升溫方式對大紅袍做青中主要生化成分的影響

王芳，陳倩蓮，黃艷，陳百文，王飛權(quán)，盧莉，馮花

（1.武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院，福建 武夷山 354300；2.福建省茶葉質(zhì)量檢測與技術(shù)推廣中心，福建 福州 350002）

烏龍茶具有濃郁花果香和綠葉紅鑲邊的特點(diǎn)，其制作工藝為“采摘→萎凋→做青→殺青→揉捻→干燥”，在這些過程中茶葉受到包括機(jī)械損傷在內(nèi)的多種應(yīng)力的影響[1]，由酶促催化和非酶促催化共同產(chǎn)生多種風(fēng)味成分，最終形成烏龍茶的品質(zhì)[2-3]。烏龍茶的滋味與各種化合物的組合有關(guān)，包括苦澀味的茶多酚、鮮甜味的氨基酸、甜味的可溶性糖等[4]。

烏龍茶的關(guān)鍵制作工藝是做青（搖青和靜置有機(jī)結(jié)合并多次循環(huán)），在做青過程中，茶葉開始發(fā)生氧化反應(yīng)、水解反應(yīng)等一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)[5]?？茖W(xué)研究顯示，做青間的溫度、濕度、CO2濃度等環(huán)境因子對做青葉的生化成分變化具有重要影響。林學(xué)詩[6]以毛蟹、黃旦、梅占3個(gè)品種鮮葉為原料，研究了溫度、濕度、溫濕度組合等處理對做青工藝的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)做青環(huán)境是影響烏龍茶品質(zhì)的重要因素，試驗(yàn)處理間差異多數(shù)呈顯著或極顯著水平，且不同品種對做青環(huán)境的要求亦不同。游小妹等[7]以丹桂品種為原料，采用安溪鐵觀音制作工藝，比較了自然環(huán)境和空調(diào)環(huán)境條件下做青的烏龍茶感官品質(zhì)和生化成分，發(fā)現(xiàn)空調(diào)環(huán)境下做青的毛茶品質(zhì)更好，其茶多酚和咖啡堿含量比自然環(huán)境下做青的毛茶更低，而氨基酸含量則相反。金心怡等[8]以安溪鐵觀音為研究對象，研究了做青間的溫度、濕度和氣流速度對做青的影響，結(jié)果表明這些因素會影響青葉的呼吸作用，從而調(diào)控青葉的生理生化反應(yīng)。王秀萍[9]以毛蟹品種為原料，研究了做青間氣溫和葉層附近通風(fēng)狀況對青葉生理生化變化及毛茶品質(zhì)的影響，結(jié)果表明做青過程青葉的呼吸速率、失水速率、氣孔導(dǎo)度和葉溫受葉層氣溫、空氣濕度和氣流狀況等的共同影響，氣流因子對青葉的生理指標(biāo)起重要作用，青葉的生化變化則受氣溫影響更大。

以上研究主要集中于閩南烏龍和廣東烏龍，而對閩北烏龍——武夷巖茶做青環(huán)境的研究則鮮見報(bào)道。本研究以武夷大紅袍為原料，采用武夷巖茶加工工藝，對比炭火做青間和暖氣機(jī)組做青間的做青環(huán)境和做青效果，以期為改善武夷巖茶做青環(huán)境和武夷巖茶制作工藝提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 茶鮮葉

武夷山大紅袍駐芽三四葉：武夷山下梅村。

1.1.2 試劑

酒石酸鉀鈉、硫酸亞鐵、茚三酮、氯化亞錫、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、三氯化鋁（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

1.1.3 主要儀器設(shè)備

YG-80燃油熱水鍋爐暖氣機(jī)組：青州隆百特新能源有限公司；110型綜合做青機(jī)：福建省安溪藝萌機(jī)械有限公司；Tes-1370溫濕度二氧化碳測試儀：臺灣泰仕電子工業(yè)股份有限公司；XFE-6s茶葉烘焙機(jī)：泉州新芳春制茶設(shè)備有限公司；DFY-200C高速萬能粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；YWS-26恒溫水浴鍋：青島聚創(chuàng)環(huán)保設(shè)備有限公司；721S可見分光光度計(jì)：上海儀電分析儀器有限公司；DHG-9030A鼓風(fēng)電熱恒溫干燥箱：上海姚氏儀器設(shè)備廠。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 武夷巖茶加工工藝

采摘→萎凋→做青（搖青與靜置結(jié)合交替進(jìn)行，共5次）→殺青→揉捻→干燥

將曬青后的青葉放入做青間的綜合做青機(jī)中，炭火做青間采用炭火加溫，暖氣機(jī)組做青間采用燃油熱水鍋爐暖氣機(jī)組加溫。做青工藝的具體參數(shù)見表1。

表1 大紅袍做青工藝參數(shù)Table 1 Parameters of Green-making technology of Dahongpao

1.2.2 試驗(yàn)樣品制備

取曬青葉（SQ）、萎凋葉（WD）和做青過程中的樣品，熱空氣固樣。做青過程中，取第1次至第5次搖青后的青葉（YQ-1至YQ-5），第1次至第5次靜置后的青葉（JZ-1至JZ-5）。每次從綜合做青機(jī)隨機(jī)取樣2 000 g，然后用對角線法取樣500 g，放入烘焙機(jī)中固樣，先以165℃快速固樣5 min，后用103℃烘至足干，烘干樣放鋁箔袋密封待測，樣品編號見表2。

表2 樣品編號和對應(yīng)名稱Table 2 Sample number and corresponding name

1.2.3 做青間環(huán)境參數(shù)測定方法

用Tes-1370溫濕度二氧化碳測試儀測定做青間的CO2濃度、溫度和濕度。測定時(shí)選取5個(gè)測定點(diǎn)，分別為綜合做青機(jī)的中間位置（A）以及兩端的上部和下部（分別為 B、C、D、E），每隔 30 min測定一次。

1.2.4 做青葉生化成分的測定方法

水浸出物含量的測定用全量法[10]；茶多酚含量的測定用酒石酸鐵比色法[11]；黃酮類化合物含量的測定用三氯化鋁比色法[11]；游離氨基酸含量的測定用茚三酮比色法[11]。

1.2.5 毛茶感官審評方法

參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》[12]中烏龍茶的感官審評法，由3位專業(yè)評茶師對毛茶進(jìn)行感官審評。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類、分析和計(jì)算；采用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 做青間環(huán)境參數(shù)對比

根據(jù)“A、B、C、D、E”5 個(gè)測定點(diǎn)與青葉的距離，A測定點(diǎn)離青葉最近，故按“X=A×40%+（B+C+D+E）×15%”公式對所測5個(gè)點(diǎn)的溫度、濕度和CO2濃度進(jìn)行計(jì)算，“X”為兩個(gè)做青間的溫度、濕度和CO2濃度，結(jié)果見表3。

從曬青葉進(jìn)入做青間開始到做青結(jié)束，炭火做青間的溫度均比暖氣機(jī)組做青間高（高出0.1℃～2.6℃），兩種做青間的空氣濕度差別不大；從19∶23至01∶23，炭火做青間的CO2濃度均比暖氣機(jī)組做青間高（高出0.024 kg/m3～1.346 kg/m3），這是由于炭火做青間用炭火加溫，木炭燃燒釋放出大量CO2所致。金心怡等[13]和郭玉瓊等[14]的研究均表明，人工調(diào)控密閉做青間的CO2濃度明顯高于自然環(huán)境做青時(shí)葉層附近的CO2濃度，從而對茶葉香氣的清爽度有影響。武夷巖茶的做青方式有別于閩南烏龍的做法，屬于熱做青，即在做青過程中需要加熱，空間亦是密閉，故加熱方式對做青間的CO2濃度影響很大。

表3 做青間的環(huán)境參數(shù)Table 3 Environmental parameters of fine-manipulation room

2.2 不同升溫方式下大紅袍做青過程生化成分的變化

2.2.1 水浸出物含量的變化對比

水浸出物含量是反映茶湯濃度和內(nèi)含物質(zhì)豐富性的主要指標(biāo)，對茶葉品質(zhì)和保健功效都具有較大意義。做青過程水浸出物含量變化如圖1所示。

圖1 做青過程水浸出物含量變化Fig.1 Changes of water extracts content in the process of fine-manipulation

從圖1可知，在做青過程中，炭火做青間和暖氣機(jī)組做青間中大紅袍的水浸出物含量皆呈波動變化，炭火做青間中大紅袍的水浸出物從第1次靜置到第2次靜置時(shí)呈顯著下降，并在第2次靜置時(shí)降到最低，相比曬青葉降低了10.33%，在后面的幾次搖青和靜置中則呈波動式升高，至做青結(jié)束時(shí)升高了7%；做青結(jié)束時(shí)與曬青葉的水浸出物含量并無顯著性差異（P=0.164＞0.05）。結(jié)合表3分析，炭火做青間大紅袍水浸出物含量變化較大的原因可能與青葉的呼吸速率有關(guān)，而呼吸速率受溫度和CO2濃度的影響較大。

2.2.2 茶多酚含量的變化對比

茶多酚是茶葉中重要的滋味成分和保健功能成分，茶多酚滋味雖苦澀，但主導(dǎo)了茶葉的呈味特性與茶湯的濃度[15]。施兆鵬等研究表明，茶多酚含量在20%以內(nèi)時(shí)，其含量與綠茶的滋味得分呈顯著正相關(guān)[16]。做青過程茶多酚含量變化見圖2所示。

圖2 做青過程茶多酚含量變化Fig.2 Changes of tea polyphenol content in the process of fine-manipulation

從圖2可知，在做青過程中，炭火做青間和暖氣機(jī)組做青間中大紅袍的茶多酚含量皆呈顯著下降趨勢，其中暖氣機(jī)組做青間中大紅袍的茶多酚含量下降更為明顯。做青結(jié)束時(shí)，炭火做青間中大紅袍的茶多酚含量為17.42%，暖氣機(jī)組做青間中大紅袍的茶多酚含量為15.07%，與曬青葉相比分別降低了11.12%和23.11%。黃福平等[17]以武夷肉桂為原料，采用閩南烏龍加工工藝進(jìn)行做青，發(fā)現(xiàn)做青強(qiáng)度越大，多酚類含量減少越多。黃福平等[18]推測做青前期茶多酚含量下降緩慢與細(xì)胞破損率和膜透性都很低有關(guān)，做青中后期隨著搖青強(qiáng)度的增加，細(xì)胞破損率和細(xì)胞質(zhì)膜透性增加，使茶多酚與相關(guān)的氧化酶充分接觸，加速其氧化，故做青中后期茶多酚下降較快。陶月良等[19]認(rèn)為做青后期茶多酚的氧化速率受機(jī)械損傷和膜滲漏兩種因素的影響，其中膜滲漏影響更大。本試驗(yàn)中，兩個(gè)做青間的工藝參數(shù)一致，即搖青強(qiáng)度一致，而暖氣機(jī)組做青間中茶多酚含量的下降在做青后期更明顯，很可能是由膜滲漏所引起的。

2.2.3 黃酮類化合物含量的變化對比

黃酮類化合物滋味閾值低，是茶葉中重要的風(fēng)味物質(zhì)[20]。做青過程黃酮類化合物含量變化見圖3所示。

圖3 做青過程黃酮類化合物含量變化Fig.3 Changes of flavonoids content in the process of fine-manipulation

由圖3可知，在做青過程中，兩個(gè)做青間中大紅袍的黃酮類化合物含量呈現(xiàn)不同的變化趨勢。炭火做青間中大紅袍的黃酮類化合物含量呈“降低→增加→降低→增加”的變化，與曬青葉相比，做青結(jié)束時(shí)大紅袍的黃酮類化合物含量略高，但無顯著性差異（P=0.822＞0.05）。暖氣機(jī)組做青間中大紅袍的黃酮類化合物含量呈“降低→增加→降低→增加→降低”的變化，做青結(jié)束時(shí)大紅袍的黃酮類化合物含量比曬青葉中低12.25%，與曬青葉相比具有顯著性差異（P=0.021＜0.05）。黃福平[21]的研究亦表明黃酮類物質(zhì)含量在做青過程中的變化較為復(fù)雜，且不同做青強(qiáng)度下，黃酮類物質(zhì)含量的變化趨勢有區(qū)別。結(jié)合表3進(jìn)行分析，黃酮類化合物含量的變化可能易受做青間環(huán)境的影響，應(yīng)是黃酮類化合物轉(zhuǎn)化代謝途徑復(fù)雜的原因。研究發(fā)現(xiàn)，苯丙胺在相關(guān)酶的催化下可合成黃酮醇苷[22-23]，黃酮類化合物代謝途徑中代謝產(chǎn)物的生物合成受蔗糖含量的影響[24]，黃酮類化合物易發(fā)酵，其穩(wěn)定性與糖苷有關(guān)[20]。

2.2.4 游離氨基酸總量的變化對比

鮮爽味在茶葉品質(zhì)評價(jià)上具有重要意義，游離氨基酸是茶葉中具有鮮甜味的滋味成分[15]。做青過程游離氨基酸含量變化見圖4所示。

圖4 做青過程游離氨基酸含量變化Fig.4 Changes of free amino acid content in the process of fine-manipulation

由圖4可知，在做青過程中，炭火做青間和暖氣機(jī)組做青間中大紅袍的游離氨基酸總量皆呈波動變化，做青結(jié)束時(shí)，炭火做青間中大紅袍的游離氨基酸含量為2.85%，與曬青葉相比增加了19.55%，具有顯著差異（P＜0.05）；暖氣機(jī)組做青間中大紅袍的游離氨基酸含量為2.64%，與曬青葉相比增加了10.75%，但差異不顯著（P=0.212＞0.05）。WU等[24]亦發(fā)現(xiàn)在萎凋和做青過程中，游離氨基酸，特別是茶氨酸、丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸和酪氨酸含量增加。氨基酸含量的增加可能是由于生物合成過程和應(yīng)激蛋白水解的聯(lián)合作用[25-26]；王若仲等[27]研究發(fā)現(xiàn)做青時(shí)葉片內(nèi)蛋白酶的活性有所增加，從而使葉片內(nèi)的游離氨基酸含量增加；也可能與糖代謝相關(guān)，青葉中的蔗糖含量自搖青開始下降，蔗糖在轉(zhuǎn)化酶的作用下轉(zhuǎn)化為單糖，然后進(jìn)入糖酵解生物過程，進(jìn)行嘌呤和氨基酸等次生代謝[28]。

雖然兩個(gè)做青間中大紅袍的游離氨基酸含量在做青過程的整體變化趨勢一致，但兩者出現(xiàn)峰值和低谷的時(shí)間不同。炭火做青間中，大紅袍的游離氨基酸含量呈“增加→降低→增加→降低→增加→降低”的變化趨勢，在第2次靜置后含量最低，第5次搖青后含量最高；暖氣機(jī)組做青間中，大紅袍的游離氨基酸含量呈“降低→增加→降低→增加→降低”的變化趨勢，在第3次靜置后含量最低，第2次搖青后含量最高。結(jié)合表3進(jìn)行分析，氨基酸含量的變化易受做青間環(huán)境的影響，可能是由于蛋白酶和糖代謝受溫度、CO2濃度等因素影響較大[25-28]。

2.3 不同升溫方式下所制大紅袍毛茶品質(zhì)對比

做青結(jié)束后，從炭火做青間和暖氣機(jī)組做青間中取出青葉進(jìn)行殺青、揉捻和干燥，即可得到毛茶。大紅袍毛茶主要生化成分含量見表4。

表4 大紅袍毛茶主要生化成分含量Table 4 The content of main biochemical components in Dahongpao Maocha

由表4可知，炭火做青間和暖氣機(jī)組做青間所制毛茶的茶多酚、黃酮類和游離氨基酸含量并無顯著差異（P＞0.05），但前者的水浸出物含量比后者低，且具有顯著差異（P=0.006＜0.05）。烏龍茶感官審評打分標(biāo)準(zhǔn)與權(quán)重見表5。

表5 烏龍茶感官審評打分標(biāo)準(zhǔn)與權(quán)重Table 5 The scoring standard and weight of oolong tea sensory evaluation

感官審評后根據(jù)各項(xiàng)因子的評分和權(quán)重計(jì)算出審評茶樣的綜合得分，并評定等級，95分～99分為一級一等，90分～94分為一級二等，85分～89分為二級三等，80分～84分為二級四等，75分～79分為三級五等，70分～74分為三級六等。兩種升溫方式做青制得的毛茶的感官審評結(jié)果見表6。

表6 兩種升溫方式做青的大紅袍毛茶感官審評結(jié)果Table 6 Sensory evaluation results of Dahongpao Maocha with two heating modes

結(jié)果表明，暖氣機(jī)組做青間所制毛茶品質(zhì)更優(yōu)，達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)，主要表現(xiàn)在香氣更純、更濃，品種特征更顯，滋味更順滑細(xì)膩，葉底更明亮且紅邊顏色更鮮艷。毛茶色、香、味等的表現(xiàn)說明了暖氣機(jī)組做青間的做青效果更佳。

3 結(jié)論

炭火做青間的溫度和CO2濃度皆比暖氣機(jī)組做青間高；對比曬青葉，兩個(gè)做青間的大紅袍水浸出物含量無顯著變化，茶多酚含量皆明顯下降，游離氨基酸含量皆升高，而黃酮類含量的變化則不同，炭火做青間中含量略有升高，暖氣機(jī)組做青間中顯著降低；感官審評結(jié)果表明暖氣機(jī)組做青間所制毛茶品質(zhì)更佳。Wu等[24]用整合靶向代謝組和數(shù)據(jù)非依賴采集蛋白組分析技術(shù)研究烏龍茶非揮發(fā)性特征性化學(xué)成分在制作過程中的形成機(jī)理，蛋白質(zhì)代謝關(guān)聯(lián)分析表明，酶催化生產(chǎn)的碳水化合物、氨基酸、黃酮類化合物等非揮發(fā)性成分與相關(guān)蛋白的豐度有不同程度的相關(guān)性，可能對烏龍茶的綜合風(fēng)味有一定貢獻(xiàn)。不同烏龍茶品類在做青過程中的變化不盡相同，且品種不同，做青時(shí)最適溫度、最適濕度等皆有區(qū)別[29-32]。因此，今后可探索大紅袍做青過程關(guān)鍵酶活性與主要生化成分的相關(guān)性，以便為明確武夷大紅袍做青的最適溫度、濕度、氣流速度等環(huán)境參數(shù)提供科學(xué)依據(jù)。