鄧仕彬,方舒娜,林金來
(莆田學(xué)院環(huán)境與生物工程學(xué)院,福建莆田351100)
白茶(white tea)是中國優(yōu)良茶葉品種之一,外形芽毫完整、毫香清鮮、湯色黃綠清澈且滋味清淡回甘[1],還具有祛濕退熱、降血糖、抗氧化、抗癌等保健功效[2-4],越來越受到世人的矚目,在國內(nèi)的知名度不斷提高。福鼎白茶(Fuding white tea)屬于福建茶農(nóng)創(chuàng)制的名茶,盛產(chǎn)于福建福鼎一帶,是當(dāng)?shù)赜忻牟枞~,近年來深受廣大消費者喜愛[5]。福鼎白茶主要經(jīng)過萎凋和烘干兩道工序加工而成[6],深受港澳消費者喜歡的新工藝白茶,則經(jīng)過萎凋、輕揉捻、烘干等工序制成[7]。萎凋工藝是白茶生產(chǎn)加工工藝的第一步,也是白茶品質(zhì)形成最重要的工藝[8]。白茶加工工藝雖然較為簡單,但茶葉品質(zhì)的影響因素眾多,除了茶樹品種和鮮葉原料外,初制過程中的環(huán)境溫濕度、工藝技術(shù)和參數(shù)等也能顯著影響白茶品質(zhì)[9]。制茶每道工序的操作條件不同,則會造成茶葉品質(zhì)出現(xiàn)明顯的差異,導(dǎo)致白茶無法有效地發(fā)揮其產(chǎn)品特有的品質(zhì),影響白茶的市場并造成經(jīng)濟效益的損失。目前大部分福鼎茶葉生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小,很多屬于家庭式作坊,小農(nóng)式生產(chǎn),茶葉生產(chǎn)經(jīng)營組織化程度不高,限制了白茶品質(zhì)的提升[10]。因此優(yōu)化福鼎白茶加工工藝,實現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)的提升,顯得更加迫切而重要,而基于不同萎凋方式及參數(shù)下福鼎白茶生化成分變化規(guī)律與白茶外觀形態(tài)、品質(zhì)的關(guān)聯(lián)還有待進一步分析。為進一步提高福鼎白茶的品質(zhì),現(xiàn)結(jié)合生產(chǎn)加工工藝,對影響福鼎白茶品質(zhì)的因素進行探索,以明確白茶優(yōu)良品質(zhì)形成的關(guān)鍵影響因素。針對試驗結(jié)果提出相應(yīng)的改進措施,優(yōu)化工藝參數(shù)以達到精準(zhǔn)監(jiān)測茶葉加工效果的目的,從而有效改善福鼎白茶品質(zhì)。
新鮮福鼎白茶嫩葉(葉片色澤、成熟度、形狀個體、葉片厚度基本無差異、少機械損傷和無病蟲害):市售,試材取樣方法參照國標(biāo)GB/T 8302—2013《茶取樣》[11]。
磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、酒石酸鉀鈉、硫酸亞鐵、茚三酮、茶氨酸、谷氨酸、堿式乙酸鉛、鹽酸、硫酸(以上試劑均為分析純):國藥集團化學(xué)試劑有限公司。
AR124CN型電子天平:奧豪斯儀器有限公司;TU-1810型紫外可見分光光度計:北京普析通用儀器有限公司;SH8-III循環(huán)水式多用真空泵:西安常儀儀器設(shè)備有限公司;J-HH-6A型電熱恒溫水浴鍋:上海盛衛(wèi)有限公司;DGG-9123A鼓風(fēng)電熱恒溫干燥箱:浙江納德科學(xué)儀器有限公司。
1.3.1 萎凋工序處理
將新鮮的茶葉均勻地平鋪在茶框上,攤放厚度大約在2 cm~3 cm,采用室內(nèi)自然萎凋和加溫萎凋兩種方式進行。室內(nèi)自然萎凋:場所四面通風(fēng),無陽光直曬,室溫為20℃~25℃,相對濕度為70%~80%,分別萎凋12、24、36、48、60、72 h, 并在 36 h 后進行第 1 次并篩,48 h后進行第2次并篩。加溫萎凋:通風(fēng)良好,溫度控制在28℃~30℃,相對濕度在70%,萎凋歷時分別為12、24、36、48、60、72 h, 并在 36 h 后進行第 1 次并篩,48 h后進行第2次并篩。
1.3.2 烘干工序處理
把經(jīng)過萎凋工藝處理的茶葉放入干燥箱中干燥。將溫度控制在100℃,烘干10 min后取出放置15 min,再于80℃條件下烘干30 min。
1.3.3 樣液的制備
參照GB/T 8303—2013《茶磨碎試樣的制備及其干物質(zhì)含量測定》[12]試樣的制備:首先使用分析天平精確地稱量3 g福鼎白茶(準(zhǔn)確至0.001 g)并于研缽中人工研磨至茶葉完全破碎后將試樣置于500 mL錐形瓶中,加入剛煮沸溫度為100℃的蒸餾水450 mL,接著將樣液立即移入沸水浴中提取45 min(每過10 min后搖動一次)。提取完畢后趁熱使用抽濾機立即減壓過濾。然后將濾液移入500 mL容量瓶中,錐形瓶上殘留的茶渣用少量熱蒸餾水沖洗2次~3次,最后將濾液倒入上述容量瓶中,待其冷卻至室溫25℃后用蒸餾水稀釋至刻度。
1.3.4 萎凋葉水分的測定
茶水分的測定參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》[13]的方法。用天平準(zhǔn)確稱量5 g(準(zhǔn)確至0.001)各個工藝處理下的萎凋葉放在已記錄質(zhì)量的干燥烘皿上,然后放置于溫度已設(shè)定為120℃的干燥箱內(nèi)。于干燥箱內(nèi)加熱1 h后取出,最后于干燥器內(nèi)冷卻到室溫25℃,稱量(準(zhǔn)確至0.001)。
1.3.5 茶多酚的檢測
參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》[14]的方法。從1.3.3制備得到的樣液中量取1.00 mL于25 mL容量瓶中,接著加入4.00 mL蒸餾水和已配制好的放置于陰暗處保存的酒石酸鐵溶液5.00 mL,用手充分搖蕩使其混勻,用pH 7.5的磷酸緩沖溶液定容至刻度線。在540nm處測定吸光度。用試劑空白溶液做空白與實際溶液作參比,在540 nm處測定其吸光度。平行測定3次。
1.3.6 游離氨基酸的測定
氨基酸的測定方法參照GB/T 8314—2013《茶游離氨基酸總量的測定》[15]。先用移液管準(zhǔn)確吸取樣液1 mL至25 mL的容量瓶中,然后加入0.5 mL pH 8.0的磷酸鹽緩沖液和0.5 mL 2%已配制并于遮光處隔夜保存的茚三酮溶液,移入沸水浴中加熱15 min。取出試劑待其冷卻后加蒸餾水定容至25 mL。再放置10 min后,用10 mm石英比色杯,在波長為570 nm處,以試劑空白溶液作參比,測定其吸光度。分別吸取0.0、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL氨基酸工作液于25 mL容量瓶中,每個容量瓶中加蒸餾水4 mL、pH 8.0的磷酸鹽緩沖液0.5 mL和配制好的2%茚三酮溶液0.5 mL,在溫度為100℃的水浴鍋中加熱15 min,冷卻后加蒸餾水定容至刻度線,放置10min后以試劑空白溶液作參比,測定其在570nm處的吸光度。最后用吸光度與谷氨酸濃度繪制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.3.7 成品白茶的感官評價
評價方法參考國標(biāo)GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》[16],采用五項八因子評分法,其中代表白茶感官品質(zhì)評審的五項因子分別為外形(形狀、嫩度、色澤、整碎和凈度)湯色、香氣、滋味、葉底,白茶品質(zhì)評語與各品質(zhì)因子評分見表1。邀請9名經(jīng)過感官評定分析專業(yè)培訓(xùn)的人員組成感官評價小組。茶湯的制備按照標(biāo)準(zhǔn)要求取有代表性的茶樣3 g,茶水比1∶50(g/mL),使用150 mL精制茶審評杯,沸水加蓋沖泡5 min,依次濾出茶湯逐項評價。
表1 白茶品質(zhì)評語與各品質(zhì)因子評分Table 1 White tea quality reviews and score tables for each quality factor
每次試驗均重復(fù)3次。測定所得數(shù)據(jù)用Excel 2010制圖并進行誤差分析,分析差異顯著性(p<0.05)。
2.1.1 萎凋工藝對萎凋葉水分含量的影響
萎凋工藝對福鼎白茶的品質(zhì)特征和商品價值具有重要影響。新鮮嫩葉在長時間的攤放過程中,內(nèi)部水分和內(nèi)含物質(zhì)發(fā)生一系列重要生物化學(xué)反應(yīng)進而形成具有品質(zhì)特征的白茶,其中水分含量變化是萎凋工藝中影響白茶品質(zhì)的重要因素[17]。目前福鼎白茶生產(chǎn)上常用的萎凋方式是自然萎凋,但有時為了縮短白茶生產(chǎn)周期,或遇到陰雨連綿或低溫高濕天氣,則采用加溫萎凋。萎凋工藝對萎凋葉水分含量的影響見圖1。
圖1 萎凋工藝對萎凋葉水分含量的影響Fig.1 Effect of withering process on moisture content of withered leaves
從圖1可以看出,自然萎凋的失水速率要明顯低于加溫萎凋,說明在較高的溫度條件下,萎凋葉的失水速率較高。一般萎凋后水分含量在15%~20%左右的萎凋葉即可進入烘干工序,試驗結(jié)果表明自然萎凋從水分含量74.6%的新鮮嫩葉失水為水分含量18.2%的萎凋葉需要60 h,平均失水速率為0.94%/h;加溫萎凋從水分含量74.6%的新鮮嫩葉失水為水分含量17.8%的萎凋葉需要36 h,平均失水速率為1.58%/h,加溫萎凋的失水速率是自然萎凋的1.68倍。另外,兩種萎凋方式在前期的失水速率均較高,這可能是因為損失的主要是嫩葉表層的水,其與萎凋葉內(nèi)部的吸附力較小,較容易蒸發(fā),進而再隨著萎凋時間的延長由表及里蒸發(fā)萎凋葉內(nèi)部的結(jié)合水。萎凋過程中萎凋葉水分含量對內(nèi)部一系列生物化學(xué)反應(yīng)具有重要影響,即可通過調(diào)控萎凋工藝獲得高品質(zhì)白茶。萎凋工藝采取各種工藝措施,如調(diào)節(jié)萎凋溫度、空氣濕度、通風(fēng)狀況、萎凋時間等,其實際原因就是控制失水速率,而這也是自然萎凋和加溫萎凋兩種加工方式影響白茶品質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別。因此調(diào)節(jié)萎凋失水速率來改善福鼎白茶品質(zhì)具有一定的指導(dǎo)意義。
2.1.2 萎凋工藝對萎凋葉中茶多酚含量的影響
福鼎白茶萎凋工藝除了能夠蒸發(fā)鮮葉水分從而達到一定含水量要求之外,還伴隨著鮮葉內(nèi)部成分發(fā)生緩慢水解、氧化等一系列生物化學(xué)反應(yīng),從而形成特有品質(zhì)的白茶。因此分析白茶萎凋過程的化學(xué)成分,特別是對白茶品質(zhì)影響顯著的特征成分的變化規(guī)律,對于白茶品質(zhì)的提升具有重要價值。由于萎凋過程中萎凋葉的水分含量不斷發(fā)生變化,因此本研究中化學(xué)成分的含量以占白茶總干物質(zhì)的比例進行分析。萎凋時間對萎凋葉中茶多酚含量的影響見圖2。
圖2 萎凋時間對萎凋葉中茶多酚含量的影響Fig.2 Effect of withering time on the content of tea polyphenols in withered leaves
從圖2可以看出,隨著自然萎凋時間的延長,萎凋葉中茶多酚占總干物質(zhì)的含量總體呈下降的趨勢,加溫萎凋也體現(xiàn)出類似的下降趨勢,說明茶多酚在萎凋過程中會有部分損失,這主要是因為萎凋過程中水分的散失導(dǎo)致內(nèi)部細胞液濃度增加,使多酚類物質(zhì)與酶的接觸增加,從而促進酶促反應(yīng)的進行[8]。自然萎凋過程中前期茶多酚含量損失速率較小,主要是由于此時細胞液中通透性較差且底物濃度較低,因此酶促反應(yīng)較慢;而萎凋后期茶多酚雖然能夠與其它物質(zhì)反應(yīng)形成絡(luò)合物[18],但由于萎凋葉中水分活度的降低抑制了酶的活力,因此茶多酚含量損失速率相對于中期則較緩慢。對比兩種萎凋方式可以發(fā)現(xiàn),加溫萎凋由于環(huán)境溫度相對較高,酶催化反應(yīng)也較快,導(dǎo)致茶多酚含量損失率相比于自然萎凋要高一些。張應(yīng)根等[19]研究表明,若萎凋過程中氧化分解反應(yīng)過度,使茶多酚含量明顯降低,易產(chǎn)生“發(fā)酵香”,從而降低白茶品質(zhì)。因此,白茶萎凋過程中茶多酚含量降低以及相應(yīng)反應(yīng)產(chǎn)物的形成,對于白茶的色澤、感官等品質(zhì)具有重要影響,若能調(diào)控萎凋條件,有效控制生化反應(yīng)的進行,則能顯著提升白茶品質(zhì)。
2.1.3 萎凋工藝對萎凋葉中氨基酸含量的影響
福鼎白茶工藝自然簡單,不炒不揉,是氨基酸含量最高的一種茶類,游離氨基酸總量為2.18%~4.17%[20]。白茶中的氨基酸對于增進茶湯滋味、提高茶葉香氣、改進干茶色澤等方面具有重要作用,同時也是白茶中的重要功能成分[21]。萎凋過程中涉及一系列的生物化學(xué)反應(yīng),萎凋葉中氨基酸含量也會發(fā)生變化,而萎凋方式的不同,氨基酸的含量也是有所差異。萎凋時間對萎凋葉中氨基酸含量的影響見圖3。
圖3 萎凋時間對萎凋葉中氨基酸含量的影響Fig.3 Effect of withering time on amino acid content in withered leaves
從圖3可以看出,隨著萎凋時間的延長,自然萎凋和加溫萎凋中氨基酸占萎凋葉總干物質(zhì)的含量均有不同程度的升高,這主要是由于萎凋葉內(nèi)部蛋白質(zhì)、多肽在酶的作用下能夠分解產(chǎn)生氨基酸。而酶催化效率又受到水分活度、底物濃度等影響,因此萎凋過程中氨基酸形成的速率有所變化。有研究表明,茶葉萎凋中后期多酚類物質(zhì)形成的鄰醌類物質(zhì)增加,能夠與氨基酸反應(yīng)生成揮發(fā)性成分,而且氨基酸還能與多酚類化合物、還原糖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成芳香物質(zhì),從而為白茶提供香氣來源[22-23],表現(xiàn)為萎凋過程中存在氨基酸含量略微減少的區(qū)間段。因此,氨基酸的存在及含量對白茶品質(zhì)及特征風(fēng)味的形成具有顯著影響,如若萎凋時間不足或萎凋過度則會造成白茶品質(zhì)不佳。
2.2.1 萎凋工藝對萎凋葉形態(tài)的影響
將不同萎凋工藝下得到的萎凋葉進行形態(tài)評價,結(jié)果如表2所示。
從表2中可以看出,在一段時間內(nèi)隨著萎凋時間的延長,白茶形態(tài)逐漸改善,但萎凋時間過長則對萎凋葉形態(tài)有負面影響。自然萎凋時間為60 h和加溫萎凋時間為36 h時,萎凋葉葉色由最初的碧綠轉(zhuǎn)為灰綠、茶葉毫色發(fā)白、芽尖與葉梗顯翹尾、葉緣垂卷、青氣消失、茶香顯露,具有最佳的形態(tài),此時水分含量達到萎凋所需要控制的水分含量要求,可下機烘烤。萎凋過程中水分散失,葉質(zhì)變得柔軟,對萎凋葉形態(tài)的形成密切相關(guān),也為白茶后續(xù)加工工序及品質(zhì)形成提供物質(zhì)和葉形基礎(chǔ)[24]。葉綠素是形成白茶灰綠色澤的主要物質(zhì),其在萎凋過程中能夠發(fā)生各種轉(zhuǎn)化變化,從而影響白茶葉底、色澤和湯色[25]。李明月[26]研究表明,葉綠素a和葉綠素總量在萎凋過程呈現(xiàn)下降的趨勢,葉綠素b則呈現(xiàn)出先減后增再減的趨勢,使得茶葉由最初的鮮綠色轉(zhuǎn)化為期望的灰綠色澤。因此,鑒于實際生產(chǎn)中萎凋溫濕度等條件的變化,選擇合適的萎凋方式和時間對于改善萎凋葉品質(zhì)具有重要意義。
表2 不同萎凋工藝下萎凋葉的形態(tài)描述Table 2 Morphological description of withered leaves under different withering techniques
2.2.2 萎凋工藝對成品白茶品質(zhì)的影響
將不同萎凋工藝下得到的福鼎白茶茶葉進行下一步工序烘干處理,得到成品福鼎白茶,對其進行感官評價,感官評分如表3所示。
表3 成品白茶感官評分Table 3 Sensory score of white tea
由表3可以得出,自然萎凋過程中,起初隨著萎凋時間的延長,白茶感官評分越來越高,在萎凋時間60 h時評分94.3達到最高,說明隨著萎凋時間的延長,白茶品質(zhì)提升;若繼續(xù)延長萎凋時間,白茶品質(zhì)略微降低。加溫萎凋的白茶感官評分也表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,萎凋時間在12 h~36 h之間感官評分逐漸增高,在36 h達到最大值92.6;之后隨著萎凋時間的延長,其評分明顯降低。這些結(jié)果充分說明萎凋不足或萎凋過度對福鼎白茶品質(zhì)均有負面影響。前述研究結(jié)果也表明了萎凋過程中茶葉內(nèi)部發(fā)生一系列生化反應(yīng),包括含水量的減少、多酚類物質(zhì)不同程度的氧化、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生氨基酸等,這些物質(zhì)又相互作用產(chǎn)生香氣滋味物質(zhì)。若萎凋時間不足,則影響這些生物化學(xué)反應(yīng)的正常進行,酚類物質(zhì)及氨基酸轉(zhuǎn)化不充分,從而導(dǎo)致成品白茶帶有青草味、茶味澀和茶味淡[9,27]。同時,萎凋時間不足導(dǎo)致內(nèi)部水分散失未達到要求,進入烘干工序的茶葉則因水分含量殘留過多,導(dǎo)致葉綠素在高溫高濕的條件下被破壞,使得茶葉中的葉黃素占優(yōu)勢而使葉色黃變,不利于白茶葉色灰綠品質(zhì)特征的形成[28]。萎凋時間過長,則容易使茶葉損傷、夜色變黑、芽葉脫落,主要生化成分消耗多,滋味淡薄,也不利于優(yōu)良品質(zhì)白茶的形成。另外,對比自然萎凋和加溫萎凋的感官評價結(jié)果還可以發(fā)現(xiàn),最佳條件下自然萎凋具有較好的感官品質(zhì),說明自然萎凋更有利于優(yōu)良品質(zhì)白茶的形成,原因是加溫萎凋過程中茶葉的脫水速率影響到了生化反應(yīng)的進行,導(dǎo)致內(nèi)部成分物質(zhì)轉(zhuǎn)化不完全,體現(xiàn)為茶多酚含量降解較少引起苦澀味重,氨基酸生成量較少不利于茶湯滋味的形成[29-30],從而不同程度影響福鼎白茶品質(zhì)的形成,這與闕玉林等[31]研究結(jié)果一致。因此,良好的萎凋工藝能夠促進具有品質(zhì)提升作用的物質(zhì)形成,從而讓茶葉具有良好的外形、湯色、葉底,也有助于滋味和香氣的提升。實際生產(chǎn)可以根據(jù)需求及環(huán)境條件,設(shè)計出合理的萎凋工藝,從而提升福鼎白茶品質(zhì)。
福鼎白茶的生產(chǎn)包括萎凋工藝和干燥工藝,其中萎凋工藝是白茶品質(zhì)生成的關(guān)鍵。萎凋工藝除了能夠蒸發(fā)鮮葉水分外,也伴隨著一系列的生物化學(xué)反應(yīng),體現(xiàn)為茶多酚含量下降,而氨基酸含量有不同程度的升高,這些物質(zhì)的變化及相互作用對于白茶色澤、形態(tài)、茶湯品質(zhì)的形成具有顯著影響,其變化規(guī)律也可以為白茶優(yōu)良品質(zhì)的形成提供科學(xué)的依據(jù)。本文對萎凋葉和成品白茶進行感官評價,發(fā)現(xiàn)自然萎凋時間60 h、加溫萎凋時間36 h時,萎凋葉具有最佳的外形,成品白茶也具有最佳的感官品質(zhì),且自然萎凋的品質(zhì)要高于加溫萎凋。
不同萎凋方式生產(chǎn)的福鼎白茶感官評價有所差別,則是由于萎凋過程中萎凋葉中水分含量變化不一致,表現(xiàn)為生化反應(yīng)程度有差異所致。這些生化反應(yīng)的進行與萎凋葉失水速率息息相關(guān),而失水速率又受萎凋溫度、濕度等環(huán)境條件影響,因此,若能調(diào)節(jié)萎凋溫度、濕度,合理改善萎凋條件控制失水速率,保證這些物質(zhì)合理的相互轉(zhuǎn)化過程,即可有效促進優(yōu)良福鼎白茶的形成,穩(wěn)定福鼎白茶品質(zhì)。