烘焙温度与时间对福建水仙乌龙茶风味品质的影响
2019-04-26陈泉宾邬龄盛张应根
陈泉宾，邬龄盛，张应根
(福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福州 350012)
茶汤的酸碱度取决于游离的氢离子和氢氧根离子的相对浓度，茶汤中带酸性的物质，主要是各种羧酸(如柠檬酸、脂肪酸等)、某些氨基酸、维生素C、皂苷、茶黄素、茶红素等，带碱性的物质主要有咖啡碱和部分芳香物质等，在一般情况下，茶汤中游离的氢离子数多于游离的氢氧根离子，所以茶汤呈微酸性[1]。茶汤的pH值在一定程度上能反映出茶叶质量的高低，研究表明茶叶嫩度、茶叶等级、产地、新茶与陈茶、茶类、冲泡条件、茶园土壤及茶汤温度等影响茶汤pH值[2-6]。烘焙是乌龙茶加工过程的一道重要工序，烘焙对茶汤pH值的影响尚未见相关报道。开展烘焙温度、时间对茶汤风味的影响，以期为合理烘焙茶叶具有现实意义，为开发不同风味茶叶产品提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
选用福建水仙品种鲜叶，在武夷山当地按闽北乌龙茶加工工艺加工，即鲜叶→萎凋→做青(综合做青机)→杀青→揉捻→干燥，毛茶经色选机色选得毛净茶，以毛净茶作为烘焙原料进行烘焙处理，以毛净茶为对照。
1.2 试验方法
1.2.1 烘焙设计 试验设温度、时间2个因素，摊叶量500 g(盘面积50 cm×40 cm)，低温长时，高温短时，不同处理组合见表1。
表1 烘焙设计
1.2.2 pH值茶汤浸提 称取供试茶叶0.300 g(准确至0.001 g)样品至50 mL具塞刻度试管，加入40 mL沸水(超纯水)，振荡，放入沸水浴1 h(其间摇匀一次)，冷却后直接在试管内定容至45 mL，摇匀，静置。
1.2.3 主要物质检测 游离氨基酸总量：参照GB/T 8314-2013；还原糖：GB 5009.7-2016 第一法，委托中国测试技术研究院检测；pH值：用 Sartorius PB-21 酸度计测定茶汤pH值(精度0.01)。
1.2.4 茶汤审评 茶汤滋味审评：参照GB/T 23776-2018 茶叶感官审评方法。
1.3 数据处理
使用DPS对试验数据进行处理及显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同烘焙温度时间对福建水仙中糖氨美拉德反应基础物质的影响
美拉德反应是氨基化合物和羰基化合物之间的一类复杂化学反应，氨基酸和还原糖是美拉德反应的主要基础物质，反应产生有机酸等物质，影响食品的风味。
从表2可知，不同处理游离氨基酸总量在1.52%～2.33%，均低于对照。相同温度不同时间茶叶氨基酸总量分别是：110℃在1.93%～2.33%，下降幅度在0.85%～17.87%；120℃在1.77%～2.00%，下降幅度在14.89%～24.68%；130℃在1.65%～1.83%，下降幅度在21.13%～29.79%；140℃在1.56%～1.71%，下降幅度在27.23%～33.62%；150℃在1.52%～1.59%，下降幅度在32.34%～35.32%，相同温度不同时间基本呈下降趋势。相同烘焙1 h，不同温度处理的茶叶氨基酸总量分别下降0.85%、14.89%、22.13%、27.23%、32.34%；烘焙3 h，分别下降5.11%、17.87%、25.96%、27.23%、32.34%；相同时间温度越高，氨基酸含量下降幅度越大；随时间延长，低温(110℃、120℃)、中温(130℃)缓慢下降；高温(140℃、150℃)短时快速下降。
从表2可知，不同处理还原糖含量在17.1%～21.7%之间，相同时间不同温度有高有低，相同温度不同时间处理，低温110℃、中温130℃烘焙基本高于对照，高温140℃低于对照，高温150℃却高于对照；不同处理还原糖变化规律不明显。
2.2 不同烘焙温度时间对茶汤pH值的影响
不同烘焙温度、时间对茶汤pH值的影响见表2。不同烘焙处理茶汤pH值在5.19～5.49之间，相同温度不同时间茶汤pH值分别是：110℃在5.27～5.39，下降幅度在1.82%～4.01%；120℃在5.24～5.32，下降幅度在3.10%～4.55%；130℃在5.22～5.27，下降幅度在4.01%～4.92%；140℃在5.20～5.23，下降幅度在4.74%～5.28%；150℃在5.19～5.21，下降幅度在5.10%～5.46%。相同时间不同温度烘焙1 h，茶汤pH值分别下降1.82%、3.10%、4.01%、4.74%、5.10%；烘焙3 h，茶汤pH值分别下降2.55%、3.64%、4.01%、4.55%、5.46%。相同时间温度越高，pH值下降幅度越大；随时间延长，低温、中温茶汤pH值缓慢下降；高温短时快速下降后，茶汤pH值稳定，不再下降。
表2 不同烘焙处理对茶汤游离氨基酸、还原糖和pH的影响
郭桂义[5]等对青茶pH值检测在5.17～5.82之间，闽南清香型乌龙高于闽北，董青华[7]等对不同品种乌龙茶茶汤的pH检测在5.0以上，本试验检测结果在5.49～5.19之间，茶汤pH值范围相一致。研究表明，温度升高10℃，美拉德反应速度提高3～5倍，反应过程中产生有机酸[8,9]。因此，相同时间烘焙温度越高，可能产生的有机酸越多，茶汤pH值下降幅度越大；以110℃为起点，每升高10℃，茶汤pH值降低分别快1.7倍、1.29倍、1.18倍、1.08倍，反应速度提高1～2倍，温度越高，反应速度提高倍数反而下降，其原因有待进一步研究。
为进一步分析温度及时间各水平间茶汤pH值的差异性，对相同温度不同时间及相同时间不同温度进行方差分析和LSD多重比较。从表3可知，110℃不同时间茶汤pH值差异极显著，各处理pH值极显著低于对照，1 h与3 h差异不显著，显著高于5 h、7 h，极显著高于9 h、11 h、13 h；3 h、5 h、7 h、9 h处理差异不显著，显著高于11 h，极显著高于13 h；9 h与11 h差异不显著，显著高于13 h，11 h与13 h差异不显著。120℃不同时间茶汤pH值极显著低于对照，1 h与3 h差异不显著，显著高于5 h，极显著高于7 h、9 h、11 h；3 h与5 h处理差异不显著，显著高于7 h、9 h、11 h；5 h、7 h、9 h、11 h差异不显著。130℃、140℃、150℃处理茶汤pH值极显著低于对照，不同时间处理差异不显著。
从表4可知，不同温度处理茶汤pH值极显著低于对照，温度间差异极显著；烘焙1 h，110℃极显著高于其它温度，120℃与130℃差异不显著，极显著高于140℃、150℃；130℃、140℃、150℃差异不显著。烘焙3 h，110℃与120℃差异显著，极显著高于其它温度；120℃与130℃差异不显著，极显著高于140℃、150℃；140℃、150℃差异不显著。烘焙5 h，110℃与120℃差异显著，极显著高于其它温度，140℃、150℃差异不显著。相同时间，低温(110℃、120℃)差异极显著，高温(140℃、150℃)差异不显著。
综上可知，烘焙后，不同烘焙工艺茶汤pH值极显著低于对照，相同温度不同时间，低温pH值差异达极显著，中高温差异不显著；相同时间不同温度间差异极显著，短时低温(110℃)显著或极显著高于其它温度；高温(140℃、150℃)差异不显著。
2.3 不同烘焙温度时间对茶汤风味的影响
毛茶经筛分、风选、拣剔等作业后，半成品茶的含水量高达8%～10%。通过烘焙技术的处理，其内含物质在烘焙过程中发生着复杂的化学反应，美拉德反应(Maillard反应)就是其中的主要化学反应之一，反应产物是食品色泽和风味的主要来源。根据烘焙程度的不同，乌龙茶可划分为不同火功风味的产品，如武夷岩茶分为轻火、中火、足火及高火等产品。从表5可知，不同温度烘焙1 h，茶汤均未产生酸味。低温文火长时(110℃、13 h)产生酸味；低温中时(120℃、5 h)、中温短时(130℃、3 h)烘焙开始产生酸味，茶汤稍有锅巴味；随时间延长，茶汤继续呈酸味，锅巴味增强，茶叶火功表现为轻火或中火。高温短时烘焙提升或纯化茶汤滋味，茶汤锅巴味显，随时间延长，产生炭火味，茶叶火功表现为高火或老火。
表3 相同温度不同时间方差分析及LSD多重比较
表4 相同时间不同温度方差分析及LSD多重比较
表5 不同烘焙工艺茶汤风味
3 讨论
美拉德反应是氨基化合物(如蛋白质、肽、胺、氨和氨基酸)和羰基化合物(如还原糖、脂质、醛、酮、多酚、抗坏血酸以及类固醇等)之间的一类复杂化学反应，其最终生成类黑精、还原酮及挥发性杂环化合物，这些物质是食品色泽和风味的主要来源，并起到抗氧化的作用。影响美拉德反应的因素有糖类及氨基酸的结构、温度和时间、反应底物浓度，水分含量及初始pH值等[8]。
本研究结果表明，游离氨基酸总量随着烘焙温度的升高而下降，与陈泉宾、王登良、江山等研究结果一致[10-12]，还原糖变化规律不明显。美拉德反应过程会产生有机酸，从表2、表5可知，茶汤pH值在5.23～5.28之间，茶叶火功为中火时茶汤呈酸味，可能是中低温烘焙过程糖氨美拉德反应产生、积累一定的有机酸，从而使茶汤风味呈酸味；高温烘焙，美拉德反应速度快，有机酸等进一步反应下降，但带碱性主要物质咖啡碱和部分芳香物质大量挥发，茶汤中游离的氢氧根离子大量减少，游离的氢离子数多于游离的氢氧根离子，从而导致茶汤pH值低，但未产生酸味。
茶叶花色品种众多，本试验以福建水仙闽北乌龙茶为原料，鲜叶采摘标准以中大开面为主，成熟度高，生产上表现为“耐焙”品种，文火长时(110℃、13 h)、低温中时(120℃、5 h)、中温短时(130℃、3 h)开始产生酸味。不同品种鲜叶采摘要求不同，如高香乌龙茶品种鲜叶采摘以中小开面为主，加工而成的茶叶氨基酸、糖类等美拉德反应底物浓度相对高，烘焙温度可适当降低，提升茶叶品质，形成不同风味的茶叶。
