搖青、發(fā)酵工藝對(duì)汝城白毛茶加工夏季紅茶品質(zhì)的影響

繆有成，譚吉慧，劉偉，周玲紅*，樊吉君，劉躍榮*，李志國

（1.郴州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，湖南 郴州 423000；2.郴州木草人茶業(yè)有限責(zé)任公司，湖南 郴州 423000）

汝城白毛茶主產(chǎn)于郴州市汝城縣，是湖南四大優(yōu)質(zhì)特色地方茶樹種質(zhì)資源之一，當(dāng)前已被湖南省審定為省級(jí)有性良種[1-2]。研究發(fā)現(xiàn)，汝城白毛茶具有葉大芽壯、芽葉茸毛多、高茶多酚、高水浸出物等特點(diǎn)[1，3-5]，是適制紅茶的優(yōu)異品種，其春季鮮葉加工的紅茶萎凋程度偏重，制得的紅茶具有干茶金毫滿披、花蜜香濃郁、湯色紅濃明亮的特點(diǎn)[5]。

夏季茶鮮葉因多酚類物質(zhì)含量較高，而氨基酸、芳香類物質(zhì)等含量相對(duì)較低，導(dǎo)致加工而成的茶葉滋味苦澀、香氣淡薄[6-9]。有研究表明，搖青和發(fā)酵工藝對(duì)改善茶湯滋味及香氣有潛在作用。搖青工藝可造成鮮葉脫水和機(jī)械損傷，從而促進(jìn)茶鮮葉代謝物的增加，并顯著降低兒茶素含量[10]，進(jìn)而改善茶湯苦澀味。同時(shí)，搖青工藝可增加揮發(fā)性化合物濃度[11]，進(jìn)而豐富成品茶香氣[12]，是形成茶葉花香[13]和果香的重要工藝[14]；發(fā)酵是決定紅茶香氣特征的重要工序[15]，通過發(fā)酵，茶葉的香氣逐漸從強(qiáng)烈的青草氣味轉(zhuǎn)變?yōu)樘鹣?、花香或果香[16]，多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶、過氧化物酶等酶的作用下發(fā)生酶促氧化、聚合及縮合反應(yīng)，形成茶黃素、茶紅素等系列高聚物[17-18]，而發(fā)酵時(shí)間直接影響兒茶素的氧化聚合過程[19]，因此發(fā)酵時(shí)間的把控對(duì)紅茶品質(zhì)的形成尤為重要。

為挖掘郴州地方特色茶樹資源的潛能和充分利用夏秋茶鮮葉資源，針對(duì)汝城白毛茶的品種特性，本試驗(yàn)以汝城白毛茶夏季鮮葉為原料，以搖青工藝及發(fā)酵時(shí)間為影響因子，結(jié)合感官審評(píng)分析、生化成分分析、揮發(fā)性成分分析，對(duì)工藝進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，探究適合汝城白毛茶的夏季紅茶加工工藝參數(shù)，以期為汝城白毛茶的夏季紅茶加工工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮葉原料：鮮葉于2021年8月采自郴州市汝城縣某茶葉基地的汝城白毛茶群體種，嫩度以一芽一、二葉為主。

碳酸鈉、氯化亞錫、2%茚三酮、70%甲醇、福林酚、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

萎凋槽（LCWD-5）、茶葉綜合做青機(jī)（90B 型）、發(fā)酵機(jī)（JY-6CFJ-7B）、茶葉烘干機(jī)（五斗烘干機(jī)）：福建佳友茶葉機(jī)械智能科技股份有限公司；茶葉揉捻機(jī)（6CR-45型）、茶葉烘焙提香機(jī)（6CHT-9型）：南寧市創(chuàng)宇茶葉機(jī)械有限公司；電子天平（AUY220）、恒溫水浴鍋（HH-8型）：上海力辰邦西儀器科技有限公司；離心機(jī)（湘立TG16-HS）：湖南湘立科學(xué)儀器有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9240A）：上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；紫外分光光度計(jì)（GENESYS 10S UV-VIs）：美國賽默飛世爾科技公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 茶樣制作

加工工序：鮮葉采摘→萎凋槽萎凋→搖青→再萎凋→揉捻→發(fā)酵→干燥。

鮮葉采摘：試驗(yàn)茶葉為汝城白毛茶夏季鮮葉，共計(jì)30 kg，嫩度以一芽一、二葉為主。

萎凋槽萎凋：鮮葉均勻攤在萎凋槽中，厚度約3cm～5 cm，鼓風(fēng) 1.5 h，靜置 5 h，隨后鼓風(fēng) 1 h，靜置 1 h，再鼓風(fēng)1 h，靜置1 h，以上鼓風(fēng)溫度均為26℃。最后1次鼓風(fēng)后，鮮葉含水量約為64%，水分散失11%。

搖青：此處設(shè)置兩個(gè)水平，分別為搖青和不搖青。搖青處理鮮葉在靜置1 h后開始搖青，搖青投葉量為12.5 kg，搖青工藝設(shè)置的參數(shù)為先以搖青滾筒6 r/min的速度搖青20 min，再以搖青滾筒8 r/min的速度搖青10 min。不搖青的處理繼續(xù)在萎凋槽中萎凋。

再萎凋：搖青結(jié)束后，將鮮葉攤放在竹盤上，厚度約2 cm～4 cm，直至萎凋葉含水量降至58%～62%，進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

揉捻：萎凋適度后，將鮮葉投放至揉捻機(jī)內(nèi)，先空揉（即壓蓋剛進(jìn)入揉筒）20 min，然后輕壓揉（即壓蓋正好接觸茶葉）10 min，再中壓揉（即壓蓋接觸茶葉后再向下約3cm）10 min，重壓揉（即壓蓋接觸茶葉后再向下約6cm）5min，空揉5min，下揉捻機(jī)，進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

發(fā)酵：此處設(shè)置4個(gè)水平，分別為發(fā)酵3.5、4.5、5.5、6.5 h，用發(fā)酵機(jī)進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵機(jī)參數(shù)設(shè)置為溫度28℃，濕度95%。

干燥：分為初烘、復(fù)烘、提香3個(gè)步驟，初烘和復(fù)烘均在五斗烘干機(jī)上進(jìn)行，提香在提香機(jī)上進(jìn)行。初烘溫度設(shè)置為115℃，烘至5成干，手握稍有刺手感為適度，下烘干機(jī)后攤放2 h；復(fù)烘溫度設(shè)置為95℃，烘至九成干；茶葉靜置約9 h，上提香機(jī)提香，設(shè)置提香機(jī)溫度為80℃，時(shí)間為40 min。

茶樣制作：以搖青（R因子）和發(fā)酵（F因子）為變量設(shè)計(jì)試驗(yàn)，其中搖青設(shè)置R1、R0兩個(gè)因子，分別代表搖青和未搖青，發(fā)酵設(shè)置 F1、F2、F3、F44 個(gè)因子，分別代表發(fā)酵 3.5、4.5、5.5、6.5 h，共計(jì) 8 個(gè)處理組合。具體試驗(yàn)因素及組合見表1。

表1 試驗(yàn)因素及組合Table 1 Experimental factors and combinations

1.3.2 內(nèi)含物成分檢測

游離氨基酸參照GB/T 8314—2013《茶游離氨基酸總量的測定》測定；茶多酚參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》測定；水浸出物參照GB/T 8305—2013《茶水浸出物測定》測定；咖啡堿及兒茶素組分參照郭穎等[20]的高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）測定；香氣組分檢測方法如下。

預(yù)處理?xiàng)l件：采用頂空固相微萃取法（headspace solid-phase microextraction，HS-SPME）法測定，將 6.0 g茶樣置于100 mL樣品瓶中，加入50 mL 100℃蒸餾水，在80℃水浴中恒溫5 min，插入經(jīng)老化的SPME萃取頭頂空吸附50 min，將SPME直接插入氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）儀進(jìn)樣口中240℃解析5 min，啟動(dòng)Thermo-DSQ收集數(shù)據(jù)。

色譜條件：氣相色譜柱為DB-WAX毛細(xì)管柱，載氣為高純氦氣（純度99.999%），柱流量1.5 mL/min，進(jìn)樣方式為手動(dòng)無分流進(jìn)樣。程序升溫：初始溫度50℃保持5 min，以3℃/min上升至170℃，再以5℃/min上升至220℃。

質(zhì)譜條件：進(jìn)樣口240℃，離子源230℃。電子轟擊源（electron impact ion source，EI），電子能量 70 eV，掃描質(zhì)量范圍為50 amu～650 amu。

1.3.3 感官審評(píng)

茶樣感官審評(píng)參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》中的紅茶感官審評(píng)方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

對(duì)獲得的GC-MS圖譜通過計(jì)算機(jī)檢索與NIST質(zhì)譜庫提供的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖進(jìn)行對(duì)照，根據(jù)相對(duì)保留指數(shù)，取相似指數(shù)大于80為有效數(shù)據(jù)[21]，并參照已發(fā)表的質(zhì)譜圖鑒定芳香物質(zhì)、剔除干擾因素，有效香氣物質(zhì)的相對(duì)百分含量按峰面積歸一化法計(jì)算。數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行處理，采用IBM SPSS Statistics 25.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理紅茶感官審評(píng)結(jié)果分析

不同處理紅茶感官審評(píng)得分結(jié)果見表2。

表2 不同處理紅茶感官審評(píng)內(nèi)質(zhì)得分結(jié)果Table 2 Sensory evaluation score of black tea with different treatments

續(xù)表2 不同處理紅茶感官審評(píng)內(nèi)質(zhì)得分結(jié)果Continue table 2 Sensory evaluation score of black tea with different treatments

兒茶素組分是茶多酚的主要組成成分[22]，也是影響茶湯苦味和澀味的重要物質(zhì)[23]，研究表明，在搖青過程中，由于茶葉內(nèi)酶活性增強(qiáng)，兒茶素組分含量急劇下降[24]，兒茶素在酶促反應(yīng)下分解生成茶黃素、茶紅素，從而提升湯色亮度色澤[25]以及滋味強(qiáng)度[26]。由表2可知，R1系列茶樣的總分較R0系列茶樣的得分高，其中，R1F3茶樣的審評(píng)總分最高，為93.90，R0F4的審評(píng)總分最低，為92.15。R1系列茶樣在F1～F3階段，感官審評(píng)總分呈上升趨勢，在F3～F4階段呈下降趨勢，R0系列茶樣在 F1～F2階段呈上升趨勢，而從 F2～F4階段，其感官總分呈下降趨勢。整體而言，R1系列茶樣湯色、葉底更紅，R1系列茶樣與R0系列茶樣均呈花香，滋味得分以R1系列茶樣更為甘醇。

2.2 不同處理紅茶品質(zhì)成分差異分析

不同處理紅茶主要品質(zhì)成分含量見表3。

表3 不同處理紅茶主要品質(zhì)成分含量Table 3 Contents of main quality components in black tea with different treatments%

由表3可知，在搖青條件下，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，水浸出物含量呈波動(dòng)變化，并具有顯著性差異（p＜0.05）；茶多酚含量呈波動(dòng)變化，在F1～F2階段具有顯著性差異（p＜0.05），在發(fā)酵時(shí)間 F2～F4階段，茶多酚含量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長差異不顯著（p＞0.05）；氨基酸含量呈先上升后下降的趨勢，在發(fā)酵F1～F2階段，氨基酸含量顯著增加（p＜0.05），在發(fā)酵時(shí)間 F2～F4階段，氨基酸含量顯著下降（p＜0.05）；咖啡堿含量變化較平穩(wěn)，總體變化無顯著性差異（p＞0.05）。

在未搖青條件下，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，水浸出物含量略有波動(dòng)，在發(fā)酵F3～F4階段水浸出物含量和茶多酚含量均顯著降低（p＜0.05）；氨基酸含量呈上升趨勢；咖啡堿含量差異不大，但總體呈下降趨勢。

綜上，在相同發(fā)酵時(shí)間下，R1系列茶樣水浸出物、茶多酚和咖啡堿的含量較R0系列茶樣低，但氨基酸含量較R0系列茶樣高。水浸出物含量最高的為R0F2茶樣（44.85%），最低的為 R1F2茶樣（38.71%）；茶多酚含量最高的為R0F1茶樣（23.45%），最低的為R1F2茶樣（18.18%）；咖啡堿含量最高的為R0F1茶樣（3.73%），最低的為R1F3茶樣（3.54%）；氨基酸含量最高的為R1F2茶樣（7.09%），最低的為R0F1茶樣（5.27%）。

搖青過程中，鮮葉細(xì)胞在搖青機(jī)械力的作用下發(fā)生碰撞，激發(fā)了相關(guān)酶活性，一方面促進(jìn)多酚類物質(zhì)的氧化分解，使茶多酚含量下降，另一方面促進(jìn)可溶性蛋白的降解，使游離氨基酸含量增加[27]，此外，在搖青作用下，鮮葉呼吸作用增強(qiáng)，消耗的營養(yǎng)物質(zhì)增加，同時(shí)，多酚類物質(zhì)及其氧化產(chǎn)物與蛋白質(zhì)結(jié)合形成不溶于水的化合物，使水浸出物含量下降[5]。發(fā)酵過程中，隨著發(fā)酵時(shí)間延長，茶多酚的主要組成物質(zhì)兒茶素被氧化形成有色氧化物，茶多酚含量逐漸降低[28]。

2.3 不同處理紅茶兒茶素組分差異分析

兒茶素組分主要由表沒食子兒茶素（epigallocatechin，EGC）、兒茶素（catechin，DL-C）、表兒茶素（epicatechin，EC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin-3-gallate，EGCG）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（gallic acid catechin gallate，GCG）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）組成，不同處理紅茶兒茶素組分含量見表4。

表4 不同處理紅茶兒茶素組分含量Table 4 Contents of catechin components in black tea with different treatments%

由表4可知，從工藝來看，在相同發(fā)酵時(shí)間條件下，除R1F2、R1F3、R1F4搖青茶樣EGC含量高于未搖青茶樣外，兒茶素其它組分含量及總量低于未搖青處理的含量，發(fā)酵時(shí)間對(duì)搖青茶樣和未搖青茶樣兒茶素各組分含量存在顯著影響（p＜0.05），隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，總體含量呈下降趨勢，但搖青茶樣在F3～F4時(shí)段不存在顯著性差異（p＞0.05）。搖青工藝可提高多酚氧化酶和過氧化物酶等酶活性，促進(jìn)兒茶素的降解和茶黃素的生成[29]。兒茶素的氧化是發(fā)酵期間的關(guān)鍵反應(yīng)[30]，發(fā)酵過程中兒茶素轉(zhuǎn)化為茶黃素、茶紅素[31]，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，兒茶素的持續(xù)降解，因此，發(fā)酵時(shí)間較長的紅茶樣其茶多酚含量及兒茶素組分含量更低。

2.4 不同處理紅茶香氣組分差異分析

2.4.1 不同處理紅茶香氣成分組成

從8個(gè)紅茶樣中通過GC-MS技術(shù)分離鑒定出8類香氣化合物，分別為醇類、酯類、醛類、酮類、酚類、酸類、碳?xì)漕惢衔?、雜氧化合物。不同處理紅茶香氣成分組成及其相對(duì)含量見表5。

表5 不同處理紅茶香氣成分組成及其相對(duì)含量Table 5 Composition and relative contents of aroma substances in black tea with different treatments %

由表5可知，所有茶樣各香氣化合物種類含量間存在明顯差異。其中，各處理下的醇類化合物含量占比均高于其它化合物，除R1F3茶樣（49.56%）外，其它各處理下的醇類化合物含量占比均在50%以上。此外，各處理下的酯類化合物含量占比均高于20%，在各類化合物含量占比中僅次于醇類，醇類和酯類化合物在各茶樣中占比之和達(dá)75.34%～81.02%，由此可初步推斷，汝城白毛茶紅茶香氣組分主要由醇類和酯類化合物構(gòu)成。其中，R1系列茶樣醇類化合物相對(duì)含量均低于相同發(fā)酵時(shí)間R0系列茶樣，R1系列茶樣酮類化合物相對(duì)含量均高于相同發(fā)酵時(shí)間R0系列茶樣，其它種類化合物相對(duì)含量呈不規(guī)則變化。

2.4.2 不同處理紅茶香氣成分

從8個(gè)紅茶樣中通過GC-MS技術(shù)分離鑒定出香氣化合物91種，其中醇類16種、酯類24種、碳?xì)漕?3種、醛類7種、酮類2種、酚類1種、酸類2種、雜氧類6種，其中主要的香氣成分有46種。不同處理紅茶香氣成分及其相對(duì)含量見表6。

表6 不同處理紅茶香氣成分及其相對(duì)含量Table 6 Aroma components and relative contents of black tea with different treatments%

紅茶經(jīng)過搖青工藝后，對(duì)主要揮發(fā)性組分影響不大，但可引起揮發(fā)性成分相對(duì)含量的變化，從而改變茶葉香型，其花香型香氣組分較未搖青茶葉相對(duì)含量高[32]。發(fā)酵過程中大量香氣物質(zhì)的形成主要通過糖苷類物質(zhì)的水解和多酚的偶聯(lián)氧化作用，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，具有濃烈花香和果香的香氣物質(zhì)含量明顯增加[33]。由表6可知，R1系列茶樣與R0系列茶樣隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，其化合物相對(duì)含量變化不同。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，橙花醇、香葉醇、香葉酸甲酯、1，7，7-三甲雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯、β-紫羅蘭酮的相對(duì)含量在成品茶中整體呈上升趨勢，己酸葉醇酯、己酸己酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯的相對(duì)含量在成品茶中整體呈下降趨勢，其余化合物均呈不規(guī)則變化。其中，β-環(huán)檸檬醛（果香[34]）是R1系列茶樣獨(dú)有的香氣化合物，隨發(fā)酵時(shí)長的延長其相對(duì)含量在成品茶中呈上升趨勢。

2.4.3 共有香氣組分分析

在8個(gè)紅茶樣中檢測出共有香氣化合物29種。其基本統(tǒng)計(jì)參數(shù)及香氣類型見表7。

表7 共有香氣化合物基本統(tǒng)計(jì)參數(shù)及香型Table 7 Basic statistical parameters and odor type of common aroma compounds

由表7可知，順-α，α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2-甲醇、α-松油醇、橙花醇、α-蓽澄茄醇、植物醇、香葉酸甲酯、己酸葉醇酯、己酸己酯、N-己酸（反-2-己烯基）酯、亞油酸乙酯、亞麻酸乙酯、γ-松油烯、1，7，7-三甲雙環(huán)[2.2.1]庚-2-烯、4，6-二甲基十二烷、Δ-杜松烯、2，6，11，15-四甲基十六烷、正己醛、苯乙醛、癸醛、6，10-二甲基-5，9-十一雙烯-2-酮、β-紫羅蘭酮、香葉酸、棕櫚酸的相對(duì)含量在8個(gè)茶樣中波動(dòng)較大，其原因可能是搖青和發(fā)酵時(shí)間延長，導(dǎo)致其含量有較大波動(dòng)。共有香氣所占組分（相較于91種香氣組分而言）在R1F1茶樣中占比84.83%，R1F2茶樣中占比84.33%，R1F3茶樣中占比 84.11%，R1F4茶樣中占比83.57%，R0F1茶樣中占比 84.65%，R0F2茶樣中占比87.09%，R0F3茶樣中占比84.16%，R0F4茶樣中占比84.08%，其中尤以花香型香氣組分芳樟醇、香葉醇和反式-橙花叔醇的平均相對(duì)含量占比較為突出，均在10%以上。

3 結(jié)論

本研究對(duì)不同搖青和發(fā)酵時(shí)間處理的汝城白毛茶茶樣進(jìn)行內(nèi)含生化成分、香氣組分測定，并進(jìn)行感官審評(píng)。感官審評(píng)結(jié)果表明，較未搖青處理茶樣相比，搖青處理茶樣的湯色、葉底更紅，滋味更甘醇，香氣也更濃郁。在所有處理中，以進(jìn)行搖青處理、發(fā)酵5.5 h的茶樣感官審評(píng)總分最高。從內(nèi)含物成分來看，搖青處理降低了茶樣中的水浸出物、茶多酚、咖啡堿以及兒茶素組分含量，提高了茶樣中氨基酸含量。兒茶素組分的轉(zhuǎn)化程度受發(fā)酵時(shí)間影響，延長發(fā)酵時(shí)間有助于降低茶樣內(nèi)的兒茶素組分。從香氣成分來看，醇類化合物和酯類化合物在各茶樣香氣化合物中占比之和達(dá)75.34%～81.02%，初步推斷汝城白毛茶夏季紅茶香氣組分主要由醇類和酯類化合物構(gòu)成。不同處理茶樣中花香型香氣組分芳樟醇、香葉醇和反式-橙花叔醇的平均相對(duì)含量占比均在10%以上，因此認(rèn)為這3種香氣化合物是汝城白毛茶夏季紅茶特征香氣的關(guān)鍵組成成分。β-環(huán)檸檬醛（果香）是搖青處理茶樣獨(dú)有的香氣化合物，隨發(fā)酵時(shí)間的延長其相對(duì)含量在成品茶中呈上升趨勢，初步判定其是搖青作用的結(jié)果。