正交试验优化夏暑乌龙茶“三青”工艺

2014-02-13龚自明郑鹏程高士伟王雪萍王胜鹏

食品科学 2014年12期

叶飞，龚自明,2,，郑鹏程，高士伟,2，王雪萍，滕靖，王胜鹏

（1.湖北省农业科学院果树茶叶研究所，湖北武汉 430064；2.湖北省农业科技创新中心果茶分中心，湖北武汉 430064）

乌龙茶是中国的特有茶类，鲜叶原料和相应的加工技术决定了乌龙茶品质[1-3]，做青是其加工工艺中的关键工序。与此同时夏暑茶鲜叶占全年鲜叶产量比重较大，内含物质苦涩滋味较重，给加工带来了困难。近年来相关研究开始利用新工艺和新技术加工夏暑乌龙茶，如张文锦等[4]通过覆盖遮阴处理降低了夏暑茶鲜叶中的茶多酚含量，提高了氨基酸含量；林金科等[5]通过增湿萎凋提高了夏暑乌龙茶品质；黄福平等[6]在适当增强做青程度后，提高了乌龙茶香气品质；郑鹏程等[7-8]发现6 次摇青所制的乌龙茶感官品质较优；有研究[9-10]认为晒青质量减少率5%、做青温度18 ℃和短晾青对乌龙茶品质有利，摇青处理减少了夏茶原料中的苦涩味；也有研究利用空调送风做青和轻做青技术改善了乌龙茶品质，得出不同做青方式对香气有较大影响，低温做青对乌龙茶品质不利[11-15]；黄毅彪[16]、郝志龙[17]等改进摇青方式来提高乌龙茶品质；杨军等[18]针对黄绿色的乌龙茶品种鲜叶优化了做青参数。但是上述针对夏暑鲜叶加工技术的研究还不够系统，本研究以夏暑鲜叶为原料，对做青工艺中的晒青质量减少率、摇青时间和摇青次数进行了系统研究，旨在获得优化后的夏暑鲜叶加工乌龙茶的做青工艺，为夏暑乌龙茶加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

茶鲜叶：福鼎大白实生种茶树鲜叶，按照乌龙茶标准采摘（1 芽2 叶～1 芽3 叶，小开面采摘）。

1.2 仪器与设备

6CY-85型摇青机（转速26 r/min）、6CWS-90型液化气杀青机、6CWSB-22型速包机、6CWB-80型平板包揉机、6CW-60型解块筛末机、6CH-54型电热烘干箱福建安溪佳友机械有限公司；Thermo TRACE GC 2000-TRACE DSQ气象色谱-质谱联用仪美国菲尼根质谱公司。

1.3 方法

1.3.1 乌龙茶“三青”工艺条件优化

夏暑乌龙茶加工工艺流程：鲜叶→晒青→做青（摇青←→晾青）→杀青→造型（包揉←→解块）→定型→烘干→毛茶；同时做青车间温度控制在23～25 ℃，相对湿度65%～75%。

首先对晒青质量减少率、摇青时间和摇青次数进行了单因素试验。晒青质量减少率单因素试验：设置不同晒青质量减少率（0%、5%、10%和15%），晒青时间段为16:30～17:30，环境温度为35 ℃，相对湿度90%，光照强度2×104lx，做青方式采用“四摇四晾”，具体为3 min，2 h；4.5 min，3 h；7.5 min，6 h；6 min，3 h，摇青总时间为21 min，晾青总时间14 h。摇青时间单因素试验：设置不同摇青时间，如表1所示；晒青质量减少率10%，做青方式采用“四摇四晾”。摇青次数单因素试验：设置不同摇青次数，如表2所示，晒青质量减少率10%，摇青总时间均为21 min，晾青时间为14 h。在单因素试验的基础上，再选择晒青质量减少率、做青时间和摇青次数进行正交试验，最后以感官得分、生化成分和香气成分为考察指标进行综合评价。

表1 不同摇青时间设计Table 1 Experimental design of tossing time

表2 不同摇青次数处理设计Table 2 Experimental design of tossing number

1.3.2 指标测定

茶叶感官品质：对茶样进行密码感官审评（GB 23776—2009《茶叶感官审评方法》），具体公式为：感官得分=外形×0.20＋汤色×0.05＋香气×0.30＋滋味×0.35＋叶底×0.10。

茶多酚含量：酒石酸铁比色法（GB 8313—1987《茶、茶多酚测定》）。

游离氨基酸含量：茚三酮比色法（GB 8314—1987《茶游离氨基酸总量测定》）。

Green值：Green值=橙花叔醇/芳樟醇及其氧化和脱氢产物。

香气成分：采用固相微萃取法（solid-phase microextraction，SPME）测定乌龙茶的香气化合物，进行气相色谱-质谱（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）方法测定[19]。其中大气湿度为46%，具体检测方法为：1）称取10 g粉碎茶，置于具塞三角瓶中；2）将三角瓶置于磁力搅拌器上60 ℃恒温10 min后，插入SPME（DVB/CAR/PDMS）；3）60 ℃恒温搅拌提取70 min；4）SPME直接进样。气相条件：进样口温度240 ℃；不分流衬管；载气为恒流模式，流速1.0 mL/min；传输线温度250 ℃；毛细管柱为DB 530 mm×0.25 mm，0.25 μm；升温过程40 ℃（保持5 min）→2 ℃/min升温→150 ℃（保持1 min）→60 ℃/min→250 ℃（保持1 min）。质谱条件：离子源温度220 ℃；扫描模式m/z50～650全扫描；离子类型为正离子；电子能量70 eV；灯丝电流100 μA；溶剂截断0 min。

1.4 数据处理

试验重复3 次，数据经Excel和SPSS 13.0处理，大写字母和小写字母分别表示Duncan新复极差（shortest significant range，SSR）在P=0.01和P=0.05水平下的差异显著性，字母不同表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 不同晒青质量减少率

分析晒青质量减少率单因素试验结果（表3）发现：随着晒青质量减少率的升高，茶多酚的含量呈显著下降趋势（P＜0.01），氨基酸的含量则呈上升趋势（P＜0.01），15%质量减少率处理最高（P＜0.01）；水浸出总量呈下降趋势，15%质量减少率处理最低（P＜0.05）；水溶性多糖和咖啡碱的含量无明显变化；检测到的香气物质的相对含量呈上升趋势，与不晒青处理相比，质量减少5%、10%、15%处理的检出香气物质的相对含量分别增加了5.34%、26.05%、29.07%。晒青质量减少10%处理内含物含量适中、香气组分相对含量较高，综合比较发现，质量减少10%处理的感官得分最高，其次为质量减少5%、质量减少15%，不晒青处理得分最低。

表3 不同晒青处理对乌龙茶内含成分和感官品质的影响Table 3 Effects of different levels of weight reduction resulting from sunshine withering on chemical components and sensory quality of oolong tea

2.1.2 不同摇青时间

表4 不同摇青时间对乌龙茶内含成分和感官品质的影响Table 4 Effects of different tossing durations on sensory quality of oolong tea

分析摇青时间单因素试验结果（表4）发现：与对照相比，摇青处理的茶多酚、氨基酸、水溶性多糖、水浸出物的含量随着摇青时间的延长均显著下降（P＜0.01），咖啡碱含量变化不明显；检测到香气物质的相对含量从高到低依次为14 min处理、28 min处理和21 min处理；比较感官得分发现：摇青处理21 min的感官品质较优，然后依次为摇青14 min处理、摇青28 min处理和对照。综合比较发现摇青处理品质均高于对照，摇青21 min处理的感官得分最高。

2.1.3 不同摇青次数

表5 不同摇青次数对乌龙茶内含成分和感官品质的影响Table 5 Effects of tossing number on chemical components and sensory quality of oolong tea

分析摇青次数单因素试验结果（表5）发现：与对照相比，摇青处理中茶多酚、氨基酸、水浸出物的含量均显著下降，其中水溶性多糖含量以摇青1 次处理最高，摇青3 次处理最低。比较感官得分发现：摇青3 次处理综合品质最优，然后依次为摇青2、4、1、5 次、不摇青处理。比较香气物质的相对含量发现所有摇青处理的均高于对照，而在摇青处理中，摇青3 次总峰面积最高。综合比较发现摇青3 次处理的感官得分最高。

2.2 正交试验结果

表6 正交试验设计及结果Table 6 Orthogonal array design with sensory score.chemical components and Green value

感官得分对品质判别最为直接，内含成分也是茶叶品质的物质基础，可以对感官结果进行佐证，如茶多酚、氨基酸和香气组分的Green值[20]。分析正交试验结果（表6）发现：对感官得分影响最大的是晒青质量减少率（Rj=1.634）、其次是摇青时间（Rj=1.341），最后是摇青次数（Rj=0.541），对感官得分的最佳组合处理是A3B2C1（晒青质量减少率15%，摇青3 次和摇青时间14 min）；对茶多酚含量影响最大的是摇青时间（R’j=1.241），其次是晒青质量减少率（R’j=1.025），最后是摇青次数（R’j=0.640）；对茶多酚含量的最佳组合处理是A2B3C2（晒青质量减少率10%，摇青4 次和摇青时间21 min）；对游离氨基酸含量影响最大的是晒青质量减少率其次是摇青时间最后是摇青次数对游离氨基酸含量的最佳组合处理是A2B1C2（晒青质量减少率10%，摇青2 次和摇青时间21 min）；分析表6、7并结合图1结果发现，对香气Green值影响最大的是晒青质量减少率其次是摇青时间最后是摇青次数对香气Green值的最佳组合处理是A3B3C3（晒青质量减少率15%，摇青4 次和摇青时间28 min）。综合分析正交试验结果发现，对夏暑乌龙茶做青影响最大的因素是晒青质量减少率，其次是摇青时间，最后是摇青次数，最佳的做青工艺为晒青质量减少率15%，摇青时间14 min和摇青3 次。此时感官得分为90.150，茶多酚含量为19.907%，游离氨基酸含量为2.095%，Green值为0.260。

表7 正交试验香气值结果Table 7 Aroma compounds identified from 9 orthogonal array runs %

图1 正交试验中处理3（03）和处理8样品（08）香气组分图谱Fig.1 GC-MS chromatograms of aroma components in orthogonal array run No.3 and No.8

3 结论

做青对乌龙茶品质形成的起到了关键作用，做青的第一道工序就是晒青，然后是摇青和晾青交替进行。研究[21-23]发现晒青是摇青和晾青工序的基础。林金科等[24]采用增湿晒青新工艺，延长了晒青时间，提高了清香型夏暑乌龙茶品质。本次研究单因素试验发现茶多酚和游离氨基酸含量随着晒青质量减少率升高分别降低和升高（P＜0.01），说明适度重晒青有利于改善夏暑乌龙茶品质，推测是因为重晒青促进了夏暑鲜叶中的茶多酚等苦涩味滋味物质转化为茶黄素、茶红素等[25]，同时促进了可溶性蛋白质进一步水解，导致茶多酚含量随着晒青程度加深而显著减少（P＜0.01），而呈鲜爽滋味的游离氨基酸含量显著增加（P＜0.01）。

晒青工序后鲜叶必须经过摇青与晾青，促进茎梗中的水分和可溶性物质向叶肉细胞组织输送[25-26]，并在叶片中发生复杂的化学变化。研究[21-23]发现适当增强摇青程度，促进了可溶性蛋白质水解和多酚类化合物缓慢氧化，导致儿茶素苦涩味指数和酚氨比降低[10]。本次研究中单因素结果发现，摇青21 min处理和摇青3 次处理的品质最好；而正交试验发现摇青时间和次数对感官得分影响相对较小，推测是因为夏暑茶鲜叶中香气前体物质相对较少[27]，增加摇青次数或者延长摇青时间对香气的影响相对不明显。

本次研究发现鲜叶经过重晒青（晒青质量减少率15%）后，配合轻度摇青（14 min，3 次）的做青工艺参数明显改善了夏秋乌龙茶品质，可能是因为夏暑鲜叶与春秋季鲜叶中的多酚氧化酶和相关酶活有较大差别，所以利用新工艺定向调控夏暑鲜叶中重要生化成分和品质因子，同时监测多酚氧化酶和相关重要酶活变化将是下一步研究的重点。

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