不同光質(zhì)萎凋?qū)ω暶及撞枳涛镀焚|(zhì)的影響

黃藩，唐曉波，徐斌，張廳，羅凡*，馬澤強(qiáng)

1(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，四川 成都，610066)2(平陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 平陽(yáng)，325400)

白茶是我國(guó)六大茶類之一，以“外形自然，滿披白毫，香氣清鮮，毫香凸顯，滋味鮮醇，湯色杏黃”為主要品質(zhì)特征。茶葉的風(fēng)味主要由茶多酚、氨基酸、咖啡堿和芳香物質(zhì)等共同決定，而特征性風(fēng)味物質(zhì)及功能成分的含量變化，又受到原料質(zhì)量[1-2]、加工工藝[3]及貯藏條件[4]等多種因素的影響。白茶的萎凋工序耗時(shí)較長(zhǎng)，散失水分的同時(shí)，鮮葉內(nèi)部一系列理化變化為白茶香氣和滋味的形成奠定基礎(chǔ)[5]。傳統(tǒng)白茶加工有日光萎凋的工序，光照作為一種能源物質(zhì)和信號(hào)分子，為鮮葉的物理反應(yīng)、生物代謝和化學(xué)變化等提供了必要的環(huán)境條件和能量需求[6-7]。但茶季經(jīng)常下雨，無(wú)法進(jìn)行日光曬青，鮮葉萎凋效果得不到保證，造成毛茶的香氣和滋味品質(zhì)下降。隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，光照萎凋技術(shù)逐步應(yīng)用在茶葉加工生產(chǎn)中[8]，并取得了較好的效果。已初步探明紅、藍(lán)、黃及白光等光照萎凋?qū)π∪~種紅茶的滋味特征有改善作用[9-10]，黃橙光萎凋?qū)Ω＝t茶和廣東烏龍茶的香氣促進(jìn)作用最明顯[11-12]，補(bǔ)光萎凋?qū)Ω＝ㄨF觀音葉片的生理特征指標(biāo)有影響[13]。有研究對(duì)不同光質(zhì)萎凋下的福建白茶進(jìn)行主要生化成分和香氣的檢測(cè)，綜合感官審評(píng)結(jié)果認(rèn)為黃光萎凋白茶最優(yōu)[14]。但不同光質(zhì)萎凋?qū)Π撞鑳翰杷亟M分、氨基酸組分、黃酮(醇)苷類的系統(tǒng)研究缺乏。

貢眉是群體種嫩梢按照萎凋和干燥工序制作的白茶[15]。隨著白茶生產(chǎn)區(qū)域和消費(fèi)市場(chǎng)的快速擴(kuò)張，各產(chǎn)茶區(qū)紛紛用當(dāng)?shù)厝后w種試制白茶。目前研究多集中在白毫銀針、白牡丹和壽眉的風(fēng)味品質(zhì)和保健功能上[16]，對(duì)貢眉研究較少。因此，本文利用不同波長(zhǎng)的LED人工光源對(duì)貢眉白茶進(jìn)行萎凋試驗(yàn)，系統(tǒng)研究不同光質(zhì)萎凋?qū)Π撞璧膬翰杷亟M分、氨基酸組分、黃酮(醇)苷等代謝物及感官品質(zhì)的影響，以期為白茶全天候、標(biāo)準(zhǔn)化光照萎凋生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本實(shí)驗(yàn)所采用的供試材料為標(biāo)準(zhǔn)一芽二葉四川群體種茶鮮葉，于2019年6月9日采自雅安名山區(qū)太平鎮(zhèn)，無(wú)雨水葉，鮮葉于采摘當(dāng)日中午12∶00進(jìn)廠。利用 LED 光源設(shè)置不同波長(zhǎng)的單色光質(zhì)，進(jìn)行不同光質(zhì)萎凋的單因素試驗(yàn)。試驗(yàn)分5個(gè)處理：無(wú)光(對(duì)照)、日光萎凋、紅光(630 nm)、黃光(570 nm)、藍(lán)光(430 nm)。對(duì)照組處于完全黑暗的環(huán)境中；日光萎凋在采摘當(dāng)日下午17∶00和次日上午8∶00，進(jìn)行日光萎凋30 min，其他時(shí)間與對(duì)照組在相同環(huán)境中進(jìn)行萎凋。

不同光質(zhì)萎凋試驗(yàn)進(jìn)行24 h，關(guān)閉光源，將5個(gè)處理的白茶在制品進(jìn)行并篩(兩個(gè)單位面積的在制品合并為一個(gè)單位面積，攤勻)。5個(gè)處理均置于無(wú)光條件下，其他環(huán)境條件不變，再萎凋12 h后進(jìn)入烘干工序， 用75 ℃的溫度將萎凋葉烘至足干(含水率<5%)，即得到貢眉毛茶。

每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)由4個(gè)面積為1 m2萎凋盤組成，萎凋盤上葉層厚度為(1±0.1) cm。光源位于萎凋葉層上方20 cm處，用光度計(jì)測(cè)定萎凋盤中不同位置的葉片表面光強(qiáng)，光照強(qiáng)度在(1 000±50) lux。萎凋間通風(fēng)條件良好，用空調(diào)和加濕器控制環(huán)境條件為溫度(28±2) ℃和相對(duì)濕度(70±5)%。

1.2 設(shè)備與儀器

制茶設(shè)備：LED光源材料(燈管式光源)，廣州誠(chéng)匯裝備有限公司；?，擜S803光度計(jì)；6CHX-70茶葉提香機(jī)，安溪佳友機(jī)械公司。

檢測(cè)儀器：UV-3600紫外分光光度計(jì)，日本Shimadzu公司；GUINTIX224-1C 電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；S-433D氨基酸分析儀，德國(guó)Sykam公司；UPLC-QQQ-MS(Acquity H-Class，Xevo TQ-S Micro，Waters，Acquity UPLC BEH C18)色譜柱(100 mm×2.1 mm，1.7 μm)，英國(guó)Waters公司；手動(dòng)SPME進(jìn)樣器和50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭，美國(guó)Supeclo公司；7890 A氣相色譜儀、5975 C質(zhì)譜儀，美國(guó)安捷倫公司。

1.3 感官審評(píng)方法

根據(jù)GB/T 23776—2018 《茶葉感官審評(píng)方法》中名優(yōu)白茶審評(píng)法，由3 名專業(yè)人員對(duì)樣品的香氣進(jìn)行感官審評(píng)。

1.4 理化指標(biāo)分析方法

氨基酸組分的提取方法為：0.1 g加入10 mL沸水，提取5 min，室溫離心10 min，取上清液過(guò)0.22 μm水膜后，用氨基酸分析儀進(jìn)樣分析。主要參數(shù)為:柱溫保持40 ℃；波長(zhǎng)設(shè)置為570 nm和440 nm；流速為0.25 mL/min；進(jìn)樣量為50 μL[17]。

兒茶素和咖啡堿含量的測(cè)定采用高效液相色譜法，流動(dòng)相為 0.2%乙酸和乙腈，色譜條件：檢測(cè)波長(zhǎng)為 278 nm，流速：1 mL/min，柱溫：25 ℃，進(jìn)樣量：10 μL，流動(dòng)相梯度洗脫[18]。

水浸出物采用全量法，可溶性糖采用比色法分析[19]。

1.5 其他代謝組分測(cè)定方法

組分提取方法為：準(zhǔn)確稱取0.1克，15 mL體積分?jǐn)?shù)70%甲醇水溶液 70 ℃提取30 min，取適量過(guò)0.22 μm有機(jī)膜后，進(jìn)行LC-MS/MS相對(duì)定量比較。主要參數(shù)為:將該柱保持在40 ℃的恒定溫度。二元流動(dòng)相用于洗脫，流速為0.35 mL/min；溶劑A是含有0.1%(體積分?jǐn)?shù))甲酸的水溶液，溶劑B是100%乙腈。線性梯度洗脫曲線如下：0 min，5%B;2 min，5%B;8 min，35%B;10 min，B含量為60%；11 min，95%B；11 min，5%B；15 min，5%B。進(jìn)樣量為2 μL。使用多反應(yīng)監(jiān)測(cè)模式在以下設(shè)置下進(jìn)行定量：毛細(xì)管電壓：+3.0 kV；錐電壓：45 V；去溶劑溫度：200 ℃；源溫度：150 ℃；錐氣流量：1 L/h；脫溶劑氣流量：550 L/h[20]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用 Microsoft Office Excel 及 SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)滋味相關(guān)代謝物的影響

2.1.1 不同光質(zhì)對(duì)主要生化成分的影響

由表1可知，4個(gè)光照處理的兒茶素總量均顯著低于無(wú)光萎凋，其中藍(lán)光組含量最低，同時(shí)顯著低于紅光和日光組；黃光和藍(lán)光組之間不存在顯著差異，紅光和日光組之間不存在顯著差異。黃光組的非酯型兒茶素含量顯著高于無(wú)光組和其他光質(zhì)組，紅光組的酯型兒茶素含量顯著低于無(wú)光組和其他光質(zhì)組，藍(lán)光、日光組和無(wú)光組之間不存在顯著性差異。黃光和藍(lán)光組的酯型兒茶素含量顯著低日光、紅光和無(wú)光組，日光組顯著低于無(wú)光組，紅光組和日光、無(wú)光組之間不存在顯著性差異。沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯(epigallocatechin gallate，EGCG)是重要的呈味物質(zhì)和功能成分，黃光、藍(lán)光和日光組的EGCG均顯著低于紅光和無(wú)光組，依次為：無(wú)光>紅光>日光>黃光>藍(lán)光。在咖啡堿含量上，紅光顯著高于藍(lán)光、黃光和無(wú)光組，日光組與各處理間不存在顯著性差異。在可溶性糖含量上，紅光處理顯著高于無(wú)光萎凋和其他處理，黃光、藍(lán)光和日光萎凋與無(wú)光不存在顯著性差異，但黃光處理顯著低于藍(lán)光和日光萎凋。4個(gè)光照處理的水浸出物含量顯著高于無(wú)光萎凋，但4個(gè)處理之間不存在顯著差異。

2.1.2 不同光質(zhì)對(duì)氨基酸組分的影響

本研究共檢測(cè)了22種氨基酸組分，均為5個(gè)處理的共有氨基酸，其絕對(duì)含量見(jiàn)表2。紅光、藍(lán)光和白光萎凋處理的白牡丹氨基酸總量均顯著高于無(wú)光和黃光，且紅光和藍(lán)光顯著高于白光。茶氨酸是氨基酸中含量最高的組分，紅光組含量最高且顯著高于其他處理，藍(lán)光組次之，并顯著高于黃光、日光和無(wú)光組。

表1 不同光質(zhì)萎凋?qū)ω暶及撞柚饕煞趾康挠绊?單位：%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

紅光萎凋組的蘇氨酸、谷氨酸、谷氨酰氨、茶氨酸、甘氨酸、丙氨酸、γ-氨基丁酸等的含量顯著高于其他處理，天冬氨酸和絲氨酸含量顯著低于其他處理;黃光萎凋組的天冬氨酸和脯氨酸的含量顯著高于其他處理;蘇氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、γ-氨基丁酸的含量顯著低于其他處理;藍(lán)光萎凋組的絲氨酸和精氨酸的含量顯著高于其他處理。白光萎凋組的天冬酰胺和脯氨酸顯著高于其他處理。

表2 不同光質(zhì)萎凋?qū)ω暶及撞璋被峤M分的影響 單位：%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

2.1.3 不同光質(zhì)對(duì)其他代謝物的影響

為了更詳細(xì)地了解不同光質(zhì)萎凋?qū)Π撞杵焚|(zhì)成分的影響，對(duì)5組處理白茶的代謝物進(jìn)行了UHPLCQ-TOF/MS分析，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，共鑒定出21個(gè)化合物，其相對(duì)含量見(jiàn)表3。相比無(wú)光萎凋，黃、藍(lán)、白光萎凋組的山奈酚含量顯著升高，紅光組降低但差異不顯著。槲皮素3-葡萄糖苷與槲皮素3-半乳糖苷的含量之和、槲皮素3-蕓香苷的含量、牡荊素+異牡荊素的含量之和，對(duì)比無(wú)光萎凋組，4種光質(zhì)萎凋組顯著降低以上3個(gè)指標(biāo)，且不同光質(zhì)處理間不存在顯著差異。槲皮素3-葡萄糖蕓香糖苷+槲皮素3-半乳糖蕓香糖苷相對(duì)含量之和為無(wú)光組最高，藍(lán)光和黃光組的相對(duì)含量顯著降低，而紅光和白光與其他3個(gè)處理間不存在顯著差異。紅光萎凋可以顯著降低茶黃素和茶黃素-3-沒(méi)食子酸酯的含量，而其他3種光質(zhì)萎凋組與無(wú)光組不存在顯著差異。

表3 不同處理的貢眉白茶其他代謝組分及其相對(duì)含量(峰面積，counts)Table 3 Metabolites of Gongmei white teas in different treatments and their relative contents in (peak area, counts)

2.2 不同光質(zhì)對(duì)感官品質(zhì)的影響

由表4可知，4種光質(zhì)萎凋均可以提高貢眉白茶的感官審評(píng)的香氣、滋味及總分，其中紅光萎凋組得分最高，黃光組次之，無(wú)光組最低。黃光組的香氣得分最高，呈現(xiàn)“花香”，其他3種光質(zhì)組以“清香”為主。較無(wú)光組，4種光質(zhì)萎凋的貢眉茶湯更加濃醇，且紅光組的滋味因子得分最高。黃光、藍(lán)光、白光組的貢眉湯色呈現(xiàn)“黃亮”，略高于紅光和無(wú)光組，而4種光質(zhì)組的葉底得分一致，且略高于無(wú)光組。

表4 不同光質(zhì)萎凋?qū)ω暶及撞璧母泄倨焚|(zhì)的影響Table 4 Result of sensory quality evaluation on Gongmei white teas in different treatments

3 結(jié)論與討論

比較感官審評(píng)結(jié)果的滋味因子得分和評(píng)語(yǔ)發(fā)現(xiàn)，4種光質(zhì)處理的貢眉均比無(wú)光的分?jǐn)?shù)高，其中紅光組的滋味呈現(xiàn)“醇厚鮮甜”的優(yōu)良風(fēng)味特征，得分最高。已有文獻(xiàn)[21]報(bào)導(dǎo)光照萎凋可以顯著降低兒茶素含量，與本研究中，較無(wú)光萎凋，藍(lán)光、黃光、日光組顯著降低EGCG、酯型兒茶素及兒茶素總量的結(jié)果一致(P<0.05)。但是除了以上因素，紅光照射茶葉又可以促進(jìn)葉片的含碳化合物的形成[22]，綜合消長(zhǎng)兩方面的因素，本研究結(jié)果中的紅光萎凋的貢眉白茶，其EGCG、酯型兒茶素和可溶性糖的含量較其他光質(zhì)較高。紅光萎凋的茶氨酸、谷氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、精氨酸等對(duì)白茶滋味鮮甜感有決定性作用的氨基酸組分含量，均顯著高于黃光、日光和無(wú)光組(P<0.05)。柯茜[23]研究表明，在紅光萎凋紅茶鮮葉的多種氨基酸含量顯著高于自然萎凋，特別是在萎凋后期，紅光處理的氨基酸含量顯著高于其他處理，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。茶葉中咖啡堿的代謝與核酸、蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)緊密聯(lián)系[22]，普遍認(rèn)為有利于氮代謝的光照條件，必然有利于氨基酸、咖啡堿等含氮化合物的積累，所以本研究中紅光萎凋的咖啡堿含量也是各處理中最高的。雖然酯型兒茶素和咖啡堿的含量與茶湯苦澀度呈正相關(guān)，但是有研究表明，茶湯中的生物堿與大量?jī)翰杷厝菀仔纬蓺滏I，而氫鍵絡(luò)合物的味感既不同于生物堿，也不同于兒茶素，而是相對(duì)增強(qiáng)了茶湯的醇度和鮮爽度[24]。紅光組的EGCG、酯型兒茶素、可溶性糖、氨基酸和咖啡堿等主要生化成分的含量高于其他處理，這些物質(zhì)的高含量是茶湯滋味形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。

藍(lán)光、紅光、和日光組的氨基酸總含量，顯著高于黃光和無(wú)光組(P<0.05)。氨基酸含量與滋味品質(zhì)呈正相關(guān)，紅光、藍(lán)光、白光的感官審評(píng)滋味因子得分均顯著高于無(wú)光萎凋組，說(shuō)明以上光質(zhì)萎凋?qū)ω暶及撞璧淖涛镀焚|(zhì)做出了貢獻(xiàn)。較其他光質(zhì)，黃光組的氨基酸含量較低，但是感官審評(píng)香氣因子得分最高，有可能是加工中氨基酸組分參與香氣物質(zhì)的形成較多。比如，黃光組含量低于其他光質(zhì)組的賴氨酸、組氨酸和精氨酸，作為堿性氨基酸具有較強(qiáng)的美拉德反應(yīng)活性，加工過(guò)程中因參與美拉德反應(yīng)被消耗的程度高，所以貢眉中含量相對(duì)較低。此外，氨基酸和糖類、兒茶素在熱的作用下還能產(chǎn)生呋喃、吡咯、吡嗪、苯酚物質(zhì)以及相應(yīng)的甲基、乙基、羥基、醛基、乙?；苌锖鸵宜岬龋蛇M(jìn)一步研究萎凋中白茶的氨基酸、可溶性糖和兒茶素等組分的變化趨勢(shì)，尋找萎凋適度的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

本研究利用代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)一些常規(guī)分析難以檢測(cè)出的物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，如焦谷氨酸、黃酮苷、兒茶素二聚體等。這些物質(zhì)均對(duì)茶葉品質(zhì)有重要影響，如有報(bào)道顯示焦谷氨酸對(duì)茶湯鮮味有重要作用[25]。除了山奈酚、牡荊素和異牡荊素等黃酮(醇)類，山奈酚、槲皮素、楊梅素生成的黃酮(醇)糖苷類，也被認(rèn)為是茶葉湯色黃綠的重要影響物質(zhì)，有研究顯示黃酮(醇)糖苷具有澀味，是紅茶、綠茶、白茶的主要澀味成分[26]，可以增強(qiáng)茶湯的苦澀口感[27]。相比無(wú)光組，4種光質(zhì)組檢測(cè)的部分槲皮素糖苷、牡荊素和異牡荊素含量的顯著(P<0.05)下降，可能是光照萎凋造成白茶苦澀度降低的原因之一。文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)茶黃素-3′-沒(méi)食子酸酯對(duì)茶湯澀味有貢獻(xiàn)[16]，茶黃素對(duì)滋味強(qiáng)度有貢獻(xiàn)[28]，本研究中紅光組的茶黃素-3′-沒(méi)食子酸酯和茶黃素含量顯著低于無(wú)光組和其他光質(zhì)組，在一定程度上解釋了紅光組茶湯的苦澀度不高的原因。陳翔等[29]采用基于親水相互作用液相色譜-三重四極桿質(zhì)譜法，發(fā)現(xiàn)白茶萎凋中鮮葉的甘油酸、肌醇和膽堿的含量大幅增加，3種代謝物可作為細(xì)胞膜生理狀態(tài)代謝標(biāo)志物，可以反映白茶萎凋進(jìn)程。因此采用代謝組學(xué)技術(shù)研究光照萎凋?qū)Σ枞~品質(zhì)的影響，可以更全面了解不同光質(zhì)射脅迫下離體茶鮮葉的代謝調(diào)控途徑和關(guān)鍵調(diào)節(jié)位點(diǎn)，揭示光照處理離體鮮葉對(duì)提高茶葉品質(zhì)的作用機(jī)制，促進(jìn)茶葉加工技術(shù)提升。