溫度對茶發(fā)酵葉色澤及茶色素含量的影響

滑金杰，袁海波，姚月鳳，江用文，王近近

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，國家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省茶葉加工工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310008）

0 引 言

紅茶，作為世界上消費(fèi)量最大的茶類，具有其獨(dú)特的湯色、滋味和香氣等內(nèi)質(zhì)，外形和湯色是評判紅茶質(zhì)量優(yōu)劣及市場價格體現(xiàn)的重要指標(biāo)之一[1-2]，也是判斷紅茶發(fā)酵適度的重要參數(shù)之一[3-6]。發(fā)酵是紅茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵工序[7-8]，鮮葉內(nèi)多酚類物質(zhì)與多酚氧化酶、過氧化物酶等發(fā)生酶促氧化聚合反應(yīng)，葉色逐漸由綠向黃綠→黃→橙黃→紅等依次轉(zhuǎn)變，同時生成茶黃素、茶紅素、茶褐素等（統(tǒng)稱茶色素）品質(zhì)成分和功能物質(zhì)[9-11]，TFs（theaflavins，即茶黃素）和TRs（thearubigins，即茶紅素）亦是紅茶關(guān)鍵的呈味、呈色物質(zhì)[12-16]。溫度是發(fā)酵工序的關(guān)鍵參數(shù)之一，直接影響葉內(nèi)茶黃素和茶紅素等紅茶品質(zhì)物質(zhì)的形成。現(xiàn)有研究多集中于發(fā)酵溫度對滋味物質(zhì)、香氣成分、紅茶品質(zhì)影響等方面[17-20]，而有關(guān)發(fā)酵溫度對發(fā)酵在制品湯色和外形變化影響的研究甚少。發(fā)酵適度的判斷仍以制茶人員的主觀評判為主，通過觀葉色、聞葉香進(jìn)行人為評判，客觀性差。有學(xué)者利用電子鼻技術(shù)[21-24]、漫反射光譜和可見遠(yuǎn)紅外光譜技術(shù)[25-26]、電荷耦合器件（charge-coupled device，CCD）色澤檢測技術(shù)[27]等技術(shù)，客觀判斷發(fā)酵的進(jìn)程和適度，研究表明DL（亮度色差值）、Da（紅度色差值）、Db（黃度色差值）、DE（總色差值）等湯色指標(biāo)與茶湯的感官評審得分呈極顯著相關(guān)性[28-29]。但發(fā)酵過程中外形和湯色的色相指標(biāo)的變化規(guī)律，發(fā)酵溫度對其影響，以及外形色相與品質(zhì)成分相關(guān)性等方面仍未進(jìn)行研究。本文應(yīng)用新型便攜式光學(xué)測色儀，旨在通過探究不同發(fā)酵溫度對發(fā)酵葉外形色澤和湯色L（亮度）、a（紅度）、b（黃度）等色相指標(biāo)變化規(guī)律，同時結(jié)合發(fā)酵溫度對茶黃素、茶紅素等品質(zhì)成分變化的影響，探討三者的相關(guān)性，建立評價紅茶發(fā)酵適度的客觀方法，同時獲得適度發(fā)酵下的外形和湯色色相指標(biāo)，為確定紅茶發(fā)酵適度和改進(jìn)傳統(tǒng)工藝提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

“福鼎大白茶”品種鮮葉原料，嫩度為一芽一葉至一芽二葉初展，杭州市茶葉試驗(yàn)場，采摘日期為2016年5月。

PRX-450D型人工氣候箱（上海谷寧實(shí)業(yè)有限公司）；6CR-45型揉捻機(jī)（浙江上洋機(jī)械有限公司）；JY-6CHZ-7B型茶葉烘焙提香機(jī)（福建佳友機(jī)械有限公司）；CM-5型臺式分光測色儀，CM-600d型便攜式分光測色儀（柯尼卡美能達(dá)（中國）投資有限公司）；LGJ-50C型真空冷凍干燥機(jī)（北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司）；Sartorius Quintix224-1CN型分析天平（賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司）；島津UV-3600型紫外-可見近紅外分光光度計(jì)（日本島津公司）；DK-S26型電熱恒溫水浴鍋（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；JW-B型分液漏斗振蕩器（常州市頂新實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）。

1.2 制茶流程

1.2.1 制茶流程及處理

1）萎凋。在人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行，設(shè)置溫度28℃、光照強(qiáng)度6 000 lx、相對濕度70%，鮮葉總處理量為20.0kg，將鮮葉混勻、薄攤，攤放厚度5 cm，至鮮葉含水率達(dá)62%～64%進(jìn)行揉捻。

2）揉捻。以空揉20 min→輕揉15 min→重揉10 min→輕揉15 min→重揉10 min→輕揉5 min進(jìn)行，總計(jì)75 min，后進(jìn)行解塊。

3）發(fā)酵。在人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行，設(shè)置25、30、35、40℃等4個溫度處理，設(shè)置相對濕度95%，發(fā)酵時間3.0 h。

4）干燥。在提香機(jī)內(nèi)進(jìn)行，120℃初烘15 min后，進(jìn)行適當(dāng)攤涼，而后85℃烘至足干（約30 min）。

1.2.2 取樣方法

不同發(fā)酵溫度處理每隔0.5 h進(jìn)行取樣，取樣時將發(fā)酵葉混勻，取60 g樣置于液氮冷凍固樣，后經(jīng)低溫冷凍干燥獲凍干樣，置于-20℃冰柜待測，檢測生化成分；同時取樣進(jìn)行外形色澤數(shù)據(jù)采集。

1.3 檢測方法

1.3.1 茶在制品外形色澤屬性檢測

在發(fā)酵過程中取樣的同時，使用便攜式色差儀對樣品的外形色澤進(jìn)行三角測定，以獲得可反映發(fā)酵葉和發(fā)酵程度的各色差屬性。采用L*a*b色差系統(tǒng)進(jìn)行測定，其中L值代表明度；a代表紅色度，“+”代表紅色程度，“-”代表綠色程度，b代表黃藍(lán)色度，“+”代表黃色程度，“-”代表藍(lán)色程度。DL、Da、Db均表示色差值，DE表示總色差值[30-31]。每次取樣時用測色儀進(jìn)行三角測定即時色差，5次重復(fù)。

式中LM為發(fā)酵樣的L值，L0為揉捻樣的L值；aM為發(fā)酵樣的a值，a0為揉捻樣的a值；bM為發(fā)酵樣的b值，b0為揉捻樣的b值。

1.3.2 茶在制品湯色色澤屬性檢測

取未研磨的在制品凍干樣3 g放入審評杯中，加入150 mL沸水，沖泡5 min，后用茶漏和濾紙過濾，取茶湯作為待測母液。取母液茶湯置于比色皿，在CM-5型臺式分光測色儀進(jìn)行色差測定。每個樣品重復(fù)測定3次。

式中LLM為發(fā)酵樣的湯色的L值，LL0為揉捻樣湯色的L值；LaM為發(fā)酵樣湯色的a值，La0為揉捻樣湯色的a值；LbM為發(fā)酵樣湯色的b值，Lb0為揉捻樣湯色的b值；DLE為湯色總色差值。

1.3.3 茶在制品總湯色值測定

參照Obanda等[17]的方法，取上述待測母液5 mL，加入5 mL純水，充分震蕩混勻，以純水為空白對照，在460 nm下進(jìn)行吸光值測定。

LC為發(fā)酵樣的總湯色值，DM是干物重質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.4 茶黃素、茶紅素、茶褐素等質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測

參照Roberts等[32]的系統(tǒng)分析法，室溫下取3.0 g未研磨茶樣溶于125 mL沸純水，100℃水浴鍋中浸提10 min，抽濾、冷卻待測。茶色素分離提?。喝?0 mL茶湯于60 mL分液漏斗中，加入30 mL乙酸乙酯，振蕩5 min靜置待分層后放出水層（下層）、倒出乙酸乙酯層（上層）。吸取上層2 mL加25 mL95%乙醇定容至25 mL，得到溶液A；吸取下層2 mL加2 mL飽和草酸溶液和6mL蒸餾水，加95%乙醇定容至25 mL，得到溶液B；吸取上層15 mL于30 mL分液漏斗中，加15 mL2.5%碳酸氫鈉溶液，振蕩30s靜置分層后，棄去上層，吸取下層4 mL，加95%乙醇定容至25 mL，得到溶液C；取茶湯15 mL于30 mL分液漏斗中，加15 mL正丁醇，振蕩3 min，靜置分層后吸取水層2 mL加2 mL飽和草酸溶液和6 mL蒸餾水，加95%乙醇定容至25 mL，得到溶液D。將得到的4種溶液于380 nm處測定吸光值并記錄為EA、EB、EC、ED。按照式（10）～（14）計(jì)算。

式中TFs為茶黃素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，TRs為茶紅素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，TBs為茶褐素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，EA為溶液A的吸光值，EB為溶液B的吸光值，EC為溶液C的吸光值，ED為溶液D的吸光值，DM是干物質(zhì)量比例，TRF是茶紅素與茶黃素的比值，TFRB為茶黃素和茶紅素之和與茶褐素的比值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)重復(fù)3次，每次試驗(yàn)結(jié)果以3個重復(fù)的平均值表示。采用SAS9.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，不同發(fā)酵處理間平均值的比較用單方面分類的方差分析，相關(guān)分析應(yīng)用于品質(zhì)生化成分、外形色相指標(biāo)、湯色色相指標(biāo)等三者的相關(guān)性分析。回歸分析應(yīng)用于生化成分與色相指標(biāo)之間的模型建立，其中，TFs、TRs、TFRB等為因變量，LL、LC、La、Lb、L、a、b等為自變量。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵溫度對茶在制品外形色澤屬性變化規(guī)律和色差值的影響

發(fā)酵溫度對發(fā)酵葉外形色澤指標(biāo)L值、a值和b值變化規(guī)律影響的結(jié)果如表1所示。隨著發(fā)酵時間的延長，不同發(fā)酵溫度下發(fā)酵葉的亮度L值均呈降低的趨勢，在90 min有所回升，且30℃以上的處理在發(fā)酵前60 min呈急速下降趨勢，25℃處理呈較均勻的下降趨勢，不同溫度比較，整體以25℃處理下發(fā)酵葉的L值顯著（P<0.05）高于其他處理，且L值隨著溫度的上升呈下降趨勢，即低溫發(fā)酵有利于發(fā)酵葉亮度、鮮活度的提升。紅度a值隨著發(fā)酵的進(jìn)行呈先增加而后波動平穩(wěn)的趨勢，這與發(fā)酵葉由綠變黃的表觀特征一致，a值的劇變期發(fā)生在發(fā)酵前60 min，這點(diǎn)與L值變化一致，不同溫度比較以35℃處理下發(fā)酵葉紅度顯著最高，40℃下顯著最低，即溫度的適度增加有利于茶紅素等顯紅性物質(zhì)的生成，但溫度過高則不佳。黃藍(lán)度b值在發(fā)酵起始點(diǎn)即為最高，即揉捻葉的黃度最強(qiáng)，隨著發(fā)酵的進(jìn)行呈下降趨勢，除25℃處理呈較平穩(wěn)下降，其他3個處理呈現(xiàn)前60 min劇烈下降，而后緩慢下降的趨勢，且隨著發(fā)酵的進(jìn)行，溫度越高，b值降低的越快，并呈顯著性差異，以25℃發(fā)酵溫度處理發(fā)酵葉的黃度最高，即低溫發(fā)酵有利于茶黃素等顯黃性物質(zhì)的累積，溫度的增加會導(dǎo)致其轉(zhuǎn)化降解，發(fā)酵葉的黃度值下降。

不同溫度下發(fā)酵葉色澤相對值DL、Da、Db、DE的變化規(guī)律如圖1所示。DL在整個發(fā)酵過程中呈現(xiàn)先降→回升→平穩(wěn)的趨勢，在發(fā)酵90 min有所回升（圖1a），相對于揉捻葉，發(fā)酵葉的DL呈負(fù)值，即發(fā)酵會導(dǎo)致茶在制品亮度下降，適度發(fā)酵有利于亮度的回升，過度發(fā)酵會導(dǎo)致亮度持續(xù)下降，不同溫度比較以低溫下DL的降幅最低，更有利于茶在制品亮度的保持。Da在發(fā)酵期間均呈正值，即發(fā)酵下茶在制品紅色屬性呈上升趨勢，Da呈現(xiàn)先增后平穩(wěn)的趨勢（圖1b），在發(fā)酵90 min達(dá)到峰值，不同溫度比較以35℃處理Da增幅最大，即此溫度下茶在制品紅度最高。Db在發(fā)酵過程中呈現(xiàn)負(fù)值，即伴隨著在制品紅度的上升，黃度下降（圖1c），且發(fā)酵時間和溫度對Db呈負(fù)影響，即發(fā)酵時間越長、溫度越高，在制品黃色特性越低。DE是綜合了DL、Da和Db的綜合色差變化屬性，在發(fā)酵過程呈現(xiàn)前60 min迅速增加，而后緩慢上升的趨勢（圖1d），且溫度越高，DE越大，與DL和Db的變化規(guī)律相反，這與其計(jì)算公式對應(yīng)。整體上，茶在制品外形色澤的劇變期發(fā)生在前90 min，后達(dá)到較為平穩(wěn)的變化趨勢，低溫有利于亮度和黃度的保持，高溫有利于紅度的提升。

2.2 發(fā)酵溫度對茶在制品湯色色相屬性變化規(guī)律和色差值的影響

發(fā)酵溫度和時間對茶在制品湯色的總湯色LC值、亮度LL值、紅度La值和黃藍(lán)度Lb值影響顯著不同（表2）。

表1 發(fā)酵溫度對發(fā)酵葉L值、a值和b值變化規(guī)律的影響Table 1 Effects of fermentation temperature on L value,a value and b value of fermented leaves

注：Mean代表同一參數(shù)同一溫度下不同發(fā)酵時間的均值，大寫字母表示同一時間不同溫度的同一參數(shù)在0.05水平上的差異性。Note:“Mean”represents the mean value of different fermentation time at the same parameter.The capital letter indicates the difference of the same parameter at the same time and different temperature on the 0.05 level.

圖1 發(fā)酵溫度對發(fā)酵葉色澤相對值變化規(guī)律的影響Fig.1 Effects of fermentation temperature on color property of fermented leaves

表2 發(fā)酵溫度對發(fā)酵葉湯色LC值、LL值、La值和Lb值變化規(guī)律的影響Table 2 Effects of fermentation temperature on LC value,LL value,La value and Lb value of fermented leaves liquor

整體上，發(fā)酵時間越長，湯色亮度LL值整體呈下降趨勢，總湯色LC值、紅度La值和黃度Lb值除25℃處理呈逐漸提升外，則隨著發(fā)酵時間的延長呈現(xiàn)先升后降的趨勢；相同發(fā)酵溫度不同湯色指標(biāo)峰值點(diǎn)出現(xiàn)的時候較一致，如30℃處理下LC值、La值和Lb值峰值均出現(xiàn)在90～120 min，即此3個參數(shù)具有協(xié)同效應(yīng)；不同溫度下LC值、La值和Lb值峰值點(diǎn)的高度和出現(xiàn)時間不同，以Lb值為例，30℃處理峰值點(diǎn)出現(xiàn)在120 min，35℃處理峰值點(diǎn)出現(xiàn)在90min，40℃處理峰值點(diǎn)出現(xiàn)在150min。不同發(fā)酵溫度比較，以30℃ 處理下茶在制品湯色的LC值和黃度Lb值（P<0.05）顯著高于其他3組處理，溫度過高會導(dǎo)致此3個湯色屬性值下降，即發(fā)酵溫度適當(dāng)?shù)脑黾佑欣诳倻?、紅黃度的提升；紅度La值以低溫（25或30℃）處理顯著最優(yōu)，亮度LL值以35℃處理相對最優(yōu)，40℃處理顯著最差（均以mean值比較）。與外形色澤指標(biāo)比較（表1）可以看出，發(fā)酵溫度對兩者的影響不同，即外形色澤指標(biāo)的變化不僅受水溶性物質(zhì)的湯色指標(biāo)影響，還受非水溶性指標(biāo)的影響。

茶在制品的湯色指標(biāo)DLL、DLa、DLb、DLE等在不同發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間的變化規(guī)律如圖2所示。

圖2 發(fā)酵溫度對發(fā)酵葉湯色色澤相對值變化規(guī)律的影響Fig.2 Effects of fermentation temperature on color property of fermented leaves liquor

圖中DLL在發(fā)酵過程中在負(fù)值的狀態(tài)下呈整體下降趨勢（圖2a），變化幅度在6.0以內(nèi)，在90 min有所回升，這點(diǎn)與外形DLL值的結(jié)果較一致（圖1a），即發(fā)酵會導(dǎo)致葉湯色透亮度下降，不同溫度比較以35℃顯著較優(yōu)。湯色DLa和DLb在發(fā)酵180 min內(nèi)均呈現(xiàn)逐步上升而后有所下降的趨勢（圖2b和圖2c），且值均為正值，湯色DLa值的變化幅度在8.0以內(nèi)，而湯色DLb值的變化幅度較大，在5.0～20.0內(nèi)，即發(fā)酵會促使湯色向黃、向紅轉(zhuǎn)變，但發(fā)酵過度會導(dǎo)致湯色變渾、變暗，即湯色DLa和DLb的下降，不同溫度比較以20、30℃較優(yōu)。湯色DLE的變化趨勢與湯色DLa和DLb一致，整體呈先升后降的趨勢（圖2d），其中湯色DLb對DLE的貢獻(xiàn)率最大，變化的劇烈期在發(fā)酵前60 min，即茶黃素和茶紅素快速形成的時期，不同發(fā)酵溫度比較，35℃有利于湯色亮度的保持，而20和30℃的低溫則有利于湯色紅度和黃度，以及整體色澤的提升。

2.3 發(fā)酵溫度對茶在制品茶黃素、茶紅素、茶褐素等轉(zhuǎn)化生成的影響

發(fā)酵溫度和時間對茶黃素、茶紅素、茶褐素等含量及變化規(guī)律的影響如圖3所示。

由圖可以看出，不同溫度對茶黃素（TFs）變化規(guī)律的影響不同（圖3a），40℃下呈下降趨勢，其他3個處理呈先升后降的趨勢，且不同溫度下TFs的峰值即峰值時間不同，25℃在發(fā)酵90 min達(dá)到峰值，30和35℃在發(fā)酵30 min達(dá)到峰值，且以30峰值（0.515%）顯著（P<0.05）大于其他處理的峰值，25℃處理次之，即發(fā)酵溫度和時間對茶黃素的形成存在顯著交互作用，兒茶素在酶促氧化下轉(zhuǎn)化形成茶黃素，溫度的增加可加速茶黃素的生成，但同時催化茶黃素的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而導(dǎo)致時間的增長導(dǎo)致茶黃素含量的下降，且溫度過高（40℃）會導(dǎo)致茶黃素轉(zhuǎn)化量大于形成量，進(jìn)而形成發(fā)酵過程中茶黃素的含量下降，低溫（25℃）更有利于茶黃素的持續(xù)形成。不同發(fā)酵溫度下茶紅素均呈先增加后下降的趨勢，不同點(diǎn)在于峰值高度和峰值時間（圖3b），其中25和40℃處理峰值點(diǎn)在發(fā)酵30 min，35℃處理峰值點(diǎn)在發(fā)酵60 min，30℃處理峰值點(diǎn)在發(fā)酵90～120 min，且以35℃峰值點(diǎn)顯著最高（7.008%），但峰值點(diǎn)后TRs迅速下降，30℃峰值點(diǎn)高度次之，且保持峰值的時間較長，在發(fā)酵60～150 min，均在6.0%以上，25和40℃均在發(fā)酵前30 min有所增加，而后下降，其中40℃發(fā)酵處理降速更快，結(jié)合茶黃素變化（圖3a），茶黃素的轉(zhuǎn)化促進(jìn)了茶紅素的形成，且溫度的增加會加速其轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)而導(dǎo)致隨著發(fā)酵時間的延長茶黃素含量的下降，茶紅素含量的上升，但時間過長、溫度過高則會導(dǎo)致茶紅素進(jìn)一步氧化聚合形成茶褐素等酚類高聚物，茶紅素含量的下降，至發(fā)酵末期（150～180 min）達(dá)到均衡點(diǎn)，即茶紅素的形成和進(jìn)一步轉(zhuǎn)化較一致。圖3c可以看出，茶褐素整體呈現(xiàn)增加趨勢，不同溫度下具體規(guī)律不同，25和30℃處理下發(fā)酵前120 min呈勻速低量增加，120～150 min急速增加，后30 min平穩(wěn)的趨勢，這點(diǎn)與茶黃素和茶紅素的變化規(guī)律相對應(yīng)，低溫下發(fā)酵TFs和TRs可持續(xù)形成，且長時間內(nèi)可保持較高的含量（圖3a和圖3b），整體上顯著高于35和40℃處理，進(jìn)而導(dǎo)致低溫發(fā)酵前期TBs含量的緩慢增加，而35和40℃處理TBs含量則呈現(xiàn)在發(fā)酵前90 min迅速增加，后期平緩的趨勢，這與TFs和TRs在發(fā)酵前30 min（35℃下的TFs和40℃下的TRs）或60 min（35℃下的TRs）達(dá)到最高值后迅速下降的現(xiàn)象對應(yīng)，其中以40℃發(fā)酵下茶褐素的形成量顯著最大，最不利于發(fā)酵品質(zhì)的形成。

總體上看，TFs、TRs、TBs間存在形成競爭關(guān)系，等量兒茶素底物條件下，低溫（25℃）利于TFs和TRs的持續(xù)形成，且兩者的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化聚合量較低，TBs量較少，但TFs和TRs達(dá)到峰值的時間較長，且峰值高度較低，適當(dāng)?shù)奶岣甙l(fā)酵溫度（30和35℃）利于TFs和TRs的快速高量形成，同時TBs量不會快速增加，然溫度過高（40℃）則會導(dǎo)致TFs和TRs量迅速轉(zhuǎn)化消耗，TBs量的快速形成。為此引出TFRB值（the ratio of the sum of theaflavins and thearubigins to theabrownins），即茶黃素和茶紅素加和值與茶褐素比值，可以看出（圖3d）在發(fā)酵過程TFRB值呈先升后降的趨勢，不同溫度比較以30℃處理顯著最優(yōu)，這點(diǎn)與外形a值（表1）和湯色LC值、La值和Lb值（表2）相一致且保持高值的能力最強(qiáng)，35℃次之，這與茶紅素量（圖3b）對應(yīng)，40℃處理顯著最低，在發(fā)酵60 min后值即小于0.8。

圖3 發(fā)酵溫度對發(fā)酵葉茶黃素、茶紅素、茶褐素生成規(guī)律的影響Fig.3 Effects of fermentation temperature on theaflavins,thearubigins and theabrownins formation of fermented leaves

2.4 茶在制品色澤屬性和色差值與茶色素生成轉(zhuǎn)化的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析用于分析茶色素與茶外形色相屬性、茶湯色色澤屬性的之間內(nèi)在聯(lián)系（表3），可以看出，TFs和TRs間呈顯著正相關(guān)，TFs和TRs兩者均與TFRB呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），即茶黃素和茶紅素均對TFRB值具有等值貢獻(xiàn)，TBs對TFRB呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。TRF即TRs/TFs，是現(xiàn)有衡量紅茶品質(zhì)的重要指標(biāo)，從表中可以看出TRF與TFs呈顯著負(fù)相關(guān)，但與TRs無顯著相關(guān)性，即TRF不能有效的代表TFs和TRs在葉內(nèi)的貢獻(xiàn)表征。

表3 發(fā)酵葉茶黃素、茶紅素、茶褐素間的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis between TFs,TRs and TBs of fermented leaves

由表4可以看出，茶樣湯色色澤屬性間LC、La、Lb三者間呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），且R2>0.90，即茶湯總湯色值、湯色紅度與湯色黃度三者相互影響，對湯色品質(zhì)具有協(xié)同作用，而LL則均與LC、La、Lb呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01，R2>0.90），這與傳統(tǒng)感官認(rèn)知一致，水色越透亮，則透射率越高，反射率越低，吸光值越低，進(jìn)而紅黃度和總湯色越低，這點(diǎn)與表2獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果一致，即LC值的上升，伴隨著LL值的下降、La和Lb值的增加。外形色澤屬性則有所不同，a值與L值、b值呈極顯著負(fù)相關(guān)（P>0.01），L值與b值呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，R2>0.90），外形L值為茶樣條索的反光性體現(xiàn)，人工感官評審紅茶時黃色出現(xiàn)，即金毫，對應(yīng)茶樣的亮度L值會隨之提高，紅度a值因黃度掩蓋而值有所下降，這點(diǎn)與表1的研究結(jié)果相一致，L值和b值在發(fā)酵中的變化規(guī)律一致，與a值的規(guī)律相反。

表4 發(fā)酵樣湯色色澤屬性和外形色澤屬性的相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis between fermented leaves color property and fermented leaves liquor color property

外形色澤屬性與湯色色澤屬性間呈極顯著相關(guān)性，其中外形L值和b值與湯色LC、La、Lb值呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01，R2>0.64），與湯色LL值呈極顯著正相關(guān)（P<0.01，R2>0.71），外形a值與湯色色相屬性相關(guān)性則相反，與湯色LC、La、Lb值呈極顯著正相關(guān)，與湯色LL值呈極顯著負(fù)相關(guān)，這與表1和表2獲得的結(jié)果相吻合，隨著發(fā)酵進(jìn)行，茶在制品逐漸由黃變紅，葉亮度L值和黃度b值下降、紅度a值上升，紅色物質(zhì)的增加導(dǎo)致湯色的LC、La、Lb值則隨之上升，湯內(nèi)物質(zhì)的增加導(dǎo)致透光度的下降，湯色的LL值亦下降，即外形色澤表征與湯色色澤表征存在顯著相關(guān)性，可以通過外形色澤表征來獲得對應(yīng)的湯色特性，進(jìn)而為獲得優(yōu)化的湯色品質(zhì)提供快速判別的方法。

TFs、TRs、TBs等顯色內(nèi)質(zhì)與茶樣外形和湯色表征的相關(guān)關(guān)系如表5所示，可以看出，TFs與L值、b值、Lb值呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），其中與外形黃度b值相關(guān)性最強(qiáng)，R2達(dá)到0.724，與LC值、La值呈顯著正相關(guān)，表明茶黃素含量直接影響茶樣外形的亮度和黃度，同時對總湯色值、湯色黃度和紅度均有重要的正相關(guān)影響，有利于湯色和外形優(yōu)異品質(zhì)的形成。TRs僅與a值和Lb值呈顯著正相關(guān)（P<0.05），與L值和b值呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05），表明茶紅素主要對茶樣外形色相屬性起關(guān)鍵影響，直接顯著影響外形紅度，對湯色內(nèi)質(zhì)的影響相對較小。TBs則與7個色澤屬性均呈極顯著相關(guān)性，其中與L值、b值、LL值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與a值、LC值、La值、Lb值呈極顯著正相關(guān)，對應(yīng)表1、表2和圖3的色相表征和茶褐素的變化規(guī)律，可以看出與相關(guān)性結(jié)果較一致，即發(fā)酵的進(jìn)行，外形紅度a值逐漸增加，茶褐素含量的增加，湯色紅黃度亦會增加，但湯色透亮度則會下降。TFRB值與7個色澤屬性的相關(guān)性關(guān)系則與TBs相反，其中與LL值和b值相關(guān)性最強(qiáng)，呈極顯著正相關(guān)，R2>0.60。

表5 發(fā)酵樣色澤屬性與茶色素生成轉(zhuǎn)化的相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis between color property and colour aberration and tea pigment generation of fermented leaves

茶黃素和茶紅素作為紅茶關(guān)鍵的品質(zhì)和功能成分，也是判斷紅茶發(fā)酵適度的重要指標(biāo)，但現(xiàn)有檢測TFs和TRs的方法較復(fù)雜、且重復(fù)性和精準(zhǔn)性差，從相關(guān)性分析可以看出，外形色澤屬性和湯色色相屬性與TFs和TRs的相關(guān)性顯著，為此進(jìn)行以TFs和TRs為目標(biāo)值的回歸分析。結(jié)果表明，直接線性回歸模型最適合該組樣本數(shù)據(jù)，具體結(jié)果見表6。

表6 以茶黃素、茶紅素、TFRB值為目標(biāo)值的回歸分析Table 6 Regression analysis of theaflavins,thearubigins and TFRB value as target value

以TFs為目標(biāo)值時，模型達(dá)到極顯著（P<0.01），即該回歸模型可行，多重決定系數(shù)R2達(dá)到0.804（表6），該系數(shù)預(yù)測模型中自變量對因變量的貢獻(xiàn)比例，即外形和湯色色澤屬性自變量解釋了80.4%的TFs因變量的總變化，即用該模型預(yù)測TFs含量可行，由表7可以看出，湯色LL、湯色Lb和外形b值對TFs影響顯著，且均呈顯著正相關(guān)，即湯色和外形黃度b值的增加對應(yīng)樣品高含量的TFs值，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，在制品逐漸變黃，對應(yīng)黃度b值和湯色Lb值增加，TFs值亦隨之增加，發(fā)酵進(jìn)一步進(jìn)行則在制品逐漸由黃變紅，對應(yīng)黃度b值下降、紅度a值增加，TFs值隨之下降。其他色澤屬性無顯著影響，其中以外形黃度b值對TFs影響最大，湯色亮度LL值影響次之，為此獲得TFs的多元線性回歸預(yù)測模型，見式（1）。

式中VLL為湯色亮度LL值，VLb為湯色黃度Lb值，Vb為外形黃度b值。

以TRs為目標(biāo)值時，誤差對因變量影響所占比例過大，導(dǎo)致模型未達(dá)到顯著（P=0.097），7個色澤屬性僅LL值對TRs呈顯著影響（P<0.05），即以外形和湯色色澤屬性為自變量建立用于預(yù)測茶紅素含量的線性回歸模型不可行。為此選擇與7個色澤屬性呈顯著相關(guān)（表5），且同時可代表葉內(nèi)TFs和TRs含量（表3）的TFRB值作為因變量，進(jìn)行線性回歸模型分析（表6），模型F值為3.47，達(dá)到顯著，即用該線性模型預(yù)測TFRB值可行，后進(jìn)行7個色澤屬性自變量的多元線性向后回歸分析（表7），其中僅外形b值達(dá)到極顯著正相關(guān)，其他6個色澤屬性未對因變量TFRB值產(chǎn)生顯著影響，為此獲得TFRB的線性回歸預(yù)測模型，見式（2）。

表7 以茶黃素和TFRB值為目標(biāo)值時各變量的顯著性和參數(shù)估計(jì)Table 7 Significance and parameter estimation of variables while theaflavins and TFRB value as target value

對應(yīng)表7可以看出，外形b值同時對TFs和TFRB產(chǎn)生顯著影響，即外形b值是外形和湯色色澤屬性中最為關(guān)鍵的色相屬性，可作為判斷發(fā)酵適度和評判品質(zhì)成分茶黃素含量的重要指標(biāo)。

3 結(jié)論

1）發(fā)酵時間的延長會導(dǎo)致外形色澤L值、b值的下降，a值的增加，湯色LC值、La值和Lb值的先升后降，LL值的下降；各色澤屬性的劇變期均發(fā)生在前90 min。

2）不同溫度比較，低溫（20或30℃）有利于外形亮度L值、外形黃度b值、總湯色LC值、湯色黃度Lb值和湯色紅度La的值的保持，高溫（35℃）有利于外形紅度a值和湯色透亮度LL值的增加。

3）隨著發(fā)酵進(jìn)行，品質(zhì)成分TFs（茶黃素）和TRs（茶紅素）均呈先增后降的趨勢，然茶紅素峰值點(diǎn)出現(xiàn)時間晚于茶黃素，且不同溫度峰值點(diǎn)出現(xiàn)時間和峰值高度不同，整體上，以25℃發(fā)酵有利于TFs的形成和累積，而30℃發(fā)酵有利于TRs累積，40℃則高聚物TBs形成量最大。

4）相關(guān)性分析可以看出，茶黃素含量對外形和湯色色澤屬性均呈顯著正相關(guān)影響，有利于湯色和外形優(yōu)異品質(zhì)的形成。茶紅素主要對茶樣外形色相屬性起關(guān)鍵影響，對湯色內(nèi)質(zhì)的影響相對較小。TFRB值較TFR值更可有效代表茶黃素和茶紅素在葉內(nèi)的貢獻(xiàn)表征。

5）通過線性回歸分析獲得了以LL值、Lb值和b值為變量的茶黃素回歸模型，R2達(dá)到0.804，結(jié)合TFRB值的回歸模型可以看出外形黃度b值是色澤指標(biāo)中最為關(guān)鍵的，可作為判斷發(fā)酵適度和評判茶黃素含量的關(guān)鍵因子。

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