桑葉烏龍茶制作工藝流程（III）：加工參數(shù)的優(yōu)化

孫 茂 李文楚 李景新 邱國祥 鐘楊生 陳芳艷 林健榮

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院蠶絲科學(xué)系 廣東廣州 510642；2.廣東省倫教蠶種場 廣東順德 528308）

目前，對桑葉烏龍茶的研究仍處于實(shí)驗(yàn)研究和探索階段，尚不夠深入，可開發(fā)的食品種類有限（李林等，2017；許淑瓊等，2017），其經(jīng)濟(jì)價(jià)值并沒有得到充分推廣與應(yīng)用，尤其是應(yīng)用面不廣。同時(shí)，桑葉來源的復(fù)雜性（Fujimura et al., 2004；俞燕芳等，2018）、桑葉品質(zhì)的季節(jié)變化性（Abou-Arab et al., 1999；郭雅玲等，2016）和加工技術(shù)的不成熟性（Hu et al., 2009；林強(qiáng)軒等，2018）導(dǎo)致桑葉食品尚未被列入國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)的食品類別中，桑葉在成品流程也尚未系統(tǒng)化、關(guān)聯(lián)化、配套化（劉青茹等，2017）?？傊F(xiàn)有的桑葉食品開發(fā)研究與桑葉食用方式仍然存在諸多不足且需迫切解決優(yōu)化。

1 材料與方法

1.1 材料

采樣地點(diǎn)位于廣東省倫教蠶種場蠶桑大健康生產(chǎn)科研示范基地廣東省臺山市廣海鎮(zhèn)，此地夏季高溫多雨，冬季溫暖少雨，1月份平均氣溫普遍在0 ℃以上，夏季平均相對濕度80%～85%。桑葉采摘時(shí)間：7∶00～11∶00；13∶00～18∶30。桑樹品種：沙-69；果桑與葉桑兼用桑。

利用四分法進(jìn)行采樣，試樣平攤于地面，用取樣鏟取出樣品約2 kg 作為原始樣品，在帶蓋的特殊茶盒中混合，并通過四分法逐漸減少至1 kg，作為平均樣品，分裝于兩個(gè)包裝袋中，抽真空，4 ℃保存，供實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)用。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程中活性成分含量變化

工藝流程：桑葉采摘→切葉（一分為二）→殺青→揉壓→烘焙→密封→貯藏。

殺青揉壓工藝： 100 ℃殺青揉壓參數(shù)：310 r/min 殺青→18 kPa 揉壓（0.6 kPa 保壓2.5 min）→21.5 kPa 揉壓（保壓同上）；140 ℃殺青揉壓參數(shù)：820～840 r/min 殺青→18 kPa 揉壓（保壓同上）→21.5 kPa 揉壓（保壓同上）；180 ℃殺青揉壓參數(shù)：870 r/min 殺青→14.5 kPa 揉壓（保壓同上）→18 kPa 揉壓（保壓同上）。

1.2.2 烘焙工藝

輕烘干工藝為90 ℃烘2 h；重烘干工藝為90 ℃烘9 h。在此基礎(chǔ)上，探討桑葉烏龍茶干物質(zhì)含量、含水量、水浸出物含量、茶多酚含量、可溶性總糖含量和游離氨基酸含量的變化趨勢。

1.2.3 加工工藝優(yōu)選試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過殺青溫度、烘焙溫度和烘焙時(shí)長的單因素試驗(yàn)，分析各種因素對茶多酚含量、游離氨基酸含量和可溶性總糖含量的影響。桑葉烏龍茶通過增加類脂質(zhì)的通路促進(jìn)血脂降低、誘導(dǎo)解毒酶、治療動脈粥樣硬化病、抗氧化等功效是酚性物質(zhì)作用的結(jié)果，再加上酚性物質(zhì)具有提色提亮的功能，而可溶性總糖具有降血糖與抑菌功效，游離氨基酸則具有抗疲勞（Liang et al., 2001 ；Rostagno et al., 2011）的功效，綜合以上指標(biāo)對桑葉烏龍茶品質(zhì)影響的重要程度及參考文獻(xiàn)中研究的頻次，給出綜合指標(biāo)（40%茶多酚含量+35%可溶性總糖含量+25%游離氨基酸含量）以便考量。以綜合指標(biāo)為分析指標(biāo)，利用三因素三水平正交試驗(yàn)，確定出最優(yōu)加工工藝參數(shù)。

（1）單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

根據(jù)已實(shí)施的加工工藝條件進(jìn)行單因素拓展試驗(yàn)：

烘焙溫度對綜合指標(biāo)的影響。

為控制單一變量，烘焙時(shí)長確定為2 h，殺青溫度為140 ℃，分別在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙溫度條件下測定茶多酚含量、可溶性總糖含量、游離氨基酸含量，探究不同烘焙溫度對各指標(biāo)的影響。

烘焙時(shí)長對綜合指標(biāo)的影響。

在最優(yōu)烘焙溫度條件下，分別在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h烘焙時(shí)長條件下測定茶多酚含量、可溶性總糖含量、游離氨基酸含量。探討不同烘焙時(shí)長對各指標(biāo)的影響。

（2）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，分別對殺青溫度、烘焙溫度、烘焙時(shí)長三因素篩選出三個(gè)最優(yōu)值，組成三水平，進(jìn)行正交試驗(yàn)。

通過正交試驗(yàn)得到工藝最優(yōu)參數(shù)后，重復(fù)3 次正交結(jié)果表征試驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)果準(zhǔn)確性。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Excel 2018 軟件進(jìn)行初步運(yùn)算、線性回歸與非線性回歸處理，再用SPSS 18.0 軟件進(jìn)行回歸方程擬合度矯正、單因素方差分析（one-way ANOVA）、單樣本T 檢驗(yàn)、一般線性單變量方差分析，P<0.01 為差異極顯著，0.010.05 為差異不顯著，并利用LSD 與Duncan 檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

桑葉烏龍茶加工工藝中殺青與烘焙兩個(gè)處理階段可分為輕殺青與重殺青、輕烘干與重烘干，由此桑葉烏龍茶加工工藝可組合為四種類型：輕殺青、輕烘干；輕殺青、重烘干；重殺青、輕烘干；重殺青、重烘干（傳統(tǒng)桑葉茶工藝）。其中，輕殺青為100 ℃殺青，重殺青為180 ℃殺青，輕烘干為90 ℃烘2h，重烘干為90 ℃烘9 h。

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 烘焙溫度對各指標(biāo)的影響

（1）烘焙溫度對茶多酚含量的影響。

根據(jù)前述方法，并控制單一變量，烘焙時(shí)間確定為2 h，分別在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙溫度條件下測定茶多酚含量，結(jié)果如圖1所示，且各溫度下的茶多酚含量差異極顯著（P<0.01）。烘焙溫度由70 ℃上升至110 ℃時(shí)，茶多酚含量由0.69%升至0.95%，呈明顯的上升趨勢，110 ℃條件下比70 ℃條件下的茶多酚含量約高37.68%；當(dāng)烘焙溫度達(dá)到110 ℃時(shí)，茶多酚含量到達(dá)最高，為0.95%；當(dāng)烘焙溫度升高至120 ℃時(shí)，茶多酚含量為0.88%，呈明顯的下降趨勢，120 ℃條件下比110 ℃條件下的茶多酚含量約低7.37%。結(jié)果顯示110 ℃為最佳烘焙溫度。

（2）烘焙溫度對可溶性總糖含量的影響。

根據(jù)前述方法，并控制單一變量，烘焙時(shí)間確定為2 h，分別在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙溫度條件下測定可溶性總糖含量，結(jié)果如圖2所示，且各溫度下的可溶性總糖含量差異極顯著（P<0.01）。烘焙溫度由70 ℃上升至100 ℃時(shí)，可溶性總糖含量由20.26%升至32.53%，呈明顯的上升趨勢，100 ℃條件下比70 ℃條件下的可溶性總糖含量約高60.56%；當(dāng)烘焙溫度達(dá)到100 ℃時(shí)，可溶性總糖含量到達(dá)最高，為32.53 %；當(dāng)烘焙溫度繼續(xù)升高至120 ℃時(shí)，可溶性總糖含量為28.57%，呈明顯的下降趨勢，且120 ℃條件下比100 ℃條件下的可溶性總糖含量約低12.17%。結(jié)果顯示100 ℃為最佳烘焙溫度。

（3）烘焙溫度對游離氨基酸含量的影響。

根據(jù)前述方法，并控制單一變量，烘焙時(shí)長確定為2h，分別在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙溫度條件下測定游離氨基酸含量，結(jié)果如圖3所示， 且各溫度下的游離氨基酸含量差異顯著（0.01

（4）烘焙溫度對綜合指標(biāo)的影響。

結(jié)合上述指標(biāo)對桑葉烏龍茶品質(zhì)影響的重要程度及參考文獻(xiàn)中研究的頻次，給出綜合指標(biāo)（綜合指標(biāo)=40%茶多酚含量+35%可溶性總糖含量+25%游離氨基酸含量）以便考量。

橫坐標(biāo)繪制烘焙溫度（70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃），縱坐標(biāo)繪制對應(yīng)的綜合指標(biāo)，建立散點(diǎn)圖，得出二項(xiàng)式非線性回歸方程為y=-0.004 8x2+0.951 7x-35.096，相關(guān)系數(shù)R2=0.841 8，結(jié)果如圖4所示。該回歸方程相關(guān)系數(shù)擬合度良好。由該非線性回歸方程計(jì)算可得：當(dāng)烘焙溫度為99 ℃時(shí)，綜合指標(biāo)達(dá)到最高，為12.08。

2.1.2 烘焙時(shí)間對各指標(biāo)的影響

（1）烘焙時(shí)間對茶多酚含量的影響。

根據(jù)前述方法，并在最優(yōu)烘焙溫度99 ℃條件下，分別在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙時(shí)長條件下測定茶多酚含量，結(jié)果如圖5所示，且在各時(shí)長條件下的茶多酚含量差異不顯著（P>0.05）。烘焙時(shí)間由0 h 上升至4 h 時(shí)，茶多酚含量由0.33%升至1.00%，呈明顯的上升趨勢，4 h 條件下比0 h 條件下的茶多酚含量約高203%；當(dāng)烘焙時(shí)間達(dá)到4 h時(shí)，茶多酚含量到達(dá)最高，為1.00%；當(dāng)烘焙時(shí)間繼續(xù)延長至8 h 時(shí)，茶多酚含量為0.87 %，呈明顯的下降趨勢，且8 h 條件下比4 h 條件下的茶多酚含量低13.00 %。結(jié)果顯示4 h 為最佳烘焙時(shí)長。

（2）烘焙時(shí)間對可溶性總糖含量的影響。

根據(jù)前述方法，并在最優(yōu)烘焙溫度99 ℃條件下，分別在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙時(shí)長條件下測定可溶性總糖含量，結(jié)果如圖6所示，在各時(shí)長條件下的可溶性總糖含量差異不顯著（P>0.05）。烘焙時(shí)間由0 h 上升至2 h 時(shí)，可溶性總糖含量由22.97%升至31.67%，呈明顯的上升趨勢，2 h 條件下比0 h 條件下的可溶性總糖含量約高37.88%；當(dāng)烘焙時(shí)間達(dá)到2 h 時(shí)，可溶性總糖含量到達(dá)最高，為31.67%；當(dāng)烘焙時(shí)間繼續(xù)延長至8 h 時(shí)，可溶性總糖含量為22.95%，呈明顯的下降趨勢，且8 h 條件下比2 h 條件下的可溶性總糖含量低27.53%。結(jié)果顯示2 h 為最佳烘焙時(shí)長。

（3）烘焙時(shí)間對游離氨基酸含量的影響。

根據(jù)前述方法，在最優(yōu)烘焙溫度99 ℃條件下，分別在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙時(shí)長條件下測定游離氨基酸含量，結(jié)果如圖7所示，在各時(shí)長條件下的游離氨基酸含量差異不顯著（P>0.05）。烘焙時(shí)間由0 h 上升至6 h 時(shí)，游離氨基酸含量由0.18 %至0.19 %，呈上升趨勢，6 h 條件下比0 h條件下的游離氨基酸含量約高5.56%；當(dāng)烘焙時(shí)間達(dá)到6 h時(shí)，游離氨基酸含量到達(dá)最高，為0.19%；當(dāng)烘焙時(shí)間繼續(xù)延長至8 h 時(shí)，游離氨基酸含量為0.18%，呈下降趨勢，且8 h 條件下比6 h 條件下的游離氨基酸含量約低5.26%。結(jié)果顯示6 h 為最佳烘焙時(shí)長。

（4）烘焙時(shí)間對綜合指標(biāo)的影響。

結(jié)合上述指標(biāo)對桑葉烏龍茶品質(zhì)影響的重要程度及參考文獻(xiàn)中研究的頻次，給出綜合指標(biāo)（綜合指標(biāo)=40 %茶多酚含量+35 %可溶性總糖含量+25 %游離氨基酸含量）以便考量。

橫坐標(biāo)繪制烘焙時(shí)間（0 h、2 h、4 h、6 h、8 h），縱坐標(biāo)繪制與之對應(yīng)的綜合指標(biāo)，建立散點(diǎn)圖，得出二項(xiàng)式非線性回歸方程為y=-0.144 6x2+1.076 2x+8.725 4，相關(guān)系數(shù)R2=0.683 4，結(jié)果如圖 8 所示。該回歸方程相關(guān)系數(shù)R2>0.60，擬合度良好。由該非線性回歸方程計(jì)算可得：當(dāng)烘焙時(shí)長為3.7 h 時(shí)，綜合指標(biāo)達(dá)到最高，為10.73。

2.2 正交試驗(yàn)

以綜合指標(biāo)為考察指標(biāo)，利用正交試驗(yàn)分析法優(yōu)選桑葉烏龍茶加工工藝參數(shù)。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對殺青溫度、烘焙溫度、烘焙時(shí)間3 個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行L9（33）正交優(yōu)化試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)表1進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)，結(jié)果見表2。通過統(tǒng)計(jì)分析可得，影響桑葉烏龍茶綜合指標(biāo)的主次因素排序?yàn)椋篈［殺青溫度（℃）］>B［烘焙溫度（℃）］>C［烘焙時(shí)間（h）］。殺青溫度對桑葉烏龍茶綜合指標(biāo)的影響差異顯著（0.010.05）。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

綜上所述，三因素的最佳組合為A2B2C3，即殺青溫度為140 ℃，烘焙溫度為99 ℃，烘焙時(shí)間為5.7 h。為進(jìn)一步檢驗(yàn)最佳組合的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，重復(fù)3 次正交結(jié)果表征試驗(yàn)，綜合指標(biāo)高達(dá)12.36。

3 討論

本次單因素試驗(yàn)是基于工廠加工參數(shù)進(jìn)行的拓展研究。烘焙溫度對茶多酚含量的影響差異極顯著（P<0.01），對可溶性總糖含量的影響也為差異極顯著（P<0.01），對游離氨基酸含量的影響差異顯著（0.010.05）。烘焙時(shí)間單因素試驗(yàn)確認(rèn)3.7 h 為最佳烘焙時(shí)間，此時(shí)綜合指標(biāo)高達(dá)10.73。

關(guān)于優(yōu)化桑葉烏龍茶加工工藝的正交試驗(yàn)暫無報(bào)道。本次試驗(yàn)采用的L9（33）方案的原型為L9（34），在數(shù)據(jù)處理中應(yīng)加入空列因素保證完整性。通過統(tǒng)計(jì)分析得最佳優(yōu)選參數(shù)：殺青溫度為140 ℃；烘焙溫度為99 ℃；烘焙時(shí)間為5.7 h，影響桑葉烏龍茶綜合指標(biāo)的主次因素排序?yàn)椋簹⑶鄿囟?烘焙溫度>烘焙時(shí)間。為實(shí)際制茶工藝提供一套可行且優(yōu)化的操作方案，并找出其中關(guān)鍵因素。