(chǎn)品。

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責任編輯：張海東