海南大葉種紅茶加工關(guān)鍵工序工藝優(yōu)化及品質(zhì)分析

徐暢 陳詩(shī)典 何華鋒 尹軍峰 王輝 張威

摘要：針對(duì)海南紅茶加工過(guò)程中的萎凋、發(fā)酵2個(gè)關(guān)鍵工序，比較不同處理的茶樣中茶多酚、黃酮、氨基酸以及茶色素等組分，結(jié)合紅茶樣品的感官品質(zhì)評(píng)價(jià)，篩選優(yōu)化萎凋葉含水量、發(fā)酵時(shí)間等關(guān)鍵因子，最終得出萎凋葉含水率63%～65%、空氣溫度32 ℃ 、相對(duì)濕度 90%條件下發(fā)酵3.5 h制作的大葉種紅茶感官品質(zhì)以及品質(zhì)組分的含量最佳。研究結(jié)果可為海南大葉種紅茶的科學(xué)規(guī)范加工提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：海南紅茶;萎凋;發(fā)酵;優(yōu)化;品質(zhì)分析

Optimization and Quality Analysis of the Crucial

Procedure for the Manufacture of Hainan Black Tea

XU Chang1， CHEN Shidian2， HE Huafeng1*， YIN Junfeng1， WANG Hui3， ZHANG Wei4

1. Tea Research Institute， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Hangzhou 310008， China;2. Wuzhishan Big Leaf Tea

Research Institute， Wuzhishan 572200， China;3. Flavor Beverage Institute， Chinese Academy of Tropical Agriculture

Science， Wanning 571500， China;4. Hainan Nongken Wuzhishan Tea Industry Group Co.， Ltd.， Haikou 570100， China

Abstract： Native tea cultivars originated from Hainan province are suitable for the manufacture of black tea. Focused

on the two crucial processes of black tea processing （withering and fermentation）， comparative analysis of quality

components such as tea polyphenols， flavonoids， amino acids， and tea pigments was conducted. And combined with

the sensory quality evaluation of black tea samples， the withering water content， fermentation time， etc. were screened

and optimized. The result finds that the optimal condition for black tea （taking Hainan big leaf species as the material）

was withering water content of 63%～65%， fermentation at 32 ℃， RH 90% for 3.5 h. The research results would

provide a technological scheme for the scientific processing of Hainan big leaf black tea.

Keywords： Hainan black tea， withering， fermentation， optimization， quality analysis

茶葉由多年生山茶科植物茶樹(shù)（Camellia

sinensis）的嫩梢經(jīng)加工制得，其風(fēng)味品質(zhì)受地域性氣候、土壤以及加工處理方式影響顯著。海南是我國(guó)主要的熱帶產(chǎn)茶地區(qū)之一，其地處熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，茶樹(shù)生產(chǎn)期可達(dá)10個(gè)月以上，且海南土壤有機(jī)質(zhì)含量高，降水充沛，非常適宜茶樹(shù)生長(zhǎng)。然而，熱帶島嶼的獨(dú)特屬性導(dǎo)致其在一定程度上存在茶樹(shù)品種、加工工藝等的差異[1]。當(dāng)?shù)刂髟缘拇笕~群體種茶樹(shù)，其葉張大、葉片薄，鮮葉酚氨比值相對(duì)較高，適宜于加工高品質(zhì)的紅茶。特別是海南茶葉主產(chǎn)區(qū)五指山市盛產(chǎn)的五指山紅茶，以其“琥珀色、奶蜜香”的優(yōu)異品質(zhì)入列國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品[2]。然而，相較于國(guó)外紅茶的“濃、強(qiáng)、鮮”，海南大葉種紅茶的品質(zhì)仍有待進(jìn)一步提升，且受前期海南經(jīng)濟(jì)社會(huì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，海南紅茶生產(chǎn)長(zhǎng)期存在著產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、組織化程度低，加工水平和裝備落后等問(wèn)題，導(dǎo)致當(dāng)?shù)丶t茶生產(chǎn)品質(zhì)不穩(wěn)定，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)丶t茶產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

紅茶的加工包含萎凋、揉捻、發(fā)酵和干燥4個(gè)基礎(chǔ)工序[3]。鮮葉經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間萎凋（通常10～15 h），在散失水分和青草氣的同時(shí)，促進(jìn)了葉片多酚類(lèi)、蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)的濃度增加以及糖苷類(lèi)香氣前體物質(zhì)的水解，為后續(xù)的加工處理奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。發(fā)酵則是在高溫高濕的環(huán)境下，通過(guò)酶促氧化作用，加速多酚類(lèi)物質(zhì)的氧化以及香氣前體物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，降低茶葉收斂性的同時(shí)，促進(jìn)甜香醇和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，形成紅茶紅湯紅葉、高甜醇和的特異風(fēng)味品質(zhì)[4]。

本研究聚焦海南大葉種紅茶加工中萎凋和發(fā)酵2個(gè)關(guān)鍵工序，通過(guò)調(diào)控溫度、時(shí)間等環(huán)境因子優(yōu)化紅茶加工工藝，以期為海南大葉種紅茶的生產(chǎn)加工提供科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)和理論參考。

一、材料與方法

1. 試驗(yàn)材料與儀器設(shè)備

試驗(yàn)材料為春季采自海南省五指山市水滿(mǎn)鄉(xiāng)茶園的一芽三葉、一芽四葉海南大葉群體種茶樹(shù)鮮葉。

試驗(yàn)用儀器設(shè)備主要有電子分析天平（SQP，梅特勒-托利多儀器上海有限公司），離心機(jī)（UNIVERSAL 320 R，海蒂詩(shī)公司），電熱恒溫水浴鍋（XMTD-8222，上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司），數(shù)控超聲波清洗器（40 kHz），分光光度計(jì)（UV-3600，島津公司）。

2. 紅茶加工關(guān)鍵工序工藝參數(shù)設(shè)置

海南大葉群體種茶樹(shù)鮮葉經(jīng)采摘后，除雜，稱(chēng)重，均勻攤放于萎凋槽內(nèi)28 ℃熱風(fēng)萎凋處理;然后經(jīng)空-輕-重循環(huán)加壓揉捻至茶樹(shù)葉片細(xì)胞破碎、成條;置于32 ℃ 、相對(duì)濕度（RH） 90%的發(fā)酵房?jī)?nèi)發(fā)酵;最后經(jīng)120 ℃鏈板式烘干機(jī)，毛火干燥10 min，然后90 ℃足火干燥30 min至含水量6%左右。

以萎凋葉含水量為適度指標(biāo)，充分考慮生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)調(diào)整鼓吹熱風(fēng)時(shí)間控制萎凋程度，萎凋工序設(shè)置3個(gè)處理：W1、W2、W3，分別對(duì)應(yīng)含水率67%、63%、59%;另以發(fā)酵時(shí)間為衡量指標(biāo)，設(shè)置發(fā)酵3個(gè)處理：F1、F2、F3，同等條件下分別發(fā)酵2.5 h、3.5 h、4.5 h，具體加工工藝參數(shù)設(shè)置如表1。各處理樣均在同等條件下加工制成紅茶毛茶后開(kāi)展感官審評(píng)以及品質(zhì)組分分析。

3. 品質(zhì)成分檢測(cè)方法

（1）游離氨基酸總量、茶多酚含量

游離氨基酸總量[5]、茶多酚含量[6]的測(cè)定方法參照國(guó)標(biāo)。

（2）黃酮總量

稱(chēng)取粉碎均勻試樣1 g，置于150 mL具塞三角瓶中，加入100 mL 95%乙醇溶液，置于50 ℃水浴中超聲波提取30 min，趁熱過(guò)濾，冷卻定容至100 mL。吸取樣液1 mL于50 mL容量瓶中，加入2 mL 2.5% AlCl3溶液和2 mL 醋酸-醋酸鈉的緩沖液（pH 5.5），以30%乙醇溶液定容至刻度，搖勻，靜置30 min，于415 nm處測(cè)定吸光值。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)：稱(chēng)取0.010 g蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，用95%乙醇定容至100 mL，作為標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。分別吸取0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL蘆丁標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于50 mL容量瓶中，加入2 mL 2.5% AlCl3溶液和2 mL 醋酸-醋酸鈉的緩沖液（pH 5.5），以30%乙醇溶液定容，搖勻，靜置30 min，于415 nm處測(cè)定吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

（3）茶色素含量

準(zhǔn)確稱(chēng)取不磨茶樣3 g，置于250 mL錐形瓶中，加沸水125 mL，于沸水浴中浸提10 min，提取過(guò)程中，搖瓶1～2次，趁熱過(guò)濾。取30 mL試液，注入60 mL筒形分液漏斗中，加入乙酸乙酯30 mL，以2次/s的頻率振搖5 min，靜置分層，分別放出水層和倒出乙酸乙酯層。吸取乙酸乙酯層2 mL，加入95%乙醇定容至25 mL容量瓶，搖勻（溶液A）。吸取水層2 mL，加入飽和草酸溶液2 mL和水6 mL，再加95%乙醇定容至25 mL，搖勻（溶液D）。

吸取乙酸乙酯層15 mL，置于60 mL筒形分液漏斗中，加2.5%碳酸氫鈉溶液15 mL，振搖30 s后，靜置分層。立即棄去碳酸氫鈉層，將乙酸乙酯層倒入收集瓶中，吸取乙酸乙酯層4 mL，加95%乙醇定容至25 mL，混勻（溶液C）。

取試液15 mL，置于60 mL筒形分液漏斗中，加正丁醇15 mL，振搖3 min，靜置分層，放出下面水層。吸取水層2 mL，加飽和草酸溶液2 mL和水6 mL，再加95%乙醇定容至25 mL，混勻（溶液B）。

將溶液A、B、C、D分別以95%乙醇作參比，用10 mm比色皿在380 nm處測(cè)吸光值，并記錄各吸光值EA、EB、EC、ED。

采用以下公式計(jì)算茶色素含量：茶黃素（%）=EC×2.25，茶紅素（%）=7.06×（2×EA+2×ED-EC-2×EB），茶褐素（%）=2×EB×7.06。

4. 感官審評(píng)

委托農(nóng)業(yè)農(nóng)村部茶葉質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心對(duì)各茶樣參照《茶葉感官審評(píng)方法》（GB/T 23776—2018）進(jìn)行感官品質(zhì)評(píng)價(jià)，對(duì)紅茶外形、湯色、香氣、滋味和葉底“五項(xiàng)因子”加權(quán)，計(jì)算各茶樣感官審評(píng)得分。

5. 數(shù)據(jù)處理

計(jì)算不同工序處理的紅茶樣品的茶黃素和茶紅素的比值（TFs/TRs），并與感官品質(zhì)得分進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。

二、結(jié)果與分析

1. 不同萎凋處理紅茶理化組分含量

茶多酚含量的高低可以決定紅茶品質(zhì)的好壞[7]，黃酮類(lèi)物質(zhì)的含量對(duì)于茶葉的品質(zhì)也有重要影響[8]，而氨基酸含量對(duì)于茶湯鮮爽口感的貢獻(xiàn)顯著[9-10]。紅茶品質(zhì)的形成與茶黃素、茶紅素的含量呈正相關(guān)，茶褐素則對(duì)紅茶品質(zhì)有負(fù)面影響[11]。

從不同萎凋處理紅茶理化組分含量（圖1）可見(jiàn)，茶多酚含量W1>W2>W3，說(shuō)明萎凋程度的加重會(huì)引起茶多酚含量的降低。通過(guò)比較游離氨基酸總量可知，萎凋處理對(duì)紅茶游離氨基酸總量的影響不大，但對(duì)于常以結(jié)合態(tài)糖苷形式存在的黃酮類(lèi)物質(zhì)，萎凋程度的加重可在一定程度上促進(jìn)糖苷的水解，萎凋程度最深的W3處理，其黃酮含量最高，可達(dá)W2處理含量的1.68倍，W1處理含量的1.36倍。此外，對(duì)照組CK萎凋程度介于W1和W2之間，其紅茶樣品的茶多酚含量、游離氨基酸總量以及黃酮含量均高于各萎凋處理。換言之，以萎凋程度來(lái)衡量，品質(zhì)組分含量隨萎凋程度呈現(xiàn)出先增高后降低的趨勢(shì)。

另一方面，不同萎凋程度，同樣會(huì)對(duì)紅茶色素類(lèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化有一定影響。其中，與茶湯亮度密切相關(guān)的茶黃素，其含量在萎凋至含水量63%時(shí)（W2處理）達(dá)到峰值，較萎凋程度最重的W3處理高。同樣，決定紅茶茶湯紅艷程度的茶紅素，其含量亦在萎凋至含水量63%時(shí)（W2處理）達(dá)到峰值，是W3處理含量的1.43倍。遺憾的是，引起茶湯變暗的茶褐素的峰值也同時(shí)出現(xiàn)。

2. 不同發(fā)酵處理紅茶理化組分含量

與此同時(shí)，檢測(cè)分析了不同發(fā)酵處理制得的紅茶理化組分的含量情況。如圖2所示，茶多酚、游離氨基酸總量隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，其中，茶多酚、游離氨基酸總量在發(fā)酵4.5 h（F3處理）時(shí)顯著下降;而黃酮類(lèi)物質(zhì)的含量則較為明顯地隨發(fā)酵時(shí)間的增加而減少。究其原因，與紅茶發(fā)酵酶促氧化的實(shí)質(zhì)相關(guān)，發(fā)酵時(shí)間的增加，會(huì)引起黃酮類(lèi)的持續(xù)氧化，從而降低其含量。而茶多酚、游離氨基酸總量在發(fā)酵初期的增加可能歸功于發(fā)酵工序高濕環(huán)境下結(jié)合態(tài)大分子物質(zhì)的水解。至于發(fā)酵過(guò)程色素類(lèi)物質(zhì)的變化，顯然，茶黃素是在發(fā)酵初期氧化而成，隨發(fā)酵的持續(xù)，其進(jìn)一步氧化形成更高氧化程度的茶紅素、茶褐素，導(dǎo)致其含量逐漸降低，而發(fā)酵4.5 h（F3處理）茶黃素含量相較于F2處理的略微上升，推測(cè)與茶多酚氧化及含量急劇下降有關(guān)。值得注意的是，相較于發(fā)酵2.5 h（F1處理），茶紅素含量在發(fā)酵3.5 h時(shí)有較大幅度的減少，同時(shí)茶褐素快速增加。由此說(shuō)明，茶黃素氧化成茶紅素的速度遠(yuǎn)低于茶紅素氧化形成茶褐素的速度。茶褐素的含量由此逐步積累。

3. 感官品質(zhì)評(píng)價(jià)

不同處理工藝制得紅茶的感官審評(píng)結(jié)果（表2）表明，不同萎凋處理中，水分含量在63%（W2）時(shí)，后續(xù)加工制得的紅茶，其感官品質(zhì)得分高于其余2個(gè)萎凋處理（W1和W2）;不同發(fā)酵處理中，發(fā)酵時(shí)間較短時(shí)（F1，發(fā)酵2.5 h），制得的紅茶香氣較為突出，而發(fā)酵時(shí)間為3.5 h（F2）的紅茶其滋味最為濃醇。綜合而言，對(duì)照處理（F2），即萎凋至水分含量64.7%，發(fā)酵時(shí)間為3.5 h制得的紅茶，其感官品質(zhì)最為優(yōu)異。

4. 不同處理樣品的茶黃素和茶紅素比值

茶黃素和茶紅素的比值（TFs/TRs）是衡量紅茶發(fā)酵品質(zhì)的重要生化指標(biāo)[12]，當(dāng)TFs/TRs值為0.10～0.11時(shí)為最佳發(fā)酵適度點(diǎn)，此時(shí)在制品呈紅銅色[13-14]。不同工序處理的紅茶樣品的TFs/TRs值如圖3。將該比值與感官品質(zhì)得分進(jìn)行Pearson函數(shù)分析，結(jié)果顯示相關(guān)性系數(shù)達(dá)到0.855，證實(shí)TFs/TRs值與紅茶感官得分存在極強(qiáng)的相關(guān)性。

三、結(jié)論

本研究以海南大葉群體種茶樹(shù)鮮葉為原料，對(duì)紅茶加工過(guò)程中萎凋、發(fā)酵2個(gè)關(guān)鍵工序進(jìn)行了不同處理，通過(guò)檢測(cè)不同萎凋、發(fā)酵處理后茶樣茶多酚、游離氨基酸總量、黃酮等品質(zhì)組分含量以及茶黃素、茶紅素、茶褐素等與紅茶特征品質(zhì)密切相關(guān)的色素類(lèi)物質(zhì)的組成，結(jié)合感官審評(píng)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，萎凋控制含水率在63%～65%;發(fā)酵溫度為32 ℃，RH 90%時(shí)，時(shí)間控制在3.5 h左右，加工的大葉種紅茶品質(zhì)較高。

試驗(yàn)對(duì)紅茶萎凋和發(fā)酵程度與感官品質(zhì)評(píng)價(jià)得分之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了初步分析。研究結(jié)果可在一定程度上解決現(xiàn)階段紅茶加工生產(chǎn)中萎凋、發(fā)酵等工序缺乏科學(xué)客觀的適度標(biāo)準(zhǔn)這一難題，為后續(xù)智能化控制紅茶加工適度，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)提供技術(shù)參考指標(biāo)。

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