“倒春寒”凍害茶葉的加工工藝研究

王舒婷，曲鳳鳳，張新富，胡建輝

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山東 青島 266109）

早春氣候多變，如果冷空氣較強(qiáng)，可使氣溫驟降至10℃以下，甚至發(fā)生雨雪，這種現(xiàn)象稱為“倒春寒”。一旦溫度驟降至0℃以下，植物遭受“倒春寒”凍害的幾率將大大增加［1-4］，而早春植物萌發(fā)的芽葉首當(dāng)其沖。春茶生產(chǎn)早期是制備名優(yōu)茶的關(guān)鍵期，此時(shí)“倒春寒”的發(fā)生對茶葉生產(chǎn)及其經(jīng)濟(jì)效益的影響巨大［5］，主要表現(xiàn)在推遲茶芽萌發(fā)或使茶樹已萌發(fā)芽葉受凍，從而降低茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)［6］。

在自然條件下，“倒春寒”對茶樹的影響是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象［7］。茶樹受凍后，葉片細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器受到嚴(yán)重?fù)p傷、原生質(zhì)膜被損害，原生質(zhì)脫水變質(zhì)而凝固，原生質(zhì)的膠體性質(zhì)受破壞［8］，發(fā)生質(zhì)壁分離。當(dāng)氣溫回升后，受凍鮮葉在解凍過程中的各種物質(zhì)不受限制地從細(xì)胞內(nèi)游離到細(xì)胞外，致使茶汁外溢，遇空氣變紅焦枯［9］，后逐漸發(fā)蔫變褐，最終失去加工價(jià)值。茶多酚高溫易變質(zhì)［10］，若能在氣溫回升（茶樹鮮葉發(fā)蔫變褐）前采摘鮮葉，采用冷藏或冷凍方法延緩氧化反應(yīng)的發(fā)生，并采用冷凍干燥方法制得符合綠茶品質(zhì)特征的茶葉產(chǎn)品，可較大程度地保存茶葉原有的色、香、味、形［11］，進(jìn)而降低倒春寒造成的經(jīng)濟(jì)損失?；谝陨贤评?，本試驗(yàn)設(shè)計(jì)6套加工工藝對茶樹受凍害鮮葉進(jìn)行加工，通過對所制茶樣進(jìn)行感官審評和品質(zhì)成分分析，評價(jià)不同工藝的應(yīng)用效果，旨在為茶樹凍害葉片資源的綜合利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2019年4月18日于青島農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)實(shí)習(xí)基地采摘遭受凍害的茶樹鮮葉（一芽一葉和一芽二葉），帶回青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)實(shí)驗(yàn)室，于-15℃預(yù)冷凍24 h以上，備用。

1.2 主要儀器

奧豪斯萬分之一電子天平，奧豪斯儀器（上海）有限公司產(chǎn)品；海信BC／BD-510A冰柜，青島海信集團(tuán)產(chǎn)品；ALPHA1-2LD PLUS冷凍干燥機(jī)，Martch Christ公司產(chǎn)品；YB-1A真空恒溫干燥箱，天津拓普儀器有限公司產(chǎn)品；SHB-Ⅲ循環(huán)水式真空泵，河南予華儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；6CH-30D茶葉提香機(jī)，浙江上洋機(jī)械股份有限公司產(chǎn)品；DHG-9247A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；UV-5100紫外可見分光光度計(jì)，上海元析儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 不同保存方式下凍害鮮葉形態(tài)觀察 取上述預(yù)冷凍鮮葉，分別置于15℃左右室溫、4℃冷藏中解凍。仔細(xì)觀察冷凍狀態(tài)時(shí)及解凍過程中葉片形態(tài)變化并拍照記錄，其中室溫和冷藏條件分別間隔15、30 min記錄一次。

1.3.2 不同凍害鮮葉加工工藝評價(jià) 采用不同的加工工藝處理預(yù)冷凍鮮葉，并對制得茶樣進(jìn)行感官審評和品質(zhì)成分含量檢測分析。不同加工工藝包括：傳統(tǒng)烘青工藝、冷凍干燥工藝、冷凍干燥＋室溫敞口24 h工藝、冷凍干燥＋烘干工藝、冷凍干燥＋汽蒸工藝、冷凍干燥＋真空干燥工藝。具體步驟如下：

（1）傳統(tǒng)烘青工藝（CK）：烘青綠茶鮮葉加工分為殺青、揉捻和烘干三道工序［12］，本試驗(yàn)主要研究茶葉品質(zhì)，無需造形，所以省略揉捻這一工序。冷凍鮮葉完全解凍后置于提香機(jī)中，160℃高溫殺青5 min，青氣消失后取出；110℃毛火干燥30 min，取出攤晾30 min，再95℃干燥1 h。待茶葉冷卻到室溫，稱取3.0 g裝袋封口保存。

（2）冷凍干燥工藝（LD）：將冷凍鮮葉從冰柜中取出，在未解凍狀態(tài)下盡快放入冷凍干燥機(jī)，于-50℃、0.004 kPa條件下冷凍干燥24 h，干燥完成后稱取3.0 g裝袋封口保存。

（3）冷凍干燥＋室溫敞口24 h工藝（LD＋24 h）：稱取3.0 g冷凍干燥后茶樣，室溫放置24 h，使其與氧氣充分接觸后裝袋封口保存。

（4）冷凍干燥＋烘干工藝（LD＋HG）：稱取3.0 g冷凍干燥后茶樣置于提香機(jī)中，160℃干燥1 min后取出，待茶樣冷卻至室溫，裝袋封口保存。

（5）冷凍干燥＋汽蒸工藝（LD＋QG）：稱取3.0 g冷凍干燥后茶樣放入100℃蒸鍋中，蒸1 min后取出，待茶樣冷卻至室溫后裝袋封口保存。

（6）冷凍干燥＋真空干燥工藝（LD＋ZG）：稱取3.0 g冷凍干燥后茶樣放入真空恒溫干燥箱中，30℃抽真空，完成后將溫度調(diào)至120℃，待溫度上升至100～110℃范圍時(shí)取出，茶樣冷卻至室溫后裝袋封口保存。

1.4 測定指標(biāo)及方法

茶葉感官審評參照GB／T 23776—2018茶葉感官審評方法；茶葉水浸出物含量測定參照GB／T 8305—2013，采用鋁盒質(zhì)量差減法；可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法；茶多酚含量測定參照GB／T 8313—2018，采用酒石酸亞鐵比色法；咖啡堿含量測定參照GB／T 8312—2013，采用紫外分光光度法；游離氨基酸總量測定參照GB／T 8314—2013，采用茚三酮比色法。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003、SAS v8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，利用LSD法檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同保存方式下凍害鮮葉的外形變化

經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，冷凍狀態(tài)下的鮮葉被冰霜覆蓋，且隨時(shí)間推移并無明顯變化，故不做比較。室溫下鮮葉先解凍，冰霜以肉眼可見的速度消失。30 min后個(gè)別葉片開始變紅，隨后紅色葉片逐漸增多，且顏色加深；4 h后絕大部分葉片變紅褐色且萎蔫；12 h后大部分葉片干枯呈紅褐色，略顯深綠色（圖1）。冷藏條件下，鮮葉外形變化較室溫緩慢，2.5 h后葉片才出現(xiàn)明顯黃變；4 h后有部分紅梗紅葉；12 h后，茶葉萎蔫明顯，且大部分呈黃紅色（圖2）。冷凍保存12 h的鮮葉仍處于冷凍狀態(tài)，外形基本沒有變化。綜上可知，受凍害鮮葉采摘后，最好保存在冷凍條件下，如果保存在冷藏條件下，保存時(shí)間應(yīng)該控制在2.5 h以內(nèi)。因此，本研究選擇冷凍保存的鮮葉進(jìn)行后續(xù)茶樣加工。

2.2 制備茶樣的感官審評結(jié)果

依據(jù)GB／T 23776—2018茶葉感官審評方法，6種工藝制得茶樣感官審評結(jié)果如表1所示。傳統(tǒng)烘青工藝制得茶樣干茶色澤紅褐，葉底紅梗紅葉，湯色橙黃。冷凍干燥工藝制得茶樣滋味和香氣存在缺陷，青澀味明顯。茶樣經(jīng)冷凍干燥＋室溫敞口24 h工藝制得茶樣，多酚物質(zhì)發(fā)生氧化，沖泡后茶湯出現(xiàn)紅變，這是綠茶品質(zhì)的大忌。冷凍干燥＋烘干工藝和冷凍干燥＋汽蒸工藝制得茶樣經(jīng)過高溫殺青提香后，青氣、青味消失，分別產(chǎn)生愉悅的清香和棗甜香，且滋味較好，但湯色均出現(xiàn)不同程度的紅變，推測可能是高溫促進(jìn)了氧化反應(yīng)的發(fā)生，生成呈現(xiàn)黃色或紅色的多酚氧化產(chǎn)物。而冷凍干燥＋真空高溫干燥工藝在高溫殺青條件下最大限度地降低了環(huán)境中的氧氣濃度，制得茶樣干茶色澤翠綠，湯色淺黃綠明亮，棗香明顯，滋味甜醇，葉底淺黃綠，符合綠茶的品質(zhì)特征。因此，冷凍干燥后再進(jìn)行真空干燥處理可作為凍害茶葉加工的備選方案。

表1 茶樣感官審評結(jié)果

2.3 冷凍干燥＋真空干燥工藝與傳統(tǒng)烘青工藝制得茶樣品質(zhì)成分差異

本研究對冷凍干燥＋真空干燥工藝與傳統(tǒng)烘青工藝制得茶樣品質(zhì)成分進(jìn)行分析，結(jié)果（表2）發(fā)現(xiàn)，冷凍干燥＋真空干燥工藝制得茶樣的水浸出物、茶多酚含量顯著高于傳統(tǒng)烘青工藝，氨基酸含量略高，咖啡堿含量的差異不顯著，可溶性糖含量則是傳統(tǒng)烘青工藝更高。推測引起上述差異的原因可能是傳統(tǒng)烘青工藝歷經(jīng)的高溫處理時(shí)間更久，而茶多酚在高溫條件下不穩(wěn)定，易發(fā)生氧化和降解；鮮葉中碳水化合物在攤晾過程中發(fā)生水解作用，有利于可溶性物質(zhì)含量的增加。

表2 茶樣品質(zhì)成分含量 （%）

3 討論與結(jié)論

茶葉的感官品質(zhì)，是其色、香、味、形等品質(zhì)因子的綜合反映［13］。茶樹鮮葉受到凍害脅迫，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外滲并發(fā)生反應(yīng)，在解凍過程中發(fā)生褐變，傳統(tǒng)烘青工藝進(jìn)一步加重了褐變程度，難以達(dá)到綠茶“清湯綠葉”的品質(zhì)特征［14］，這也是遭受凍害茶葉失去加工價(jià)值的原因所在。冷凍干燥工藝沒有經(jīng)過高溫殺青處理［15］，導(dǎo)致滋味和香氣存在缺陷，青澀味明顯。楊菊等［16］認(rèn)為干燥過程得當(dāng)與否，與成品茶葉的色澤、香氣、營養(yǎng)成分等品質(zhì)息息相關(guān)。在茶葉加工領(lǐng)域，真空冷凍干燥技術(shù)在速溶茶中應(yīng)用最早、技術(shù)也最為成熟，最早于日本茶生產(chǎn)中得到應(yīng)用［17］。使用真空冷凍干燥技術(shù)加工清香型烏龍茶，所制茶樣香氣馥郁清高、花香顯，湯色黃綠明亮，滋味醇厚回甘，其品質(zhì)明顯高于熱風(fēng)烘干對照樣，即真空冷凍干燥更有利于充分展示清香型烏龍茶的色、香、味［18-21］。張麗晶等［22］對綠茶微波真空干燥工藝進(jìn)行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)微波功率的增大會加重茶湯亮度的損失，而真空度在一定條件下能夠使茶湯更加亮綠。劉玉芳［23］、劉曉東［24］等通過研究低溫真空干燥技術(shù)對烏龍茶品質(zhì)和綠茶色澤的影響，發(fā)現(xiàn)該方法制作的烏龍茶和綠茶綜合品質(zhì)高于傳統(tǒng)熱風(fēng)烘干產(chǎn)品，且低溫真空干燥比真空冷凍干燥能耗少、時(shí)間短。張凌云等［25］研究表明窨制桂花茶、茉莉花茶復(fù)火時(shí)宜使用55℃進(jìn)行低溫真空干燥，此時(shí)的花茶綜合品質(zhì)優(yōu)于其它溫度及傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥產(chǎn)品，并不同程度地節(jié)約投花量。

本研究經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，凍害葉的最優(yōu)加工工藝為冷凍干燥＋真空干燥工藝，該工藝制得茶樣更符合綠茶的品質(zhì)特征，干茶色澤翠綠，棗香明顯，湯色淺黃明亮，滋味甜醇，口感佳，尤其是干茶色澤極大改進(jìn)。本試驗(yàn)中冷凍和真空分開進(jìn)行，且將低溫改為高溫，使該工藝更符合凍害葉加工條件。冷凍干燥工序可阻止凍害葉變蔫發(fā)褐，是形成新工藝綠茶色澤翠綠品質(zhì)的基礎(chǔ)工序。冷凍干燥以及低溫使得鮮葉在未解凍狀態(tài)下凍至含水量為20% ～30%，相比直接攤晾再進(jìn)行殺青，鮮葉未經(jīng)溫差變化，細(xì)胞破壞后的內(nèi)含物質(zhì)呈凝膠狀態(tài)，不進(jìn)行流動，不會產(chǎn)生氧化反應(yīng)。冷凍干燥工藝可阻止葉片褐變，從而保證綠茶的翠綠色澤，改善成茶外觀。真空高溫干燥工序中高溫可殺青提香，真空也可阻礙高溫殺青下多酚物質(zhì)氧化，并且在真空狀態(tài)下去除水分，能有效防止茶葉內(nèi)容物發(fā)生氧化反應(yīng)，極大保留茶葉香味和顏色成分，防止茶湯變色。

對茶葉品質(zhì)成分進(jìn)行生化分析的結(jié)果表明，與傳統(tǒng)烘青工藝制得綠茶相比，冷凍干燥＋真空干燥工藝制得綠茶茶多酚含量保留量大，其余生化成分基本持平或略有提高。

綜上，冷凍干燥＋真空干燥工藝可保留茶葉浸出物的香味和營養(yǎng)成分，符合市場要求。因此，本研究提供的新工藝不僅能減小“倒春寒”帶來的不利影響，減少茶葉生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)損失，還為資源的合理利用提供新途徑。