姜花純花茶的加工工藝研究

譚火銀，胡秀，董明明，張雯涵

（仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院園藝園林學(xué)院，廣東廣州510225）

（白）姜花（Hedychium coronarium Koen.）為姜科（Zingberaceae）姜花屬觀賞花卉植物，形似蝴蝶，花瓣潔白、花心淡黃，又名蝴蝶姜、白蝴蝶花、野姜花等。姜花一向被當(dāng)作傳統(tǒng)的香型鮮切花[1]，而近年來愈多見鮮姜花的食品研發(fā)，如姜花鳳梨酥、姜花餅、姜花雪糕、姜花酸奶等[2-3]。而目前鮮見有以姜花花朵為原料的姜花純花茶研究報(bào)道。

姜花擁有獨(dú)特誘人的花香，是作為純花茶的亮點(diǎn)之一。其特征香氣組分[4]在可食用花卉中如玫瑰、白丁香、茉莉等少見類似[5-6]。從嗅覺上，鮮姜花的香氣比茉莉、珠蘭、桂花等更加清香襲人。工業(yè)上，姜花為提取芳香油的重要工業(yè)原料[7]，用以制備姜花精油、洗發(fā)水及護(hù)膚品等。

近年，國內(nèi)外研究指出姜花具有抗菌、抗癌、消炎鎮(zhèn)痛、保肝利尿、抗氧化、降血壓等藥性功效[8-11]。而針對鮮姜花花部的營養(yǎng)成分研究則指出，姜花除在蛋白質(zhì)、維生素類以及鈣、鐵、鋅含量較高，各種氨基酸含量豐富，另亦有加強(qiáng)心臟收縮和減慢心率作用[12]。目前，存在于姜花花瓣的化學(xué)成分被證實(shí)有保肝[13]、消腫[14]及抗菌[15]的生物活性。姜花中含有大量二萜、倍半萜等萜類化合物成分及揮發(fā)油成分，對抗腫瘤有一定活性[16]。

純花茶（herb tea）在近年來，在馬來西亞、新加坡及歐美等地被認(rèn)為其可與茶葉、咖啡并論[17]，人們認(rèn)為其對人體健康有潛在益處[18]。姜花若作為純花茶原植物，在國內(nèi)外都有很大的發(fā)展前景：不僅能延續(xù)其作為食用的壽命，也能為花茶飲品市場提供更加多樣化的選擇。

本研究以上述觀點(diǎn)出發(fā)，主要以烘干、微波干燥與真空冷凍干燥3種加工工藝，包括干燥前的加工預(yù)處理，針對以姜花花朵為原材料制備優(yōu)質(zhì)姜花純花茶。

1 材料與方法

1.1 材料

6月～11月份，姜花樣品主要采購于廣州芳村嶺南花卉市場。室內(nèi)通風(fēng)水養(yǎng)至不同開放程度分別為：龍芽期、筆筒期、漏斗期、蝶形期、蝶后期的鮮姜花，采摘后洗凈待處理。

5個開放狀態(tài)[19]的姜花花朵，包括處于龍芽期（未開放）、筆筒期（花徑 4 mm～10 mm）、漏斗期（花徑20 mm～30 mm）、蝶形期（花徑 35 mm～45 mm，唇瓣平展）、蝶后期（花徑大于45 mm，唇瓣后展）。姜花花朵除花冠、花蕊部分以外涉及花冠管。姜花的不同開放狀態(tài)見圖1。

圖1 姜花的不同開放狀態(tài)Fig.1 Different flowering stages of Hedychium coronarium Koen.

1.2 儀器

XMTD-8222型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；HQMW-BA03型箱式吊籃微波加熱設(shè)備：東莞市華青微波設(shè)備制造有限公司；LGJ-10F型方艙真空冷凍干燥機(jī)：北京松源華興科技發(fā)展有限公司；奧士達(dá)BLSTPB-WGN-073型攪拌器：東莞匯勛電器制品有限公司；中科美菱DW-FL262型超低溫冷凍儲存箱：安徽省合肥中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司；ELECALL伊萊科數(shù)字萬用表：樂清市伊萊科電氣有限公司；永晟YS-01型數(shù)字測溫儀：深圳市永晟創(chuàng)新科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 開放狀態(tài)試驗(yàn)

取等量5個開放狀態(tài)的姜花，均保留完整花冠管、以平攤方式進(jìn)行干燥。采用烘干、微波干燥和真空冷凍干燥3種方法。3種干燥方法的設(shè)備條件分別為：烘干，溫度為70℃；微波干燥，以功率為6kW、溫度為60℃的條件殺青3 min，后以功率為2 kW、溫度為60℃條件微波干燥30 min；真空冷凍干燥，在-23℃的條件下預(yù)冷凍2 h，-12℃的溫度下升華干燥15 h，5℃的溫度下進(jìn)行解析干燥18 h。

1.3.2 花冠管保留程度試驗(yàn)

取等量蝶形期的姜花，并分別進(jìn)行保留完整花冠管、保留一半花冠管、不保留花冠管的處理[19]，均采用平攤的方式，分別進(jìn)行烘干、微波干燥和真空冷凍干燥。3種干燥方法的設(shè)備條件設(shè)置同開放狀態(tài)試驗(yàn)中條件一致。評價(jià)以試驗(yàn)得出的花冠管保留方式對花茶影響的主要區(qū)別：花形完整性和花茶甜味為標(biāo)準(zhǔn)。姜花純花茶的不同花冠管保留程度見圖2。

1.3.3 不同攤放形式的試驗(yàn)

取等量漏斗期的姜花，均保留其完整花冠管，以70℃溫度分別采用平攤、立體卡口的攤放方式放入烘箱，連續(xù)烘干至干燥完成。這里立體卡口的方式指在烘箱中設(shè)置寬度為1 cm左右的多橫排卡口紙板，免出現(xiàn)花瓣和花冠管重疊，以實(shí)現(xiàn)姜花花朵各部分結(jié)構(gòu)受熱均一。因微波干燥和真空冷凍干燥的儀器設(shè)備受限，故只能進(jìn)行平攤方式的干燥試驗(yàn)。評價(jià)以試驗(yàn)得出的兩種攤放方式對花茶影響主要區(qū)別：花茶品質(zhì)、產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)。立體攤放所用的卡口紙板見圖3。

圖2 姜花純花茶的不同花冠管保留程度Fig.2 Different degrees of corolla tube retention of Hedychium coronarium tea

圖3 立體攤放所用的卡口紙板Fig.3 The cardboard used for vertical placement

1.3.4 烘干

取等量蝶形期的姜花，均保留一半花冠管，以平攤的方式放入烘箱中，以溫度分別為60、65、70、75、80℃條件，連續(xù)烘干至干燥完成。

1.3.5 微波干燥

取等量蝶形期的姜花，均保留全花冠管，設(shè)置殺青溫度分別為60、70、80℃，在功率6 kW下殺青3 min，后統(tǒng)一以功率為2 kW、溫度60℃的條件下進(jìn)行微波干燥30 min。設(shè)對照組為無殺青（即殺青功率0）。以單層平攤的方式放入微波干燥儀，直至干燥完成。

1.3.6 真空冷凍干燥法

1.3.6.1 過程參數(shù)選取

根據(jù)電阻測定法原理[20]測定姜花花朵共晶點(diǎn)和共熔點(diǎn)。依據(jù)馬寧在1998年對食品物料共晶溫度測試系統(tǒng)的研制所得出的結(jié)論，選擇電阻變化率大于5 MΩ/℃時的溫度作為共晶區(qū)上限溫度，電阻變化率小于1 MΩ/℃時的溫度作為共晶區(qū)下限溫度。為保證花材全部凍結(jié)，本試驗(yàn)選取其上限溫度作為共晶點(diǎn)。根據(jù)花瓣的共晶點(diǎn)溫度，本試驗(yàn)選取低于其共晶點(diǎn)溫度8℃～10℃作為預(yù)冷凍最終溫度，低于其共熔點(diǎn)溫度2℃～5℃作為升華溫度設(shè)定值。

1.3.6.2 不同干燥條件

取等量蝶形期的姜花，均保留全花冠管，分別用以下條件干燥：（1）-23℃預(yù)冷凍2 h，0℃下分別升華23、25、27 h，直至?xí)r間結(jié)束。（2）-23℃預(yù)冷凍 2 h，5℃下分別升華22、24、26 h，直至?xí)r間結(jié)束。（3）-23℃預(yù)冷凍 2 h，-12℃下升華 15 h，5℃下分別解析 16、18、20 h，直至?xí)r間結(jié)束。

1.3.7 感官審評標(biāo)準(zhǔn)

表1 姜花純花茶的感官審評標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria for Hedychium coronarium tea

根據(jù)《茶葉初（精）制茶技術(shù)》[21]中花茶的感官評價(jià)指標(biāo)，再結(jié)合姜花花茶自身特色，最終確定各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)及其比例（如表1）：干花品質(zhì)（35%）：色澤（20%）、干香（15%）；沖泡品質(zhì)（65%）：濕香（15%）、完整性（10%）、湯色（5%）、甜味（20%）、姜味（10%）、耐泡度（5%）。請10位不同性別和不同年齡階段的人，分別對姜花花茶的干香、色澤以及沖泡后的濕香、甜味、姜味、完整性、湯色、耐泡度等進(jìn)行打分，并寫出評語。依據(jù)GB/T 23776-2009《茶葉感官審評方法》中的規(guī)定，給予每個品質(zhì)相應(yīng)的權(quán)重后進(jìn)行加權(quán)平均，作為感官評定的數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同開放狀態(tài)對姜花純花茶品質(zhì)的影響

不同開放狀態(tài)對姜花純花茶品質(zhì)的影響見表2。由表2知，總體看來，龍芽期和筆筒期的花朵在3種干燥方法下得到的花茶品質(zhì)都較為遜色，不適合作為原料制作姜花花茶。而漏斗期和蝶形期的花朵整體上評分均為80分以上，品質(zhì)較高，基本可確定姜花純花茶的品質(zhì)與花的開放狀態(tài)關(guān)系非常密切。進(jìn)一步探討發(fā)現(xiàn)，姜花在不同開放時期的香氣組分，及與色澤、口感等有關(guān)化學(xué)成分有一定差別[4]，推斷在漏斗期至蝶形期之間，為姜花干燥后仍能保留其較好色澤、香氣和滋味等有關(guān)化學(xué)成分的最佳時期。3種干燥方式中，表現(xiàn)最突出的為真空冷凍干燥，除龍芽期外，其他各個花期干燥出的花茶品質(zhì)均非常好。其中蝶后期與烘干、微波干燥用蝶后期得出的花茶差別顯著，推斷為烘干、微波干燥方式對于蝶后期，即開始衰老的花朵的化學(xué)成分已難以保留，而真空冷凍干燥則能將這些難以保留的成分保留下來。

表2 不同開放狀態(tài)對姜花純花茶品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different flowering stages on the quality of Hedychium coronarium tea

2.2 不同花冠管保留程度對姜花花茶品質(zhì)的影響

姜花的花冠管中含有可增強(qiáng)花茶甜度的蜜腺，也有會降低花茶的口感的辛辣、姜味物質(zhì)。花冠管保留程度對姜花純花茶沖泡品質(zhì)的影響見表3。由表3結(jié)果分析得出，不保留花冠管會使花瓣水分迅速散失，蜜腺部分的剔除也使甜味大大減少，而辛辣味也隨之突顯。保留一半花冠管，則保留了部分蜜腺，辛辣味相對有所抑制，但花形完整性不足。保留全花冠管制出的姜花花茶沖泡后花形完整，具有良好的觀賞性，相對另外兩種花冠管保留方式，飲用時甜味較佳，但稍有辛辣味。而在生產(chǎn)上，以保留全花冠管的方式在原材料的收集上更為方便，使制作花茶的生產(chǎn)效率更高。

表3 花冠管保留程度對姜花純花茶沖泡品質(zhì)的影響Table 3 Effects of different degrees of corolla tube retention on the brewing quality of Hedychium coronarium tea

2.3 不同攤放形式對姜花純花茶品質(zhì)與產(chǎn)量的影響

不同攤放形式是基于以平攤方式烘干產(chǎn)量較低，普通烘干設(shè)備利用率不高的情況下提出的。不同攤放方式對姜花純花茶品質(zhì)與產(chǎn)量的影響見表4。由表4可知，定制卡口式的烘箱可提高生產(chǎn)效率，以便大量生產(chǎn)，方便農(nóng)戶或生產(chǎn)者進(jìn)行姜花純花茶的制備。烘干工藝的優(yōu)勢為操作簡便，配合立體攤放形式干燥，生產(chǎn)效率在570朵/h以上。而微波干燥方式中，平攤的攤放方式仍然使得姜花容易扁平、重疊，但由于用時較烘干短，產(chǎn)量也比烘干的高。真空冷凍干燥方式由于本身應(yīng)用的原理、性質(zhì)，給姜花花茶走高端方向帶來很大的開發(fā)空間，即使是平攤也能讓姜花的花型立體并保持羽白色色澤，故其攤放方式無需作入討論。

表4 不同攤放方式對姜花純花茶品質(zhì)與產(chǎn)量的影響Table 4 Effects of different placement method on the quality and productivity of Hedychium coronarium tea

2.4 不同烘干溫度對姜花純花茶品質(zhì)的影響

不同烘干溫度對姜花純花茶品質(zhì)的影響見表5。據(jù)表5分析得，烘干溫度過高，香氣極易散失甚至出現(xiàn)雜味，如煙澀味、青草味等，花茶色澤變暗，甜味物質(zhì)減少，而姜味加重。烘干溫度過低，花茶受熱時間長，水分喪失慢，使香氣悶濁，不顯清香，同樣導(dǎo)致甜味較少、姜味加重的現(xiàn)象。結(jié)果顯示烘干方式?jīng)]有明顯提高耐泡度。在70℃條件下，制成的姜花花茶色澤微黃、明亮，色澤均勻，皺縮程度較小，香氣清香而濃郁，沖泡后滋味鮮爽，香氣純正，較其他溫度下制成的姜花花茶品質(zhì)更優(yōu)。

表5 不同烘干溫度對姜花純花茶品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different oven-drying temperatures on the quality of Hedychium coronarium tea

2.5 不同微波殺青條件對姜花花茶品質(zhì)的影響

殺青是指通過高溫破壞或鈍化鮮花的氧化酶活性，使花茶可以更好地保色，同時蒸發(fā)部分水分，散發(fā)出青臭味。不同微波殺青條件對姜花純花茶品質(zhì)的影響見表6。由表6可知，純干燥，即無殺青條件制備出的干花色澤偏暗，香氣不顯，干花整體未完全干燥，品質(zhì)較差。而經(jīng)過高功率短時間的殺青過程，制得的花茶色澤明顯較好，亦沒有青草氣味。殺青溫度為80℃時，花茶在色、香、味上表現(xiàn)出品質(zhì)較差。溫度為60℃時，得出的姜花花茶色澤微黃、明亮，香氣清香，較70℃溫度下得出的姜花花茶品質(zhì)更優(yōu)，其沖泡品質(zhì)表現(xiàn)為較耐泡，沖泡后更是滋味鮮爽，香氣純正、鮮靈。

2.6 真空冷凍干燥

2.6.1 過程參數(shù)的確定

通過電阻測定法得出姜花共晶點(diǎn)溫度范圍為-12℃～-14℃，共熔點(diǎn)溫度范圍為-11℃～-9℃。經(jīng)多次試驗(yàn)得出：-23℃下預(yù)冷凍2 h效果最好；在-12℃下升華效果最好?？紤]到在-12℃下升華時間太久，嘗試設(shè)定升華溫度分別為0℃和5℃，效果良好。嘗試在升華后繼續(xù)進(jìn)行解析階段，在-12℃下升華15 h、5℃下解析得出的姜花干燥率較高用時較短、品質(zhì)優(yōu)良。

表6 不同微波殺青條件對姜花純花茶品質(zhì)的影響Table 6 Effects of different microwave de-enzyme conditions on the quality of Hedychium coronarium tea

2.6.2 真空冷凍干燥條件設(shè)置對姜花純花茶品質(zhì)的影響

不同真空冷凍干燥條件對姜花純花茶品質(zhì)的影響見表7。表7可知：（1）0℃下升華干燥最佳時間是25 h。25 h下的姜花花茶干燥率較高，色澤稍亮，香味明顯，裝瓶之后有美感；而23 h下的產(chǎn)品干燥率不夠，繼而影響產(chǎn)品質(zhì)量和后期貯藏；27 h下花茶形狀完好，但非常脆，容易碎，裝瓶時瓶底有碎末，不利于后面的儲藏和包裝運(yùn)輸，且耗時長。（2）5℃下升華干燥最佳時間是24 h。24 h下的姜花花茶干燥率高，花型保持較好，顏色明亮，香氣清香；22 h的干燥率不高，容易造成品質(zhì)下降，儲存時易發(fā)霉；26 h下的花茶由于鮮花質(zhì)量不太好，所以出來的產(chǎn)品質(zhì)量稍次。（3）5℃下解析干燥最佳時間是18 h。18 h下的姜花花茶干燥率較高，且較好地保持了鮮花的自然形態(tài)，色澤和香氣俱佳。（4）在-12℃下升華15 h，5℃下解析18 h得出的干花品質(zhì)最佳。

表7 不同真空冷凍干燥條件對姜花純花茶品質(zhì)的影響Table 7 Effects of different vacuum-freeze drying conditions on the quality of Hedychium coronarium tea

表8 烘干、微波干燥和真空冷凍干燥方法的姜花純花茶最優(yōu)加工工藝條件Table 8 Optimal processing conditions of Hedychium coronarium tea by oven drying，microwave drying and vacuum-freeze drying method

2.7 3種干燥方法各自最優(yōu)加工工藝條件及結(jié)果比較

烘干、微波干燥和真空冷凍干燥的各自最優(yōu)加工工藝條件如表8。就品質(zhì)而論，3種干燥方法從優(yōu)至劣為：真空冷凍干燥法>微波干燥>烘干干燥（見表9）。各干燥方法得到的純花茶品質(zhì)見圖4。

表9 烘干、微波干燥和真空冷凍干燥工藝對姜花純花茶品質(zhì)的影響Table 9 Effect of oven drying，microwave drying and vacuum-freeze drying methods on the quality of Hedychium coronarium tea

圖4 3種干燥方式得出姜花純花茶的沖泡前后圖Fig.4 Dried flowers and flower tea of Hedychium coronarium tea obtained by three drying methods

3種干燥方式姜花花材處理方式均相同（除烘干干燥的攤放方式為立體卡口方式）；A真空冷凍干燥（預(yù)冷凍：-23℃2 h，升華干燥：-12℃15 h，解析干燥：5℃ 18 h）；B.微波干燥（殺青：6 kW、60℃ 3 min；干燥：2 kW、60℃30 min）；C.烘干干燥（溫度70℃）。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

1）在香水睡蓮花茶[22]、杜仲雄花茶[23]、牡丹花茶[24]、枇杷花茶[25-26]等烘干工藝研究均表示烘干的溫度和時間尤其重要。試驗(yàn)記錄在溫度70℃時，烘至全干得到的純花茶用時約100 min。由于姜花為單瓣花，花瓣也很輕薄，烘干所需的時間不長，單次生產(chǎn)量也比較多。不足之處在于，由烘干法制出的姜花純花茶，在貯存中顏色逐漸變深，易于褐化。

2）在微波干燥時，姜花的花冠管末端在微波干燥下不易全干，需耗費(fèi)更多的時間對其進(jìn)行干燥。若能解決此問題，微波干燥的生產(chǎn)效率會更穩(wěn)定甚至有提高，盡管微波干燥成本比烘干設(shè)備高，但仍有生產(chǎn)優(yōu)勢。由牡丹花茶[24]、連蕊花茶[27]工藝研究中得到啟示：可嘗試以微波殺青配合烘箱干燥的干燥工藝。在烘干前進(jìn)行短時高效的微波殺青處理，有助于將新鮮樣品中的氧化酶滅活，從而抑制酶促氧化[28]；同時能蒸發(fā)一部分水分，減少烘干時間；還可散發(fā)出青草氣味，使香氣更純正。

3）真空冷凍干燥后的花朵如鮮花般立體生動，與烘干、微波干燥出來的花茶完全不同，不會皺縮或扁塌，香氣鮮醇，色澤保持羽白、明亮。泡開后茶味清香，滋味鮮爽，辛辣味較少。從產(chǎn)品出發(fā)，真空冷凍干燥出來的花茶觀賞性很強(qiáng)，品質(zhì)也是特優(yōu)，但目前這種成本高昂、操作復(fù)雜、生產(chǎn)效率低下的干燥方式也難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

4）姜花含有大量萜類化合物、揮發(fā)油成分，但經(jīng)過高溫干燥或低溫冷凍干燥后，花茶浸出液的營養(yǎng)保健成分尚未有報(bào)道研究。但在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，姜花制成花茶對消水腫、利尿有明顯效果，尤其對孕婦而言，是否能作為臨床治療仍需進(jìn)一步證實(shí)。事實(shí)上，對于姜花茶湯中的營養(yǎng)成分及其它活性成分，包括微量元素、氨基酸、水溶性浸出物含量，及多酚、類黃酮等有機(jī)物活性物質(zhì)，保肝活性、抗菌活性、抗氧化活性及其他揮發(fā)性物質(zhì)等也需要得到進(jìn)一步的檢測研究。

3.2 結(jié)論

1）3種干燥方法的各自最優(yōu)加工工藝為：a.烘干法，漏斗期或蝶形期花朵→保留完整花冠管→立體卡口攤放→溫度70℃；b.微波干燥法，漏斗期花朵→保留完整花冠管→微波6 kW、60℃下殺青3 min，2 kW、60℃下干燥30 min；c.真空冷凍干燥法，蝶后期花朵→保留完整花冠管→-23℃預(yù)冷凍2 h，-12℃升華15 h，5℃解析干燥18 h。

2）3種干燥方式中，就品質(zhì)而言，真空冷凍干燥姜花品質(zhì)最優(yōu)，花茶色澤微黃、均勻，花形立體，香氣純正清香，滋味鮮爽。但從生產(chǎn)成本來講，烘干法較適宜進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)。微波干燥方式得出的產(chǎn)品品質(zhì)與成本均于另外兩種干燥方式之間，具有良好的生產(chǎn)潛力。

3）在制作姜花純花茶時，為協(xié)調(diào)生產(chǎn)質(zhì)量與成本之間的矛盾：選擇漏斗期或蝶形期的姜花花朵較合適；保留完整花冠管制出的姜花純花茶品質(zhì)更好；干燥時以立體卡口的攤放方式比平攤方式更優(yōu)，同時表現(xiàn)在產(chǎn)量及品質(zhì)上。