利用砂梨多酚氧化酶减少夏秋红茶苦涩味研究

2012-04-29叶飞高士伟等

湖北农业科学 2012年24期

叶飞　高士伟等

摘要：以夏秋茶鲜叶为原料，在改善红茶加工工艺的基础上，利用添加砂梨多酚氧化酶来减少茶叶的苦涩味，从而提高夏秋红茶的品质。结果表明，在环境温度３５℃、空气相对湿度９０％、光照度２００００ｌｘ条件下，鲜叶经日光萎凋１５～２０ｍｉｎ后再经过１８ｈ的室内萎凋，采用２次揉捻共１ｈ，在３０℃、相对空气湿度９５％的恒温恒湿条件下发酵（３～６ｈ），随着发酵时间的延长，茶叶的感官品质明显提高；砂梨多酚氧化酶可以促进红茶发酵，粗酶液添加量与揉捻叶重量比例在０～１０％范围内，随着比例的升高，茶叶感官的内质得分明显上升（ｒ＝０．９３７５），红茶中苦涩味物质显著减少，同时甜醇类物质显著增加，其中黄酮类物质含量下降了６．８％，茶多酚含量增加了４．２％，可溶性糖含量增加了３４．０％。

关键词：夏秋红茶；工艺；多酚氧化酶；苦涩味

中图分类号：Ｓ５７１．１；ＴＳ２７２．５＋２；Ｑ５５４文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）24－5685-05

茶树［Ｃａｍｅｌｌｉａｓｉｎｅｎｓｉｓ（Ｌ．）Ｏ．Ｋｕｎｔｚｅ］种植和茶叶加工是湖北省农业产业结构重要的组成部分，２０１１年湖北省茶园面积已达２５．２万ｈｍ２，茶叶产量１８．４万ｔ，茶业产值７０．６亿元，其面积、产量和产值都位居全国前列［１］。但是由于夏秋季湖北省茶区光照强度高，所制的绿茶苦涩味重，造成鲜叶原料严重浪费，经济效益也不理想。为提高茶树鲜叶利用率，不少产区在夏秋季改产红茶，以摆脱这一被动局面。然而夏秋季茶树鲜叶制作的红茶在感官品质上还是存在苦涩味明显的现象，国内相关研究通过改善加工工艺提高夏秋红茶品质取得了一定的进展［２－４］，而国外研究发现，利用植物如枇杷［Ｅｒｉｏｂｏｔｒｙａｊａｐｏｎｉｃａ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｌｉｎｄｌ．］叶片和蓝莓（ＶａｃｃｉｎｉｕｍｕｌｉｇｉｎｏｓｕｍＬ．）果实的多酚氧化酶（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｏｘｉｄａｓｅ，ＰＰＯ）处理茶树鲜叶可以提高茶叶品质，且效果显著［５－７］。砂梨［Ｐｙｒｕｓｐｙｒｉｆｏｌｉａ（Ｂｕｒｍ．ｆ．）Ｎａｋａｉ］作为人们喜爱的水果，所含的天然多酚氧化酶已被用于儿茶素酶促氧化合成茶色素的制备［８，９］；因此在改进夏秋红茶加工工艺方面，利用砂梨的多酚氧化酶提高夏秋红茶品质具有一定的可行性，这对于提高茶园单产和综合效益、增加茶农收入有着积极的意义。

１材料与方法

１．１试验材料

１．１．１田间材料试验所用鲜叶原料有茶树品种福鼎大白茶（Ｃ．ｓｉｎｅｎｓｉｓｃｖ．Ｆｕｄｉｎｇｄａｂａｉ）、福云６号（Ｃ．ｓｉｎｅｎｓｉｓｃｖ．ＦｕｙｕｎＮｏ．６）成年株以及资源圃里的群体品种，在２０１１年６～８月采摘于湖北省农业科学院果树茶叶研究所茶叶基地，采摘规格是１芽１叶。砂梨果实为品种丰水（Ｐ．ｐｙｒｉｆｏｌｉａｃｖ．Ｈｏｕｓｕｉ）的近成熟果实。

１．１．２试剂试验所用化学试剂主要有聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ），０．０１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ６．５的磷酸缓冲液，０．１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ６．５的磷酸缓冲液，０．０５ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ５．５的磷酸缓冲液，３０％饱和硫酸铵，０．１ｍｏｌ／Ｌ儿茶酚，２０％三氯乙酸等。

１．１．３仪器主要有７２２Ｓ－可见光分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）、ＦＡ１１０４电子天平（上海平轩科学仪器有限公司）、ｐＨＳ－３Ｂ酸度计（上海仪电科学仪器股份有限公司）、ＧＬ－２０ＧＩＩ离心机（上海安亭科学仪器厂）、恒温水浴锅（北京西城区医疗器械厂）、研钵（或匀浆机）、试管、移液管等。

１．２试验方法

１．２．１改进夏秋红茶加工工艺根据红茶的加工工艺流程（鲜叶萎凋→揉捻→发酵→干燥），分别优化鲜叶萎凋、发酵及揉捻工艺参数，以此来比较提高夏秋红茶品质的工艺，试验中的室外光照度为２００００ｌｘ，各个处理的具体设置如下。

处理１：日光萎凋（时间１５～２０ｍｉｎ，环境温度３５℃，空气相对湿度９０％，以下简称日光萎凋）；揉捻时间１ｈ；发酵时间３ｈ。

处理２：日光萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间４ｈ。

处理３：日光萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间５ｈ。

处理４：日光萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间６ｈ。

处理５：日光萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间７ｈ。

处理６：日光萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间８ｈ。

处理７：日光萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间９ｈ。

处理８：室内萎凋（时间１８ｈ，环境温度２５～３４℃，空气相对湿度４５％～６０％，以下简称室内萎凋）；揉捻时间１ｈ；发酵时间３ｈ。

处理９：室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间５ｈ。

处理１０：室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间７ｈ。

处理１１：室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间９ｈ。

处理１２：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间３ｈ。

处理１３：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间４ｈ。

处理１４：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间５ｈ。

处理１５：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间６ｈ。

处理１６：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间７ｈ。

处理１７：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间８ｈ。

处理１８：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间１ｈ；发酵时间９ｈ。

以上处理１到处理１８的原料为福鼎大白茶。

鲜叶经过日光萎凋、再经过室内萎凋后，按不同揉捻时间（６０、９０ｍｉｎ）、次数（１次、２次）及不同发酵方式（自然发酵、恒温恒湿发酵）进行处理，具体设置如下。

处理１９：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间６０ｍｉｎ，２次揉捻；自然发酵。

处理２０：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间６０ｍｉｎ，２次揉捻；恒温恒湿发酵（发酵室温度３０℃、空气相对湿度９５％，下同）。

处理２１：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间９０ｍｉｎ，２次揉捻；自然发酵。

处理２２：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间９０ｍｉｎ，１次揉捻；恒温恒湿发酵。

处理２３：日光萎凋加室内萎凋；揉捻时间６０ｍｉｎ，１次揉捻；恒温恒湿发酵。

以上处理１９到处理２３的原料为群体品种。

对以上用处理１到处理２３做出的红茶样品进行感官品质审评，审评人员由业内专业人士通过随机选取的方式产生，采用密码制，审评过程和要求按照文献［１０］的方法执行。

１．２．２多酚氧化酶活性测定按文献［１１］的方法测定砂梨品种丰水果实果肉、茶树品种福云６号叶片的多酚氧化酶活性。①粗酶液的制备，称取梨果肉或茶鲜叶（冷冻）５ｇ，放入研钵（组织捣碎机）内，捣碎匀浆５ｍｉｎ，再分别加入０．５ｇ不溶性聚乙烯吡咯烷酮（事先用去离子水浸洗，然后过滤以除去杂质）和１００ｍＬ０．１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ６．５磷酸缓冲液，加入石英砂，磨成匀浆，用若干层纱布袋过滤，滤液加入３０％饱和硫酸铵，４℃、８０００ｒ／ｍｉｎ离心１５ｍｉｎ，除去沉淀；上清液再加硫酸铵使之达到６０％的饱和度，４℃、８０００ｒ／ｍｉｎ离心１０ｍｉｎ，收集沉淀。将所得沉淀溶于２～３ｍＬ０．０１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ６．５磷酸缓冲液中，取上清液，合并两次上清液即为粗酶液。②酶活性的测定，在试管中加入３．９ｍＬ０．０５ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ５．５磷酸缓冲液，１．０ｍＬ０．１ｍｏｌ／Ｌ儿茶酚，在２５℃恒温水浴中保温１０ｍｉｎ，然后加入０．５ｍＬ粗酶液（可视酶活性增减用量），迅速摇匀，倒入比色杯内，于５２５ｎｍ波长处以时间扫描方式，在１～２ｍｉｎ内测定吸光度变化。以１ｍｉｎ内Ａ５２５nm变化０．０１为１个酶活力单位，表述为Ｕ／（ｍｉｎ·ｍＬ）。

１．２．３利用砂梨多酚氧化酶改善夏秋红茶品质在改进工艺的基础上，利用砂梨多酚氧化酶促进夏秋红茶的发酵。采用福云６号１芽１叶为原料；工艺流程：鲜叶萎凋→揉捻→添加砂梨多酚氧化酶空气→发酵→干燥，多酚氧化酶粗酶液的提取见“１．２．２”，以粗酶液添加量作为不同处理设置的变量，粗酶液添加量各个处理有处理２４（ＣＫ）：萎凋工艺为日光萎凋（但环境温度变为４０．９℃、空气相对湿度变为４０．３％）加室内萎凋；揉捻时间６０ｍｉｎ；恒温恒湿发酵（发酵室温度３０℃，空气相对湿度９５％）；干燥工艺：毛火１２０℃、２０ｍｉｎ，足火７５℃、６０ｍｉｎ；不添加多酚氧化酶粗酶液；处理２５、处理２６、处理２７、处理２８、处理２９的多酚氧化酶粗酶液添加量分别为３％（即粗酶液重量／揉捻叶重量×１００％，后同）、５％、１０％、１５％、２０％；其他的工艺参数设置与工艺要求同处理２４。

另外对处理２４到处理２９的红茶内在品质进行测定，其中茶多酚类总量含量按照文献［１２］的方法测定，黄酮类物质含量按照文献［１３］和［１４］的方法测定，水浸出物含量按照文献［１５］的方法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法［１1］测定，氨基酸含量按照文献［１６］的方法测定。

１．３数据处理

试验所得数据均采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＯｆｆｉｃｅＥｘｃｅｌ２００３软件整理并绘图，采用ＳＰＳＳ１１．５统计软件进行邓肯氏新复极差测验（Ｄｕｎｃａｎ′ｓｎｅｗｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｒａｎｇｅｔｅｓｔ），并进行多重比较（ＬＳＤ）分析［１７］。

２结果与分析

２．１工艺改进对夏秋红茶品质的影响

不同萎凋、发酵及揉捻工艺改进处理对红茶感官品质的影响见表１，从表１可见，日光萎凋处理组（处理１到处理７）中，发酵５ｈ的处理３感官品质较优（得分９０．８）；室内萎凋处理组（处理８到处理１１）中，发酵５ｈ的处理９感官品质较优（９０．８）；日光萎凋结合室内萎凋处理组（处理１２到处理１８）中，发酵时间６ｈ的处理１５感官品质最优（９１．７）。综合比较发现，日光萎凋结合室内萎凋、揉捻时间１ｈ、发酵时间６ｈ的处理１５红茶感官品质最优。

鲜叶经过日光萎凋结合室内萎凋后，按不同的揉捻时间、次数及不同发酵方式进行处理，结果对红茶感官品质审评的影响见表２，从表２可见，揉捻６０ｍｉｎ的３个处理感官品质均优于揉捻９０ｍｉｎ的２个处理；而在６０ｍｉｎ揉捻２次、恒温恒湿发酵的外形比揉捻１次的效果好；９０ｍｉｎ揉捻２次的碎茶多；揉捻６０ｍｉｎ、恒温恒湿发酵的内质较自然发酵的香气、滋味好。因此６０ｍｉｎ揉捻２次、恒温恒湿发酵的工艺能提高红茶的外形紧结度，同时改善了香气和滋味。

２．２砂梨多酚氧化酶活性的测定比较

２．３砂梨多酚氧化酶对夏秋红茶品质的影响

３讨论

３．１夏秋红茶工艺改善效果

夏秋红茶原料中的苦涩味物质较多，使得感官品质大受影响。相关研究［１８，１９］表明，适当地延长摊放（室内萎凋）时间，能促使鲜叶中纤维素等非水溶性糖成分发生水解，从而能使可溶性糖含量不断增加，这将有助于提高茶汤的甜醇度，改善感官品质。本试验和其他研究结果［２，３］比较发现，试验中延长萎凋时间更有利于苦涩味物质的分解与转化；２次揉捻和恒温恒湿发酵（发酵室温度３０℃，空气相对湿度９５％）有利于提高夏秋红茶的外形紧结度、滋味和香气；适当延长发酵时间（５～６ｈ）有利于减少苦涩味物质，而发酵过度延长（＞６ｈ）会造成香气和滋味都欠纯的情况出现。综上说明，加工过程中加深萎凋程度、发酵温度保持恒定（３０℃）、适当延长发酵时间均能有效减少夏秋红茶的苦涩味。

３．２添加砂梨多酚氧化酶的改善效果

红茶品质与原料鲜叶中的多酚氧化酶密切相关，儿茶素类可被多酚氧化酶氧化形成红茶的香气、滋味［１１］物质；其他研究［２０］发现不同来源的多酚氧化酶可以作用于同一底物，且最适底物并非总是与多酚氧化酶同时存在于同一植物中，如砂梨中丰水品种的多酚氧化酶酶促氧化儿茶素的数学模型被建立，证明丰水梨的多酚氧化酶较茶叶本身的多酚氧化酶作用强［８，９］。许多研究［２１－２４］证实，添加外源酶可以提高红茶的品质并进行定向调控，但鉴于食品安全及成本考虑，上述手段尚未应用于实际生产中去，但在红茶揉捻和发酵过程中添加蓝莓、枇杷叶等植物组织多酚氧化酶粗提液［５－７］，既保证了食品安全，又控制了生产成本，同时降低了茶汤的苦涩味和收敛味；不过这在一定程度上改变了红茶原有的风味。

砂梨果实中的多酚氧化酶活性比茶叶的多酚氧化酶活性高，当添加到揉捻叶中后，茶叶中的黄酮类等苦涩味物质的氧化程度随之加大，这将使茶叶中的苦涩味相应减少。在利用丰水梨多酚氧化酶改善夏秋红茶品质的试验中，茶汤中的苦涩味物质显著减少，甜醇类物质显著增加，同时香气、汤色和滋味等的感官品质得分都有明显的提高，茶叶的原有风味也得到了保留。但是由于多酚氧化酶作为自然界复杂的同工酶［２５］，酶的活性因砂梨的品种等因素而有显著差异，因此筛选更高效的多酚氧化酶及跟踪其他类苦涩味物质的变化情况是下一步要研究的内容。

参考文献：

［１］毛欢喜．鄂茶十年：质与量齐飞品牌建设扎实［Ｎ］．中华合作时报，２０１２－１０－１９（０２）．

［２］刘玉芳，杨春，林朝赐．发酵时间对工夫红茶品质的影响研究初报［Ｊ］．福建茶叶，２００８（２）：２１－２２．

［３］赖兆祥，苗爱清，孙世利．花香型红茶红螺春加工新技术研究［Ｊ］．广东农业科学，２０１０，３７（１０）：１２０－１２１．

［４］方世辉，王先锋，汪惜生．不同发酵温度和程度对工夫红茶品质的影响［Ｊ］．中国茶叶加工，２００４（２）：１９－２１．

［５］TAKASHITANAKA，MINEC，KYOKOINOUE，ｅｔａｌ，Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｔｈｅａｆｌａｖｉｎｆｒｏｍｅｐｉｃａｔｅｃｈｉｎａｎｄｅｐｉｇａｌｌｏｃａｔｅｃｈｉｎｂｙｐｌａｎｔｈｏｍｏｇｅｎａｔｅｓａｎｄｒｏｌｅｏｆｅｐｉｃａｔｅｃｈｉｎｑｕｉｎｏｎｅｉｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｆｌａｖｉｎ［Ｊ］．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｎｄＦｏｏｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００２，５０（７）：２１４２－２１４８．

［６］TAKASHITANAKA，YOSUKEMATSUO，ISAOKOUNO．Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌｓｐｒｏｄｕｃｅｄｄｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｔｅａａｎｄｓｅｌｅｃｔｅｄｆｏｏｄｓ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０１０，１１：１４－４０．

［７］TAKASHITANAKA，YUJIMIYATA，KEITAMAYA，ｅｔａｌ，Ｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅａｆｌａｖｉｎｇａｌｌａｔｅｓａｎｄｔｈｅａｒｕｂｉｇｉｎｓｂｙａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｏｆｃａｔｅｃｈｉｎｏｘｉｄａｔｉｏｎｉｎａｎｅｗｆｅｒｍｅｎｔｅｄｔｅａｐｒｏｄｕｃｔｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｔｅａ－ｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｌｏｑｕａｔ（Ｅｒｉｏｂｏｔｒｙａｊａｐｏｎｉｃａ）ａｎｄｇｒｅｅｎｔｅａｌｅａｖｅｓ［Ｊ］．ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌａｎｄＦｏｏｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００９，５７（１３）：５８１６-５８２２．

［８］王坤波．茶黄素的酶促合成、分离鉴定及功能研究［Ｄ］．长沙：湖南农业大学，２００７．１－３．

［９］谷记平．茶黄素酶促氧化制备技术的研究［Ｄ］．长沙：湖南农业大学，２００４．１－３．

［１０］ＧＢ／Ｔ２３７７６－２００９，茶叶感官审评方法［Ｓ］．

［１１］黄意欢．茶学实验技术［Ｍ］．北京：中国农业出版社，１９９５.１１５－１３５．

［１２］ＧＢ／Ｔ８３１３－２００８，茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法［Ｓ］．

［１３］夏新奎，杨海霞，宋清猛．不同品种茶叶黄酮类化合物含量的比较分析［Ｊ］．信阳农业高等专科学校学报，２００８，１８（３）：１１３－１１５．

［１４］姚小敏，覃成箭，羊金梅，等．茶叶中总黄酮的提取、鉴别及其含量测定［Ｊ］．右江民族医学院学报，２００５，２７（６）：７７９－７８１．

［１５］ＧＢ／Ｔ８３０５－２００２，茶水浸出物测定［Ｓ］．

［１６］ＧＢ／Ｔ８３１４－２００２，茶游离氨基酸总量测定［Ｓ］．

［１７］余建英，何旭宏．数据统计分析与ＳＰＳＳ应用［Ｍ］．北京：人民邮电出版杜，２００３．

［１８］宛晓春．茶叶生物化学［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００３．

［１９］尹军峰．名优绿茶鲜叶摊放过程主要化学成分变化规律及环境影响的研究［Ｄ］．杭州：浙江大学，２００７．１－２．