白茶散茶與茶餅在色澤、滋味及香氣組分上的差異研究

林宏政,李鑫磊,周泳鋒,張 妍,郝志龍,金心怡,*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院,福建福州 350002;2.茶學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建福州 350002;3.福建農(nóng)林大學(xué)茶葉研究所,福建福州 350002)

白茶是我國(guó)六大茶類(lèi)之一,主產(chǎn)于福建福鼎、政和、建陽(yáng)、松溪[1],按照鮮葉嫩度與茶樹(shù)品種不同可分為白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉。白茶在2010年以前以外銷(xiāo)為主,2016年內(nèi)銷(xiāo)量為外銷(xiāo)的9倍[2]。白茶素有“一年茶,三年藥,七年寶”的說(shuō)法[3],隨著白茶代謝與人體保健研究的深入[4-6],越來(lái)越多人愿意接受加工工藝簡(jiǎn)單、口味清淡、有利健康的白茶,國(guó)內(nèi)消費(fèi)量亦逐年增加。據(jù)中國(guó)茶葉流通協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2016年我國(guó)白茶總增產(chǎn)2.2萬(wàn)多噸,產(chǎn)量連續(xù)4年保持約15%增幅,其中浙江省和湖南省2016年白茶產(chǎn)量分別為前一年的20、120倍,全國(guó)白茶總產(chǎn)值約為24億元[2]。

白茶不炒不揉的工藝特點(diǎn)使散茶外形疏松,占地面積大,不利于包裝、貯藏和運(yùn)輸[7]。因此,近年來(lái)生產(chǎn)上創(chuàng)制了白茶壓餅工藝[8],使白茶體積減小,方便陳放與攜帶。白茶壓餅工藝是以白茶散茶為原料,經(jīng)過(guò)汽蒸、壓制、長(zhǎng)時(shí)低溫烘干而成[9-10],制成的白茶餅滋味濃醇深受市場(chǎng)歡迎。但是目前有關(guān)壓餅工藝對(duì)白茶散茶外形、滋味和香氣品質(zhì)影響的研究尚少。

本文以白牡丹散茶為原料,按照壓餅工藝制成白牡丹茶餅,比較和分析了白牡丹散茶與茶餅之間感官品質(zhì)、色澤、滋味和香氣組分之間差異,為研究白餅茶風(fēng)味品質(zhì)形成機(jī)理,進(jìn)一步完善和提升白茶壓餅工藝的品質(zhì)調(diào)控技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

茶葉材料 2017年3月在福建政和瑞茗茶廠進(jìn)行白牡丹茶餅制作,制作原料為由政和大白茶一芽一二葉當(dāng)月制成的三批白牡丹散茶;福林酚、硫酸、鹽酸、甲醇、乙酸乙酯、乙醇、正丁醇、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、茚三酮、氯化亞錫、氯化鋁、碳酸氫鈉、草酸、碳酸鈉、蒽酮、葡萄糖 分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;谷氨酸、沒(méi)食子酸 分析純,上海麥克林生化科技有限公司;癸酸乙酯 美國(guó)Sigma公司。

6CY-3C型蒸汽緊壓茶壓制機(jī) 福建惠民公司;6CHX-70旋轉(zhuǎn)式烘焙提香機(jī) 福建佳友公司;6890N-5975B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 美國(guó)安捷倫公司;SPME手動(dòng)進(jìn)樣器、50/30 μmol/L PDMS/DVB/CAR萃取纖維 美國(guó)色譜科公司;YS3060型高精密度分光測(cè)色儀 廣東三恩時(shí)公司;SP-722型可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海光譜儀器公司;L-500臺(tái)式低速離心機(jī) 湖南湘儀公司;BSA124S型電子天平(精度:0.0001 g) 德國(guó)賽多利斯公司;DK-S24恒溫水浴鍋 上海精宏公司;SHB-III型循環(huán)水式真空泵 河南長(zhǎng)城科工貿(mào)公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 分別稱(chēng)取各批次政和白牡丹散茶350 g進(jìn)行壓餅處理,處理參數(shù)為:蒸茶30 s,壓制(5 kg/cm2)360 s,烘干溫度60 ℃,8 h烘至足干,制得直徑為185 mm白餅茶。白茶樣品代號(hào)見(jiàn)表1。

表1 供試白茶樣品代號(hào)Table 1 The mark of white tea sample for test

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定方法

1.2.2.1 感官審評(píng) 感官審評(píng)根據(jù)GB/T 23776-2009,于2017年5月聘請(qǐng)專(zhuān)家進(jìn)行編號(hào)審評(píng)。茶湯滋味評(píng)價(jià)設(shè)置5個(gè)指標(biāo):醇度、甜度、澀度、鮮度和青味;茶湯香氣評(píng)價(jià)設(shè)置5個(gè)指標(biāo):毫香、甜香、果香、青氣和濃度,每個(gè)指標(biāo)評(píng)分范圍為0～10分:弱(0～2)、較弱(2～4)、中等(4～6)、較強(qiáng)(6～8)和強(qiáng)(8～10)。

1.2.2.2 生化成分測(cè)定 磨碎試樣制備與干物質(zhì):根據(jù)GB/T 8303-2013;水浸出物:根據(jù)GB/T 8305-2013全量法測(cè)定;茶多酚:根據(jù)GB/T 8313-2008福林酚比色法測(cè)定;黃酮類(lèi)化合物:根據(jù)三氯化鋁比色法測(cè)定[11];氨基酸:根據(jù)GB/T 8314-2013茚三酮比色法測(cè)定;可溶性糖:根據(jù)硫酸-蒽酮比色法測(cè)定[12];茶黃素、茶紅素和茶褐素:根據(jù)系統(tǒng)分析法測(cè)定[12];酚氨比:茶多酚含量除以氨基酸含量的比值。

1.2.2.3 干茶色澤測(cè)定 將1.2.2.2中制備好的磨碎試樣裝入YS3060型高精密度分光測(cè)色儀的粉末測(cè)試盒中,以黑板為參照,使用測(cè)色儀測(cè)定干茶色澤參數(shù)。

1.2.2.4 葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量測(cè)定 采用混合液萃取法測(cè)定茶樣中葉綠素含量[12-13],精確稱(chēng)取1 g茶粉,加入90 mL比例為4.5∶4.5∶1的乙醇、丙酮和水混合萃取液搖勻并靜置24 h后定容至100 mL,再經(jīng)過(guò)濾后于波長(zhǎng)645、663 nm下測(cè)定吸光值,以混合萃取液為空白對(duì)照,算出葉綠素a、葉綠素b含量和葉綠素總量(葉綠素a+葉綠素b)。

1.2.2.5 香氣測(cè)定 參考文獻(xiàn)[14],簡(jiǎn)要步驟如下:精確稱(chēng)取10 g茶粉,加入15 μL的2 mg/mL癸酸乙酯和100 mL沸蒸餾水于450 r/min條件下攪拌,并放入烘箱中5 min,接著吸附40 min后于GC-MS進(jìn)樣口230 ℃條件下解吸附5 min。GC-MS使用HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)色譜柱進(jìn)行測(cè)定、99.999%高純氮?dú)庾鳛檩d氣、進(jìn)樣量1 μL、流速1 mL/min、色譜-質(zhì)譜接口溫度250 ℃、質(zhì)譜離子源溫度230 ℃、離子化方式為EI、電子轟擊能量70 eV。GC-MS升溫程序?yàn)?0 ℃下保持2 min，由5 ℃升至180 ℃并保持2 min，由10 ℃升至230 ℃并保持5 min。最后,在隨機(jī)ChemStation工作站NIST08標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)上檢索匹配,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)、香氣成分相對(duì)保留時(shí)間以及茶葉中香氣成分等進(jìn)行香氣組分定性,峰面積歸一化法進(jìn)行定量。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

圖表制作利用Microsoft Office 2010美國(guó)微軟公司和Prism 6.0美國(guó)GraphPad Software公司;顯著性分析利用SPSS 19.0中的Turkey’s HSD檢驗(yàn)美國(guó)IBM公司。

2 結(jié)果與分析

2.1 壓餅工藝對(duì)白牡丹感官品質(zhì)影響

壓餅工藝處理前后,白牡丹散茶、茶餅的色、香、味、形變化如圖1和圖2。

圖1 壓餅工藝前后白牡丹外形、湯色和葉底

從圖1中可以看出,白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理之后色澤變化較大,由綠轉(zhuǎn)黃,茶湯色澤加深,葉底色澤同樣由綠轉(zhuǎn)黃,餅茶葉底較散茶破碎度增加。

從圖2中可以看出,散茶壓餅前滋味中的澀度、鮮度與青味得分較高,香氣中的毫香與青氣得分較高。壓餅工藝處理后茶餅滋味中的醇度和甜度得分升高,澀度、鮮度和青味降低,香氣中的濃度、甜香和果香得分升高,毫香和青氣得分降低。

圖2 壓餅工藝前后白牡丹滋味與香氣指標(biāo)得分

2.2 壓餅工藝對(duì)白牡丹色澤品質(zhì)的影響

2.2.1 壓餅工藝對(duì)白牡丹干茶色澤的影響 CIRL*a*b*表色系統(tǒng)的L*代表明度,+表示明度增加;a*代表紅/綠度,+表示紅色度增加,-表示綠色度增加;b*代表黃/藍(lán)度,+表示黃色度增加,-表示藍(lán)色度增加[15]。從圖3可以看出,白牡丹散茶色澤a*值為負(fù),b*值為正,外形色澤表現(xiàn)為綠黃色。經(jīng)壓餅工藝處理后,a*值極顯著(p<0.01)增加至正值,說(shuō)明茶葉色澤由綠轉(zhuǎn)紅;b*值與L*值均無(wú)顯著變化,外形色澤表現(xiàn)為紅黃色,說(shuō)明壓餅工藝處理顯著影響白牡丹干茶的紅/綠度,而不影響明度與黃/藍(lán)度。

圖3 壓餅工藝前后白牡丹色澤指標(biāo)差異

2.2.2 壓餅工藝對(duì)白牡丹葉綠素含量的影響 茶葉外形色澤紅綠度與葉綠素含量存在相關(guān)關(guān)系[16]。從圖4中可以看出,白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后總?cè)~綠素和葉綠素a、葉綠素b含量和葉綠素總量均極顯著降低(p<0.01),與2.2.1中白牡丹干茶由綠轉(zhuǎn)紅、紅綠色度值升高存在良好對(duì)應(yīng)。植物中葉綠素對(duì)光和熱比較敏感,易發(fā)生水解和脫鎂反應(yīng)[17]。白茶壓餅工藝過(guò)程中的高溫高濕作用,可能是引起白牡丹散茶葉綠素含量降低,色澤由綠轉(zhuǎn)變?yōu)榧t、黃的關(guān)鍵。

圖4 壓餅工藝前后白牡丹總?cè)~綠素及其組分含量差異

2.3 壓餅工藝對(duì)白牡丹滋味成分的影響

茶葉中代謝物含量高低可直接影響茶葉鮮爽、醇厚、回甘等滋味。白牡丹散茶壓餅工藝處理前后茶湯主要滋味成分變化見(jiàn)表2。

從表2中可以看出,白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后水浸出物含量顯著(p<0.05)降低,其中P2組達(dá)到極顯著(p<0.01)水平,顯示白牡丹散茶在壓餅工藝后茶湯浸出物減少,引起滋味濃度降低。

表2 壓餅工藝前后白牡丹滋味成分差異Table 2 The chemical components difference of Bai Mudan before and after pressing process

茶多酚是茶葉中重要的呈味物質(zhì),影響茶湯濃度與澀度[18]。白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后茶多酚含量顯著(p<0.05)降低,其中P2組與P3組達(dá)到極顯著(p<0.01)水平。黃酮類(lèi)是茶多酚的一種,變化趨勢(shì)與茶多酚總量一致。可能是在壓餅過(guò)程中,多酚類(lèi)物質(zhì)在濕熱條件下與蛋白質(zhì)結(jié)合,并形成不溶物沉積于葉底[19-21]。

茶黃素、茶紅素與茶褐素是多酚類(lèi)的氧化產(chǎn)物[22],統(tǒng)稱(chēng)為“茶三素”,影響茶湯滋味與色澤[23]。白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后,“茶三素”均有所降低,P1組和P3組的茶餅“茶三素”含量與散茶相比極顯著(p<0.05)降低,與之前報(bào)道一致[24]。進(jìn)一步說(shuō)明了在白茶壓餅過(guò)程中,茶多酚的降低并非轉(zhuǎn)化為“茶三素”,而“茶三素”的降低可能是因?yàn)榕c蛋白質(zhì)作用形成了不溶物。

可溶性糖中包含單糖與雙糖,是茶湯甜度形成的重要成分。白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后,P2組和P3組的白茶餅可溶性糖含量分別極顯著(p<0.01)和顯著(p<0.05)增加。在濕熱作用下,茶葉中不溶性多糖水解產(chǎn)生單糖與雙糖等可溶性糖[25]。氨基酸含量經(jīng)餅工藝處理后也顯著(p<0.05)增加,其中P2組與P3組達(dá)到極顯著(p<0.01)水平。茶葉中的蛋白質(zhì)在變性、凝固之后在濕熱作用下水解,熱解產(chǎn)生氨基酸[25]。酚氨比為茶多酚與氨基酸含量的比值,而氨基酸是構(gòu)成茶湯鮮味的重要成分[26]。因此,酚氨比可以用來(lái)評(píng)價(jià)茶葉濃度與鮮度,白牡丹壓餅之后,酚氨比值極顯著(p<0.01)下降,使得茶湯滋味的鮮醇度增加[27]。

2.4 壓餅工藝對(duì)白牡丹香氣品質(zhì)的影響

白牡丹散茶壓餅工藝處理前后各類(lèi)型香氣相對(duì)含量變化見(jiàn)表3和表4。

表3 壓餅處理前后白牡丹主要香氣組分相對(duì)含量Table 3 The main aromatic constituents relative content of Bai Mudan before and after pressing process

續(xù)表

表4 壓餅工藝處理前后白牡丹各類(lèi)型香氣平均相對(duì)含量Table 4 The different types of aroma average relative contents of Bai Mudan before and after pressing process

從表3和表4中可以看出,白牡丹散茶中香氣相對(duì)含量最高的類(lèi)型為醇類(lèi),占總香氣的30%～40%左右,其次是醛類(lèi)、芳樟醇氧化物、烯類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)以及雜氧化合物,與前人報(bào)道類(lèi)似[28-30]。

白牡丹散茶經(jīng)壓餅處理后,醇類(lèi)組分平均相對(duì)總量降低最多,達(dá)9.05%,醛類(lèi)組分平均相對(duì)總量略微下降但變化不大,芳樟醇氧化物、酮類(lèi)、酯類(lèi)、烯類(lèi)和雜氧化合物組分平均相對(duì)總量均有不同程度上升,其中酯類(lèi)香氣增加最多，為3.42%,增加幅度為80.66%。白牡丹散茶中主要醇類(lèi)組分為香葉醇、芳樟醇、苯乙醇與苯甲醇。在醇類(lèi)香氣組分平均相對(duì)總量降低的9.05%中,香葉醇平均相對(duì)含量降低占8.88%。香葉醇與芳樟醇、橙花醇為同分異構(gòu)體,可互相轉(zhuǎn)化[31],因此降低的香葉醇可能形成了芳樟醇氧化產(chǎn)物。香葉醇具有玫瑰花香,芳樟醇及其氧化產(chǎn)物具有花果香[32]。

白牡丹中主要烯類(lèi)香氣組分為1-癸烯、羅勒烯與去氫白菖烯。經(jīng)壓餅處理后,烯類(lèi)香氣組分平均相對(duì)總量增加了1.89%,其中具有甜香的1-癸烯和去氫白菖烯的平均相對(duì)含量分別增加0.32%和0.62%。白牡丹中主要酮類(lèi)香氣組分為β-紫羅蘭酮、(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮與3,5-辛二烯-2-酮。經(jīng)壓餅處理后,酮類(lèi)香氣組分平均相對(duì)總量增加了1.87%,其中具有紫羅蘭香氣的β-紫羅酮、具有清新柑橘氣味的(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮[33]和無(wú)味的3,5-辛二烯-2-酮[34]平均相對(duì)含量分別增加0.48%、0.42%和0.25%。白牡丹中主要酯類(lèi)香氣組分為2-丙烯酸丁酯、丁酸丁酯、甲酸香葉酯和水楊酸乙酯。經(jīng)壓餅處理后,酯類(lèi)香氣平均相對(duì)總量增加3.42%,其中具有強(qiáng)烈果香的2-丙烯酸丁酯[35]、蘋(píng)果中重要香氣組分且具有濃郁果香的丁酸丁酯[36]、甲酸香葉酯和具有冬青油味的水楊酸乙酯[37]的平均相對(duì)含量分別增加1.76%、0.61%、0.15%和0.46%。白牡丹中檢測(cè)到的雜氧類(lèi)化合物為2-正戊基呋喃和2-戊烯基呋喃。經(jīng)壓餅處理后,雜氧類(lèi)化合物平均相對(duì)總量增加0.83%,具有豆香的2-正戊基呋喃[38]和具有豆香、草香的2-戊烯基呋喃[39]的平均相對(duì)含量分別增加0.3%和0.53%。從香氣組分含量上看,壓餅工藝使白牡丹散茶中具有花香的香葉醇含量降低,而具有果香、豆香的其他香氣組分含量升高。

2.5 壓餅工藝對(duì)白牡丹香氣品質(zhì)影響的主成分分析

為綜合評(píng)價(jià)白牡丹散茶壓餅工藝處理前后香氣品質(zhì)的差異,根據(jù)白牡丹散茶和茶餅中香氣結(jié)果,結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于白牡丹主要香氣成分的研究報(bào)道[29,40],列出白牡丹中13個(gè)的主要香氣組分為代表。這些組分分別為:香葉醇(X1)、芳樟醇(X2)、芳樟醇氧化物A(X3)、苯乙醇(X4)、順式-芳樟醇氧化物(X5)、苯甲醛(X6)、壬醛(X7)、香葉醛(X8)、丁酸丁酯(X9)、β-紫羅蘭酮(X10)、(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮(X11)、青葉醛(X12)和甲酸香葉酯(X13)。

對(duì)上述香氣組分進(jìn)行主成分分析,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到各主成分的特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率。從表5中可以看出,前4個(gè)主成分分量的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到98.54%,主成分F1、F2、F3和F4的方差貢獻(xiàn)率分別為50.42%、23.28%、14.74%和10.11%。上述4個(gè)因子的特征值均大于1且已包含白牡丹香氣絕大部分信息,因此應(yīng)用這4個(gè)因子解釋和評(píng)價(jià)3批次壓餅工藝白牡丹的全部香氣質(zhì)量信息。

表5 白牡丹香氣主成分特征值與累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 5 The characteristic value and cumulative contribution rate of principal component of Bai Mudan aroma

13個(gè)香氣組分經(jīng)指標(biāo)變量處理后轉(zhuǎn)換為4個(gè)主要成分F1、F2、F3和F4并根據(jù)各主成分對(duì)應(yīng)的載荷矩陣得出表6中的主成分的線(xiàn)性組合方程。從表5～表6中可以看出,第一主成分(F1)的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到50.42%,代表了白牡丹一半以上的香氣信息。其中,芳樟醇氧化物A、順式-芳樟醇、壬醛、丁酸丁酯、β-紫羅蘭酮、(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮和甲酸香葉酯組分與第一主成分呈正相關(guān),其中芳樟醇氧化物A和(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮的相關(guān)關(guān)系大于0.9。香葉醇、芳樟醇、苯乙醇、苯甲醛、香葉醛和青葉醛組分與第一主成分呈負(fù)相關(guān),其中香葉醇的相關(guān)關(guān)系低于負(fù)0.9。

表6 白牡丹香氣主成分對(duì)應(yīng)的載荷矩陣Table 6 The load matrix on principal component of Bai Mudan aroma

以F1、F2、F3和F4的方差貢獻(xiàn)率為各因子的加權(quán)系數(shù),建立綜合評(píng)價(jià)模型:F=0.504F1+0.233F2+0.147F3+0.101F4。根據(jù)綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算白牡丹散茶壓餅工藝處理前后樣品香氣得分并按照大小排序,同時(shí),根據(jù)對(duì)主成分F1分析可知,綜合評(píng)價(jià)模型方程的F值越大,說(shuō)明香氣更偏向于花果香、甜香。從表7中的香氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出,白牡丹壓餅工藝處理香氣綜合得分F從高到底依次為:P3B、P2B、P1B、P3S、P2S、P1S,可知白牡丹散茶壓餅工藝處理后F值增大,香氣由花香向果香、甜香和豆香方向發(fā)展。

表7 壓餅工藝前后白牡丹香氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 7 The result of comprehensive evaluation on Bai Mudan aroma quality

3 結(jié)論

白牡丹散茶在經(jīng)歷高溫、高濕、高壓和長(zhǎng)時(shí)低溫烘干等壓餅工序后,干茶色澤由綠變黃、變紅;葉底破碎度增加;滋味甜醇度上升、鮮味降低;果香和甜香增加、毫香和青氣減弱。與白牡丹散茶相比,白牡丹茶餅的干茶茶粉紅/綠度值極顯著(p<0.01)上升;滋味成分如水浸出物、茶多酚、黃酮和“茶三素”均有不同程度降低,而氨基酸和可溶性糖含量顯著(p<0.05)增加,酚氨比極顯著(p<0.01)降低。在香氣組分方面,壓餅處理之后白牡丹醇類(lèi)香氣平均相對(duì)含量降低9%,其中香葉醇占8.88%。芳樟醇氧化物、烯類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)和雜氧化合物香氣平均相對(duì)含量均有不同程度增加,其中酯類(lèi)增加最多達(dá)3.42%。白牡丹散茶在壓餅后香氣質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)得分均提高4～7分不等。綜上所述,白牡丹散茶經(jīng)壓餅處理后,干茶色澤、滋味和香氣均有較大變化,這為進(jìn)一步優(yōu)化白牡丹散茶壓餅工藝提供了理論依據(jù)。