工夫紅茶在高溫加速陳化貯藏模型中的感官品質(zhì)及非揮發(fā)性成分變化

劉亞文，王凱茜，于飛，陳聰，陳淑娜，呂楊俊，朱躍進(jìn)，孔俊豪，楊秀芳，吳媛媛，何普明，屠幼英，李博

（1.浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院茶學(xué)系，浙江杭州310058；2.中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院，浙江杭州310016）

茶葉屬季節(jié)性生產(chǎn)、全年性消費(fèi)產(chǎn)品，因其特殊的疏松多孔結(jié)構(gòu)，品質(zhì)成分在加工、運(yùn)輸、貯藏、銷售等過程中極易受水分、溫度、光照、氧氣的影響發(fā)生氧化、降解、聚合等一系列理化反應(yīng)，導(dǎo)致茶葉色澤暗淡、香氣減弱、滋味口感下降，甚至陳化劣變[1]。自動氧化是茶葉劣變的根本原因之一，不當(dāng)?shù)馁A藏條件是加速茶葉陳化的重要原因，其中水分和溫度對茶葉品質(zhì)的影響尤為顯著[2]。溫度與茶葉品質(zhì)的穩(wěn)定關(guān)系密切， 且低溫貯藏有利于減緩內(nèi)含成分的氧化，穩(wěn)定茶葉品質(zhì)[3-4]。

紅茶是我國傳統(tǒng)六大茶類之一， 屬于全發(fā)酵茶，加工過程中茶多酚適度轉(zhuǎn)化為茶黃素、茶紅素及茶褐素等物質(zhì)。工夫紅茶是我國特色紅茶，其中祁門紅茶（以下簡稱為祁紅）因其獨(dú)特的香味“祁門香”享譽(yù)國內(nèi)外，與印度的大吉嶺紅茶和斯里蘭卡的烏瓦茶并稱世界三大高香紅茶； 云南工夫紅茶（以下簡稱為滇紅）以特有的香高味濃而著稱，是深受消費(fèi)者喜愛的典型工夫紅茶代表。通常認(rèn)為紅茶在貯藏過程中品質(zhì)較穩(wěn)定， 貯藏方式往往采取自然存放， 對包裝方式和貯藏條件沒有嚴(yán)格要求，貯藏期限不夠明確[5]。石若瑜等[6]研究滇紅5年貯存過程中主要化學(xué)成分的變化，發(fā)現(xiàn)咖啡因、沒食子酸 （GA）、 表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）、茶黃素含量隨著紅茶儲存年份的增加而減少， 而茶紅素和茶褐素含量增加。楊娟等[7]研究發(fā)現(xiàn)自然貯藏過程中，紅茶感官品質(zhì)在三個月后品質(zhì)達(dá)到最佳，之后綜合品質(zhì)呈下降趨勢，一年后陳味不明顯。

目前對于紅茶貯藏方面的研究仍不夠全面，一是對環(huán)境因素的控制不夠全面， 可能會忽視溫度的影響； 二是較長的貯藏期限給相關(guān)研究帶來一定挑戰(zhàn)。研究以祁紅和滇紅兩種工夫紅茶為研究對象，采用高溫加速陳化貯藏模型，研究工夫紅茶感官品質(zhì)、 非揮發(fā)性成分在貯藏過程中的變化規(guī)律，為工夫紅茶的科學(xué)貯藏提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

祁門紅茶，購自祁門縣雙輝源茶廠，祁門櫧葉種，手工采摘，茶葉等級一級，生產(chǎn)日期為2018年4月19 日；云南大葉種紅茶，購自云南鳳慶茶廠，茶葉等級一級，生產(chǎn)日期為2018年7月2 日。

濃硫酸、蒽酮、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、85%磷酸、碳酸氫鈉、茚三酮、95%乙醇、無水乙醇等所用試劑為分析純，購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DK-S28 電熱恒溫水浴鍋（上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司），AL104 電子天平 （瑞士Mettler toledo公司），20 mL 精密螺紋玻璃瓶（德國CNW 科技公司），UV759S 紫外可見分光光度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司），5804R 離心機(jī)（德國Eppendorf 公司），Venticell 111 烘干機(jī)（德國MMM 公司），分光測色儀（美國HUNTERLAB 公司），智能光照培養(yǎng)箱（寧波海曙萊福實(shí)驗(yàn)儀器廠）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品貯藏

將祁紅、滇紅兩種不同茶樣無包裝散放，分別置于40 ℃、50 ℃恒溫恒濕培養(yǎng)箱中（±0.1 ℃），避光貯存，培養(yǎng)箱相對濕度為30%～35%，分別于1、2、4、6、8、10 周取樣檢測。對照為室溫條件下無包裝散放的兩種茶樣，避光貯存。

1.3.2 常規(guī)理化指標(biāo)測定

水分測定參照GB/T 31740.2—2015 附錄C中水分含量的檢測方法[8]； 茶多酚總量測定參照GB/T 8313—2018 中福林酚比色法[9]；游離氨基酸總量測定參照GB/T 8314—2013 中茚三酮法[10]；可溶性蛋白測定采用考馬斯亮藍(lán)比色法[11-12]。

1.3.3 感官審評

祁紅、滇紅審評參照GB/T 23776—2018 茶葉感官審評方法[13]，采用百分制和評語結(jié)合的方式，對茶樣進(jìn)行外形、香氣、湯色、滋味、葉底的審評。取3 g 干茶，茶水比1∶50，以沸水沖泡5 min。審評小組由10 位具有國家中高級評茶員資格的審評人員（6 位女性，4 位男性，年齡20～40 歲）組成。

1.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”的方式表示，采用SPSS 26.0 進(jìn)行方差分析，SIMCA-P 14.1 軟件進(jìn)行正交偏最小二乘判別分析（Orthogonal partial least squares discriminant analysis OPLS-DA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 祁紅和滇紅在高溫加速陳化貯藏模型中感官品質(zhì)的變化

祁紅和滇紅在40 ℃和50 ℃貯藏條件下，外形、香氣、湯色、滋味、葉底五個指標(biāo)的感官審評得分都呈現(xiàn)先上升后降低的現(xiàn)象， 貯藏1、2 周后品質(zhì)較好。楊娟等[7]研究發(fā)現(xiàn)蜀永系品種所制的工夫紅茶在小袋包裝自然貯藏方式下3個月后品質(zhì)達(dá)到最佳，之后1年內(nèi)逐漸下降。貯藏過程隨溫度和時間的增加， 茶葉逐漸失去光鮮的色澤。對于祁紅、滇紅兩種工夫紅茶來說，加溫條件貯藏10 周后，香氣、滋味、湯色和葉底評分均逐漸下降，其中滋味感官品質(zhì)下降最為顯著，且50 ℃高溫下茶葉品質(zhì)綜合得分較40 ℃下低，說明高溫加速了茶葉的劣變，所采用的加速陳化模型較為可靠。

短時間的貯藏對茶葉干茶色澤、湯色、滋味以及香氣品質(zhì)均有所提升， 其原因可能在于短時間貯藏能促使茶多酚、氨基酸、茶黃素、茶紅素等成分含量達(dá)到較適宜的比例，茶湯品質(zhì)較優(yōu)，超過一定時間對干茶色澤、湯色、香氣、葉底色澤會產(chǎn)生負(fù)面影響。實(shí)驗(yàn)審評結(jié)果與上述已有研究結(jié)果一致，貯藏1 周后，祁紅、滇紅的感官審評得分部分有上升趨勢， 而后隨貯藏時間增加品質(zhì)得分呈下降趨勢。干茶色澤主要來自葉綠素水解產(chǎn)物及茶多酚氧化產(chǎn)物的綜合作用，以及胡蘿卜素、黃酮類化合物、 果膠等物質(zhì)在茶葉干燥過程中凝固在干茶表面[14]，此外茶黃素、茶紅素和茶褐素等呈色物質(zhì)的氧化聚合是紅茶干茶色澤變化的主要原因[5]。

2.2 祁紅和滇紅在高溫加速陳化貯藏模型中理化指標(biāo)的變化

2.2.1 含水率的變化

茶葉含水量是影響茶葉品質(zhì)的主要因素。水分不僅是茶葉內(nèi)含成分反應(yīng)的溶劑， 也是微生物繁殖的必要條件。茶葉貯藏過程中水分由茶葉自身含水量和空氣濕度兩方面決定。茶葉貯藏含水量為3%～5%是較為理想的狀態(tài)；當(dāng)含水量達(dá)10%時，茶葉就會開始霉變[15]。已有相關(guān)研究指出，低溫對茶葉的吸濕有一定的抑制作用[16]，但對于相對高溫環(huán)境下貯藏茶葉的研究鮮有報道。實(shí)驗(yàn)中茶樣初始含水率分別為6.59±0.31%、6.91±0.22%，由圖1（A）可知，在40 ℃、50 ℃條件下，隨著貯存時間的延長茶樣含水率呈現(xiàn)整體下降趨勢； 而常溫貯藏條件下兩個茶樣含水量逐漸上升。貯藏10周后40 ℃和50 ℃加溫條件下工夫紅茶含水率約比對照組低3%～4%， 始終維持在4%～5%的較為理想狀態(tài)， 表明含水率并非是該加速模型中影響茶樣品質(zhì)變化的主要因素。

2.2.2 茶多酚含量的變化

以兒茶素為主體的黃烷醇類是茶葉中的主要多酚類物質(zhì)，也是引起茶湯澀味的主要成分。紅茶經(jīng)過發(fā)酵， 多酚類化合物發(fā)生酶促氧化聚合等反應(yīng)，部分轉(zhuǎn)化成紅茶色素。研究表明紅茶在貯藏過程中茶多酚整體呈現(xiàn)減少趨勢， 隨著貯藏時間的延長， 茶多酚的氧化產(chǎn)物中褐色物質(zhì)茶褐素逐漸增加，黃棕色物質(zhì)茶黃素減少[17]。由圖1（B）可知，貯藏過程中茶多酚含量總體呈下降趨勢， 在加溫環(huán)境下降趨勢更明顯， 且茶樣所處的外界環(huán)境溫度越高，茶多酚下降速度越快，祁紅、滇紅初始茶樣茶多酚含量分別為123.0 mg/g、127.3 mg/g，10周后對照茶樣茶多酚含量較初始茶樣下降了34.8 mg/g、30.1 mg/g；40 ℃貯藏條件下祁紅、 滇紅下 降 了68.9 mg/g、64.2 mg/g；50 ℃下 分 別 下 降 了93.3 mg/g、85.5 mg/g， 說明溫度越高越容易促進(jìn)茶樣的陳化變質(zhì)。茶多酚在貯藏初期的適度下降可能有利于工夫紅茶感官品質(zhì)的提升， 但后期過多的損失會導(dǎo)致品質(zhì)降低。

2.2.3 可溶性蛋白含量的變化

茶葉中蛋白質(zhì)的含量約為20%～30%，其中大部分難溶于水， 少量溶于水的蛋白質(zhì)對茶湯亮度和滋味具有重要作用[18]。初始祁紅、滇紅茶樣可溶性蛋白含量分別為42.1 mg/g、40.0 mg/g， 由圖1（C）可知，在實(shí)驗(yàn)中茶樣隨著貯藏時間的延長，可溶性蛋白有一定的波動但整體呈下降趨勢，10 周后祁紅、 滇紅相對于初始狀態(tài)下可溶性蛋白含量分別下降了9.2 mg/g、9.8 mg/g，40 ℃加溫條件下祁紅、滇紅下降了12.1 mg/g、13.3 mg/g，50 ℃下分別下降了13.7 mg/g、14.3 mg/g。蛋白質(zhì)在貯藏過程中可能和茶多酚和茶色素發(fā)生絡(luò)合生成更大分子色素類物質(zhì)，對茶湯滋味和色澤產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.2.4 游離氨基酸含量的變化

氨基酸既是茶湯鮮爽味的主要呈味物質(zhì)，也與部分香氣的形成和轉(zhuǎn)化具有密切關(guān)系。研究表明， 茶葉貯藏過程中氨基酸一般呈波浪形起伏變化趨勢， 可能因?yàn)橘A藏過程中茶葉可溶性蛋白一方面在進(jìn)行著部分水解形成游離氨基酸， 另一方面氨基酸又與茶黃素、 茶紅素作用形成深暗色的高聚物，因此氨基酸變化較為復(fù)雜[19]。但是長時間貯藏會導(dǎo)致對茶葉滋味和香氣具有重要作用的氨基酸如茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等大量被氧化[18]。研究中祁紅和滇紅初始茶樣的游離氨基酸含量分別為43.1 mg/g、31.5 mg/g，由圖1（D）可知，隨著貯藏時間的延長， 游離氨基酸含量呈現(xiàn)整體下降趨勢，40 ℃貯藏條件下祁紅、滇紅分別下降了24.7 mg/g、17.9 mg/g，50 ℃下分別下降了26.8 mg/g、20.3 mg/g，且均低于對照組含量。

表1 在高溫加速陳化貯藏模型中祁紅和滇紅感官品質(zhì)的變化Table 1 Change of sensory quality of Keemun Black Tea and Yunnan Black Tea under the high-temperature accelerated aging storage model

2.3 祁紅和滇紅在高溫加速陳化貯藏模型中湯色的變化

茶葉色澤屬性能綜合反映茶葉的品質(zhì)水平，在色度的維矩形空間中，a*值代表紅綠色度，正值為紅，負(fù)值為綠；b*值代表藍(lán)黃色度，正值為黃，負(fù)值為藍(lán)；L*代表明度，0 代表黑，100 代表白[20]。由圖2 可知，與對照組相比，隨著貯藏環(huán)境溫度的增加，L*值呈增加趨勢，a*值、b*值呈現(xiàn)減少趨勢，表明在貯藏過程中茶湯明亮度上升， 紅度和黃度下降，隨貯藏環(huán)境溫度的增加茶湯色澤會更加灰暗。茶黃素和茶紅素在貯藏過程中和蛋白質(zhì)、 咖啡堿等進(jìn)一步絡(luò)合形成茶褐素等大分子物質(zhì)， 是導(dǎo)致茶湯色度發(fā)生變化的重要原因[21]。

圖1 在高溫加速陳化貯藏模型中祁紅和滇紅理化指標(biāo)的變化Fig. 1 Change of component contents of Keemun Black Tea and Yunnan Black Tea under the high-temperature accelerated aging storage model

3 討論

工夫紅茶作為主要的紅茶種類， 近年來受到越來越多的關(guān)注和喜愛。消費(fèi)升級和品位提升對紅茶品質(zhì)提出了更高要求。紅茶不像綠茶，貯藏不當(dāng)會在較短時間內(nèi)出現(xiàn)品質(zhì)的顯著下降； 也不像黑茶、白茶具有貯藏后風(fēng)味改善升值的特點(diǎn)，故其貯藏品質(zhì)方面的研究比其它茶類相對滯后。紅茶中同樣含有茶多酚、氨基酸、蛋白質(zhì)、茶色素等內(nèi)含成分，在水分、溫度、氧氣、光照等條件下的作用下會發(fā)生氧化、降解、聚合等反應(yīng)，影響茶葉品質(zhì)[22]。

圖2 在高溫加速陳化貯藏模型中祁紅、滇紅茶湯色度的變化Fig. 2 Change of chromatic aberration of Keemun Black Tea and Yunnan Black Tea under the high-temperature accelerated aging storage model

加速破壞性試驗(yàn)通過將食品樣品置于一個或多個溫度、濕度、氣壓和光照等外界因素高于正常水平的環(huán)境中， 促使樣品在短于正常的劣變時間內(nèi)達(dá)到劣變終點(diǎn)， 從而在較短時間推算出食品品質(zhì)變換和保質(zhì)期的方法。溫度是最關(guān)鍵的食品劣變影響因素， 設(shè)計加速破壞性試驗(yàn)時常將溫度作為關(guān)鍵因素[23]。實(shí)驗(yàn)中在40 ℃和50 ℃加溫貯藏條件下，與對照組相比茶樣的含水率呈下降趨勢，10 周后含水率約為4%～5%。一般認(rèn)為，單分子層狀態(tài)是脫水食品貯藏保鮮的最佳狀態(tài)。茶葉在單分子層狀態(tài)的含水量為4%～5%，干茶含水量低于單分子層狀態(tài)的含水量時，單分子層狀態(tài)被破壞，茶葉內(nèi)含成分氧化速度加快[24]。這表明研究所采用的加速溫度相對溫和， 不會對茶葉外形和內(nèi)含成分造成快速極端破壞， 該加溫模型下研究茶葉品質(zhì)劣變具有可參考價值。

在研究模型中， 祁紅和滇紅在40 ℃和50 ℃貯藏10 周后，茶多酚含量的下降幅度大約在50%～75%，而常溫對照組下降約17%。蛋白質(zhì)和氨基酸變化比較一致，下降幅度約30%～40%，常溫對照組下降約15%。茶多酚含量下降速度快于氨基酸， 這可能是短期貯藏一段時間后在適度范圍內(nèi)酚氨比降低、茶湯滋味改善的重要原因。在色度方面，貯藏后茶湯紅度和黃度下降，亮度提高，但高溫貯藏和常溫對照相比差距不大。10 周后a*值下降約34%～43%，b*值下降約13%～18%，L*值上升約19%～23%。整體上茶樣在50 ℃比40 ℃條件下的陳化速度更快，但兩個溫度下差距并不明顯。多酚含量的適度下降以及氨基酸、 蛋白質(zhì)比例的變化可能是工夫紅茶在貯藏早期品質(zhì)有所提升的主要原因。

有研究表明，其它條件等同的情況下，較低溫度下茶多酚類物質(zhì)氧化相對減少，Vc 氧化減慢，感官上茶葉色澤變化不大，茶香輕微變淡[25]。溫度每升高10 ℃，綠茶湯色和干茶色澤的褐變速度也隨之增加3 倍～5 倍[26]。研究中貯藏10 周時感官品質(zhì)已出現(xiàn)明顯下降， 主要內(nèi)含成分特別是茶多酚含量降低顯著，超過50%。未來在其他較低溫度條件下如30 ℃開展工夫紅茶保質(zhì)期研究，參考雙實(shí)驗(yàn)溫度或多試驗(yàn)溫度法[25]，可初步推算不同溫度下工夫紅茶的保質(zhì)期。