黄芩叶茶生产过程中杀青工艺探究

余伊榄，谢国勇，秦民坚*

(1.中国药科大学 中药资源系，江苏 南京210009；2.中国药科大学 天然药物活性组分与药效国家重点实验室，江苏 南京210009)

黄芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)为唇形科(Labiatae)植物，属多年生草本，根部入药。主要分布于我国东北、河北、内蒙、山西、山东以及云贵地区。关于黄芩的药用记录，最早可追溯到《神农本草经》，临床上常作为清热燥湿药[1]。黄芩的茎叶虽不是药用部位，但也具有一定的药用价值，其化学成分以黄酮类物质为主[2]，其中主要包括野黄芩苷、黄芩苷、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸等化合物，另外，同地下部分相比，黄芩茎叶部分的黄酮类成分以野黄芩苷、芹菜素7-O-β-D-葡萄糖醛酸等的含量较高[3]。其次，黄芩茎叶中含有18种氨基酸[4]，且富含Zn，Mn，Cu，Fe，Al，P，Mg，Ca，K等矿物质元素[5]。巩江，章晓凤[6]等人用水蒸气蒸馏法得到黄芩茎叶中的挥发油，用气相色谱-质谱联用技术(Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS)分析鉴定了其中的37种化合物。现代研究表明，黄芩茎叶具有解热抗炎[7]、抗菌抗氧化[8]以及保护心肌缺血、降血脂等功效[9]。

据史籍记载，黄芩叶作茶饮用的历史已有近千年[10]，当地百姓将黄芩叶用水冲泡后发现茶汁金黄，散发清香，且具有一定的保健功效，故其饮用流传至今。通过相关调研发现，在我国的北方多省以及云南、贵州等地，民间常将黄芩叶采摘后晒干，或者是放入蒸笼反复蒸、凉3至4遍后晒干制成茶叶。近些年，黄芩叶茶的制作逐步走向市场化，一些企业开始规模化生产，其中一些企业模仿南方的制茶工艺来加工黄芩叶。但目前来说，黄芩叶茶的加工工艺还不成熟，不同地区，不同企业的加工工艺都不尽相同[11]，导致产品质量良莠不齐。

杀青工艺是整个加工过程中热处理的第一环，是茶产品形成风味不可缺少的一部分[12]。其目的是通过高温快速破坏鲜叶中酶的活性，使一定的低沸点青气物质散失，同时还能蒸发出叶片内部水分，使其变软，利于之后揉捻工艺的进行[13-14]。目前，常用的杀青有蒸汽、微波、滚筒、漂烫等方式[15-17]。本文旨在探寻杀青工艺的最优条件，在保持其较好的外观质地的同时，也能充分保留其化学成分，使其具有较好的预防、治疗功能。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 供试植物

从2017年8月至10月于中国药科大学江宁校区药用植物园中摘取生长一致且无病虫害的黄芩叶片。植株经中国药科大学秦民坚教授鉴定为黄芩ScutellariabaicalensisGeorgi。

1.1.2 实验仪器

UV-2450 HH-4紫外分光光光度计 日本岛津公司；Agilent1290高效液相色谱仪 Agilent Technolodies,Ltd；TGL-16M离心机 湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；WP750微波炉 顺德格兰仕电器厂有限公司。

1.1.3 实验试剂

蒽酮(分析纯) 国药集团化学试剂有限公司；茚三酮(分析纯) 南京化学试剂有限公司；2,4-二硝基苯肼(分析纯) 国药集团化学试剂有限公司；硫脲(分析纯) 国药集团化学试剂有限公司；甲醇(分析纯) 上海星可高纯溶剂有限公司；乙腈(色谱纯) 德国Merck公司；甲酸(分析纯) 南京化学试剂有限公司；二水合磷酸二氢钠(分析纯) 国药集团化学试剂有限公司；十二水合磷酸氢二钠(分析纯) 国药集团化学试剂有限公司；无水碳酸钠(分析纯) 上海凌峰化学试剂有限公司；福林酚(分析纯) 北京索莱宝科技有限公司；硫酸(分析纯) 南京化学试剂股份有限公司；愈创木酚(化学纯) 国药集团化学试剂有限公司；30%过氧化氢 南京化学试剂有限公司。

1.2 方法

1.2.1 材料预处理

将新鲜黄芩叶片于室温25 ℃下室内通风处堆放1小时进行萎调处理，堆放厚度为2 cm。

1.2.2 筛选最佳漂烫杀青工艺

将黄芩叶放入热水中漂烫，期间不停翻动，使其受热均匀。在杀青投叶厚度为4 cm下，设定75 ℃、80 ℃、85 ℃、90 ℃、95 ℃、100 ℃六个温度考察条件，0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 min七个时间考察条件， 共42组考察条件。每组杀青处理后用纸吸干表面水分，测定其过氧化物酶(POD酶)活性。在无过氧化氢酶活性的组别中筛选出感官评价分数较高的组别，测定其中多种化学成分含量，最后选择含量相对最高者为最佳漂烫杀青工艺条件。

1.2.3 筛选最佳蒸汽杀青工艺

将黄芩叶放入蒸笼中，用100 ℃沸水的蒸汽进行杀青处理。设定1、2、3、4 cm四个堆放厚度考察条件，1、2、3、4 min五个时间考察条件，共16组考察条件。每组杀青处理后放在通风处迅速摊凉，使其冷却到室温。之后步骤同漂烫杀青，筛选最佳蒸汽杀青工艺条件。

1.2.4 筛选最佳微波杀青工艺

(1)微波火力对杀青的影响

设定杀青时间为50 s，堆放厚度为3 cm的条件下，分别在20%、40%、60%、80%、100%微波火力下杀青，处理完放通风处迅速降至室温，以POD酶活性以及感官评价分数为指标，考察微波火力对杀青的影响。

(2)微波堆放厚度对杀青的影响

设定杀青时间为50 s，微波火力为60%的条件下，分别在1 cm、2 cm、3 cm、4 cm堆放厚度下杀青，处理完放通风处迅速降至室温，以POD酶活性以及感官评价分数为指标，考察堆放厚度对杀青的影响。

(3)微波时间对杀青的影响

设定堆放厚度为3 cm，微波火力为60%的条件下，分别杀青10 s、30 s、50 s、70 s、90 s，处理完放通风处迅速降至室温，以POD酶活性以及感官评价分数为指标，考察微波时间对杀青的影响。

(4)筛选最优微波杀青工艺

选3个因素(微波火力、堆放厚度、微波时间)建立L9(33)正交实验优化工艺条件，实验结果以感官评价分数为指标。之后筛选分数较高的几组进行化学成分含量测定，含量相对高组为最优微波杀青工艺。

1.2.5 确定最佳杀青工艺

分别筛选出最优的漂烫、蒸汽、微波杀青工艺后，比较三者含量大小，以含量最高者确定为最佳杀青工艺。

1.2.6 测定方法

(1)可溶性糖含量检测：蒽酮比色法[18]。

(2)游离氨基酸含量检测：茚三酮比色法[19]。

(3)抗坏血酸含量检测：2,4-二硝基苯肼比色法[20-21]。

(4)多酚含量测定：福林酚比色法[22-23]。

(5)黄酮成分含量测定：黄芩素、芹菜素-7-O-β-D-葡萄糖醛酸在黄芩茎叶中的含量较高，且具有良好的药理活性[24～25]，故作为检测指标。样品溶液的制备同多酚测定。样品溶液稀释至原来1/3，取20 uL进高效液相色谱中检测[26]。

(6)POD酶活性检测：愈创木酚比色法[27]。

(7)杀青叶感官评价：参见杀青叶感官评价标准[28]，如表1所示。

表1 杀青叶感官评价

2 结果与分析

2.1 漂烫杀青工艺优化

2.1.1 POD酶活性

各组的POD酶活性，如表2所示。

注：“+”为有活性，“-”为无活性

由表2可知，有活性组表明过氧化物酶活性尚存，杀青不彻底。反之，无活性组表明过氧化物酶已被杀死，杀青较为彻底。

2.1.2 感官评价

从色泽、气味、质地以及总体几个方面对其中无活性组进行感官评价，结果如表3所示。

表3 漂烫杀青感官评价

运用SPSS软件对时间和温度两个自变量进行多因素方差分析，结果如表4所示。

表4 漂烫杀青多因素方差分析

由表4可知，色泽、气味、总分的显著性小于0.05，说明时间和温度对色泽、气味以及整体的分数的影响显著。而质地的显著性大于0.05，说明时间和温度对质地的影响不显著，可认为时间和温度对质地没有影响或影响很小。另外，通过比较时间和温度的F值大小可知，温度对色泽和整体分数的影响较时间大，时间对气味的影响较温度大。

2.1.3 含量测定

选取总分在20分以上的组别，分别是100 ℃-0.5 min、95 ℃-1.0 min、95 ℃-1.5 min、90 ℃-2.0 min、90 ℃-2.5 min、95 ℃-2.5 min、85 ℃-3.0 min，共7组，进行含量测定，结果如表5所示。

表5 漂烫杀青组含量

综合比较各化学成分的含量，95 ℃-2.0 cm组含量最高，为漂烫杀青最佳工艺条件。

2.2 蒸汽杀青工艺优化

2.2.1 POD酶活性

各组的POD酶活性，如表6所示。

表6 蒸汽杀青POD酶活性

注：“+”为有活性，“-”为无活性

2.2.2 感官评价

从色泽、气味、质地以及总体几个方面对其中无活性组进行感官评价，结果如表7所示。

表7 蒸汽杀青感官评价

运用SPSS对时间和温度两个自变量进行多因素方差分析，结果如表8所示。

表8 蒸汽杀青多因素方差分析

由表8可知，在对色泽的影响中，时间和厚度的显著性均小于0.05，说明时间和温度对色泽的影响显著，而时间的F值大于厚度，说明时间对色泽的影响要大于厚度。同理，在对气味的影响中，时间对气味影响显著，而厚度对气味影响不显著。在对质地的影响中，时间和厚度的影响均不显著。对于总体的影响而言，时间的影响显著，而厚度影响不显著。

2.2.3 含量测定

选取总分在20分以上的组别，分别是2 cm-1.0 min、3 cm-2.0 min、3 cm-3.0 min、4 cm-1.0 min、4 cm-2.0 min、4 cm-3.0 min，共6组，进行含量测定，结果如表9。

表9 蒸汽杀青组含量

综合比较各物质化学成分的含量，3 cm-2.0 min组含量最高，为蒸汽杀青最佳工艺条件。

2.3 微波杀青工艺优化

2.3.1 POD酶活性

各组POD酶活性如表10所示。

表10 微波杀青POD酶活性

注：“+”为有活性，“-”为无活性

由表9可知，在堆放厚度3 cm，微波火力450 W条件下，微波时间超过50 s可以达到杀青效果；堆放厚度3 cm，时间50 s条件下，微波火力超过450 w可达到杀青效果；时间50 s，微波火力450 W条件下，堆放厚度小于3 cm可达到杀青效果。

2.3.2 感官评价

选取三个因素(厚度、时间、微波火力)建立L9(33)正交实验优化工艺条件，其感官评价结果结果如表11所示。

表11 正交实验

运用SPSS对微波火力、杀青厚度和时间三个自变量进行多因素方差分析，结果如表12所示。

表12 微波杀青多因素方差分析

由表12可知，在对色泽、气味和质地的影响中，只有微波火力影响的显著性小于0.05，所以微波火力对色泽、气味和质地影响很显著，而堆放厚度和杀青时间影响均不显著。

2.3.3 含量测定

选取总分在20分以上的组别，分别是450 W-1 cm-50 s、450 W-3 cm-90 s、600 W-1 cm-70 s、600 W-3 cm-50 s、750 W-2 cm-50 s，共5组，进行含量测定，结果如表13。

综合比较各物质化学成分的含量，600 W-3 cm-50 s组含量最高，为微波杀青最佳工艺条件。

2.4 杀青工艺优化

分别测定95 ℃-2 min漂烫杀青组，2 cm-3 min蒸汽杀青组，600 W-3 cm-50 s微波杀青组的含量，结果见表14。

由结果可知，微波杀青后的含量最高，故杀青工艺最好的条件为微波杀青，堆放厚度3 cm，微波600 W，杀青时间50 s。其中漂烫杀青的含量很低可能是由于在漂烫过程中，水溶性物质溶出导致。

表13 微波杀青组含量

表14 含量测定

3 讨 论

从本研究中进行的POD酶活性检测结果可以看出，处理温度越高、微波火力越强、处理时间越长，其酶活杀死的越彻底，而堆放厚度越大，其里层的叶片受热影响越少，酶活越难杀死。

在感官评价方面，从漂烫杀青来说，温度过低，处理时间过短，叶片表面仍具有光泽，存在酶活未完全杀死导致酶促褐变的可能性，青草气较重，且质地较硬，而温度过高，时间过长，会导致叶色暗黄，质地过软，香气消失。

蒸汽温度很高，所以其杀青效果会更明显，且由于熏蒸过程中蒸汽可能带走一定的挥发性物质，故青草气消散得更快。就蒸汽杀青来说，叶片堆放厚度过小，处理时间过长，会导致叶片暗黄，叶质软烂，香气也会消失。反之，堆放厚度过大，时间过短，叶片表面仍有光泽，且有褐变发生，叶质偏硬，青草气较重。

微波是利用磁场使叶片中水分运动产热，因此微波杀青温度提升快，效率高。另外，由于是整体加热，所以堆放厚度对于杀青的影响较小。就微波杀青而言，当杀青火力过高，时间过久时，叶片色泽暗黄，且由于水分损失大，导致叶质酥脆，手捏易碎，香气消失，当杀青火力过低，时间过短，可能导致褐变，青草气过重等现象。

总体来说，杀青温度、杀青火力以及处理时间对样品感官评价的影响较大，而厚度影响较小，出现这种情况可能是由于厚度设置考察的变化范围较窄，以及评判人员一定的主观因素影响导致。

就黄芩叶中化学成分含量而言，由于实验样品不是同一时间采摘，故不同表格之间的含量结果没有可比性，从表14可知，综合衡量结果是微波杀青组含量最高，蒸汽杀青组略次之，而漂烫杀青组含量均低于其他两组，这可能是由于漂烫过程中水溶性物质溶出导致。

杀青工艺是茶叶制作过程中很重要的一部分，其目的是通过高温快速杀死酶的活性，同时改善叶片的色泽，质地和气味。本研究通过比较不同杀青处理后黄芩叶片中的化学成分含量、POD酶活性以及感官评价来筛选出最佳的杀青工艺条件，最终确定的结果是微波杀青，堆放厚度3cm，微波600W，杀青时间50 s。经过该条件杀青处理后，POD酶的活力失去，黄芩叶片中各化学成分含量都保持在较高的水平，且叶质变得柔软，粘黏，色泽呈现偏黄绿色，同时青草气消散，香气显露。这些变化为下一步揉捻工艺以及整个黄芩叶茶的产品质量打下了基础。