保靖黃金茶1號工夫紅茶加工工序?qū)χ饕涛段镔|(zhì)形成的影響

余鵬輝，陳 盼，黃 浩，趙 熙，鐘 妮，劉姝娟，鄭紅發(fā),，龔雨順,3,

（1.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，湖南 長沙 410125；2.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410128；3.國家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410128）

滋味是茶葉品質(zhì)的重要因子，其實(shí)質(zhì)是茶湯中多種滋味物質(zhì)的綜合以映。滋味物質(zhì)在形成過程中受產(chǎn)地、茶樹品種[1]、季節(jié)[2]和加工工序[3]等因素影響。在這些影響因素中，加工工序使茶葉中滋味物質(zhì)發(fā)生差異變化，形成不同茶類。

工夫紅茶是我國特有的茶類，其加工工序包括萎凋、揉捻、發(fā)酵和干燥。萎凋工序通過散失鮮葉中的水分，使鮮葉變得柔軟以適合揉捻[4]；揉捻工序使葉片細(xì)胞破損，茶汁溢出，細(xì)胞中物質(zhì)充分接觸并發(fā)生酶促以應(yīng)[5]，為發(fā)酵提供物質(zhì)基礎(chǔ)；發(fā)酵工序是紅茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵工序，在適當(dāng)?shù)臏貪穸葪l件下，茶葉中兒茶素經(jīng)酶促氧化形成紅茶特征物質(zhì)茶黃素等[6]；干燥工序使茶葉中水分進(jìn)一步散失，增加茶葉溫度，終止發(fā)酵[7]，同時也促使干茶香氣、滋味和色澤形成。

不同工序條件和參數(shù)對工夫紅茶品質(zhì)形成的研究較多[8-10]，而加工過程中各工序?qū)ψ涛段镔|(zhì)形成的作用及其影響鮮有報道。本研究采用冷凍干燥方式對工夫紅茶各工序后茶葉進(jìn)行固樣，通過檢測主要滋味物質(zhì)的含量，進(jìn)一步分析各工序?qū)ψ涛段镔|(zhì)形成的調(diào)節(jié)作用及其影響程度，以期為工夫紅茶加工工序參數(shù)優(yōu)化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮葉均采自湖南省茶葉研究所高橋試驗(yàn)基地茶園（湖南省長沙縣），采摘時間為2018年7月上旬，品種為保靖黃金茶1號，鮮葉等級為1芽2葉。采用相關(guān)研究[1,11]中工夫紅茶加工工序制作，各加工工序參數(shù)為：鮮葉-萎凋（室內(nèi)自然萎凋，鮮葉薄攤2～3 cm，平均氣溫24～28 ℃，至鮮葉含水量為62%～63%止）-揉捻（25型揉捻機(jī)，不加壓10 min→輕壓15 min→重壓10 min→輕壓15 min→重壓10 min→輕壓15 min，總時間75 min，隨后解塊）-發(fā)酵（人工氣候箱，溫度30 ℃，相對濕度95%以上，發(fā)酵時間4 h）-干燥（提香機(jī)，溫度90 ℃，干燥時間90 min），取樣方法為隨機(jī)取樣。

乙腈、甲醇（均為色譜純），濃硫酸、蒽酮、酒石酸亞鐵、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、水合茚三酮、三氯化鋁（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；無水葡萄糖、谷氨酸、沒食子酸、咖啡堿、兒茶素單體標(biāo)樣 上海源葉生物科技有限公司；液氮 湖南省長沙縣安沙鎮(zhèn)時中化工原料經(jīng)營部。

1.2 儀器與設(shè)備

6CR-25型茶葉揉捻機(jī) 浙江上洋機(jī)械有限公司；PRX-450D型人工氣候箱 上海谷寧實(shí)業(yè)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；MA35便攜式水分測定儀 德國賽多利斯集團(tuán)；FD5-6立式冷凍干燥機(jī) 美國西盟國際集團(tuán)；LC-20AT型高效液相色譜儀 日本島津公司；UV-1801紫外分光光度計北京北分瑞利分析儀器有限責(zé)任公司；HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 北京市永光明醫(yī)療設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 茶葉冷凍固樣

參照Wu Hualing等[3]的固樣方法，分別取鮮葉和各工序后茶葉100.00 g，放入液氮罐并帶回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)冷凍干燥處理48 h，茶樣磨碎后置于-20 ℃冰箱以待檢測。

1.3.2 主要成分檢測

水分含量測定：參考GB/T 8304—2013《茶 水分測定》；水浸出物含量測定：參考GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測定》；游離氨基酸總量測定：參考GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量測定》；茶多酚含量測定：參照酒石酸亞鐵比色法；兒茶素組分、沒食子酸和咖啡堿含量的測定：參照GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》中高效液相色譜法；總黃酮含量測定：參照三氯化鋁比色法；茶可溶性糖含量測定：參照蒽酮比色法；茶色素含量測定：參照系統(tǒng)分析法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用OriginPro 2017軟件進(jìn)行圖片處理。實(shí)驗(yàn)重復(fù)2 次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工工序?qū)ψ涛段镔|(zhì)含量的影響

水浸出物是工夫紅茶中水溶性干物質(zhì)的總量，影響茶湯滋味濃度。茶多酚包括黃烷醇類、黃酮/黃酮苷類、酚酸類等[12]，是工夫紅茶重要的苦澀味物質(zhì)[13]。如圖1所示，水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)由鮮葉中的47.11%降低至干茶的37.38%，降幅為20.65%；茶多酚和兒茶素總量在萎凋工序有輕微升高，隨后工序降低明顯。茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)由鮮葉中的26.71%降低至干茶中13.65%，降幅為48.90%；兒茶素總量由鮮葉中的16.85%降低至干茶中1.04%，降幅最大，為93.83%?？傸S酮含量在萎凋工序輕微降低了8.54%，干茶中增至1.57%，較鮮葉增幅為29.91%。游離氨基酸因其呈味特征可分為甜味、鮮味和苦味氨基酸[14]。在加工過程中游離氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)由鮮葉中1.21%增至萎凋葉中3.24%，較鮮葉增加1.68 倍，干燥后質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至1.75%?？扇苄蕴悄軌蚓徑饪Х葔A呈現(xiàn)的苦味，是紅茶中的甜味物質(zhì)[14]。圖1顯示，工夫紅茶加工過程中，咖啡堿含量在萎凋工序后略微增加，其他工序中可溶性糖和咖啡堿含量變化不明顯。沒食子酸與茶湯中酸味、澀味和回甘相關(guān)[15]。沒食子酸含量呈上升趨勢，由鮮葉中0.02%增至干茶中0.37%。

圖2 加工工序?qū)Σ椟S素（A）、茶紅素（B）、茶褐素（C）相對含量的影響Fig. 2 Effect of processing steps on the relative contents of theaflavins (A), thearubigins (B), and theabrownins (C)

茶色素包括茶黃素、茶紅素、茶褐素。茶黃素能夠給舌頭后部持續(xù)的澀味[16]，是茶湯刺激性強(qiáng)烈的主要成分；茶紅素影響茶湯亮度及滋味強(qiáng)度[17]；茶褐素同樣是紅茶湯色和滋味形成的重要物質(zhì)，與茶湯中苦味呈顯著負(fù)相關(guān)[18]。圖2顯示，茶黃素、茶紅素和茶褐素呈先升后降趨勢。茶黃素相對含量在揉捻后達(dá)最高值，為0.36%，茶紅素和茶褐素相對含量在發(fā)酵工序后達(dá)最高值，分別為3.36%和3.89%。

由圖3可知，兒茶素含量較高，且在工夫紅茶加工過程中變化幅度較大。因此，本研究對兒茶素組分進(jìn)一步分析。由圖3可知，表沒食子兒茶素（epigallocatechin，EGC）、(+)-兒茶素（(+)-catechin，(+)-C）和表兒茶素（epicatechin，EC）含量在加工過程中呈降低趨勢，干燥后三者含量（較鮮葉）分別降低了98.28%、91.24%和83.27%。沒食子兒茶素（gallocatechin，GC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（gallocatechin gallate，GCG）和表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）含量則在萎凋過程中略微增加，增幅分別為0.59%、2.93%、19.32%和8.48%，之后的加工過程呈降低趨勢，從鮮葉到干茶降幅分別為97.0%、95.44%、100%和78.87%。

圖3 加工工序?qū)唵蝺翰杷兀ˋ～D）和酯型兒茶素（E～G）含量的影響Fig. 3 Effect of processing steps on the contents of simple catechins (A-D)and ester catechins (E-G)

2.2 加工工序?qū)ψ涛段镔|(zhì)形成調(diào)節(jié)作用分析

圖4 加工工序?qū)χ饕涛段镔|(zhì)的調(diào)節(jié)作用Fig. 4 Regulatory effect of processing steps on the main taste compounds

由圖4可知，萎凋工序降低總黃酮、EGC、(+)-C和EC的含量，增加其他主要滋味物質(zhì)含量。揉捻工序降低水浸出物、茶多酚、兒茶素總量（包括簡單兒茶素和酯型兒茶素）、游離氨基酸和可溶性糖含量，增加總黃酮、咖啡堿、沒食子酸、茶黃素、茶紅素和茶褐素的含量。發(fā)酵工序增加總黃酮、沒食子酸、可溶性糖、茶紅素和茶褐素含量，降低其他主要滋味物質(zhì)含量。干燥工序增加沒食子酸、咖啡堿和總黃酮含量，降低其他主要滋味物質(zhì)含量。

2.3 加工工序?qū)Ω刹柚凶涛段镔|(zhì)形成作用占比

圖5 加工工序?qū)χ饕涛段镔|(zhì)形成作用占比Fig. 5 Contribution of processing steps to the formation of main taste compounds

某加工工序?qū)Ω刹柚兄饕涛段镔|(zhì)形成作用通過該工序?qū)ψ涛段镔|(zhì)總變化的占比表示。由圖5可知，萎凋工序?qū)τ坞x氨基酸的形成影響最大，其含量總變化萎凋工序占比為375%。揉捻工序?qū)Σ椟S素、可溶性糖、茶紅素的形成影響較大，三者含量總變化揉捻工序占比分別為260%、211%和164%。發(fā)酵工序?qū)扇苄蕴恰⒂坞x氨基酸形成影響較大，兩者含量總變化發(fā)酵工序占比分別為195%和183%，對茶黃素、ECG和EC形成影響次之，三者含量總變化發(fā)酵工序占比分別為81%、79%和78%。干燥工序?qū)扇苄蕴切纬捎绊戄^大，其含量總變化干燥工序占比為148%，對茶黃素和茶紅素的形成影響次之，其含量總變化干燥工序占比分別為98%和81%。

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)研究工夫紅茶加工工序?qū)χ饕涛段镔|(zhì)形成的影響，結(jié)果表明：1）萎凋工序可明顯增加游離氨基酸含量，對干茶中游離氨基酸形成的作用大于其他工序；2）揉捻工序可增加沒食子酸、茶黃素、茶紅素和茶褐素含量，且對茶黃素和茶紅素形成的作用大于其他工序；3）發(fā)酵工序可降低兒茶素總量、茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿和茶黃素含量，且對游離氨基酸和可溶性糖形成的作用較大；4）干燥工序輕微增加茶葉中沒食子酸、總黃酮和咖啡堿含量，干茶中可溶性糖和茶黃素總變化的占比分別為148%和98%。

萎凋是工夫紅茶加工的首道工序。已有研究表明，萎凋可增加茶葉中游離氨基酸、咖啡堿、單糖和沒食子酸含量，降低茶多酚和兒茶素總量[19]。尹軍峰等[20]檢測到EGC、EGCG、EC和GCG含量在萎凋過程中逐漸降低，而(+)-C和ECG含量逐漸增加。本研究中萎凋工序可略微降低總黃酮、EGC、EC和(+)-C的含量，增加其他滋味物質(zhì)含量，包括略微增加茶多酚和酯型兒茶素含量。茶多酚和兒茶素組分結(jié)果與以往研究存在差異，這可能與萎凋條件（本研究中萎凋環(huán)境平均溫度為24～28 ℃）有關(guān)。潘玉華等[21]通過人工調(diào)控萎凋溫度為26 ℃，相對濕度為（70±5）%，發(fā)現(xiàn)鮮葉在萎凋12 h和36 h后，茶多酚含量較鮮葉中含量均有所增加，而調(diào)控萎凋溫度為18 ℃和22 ℃，鮮葉萎凋12 h和36 h后，茶多酚含量則均有所降低。同樣，Ye Yulong等[22]研究表明萎凋溫度、時間以及物質(zhì)間相互作用能顯著影響除兒茶素沒食子酸酯以外的其他兒茶素組分含量，而萎凋期間咖啡堿含量的增加與萎凋溫度無關(guān)。本研究獲得了類似的結(jié)果，萎凋后咖啡堿含量略微增加，但萎凋條件對滋味物質(zhì)含量的影響有待進(jìn)一步研究。萎凋工序?qū)Σ瓒喾雍亢蛢翰杷亟M分的影響輕微，而對游離氨基酸含量的影響明顯。萎凋工序?qū)Ω刹柚杏坞x氨基酸形成作用大于其他工序，這可能是萎凋過程中大量蛋白質(zhì)降解引起的[23]，鑒于游離氨基酸在茶湯中主要表現(xiàn)為鮮甜的呈味特征[24]，本研究認(rèn)為萎凋工序可能是影響保靖黃金茶工夫紅茶茶湯鮮甜味的關(guān)鍵工序。

揉捻過程中茶葉細(xì)胞破損，內(nèi)含物質(zhì)充分接觸并發(fā)生劇烈變化。蔣金星[25]認(rèn)為揉捻可降低兒茶素總量，增加沒食子酸含量，本研究得到了類似的結(jié)果，但本研究還發(fā)現(xiàn)揉捻對茶黃素和茶紅素形成的作用大于其他工序，這可能與揉捻條件和時間有關(guān)。實(shí)際上，揉捻過程中茶葉已經(jīng)開始發(fā)酵，揉捻時間越長，在此階段因發(fā)酵引起的物質(zhì)變化則越大。前期工夫紅茶加工實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在揉捻工序后，保靖黃金茶鮮葉比同等揉捻條件下的櫧葉齊和碧香早品種鮮葉紅條率更高。因此，揉捻工序（包括此階段發(fā)酵過程）或?qū)⑹怯绊懕＞更S金茶工夫紅茶特征滋味物質(zhì)形成的關(guān)鍵工序。

在發(fā)酵工序（指定溫濕度環(huán)境）中，部分游離氨基酸結(jié)合茶多酚、糖類形成聚合物，致使其含量下降[24]。茶黃素和茶紅素在此階段大量形成并存在峰值，茶褐素則隨著發(fā)酵時間的延長而增加[10]。本研究中發(fā)酵工序?qū)Ω刹柚杏坞x氨基酸和可溶性糖的形成作用較大，對茶黃素、茶紅素形成作用小于揉捻工序，這有可能是由于茶紅素和茶黃素含量的峰值已過。因此，針對特定品種，發(fā)酵時間對茶色素形成的影響有待進(jìn)一步研究。

干燥是工夫紅茶品質(zhì)形成的最后工序，在此階段，羰基化合物和氨基化合物會發(fā)生以應(yīng)（包括斯特雷克降解以應(yīng)）[24]，導(dǎo)致游離氨基酸和可溶性糖含量下降。王貴芳[26]研究顯示工夫紅茶干燥過程中，茶紅素進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為茶褐素，茶紅素含量降低。尹杰等[27]發(fā)現(xiàn)茶紅素和茶褐素在發(fā)酵后的做形和干燥階段呈下降趨勢。本研究獲得類似的結(jié)果，干燥工序輕微降低游離氨基酸、可溶性糖、茶黃素、茶紅素和茶褐素的含量，但本研究還發(fā)現(xiàn)黃酮含量在干燥后明顯增加，這可能與黃酮苷受熱分解有關(guān)[28]。此外，各加工工序?qū)扇苄蕴亲饔镁^大，這可能與其在鮮葉和干茶中含量相差較小有關(guān)，然鮮葉和干茶中可溶性糖組成差異有待進(jìn)一步研究。

本研究從調(diào)節(jié)作用及其影響大小分析了各加工工序?qū)χ饕涛段镔|(zhì)形成的重要性，發(fā)現(xiàn)萎凋工序或?qū)⑹枪し蚣t茶茶湯鮮甜味的關(guān)鍵工序；揉捻工序（包括此階段的發(fā)酵過程）或?qū)⑹枪し蚣t茶特征滋味物質(zhì)形成的關(guān)鍵工序。然而，本研究僅分析了各加工工序?qū)χ饕涛段镔|(zhì)形成的影響，有必要結(jié)合代謝組學(xué)方法系統(tǒng)研究加工工序?qū)ζ渌涛段镔|(zhì)形成的影響。鑒于滋味是工夫紅茶品質(zhì)評判的重要因子，本研究將有助于工夫紅茶工序參數(shù)優(yōu)化及品質(zhì)提升。