干燥方式對桑葉綠茶活性物質(zhì)及其抗氧化活性的影響

郭紅梅，梁 雎，劉志剛，李海峰，阿木提·庫爾班，任紅松

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 吐魯番 838000）

桑葉為?？疲∕oraceae）桑屬（Morus L.）植物桑（Morusalba L.）[1]的主要產(chǎn)物，具有很高的藥用價值，被我國衛(wèi)生部公布為藥食兩用品，富含人體必需的多種活性成分[2]，例如總多酚、總多糖、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）等，在抗突變、抗衰老、抗氧化、降血糖、血脂、血壓、鎮(zhèn)靜等方面具有顯著的功效[3-7]。參照茶葉加工工藝，制備桑葉綠茶，對桑葉資源的開發(fā)利用具有重要的意義。

干燥是綠茶加工的一道關(guān)鍵工序。目前，茶葉的干燥方法主要有單一干燥和聯(lián)合干燥兩大類[8]。由于熱傳遞方式、溫度、時間的不同，茶葉內(nèi)含物轉(zhuǎn)化的途徑和速率也不同，對茶葉品質(zhì)的形成和保持起重要的作用[9]。秦櫻瑞等[10]和張麗麗[11]分別研究了真空干燥、冷凍干燥、熱風(fēng)干燥、紅外干燥、微波干燥等不同干燥方式對桑葉降糖活性成分等物質(zhì)含量的影響，但對于鍋炒等干燥方式還有待進(jìn)一步研究。

本試驗以吐魯番地產(chǎn)白桑為原料，按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)萎凋、殺青、揉捻后，采用二次烘干、瓶式炒干、曲毫炒干、先瓶炒后烘干、先烘干后瓶炒、先鍋炒后烘干、先烘干后鍋炒7種干燥方式制備成不同的桑葉綠茶。分析研究各桑葉綠茶的主要活性物質(zhì)含量、抗氧化活性和感官評分在干燥前后的變化。利用模糊綜合評價法對不同干燥方式進(jìn)行綜合評價，選出最優(yōu)的干燥方法，以期為桑葉綠茶的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

鮮葉采自鄯善縣吐峪溝鄉(xiāng)洋海夏村，品種為白桑，采摘標(biāo)準(zhǔn)為從頂芽向下4～10片新鮮桑葉，采摘時間為2019年5月。

碳酸鈉、福林酚、沒食子酸、葡萄糖、大孔樹脂、三氯化鋁、重蒸酚、次氯酸鈉、鐵氰化鉀，上海麥克林生化科技有限公司；無水乙醇，天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司；蒽酮、硫酸、甲醇，北京化工廠；氫氧化鉀，天津永晟精細(xì)化工有限公司；磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。所有試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

UV754N型紫外可見分光光度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司；DHG-9070型電熱恒溫干燥箱，上海鴻都電子科技有限公司；DZKW-S-4型電熱恒溫水浴鍋，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；JA1203 B型電子天平，上海菁海儀器有限公司；3K15型離心機(jī)，德國Sigma公司；TLG-01型樣品粉碎機(jī)，北京天利恒誠科技有限公司；切葉機(jī)、6CS-40型滾筒殺青機(jī)、快速冷卻機(jī)、6CR-40型揉捻機(jī)、6CH-3型鏈板式烘干機(jī)、6CCP-80型瓶式炒干機(jī)、6CTH-6.0型烘焙提香機(jī)，浙江綠峰機(jī)械有限公司；6CCGQ-50型雙鍋曲毫炒干機(jī)，浙江上洋機(jī)械股份有限公司；鹵素水分測定儀，上海禾工科學(xué)儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 桑葉綠茶加工工藝及操作要點

取桑鮮葉20 kg投入切葉機(jī)切分2次，切成4 cm×2 cm的條，然后清洗，按厚度3～5 cm均勻攤放在帶孔不銹鋼托盤上，室內(nèi)自然攤放萎凋。室溫29～35℃，相對濕度38%～58%。期間每0.5 h翻動一次，抖去表面水分，分開粘連的葉片。鮮葉含水量降至70%時，取下葉片采用滾筒殺青兩次，第1次設(shè)定溫度250℃，第2次設(shè)定230℃，投葉量36 kg/h。殺青后用網(wǎng)帶傳送機(jī)快速冷卻。冷卻后揉捻25 min，采用輕壓-重壓-輕壓交替進(jìn)行。隨著茶樣不斷干燥，所需反應(yīng)的溫度條件不斷下降[11]。因此生產(chǎn)中采用前段高溫后段低溫的分段干燥方法。初次烘干/炒干以茶葉含水量30%為準(zhǔn)，第2次用足火烘干/炒干以含水量低于7%為準(zhǔn)[12]。取茶樣進(jìn)行含水量測定，記錄干燥時間。對二次干燥后的茶樣測定主要活性物質(zhì)含量、抗氧化能力和感官評分。

二次烘干法：將揉捻葉均勻平鋪在烘干機(jī)上，分別用120、130、140℃進(jìn)行初烘，含水量達(dá)30%時攤涼15 min，調(diào)低溫度至100℃復(fù)烘至足干。

瓶式炒干：將揉捻葉倒入瓶式炒干機(jī)中，分別于140、130、120℃下炒至足干。

曲毫炒干：將揉捻葉倒入曲毫炒干機(jī)中，分別于170、160、150℃下炒至初干后，調(diào)低溫度至120℃，炒至足干。

先烘干后瓶炒：將揉捻葉均勻平鋪在烘干機(jī)上，120℃初烘5 min，再將烘干葉倒入瓶式炒干機(jī)中，分別于140、130、120℃下炒干。

先烘干后鍋炒：將揉捻葉均勻平鋪在烘干機(jī)，120℃初烘5 min，再將烘干葉倒入曲毫炒干機(jī)中，分別于170、160、150℃下炒干。

先瓶炒后烘干：將揉捻葉倒入瓶式炒干機(jī)中，分別用毛火于140、150、160℃炒干，當(dāng)含水量達(dá)30%時，下機(jī)攤涼15 min，后用烘干機(jī)100℃烘至足干。

先鍋炒后烘干：將揉捻葉倒入曲毫炒干機(jī)中，分別用毛火于170、160、150℃做形，當(dāng)含水量達(dá)30%時，下機(jī)攤涼15 min，后用烘干機(jī)100℃烘至足干。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 總酚含量

采用福林-酚比色法[13]測定。

1.2.2.2 總多糖含量

采用蒽酮-硫酸法測定。

1.2.2.3 γ-氨基丁酸含量

采用Berthelot比色法[14]測定。

1.2.2.4 DPPH自由基清除能力和還原力

DPPH自由基清除能力參照楊清[15]的方法測定；還原力參照袁清霞[16]的方法測定。

1.2.2.5 感官評價

按照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》[17]進(jìn)行評價。采用密碼審評，各項因子得分為5次平均值。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

1.2.3.1 單因素方差分析

采用Excel 2016軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，利用SPSS19.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)方差分析，多重比較采用LSD檢驗法。

1.2.3.2 模糊綜合評價模型的建立和驗證

采用張曼[18]的方法，建立22個樣品，6個品質(zhì)指標(biāo)的原始矩陣X=（xij）。6個品質(zhì)指標(biāo)均屬于效益型指標(biāo)，按公式（1）采用極差變換進(jìn)行無量綱化處理。

采用MATLAB軟件編寫桑葉綠茶品質(zhì)指標(biāo)的模糊綜合評價模型代碼如下：%原始數(shù)據(jù)x=[總酚,總多糖,GABA,ABTS,DPPH，還原力,感官評分]=[x1,x7]；22個樣本7個指標(biāo)，22行7列的矩陣；%運(yùn)用極差變化法建立無量綱的效益型矩陣：y=（x-min（min（x）））./（max（max（x））-min（min（x）））,[m,n]=size（x）；%理想最佳和最劣樣本向量U和V：U=[max（x（1:m,1:n））],V=[min（x（1:m,1:n））]；%計算相對偏差矩陣R與T；＞＞R=abs（x-ones（22,1）*U）./（ones（22,1）*range（x））；＞＞T=abs（x-ones（22,1）*V）./（ones（22,1）*range（x））；%運(yùn)用夾角余弦法建立權(quán)重向量w:r=normc（R）,t=normc（T）,w=sum（（r.*t））/sum（sum（r.*t））;%計算綜合評價值：H=y*（w′）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥工藝對桑葉綠茶品質(zhì)的影響

2.1.1 干燥方式對桑葉綠茶主要活性物質(zhì)含量的影響

不同干燥方式得到的桑葉綠茶樣品的主要活性物質(zhì)含量如表1所示。比較7種干燥方式制成的桑葉綠茶中各物質(zhì)含量發(fā)現(xiàn)，不同干燥方式下各物質(zhì)含量差異顯著?？偡雍枯^干燥前有所增加，這一點與徐建國等[19]和Ma等[20]的研究結(jié)果相似。按總酚含量排序，整體上看：二次烘干＞先鍋炒后烘干＞先烘干后瓶炒＞曲毫炒干＞瓶式炒干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后鍋炒。總酚含量的均值為2.41 mg/g，變異系數(shù)為16.15%，變化幅度在1.83～2.98 mg/g之間，其中“曲毫炒干160℃，45 min”條件下得到的樣品總酚含量最高，“先烘干后瓶炒130℃，25 min”條件下得到的樣品總酚含量最低。

表1 不同干燥方式對桑葉綠茶主要活性物質(zhì)含量的影響Table 1 Effects of dryingmethods on the contents of total polyphenols,polysaccharides andγ-aminobutyric acid of mulberry leaves green tea 單位：mg/g

按總多糖含量排序，整體上看：先烘干后瓶炒＞瓶式炒干＞先烘干后鍋炒＞先瓶炒后烘干＞曲毫炒干＞先鍋炒后烘干＞二次烘干。總多糖含量的均值為4.41mg/g，變異系數(shù)為14.00%，變化幅度在3.59～5.51 mg/g之間，其中“先烘干后瓶炒140℃，20 min”條件下得到的樣品總多糖含量最高，“先鍋炒后烘干170℃，35 min”條件下得到的樣品總多糖含量最低。

按GABA含量排序，整體上看：先烘干后瓶炒＞先烘干后鍋炒＞瓶式炒干＞二次烘干＞先瓶炒后烘干＞先鍋炒后烘干＞曲毫炒干。GABA含量的均值為3.41 mg/g，變異系數(shù)為13.41%，變化幅度在2.59～4.01 mg/g之間，其中“先烘干后瓶炒130℃，25min”條件下得到的樣品GABA含量最高，“曲毫炒干170℃，40 min”條件下得到的樣品GABA含量最低。

2.1.2 干燥方式對桑葉綠茶抗氧化活性的影響

不同干燥方式得到的桑葉綠茶樣品的抗氧化活性見表2。從清除DPPH自由基能力和還原力兩方面可知，通過適當(dāng)加工，茶樣的抗氧化能力增強(qiáng)。這與Roshanak等[21]的研究結(jié)果一致。不同干燥方式制得的桑葉綠茶的抗氧化能力存在差異。

表2 干燥方式對桑葉綠茶抗氧化活性的影響Table2 Effects of dryingmethodson theantioxidant activities of mulberry leaves green tea

各樣品對DPPH自由基的清除能力強(qiáng)弱順序為：先烘干后瓶炒＞先瓶炒后烘干＞先鍋炒后烘干＞瓶式炒干＞先烘干后鍋炒＞二次烘干＞曲毫炒干。DPPH自由基清除能力的均值為31.20%，變異系數(shù)為44.71%，變化幅度在9.19%～53.93%之間，其中“先瓶炒后烘干140℃，25 min”條件下得到的樣品DPPH自由基清除能力最強(qiáng)，“先烘干后鍋炒160℃，35 min”條件下得到的樣品DPPH自由基清除能力最弱。

不同干燥方式制得的桑葉綠茶還原力與揉捻葉相比普遍升高。各茶樣還原力強(qiáng)弱順序為：先烘干后瓶炒＞瓶式炒干＞二次烘干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后鍋炒＞先鍋炒后烘干＞曲毫炒干。還原力的均值為0.39，變異系數(shù)為15.74%，變化幅度在0.29～0.49，其中“先烘后瓶炒140℃，20 min”條件下得到的樣品還原力最強(qiáng)，“曲毫炒干150℃，50 min”條件下得到的樣品還原力最弱。

2.1.3 干燥方式對桑葉綠茶感官評價的影響

由表3可見，各桑葉綠茶樣品感官評分大小排序為：先烘干后瓶炒＞先鍋炒后烘干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后鍋炒＞曲毫炒干＞瓶式炒干＞二次烘干。感官評分的均值為80.24，變異系數(shù)為5.45%，變化幅度為72.87～87.50之間，其中“先烘干后瓶炒140℃，20 min”條件下得到的樣品感官評分最高，“瓶式炒干140℃，30 min”條件下得到的樣品感官評分最低。

表3 干燥方式對桑葉綠茶感官評分的影響Table 3 Effects of drying methods on thesensory evaluation scores of mulberry leavesgreen tea

先烘干后瓶炒和先鍋炒后烘干2種干燥方式所制備的桑葉茶綠具有較高的感官品質(zhì)。綠茶、葉底和茶湯如圖1～2所示。先烘干后瓶炒工藝制備的桑葉綠茶，其外觀呈深綠色，葉底嫩綠，湯色黃、明亮，滋味鮮爽，清香；先鍋炒后烘干工藝制備的桑葉綠茶，其外形緊結(jié)呈顆粒狀、墨綠色，葉底較綠，湯色黃、明亮，滋味濃厚。

圖1 先烘干后瓶炒工藝制備的桑葉綠茶、葉底和茶湯Fig.1 Mulberry leaves green tea,infused leaves and liquor color fromoven+roller drying method

圖2 先鍋炒后烘干工藝制備的桑葉綠茶、葉底和茶湯Fig.2 Mulberry leavesgreen tea,infused leavesand liquor color fromdouble-pan+oven drying method

2.1.4 桑葉綠茶生物活性物質(zhì)含量與其抗氧化活性的相關(guān)性分析

由表4可知，各桑葉綠茶樣品的理化指標(biāo)與感官評價結(jié)果呈正相關(guān)。說明理化分析的結(jié)果與感官分析的綜合評價相一致。經(jīng)對桑葉綠茶中各活性成分含量與體外抗氧化作用、感官評價進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析顯示，DPPH自由基清除能力、還原力均與總酚、總多糖、GABA含量含量呈顯著或極顯著相關(guān)（P＜0.05或P＜0.01），表明用總酚、總多糖、GABA作為重要的抗氧化活性成分可以評價桑葉茶的體外抗氧化能力。

表4 桑葉綠茶生物活性物質(zhì)含量與其體外抗氧化活性的相關(guān)性分析Table 4 Correlations between bioactive substances contents and their antioxidant activities of mulberry leavesgreen tea samples

2.2 桑葉綠茶品質(zhì)的模糊綜合評價模型和驗證

通過夾角余弦法求得客觀性權(quán)重向量，最后求得綜合評價值H，結(jié)果如表5所示。

利用該模型計算7種干燥方式制得的桑葉綠茶品質(zhì)綜合得分并進(jìn)行排序。由表5可見，干燥前的揉捻葉綜合排序最低，說明通過不同方式高溫干燥后，各活性物質(zhì)含量有不同程度的增加。揉捻葉干燥成桑葉綠茶具有良好的內(nèi)含成分基礎(chǔ)。在適宜的干燥方式下濕熱作用強(qiáng)烈，內(nèi)含物質(zhì)轉(zhuǎn)化充分，桑葉綠茶品質(zhì)好[15]。干燥方式綜合評分排序分別是：先烘干后瓶炒＞先鍋炒后烘干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后鍋炒＞瓶式炒干＞曲毫炒干＞二次烘干。與DPPH自由基清除能力強(qiáng)弱順序和各茶樣感官評分變化的趨勢基本一致。綜合得分的均值為0.185 4，變異系數(shù)為5.79%，變化幅度在0.167 3～0.204 1，其中“先烘干后瓶炒140℃，20 min”條件下得到的樣品綜合得分最高，“曲毫炒干170℃，40 min”條件下得到的樣品綜合得分最低。

表5 桑葉綠茶品質(zhì)的模糊綜合評價值Table5 Fuzzy comprehensive evaluation values of mulberry leavesgreen teaqualities

選擇綜合得分較高的加工參數(shù)為桑葉綠茶品質(zhì)形成的最佳工藝。即先烘干后瓶炒140℃，20 min工藝干燥所得的桑葉綠茶中的總酚、總多糖、GABA、DPPH自由基清除能力、還原力、感官評分分別較對照提高了58.89%、57.43%、44.96%、467.05%、32.14%、29.57%。在該條件下制作出來的桑葉綠茶湯色黃亮，香氣滋味甘甜，內(nèi)含功能性成分得到較好的保留和提高，具有良好的品質(zhì)。

3 討論

干燥是綠茶初加工中脫除絕大部分水分的工序，在考察干燥溫度時，兼顧效率和品質(zhì)。本研究通過預(yù)試驗確定適宜的干燥溫度和時間，再考察不同干燥方式對桑葉綠茶品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，不同干燥方式下樣品的失水速率不同。7種干燥方式中，所用時間從長到短的順序依次是曲毫炒干＞先鍋炒后烘干＞先烘干后鍋炒＞瓶式炒干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后瓶炒＞二次烘干。從加熱方式上講，烘干比瓶炒能更快地去除水分，曲毫炒干次之。

干燥的目的除了使桑葉綠茶含水量降低以外，更重要的是形成桑葉綠茶的色、香、味品質(zhì)。比較不同干燥方式桑葉綠茶的品質(zhì)，在湯色、香氣、滋味、葉底等方面都有一定的區(qū)別，具有各自不同的品質(zhì)，感官評分差異較大。例如，二次烘干的茶樣較好地保留了新鮮桑葉的顏色，其總酚含量較高，口感較苦澀；先鍋炒后烘干的茶樣具有螺形的典型外形特征，在炒制成型后迅速下機(jī)烘干保持了墨綠的色澤，得到較高的感官評分。

不同干燥方式所得桑葉綠茶的理化指標(biāo)檢測與感官評價結(jié)果呈正相關(guān)。這與王丹等[22]、袁清霞[16]和Di Lorenzo等[23]報道的桑葉綠茶的總酚、總多糖、GABA含量與抗氧化能力具有相關(guān)性結(jié)論一致。另外，總酚、總多糖和GABA含量指標(biāo)不能完全代表桑葉的抗氧化能力。桑葉資源中抗氧化有效成分還有黃酮類、多肽、生物堿、花青素等，均具有清除自由基的作用[24-26]。它們中的部分成分相互結(jié)合，協(xié)同表現(xiàn)出各種活性[21]。在適宜的干燥條件下，各種活性物質(zhì)發(fā)生分解與轉(zhuǎn)化，共同形成桑葉綠茶的品質(zhì)。

4 結(jié)論

本試驗采用吐魯番春季桑葉為原料，探討不同干燥方式對桑葉綠茶活性物質(zhì)含量、抗氧化活性和感官評價的影響。結(jié)果表明，不同干燥方式對桑葉綠茶總酚含量、多糖含量、GABA含量、DPPH自由基清除能力、還原力、感官評價影響較大。以模糊評價法得到的綜合得分為桑葉品質(zhì)的評判標(biāo)準(zhǔn)，得出先烘干后瓶炒和先鍋炒后烘干是桑葉綠茶加工的最佳干燥方法。