制茶工藝對白茶品質影響研究進展

鄧仕彬,林國榮,周鳳超

(莆田學院環(huán)境與生物工程學院,枇杷種質資源創(chuàng)新與利用福建省高校重點實驗室,福建莆田 351100)

白茶作為中國優(yōu)良茶葉品種之一,主產于福建福鼎、政和、松溪、建陽及云南景谷等地[1],屬于微發(fā)酵茶,具有外形滿披白毫、毫香清鮮、湯色黃綠清澈、滋味清淡回甘等特點[2]。白茶富含茶多酚、氨基酸、糖類和咖啡堿等多種成分,具有降血糖、抗氧化、抗癌、抗菌消毒、清除自由基、提高免疫功能等保健功效[3-6],深受廣大消費者喜愛。近年來,國內興起的新型綠色健康的生活理念與白茶獨特的保健功效相契合,白茶在國內外的市場逐漸興起,知名度也不斷提高。

白茶加工工藝主要包括萎凋和干燥兩道工序[7],深受港澳消費者喜歡的新工藝白茶,則經過萎凋、輕揉捻、烘干等工序制成[8]。雖然白茶工序較為簡單,但加工工藝和參數的不同會顯著影響白茶品質。萎凋工藝作為白茶的關鍵工序,除了能夠蒸發(fā)鮮葉水分外,也伴隨著一系列的生物化學反應,對其品質形成具有重要貢獻。為提升和穩(wěn)定白茶品質,本文介紹了近些年國內外白茶加工工序對其品質影響的研究進展,以期能夠對白茶生產提供一定的理論支持和借鑒,達到精準監(jiān)測茶葉加工效果的目的,并對制茶工藝的發(fā)展趨勢進行展望,以促進白茶的可持續(xù)發(fā)展。

1 萎凋工序對白茶品質的影響

1.1 不同萎凋技術和萎凋條件對白茶品質的影響

傳統(tǒng)的工藝一般是采用自然萎凋(日光、室內自然萎凋),環(huán)境條件要求室溫約為20～25 ℃,相對濕度約為70%～80%,但萎凋所需時間較長,且容易受到實際天氣情況的影響導致白茶品質不一,不適于白茶的大規(guī)?；a[9]。如若遇到陰雨天氣或溫度、濕度不適于自然萎凋所需的條件,則采用室內加溫萎凋,其萎凋溫度和濕度相對穩(wěn)定,不受環(huán)境的影響,生產的白茶品質也較為穩(wěn)定[10]。目前室內加溫萎凋采用的方法很多,如室內加設熱風管道加溫萎凋、空調間加除濕機萎凋、萎凋槽加溫萎凋、遠紅外線碳纖維茶葉專用板萎凋等,供熱方式的不同對白茶品質產生不同的影響[11],且產品略帶青氣,湯色較淡,品質相對較差[12]。目前也有把以上幾種制法綜合使用的復式萎凋法,包括室內自然萎凋融入日照處理和室內加溫萎凋加入日照處理兩種。復式萎凋法能夠加速水分蒸發(fā),促進萎凋葉內部生化反應的進行及化學成分的轉化,對于白茶香氣和滋味物質的形成起到積極作用,能夠顯著提升白茶品質[13-14]。王子浩等[15]研究表明復式萎凋相對于其他萎凋方式具有較好的白茶感官品質。但是,該方法較為繁瑣,受日光強弱等環(huán)境條件影響較大,操作及技術上難以掌握,易出現色澤花雜、芽葉枯紅等,若萎凋技術把握不佳對于白茶品質有負面影響[11]。

影響白茶品質的因素眾多,除了茶樹品種和鮮葉原料外,萎凋過程中的環(huán)境溫濕度、攤葉量、萎凋時間、氣流速度、通風狀況等也能顯著影響白茶品質[16]。不同萎凋工藝及加工條件下白茶品質各異,其根本原因在于萎凋葉含水量及失水速率不一致,表現為萎凋葉內部成分轉化不合理,不利于白茶特有品質的形成。萎凋葉失水速度過快或過慢,都會不同程度影響白茶的品質[17-18]。周寒松等[19]研究表明了白茶品質的優(yōu)劣與水分散失的速率息息相關,控制萎凋葉適當的失水速率與萎凋葉內生化成分的轉化相協(xié)調是形成優(yōu)良白茶品質的關鍵。張應根等[20]研究也表明了自然萎凋過程中控制水分散失速率可以調節(jié)白茶滋味和香氣物質的形成進程。王姚經[21]通過調節(jié)萎凋過程中的溫度、相對濕度、萎凋時間和氣流等條件,獲得了獨特品質的白茶,說明了工藝措施的調節(jié)實際目的就是控制萎凋葉的失水速率,進而影響生化反應的進行,從而間接影響白茶色澤、香氣和滋味物質的形成。王子浩等[22]研究表明了18、24、30 ℃三個萎凋溫度下白茶的感官品質隨著萎凋溫度的上升呈現出先升高后降低的變化趨勢。劉誼健等[23]表明萎凋時間與白茶品質形成有直接關系,時間過短則氧化不充分,多酚類含量高,苦澀味重,時間過長則主要生化成分消耗多,滋味淡薄,并說明了萎凋時間需在36～72 h之間白茶品質較好,以54 h左右為宜。萎凋過程攤葉量和勻度也會影響白茶品質,一般萎凋葉需要在36和48 h各進行一次并篩,加厚葉層,從而改變萎凋葉酶活性,促進多酚類物質的適度氧化和轉化,減少茶湯的苦澀味,增加其醇和度[24]。萎凋氣流環(huán)境能夠加速水分的蒸發(fā),防止CO2等不良氣體的積聚,同時提供萎凋葉生化反應所需要的O2,適宜的萎凋氣流環(huán)境則有利于白茶特有的香、醇、爽風味的形成[25]。這些環(huán)境條件中,環(huán)境的溫度和相對濕度作為影響萎凋葉中失水速率和生化反應的主要因素,是決定白茶生產過程香氣和滋味形成的兩大關鍵因子[26]。若能控制這些環(huán)境因素,調節(jié)萎凋葉失水速率,促進生化反應合理進行,對于改善白茶品質具有一定的指導意義。

1.2 萎凋過程白茶外形變化

萎凋工藝是鮮葉水分散失的過程,也伴隨著一系列的外形變化。萎凋葉水分的散失使得細胞萎縮,葉質變得柔軟,促進萎凋葉良好外形的形成,也為白茶后續(xù)加工工序及品質形成提供物質和葉形基礎[27]。萎凋后的葉片葉色由最初的碧綠轉為灰綠、茶葉毫色發(fā)白、芽尖與葉梗顯翹尾、葉緣垂卷、青氣消失、茶香顯露,具有較佳的外觀。葉片呈卷曲狀是由于鮮葉背面氣孔失水速率快,細胞萎縮也較快,同時葉背面的角質層相較于正面要薄,導致葉背面的收縮比正面快,表現為葉片多向內卷曲;芽尖、葉緣的失水速率也較葉內細胞快,形成芽尖與葉梗顯翹尾、葉緣垂卷等白茶特有的葉態(tài)[19]。因此,萎凋時間不足或過剩,均不利于萎凋葉良好外形的形成。鑒于實際生產過程中萎凋方式和環(huán)境條件的變化,選擇合適的萎凋時間對于改善萎凋葉外形具有重要影響。

葉片葉色的變化則是因為萎凋過程中多酚類物質和葉綠素發(fā)生的各種轉化,從而影響白茶葉底、色澤和湯色[28-29]。白茶加工過程中葉綠素的變化主要是由于酶的作用所產生的生物化學變化和非酶作用所產生的化學變化[25]。李明月[30]研究表明,葉綠素a和葉綠素總量在萎凋過程呈現下降的趨勢,葉綠素b則呈現出先減后增再減的趨勢,使得茶葉由最初的鮮綠色轉化為期望的灰綠色澤。若萎凋時間不足,則葉綠素分解少,葉色呈現鮮綠色;若萎凋過度,葉綠素向脫鎂葉綠素轉化,使得葉色呈現出不理想的灰橄欖色或暗橄欖色[31]。

1.3 萎凋過程生化成分的轉化

萎凋是白茶品質形成的關鍵工序,除了能夠蒸發(fā)鮮葉水分從而達到一定含水量要求之外,還伴隨著鮮葉內部成分等一系列生物化學反應,其特有香氣、滋味等品質也主要是在萎凋過程中形成。茶葉萎凋過程中游離氨基酸、可溶性糖和咖啡堿的含量變化與萎凋失水呈顯著正相關,而這些成分又與白茶品質息息相關[32]。因此,分析鮮葉萎凋過程中特征生化成分的變化規(guī)律,對于白茶品質的提升具有重要價值。

1.3.1 茶多酚的轉化 茶多酚是天然植物茶葉中分離提純的30多種酚類化合物的復合體,約占茶葉干物質總量的18%～36%。茶多酚是一種很好的天然抗氧化劑[33],具有抗腫瘤、抗衰老和調血脂等多種藥理活性,廣泛應用于藥理、抑菌、降脂、保健等領域[34-36]。萎凋過程中茶多酚發(fā)生不同程度的氧化,其含量會發(fā)生明顯變化。由于葉內水分的散失,導致內部細胞液濃度增加,通透性增加,使多酚類物質與酶的接觸增加,從而促進酶促反應的進行,這些酶促反應產物構成了白茶香味形成的前期物質[37]。隨著水分含量的持續(xù)降低,酶活性下降,茶多酚及酶促反應產物與氨基酸、糖等相互作用形成芳香物質,引起茶多酚含量持續(xù)下降[23]。適宜的萎凋過程能夠促進鮮葉內茶多酚的轉化,對于青氣和苦澀味物質的去除、特有茶香物質的形成具有顯著貢獻[2]。若萎凋過程中氧化分解反應過度,使茶多酚消耗過多,滋味淡薄,易產生“發(fā)酵香”,從而降低白茶品質[20]。因此,白茶萎凋過程中茶多酚含量降低以及相應反應產物的形成,對于白茶的色澤、感官等品質具有重要影響。分析茶多酚萎凋過程中的動態(tài)變化規(guī)律,明晰其與加工方式、白茶品質的相關性,可以為茶葉加工參數的選擇提供參考。

1.3.2 氨基酸的轉化 白茶中游離氨基酸總量為2.18%～4.17%,是白茶中的重要功能成分,同時對增進茶湯滋味、改善色澤和提高香氣等方面具有重要作用[38]。Yang等[39]也通過生化成分含量的比較和偏最小二乘分析,表明了茶氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺與白茶的鮮味呈正相關。萎凋過程中涉及一系列的生物化學反應,使得氨基酸含量發(fā)生變化,這些變化主要是由于鮮葉內含蛋白質、多肽在酶的催化作用下分解產生氨基酸,其催化效率受到萎凋過程中水分含量影響。另外,研究表明萎凋后期氨基酸能夠與鄰醌類物質、多酚類化合物、還原糖等物質發(fā)生化學反應形成芳香物質,從而為白茶提供香氣來源[40]。楊志堅等[41]研究表明,萎凋前后氨基酸是增幅較多的化學成分,其含量增加了近1倍。劉誼健等[23]探討了白茶制作過程主要化學成分轉化與品質形成的關系,發(fā)現氨基酸含量在萎凋過程中也呈逐漸上升的趨勢。李金輝[42]研究發(fā)現自然萎凋和復式萎凋生產的白茶氨基酸含量增加了0.004%,而加溫萎凋生產的氨基酸含量則減少了0.015%。這說明萎凋過程氨基酸會發(fā)生變化,而萎凋方式和萎凋條件的不同,氨基酸的含量變化會有所差異。Zhao等[43]研究也表明了蛋白質水解過程中也會產生大量分子量約為1000 Da的寡肽,其中一些是潛在的味道貢獻者。這些研究結果表明了調控萎凋過程中氨基酸或肽的種類和含量能夠為白茶優(yōu)良品質的形成提供借鑒。

1.3.3 糖類的轉化 可溶性糖呈味甘甜,是構成白茶茶湯粘稠度和滋味的重要成分,可參與形成白茶的特征香氣物質,萎凋前后其含量相較于鮮葉有所增加[44-45]。萎凋前期糖類物質含量的變化因淀粉的水解反應而生成,同時也會因為氧化、呼吸作用和化學轉化而被消耗,而后期糖則得到積累,其含量增加[46]。潘玉華等[47]研究發(fā)現可溶性糖含量在萎凋初期呈上升趨勢,而后有所下降,但萎凋結果其仍高于鮮葉,總體呈上升趨勢,并表明可溶性糖含量的增加有利于白茶茶湯甜醇滋味的形成。同時,可溶性糖的積累也為后續(xù)的干燥期間白茶香氣的形成提供了一定的物質基礎[48]。

1.3.4 咖啡堿的含量變化 咖啡堿是白茶中重要的功能性成分,具有強心、利尿、興奮等藥理功效,其味較苦,是白茶滋味的重要構成成分,其含量與茶葉嫩度呈正相關[49]。王漢領等[50]研究表明白茶萎凋過程中咖啡堿的含量變化不大,其在成品白茶中的含量比鮮葉略有增加。張磊等[51]采用白茶傳統(tǒng)加工工藝、新工藝和“創(chuàng)新工藝”3種不同加工技術對4個品種茶葉進行白茶加工試驗,發(fā)現成品白茶咖啡堿的含量均在2%～4%范圍內,并未呈有規(guī)律性的變化。陳勤操[52]研究表明萎凋過程中咖啡堿含量呈上升趨勢。陳林海等[25]認為白茶萎凋過程中咖啡堿的含量增加,可能是因為結合態(tài)的咖啡堿變成了游離態(tài),而溫度升高的條件下又會使咖啡堿含量下降。萎凋過程中咖啡堿的含量變化規(guī)律及其與白茶品質的關聯還有待進一步研究。

1.3.5 香氣物質的形成 香氣成分是白茶風味品質的重要屬性,關于茶葉香氣活性成分的研究已發(fā)展成為香氣化學研究領域的重點方向[53]。白茶香氣的形成除了白茶原料等級的影響之外,還與其獨特的加工工藝密切相關,特別是萎凋工序對于香氣品質的形成影響重大。萎凋過程中,鮮葉內含成分發(fā)生一系列酶促作用和化學反應,如糖苷類物質的降解、類胡蘿卜素的氧化降解、多酚類物質氧化、脂肪酸的過氧化及降解、氨基酸的脫羧脫氨和美拉德等反應,使得香氣物質大量生成[54]。Feng等[55]研究也表明了類胡蘿卜素、脂肪酸、糖苷和氨基酸/糖是白茶香氣分子主要的四個前體。酶活性能夠顯著影響生化反應的進行,茶葉加工中酶活性的變化則不同程度促進白茶香氣的形成。萎凋過程中,多酚氧化酶和過氧化氫酶活性呈“升-降-升-降”的趨勢,過氧化氫酶活性則呈先升后降的變化趨勢[53],谷氨酸脫羧酶表現出與過氧化氫酶相似的變化規(guī)律[56]。Deng等[57]研究發(fā)現在生產白茶的萎凋過程中,水楊酸羧基甲基轉移酶與水楊酸能夠生成水楊酸甲酯,作為釋放花香的揮發(fā)性有機化合物之一,在茶的甜美花香中起重要作用。Wang等[58]利用轉錄組和代謝產物譜圖研究了萎凋對茶葉風味形成的影響,發(fā)現萎凋過程中的脫水脅迫導致茶香味化合物的基因轉錄和含量發(fā)生顯著變化,從而促進了各種茶的特殊風味形成。這些研究初步闡明了白茶加工中香氣成分的來源途徑及其變化規(guī)律,針對茶葉中香氣成分的有效提取也已取得較大進展,而在香氣活性成分的鑒定研究及其代謝組學分析尚需要不斷完善。

2 揉捻工序對白茶品質的影響

揉捻是新工藝白茶加工中過程特有的工藝,主要以輕壓、短揉為特點,葉片卷縮、略成條形為適度,使茶葉初步成型。茶葉經過揉捻達到破壞組織細胞、揉出茶汁的目的,有利于增進茶葉的湯色和滋味[59]。張磊等[51]研究表明創(chuàng)新工藝(鮮葉-輕萎凋(涼青)-輕做青-輕揉捻-烘焙-揀剔)下制得的白茶外形較緊、香甜、滋味較濃,具有“花香較顯,味較醇”的特征,白茶水浸出物含量最高達44.97%,顯著高于傳統(tǒng)工藝白茶。周炎花等[60]在白茶傳統(tǒng)工藝的基礎上,增加了“輕做青”、“新揉捻”的工藝,成品白茶具有“香氣顯花香,滋味醇厚鮮爽,耐泡”品質風格,解決了傳統(tǒng)工藝下白茶香味顯生青的問題,而輕曬青和輕做青工藝的增加也會導致茶葉色澤偏暗綠顯紅。王飛權等[61]將黃觀音白茶在室內自然萎凋階段引入搖青、揉捻及搖青加揉捻不同處理方式,發(fā)現較傳統(tǒng)工藝,新工藝黃觀音白茶在香氣和生化成分的組成與含量及感官品質等方面產生具有較大差異,其中以室內自然萎凋中進行適度的搖青處理效果最佳,具有花香濃郁、滋味醇爽等優(yōu)良品質。

目前的傳統(tǒng)白茶品質相對單一、香氣略顯清香,已無法滿足消費者多樣化的需求[62]。因此,在現有的白茶產品基礎上,通過提出和改進生產工藝,開發(fā)出花香明顯、滋味醇厚鮮爽的新型白茶產品對于提升白茶品質和價值具有重要意義。揉捻作為塑造美觀外形、提升茶葉品質的加工工藝之一,其在綠茶中的作用尤甚。近年來,許多學者對揉捻對茶葉品質的影響等方面進行了研究,在揉捻對于茶葉滋味、香氣、色澤等方面的影響、揉捻技術參數的確定、揉捻機械化方面均取得一系列研究成果[63-65]。

3 干燥工序對白茶品質的影響

干燥是白茶加工中的最后一道工序,除了揮發(fā)多余水分、抑制酶的催化作用外,還能使茶葉中的青氣和苦澀味物質進一步轉化,最終形成白茶色澤灰綠、披滿白毫、葉緣垂卷的外形,并促進茶湯杏黃明亮、滋味甘醇、葉底柔軟明亮等特有品質的形成[37,66]。除此之外,高溫能夠促使揮發(fā)性成分及非揮發(fā)性成分進行一系列的化學反應形成白茶特有的香氣,從而提升白茶品質[67]。喬小燕等[68]分析了不同干燥溫度下丹霞2號白茶的揮發(fā)性成分,發(fā)現對白茶香氣有負面影響的醇類隨干燥溫度的增加,其相對含量呈降低趨勢;對白茶整體香氣有加成作用的酮類、醛類則呈現增加趨勢。卓敏等[69]研究表明在60～70 ℃ 2 h的干燥區(qū)間,與白茶苦澀味密切相關的咖啡堿、多酚類化合物的含量處于最低,而對茶湯甜度、濃度和鮮爽度有重要貢獻的可溶性糖、水浸出物、氨基酸含量均處于最大值,感官品質達到最佳。李鳳娟[70]研究表明了干燥過程兒茶素含量變化顯著,其中以表沒食子兒茶素沒食子酸酯和沒食子兒茶素減少最多,使得茶湯澀味消失,滋味更為清醇。因此,干燥工序對于白茶品質的形成具有重要影響,探索不同干燥方式、參數條件與白茶品質的關系具有重要意義,也能夠為白茶的生產提供指導。

4 展望

白茶的獨特品質是加工過程中一系列物理化學反應相互作用協(xié)調的綜合表現,各成分之間的轉化是白茶特有外形、色澤、滋味、香氣形成的基礎。近些年來,針對白茶的加工方式、環(huán)境條件、生化成分分析、香氣成分鑒定等方面取得了巨大的進展。但白茶品質形成過程復雜,影響因素眾多,特別是不同地區(qū)白茶原料本身特性的差異,使得標準化的白茶工藝難以建成,質量不穩(wěn)定的現象時有發(fā)生。萎凋作為白茶品質形成的關鍵工序,對于白茶特有品質形成具有重大影響。若能針對不同白茶品種特點,改善萎凋加工方式,控制萎凋過程中的溫度、濕度等條件,調節(jié)水分散失的速率,使多酚類物質、游離氨基酸、糖類、咖啡堿等合理地相互作用與轉化,對于白茶特征品質具有重要實際參考價值。將茶葉生理特性融入萎凋過程的物理化學變化當中,從本質原因探索萎凋過程中物質的動態(tài)變化規(guī)律與白茶品質的相關性是萎凋工序中研究的動向。另外,將萎凋過程茶葉的色澤指標通過計算機視覺技術量化,實現萎凋程度的精確判斷,也是未來萎凋工序優(yōu)化的發(fā)展趨勢。隨著檢測手段和設備的快速發(fā)展,將電子鼻、電子舌等仿生新型技術以及代謝組學的統(tǒng)計分析方法應用于茶葉的研究中,在白茶品質的提升方面也將發(fā)揮巨大作用。