黃芩葉茶生產(chǎn)過程中殺青工藝探究

余伊欖，謝國勇，秦民堅*

(1.中國藥科大學 中藥資源系，江蘇 南京210009；2.中國藥科大學 天然藥物活性組分與藥效國家重點實驗室，江蘇 南京210009)

黃芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)為唇形科(Labiatae)植物，屬多年生草本，根部入藥。主要分布于我國東北、河北、內(nèi)蒙、山西、山東以及云貴地區(qū)。關(guān)于黃芩的藥用記錄，最早可追溯到《神農(nóng)本草經(jīng)》，臨床上常作為清熱燥濕藥[1]。黃芩的莖葉雖不是藥用部位，但也具有一定的藥用價值，其化學成分以黃酮類物質(zhì)為主[2]，其中主要包括野黃芩苷、黃芩苷、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸等化合物，另外，同地下部分相比，黃芩莖葉部分的黃酮類成分以野黃芩苷、芹菜素7-O-β-D-葡萄糖醛酸等的含量較高[3]。其次，黃芩莖葉中含有18種氨基酸[4]，且富含Zn，Mn，Cu，F(xiàn)e，Al，P，Mg，Ca，K等礦物質(zhì)元素[5]。鞏江，章曉鳳[6]等人用水蒸氣蒸餾法得到黃芩莖葉中的揮發(fā)油，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS)分析鑒定了其中的37種化合物。現(xiàn)代研究表明，黃芩莖葉具有解熱抗炎[7]、抗菌抗氧化[8]以及保護心肌缺血、降血脂等功效[9]。

據(jù)史籍記載，黃芩葉作茶飲用的歷史已有近千年[10]，當?shù)匕傩諏ⅫS芩葉用水沖泡后發(fā)現(xiàn)茶汁金黃，散發(fā)清香，且具有一定的保健功效，故其飲用流傳至今。通過相關(guān)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在我國的北方多省以及云南、貴州等地，民間常將黃芩葉采摘后曬干，或者是放入蒸籠反復蒸、涼3至4遍后曬干制成茶葉。近些年，黃芩葉茶的制作逐步走向市場化，一些企業(yè)開始規(guī)?；a(chǎn)，其中一些企業(yè)模仿南方的制茶工藝來加工黃芩葉。但目前來說，黃芩葉茶的加工工藝還不成熟，不同地區(qū)，不同企業(yè)的加工工藝都不盡相同[11]，導致產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。

殺青工藝是整個加工過程中熱處理的第一環(huán)，是茶產(chǎn)品形成風味不可缺少的一部分[12]。其目的是通過高溫快速破壞鮮葉中酶的活性，使一定的低沸點青氣物質(zhì)散失，同時還能蒸發(fā)出葉片內(nèi)部水分，使其變軟，利于之后揉捻工藝的進行[13-14]。目前，常用的殺青有蒸汽、微波、滾筒、漂燙等方式[15-17]。本文旨在探尋殺青工藝的最優(yōu)條件，在保持其較好的外觀質(zhì)地的同時，也能充分保留其化學成分，使其具有較好的預防、治療功能。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 供試植物

從2017年8月至10月于中國藥科大學江寧校區(qū)藥用植物園中摘取生長一致且無病蟲害的黃芩葉片。植株經(jīng)中國藥科大學秦民堅教授鑒定為黃芩ScutellariabaicalensisGeorgi。

1.1.2 實驗儀器

UV-2450 HH-4紫外分光光光度計 日本島津公司；Agilent1290高效液相色譜儀 Agilent Technolodies,Ltd；TGL-16M離心機 湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司；WP750微波爐 順德格蘭仕電器廠有限公司。

1.1.3 實驗試劑

蒽酮(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司；茚三酮(分析純) 南京化學試劑有限公司；2,4-二硝基苯肼(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司；硫脲(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司；甲醇(分析純) 上海星可高純?nèi)軇┯邢薰?；乙?色譜純) 德國Merck公司；甲酸(分析純) 南京化學試劑有限公司；二水合磷酸二氫鈉(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司；十二水合磷酸氫二鈉(分析純) 國藥集團化學試劑有限公司；無水碳酸鈉(分析純) 上海凌峰化學試劑有限公司；福林酚(分析純) 北京索萊寶科技有限公司；硫酸(分析純) 南京化學試劑股份有限公司；愈創(chuàng)木酚(化學純) 國藥集團化學試劑有限公司；30%過氧化氫 南京化學試劑有限公司。

1.2 方法

1.2.1 材料預處理

將新鮮黃芩葉片于室溫25 ℃下室內(nèi)通風處堆放1小時進行萎調(diào)處理，堆放厚度為2 cm。

1.2.2 篩選最佳漂燙殺青工藝

將黃芩葉放入熱水中漂燙，期間不停翻動，使其受熱均勻。在殺青投葉厚度為4 cm下，設(shè)定75 ℃、80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃、100 ℃六個溫度考察條件，0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 min七個時間考察條件， 共42組考察條件。每組殺青處理后用紙吸干表面水分，測定其過氧化物酶(POD酶)活性。在無過氧化氫酶活性的組別中篩選出感官評價分數(shù)較高的組別，測定其中多種化學成分含量，最后選擇含量相對最高者為最佳漂燙殺青工藝條件。

1.2.3 篩選最佳蒸汽殺青工藝

將黃芩葉放入蒸籠中，用100 ℃沸水的蒸汽進行殺青處理。設(shè)定1、2、3、4 cm四個堆放厚度考察條件，1、2、3、4 min五個時間考察條件，共16組考察條件。每組殺青處理后放在通風處迅速攤涼，使其冷卻到室溫。之后步驟同漂燙殺青，篩選最佳蒸汽殺青工藝條件。

1.2.4 篩選最佳微波殺青工藝

(1)微波火力對殺青的影響

設(shè)定殺青時間為50 s，堆放厚度為3 cm的條件下，分別在20%、40%、60%、80%、100%微波火力下殺青，處理完放通風處迅速降至室溫，以POD酶活性以及感官評價分數(shù)為指標，考察微波火力對殺青的影響。

(2)微波堆放厚度對殺青的影響

設(shè)定殺青時間為50 s，微波火力為60%的條件下，分別在1 cm、2 cm、3 cm、4 cm堆放厚度下殺青，處理完放通風處迅速降至室溫，以POD酶活性以及感官評價分數(shù)為指標，考察堆放厚度對殺青的影響。

(3)微波時間對殺青的影響

設(shè)定堆放厚度為3 cm，微波火力為60%的條件下，分別殺青10 s、30 s、50 s、70 s、90 s，處理完放通風處迅速降至室溫，以POD酶活性以及感官評價分數(shù)為指標，考察微波時間對殺青的影響。

(4)篩選最優(yōu)微波殺青工藝

選3個因素(微波火力、堆放厚度、微波時間)建立L9(33)正交實驗優(yōu)化工藝條件，實驗結(jié)果以感官評價分數(shù)為指標。之后篩選分數(shù)較高的幾組進行化學成分含量測定，含量相對高組為最優(yōu)微波殺青工藝。

1.2.5 確定最佳殺青工藝

分別篩選出最優(yōu)的漂燙、蒸汽、微波殺青工藝后，比較三者含量大小，以含量最高者確定為最佳殺青工藝。

1.2.6 測定方法

(1)可溶性糖含量檢測：蒽酮比色法[18]。

(2)游離氨基酸含量檢測：茚三酮比色法[19]。

(3)抗壞血酸含量檢測：2,4-二硝基苯肼比色法[20-21]。

(4)多酚含量測定：福林酚比色法[22-23]。

(5)黃酮成分含量測定：黃芩素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸在黃芩莖葉中的含量較高，且具有良好的藥理活性[24～25]，故作為檢測指標。樣品溶液的制備同多酚測定。樣品溶液稀釋至原來1/3，取20 uL進高效液相色譜中檢測[26]。

(6)POD酶活性檢測：愈創(chuàng)木酚比色法[27]。

(7)殺青葉感官評價：參見殺青葉感官評價標準[28]，如表1所示。

表1 殺青葉感官評價

2 結(jié)果與分析

2.1 漂燙殺青工藝優(yōu)化

2.1.1 POD酶活性

各組的POD酶活性，如表2所示。

注：“+”為有活性，“-”為無活性

由表2可知，有活性組表明過氧化物酶活性尚存，殺青不徹底。反之，無活性組表明過氧化物酶已被殺死，殺青較為徹底。

2.1.2 感官評價

從色澤、氣味、質(zhì)地以及總體幾個方面對其中無活性組進行感官評價，結(jié)果如表3所示。

表3 漂燙殺青感官評價

運用SPSS軟件對時間和溫度兩個自變量進行多因素方差分析，結(jié)果如表4所示。

表4 漂燙殺青多因素方差分析

由表4可知，色澤、氣味、總分的顯著性小于0.05，說明時間和溫度對色澤、氣味以及整體的分數(shù)的影響顯著。而質(zhì)地的顯著性大于0.05，說明時間和溫度對質(zhì)地的影響不顯著，可認為時間和溫度對質(zhì)地沒有影響或影響很小。另外，通過比較時間和溫度的F值大小可知，溫度對色澤和整體分數(shù)的影響較時間大，時間對氣味的影響較溫度大。

2.1.3 含量測定

選取總分在20分以上的組別，分別是100 ℃-0.5 min、95 ℃-1.0 min、95 ℃-1.5 min、90 ℃-2.0 min、90 ℃-2.5 min、95 ℃-2.5 min、85 ℃-3.0 min，共7組，進行含量測定，結(jié)果如表5所示。

表5 漂燙殺青組含量

綜合比較各化學成分的含量，95 ℃-2.0 cm組含量最高，為漂燙殺青最佳工藝條件。

2.2 蒸汽殺青工藝優(yōu)化

2.2.1 POD酶活性

各組的POD酶活性，如表6所示。

表6 蒸汽殺青POD酶活性

注：“+”為有活性，“-”為無活性

2.2.2 感官評價

從色澤、氣味、質(zhì)地以及總體幾個方面對其中無活性組進行感官評價，結(jié)果如表7所示。

表7 蒸汽殺青感官評價

運用SPSS對時間和溫度兩個自變量進行多因素方差分析，結(jié)果如表8所示。

表8 蒸汽殺青多因素方差分析

由表8可知，在對色澤的影響中，時間和厚度的顯著性均小于0.05，說明時間和溫度對色澤的影響顯著，而時間的F值大于厚度，說明時間對色澤的影響要大于厚度。同理，在對氣味的影響中，時間對氣味影響顯著，而厚度對氣味影響不顯著。在對質(zhì)地的影響中，時間和厚度的影響均不顯著。對于總體的影響而言，時間的影響顯著，而厚度影響不顯著。

2.2.3 含量測定

選取總分在20分以上的組別，分別是2 cm-1.0 min、3 cm-2.0 min、3 cm-3.0 min、4 cm-1.0 min、4 cm-2.0 min、4 cm-3.0 min，共6組，進行含量測定，結(jié)果如表9。

表9 蒸汽殺青組含量

綜合比較各物質(zhì)化學成分的含量，3 cm-2.0 min組含量最高，為蒸汽殺青最佳工藝條件。

2.3 微波殺青工藝優(yōu)化

2.3.1 POD酶活性

各組POD酶活性如表10所示。

表10 微波殺青POD酶活性

注：“+”為有活性，“-”為無活性

由表9可知，在堆放厚度3 cm，微波火力450 W條件下，微波時間超過50 s可以達到殺青效果；堆放厚度3 cm，時間50 s條件下，微波火力超過450 w可達到殺青效果；時間50 s，微波火力450 W條件下，堆放厚度小于3 cm可達到殺青效果。

2.3.2 感官評價

選取三個因素(厚度、時間、微波火力)建立L9(33)正交實驗優(yōu)化工藝條件，其感官評價結(jié)果結(jié)果如表11所示。

表11 正交實驗

運用SPSS對微波火力、殺青厚度和時間三個自變量進行多因素方差分析，結(jié)果如表12所示。

表12 微波殺青多因素方差分析

由表12可知，在對色澤、氣味和質(zhì)地的影響中，只有微波火力影響的顯著性小于0.05，所以微波火力對色澤、氣味和質(zhì)地影響很顯著，而堆放厚度和殺青時間影響均不顯著。

2.3.3 含量測定

選取總分在20分以上的組別，分別是450 W-1 cm-50 s、450 W-3 cm-90 s、600 W-1 cm-70 s、600 W-3 cm-50 s、750 W-2 cm-50 s，共5組，進行含量測定，結(jié)果如表13。

綜合比較各物質(zhì)化學成分的含量，600 W-3 cm-50 s組含量最高，為微波殺青最佳工藝條件。

2.4 殺青工藝優(yōu)化

分別測定95 ℃-2 min漂燙殺青組，2 cm-3 min蒸汽殺青組，600 W-3 cm-50 s微波殺青組的含量，結(jié)果見表14。

由結(jié)果可知，微波殺青后的含量最高，故殺青工藝最好的條件為微波殺青，堆放厚度3 cm，微波600 W，殺青時間50 s。其中漂燙殺青的含量很低可能是由于在漂燙過程中，水溶性物質(zhì)溶出導致。

表13 微波殺青組含量

表14 含量測定

3 討 論

從本研究中進行的POD酶活性檢測結(jié)果可以看出，處理溫度越高、微波火力越強、處理時間越長，其酶活殺死的越徹底，而堆放厚度越大，其里層的葉片受熱影響越少，酶活越難殺死。

在感官評價方面，從漂燙殺青來說，溫度過低，處理時間過短，葉片表面仍具有光澤，存在酶活未完全殺死導致酶促褐變的可能性，青草氣較重，且質(zhì)地較硬，而溫度過高，時間過長，會導致葉色暗黃，質(zhì)地過軟，香氣消失。

蒸汽溫度很高，所以其殺青效果會更明顯，且由于熏蒸過程中蒸汽可能帶走一定的揮發(fā)性物質(zhì)，故青草氣消散得更快。就蒸汽殺青來說，葉片堆放厚度過小，處理時間過長，會導致葉片暗黃，葉質(zhì)軟爛，香氣也會消失。反之，堆放厚度過大，時間過短，葉片表面仍有光澤，且有褐變發(fā)生，葉質(zhì)偏硬，青草氣較重。

微波是利用磁場使葉片中水分運動產(chǎn)熱，因此微波殺青溫度提升快，效率高。另外，由于是整體加熱，所以堆放厚度對于殺青的影響較小。就微波殺青而言，當殺青火力過高，時間過久時，葉片色澤暗黃，且由于水分損失大，導致葉質(zhì)酥脆，手捏易碎，香氣消失，當殺青火力過低，時間過短，可能導致褐變，青草氣過重等現(xiàn)象。

總體來說，殺青溫度、殺青火力以及處理時間對樣品感官評價的影響較大，而厚度影響較小，出現(xiàn)這種情況可能是由于厚度設(shè)置考察的變化范圍較窄，以及評判人員一定的主觀因素影響導致。

就黃芩葉中化學成分含量而言，由于實驗樣品不是同一時間采摘，故不同表格之間的含量結(jié)果沒有可比性，從表14可知，綜合衡量結(jié)果是微波殺青組含量最高，蒸汽殺青組略次之，而漂燙殺青組含量均低于其他兩組，這可能是由于漂燙過程中水溶性物質(zhì)溶出導致。

殺青工藝是茶葉制作過程中很重要的一部分，其目的是通過高溫快速殺死酶的活性，同時改善葉片的色澤，質(zhì)地和氣味。本研究通過比較不同殺青處理后黃芩葉片中的化學成分含量、POD酶活性以及感官評價來篩選出最佳的殺青工藝條件，最終確定的結(jié)果是微波殺青，堆放厚度3cm，微波600W，殺青時間50 s。經(jīng)過該條件殺青處理后，POD酶的活力失去，黃芩葉片中各化學成分含量都保持在較高的水平，且葉質(zhì)變得柔軟，粘黏，色澤呈現(xiàn)偏黃綠色，同時青草氣消散，香氣顯露。這些變化為下一步揉捻工藝以及整個黃芩葉茶的產(chǎn)品質(zhì)量打下了基礎(chǔ)。