温州黄汤闷堆和闷烘工艺

2017-03-01滑金杰尹军峰袁海波江用文陈根生

江苏农业科学 2017年2期

关键词：黄茶咖啡碱儿茶素

滑金杰，尹军峰，袁海波，江用文，汪芳，陈根生

(中国农业科学院茶叶研究所/浙江省茶叶加工工程重点实验室/国家茶产业工程技术研究中心/农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，浙江杭州 310008)

温州黄汤闷堆和闷烘工艺

滑金杰，尹军峰，袁海波，江用文，汪芳，陈根生

(中国农业科学院茶叶研究所/浙江省茶叶加工工程重点实验室/国家茶产业工程技术研究中心/农业部茶树生物学与资源利用重点实验室，浙江杭州 310008)

以1芽1叶初展的茶鲜叶为原料，借鉴温州黄汤的制茶工艺，设置连续的闷堆时间(0、4、8、12、16 h)处理、不同的闷烘时间(0、2、4)、温度(35、45 ℃)条件处理，测定茶多酚、氨基酸、黄酮、可溶性糖、咖啡碱、儿茶素等含量，并对不同闷烘条件处理所制成的茶进行感官审评，研究闷堆工序和闷烘工序对品质生化成分和成茶感官品质的影响。结果发现，闷堆过程中茶多酚、表没食子儿茶素(EGC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、儿茶素没食子酸酯(CG)、儿茶素总量等呈下降趋势，氨基酸、黄酮、可溶性糖、咖啡碱、没食子酸(GA)、没食子儿茶素(GC)、C、EC、简单儿茶素总量等呈先降后升的变化趋势。2种闷烘温度处理下，随着闷烘的持续进行，茶多酚、EGCG、EC、GCG、ECG、CG、儿茶素总量等均呈现逐步下降的趋势，其他品质生化成分含量均呈现“降—升—降”的变化趋势，以闷烘2 h时相对最高；5组闷烘处理间进行比较以“45 ℃+2 h”闷烘处理下氨基酸、可溶性糖、咖啡碱、GC、EGC、C等品质生化成分含量，以及简单儿茶素/酯型儿茶素比值显著最高；酚氨比值显著最低，但感官品质得分显著最高。

闷堆；闷烘；黄茶；温度；生化成分；动态变化

黄茶是我国特有的茶类，主要产自湖南、安徽、四川、浙江、广东等地[1]。“闷黄”作为黄茶加工独特的工序，是形成黄茶干茶金黄、汤色杏黄、叶底嫩黄等“三黄”品质的关键，其本质是在湿热的环境条件下叶内生化成分发生的一系列非酶促热化学反应[2-4]。不同黄茶产地闷黄工艺作业不同，一般可分为“湿坯闷黄”和“干坯闷黄”2类[5]。温州黄汤是我国的历史名茶，其闷黄工序较为独特，同时包含湿闷和干闷2种方式，即采用杀青后闷黄和毛火后闷黄，为形成其特有品质奠定基础。近年来，黄茶闷黄作业的相关研究已有部分文献报道，多集中于闷堆进程中常规生化成分的变化规律以及闷堆工艺参数的优化[6-11]，但以往的研究多采用高温烘干方式固样，忽略了对闷黄环境条件的精准调控，势必对试验结果的统一性及准确性带来影响。此外，有关闷烘过程中内含生化成分变化规律及闷烘参数对黄茶品质影响的研究相对较少。

笔者所在的科研团队借鉴传统温州黄汤加工工艺，通过系统研究提出了“鲜叶—摊放—杀青—理条—一闷(闷堆)—初烘—二闷(闷烘)—复烘—成茶”的优化工艺。本试验以此为基础，借助人工气候箱设施对闷黄环境的温湿度进行精准调控，并通过箱体内风机实施气体交换，同时采用液氮冻结/冷冻干燥固样方法，探索2次闷黄作业在制品生化成分变化规律及其差异，分析其对风味品质的影响，并探索二闷时间和温度对黄茶内含生化成分和感官品质的影响，提出适宜的二闷参数，以期为完善黄茶的制茶化学理论和改进黄茶的制作工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

鲜叶品种为福鼎大白茶，采摘标准为1芽1叶初展，采自浙江省开化县名茶公司茶园基地，采摘日期为2014年4月10日。

6CST-80型电磁内热滚筒杀青机，中国农业科学院茶叶研究所与余姚姚江源茶叶茶机有限公司联合研制；6CLXL11/8型连续理条机，浙江上洋机械有限公司；PRX-450D人工气候箱，浙江宁波赛福实验仪器有限公司；6CTH6.0型茶叶提香机，浙江上洋机械有限公司；MA-150C红外水分测定仪，德国赛多利斯公司；YDS-35-125型液氮罐，河南豫新航空低温容器有限责任公司；FTE-BTD真空冷冻干燥机，美国KINETIC公司；Sartorius BT 124s分析天平，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；岛津UV-3600紫外-可见近红外分光光度计，日本岛津公司；Agilent 1100高效液相色谱仪，安捷伦科技有限公司；DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱，DK-S26 型电热恒温水浴锅，上海精宏实验设备有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计以优化的温州黄汤加工工艺为基础，探究随着一闷工序的进行(0、4、8、12、16 h)，制品品质生化成分的动态变化规律；同时以二闷工艺为研究对象，探究其对黄茶风味品质的影响，设定35、45 ℃等2个温度水平和0、2、4 h等3个二闷时间，共“35/45 ℃+0 h”“35 ℃+2 h”“35 ℃+4 h”“45 ℃+2 h”“45 ℃+4 h”等5个处理组合。

1.2.2 工艺流程黄茶的加工工艺流程：采摘的鲜叶原料均匀薄摊在竹匾上，待含水率降至70%左右进行杀青作业；杀青先采用电磁滚筒杀青机，设定前段筒温270 ℃、中段筒温250 ℃、后段筒温190 ℃，滚筒转速36 r/min，杀青耗时105 s，后采用微波杀青机，微波频率(2 450±50) MHz，输出功率 13.5 kW，传输功率1 400 r/min，杀青耗时160 s；而后摊凉回潮60 min，待含水率55%左右进行理条作业；理条作业分2个阶段，每阶段分3层，第1阶段3层温度分别为230、220、130 ℃，传速48 Hz、1.5 min，第2阶段3层温度分别为170、140、177 ℃，传速45～48 Hz、1.5 min；一闷作业调节环境温度30 ℃，相对湿度90%，闷黄时间16 h；初烘在提香机内进行，设定温度100 ℃、15 min，至含水率15%左右；而后按不同工艺处理进行二闷；最后在提香机内90 ℃复烘30 min，烘至足干(含水率5%～7%)，制得成茶(图1)。

1.2.3 取样方法每隔4.0 h对一闷工序进行取样，并对6个不同处理的二闷样进行取样：取100 g样置于液氮罐冷冻固样，低温冷冻干燥(冻结温度-30 ℃，干燥温度20 ℃)。冷冻干燥样磨碎过筛后装于密封袋内，置于-20 ℃冰柜待测，检测生化成分。

1.3 检测方法

1.3.1 常规检测茶多酚含量的测定采用福林酚比色法(GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》)；氨基酸含量的测定采用茚三酮比色法(GB/T 8314—2002《茶游离氨基酸总量测定》)；可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法；黄酮含量的测定采用三氯化铝比色法。

1.3.2 儿茶素组分、没食子酸、咖啡碱等含量的检测高效液相色谱(high performance liquid chromatography，HPLC)法[12]：室温下，取磨好的茶样1.5 g溶于沸纯水，100 ℃水浴锅中浸提 45 min 后，抽滤、冷却、定容至250 mL，取液用 0.22 μm 水相微孔滤膜过滤至液相小瓶待测。A1100高效液相色谱仪(安捷伦公司)，VWD检测器；色谱柱：WAT054275-C18柱，5 μm，4.6 mm×250 mm；流动相A为2%乙酸，流动相B为纯乙腈，流速1 mL/min；柱温40 ℃，检测波长 280 nm，进样量：10 μL；梯度洗脱：流动相B在16 min内由6.5%线性变化到15%，在16～25 min由15%线性变化至25%，在25.0～25.5 min 保持25%，在25.5～30.0 min由25%线性变化至初始状态，平衡5 min。

1.3.3 茶汤感官审评参照GB/T 23776—2009《茶叶感官审评方法》，由3位具有中级以上茶叶审评资格的专业审评员进行密码审评，采用评语与百分制打分相结合的方式评定茶叶品质，评定外形色泽、汤色、香气、滋味，每项100分，感官总分=香气得分×30%+滋味得分×30%+外形得分×20%+汤色得分×20%。

1.4 数据处理

采用SAS 9.1软件进行数据分析，处理间平均值的比较用最小显著差异法(LSD)。试验重复3次，试验结果以3个重复的平均值表示。

2 结果与分析

2.1 一闷(闷堆)过程中品质生化成分含量的动态变化

2.1.1 常规成分的动态变化闷堆过程中茶多酚含量总体呈现下降趋势，前期下降速率较快，闷堆4 h后含量由 19.13% 降至17.17%，减幅10.25%，后期则趋于平缓。可溶性糖、氨基酸、没食子酸、黄酮等物质含量均在闷堆4 h时降至最低点，而后缓慢上升：可溶性糖含量在闷堆4 h后由 4.80% 降至4.38%，减幅9.59%，到闷堆结束升至4.91%，升幅2.29%；黄酮含量则由0.85%降至0.76%，降幅10.59%，到闷堆结束升至0.85%；氨基酸含量在闷堆4 h时急剧下降，由3.03%降至2.24%，降幅达26.07%，而后闷堆8 h处理时迅速上升，回至2.85%；没食子酸含量在闷堆4 h时略有下降，而后逐步上升，至闷堆结束达到0.30%，升幅9.56%。咖啡碱含量在闷堆前8 h缓慢下降，后期逐步回升至2.83%，升幅4.43%(图2)。

闷堆过程中，茶多酚在湿热的作用下发生非酶促氧化和异构化反应，生成醌类和茶黄素类，含量逐步下降，该结果与龚永新等的研究结果[6]相似，前期茶多酚含量的迅速下降推测以氧化反应为主，后期非水溶性多酚类(黄酮苷元等)在湿热作用下转化成水溶性以及儿茶素类的异构化，导致多酚含量呈波动状。闷堆前期，氨基酸的缩合、脱羧和氧化等，可溶性糖的呼吸消耗，以及黄酮、咖啡碱等物质的氧化降解，导致其含量减少；随着闷堆的持续进行，蛋白质类、淀粉、纤维素、黄酮苷元、结合态咖啡碱等大分子非水溶性物质的水解反应和酯型儿茶素类的歧化降解反应在湿热作用下不断加强，导致氨基酸类、可溶性糖类、黄酮类、咖啡碱、没食子酸等物质含量逐步回升，为减轻茶汤的苦涩味和提高茶汤的黄亮度、浓醇鲜爽度等奠定了基础。

2.1.2 儿茶素组分和总量的动态变化龚永新等研究认为，闷堆过程中儿茶素总量和酯型儿茶素总量因水解转化成简单儿茶素和非酶氧化聚合形成黄茶素(TF)、红茶素(TR)等呈下降趋势，表儿茶素(EC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等含量呈下降趋势，表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)等含量呈先升后降的趋势，其他儿茶素组分含量未进行测定[6]；而周继荣等研究认为随着闷堆进行EGC、ECG、EGCG等含量呈下降趋势，EC呈上升趋势，C呈先升后降的趋势[7，13]。

本研究发现，随着闷堆时间的延长，儿茶素总量和酯型儿茶素总量均呈现下降趋势，简单儿茶素总量前期有所下降、后期逐步回升，其中儿茶素组分没食子儿茶素(GC)、C、EC等含量呈先降后升的变化趋势，EGC、EGCG、GCG、ECG、CG等含量呈逐渐下降的趋势，与前人研究结果有不同之处。儿茶素总量由闷堆前的9.889 7%降至闷堆16 h的8.079 4%，降幅18.05%；酯型儿茶素总量由闷堆前的8.037 0%降至闷堆16 h的 6.423 0%，降幅20.15%；简单儿茶素总量由闷堆前的 1.822 7% 降至闷堆 16 h 的1.656 4%，降幅9.12%；简单儿茶素总量/酯型儿茶素总量的值由闷堆前的0.23升至闷堆16 h的0.26(表1)。

此外，所有儿茶素组分含量均在闷堆4 h后呈最大幅度下降的趋势，而后呈现或回升或缓慢下降的趋势。闷堆前期儿茶素在湿热环境下发生非酶氧化、异构化、热裂解等反应，生产一定量的茶黄素和茶红素儿茶素[14-15]，各组分含量呈下降趋势；闷堆后期酯型儿茶素EGCG、GCG、ECG、儿茶素没食子酸酯(CG)等持续发生热裂解反应，含量进一步降低，转化形成没食子酸(GA)、GC、C、EC等，没食子酸和简单儿茶素组分含量逐步回升(表1)。具有较强收敛性及涩味的酯型儿茶素的减少和爽口黄亮茶黄素的产生，有利于形成黄茶特有的金黄色泽和浓醇爽口的滋味品质。

2.2 不同二闷(闷烘)处理对品质生化成分含量的影响

2.2.1 对常规成分的影响不同闷烘温度处理下，随着闷烘的进行，茶多酚含量均呈现逐渐下降的趋势，而氨基酸、可溶性糖、黄酮、没食子酸等含量均呈现前期增加后期减少的趋势；咖啡碱含量在不同闷烘温度下结果不同，35℃下呈逐渐下降的趋势，45 ℃下呈先升后降的趋势。不同闷烘处理组合下各常规生化成分含量差异显著。茶多酚含量以“45 ℃+4 h”组合显著最低， “45 ℃+2 h”和“35 ℃+4 h”组合次之，即闷烘温度越高、时间越长，多酚类发生的非酶氧化、热裂解等反应越剧烈，其含量减幅越大(表2)。

表1 一闷过程中儿茶素组分含量的动态变化

氨基酸、可溶性糖、咖啡碱、黄酮、没食子酸等含量以“45 ℃+2 h”组合最高，显著优于其他处理组合，“45 ℃+2 h”处理组合下酚氨比值为4.67，显著低于其他4个处理(表2)。即随着闷烘温度的升高，大分子蛋白质类在蛋白酶的作用下裂解反应加速，水不溶性物质如纤维素、淀粉、结合态咖啡碱、黄酮苷元类等在热和酶的作用下水解、降解等反应加速，酯型儿茶素的热裂解反应加速等，导致氨基酸、可溶性糖、咖啡碱、黄酮、没食子酸等物质含量随着闷烘温度的升高而增加，但闷烘时间过长，则大分子类、水不溶性物质的降解反应速度低于小分子可溶性物质的进一步转化、消耗等反应，如氨基酸的脱氨、脱羧反应，可溶性糖的呼吸消耗、糖苷化反应等，氨基酸、可溶性糖、咖啡碱、黄酮、没食子酸等物质含量会随着闷烘时间的进一步延长而降低。

表2 不同二闷处理组合对常规生化成分的影响

注：同列数据后不同字母表示经LSD法检验在0.05水平上差异显著。

2.2.2 对儿茶素组分和总量的影响随着闷烘时间的延长，各儿茶素组分含量在不同闷烘温度下呈现相同的变化规律，GC、EGC、C和简单儿茶素总量呈现先升后降的变化规律，EGCG、EC、GCG、ECG、CG、酯型儿茶素总量和儿茶素总量等呈现逐步下降的趋势。不同闷烘温度下以45 ℃处理GC、EGC、C和简单儿茶素等的增幅显著高于35 ℃处理，且闷烘 4 h 后的含量仍高于未闷烘样，EGCG、EC、GCG、ECG、CG、酯型儿茶素总量和儿茶素总量等的降幅显著低于35 ℃(表3)。

各儿茶素组分和总量不同闷烘处理组合下呈显著差异，GC、EGC、C和简单儿茶素总量以“45 ℃+2 h”组合显著最高，“45 ℃+4 h”组合次之；EGCG、EC、GCG、ECG、CG、酯型儿茶素总量和儿茶素总量等以“35/45 ℃+0 h”组合显著最高，“35 ℃+2 h”组合次之，“45 ℃+4 h”组合显著最低，“45 ℃+2 h”组合和“35 ℃+4 h”组合差异不显著；简单儿茶素总量/酯型儿茶素总量的值以“45 ℃+2 h”组合和“45 ℃+4 h”组合显著最高，均为0.33，“35 ℃+4 h”组合显著最低，为0.25。即闷烘温度越高，酯型儿茶素各组分热裂解和氧化反应越剧烈，含量越低，裂解产生的GC、EGC、C、GA等物质含量越高，但闷烘时间过长，则简单儿茶素组分的转化反应消耗增加，含量也随之降低(表3)。

2.2.3 对成茶感官品质的影响不同组合间成茶感官品质差异显著，尤其着重于外形、香气和滋味等品质。其中以“45 ℃+2 h”组合所得成茶各品质参数相对最优，且感官总分显著高于其他组合，与上述研究中“45 ℃+2 h”组合下氨基酸、可溶性糖、黄酮、咖啡碱等常规生化成分和简单儿茶素组分含量以及简单儿茶素总量/酯型儿茶素总量比的显著高于其他4个组合处理相一致。不进行闷烘的“35/45 ℃+0 h”组合得分最低，即闷烘处理有利于黄茶品质的提升(表4)。

3 讨论与结论

闷堆过程中，叶内各生化成分在湿热作用下发生非酶促化学反应：闷堆前期，多酚类和儿茶素类发生氧化、异构化及热裂解等反应导致含量锐减，氨基酸的缩合氧化、可溶性糖的呼吸消耗、黄酮和咖啡碱等物质的氧化降解导致其含量减少；闷堆后期，酯型儿茶素EGCG、GCG、ECG、CG等持续的热裂解反应转化形成GA、GC、C、EC等，导致酯型儿茶素含量进一步降低，而没食子酸和简单儿茶素组分含量逐步回升，且蛋白质类、淀粉、纤维素、黄酮苷元、结合态咖啡碱等大分子非水溶性物质的水解反应在湿热作用下不断加强，导致氨基酸类、可溶性糖类、黄酮类、咖啡碱、没食子酸等物质含量逐步回升。

表3 不同二闷处理组合对常规生化成分的影响

注同表2。

表4 不同二闷处理组合对成品茶感官品质的影响

注同表2。

温度、时间作为闷烘的重要参数，直接影响内含生化成分的转化速度和方向，最终影响成茶的感官品质。温度越高，大分子的消耗反应越剧烈，茶多酚含量的减幅越大，酯型儿茶素因热裂解反应减少量越大，水不溶性物质如纤维素、淀粉、结合态咖啡碱、黄酮苷元类等的水解和降解等反应越剧烈，氨基酸、可溶性糖、咖啡碱、黄酮、没食子酸、简单儿茶素组分等物质含量越高，但闷烘时间过长，小分子物质也会因过度消耗反应而含量下降，不利于品质物质的积累，所制成茶品质也不佳。本试验结果发现，以“45 ℃+2 h”闷烘处理组合的氨基酸、可溶性糖、咖啡碱、黄酮、没食子酸、GC、EGC、C、简单儿茶素总量、简单儿茶素总量/酯型儿茶素总量的值等显著最高，酚氨比值显著最低，所制成茶感官得分显著最高。

本研究部分结果与前人的研究不同，可能与试验设备和检测方法有关，试验采用的精准参数调控和液氮冻结/冷冻干燥固样方法较以前更为科学，更能反应真实的变化规律和试验结果。另由于试验设备限制，仅选取5个闷烘处理组合，下一步研究应结合更多的参数、设置更多的因子水平，从而得出更全面的数据，为实际黄茶加工提供技术指导。此外，把闷堆和闷烘工艺参数综合起来探讨其对黄茶品质生化成分和感官特性的影响有待进一步研究。

[1]田敏，孙志国，刘之杨，等. 我国黄茶的地理标志与文化遗产研究[J]. 江西农业学报，2014，26(6)：97-101.

[2]杨涵雨，周跃斌. 黄茶品质影响因素及加工技术研究进展[J]. 茶叶通讯，2013，40(2)：20-23.

[3]刘晓，齐桂年，胥伟. 黄茶品质形成机理研究进展[J]. 福建茶叶，2009，32(4)：2-4.

[4]周继荣，倪德江. 黄茶品质形成机理及加工工艺研究进展[J]. 蚕桑茶叶通讯，2003(3)：5-6.

[5]滑金杰，江用文，袁海波，等. 闷黄过程中黄茶生化成分变化及其影响因子研究进展[J]. 茶叶科学，2015，35(3)：203-208.

[6]龚永新，蔡烈伟，蔡世文，等. 闷堆对黄茶滋味影响的研究[J]. 茶叶科学，2000，20(2)：110-113.

[7]周继荣，陈玉琼，孙娅，等. 鹿苑茶加工过程中品质的变化[J]. 华中农业大学学报，2005，24(1)：88-92.

[8]周继荣，陈玉琼，孙娅，等. 鹿苑茶闷堆工艺研究[J]. 食品科学，2005，26(11)：107-111.

[9]杨涵雨，周跃斌，王准，等. 闷黄过程中供氧量对黄茶品质的影响[J]. 农产品加工·学刊，2014(6)：15-17，21.

[10]刘汉焱，冯红钰，罗莲凤，等. 不同闷黄处理对桂热1号黄茶品质的影响[J]. 中国热带农业，2013(1)：52-52，53.

[11]陈玲，周跃斌，王准. 闷黄对黄茶品质形成的影响研究[J]. 茶叶通讯，2012，39(2)：8-11.

[12]滑金杰，袁海波，尹军峰，等. 绿茶电磁滚筒-热风耦合杀青工艺参数优化[J]. 农业工程学报，2015，31(12)：260-267.