吳學進， 陳克， 揭國良， 章志強， 靳鎖

（黃山華綠園生物科技有限公司，安徽 黃山 245700）

紅茶是目前世界上生產和貿易量最大的茶類。 據(jù)國際茶葉委員會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2017 年全球紅茶產量約占全球茶葉總產量的37%， 貿易量約占全球茶葉貿易總量的80%。 近年來隨著對紅茶保健功能研究的深入， 紅茶逐漸成為深受消費者歡迎的天然健康的無酒精飲料。 作為世界上最早加工和飲用紅茶的國家， 我國的紅茶在國際茶葉市場上具有重要影響力。 條形紅茶作為我國紅茶市場上的主流，其在加工過程中由鮮葉經萎凋、揉捻、發(fā)酵、干燥四個基本工序逐步形成“紅湯紅葉”的品質特征。文章主要綜述了條形紅茶加工過程中，萎凋和發(fā)酵兩個重要工序技術的研究進展，以期為提高紅茶加工品質提供參考依據(jù)。

1 萎凋工序與紅茶品質

萎凋作為紅茶加工中的第一道工序， 是紅茶品質形成的基礎工序。萎凋是在一定的溫、濕度條件下，將采下的鮮葉進行薄攤，適當散失水分以降低鮮葉張力的工藝處理過程[1]。 鮮葉經過萎凋，含水率下降，葉質變軟，葉色變暗，青草氣逐漸減弱，清香和花香味開始顯現(xiàn)[2]。適度萎凋以萎凋葉含水率在60%左右為宜，遵循“嫩葉適度重萎凋，老葉適度輕萎凋”的原則[3-5]。 在加工過程中，不同的萎凋方式（如自然萎凋、萎凋槽萎凋、日光萎凋等）和萎凋環(huán)境（如溫度、濕度等）均會對紅茶品質產生較大影響[6]。

1.1 萎凋工序原理

萎凋過程中，鮮葉因失水而柔軟，便于揉捻和成型[7]。 另外伴隨著水分的散失，細胞液相對濃度提高，細胞膜透性隨之增強，各種水解酶的活性提高，引起了內含物質的一系列變化，為茶葉香氣和滋味的形成與發(fā)展奠定了物質基礎[8]。

在水解酶的作用下， 鮮葉中一些高分子有機化合物轉化為簡單的水溶性物質， 如淀粉和蔗糖分別在淀粉酶、蔗糖轉化酶的作用下，被水解成可溶性糖； 蛋白質在蛋白酶的作用下水解生成游離氨基酸；在果膠酶的作用下，不溶性的原果膠物質轉化為具有粘稠性的水溶性果膠， 并能進一步分解形成半乳糖、阿拉伯糖等物質。這些水溶性成分有助于提高茶湯的甜醇味和鮮爽度[6，9]。 水解酶也能促進香氣物質的轉化[10-11]，如在糖苷水解酶（β-葡萄糖酶、β-櫻草糖苷酶、半乳糖苷酶）的作用下，糖苷鍵合態(tài)香氣物質水解產生單萜、倍半萜、降倍半萜等游離態(tài)香氣組分[12-13]。

與此同時，氨基酸和類脂物質（如類胡蘿卜素等） 開始降解， 長鏈脂肪酸發(fā)生氧化裂解轉化為醇、醛、酸，醇、醛進一步發(fā)生氧化和酯化形成芳香類物質，從而使鮮葉中低沸點的青味物質（如青葉醇等）大量揮發(fā)，高沸點的芳香物質（如苯甲醇、苯乙醇、芳樟醇、香葉醇、橙花叔醇等）含量增加[14-16]，香氣成分的總量（尤其是醇類、酯類、芳香族類）可增至鮮葉原料的10 倍以上[7]。

1.2 萎凋方式對紅茶品質的影響

紅茶加工過程中常見的萎凋方式有室內自然萎凋、萎凋槽萎凋、日光萎凋等[4-5]。 室內自然萎凋是在通風的萎凋室內， 利用空氣流通， 通過控制溫、濕度等條件來實現(xiàn)萎凋；日光萎凋是利用太陽光照射進行萎凋； 萎凋槽萎凋也稱為萎凋槽熱風萎凋，是通過電熱作用，讓適度的熱風通過鮮葉表面，加速水分蒸發(fā)的萎凋方式。不同萎凋方式的工藝條件如表1 所示。 日光萎凋能明顯縮短萎凋時間，并有助于提高紅茶的香氣[17-18]，但日光萎凋時間不宜太長，否則會導致鮮葉失水過快，影響紅茶的滋味。

表1 不同萎凋方式的工藝參數(shù)Table 1 Processing parameters for different withering methods

在實際生產過程中，為了提高紅茶香氣，多采用先日光萎凋后自然萎凋的“復式萎凋”方式。 曹藩榮等[26]指出人工光源（12000～13000 LX）兼自然萎凋加工獲得的成品茶感官品質最好。 曹冰冰等[27]采用室外日光萎凋0.5 h（溫度≤30 ℃），中間輕翻1 次，再置室內自然萎凋1 h，得到的紅茶茶黃素含量高，香氣比例協(xié)調。

此外， 有研究表明冷凍萎凋也能縮短萎凋時間。 所謂冷凍萎凋，即冷凍輔助萎凋，是將鮮葉或萎凋葉置于低溫環(huán)境中冷凍處理 （一般為-20 ℃環(huán)境條件下冷凍2 h），然后再恢復自然萎凋（融凍）的處理過程。冷凍萎凋能夠實現(xiàn)在短時間內增加葉細胞的膜透性， 從而降低茶葉水浸出物和茶黃素等的消耗， 使成茶湯色紅亮、 滋味醇厚爽口[25，28]。黃建琴等[28]發(fā)現(xiàn)冷凍萎凋能明顯縮短工夫紅茶的萎凋和發(fā)酵時間， 增加茶黃素和茶紅素含量，提高成茶的品質。 張雁飛等[29]研究指出冷凍萎凋制得的祁門紅茶除可溶性糖略低外， 其余成分含量均高于傳統(tǒng)萎凋， 但特征香氣組分的含量低于傳統(tǒng)萎凋， 這與冷凍作用下香氣形成關鍵酶（β-葡萄糖苷酶）的活性受抑制有關[30]。

1.3 萎凋環(huán)境對紅茶品質的影響

影響紅茶品質的萎凋環(huán)境因素有溫度、 空氣相對濕度、通風條件等。

高溫會降低空氣相對濕度， 加速萎凋葉水分蒸發(fā)，提高萎凋葉失水速率，縮短萎凋時間；同時隨著溫度的升高，萎凋葉內的酶促反應速率加快，能夠在短時間內實現(xiàn)鮮葉內含成分的轉化， 提高萎凋效率和質量[2]。 萎凋溫度一般控制在25～35 ℃，溫度過高，酶活性迅速增強從而縮短了活化時間，甚至可能造成酶失活，均不利于揉捻發(fā)酵過程中多酚類物質的酶促氧化[6]。 金心怡[5]認為室內自然萎凋溫度宜控制在20～24 ℃， 劉德榮等[19]指出室溫以23 ℃為宜；陳成基[22]認為萎凋槽萎凋槽溫從高到低，溫度控制在28～33 ℃，余成法[3]建議熱空氣溫度28～32 ℃。 夏濤等[31]研究指出，萎凋期間葡萄糖苷酶的活性逐漸增強， 低溫 （26 ℃）時，酶活性上升較慢，約12 h 達到最大值，而高溫（35 ℃）條件下，酶活性增加較快，約5 h 即達峰值。

萎凋環(huán)境的空氣相對濕度是影響萎凋葉含水率變化最直接的因素，空氣濕度相對較低時，萎凋葉表面的水分蒸發(fā)速率加快， 從而間接影響萎凋葉內含成分的轉化過程[7]。 仇方方等[32]對比了55%、65%、75%、85%四個濕度條件對紅茶品質的影響，結果表明65%的濕度條件下，紅茶感官審評綜合得分最高，濕度超過75%，紅茶香氣悶，缺乏甜香；滋味青澀，缺乏鮮醇，且萎凋濕度與茶多酚的含量變化呈正相關， 與可溶性糖含量變化呈負相關，對氨基酸含量影響則不明顯。 王偉偉[6]指出在70%的相對濕度下進行萎凋的工夫紅茶， 茶黃素含量最高， 但在高濕條件下茶黃素和茶紅素的形成量較少。

通風條件會改變萎凋環(huán)境的溫、濕度，進而對萎凋葉產生影響。研究表明，萎凋風速的增大會加快鮮葉水分散發(fā)，特別是表層水分的散失，縮短萎凋時間。 丁勇等[9]、仇方方等[32]均比較了不同風速對紅茶品質的影響，結果顯示，風速對紅茶內含成分和香氣的影響較小，但對紅茶滋味的影響較大，風速超過4.89 m/s，紅茶滋味略澀，缺乏鮮醇。 因此，在紅茶萎凋過程中，不宜使用太高的風速。

此外， 不同光質也會對萎凋葉的品質產生影響。 已有研究表明， 紅光有助于多酚類物質的積累，藍紫光能夠促進氨基酸等物質的合成，黃光則有利于成茶香氣的提升。 項麗慧等[16]發(fā)現(xiàn)黃光在萎凋前期能夠促使CsBG1、CsBG2和CsBP 上調表達， 并在萎凋后期提高β-葡萄糖苷酶的催化活性，進而提升紅茶的香氣品質。 也有研究指出，黃光萎凋的原理可能是葉綠體能夠強烈吸收黃光，使光合作用增強， 間接促進了茶葉內含物質的積累[15]。 黃藩等[7]發(fā)現(xiàn)經藍光處理的鮮葉氨基酸總量較紅光和白光高， 推測可能是由于藍光照射提高了植物體內谷氨酸合成酶的活性，促進了氮循環(huán)，從而提高了氨基酸含量。 周穎等[33]指出，紫外光穿透力強，可以破壞葉肉細胞，促使細胞質內的各種酶與其底物充分接觸，增強了物質轉化能力，可有效調節(jié)紅茶的各種品質成分。

2 發(fā)酵工序與紅茶品質

發(fā)酵是紅茶制作的關鍵工序， 對紅茶品質的形成起著極其重要的作用。萎凋葉經揉捻后，細胞破碎，在氧氣的參與下，多酚類等物質與多酚氧化酶充分接觸，并伴隨其他一系列酶促反應。兒茶素的氧化聚合和縮合形成茶黃素 （TFs）、 茶紅素（TRs）和茶褐素（TBs）等高聚物，同時引起芳香物質、糖類、蛋白質、氨基酸等品質成分發(fā)生劇烈變化，為形成紅茶特有的色、香、味奠定了基礎[34-35]。

2.1 發(fā)酵工序原理

發(fā)酵是以多酚類化合物的酶促氧化為核心的化學反應過程。發(fā)酵期間，以兒茶素為主的多酚類物質，在多酚氧化酶的作用下被氧化成鄰醌，隨后聚合形成極不穩(wěn)定的聯(lián)苯酚醌類中間產物， 進一步還原為雙黃烷醇類，并氧化形成茶黃素；茶黃素進一步偶聯(lián)氧化形成茶紅素， 而茶紅素又可轉化為茶褐素。鄰苯二酚、聯(lián)苯三酚以及沒食子酸等物質也可氧化生成鄰醌；鄰醌通過配對聚合，也可生成茶黃素和沒食子酸酯[6，36-37]，反應途徑如圖1 所示[4]。茶黃素、茶紅素、茶褐素在茶湯中分別呈現(xiàn)橙黃色、紅色和暗褐色，是不同發(fā)酵階段紅茶外形和湯色的重要呈色物質[1]。

圖1 多酚類化合物酶促氧化途徑Fig.1 Enzymatic oxidation pathway of polyphenols

發(fā)酵過程中，茶多酚、兒茶素總量隨發(fā)酵時間的延長而逐漸減少[38]。 發(fā)酵初期，茶黃素的形成速度大于聚合轉化速度， 且茶黃素形成后便偶聯(lián)氧化為茶紅素， 因此在發(fā)酵初期茶黃素和茶紅素含量均逐漸上升。之后隨著多酚等底物濃度的降低，酶活性下降，茶黃素的形成小于轉化的速率，茶黃素和茶紅素含量開始下降， 發(fā)酵期間茶褐素含量逐步增加[6]。

隨著發(fā)酵時間的延長， 氨基酸含量呈先增后降趨勢。蛋白質在發(fā)酵前期部分水解為氨基酸，氨基酸積累大于消耗，含量增加；伴隨發(fā)酵的深入，游離氨基酸在脫氨和脫羧作用下形成相應的醇、醛、酸等芳香物質，也會與鄰醌或其它物質結合形成一些色素和芳香物質， 該過程氨基酸積累小于轉化消耗，含量減少[18，39-40]。隨著發(fā)酵的進行，β-葡萄糖苷酶活性降低，芳香物質中酸類、酯類、酚類等的含量逐漸減少，游離態(tài)醇類、醛類等含量逐漸上升，香氣由青草氣逐漸變?yōu)榛ü鉡41-42]。葉綠素在發(fā)酵過程中發(fā)生部分水解， 胡蘿卜素和葉黃素等色素也伴隨一定程度的降解， 使發(fā)酵葉呈現(xiàn)出青綠→黃綠→黃→黃紅→紅黃→紅→紫紅→暗紅的顏色變化[43]。

2.2 發(fā)酵溫度

溫度是影響紅茶發(fā)酵的主要因素之一。 溫度的高低，對酶活性的強弱有直接影響，發(fā)酵溫度過低，酶活性弱，多酚類物質和其它內含成分的轉化慢，造成成茶內含物不豐富，茶湯淡薄、香低、色暗；發(fā)酵溫度過高，多酚類物質的酶促氧化過于激烈，易形成較多暗褐色的茶褐素，并且高溫也會加速酶蛋白與氧化的多酚類物質結合形成不溶性復合物，影響紅茶品質[44]。 在實際生產中，發(fā)酵溫度宜適當偏低，發(fā)酵程度遵循“適度偏輕，寧輕勿重”的原則，這將有助于紅茶香氣的提高和TFS和TRS的積累，減少茶褐素的生成，從而提高紅茶的品質[45-46]。

方世輝等[39]、OBANDA 等[47]、ASIL 等[48]的研究表明，在一定的溫度范圍內，較低溫度發(fā)酵有利于提高紅茶中TFS的含量。宋曉東等[49]比較了三種發(fā)酵溫度（24 ℃、27 ℃、30 ℃）對宜紅品質的影響，結果表明，24 ℃處理制得的宜紅游離氨基酸的含量相對較高，茶黃素和茶紅素比例適宜，茶褐素生成較少，花香濃郁，滋味鮮甜，品質最佳。 余成法[50]、郭桂義等[11]指出，發(fā)酵氣溫以24～26 ℃為宜。 陳以義等[51-52]指出，發(fā)酵過程中采用先高溫再通冷風散熱形成低溫的變溫發(fā)酵方式， 有利于TFS的形成和積累，提高紅茶品質。 曹冰冰等[27]比較了22 ℃、27 ℃、32 ℃三種發(fā)酵葉溫及變溫發(fā)酵（先27 ℃發(fā)酵1.5 h 再降溫至22 ℃）對紅茶品質的影響，結果表明22 ℃的發(fā)酵葉溫和變溫發(fā)酵獲得的成品茶，茶黃素含量更高，茶湯品質更好。

2.3 發(fā)酵濕度

影響發(fā)酵的濕度包括室內空氣相對濕度和發(fā)酵葉含水率。 發(fā)酵葉中的水分作為發(fā)酵過程中各種反應的底物和介質， 將直接受到發(fā)酵濕度的影響。 相對濕度過低，發(fā)酵葉表面水分蒸發(fā)太快，導致葉片失水干硬， 影響發(fā)酵的進行； 相對濕度過高，導致發(fā)酵葉的通氣性能變差，同樣會阻礙發(fā)酵的正常進行[6，44，53]。

研究結果和生產實踐表明， 高濕環(huán)境有助于紅茶發(fā)酵的進行，并以90%以上的相對濕度為宜，甚至要求在95%以上[54-55]。生產中為了達到高濕的發(fā)酵條件，常采用噴水霧、加蓋濕布等方式[56]。

2.4 通氧狀況

氧氣作為多酚類酶促氧化反應的底物， 對茶色素類物質的形成具有直接影響。 紅茶發(fā)酵過程中，如果供氧不足會導致PPO 酶活性中心呈脫氧態(tài)形式， 影響多酚類物質的正常氧化和TFs 的正常形成，促使TRs 生成[57]。 因此，紅茶發(fā)酵必須在供氧充足的環(huán)境下才能順利進行。

有研究表明，生產1 kg 紅茶，平均耗氧量為4～5 L，同時釋放0.3 L CO2[8，55]，因此，紅茶發(fā)酵過程中需及時排除二氧化碳， 保持發(fā)酵環(huán)境具有充足的氧氣。較之自然發(fā)酵，通氧發(fā)酵能明顯加快工夫紅茶發(fā)酵過程中葉面色澤的紅變， 促進紅茶特征香氣的形成，縮短發(fā)酵時間[58]，還能提高紅茶湯色的紅度和亮度[59]。 潘科等[58]研究發(fā)現(xiàn)，在發(fā)酵前期，通氧發(fā)酵能較快地形成茶黃素和茶紅素，且含量高于自然發(fā)酵； 發(fā)酵后期繼續(xù)通氧則會引起茶黃素和茶紅素含量的下降， 且降低速度大于自然發(fā)酵。 馮林[55]采用外接氧氣瓶以5.32 L/min 速率供氧的方式， 比較了通氧發(fā)酵與自然發(fā)酵對功夫紅茶品質的影響，結果也證實在通氧發(fā)酵過程中，TFs 和TRs 呈先增后降趨勢，TBs 則緩慢增加，且三種茶色素的增加速率均大于傳統(tǒng)自然發(fā)酵。

2.5 發(fā)酵時間

對發(fā)酵時間長短的掌握是保證紅茶品質的重要條件。發(fā)酵時間不足，多酚類物質的酶促氧化不充分，TFS和TRS形成較少，成茶色澤欠烏潤，香氣不純帶青氣，滋味青澀，湯色欠紅亮，葉底花青；發(fā)酵時間過長，會導致多酚類物質過度氧化，茶褐素積累較多，干茶色澤灰枯，香氣低下，滋味淡薄，湯色暗紅[6]。

蒲國濤等[60]研究表明，夏、秋季揉捻葉在最適溫濕度條件下，發(fā)酵時間以3.0 h 為最宜；李霖林等[61]在發(fā)酵溫度30 ℃，濕度80%～90%的條件下，選用奇蘭品種制紅茶，以發(fā)酵4.5 h 的成茶品質最優(yōu)，劉玉芳等[40]在溫度25～28 ℃、濕度75%～85%的條件下，用春蘭品種鮮葉加工紅茶，以發(fā)酵時間在3～3.5 h 最為適宜。 宋曉東等[49]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵時間對氨基酸、兒茶素含量的影響差異不大，但對TFS和TBS含量的影響差異顯著。在溫度24 ℃、濕度95%的條件下發(fā)酵3.0 h， 制得的宜紅感官評分最高， 酯型兒茶素保留量適宜并與氨基酸、茶黃素、茶紅素等水溶性物質相協(xié)調，茶湯品質最好。 郭桂義等[11]指出在22 ℃的發(fā)酵溫度下，發(fā)酵100 min 的紅茶TFs、TRs 含量較高。由于發(fā)酵時間的長短與鮮葉的嫩勻度、揉捻方式、揉捻程度以及發(fā)酵的環(huán)境條件等因素都密切相關， 因此要根據(jù)不同的茶葉品種和發(fā)酵條件，靈活掌握發(fā)酵時間，適時停止發(fā)酵。

3 總結與展望

在實際生產過程中， 紅茶萎凋和發(fā)酵工序中的諸多影響因素并不孤立存在， 只有充分了解紅茶的工藝原理， 恰到好處地把握各工序的關鍵影響因子， 才能生產出高品質的紅茶。 近年來隨著“紅茶熱”的興起，國內紅茶的品質和制作工藝受到挑戰(zhàn)，如何運用先進技術理念，創(chuàng)新和改善傳統(tǒng)工藝，提高紅茶的感官品質和生產效率，成為國內研究人員亟待解決的難題。 目前研究者們在萎凋和發(fā)酵新技術領域取得了一定成效， 主要集中在以下兩個方面：

一是借鑒其他茶類的生產工藝改善紅茶的品質，如將烏龍茶搖青工序與紅茶萎凋相結合，生產出香氣馥郁持久的紅茶。 搖青工序加大了萎凋葉細胞的機械損傷程度，增強細胞膜的滲透性，促使多酚類酶促氧化的進行，提高TFs 的含量，同時有利于己烯酯類、倍半烯類、茉莉內酯等香氣物質的合成[62]。 運用搖青工序，周穎等[33]生產出了具有濃郁梔子花香的工夫紅茶，陳鳳月等[63]加工出了高香型的坦洋工夫紅茶。 此類工藝創(chuàng)新的方式便于在生產實踐中應用推廣，且易獲得消費者認可。

二是運用高新技術改良紅茶加工生產條件，實現(xiàn)紅茶生產高效率和高品質的完美結合，如萎凋過程中采用紫外照射技術[33，64]、發(fā)酵過程中借助超高壓[65]和外源酶（如多酚氧化酶[66-67]、單寧酶[68-69]、多糖水解酶[70]、蛋白酶[71-72]）添加技術等。 此類技術在紅茶生產過程中表現(xiàn)出一定的優(yōu)越性，對紅茶機械化生產具有積極的指導意義， 但這類技術多停留在試驗研究階段，且生產成本較高、操作難度較大，難以在實際生產中進行推廣，還有待進一步探究。

此外，有研究指出，對具有風味弊病的初制紅毛茶進行濕熱后處理，可使原有的青草氣消失，轉變?yōu)樘鹣?，湯色由橙紅轉變?yōu)榧t亮，苦澀味則轉變?yōu)榇己聃r爽的風格[73]。 濕熱后處理即利用濕熱作用， 促使茶葉內含成分發(fā)生非酶性氧化和分解反應，形成獨特的品質特征，是茶葉加工過程中僅次于酶促作用的主要推動力[74-75]。 賈玲燕等[76]研究表明， 初制紅毛茶經后濕熱處理可引起茶葉內含成分的非酶性氧化反應， 使得內含成分含量及比例發(fā)生變化，從而改善香氣，增加鮮爽度，形成紅茶特有的鮮爽、濃醇和收斂性強的滋味風格。濕熱作用在黑茶的渥堆發(fā)酵工序和黃茶的悶黃工序中體現(xiàn)得最為明顯， 而在紅茶萎凋和發(fā)酵過程中也伴隨著緩慢的濕熱作用， 如果能夠結合紅茶的工藝特點，將濕熱處理合理運用到紅茶的加工過程中，以彌補傳統(tǒng)工藝難以達到的紅茶特有的品質要求， 特別是針對原料粗老、 酶活性較差的大宗紅茶，將為提高紅茶品質及經濟效益提供新的思路。