不同厭氧時(shí)間對(duì)綠茶和紅茶加工品質(zhì)的影響

張金玉 ，李美鳳，郜秋艷，陳 猛，陳 興，劉建軍

(貴州大學(xué)茶學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一種非蛋白質(zhì)氨基酸[1]，是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)非常有效的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，參與腦循環(huán)生理活動(dòng)[2-3]，具有一定的鎮(zhèn)定安神作用[4-5]，且具有降血壓的效果[6-10]。目前在金蕎麥[11]、桑葉[12]和茶葉[13]等植物中已取得了相應(yīng)的研究進(jìn)展。提高茶葉的GABA含量和品質(zhì)，將對(duì)保健茶類(lèi)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。

王麗麗[14]等研究發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)工藝下，同品種茶鮮葉制成的白茶中GABA含量較綠茶高；而Tsushida[13]等發(fā)現(xiàn)厭氧處理能顯著提升茶葉中GABA的含量。林智等[15]對(duì)茶葉中GABA富集影響因素進(jìn)行了研究，結(jié)果表明最佳處理?xiàng)l件為真空，主要因素為厭氧時(shí)間，其次是氣體種類(lèi)，厭氧處理溫度對(duì)提高茶葉中GABA 含量影響不大，因此生產(chǎn)上采用在常溫下進(jìn)行厭氧處理即可，厭氧時(shí)間不宜超過(guò)8 h。此外，沈強(qiáng)[16]、王芳[17]和夏興莉[18]等分別開(kāi)展了真空厭氧間歇技術(shù)、厭氧溫度、低溫處理對(duì)GABA含量及茶葉品質(zhì)影響的研究工作。目前，關(guān)于在厭氧條件下，綠茶、紅茶加工工藝之間，以及高氨基酸茶樹(shù)品種與常規(guī)茶樹(shù)品種之間的GABA富集效果鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究以高氨基酸含量的白化型茶樹(shù)品種‘黃金芽’[19-20]、‘白葉1號(hào)’[21-22]以及常規(guī)茶樹(shù)品種‘福鼎大白茶’鮮葉為原料，采用不同厭氧時(shí)間結(jié)合綠茶和紅茶工藝的方法富集樣品中的GABA，經(jīng)過(guò)感官審評(píng)和理化分析，探求不同制茶工藝之間和茶樹(shù)品種間的GABA富集效果及茶葉品質(zhì)變化情況，為高品質(zhì)GABA茶的研究開(kāi)發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

福鼎大白茶、黃金芽、白葉1號(hào)(一芽二葉)，2019年8月22日采于貴州省鑫產(chǎn)園茶業(yè)有限公司茶園。

1.2 主要試劑

GABA(HPLC≥98%)，北京索萊寶科技有限公司；谷氨酸(BR)，上海吉至生化科技有限公司；咖啡堿，SIGMA；次氯酸鈉(活性氯≥7.5%)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；福林酚、沒(méi)食子酸、四硼酸鈉、重蒸酚等試劑均為AR級(jí)別，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.3 儀器設(shè)備

茶葉揉捻機(jī)(6CR-25)，浙江上洋機(jī)械有限公司；烘焙提香機(jī)(JY-6CHZ-9B)，福建佳友茶葉機(jī)械智能科技股份有限公司；紅外線測(cè)溫儀(GM530)，深圳標(biāo)智儀表；紅茶發(fā)酵機(jī)(JY-6CFJ-2B)，福建佳友茶葉機(jī)械股份有限公司；真空封口機(jī)(MS1160)，東莞市凱仕電器有限公司；電子天平(BSA224S)，賽多利斯；離心機(jī)(TDZ4-WS)，長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(101-2AB)，天津泰斯特儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋(DK-98-II)，天津泰斯特儀器有限公司；紫外分光光度計(jì)(UV-6300)，上海美譜達(dá)儀器有限公司。

1.4 試驗(yàn)方法

鮮葉進(jìn)行常規(guī)攤放4 h后，以不同厭氧時(shí)間分別結(jié)合綠茶和紅茶工藝進(jìn)行制樣。厭氧處理方式為稱(chēng)取鮮葉300 g于食品真空包裝袋中，采用食品真空封口機(jī)抽真空封口包裝，置于室內(nèi)進(jìn)行常溫厭氧處理。綠茶具體工藝步驟為：鮮葉攤放→厭氧(時(shí)間分別為0、2、4、8 h)→殺青(投葉量300 g，鍋溫180℃，時(shí)間2 min)→80℃干燥至足干；紅茶具體工藝步驟為：鮮葉攤放→揉捻30 min→厭氧(時(shí)間分別為0、2、4、8h)→發(fā)酵(時(shí)間為4 h，發(fā)酵溫度為28℃，濕度保持為90%)→80℃干燥至足干。試驗(yàn)因素水平及樣品編號(hào)見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)因素水平及樣品編號(hào)

1.5 茶葉感官審評(píng)

按照《GB/23776-2018茶葉感官審評(píng)方法》中的綠茶、紅茶審評(píng)方法，由3位審評(píng)專(zhuān)家對(duì)樣品的湯色、香氣、滋味和葉底進(jìn)行密碼審評(píng)。由于茶樣無(wú)做形工藝，干茶外形松散，因此外形不參評(píng)，葉底只進(jìn)行色澤勻整度和明暗度審評(píng)，計(jì)分時(shí)按湯色15%、香氣30%、滋味40%、葉底15%的權(quán)重進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算。

1.6 主要品質(zhì)成分測(cè)定

根據(jù)《GB/T 8313-2018 茶葉中茶多酚和兒茶素類(lèi)含量的檢測(cè)方法》《GB/T 8314-2013 茶游離氨基酸總量的測(cè)定》《GB/T 8312-2013 茶咖啡堿測(cè)定》《根據(jù)GB/T8305-2013 茶水浸出物測(cè)定》[23-26]檢測(cè)茶葉的茶多酚總量、游離氨基酸總量、咖啡堿和水浸出物含量。

1.7 γ-氨基丁酸(GABA)測(cè)定

1.7.1 樣品測(cè)定 參考湯彩云等[27]的方法，取過(guò)100目篩的樣品粉末1 g(感量0.0001)，加入40 mL的沸水，充分搖勻，移入水浴鍋中浸提1 h，每20 min振蕩一次，后用定性濾紙過(guò)濾后再過(guò)0.45 μm濾膜，接著取1 mL樣品待測(cè)液，加入0.1 mol·L-1四硼酸鈉緩沖液1.0 mL，6%重蒸酚溶液1.2 mL，7%次氯酸鈉溶液0.6 mL，混勻后立即沸水水浴10 min，后冰浴處理5 min，恢復(fù)室溫出現(xiàn)藍(lán)綠色后，加入2 mL的60%乙醇溶液，于波長(zhǎng)為640 nm測(cè)吸光值。

1.7.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線建立 從2.0 mg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)品溶液中分別取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL，用去離子水定容至1 mL，按1.7.1的方法加入顯色劑進(jìn)行顯色反應(yīng)，測(cè)吸光度。

1.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel2010和SPSS 20.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，所有數(shù)據(jù)均取3次重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同厭氧時(shí)間茶葉感官品質(zhì)分析

2.1.1 綠茶工藝茶葉感官品質(zhì)分析 綠茶工藝茶葉感官審評(píng)結(jié)果如表2所示，福鼎大白茶、白葉1號(hào)和黃金芽3個(gè)品種茶葉均以對(duì)照樣品質(zhì)得分最高，總體表現(xiàn)為湯色明亮，香氣高爽，滋味清爽鮮醇，葉底色澤勻整度好。厭氧至2 h和4 h后，茶葉感官品質(zhì)正常，隨厭氧時(shí)間延長(zhǎng)為8 h時(shí)，3種茶葉的湯色、香氣、滋味和葉底均受到不同程度影響，茶湯色澤變暗，明亮度下降，在香氣上均出現(xiàn)有熟悶味，滋味青澀，同時(shí)葉底夾雜紅梗，從而導(dǎo)致茶葉的感官品質(zhì)相對(duì)較差。由審評(píng)結(jié)果分析可知，厭氧時(shí)間延長(zhǎng)，茶葉的綜合感官品質(zhì)呈下降趨勢(shì)。

表2 綠茶工藝茶樣感官審評(píng)結(jié)果

2.1.2 紅茶工藝茶葉感官品質(zhì)分析 紅茶工藝茶葉的感官審評(píng)結(jié)果由表3可知，福鼎大白茶、白葉1號(hào)和黃金芽3個(gè)品種茶葉的對(duì)照樣品綜合品質(zhì)得分最高，總體表現(xiàn)為湯色明亮，香氣帶甜香，滋味醇厚，葉底的色澤勻整度較好，厭氧2 h和4 h的樣品感官品質(zhì)總體表現(xiàn)穩(wěn)定。在厭氧時(shí)間達(dá)8 h時(shí)，3種茶葉綜合品質(zhì)得分較低，主要體現(xiàn)在香氣、滋味和葉底3個(gè)方面，茶葉香氣變得低悶，滋味醇厚度下降且變澀，葉底紅暗且有花雜。紅茶工藝茶葉葉底色澤容易變暗，分析其原因是厭氧時(shí)間延長(zhǎng)導(dǎo)致PPO酶活性中心呈脫氧態(tài)形式[28]，且茶多酚含量下降，影響正常酶促氧化反應(yīng)而產(chǎn)生不正常色澤。

表3 紅茶工藝茶樣感官審評(píng)結(jié)果

2.2 厭氧時(shí)間對(duì)不同工藝茶葉的GABA含量影響

厭氧時(shí)間對(duì)不同工藝茶葉的GABA含量分析如表4所示，福鼎大白茶、白葉1號(hào)和黃金芽3個(gè)品種茶葉其對(duì)照樣的GABA含量很低，在綠茶和紅茶工藝中，其含量分別在0.03～0.08 mg·g-1和0.07～0.11 mg·g-1之間，隨厭氧時(shí)間延長(zhǎng)，3種茶葉的GABA含量顯著增加，如綠茶工藝的黃金芽在厭氧2、4、8 h后，GABA含量分別達(dá)1.10、1.56、2.64 mg·g-1，相較于對(duì)照樣分別增長(zhǎng)了13.75倍、19.5倍和33倍；紅茶工藝的黃金芽在相同厭氧時(shí)間內(nèi)GABA含量分別達(dá)1.13、1.67、2.69 mg·g-1，相較于對(duì)照樣分別增長(zhǎng)了10.27、15.18、24.45倍，GABA富集效果極為顯著，且發(fā)現(xiàn)在兩種工藝中，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號(hào)的GABA富集量大小均表現(xiàn)為黃金芽>白葉1號(hào)>福鼎大白茶。相同厭氧時(shí)間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)同品種鮮葉加工的紅茶工藝茶樣GABA含量顯著高于其綠茶工藝茶樣，分析其原因可能是揉捻過(guò)程中，鮮葉細(xì)胞破碎率增加，導(dǎo)致谷氨酸在厭氧過(guò)程中脫羧反應(yīng)程度增強(qiáng)，轉(zhuǎn)化成GABA 的含量較多[29]。

表4 不同工藝茶葉GABA含量分析

2.3 厭氧時(shí)間對(duì)不同茶樹(shù)品種茶葉GABA含量影響

由表5不同工藝茶葉GABA含量的定基增長(zhǎng)率回歸方程的R2值大小可知，在厭氧0～8 h內(nèi)，福鼎大白茶、白葉1號(hào)和黃金芽3個(gè)品種茶葉GABA含量增長(zhǎng)的線性擬合度呈一定規(guī)律性，在綠茶工藝茶葉中，黃金芽(R2= 0.9792)>白葉1號(hào)(R2= 0.9498)>福鼎大白茶(R2= 0.8043)；紅茶工藝茶葉中，黃金芽(R2= 0.9868)>白葉1號(hào)(R2= 0.9306)>福鼎大白茶(R2= 0.7899)，說(shuō)明厭氧時(shí)間對(duì)黃金芽的GABA富集效果最為明顯，其次是白葉1號(hào)和福鼎大白茶。

表5 不同工藝茶葉的GABA增長(zhǎng)率的線性回歸方程

2.4 厭氧時(shí)間對(duì)不同工藝茶葉主要品質(zhì)成分含量影響

2.4.1 厭氧時(shí)間對(duì)綠茶工藝茶葉主要品質(zhì)成分影響 經(jīng)Duncan多重比較結(jié)果表明，隨厭氧時(shí)間延長(zhǎng)，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號(hào)的主要品質(zhì)成分變化趨勢(shì)相同。由表6可知，茶多酚和水浸出物的含量均有不同程度下降，厭氧時(shí)間達(dá)8 h時(shí)，含量顯著低于對(duì)照樣；氨基酸含量呈顯著上升趨勢(shì)，厭氧時(shí)間達(dá)8 h，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號(hào)的氨基酸含量分別為2.56%、4.92%和4.11%，分別較其對(duì)照樣增加了6.67%、4.68%、2.24%。有研究表明，無(wú)氧條件下，蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)平衡體系中，“降解”占據(jù)主導(dǎo)地位，蛋白質(zhì)降解使游離氨基酸總量上升[30]；而咖啡堿含量變化不大。

表6 厭氧時(shí)間對(duì)綠茶工藝茶樣主要品質(zhì)成分影響

2.4.2 厭氧時(shí)間對(duì)紅茶工藝茶葉主要品質(zhì)成分影響 紅茶工藝茶葉的主要品質(zhì)成分變化趨勢(shì)與綠茶工藝茶葉相同，由表7可知，隨厭氧時(shí)間延長(zhǎng)，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號(hào)的茶多酚含量均有不同程度降低，厭氧時(shí)間達(dá)8h，3種茶葉茶多酚含量分別較對(duì)照樣降低了8.25%、13.48%和9.89%；氨基酸含量均呈顯著上升趨勢(shì)，厭氧時(shí)間達(dá)8h時(shí)，氨基酸含量分別為2.32%、4.66%和4.13%，與對(duì)照樣含量相比，分別提升了7.41%、2.64%和7.27%；咖啡堿總含量變化不大；水浸出物含量呈下降趨勢(shì)。

表7 厭氧時(shí)間對(duì)紅茶工藝茶樣主要品質(zhì)成分影響

2.5 茶葉主要品質(zhì)成分與GABA的相關(guān)性分析

Pearson相關(guān)性分析結(jié)果如表8所示，在厭氧0～8 h內(nèi)，綠茶和紅茶兩種工藝茶葉的主要品質(zhì)成分與GABA存在不同程度的相關(guān)性。其相關(guān)性大小總體均表現(xiàn)為，氨基酸>茶多酚>水浸出物>咖啡堿，GABA與氨基酸的相關(guān)性最大，與茶多酚和水浸出物大體上呈極顯著負(fù)相關(guān)性，與咖啡堿的相關(guān)性不顯著。綠茶工藝中，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號(hào)的氨基酸含量與其GABA富集含量的相關(guān)性大小依次為黃金芽(R=0.986)>白葉1號(hào)(R=0.878)>福鼎大白茶(R=0.852)；在紅茶工藝中依次為黃金芽(R=0.936)>白葉1號(hào)(R=0.933)>福鼎大白茶(R=0.794)。結(jié)合2.2節(jié)理化分析結(jié)果可知，在相同厭氧時(shí)間內(nèi)，3種茶葉的氨基酸和GABA含量大小均呈現(xiàn)為黃金芽>白葉1號(hào)>福鼎大白茶，茶葉GABA富集量與氨基酸含量成正比，與相關(guān)性分析結(jié)果一致，由此表明氨基酸含量高的茶樹(shù)品種，其GABA的富集效果較好，茶樹(shù)品種與GABA增長(zhǎng)相關(guān)性強(qiáng)弱依次為黃金芽，白葉1號(hào)，福鼎大白茶。

表8 不同工藝茶葉GABA與主要品質(zhì)成分的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)厭氧時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，綠茶工藝茶葉容易產(chǎn)生熟悶味，青澀味重，且會(huì)產(chǎn)生紅梗；紅茶工藝茶葉容易產(chǎn)生悶味、青氣味變重且葉底色澤欠勻，導(dǎo)致厭氧茶樣的綜合品質(zhì)低于其對(duì)照樣，該結(jié)果與沈強(qiáng)等[31]的研究結(jié)果一致。

通過(guò)比較3個(gè)不同品種茶葉在厭氧過(guò)程中的內(nèi)含品質(zhì)成分變化情況，發(fā)現(xiàn)不同氨基酸含量的茶葉與其GABA的富集效果具有一定相關(guān)性，結(jié)合理化分析和相關(guān)性分析可知，在相同厭氧時(shí)間內(nèi)，氨基酸含量高的茶葉其GABA的富集效果較好，該結(jié)果與廖明星等[32]的研究結(jié)果一致。比如在綠茶和紅茶工藝下，黃金芽的GABA含量最高，分別達(dá)2.64、2.69 mg·g-1，高于其他兩個(gè)品種茶葉。

不同厭氧方式GABA的富集效果不同，吳春蘭[33]等通過(guò)重復(fù)2次真空處理3 h，增氧攤放2 h，茶葉GABA含量達(dá)到GABA茶(1.5 mg·g-1)標(biāo)準(zhǔn)[13]。本試驗(yàn)采用連續(xù)厭氧的方式，厭氧時(shí)間大于2 h以上，有G23(1.56 mg·g-1)、G24(2.64 mg·g-1)、G34(2.07 mg·g-1)、B23(1.67 mg·g-1)、B24(2.69 mg·g-1)、B34(2.24 mg·g-1)等樣品達(dá)GABA茶標(biāo)準(zhǔn)。在相同厭氧時(shí)間和原料的基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)茶樣G14與毛清黎等[34]所測(cè)定茶樣的GABA增加倍數(shù)相差較大，分別為41.7倍和6.65倍，可能是采樣季節(jié)和工藝存在差異。據(jù)Wu[35]等研究表明，盡管厭氧處理具有明顯的 GABA 富集效應(yīng)，但長(zhǎng)時(shí)間厭氧處理易造成茶葉品質(zhì)和口感變化。根據(jù)本試驗(yàn)所設(shè)定的厭氧條件參數(shù)，若只注重茶葉中GABA的富集效果，認(rèn)為采用連續(xù)厭氧時(shí)間為8 h為最佳；若同時(shí)注重茶葉的感官品質(zhì)以及GABA富集效果，在實(shí)際加工過(guò)程中，可適當(dāng)縮短厭氧時(shí)間。

在綠茶、紅茶工藝下，隨厭氧時(shí)間延長(zhǎng)，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號(hào)的GABA含量均呈現(xiàn)極顯著增加趨勢(shì)，游離氨基酸含量顯著增加，茶多酚和水浸出物含量呈下降趨勢(shì)，咖啡堿總含量變化較小；相同厭氧時(shí)間內(nèi)，紅茶工藝茶葉GABA富集量顯著高于綠茶工藝茶葉；氨基酸含量較高的茶樹(shù)品種，其GABA的富集效果較好。結(jié)果表明采用一芽二葉的鮮葉，在真空度為0.09 Mpa，連續(xù)厭氧4 h，厭氧溫度為25℃的條件下，分別結(jié)合殺青鍋溫為180℃，投葉量為300 g，殺青時(shí)間為2 min的綠茶工藝和發(fā)酵溫度為28℃，濕度為90%，發(fā)酵時(shí)間為4 h的紅茶工藝，所制得的綠茶清香濃郁、滋味清爽，紅茶香氣高長(zhǎng)、滋味醇厚，綜合品質(zhì)最佳，且達(dá)GABA茶標(biāo)準(zhǔn)。