黔茶1號(hào)碾茶加工中氨基酸及兒茶素組分的動(dòng)態(tài)變化

張拓,楊婷,戴宇樵,李琴,劉忠英,潘 科

（貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽 550006）

碾茶滋味鮮爽，多應(yīng)用于食品和飲料行業(yè)中［1］，受眾群體較廣，需求量較大，具有廣闊的市場應(yīng)用空間。黔茶1號(hào)茶樹品種因游離氨基酸較高［2］，是潛在的試制碾茶品種之一。然而碾茶風(fēng)味品質(zhì)除受品種［3］影響外，還與茶樹管護(hù)條件［4］、加工工藝［5-6］有關(guān)。碾茶加工的基本工藝［7-9］為鮮葉付制→攤青→蒸青→冷卻-干燥，加工過程中各階段的工藝技術(shù)參數(shù)可直接影響氨基酸、茶多酚及兒茶素等主要滋味物質(zhì)含量，從而影響碾茶的品質(zhì)。為探究碾茶加工過程中氨基酸及兒茶素組分含量的動(dòng)態(tài)變化情況，采用黔茶1號(hào)為原料加工碾茶，通過高效液相色譜法，檢測碾茶加工中氨基酸及兒茶素組分含量，探究其動(dòng)態(tài)變化情況及物質(zhì)變化規(guī)律，以期為碾茶鮮爽滋味品質(zhì)提升提供一定的理論依據(jù)，進(jìn)一步推動(dòng)碾茶在食品和飲料行業(yè)的深入應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料

茶葉樣品：以茶樹品種黔茶1號(hào)的1 芽4葉和1 芽5 葉為原材料，由湄潭盛興茶業(yè)有限公司提供。

儀器：電子分析天平（ME204E/02，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司），低溫保存箱（DW-86L390，澳柯瑪股份有限公司），恒溫研磨機(jī)（M20 S000，IKA?-Werke GmbH &Co.KG），真空冷凍干燥機(jī)（ALPHR 1-4 LD plus，北京博勵(lì)行儀器有限公司），超純水儀（KL-UP-III-20，成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司），高效液相色譜儀（LC2030C Plus，日本Shimadzu 公司），電熱恒溫水浴鍋（HWS-26，上海一恒科學(xué)儀器有限公司），鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9245A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。

試劑：色譜純乙腈、甲醇和乙酸，均購自美國Tedia公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 碾茶加工 將茶樹鮮葉材料，通過鮮葉付制→攤青2 h→鮮葉處理（切碎分篩）→蒸汽殺青20 s→冷卻→動(dòng)態(tài)干燥20 min→梗葉分離制成碾茶，分別取鮮葉、攤青、殺青及干燥階段樣品，包裹于帶標(biāo)記的錫箔內(nèi)，采用液氮固樣，每樣3 個(gè)生物學(xué)重復(fù)，冷凍干燥后制成干燥樣品，于-80℃冰箱中低溫保存。

1.2.2 碾茶樣品感官審評 參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 34778—2017［10］執(zhí)行。

1.2.3 氨基酸組分檢測樣品制備 稱取冷凍干燥的鮮葉和加工干茶樣1.5 g于錐形瓶中，加入220 mL 沸水并在沸水浴中浸提45 min，10 min振蕩1次。浸提結(jié)束，將浸提液過濾并轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中，冷卻至室溫并純水定容，搖勻。用2.5 mL無針注射器抽取定容液過膜（孔徑0.22 μm PES膜），至1.5 mL離心管，混勻。分別移取10 μL過膜液，70 μLAccQ·Fluor Buffer1和20 μLAccQ Fluor 2A（AccQ-Fluor Reagent Kit，美國Waters公司）。渦旋混和后放置在55℃烘箱內(nèi)加熱10 min，制成檢測樣品。

1.2.4 色譜檢測條件 色譜柱為配備AccQ·TagTM 分析柱（60 ?，4 μm，3.9 mm，150 mm，1/pkg，美國Waters 公司）。流動(dòng)相A 為稀釋濃縮液（1∶10 V/V AccQ；Tag 洗脫液：水），流動(dòng)相B 為純乙腈，流動(dòng)相C 為超純水，梯度洗脫程序：0.00～17.00 min，100%～91%A，5%B，4%C；24 min，80%A，17%B，3%C；32 min，68%A，20%B，12%C；34 min，68%A，20%B，12%C；35 min，60%B，40%C；38 min，100%A；45 min，100%A。發(fā)射波長250 nm，檢測波長395 nm。流速設(shè)為1 mL/min，柱箱溫度25℃，進(jìn)樣量10 μL。

1.2.5 氨基酸標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 18種游離氨基酸分別是天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、精氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、脯氨酸、茶氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸。游離氨基酸含量通過繪制濃度（x軸）與同一保留時(shí)間的峰值面積（y軸），構(gòu)建每一單標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.6 兒茶素組分的檢測方法 參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8313—2018 中茶葉中兒茶素類檢測的HPLC法［11］。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2019 整理后，采用IBM SPSS Statistics 24進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，組間差異采用最小顯著差數(shù)法（LSD 法）比較，P＜0.05 時(shí)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異。試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，并通過Graph-Pad Prism 8.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工中碾茶的感官品質(zhì)

由表1可知，碾茶在加工過程中葉色由鮮活的綠色逐漸轉(zhuǎn)為深綠色，加工后逐漸均勻；香氣由帶青氣的清香逐漸轉(zhuǎn)為覆蓋香；湯色由嫩綠轉(zhuǎn)變?yōu)辄S綠；滋味由苦澀逐步轉(zhuǎn)為鮮濃，其中在鮮葉及攤青階段均有苦澀味，攤青后苦澀較淡，經(jīng)殺青及干燥后，碾茶的苦澀滋味明顯降低，鮮味及濃度感突出。

表1 加工中碾茶的感官品質(zhì)

2.2 碾茶加工中氨基酸組分及總含量的動(dòng)態(tài)變化

由表2 可知，在碾茶的加工中，茶氨酸含量最高，在18 種氨基酸中占比最大，在鮮葉、攤青、殺青、干燥階段的占比均在70%以上（圖1A）。在整個(gè)加工中，氨基酸組分整體呈下降趨勢，鮮葉經(jīng)攤青后，部分組分的含量小幅下降，但變化未達(dá)到顯著性，如天冬氨酸、絲氨酸、谷氨酸、組氨酸、蘇氨酸、丙氨酸、茶氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸；部分氨基酸含量上升，如谷氨酸、精氨酸、脯氨酸、酪氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸，其中僅異亮氨酸顯著增加，攤青階段茶葉內(nèi)源酶水解作用可能與氨基酸含量的上升有關(guān)，而粗老葉可能因內(nèi)源酶活性不足或悶堆產(chǎn)熱造成氨基酸分解以致含量下降；殺青階段的氨基酸含量急劇下降，可能與高溫作用加劇了美拉德反應(yīng)密切相關(guān)［12］；而干燥階段，由于持續(xù)的溫?zé)嶙饔?，氨基酸含量也出現(xiàn)小幅度下降。

Applications of the difference equations in the calculations of matrix power,determinant

表2 碾茶加工不同階段氨基酸組分及含量 mg/g

將18種氨基酸組分含量總和確定為氨基酸總量，在整個(gè)加工過程中，氨基酸總量呈下降的趨勢，與鮮葉相比，攤青階段的氨基酸總量變化不明顯，損失較少（圖1B）；殺青及干燥階段氨基酸含量顯著下降，此階段主要是高溫作用，加工的影響較大，氨基酸總量的變化趨勢與各組分基本一致。碾茶中人體必需的氨基酸組分為：異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、甲硫氨酸、賴氨酸，其總量在攤青階段下降較少，變化趨勢與氨基酸總量較為相似，結(jié)合圖1A，碾茶中人體必需氨基酸在氨基酸總量雖然占比較少，但在碾茶加工中呈波動(dòng)趨勢，未出現(xiàn)明顯的下降，說明碾茶的工藝對必需氨基酸組分含量的影響較小。

圖1 碾茶加工不同階段氨基酸含量變化趨勢

2.3 碾茶加工中呈味氨基酸的動(dòng)態(tài)變化

氨基酸因其結(jié)構(gòu)特性而呈現(xiàn)不同的滋味屬性［13-14］，呈味氨基酸中的鮮味氨基酸含量最高，呈味氨基酸整體呈下降趨勢，攤青后小幅度下降，其中鮮味氨基酸、甜味氨基酸及苦味氨基酸的降幅分別為14%、15%和3%；殺青階段顯著下降，鮮、甜、苦味氨基酸降幅分別為51%、54%和61%；而干燥階段的變化無顯著差異，其中甜味氨基酸上升3%，鮮味及苦味氨基酸分別下降13%、18%（圖2）。在碾茶加工中，殺青階段的高溫作用對氨基酸的影響最大，而干燥階段持續(xù)高溫雖然會(huì)減少鮮味氨基酸的含量，但苦味氨基酸的下降更多，鮮甜味保留更多，同時(shí)也說明，不同呈味氨基酸對碾茶加工中的溫?zé)嶙饔梅磻?yīng)存在一定差別。

圖2 碾茶加工不同階段呈味氨基酸含量

2.4 碾茶加工中兒茶素組分及總量的動(dòng)態(tài)變化

由表3可知，表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）為兒茶素組分中含量最高的組分，在各個(gè)階段中，EGCG 占兒茶素總量在57%以上。各兒茶素組分含量整體下降，其中兒茶素和表兒茶素沒食子酸酯均在攤青和干燥階段小幅下降，殺青階段顯著降低；表兒茶素在各個(gè)加工階段中均顯著下降；表沒食子兒茶素、沒食子兒茶素沒食子酸酯、表沒食子兒茶素沒食子酸酯在攤青和殺青階段均顯著下降，干燥階段小幅度減少。

表3 碾茶加工不同階段兒茶素組分含量 %

各兒茶素組分總和為兒茶素總量，非酯型兒茶素、酯型兒茶素及兒茶素總量變化如圖3A 所示，兒茶素總量和酯型兒茶素變化趨勢一致，攤青階段顯著降低，殺青后進(jìn)一步顯著下降，而干燥階段的變化較不明顯；非酯型兒茶素在攤青、殺青、干燥階段均顯著下降，非酯型兒茶素和酯型兒茶素在加工中的下降幅度不一致，結(jié)合圖3B 可知，非酯型兒茶素與酯型兒茶素的占比在碾茶加工中呈波動(dòng)趨勢，整體為下降趨勢。

2.5 碾茶加工中呈味兒茶素的動(dòng)態(tài)變化

圖4 碾茶加工過程不同階段呈味兒茶素的含量

3 討論與結(jié)論

碾茶的加工中，氨基酸組分多呈波動(dòng)變化，鮮葉離體后，內(nèi)含物質(zhì)成分已開始轉(zhuǎn)化，蛋白質(zhì)類物質(zhì)的降解［16］及高溫持續(xù)作用加劇美拉德反應(yīng)的速率［12］，均會(huì)導(dǎo)致氨基酸含量急劇變化。兒茶素組分及其含量在整個(gè)過程中逐漸降低，既與茶葉內(nèi)源酶氧化有關(guān)，也與加工中的溫度作用相關(guān)，從而導(dǎo)致兒茶素組分相互轉(zhuǎn)化［17］。氨基酸及兒茶素組分大多在攤青及殺青階段出現(xiàn)劇烈變化，說明鮮葉離體后的攤青及殺青工藝在很大程度上影響碾茶的品質(zhì)，而干燥階段的物質(zhì)變化基本無顯著差異，說明碾茶生產(chǎn)的干燥工藝主要是對碾茶前期所形成的品質(zhì)進(jìn)行固定，這與現(xiàn)有研究結(jié)論［5，18］基本一致。

以黔茶1號(hào)茶葉為原料加工碾茶，檢測出18 種氨基酸組分，各組分含量呈波動(dòng)變化趨勢，殺青階段較為激烈；各呈味氨基酸在碾茶加工過程中整體呈下降趨勢，鮮味、苦味及甜味氨基酸含量在殺青后均顯著下降，而攤青和干燥階段的變化較小，說明在碾茶加工中，攤青及干燥階段與氨基酸組分的保留具有相關(guān)性，而呈味氨基酸與加工階段密切相關(guān)，殺青階段可有效去除苦味氨基酸，但也存在鮮甜味氨基酸散失的可能。兒茶素組分在加工過程中呈波動(dòng)趨勢，其中兒茶素總量、非酯型及酯型兒茶素含量在碾茶加工中呈顯著下降趨勢，兒茶素總量和酯型兒茶素含量在攤青及殺青階段發(fā)生顯著變化。攤青及殺青階段均可有效降低苦澀味兒茶素含量。碾茶的鮮爽味及苦澀味主要與氨基酸、兒茶素等酚類物質(zhì)相關(guān)，隨加工的進(jìn)行，呈苦澀味的兒茶素類物質(zhì)、苦味氨基酸等大幅下降，而鮮甜味氨基酸雖也下降，但苦澀味的大幅下降則會(huì)突出鮮爽滋味。試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)與感官審評的結(jié)果較為一致，說明氨基酸、兒茶素組分與碾茶的呈味相關(guān)，且受加工工藝的影響而有所不同。

攤青階段氨基酸組分含量部分呈上升趨勢，與前人的研究結(jié)果［19-20］相同，也有部分下降，可能是攤放時(shí)因積溫導(dǎo)致氨基酸轉(zhuǎn)化或降解［21-22］。在碾茶的加工中，攤青階段促進(jìn)氨基酸的轉(zhuǎn)化，并可利用內(nèi)源酶促進(jìn)酚類物質(zhì)的降解，故攤青工藝是奠定碾茶鮮味品質(zhì)的關(guān)鍵階段；殺青階段的高溫蒸汽不僅鈍化內(nèi)源酶活性，避免過分氧化以至葉色變暗，也導(dǎo)致氨基酸的大量損失及兒茶素類物質(zhì)的轉(zhuǎn)變，該階段是保綠的關(guān)鍵，但極不利于氨基酸的保留；干燥階段是一個(gè)持續(xù)的高溫作用階段，隨茶葉干燥程度加深，氨基酸及兒茶素類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化進(jìn)程緩慢，含量最終趨于穩(wěn)定，這一步是固定前期品質(zhì)形成的重要時(shí)期。

碾茶作為一種不揉的茶葉，重點(diǎn)要求色綠、味鮮、回甘，多采用1 芽5 葉甚至更為粗老的原料，其工藝技術(shù)參數(shù)也不同于常規(guī)的茶類。茶葉中酚類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化主要與工藝相關(guān)，高溫作用雖能促進(jìn)酯型兒茶素及非酯型兒茶素的轉(zhuǎn)化，但也會(huì)導(dǎo)致氨基酸的損失，而呈味不同的氨基酸對溫度的敏感性也存在差異，說明生產(chǎn)工藝中的高溫作用對碾茶品質(zhì)的影響較大。碾茶的整體品質(zhì)是基于感官的綜合審評結(jié)果，氨基酸組分及兒茶素組分雖各具有不同的呈味特性，但茶湯實(shí)際的滋味屬性由多種呈味物質(zhì)的交互作用而共同決定，探索碾茶兒茶素、氨基酸組分的變化規(guī)律能為其加工優(yōu)化提供參考意見，故碾茶整體的品質(zhì)評價(jià)需對呈味物質(zhì)的單一屬性及協(xié)同作用進(jìn)行深入研究。