不同光照時間萎凋對白茶品質的影響

黃藩，王迎春，馬偉偉，劉曉，張廳，馮德建，羅凡*，趙文凈

（1.四川省農業(yè)科學院茶葉研究所，四川 成都 610066；2.茶葉標準與檢測技術四川省重點實驗室，四川 成都 610044；3.寧德師范學院，福建 寧德 352100）

白茶是我國六大茶類之一，具有調節(jié)免疫、抗疲勞、抗氧化、抗腫瘤及抗突變、降血糖血脂等功能[1-2]。萎凋是白茶加工的第一步，在環(huán)境因素影響下，隨著鮮葉水分的散失，葉片物理特性和生理結構發(fā)生改變，促使鮮葉的品質成分發(fā)生轉化，為白茶香氣、滋味、湯色等品質的形成奠定基礎[2]。萎凋過程中的光照條件，對萎凋效率和茶葉品質有重要影響，已有研究證明光照萎凋可以提高α-法尼醇、橙花叔醇、β-紫羅蘭酮等香氣物質含量，提高氨基酸和可溶性糖含量、降低咖啡堿和茶多酚含量、改善茶葉的感官品質[3]。但生產實踐中，由于受自然環(huán)境和場地條件的限制，日光萎凋實施困難。目前，已有鎢燈、鏑燈、白熾燈、LED光源等多種光源應用到光照萎凋的新技術中。除了光源性質、光波長、光強度等常見因素，光照時間和光照周期也會對萎凋效果有影響。室內自然萎凋輔以日光萎凋1 h～2 h，二者交替反復3次～4次，白茶的花果香更明顯，滋味更醇和[4]。采用LED白光多次照射鐵觀音萎凋葉，發(fā)現(xiàn)在第1次和第2次搖青前，共進行2次光照射的鐵觀音茶，香氣和滋味優(yōu)于1次和3次光照射的處理[5]。采用LED紅光進行前9 h、后9 h、全程12 h 3種光照萎凋的方式，發(fā)現(xiàn)后9 h光照萎凋制作的紅茶的氨基酸、總糖含量均高于其他處理，感官品質總分最高[6]。以上研究表明光照萎凋的時間和周期，對茶葉感官品質和內含生化物質有影響。但是尚未見有關LED光源的不同光照萎凋時間對白茶品質的系統(tǒng)研究。

課題組前期進行了不同光質萎凋白茶的試驗，已發(fā)現(xiàn)紅光（620 nm～640 nm）萎凋白茶效果最優(yōu)[7-8]。在此基礎上，采用福鼎大白茶為原料，探討不同紅光光照時間對白茶感官品質、內含成分和香氣物質的影響，篩選出紅光萎凋白茶的最優(yōu)光照時間參數(shù)，為實現(xiàn)白茶加工的精準化、智慧化、低碳化提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

福鼎大白茶無雨水葉采自雅安市名山區(qū)中峰鎮(zhèn)基地，嫩度為一芽一葉（占80%）和一芽二葉（占20%）。鮮葉于2021年4月28日采摘，當日中午12：00進廠付制。

LED燈管式光源：廣州誠匯裝備有限公司；照度計（?，擜S803）：東莞萬創(chuàng)電子制品有限公司；茶葉提香機（6CHX-70）：安溪佳友機械公司；UV-3600紫外分光光度計：日本Shi-madzu公司；GUINTIX224-1C電子天平：梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；S-433D氨基酸分析儀：德國Sykam公司；LC-20AD高效液相色譜儀：日本島津公司；手動SPME進樣器、50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭：美國Supeclo公司；7890 A氣相色譜儀、5975 C質譜儀：美國安捷倫公司。

1.2 試驗設計

全程光照萎凋：采用LED紅光光源（630 nm）光照萎凋20 h，然后進行并篩工藝（兩個單位面積的在制品合并為一個單位面積，攤勻），再進行紅光光照萎凋20 h。前半程光照萎凋：先紅光光照萎凋20 h，并篩，室內黑暗萎凋20 h。后半程光照萎凋：先室內黑暗萎凋20 h，并篩，紅光光照萎凋20 h。

萎凋結束后進入烘干工序，75℃下將萎凋葉烘至足干（含水率＜5%），即為白茶樣品。每個處理設置3個重復，每個重復由4個面積為1 m2萎凋盤組成，萎凋盤上葉層厚度為（2.0±0.2）cm。光源位于萎凋葉層上方20 cm處，用照度計測定萎凋盤中不同位置的葉片表面光強，光照強度在（1 000±50）Lux。萎凋間通風條件良好，用空調和加濕器控制環(huán)境條件為溫度（28±2）℃和相對濕度（70±5）%。

1.3 生化成分分析方法

可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸法[9]測定；茶多酚含量參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢驗方法》中的福林酚法測定；兒茶素、沒食子酸及咖啡堿含量采用高效液相色譜法測定，流動相為0.2%乙酸和乙腈，色譜條件：檢測波長為278 nm，流速1 mL/min，柱溫 25 ℃，進樣量 10 μL，流動相梯度洗脫[10]。

氨基酸組分的測定采用氨基酸分析儀，組分的提取方法：0.1 g茶粉加入10 mL沸水，浸提5 min，8 000 r/min室溫25℃離心10min，取上清液過0.22 μm水膜后，用氨基酸分析儀進樣分析。主要參數(shù)為柱溫保持在40℃；波長設置為570 nm和440 nm；流速為0.25 mL/min；進樣量為 50 μL[11]。

1.4 香氣測定方法

香氣采用頂空固相微萃取法測定。準確稱取5 g不同處理制做的白茶樣品放入100 mL頂空瓶中，加入50 mL沸水，加入 20 μg/L內標（90 mg/L癸酸乙酯），然后將裝有50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取頭的SPME手持器通過瓶蓋的橡皮墊插入到萃取瓶中，在60℃水浴中平衡10 min，推出纖維頭，吸附50 min后插入氣相色譜儀的進樣口中，解吸附3 min。

氣相色譜（gas chromatography，GC）條件：安捷倫DB-5MS（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm）彈性石英毛細管柱。進樣口溫度為240℃、載氣為高純氦氣；流速1.0 mL/min。柱溫程序：50℃保持5 min，以3℃/min升至180℃保持2 min，然后以10℃/min升至250℃保持3 min。

質譜（mass spectroscopy，MS）條件：電子能量為70eV；質量掃描范圍m/z 50～550；離子源溫度為230℃；四極桿溫度為150℃。利用NIST譜庫對得到的質譜圖進行串聯(lián)檢索和人工解析。釆用內標法定量，得到各組分的含量。

以癸酸乙酯作為內標物，每個香氣成分質量濃度按下式計算。

式中：Ci為某成分質量濃度，μg/L；Cis為內標質量濃度，μg/L；Ai為某個成分峰面積；Ais為內標峰面積。

1.5 感官審評方法

由具有評茶員資質的3名專業(yè)人員，按照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》對3種不同光照萎凋時間制得的白茶樣品進行感官審評。

1.6 數(shù)據處理

利用Excel 2010軟件對數(shù)據進行統(tǒng)計；并利用SPSS 19.0進行差異顯著性檢驗（Duncan法，P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同光照時間對白茶主要生化成分的影響

不同光照時間對白茶主要生化成分的影響見表1。

表1 不同光照時間萎凋對白茶主要生化成分的影響Table 1 Biochemical component of white teas in different treatments

由表1可知，后半程光照萎凋白茶的氨基酸總量顯著高于前半程光照萎凋（P＜0.05），但是全程光照萎凋與后半程光照萎凋、前半程光照萎凋，在氨基酸總量上均差異不顯著（P＞0.05）。萎凋過程中，蛋白質水解是茶鮮葉中氨基酸含量增加的重要原因[12]，有研究發(fā)現(xiàn)茶葉萎凋過程的前20 h，藍光照射茶鮮葉的內蛋白酶活性低于自然萎凋，而在20 h后酶活明顯提高[13]。本研究中后半程光照萎凋的白茶氨基酸含量最高，很可能是紅光在20 h后能明顯提高蛋白酶活性，從而促進蛋白質水解為氨基酸，提高了白茶的氨基酸含量。這與黃藩[6]的研究結果一致。

后半程光照萎凋樣品的天冬氨酸、天冬酰胺、茶氨酸、苯丙氨酸的含量，均顯著高于其它兩個處理（P＜0.05），而纈氨酸含量顯著高于全程光照萎凋（P＜0.05），鳥氨酸含量顯著高于前半程光照萎凋（P＜0.05）。有鮮爽滋味的茶氨酸，在茶葉所含的氨基酸組分中含量最高，因其主要是在茶葉根部合成，在茶葉萎凋過程中持續(xù)降低[14]，紅光萎凋會增大茶氨酸的下降幅度[15]，而本研究中，后半程光照萎凋的茶氨酸含量最高，說明紅光在萎凋過程前期中作用較為明顯，在萎凋后期作用較為有限。產生這一現(xiàn)象的主要原因是在萎凋前半程中，鮮葉仍然保持較高的含水量，保持比較鮮活的狀態(tài)，相關酶活性高，生理生化反應較為劇烈。γ-氨基丁酸為蛋白質水解產生的氨基酸，在萎凋過程中含量持續(xù)增加[14]，光照萎凋促進谷氨酸酶活性增強，催化形成γ-氨基丁酸，所以全程光照萎凋處理顯著高于后半程光照萎凋處理，而前半程光照萎凋處理與兩者間不存在顯著差異。

前半程光照萎凋白茶的可溶性糖顯著高于全程光照萎凋（P＜0.05），全程光照萎凋顯著高于后半程光照萎凋（P＜0.05）?？扇苄蕴呛吭诓枞~萎凋中是動態(tài)增減變化，其變化與內部淀粉水解和自身消耗作用均有關系。淀粉酶是一種重要的水解酶，是水解淀粉和糖原的一類酶的總稱，淀粉酶活性與可溶性糖含量呈正相關，羅紅玉等[13]發(fā)現(xiàn)不同光照萎凋時間對茶鮮葉的淀粉酶類的影響不同，萎凋前期的16 h內，光照萎凋的茶鮮葉淀粉酶活性顯著高于自然萎凋（P＜0.05），萎凋16 h后，情況相反。所以本研究中的前半程光照萎凋有利于葉片內淀粉分解，使可溶性糖含量明顯高于前半程沒有進行光照的處理；后半程光照萎凋則會降低酶活性，降低可溶性糖的含量積累效果。全程光照萎凋的白茶咖啡堿含量明顯低于其它處理，前半程光照萎凋和后半程光照萎凋之間不存在顯著差異，已有文獻報道光照萎凋可以降低烏龍茶[5]和紅茶[6]中咖啡堿的含量，說明光照時間長短與咖啡堿含量降低幅度呈正相關，與光照周期無關。

EGCG、ECG、GCG、CG、EC、C、酯型兒茶素、非酯型兒茶素和兒茶素總量，均是全程光照萎凋顯著低于前半程光照萎凋和后半程光照萎凋，而前半程光照萎凋與后半程光照萎凋白茶的以上物質含量，不存在顯著性差異。根據其它研究光照萎凋可以降低茶葉兒茶素含量的結論[16]，說明光照萎凋時間越長，越有利于酯型兒茶素分解轉化，有利于苦澀度降低。EGC含量為后半程光照萎凋顯著高于前半程光照萎凋（P＜0.05），而前半程光照萎凋又顯著高于全程光照萎凋（P＜0.05）。茶鮮葉中兒茶素的含量是合成與降解的平衡結果，若某種兒茶素組分在一定時間內的合成效果小于分解，其含量就會出現(xiàn)暫時的下降趨勢。相對白茶萎凋，紅茶萎凋時間較短，有試驗發(fā)現(xiàn)紅光萎凋能抑制兒茶素合成中關鍵基因的下調，從而增加EGC含量[17]；而紅光照射會使茶嫩梢中的涉及黃酮類化合物生物合成的前體基因明顯下調，降低多酚氧化酶活性，對苯丙烷類代謝有抑制作用[18]，從而降低黃酮類、木質素類、多種兒茶素組分的含量。EGC與其它兒茶素組分也存在互相轉化，如酯化酶在將簡單兒茶素EGC酯化形成酯型兒茶素ECG和EGCG的同時，茶鮮葉中存在水解酶，可以把酯型兒茶素ECG和EGCG再水解形成簡單兒茶素EGC。

2.2 不同光照時間對白茶香氣成分的影響

不同處理下白茶香氣化合物類型及比例見表2，不同處理下白茶香氣成分見表3。

表2 不同處理下白茶香氣化合物類型及比例Table 2 Relative abundance of each class of aroma components in white teas

續(xù)表2 不同處理下白茶香氣化合物類型及比例Continue table 2 Relative abundance of each class of aroma components in white teas

表3 不同處理下白茶香氣成分Table 3 Analysis of aroma contents of white teas in different treatments

續(xù)表3 不同處理下白茶香氣成分Continue table 3 Analysis of aroma contents of white teas in different treatments

續(xù)表3 不同處理下白茶香氣成分Continue table 3 Analysis of aroma contents of white teas in different treatments

由表2和表3可知，共檢測出76種香氣物質，其中共有成分55種。前半程光照萎凋的白茶樣品香氣含量最高，326.921 μg/L。后半程光照萎凋的白茶樣品香氣含量居中，250.837 μg/L。全程光照萎凋的白茶樣品香氣含量最低，為199.241 μg/L。醇類物質在各類香氣物質中含量最高，全程光照萎凋的白茶樣品中，醇類物質占比為60.59%，但是在3個不同處理下含量最低，僅為120.710 μg/L；而前半程光照萎凋的醇類含量最高，為180.798 μg/L，比全程光照萎凋高50%，比后半程光照萎凋高27.25%。呈現(xiàn)“花果香”的苯甲醇、苯乙醇、香葉醇、芳樟醇及其氧化物，均是前半程光照萎凋白茶中含量最高。具有鈴蘭和百合花香的芳樟醇，因其含量高且嗅聞閾值低，被認為是優(yōu)質白茶的特征香氣[19]，所以認為前半程光照萎凋可以促進白茶良好香氣品質的形成。

本研究中后半程光照萎凋的白茶樣品醛類含量為38.787 μg/L，占香氣物質總含量的15.46%，均高于前半程光照萎凋和全程光照萎凋。苯甲醛、苯乙醛和壬醛均呈現(xiàn)“青味”，3種物質均是后半程光照萎凋白茶含量最高。β-環(huán)檸檬醛、順-檸檬醛是有清新果味的物質，為前半程光照萎凋白茶含量最高。醛類物質的揮發(fā)性普遍較強，也參與到酮、醇、酯類香氣物質的形成中，其含量在萎凋過程中持續(xù)下降[14]。后半程光照萎凋的醛類含量高，說明萎凋前期鮮葉內的生化反應劇烈，在萎凋前半程進行紅光照射，可以極大促進香型為青氣的香氣成分的揮發(fā)和轉化，形成白茶良好的風格特征。

酮類物質含量和占香氣總量百分比，均呈現(xiàn)前半程光照萎凋＞后半程光照萎凋＞全程光照萎凋的規(guī)律，且呈現(xiàn)“花香”特征的α-紫羅酮、β-紫羅酮、反-香葉基丙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮等的含量，也具有相同的趨勢。表現(xiàn)為紫羅蘭香的β-紫羅酮因嗅聞閾值很低，是白茶的特征香氣成分[20]，本研究中全程光照萎凋白茶的β-紫羅酮含量明顯低于其它處理，導致香氣品質下降，說明全程光照萎凋反而不利于白茶良好香氣特征的形成。林家正等[21]在紅茶萎凋試驗中也發(fā)現(xiàn)，長時間的紅光照射不利于酮類物質的形成，與本研究結論相同。

前半程光照萎凋白茶的酯類物質含量為58.205 μg/L，百分比為17.80%，僅次于醇類物質，對白茶香氣有重要影響。具有藥草香的水楊酸甲酯是白茶的特征香氣之一[22]，是酯類物質中含量最高的，前半程光照萎凋是后半程光照萎凋的1.84倍，是全程光照萎凋的2.55倍。烯烴類物質對茶葉“清香”的形成有促進作用，前半程光照萎凋的白茶中烯類含量最高，且δ-杜松烯、羅漢柏烯、柏木烯、α-柏木烯、α-蓽澄茄油烯均最高。具有“清香”特征的二甲硫含量也是前半程光照萎凋的白茶最高，全程光照萎凋最低。而具有柑橘味的羅勒烯在前半程光照萎凋中并未檢出。前半程光照萎凋白茶中萘類物質的含量高于后半程光照萎凋，但兩者的萘類物質占香氣物質總量的百分比一致，且高于全程光照萎凋。具有松木香的萘在前半程光照萎凋白茶中含量最高，比后半程光照萎凋高60.56%，比全程光照萎凋高152.67%。含苯化合物在后半程光照萎凋中含量最高，且只在后半程處理中檢出了3，5-二羥基戊苯。

2.3 不同光照時間萎凋對白茶感官品質的影響

不同光照時間萎凋對白茶的感官品質的影響見表4。

表4 不同處理對白茶的感官品質的影響Table 4 Result of sensory quality evaluation on white teas in different treatments

由表4可知，前半程光照萎凋的白茶感官評分最高，全程光照萎凋的得分最低。在香氣因子方面，前半程光照萎凋的白茶得分最高，呈現(xiàn)“花香”特征，且香氣持久。后半程光照萎凋的白茶也呈現(xiàn)“花香”，全程光照萎凋呈現(xiàn)“清香”。在滋味因子方面，后半程光照萎凋的白茶得分最高，呈現(xiàn)“醇厚鮮爽”特征。前半程光照萎凋的滋味得分次之，茶湯濃度較后半程光照萎凋較差。

3 討論與結論

本文系統(tǒng)研究LED紅光萎凋時間對白茶品質的影響，發(fā)現(xiàn)后半程光照萎凋的白茶滋味品質最優(yōu)，前半程光照萎凋的白茶香氣品質最優(yōu)，兩種光照萎凋的白茶感官審評結果均優(yōu)于全程光照萎凋?？紤]生產中低碳節(jié)能的實際要求，針對特色產品開發(fā)的需求，可以采用前半程紅光光照萎凋開發(fā)高香白茶產品，而后半程紅光光照萎凋有利于開發(fā)滋味濃醇的白茶產品。為進一步推進精準農業(yè)和低碳農業(yè)的發(fā)展，在前半程和后半程光照萎凋的基礎上，針對不同嫩度的鮮葉原料進行細化，研究光照周期和光照時間對萎凋效果的影響，優(yōu)化特色白茶產品加工工藝參數(shù)，為白茶加工提供技術參考。