白茶萎凋過(guò)程葉片微形態(tài)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

劉財(cái)國(guó)，于文濤，樊曉靜，王澤涵，陳曉君，蔡春平，葉乃興*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建 福州 350002；2.福州海關(guān)技術(shù)中心福建省檢驗(yàn)檢疫重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350001)

茶樹(Camelliasinensis(L.)O. Kuntze)為重要經(jīng)濟(jì)作物，其嫩梢葉片是主要的采摘部位[1]?！６Υ蟀撞琛菄?guó)家級(jí)優(yōu)良品種(GS13001-1985)，具有發(fā)芽早、芽葉黃綠色、茸毛特多等特點(diǎn)，適制茶類多，有紅茶、綠茶、白茶等，制白茶白毫滿披，香氣清鮮，滋味醇和。萎凋是白茶加工的關(guān)鍵工序[2]，對(duì)白茶品質(zhì)影響很大，鮮葉萎凋過(guò)程發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使得茶葉內(nèi)含生化成分進(jìn)行交叉轉(zhuǎn)化，形成了獨(dú)特品質(zhì)，尤其對(duì)成茶香氣、滋味的影響最為明顯[3-4]。

萎凋是白茶的初始工藝，茶鮮葉在萎凋過(guò)程中，水分不斷散失，鮮葉呼吸作用持續(xù)進(jìn)行，內(nèi)質(zhì)物質(zhì)發(fā)生劇烈變化。鮮葉減重率加重，但各主要品質(zhì)成分含量的變化并不是同步的，為品質(zhì)形成提供特定的物質(zhì)基礎(chǔ)[5-9]。隨萎凋時(shí)間的增加，鮮葉減重率逐漸增大，與白茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵酶基因發(fā)生動(dòng)態(tài)表達(dá)，有利于萎凋葉生化成分的變化，對(duì)茶葉的品質(zhì)提升具有積極作用[10-12]。茶樹葉片萎凋的研究主要集中于葉片的宏觀形態(tài)、理化成分、脅迫反應(yīng)和基因表達(dá)等方面，至今未見對(duì)茶樹葉片在萎凋加工過(guò)程中的微形態(tài)特征變化研究報(bào)道。本試驗(yàn)以福鼎大白茶鮮葉為試驗(yàn)材料，首次運(yùn)用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡將福鼎大白茶萎凋過(guò)程中不同階段的葉片最高放大至8000倍觀察微形態(tài)的變化，統(tǒng)計(jì)分析不同萎凋時(shí)間的葉片表面紋飾、氣孔和茸毛等的12個(gè)微形態(tài)特征，以期探明白茶萎凋過(guò)程中葉片微形態(tài)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料及試劑儀器

供試材料為福鼎大白茶秋梢第3葉。

主要試劑：2.5%的戊二醛溶液；pH=6.8的磷酸緩沖液；50%、70%、80%、90%和100%的乙醇；100%的叔丁醇。

主要儀器：DHG-9240A型可編程電熱烘箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)；FD-1-50型真空冷凍干燥機(jī)(北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)；E-1010型離子濺射鍍膜儀(日立，東京，日本)；SU-8010型冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(日立，東京，日本)。

1.2 試驗(yàn)方法

福鼎大白茶鮮葉進(jìn)行5個(gè)萎凋時(shí)間處理，萎凋時(shí)間分別為0、12、24、36、48 h，每個(gè)處理重復(fù)4次。采用真空冷凍干燥[13-14]的方法處理已萎凋的茶樹葉片：在茶樹葉片中部取3 mm×3 mm大小的組織置于2.5%的戊二醛溶液中并在4℃冰箱中固定3 h；再分別用50%、70%、90%乙醇進(jìn)行脫水，每次15 min；之后用100%乙醇脫水4～5次，每次15 min；最后將葉片材料置于100%叔丁醇中浸泡15 min后，放入真空冷凍干燥機(jī)進(jìn)行干燥。

1.3 微形態(tài)觀察與測(cè)量

對(duì)茶樹葉片的12個(gè)性狀(內(nèi)外氣孔長(zhǎng)寬、氣孔開度、氣孔器大小、氣孔密度、茸毛長(zhǎng)度、茸毛直徑、茸毛密度、葉腹紋飾和茸毛紋飾)進(jìn)行觀察和統(tǒng)計(jì)。將經(jīng)前處理的試驗(yàn)材料用導(dǎo)電膠帶固定于掃描電鏡樣品臺(tái)上，用離子濺射鍍膜儀在樣品表面鍍膜80 s。用冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行觀察并拍照。每個(gè)性狀重復(fù)測(cè)量15次。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Image J對(duì)相關(guān)性狀特征進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)[15]；以SPSS 22.0[16]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 白茶萎凋過(guò)程葉片表面紋飾特征變化規(guī)律

不同萎凋時(shí)間處理的福鼎大白茶葉片表面紋飾存在差異(圖1)；葉表蠟質(zhì)紋飾有波浪狀，皺脊?fàn)?種類型，隨萎凋時(shí)間的增加紋飾由波浪狀逐步變?yōu)榘櫦範(fàn)?，萎?、12 h的蠟質(zhì)紋飾為波浪狀，萎凋24、36、48 h的蠟質(zhì)紋飾為皺脊?fàn)睿蝗酌砻婕y飾皆為長(zhǎng)條形，不隨萎凋而變化。

2.2 白茶萎凋過(guò)程葉片氣孔性狀變化規(guī)律

不同萎凋時(shí)間處理的福鼎大白茶葉片的氣孔形狀皆為長(zhǎng)卵形，具有異性氣孔(腺鱗)(圖1)。由表1可知，外氣孔長(zhǎng)、外氣孔寬、內(nèi)氣孔長(zhǎng)、內(nèi)氣孔寬、氣孔器大小都隨萎凋時(shí)間的延長(zhǎng)先增大后減小，萎凋24 h相對(duì)最大，萎凋48 h相對(duì)最小且顯著小于其他4個(gè)處理。從圖1中可明顯看出氣孔大小的變化，先增大后減小。外氣孔長(zhǎng)(17.26±2.3)～(21.35±3.82) μm，萎凋24 h的外氣孔長(zhǎng)相對(duì)最長(zhǎng)，萎凋48 h的外氣孔長(zhǎng)相對(duì)最短、顯著短于其他4個(gè)處理；外氣孔寬(9.50±1.59)～(14.09±3.56)μm，萎凋24 h的外氣孔寬相對(duì)最寬，萎凋48 h的外氣孔寬相對(duì)最窄、顯著窄于其他4個(gè)處理；內(nèi)氣孔長(zhǎng)(8.74±2.42)～(13.93±3.97) μm，萎凋時(shí)間24 h的內(nèi)氣孔長(zhǎng)相對(duì)最長(zhǎng)，萎凋48 h的內(nèi)氣孔長(zhǎng)相對(duì)最短、顯著短于其它4個(gè)萎凋時(shí)間；內(nèi)氣孔寬(3.68±1.16)～(5.67±2.29)μm，萎凋24 h的內(nèi)氣孔寬相對(duì)最寬，萎凋48 h的內(nèi)氣孔寬相對(duì)最窄、顯著窄于其他4個(gè)處理；氣孔開度(0.40±0.53)～(0.43±0.82)，萎凋過(guò)程中無(wú)顯著變化；氣孔器大小(164.63±38.11)～(311.02±130.80)μm2，萎凋24 h的氣孔器大小相對(duì)最大，萎凋48 h的氣孔器大小相對(duì)最小、顯著小于其他4個(gè)萎凋處理。

圖1 白茶萎凋過(guò)程葉片微形態(tài)觀察結(jié)果Fig.1 Micromorphology of white tea leaves during withering

表1 白茶萎凋過(guò)程中氣孔微形態(tài)特征

氣孔密度在萎凋過(guò)程中的變化范圍為(286.44±20.41)～(423.78±35.14)個(gè)·mm-2，先減小后增大，萎凋24 h的氣孔密度相對(duì)最小，萎凋36 h和萎凋48 h的氣孔密度相對(duì)較大、顯著大于其他3個(gè)處理。

在萎凋過(guò)程中，葉片的外氣孔長(zhǎng)、外氣孔寬、內(nèi)氣孔長(zhǎng)、內(nèi)氣孔寬和氣孔器大小均與萎凋時(shí)長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)且為二項(xiàng)式相關(guān)(見圖2)，它們的回歸方程分別為Y=19.90+0.179X-0.005X2、Y=11.66+0.215X-0.005X2、Y=11.19+0.285X-0.007X2、Y=4.541+0.110X-0.003X2、Y=235.7+6.723X-0.168X2；氣孔密度呈正相關(guān)，回歸方程Y=309.7-2.671X+0.108X2；氣孔開度為Y=0.0002X+0.4080。

2.3 白茶萎凋過(guò)程葉片茸毛性狀變化規(guī)律

由表2和圖2可知，茸毛直徑(9.45±1.09)～(10.49±0.83)μm，萎凋過(guò)程中茸毛直徑無(wú)顯著變化，回歸方程分別為Y=0.014X+9.504；茸毛長(zhǎng)度(596.57±161.75)～(630.67±108.80)μm，萎凋過(guò)程中茸毛長(zhǎng)度無(wú)顯著變化，回歸方程分別為Y=0.647X+599.7；茸毛密度(6.89±0.96)～(15.25±1.87)根·mm-2，隨萎凋時(shí)間的增加逐漸增大，回歸方程Y=6.935+0.388X-0.005X2；(圖2)。

圖2 白茶萎凋葉片微形態(tài)特征趨勢(shì)圖Fig.2 Changes on micromorphological characteristics of white tea leaves during withering

表2 白茶萎凋過(guò)程中茸毛微形態(tài)特征

3 討論與結(jié)論

3.1 白茶萎凋過(guò)程中葉片微形態(tài)發(fā)生顯著變化的性狀

萎凋過(guò)程微形態(tài)發(fā)生顯著變化的性狀為：氣孔長(zhǎng)寬、氣孔器大小、氣孔密度、茸毛密度、葉表蠟質(zhì)紋飾。在萎凋過(guò)程中隨著葉片失水，外氣孔長(zhǎng)、外氣孔寬、內(nèi)氣孔長(zhǎng)、內(nèi)氣孔寬和氣孔器大小先增大后減小，且與萎凋時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，這與苑亞汝等[17]、何鳳等[18]研究結(jié)果基本一致。葉片萎凋過(guò)程失水，使葉片發(fā)生脅迫反應(yīng)，增大氣孔提高呼吸速率以應(yīng)對(duì)水分脅迫，但萎凋時(shí)間越長(zhǎng)葉片失水量越多，氣孔減小甚至關(guān)閉以減少水分散失。氣孔密度與萎凋時(shí)間呈正相關(guān)，萎凋過(guò)程葉片逐漸失水皺縮，氣孔密度越來(lái)越大。馮淑華等[19]研究發(fā)現(xiàn)氣孔密度與葉片相對(duì)含水量和葉水勢(shì)呈負(fù)相關(guān)，也與本研究中葉片氣孔密度與萎凋時(shí)間呈正相關(guān)相吻合。茸毛密度在萎凋中持續(xù)增大是葉片萎凋持續(xù)失水皺縮，茸毛聚集而密度增大；葉片萎凋皺縮亦使蠟質(zhì)紋飾由波浪狀逐漸成皺脊?fàn)?。夏春[20]等研究表明煙草加工過(guò)程中，云煙87上部煙葉水分散失增加，葉片形態(tài)收縮幅度逐漸增加，這與本試驗(yàn)中白茶萎凋過(guò)程葉片失水引起的葉片形態(tài)變化相一致。

3.2 白茶萎凋過(guò)程中葉片微形態(tài)未發(fā)生顯著變化的性狀

本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，白茶在萎凋過(guò)程中葉片氣孔開度和茸毛的微形態(tài)性狀無(wú)顯著變化。氣孔開度是內(nèi)氣孔寬與內(nèi)氣孔長(zhǎng)的比值，葉片氣孔開度是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的性狀，不易受到萎凋工藝的影響。嫩梢茸毛的主要生化成分為茶多酚、氨基酸、咖啡堿等[21-22]，是影響白茶品質(zhì)的重要因子，萎凋過(guò)程失水對(duì)茸毛直徑、茸毛長(zhǎng)度、茸毛紋飾的影響小，茶樹葉片茸毛微形態(tài)性狀在白茶萎凋過(guò)程中基本無(wú)變化。不同品種茶樹嫩梢葉片的生化成分含量各不相同，其微形態(tài)也存在較大差異，而茶樹嫩梢葉片微形態(tài)與內(nèi)含生化成分的關(guān)系尚不明確，有待進(jìn)一步研究。