萎凋温度对茶鲜叶萎凋失水及白茶品质的影响

林清霞，项丽慧，王丽丽，杨军国，宋振硕，陈林

（福建省农业科学院茶叶研究所，福建 福安 355015）

白茶是六大茶类中加工工艺最简单的茶类，主要有萎凋和干燥2道工序[1-2]。大量研究表明，白茶富含茶多酚、茶氨酸、酶类等多种生物学活性物质，使其具有较好的“三抗三降”、延缓衰老、镇静、杀菌等活性，已成为国内外茶叶市场新兴的消费热点[3-7]。然而，传统白茶萎凋工艺受外界因素影响大，加工时间长且品质不稳定，如：遇阴雨天气，水分蒸发慢，萎凋时间太长，化学变化过度，易造成茶叶变暗变黑，甚至芽叶发霉；遇高温天气，湿度低，水分蒸发快，萎凋时间太短，易使茶叶带有青草气，滋味涩，品质差[8]。白茶自然萎凋历时较长，为克服气候环境对白茶加工品质的影响，控温萎凋是在白茶加工中常用的方法[9-11]。

目前，关于白茶控温萎凋对失水速率及风味品质的影响，主要以单个品种（以福鼎大毫为主）作为研究对象[12-15]，尚未开展不同茶树品种的系统性应用研究。本试验以15个茶树品种（包括福鼎大毫）为材料，采用空调、电热风机及除湿机对萎凋环境进行人工控制，跟踪监测在不同温度（30、25、20℃）条件下茶叶萎凋失水变化情况，并以室内自然萎凋为对照，以萎凋减重率达60%作为萎凋终点，探究在不同萎凋温度下白茶感官品质和主要生化成分的差异，以期进一步为白茶工艺优化奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜叶原料：福鼎大毫、福云6号、白云特早、丹桂、水仙、黄观音、黄玫瑰、金凤凰、迎春、金观音、金牡丹、梅占、肉桂、矮脚乌龙、北斗。试验材料均采自福建省农业科学院茶叶研究所试验茶园春季第一轮新梢，采摘标准为一芽二、三叶。

主要试剂：儿茶素（没食子儿茶素、表没食子儿茶素、儿茶素、表儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、没食子儿茶素没食子酸酯、儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯，纯度均大于98%）与生物碱（咖啡碱、可可碱、茶叶碱，纯度均大于98%），购自美国Sigma公司；没食子酸（分析纯），购自生工生物工程（上海）股份有限公司；L-谷氨酸（生化试剂），购自国药集团化学试剂有限公司；茶氨酸（纯度99%），购自瑞士Adamas Reagent公司；γ-氨基丁酸（纯度99%），购自美国sigma-aldrich公司；氨基酸混合标准品（250 pmol/mL）、硼酸盐缓冲液（1.008 g/mL，pH 10.2）和邻苯二甲醛衍生化试剂（10 mg/mL），购自美国Agilent公司。

1.2 主要仪器设备

美国Agilent 1260型液相色谱系统，包括四元泵（G1311CVL）、标准自动进样器（G1329B）、柱温箱（G1316A）和二极管阵列检测器（G1315DVL）；T6新世纪紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；DHC-9246A电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；ROBO60T工业电热风机（上海固途工业品销售有限公司）；AOTEJS06A超声波加湿器（广州傲特电子科技有限公司）；CH150D转轮式除湿机（广州森井除湿机有限公司）；KF-35GW/35356格力空调（珠海格力电器股份有限公司）；S520-EX温湿度记录仪（深圳华图测控系统有限公司）；ACD-0502-U实验室超纯水系统（美国艾科浦国际有限公司）；HWS-28电热恒温水浴锅（上海恒科仪器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 样品制备

样品来源与编码见表1。白茶的制作工艺流程如图1所示。

1.3.2 萎凋失水变化监测

分别称取各茶树品种供试样250 g，参照文献[16]，用空调、电热风机、加湿器及除湿机等设备控制萎凋室内温湿度，其中湿度控制在70%±10%，用S520-EX电子温度湿度记录仪记录萎凋过程中的温湿度变化。以室内自然萎凋为对照（图2），不同茶样于同一设定温度（30、25、20℃）下，每3 h计重一次，分别计算茶鲜叶的减重率，以萎凋减重率达60%作为萎凋终点，考察在不同萎凋温度下15个茶树品种鲜叶的失水变化情况。

1.3.3 茶样审评及主要生化成分检测

茶样感官审评参照GB/T 23776—2009[17]，磨碎试样的制备参照GB/T 8303—2013[18]，茶多酚（teapolyphenols,TPs）含量测定参照GB/T 8313—2008（福林酚比色法）[19]，游离氨基酸总量（free amino acids,FAAs）测定参照 GB/T 8314—2013（茚三酮比色法）[20]，儿茶素及生物碱含量、氨基酸组分含量测定分别参照文献[21-22]中的高效液相色谱（high performance liquid chromatography,HPLC）法。

表1 样品来源及编码Table 1 Sample source and code

图1 样品制作工艺流程Fig.1 Flow chart of sample preparation process

图2 室内自然萎凋温湿度情况Fig.2 Change of temperature and humidity during natural withering of white tea

1.4 数据统计分析

采用Origin 8.5软件对供试样品失水萎凋速率进行分析；采用PAST 3.X软件对供试样品茶多酚总量、游离氨基酸总量、咖啡碱含量进行二维“点集”分布视图的绘制；采用ChemPattern 2012软件对供试样品氨基酸组分和儿茶素组分含量进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 在不同萎凋温度环境下茶鲜叶的失水规律

在不同温度条件下萎凋，茶鲜叶失水减重率发生了明显的动态变化。由图3可见：在自然萎凋及设定温度环境下，茶鲜叶萎凋失水速率均呈逐步减小趋势，其中自然萎凋失水减重速率最小；在相同湿度条件下，温度越高，萎凋失水速率越快。萎凋减重率为60%时，在设定萎凋温度（30、25、20℃）环境下鲜叶摊放平均历时分别为19.2、31.4、36.6 h，与自然萎凋平均历时45 h相比，其萎凋时间分别减少25.8、13.6和8.4 h。在30、25、20 ℃和自然萎凋环境下，萎凋失水拟合方程分别为：y1=128.611 44x/(22.159 13+x)(R2=0.983 9)、y2=108.779 62x/(26.540 36+x)(R2=0.966 9)、y3=119.480 19x/(37.257 49+x)(R2=0.977 9)、y4=124.896 86x/(48.856 94+x)(R2=0.968 2)，拟合方程均符合双曲线函数。

图3 在不同萎凋温度下鲜叶萎凋失水减重率的动态变化Fig.3 Dynamic changes of weight loss rate of tea leaves under different withering temperatures

2.2 不同萎凋温度对白茶感官品质的影响

在相同湿度条件下，在设定萎凋温度及自然萎凋下用15个茶树品种鲜叶制成的白茶具备各自的品种特色，感官品质变化趋势趋于一致，即：在30℃萎凋环境下干茶色泽暗褐或灰绿，滋味略带酵味，叶底有红张；在25℃萎凋环境下白茶风格明显，有花香或甜香，滋味清甜；在20℃萎凋环境下白茶呈青味。以福云6号为例，制成的白茶感官品质综合得分为25℃＞20℃＞30℃，即在25℃环境下白茶品质最优，与自然萎凋品质相当（表2）。综合来看，在相同湿度条件下，在25℃环境下萎凋即可达到与自然萎凋相当的品质。

2.3 不同萎凋温度对白茶生化成分的影响

2.3.1 不同萎凋温度对供试样茶多酚总量、游离氨基酸总量及咖啡碱含量的影响

多酚类和氨基酸分别是茶汤中苦涩味和鲜爽味的主体成分，咖啡碱是茶叶中含量最高的嘌呤碱，呈苦味。鉴于鲜爽味和苦涩味是茶汤的主味，因此，考察控温萎凋下供试样茶多酚总量、游离氨基酸总量及咖啡碱含量对评价茶叶的感官品质具有重要意义。从图4中可看出，基于（TPs×CAF）、（TPs×FAAs）和（FAAs×CAF）含量绘制的二维“点集”分布视图可对不同萎凋环境所制茶样及其鲜叶原料进行一定的类群区分。25℃萎凋对鲜叶（TPs×CAF）、（TPs×FAAs）和（FAAs×CAF）含量的化学模式影响最大，与自然萎凋的化学模式相近。另外，不同萎凋温度（30、25、20 ℃）对鲜叶（TPs×CAF）、（TPs×FAAs）和（FAAs×CAF）含量的化学模式影响大小为：25℃＞20℃＞30℃。

单因素方差分析结果（表3）表明：在30、25、20℃萎凋环境下制成的白茶样茶多酚总量、游离氨基酸总量及咖啡碱含量的平均值均与鲜叶存在显著或极显著差异；在25℃萎凋环境下制备的茶样茶多酚总量与在30、20℃萎凋环境下差异不显著，而氨基酸总量与在30℃萎凋环境下差异显著；在25℃萎凋与自然萎凋环境下所制备茶样的茶多酚总量、游离氨基酸总量及咖啡碱含量差异不显著。由此可见，鲜叶在萎凋过程中茶多酚总量、游离氨基酸总量及咖啡碱含量发生了明显变化，而在一定范围内，就所制备的白茶样而言，萎凋温度对茶多酚总量影响不大，对游离氨基酸总量和咖啡碱含量影响较大。

2.3.2 不同萎凋温度对供试样氨基酸组分和儿茶素组分构成的影响

采用基于变量的单位方差标度（unit variancescaling,UV-scaling）预处理对不同萎凋环境下制作的白茶样及鲜叶的氨基酸组分和儿茶素组分进行主成分分析（principal component analysis,PCA），以各个供试样在第1、2主成分（PC1、PC2）上的得分作图，获得所有供试样的二维散点分布图（图5）。由图5A可看出，全部供试样氨基酸组分的PC1和PC2分别为56.88%和11.16%，累积方差贡献率达68.04%。图5B是儿茶素组分得分图，PC1和PC2分别解释了总变异的92.37%和3.32%，累积方差贡献率达95.69%。在不同萎凋环境下制备的白茶样氨

基酸组分和儿茶素组分与鲜叶存在良好类群区分。其中，鲜叶氨基酸组分分布比较集中，而儿茶素组分分布比较离散。在30、25、20℃萎凋环境下制成的白茶样氨基酸组分聚类模式差异大，而儿茶素组分聚类模式均一致。由此表明，鲜叶在萎凋过程中氨基酸组分和儿茶素组分均有较大的变化，且萎凋温度对白茶样氨基酸组分变化具有较大的影响，对儿茶素组分影响较小。

表2 在不同萎凋温度下白茶（福云6号品种）的感官品质Table 2 Sensory quality of white tea(Fuyun 6)under different withering temperatures

图4 萎凋温度对茶多酚总量、游离氨基酸总量和咖啡碱含量的影响Fig.4 Effects of withering temperature on contents of tea polyphenols(TPs),free amino acids(FAAs)and caffeine(CAF)

表3 在不同萎凋温度下供试样茶多酚总量、游离氨基酸总量和咖啡碱含量Table 3 Contents of tea polyphenols,free amino acids and caffeine in tea samples under different withering temperatures mg/g

图5 氨基酸组分（A）和儿茶素组分（B）的构成Fig.5 Composition of amino acids(A)and catechins(B)

2.3.3 不同萎凋温度对供试样游离氨基酸组分和儿茶素组分含量的影响

供试样氨基酸、儿茶素和生物碱组分的多重比较分析结果如表4所示。由于15个茶树品种鲜叶各组分含量有差异，从而在同一萎凋环境下用各品种制成的白茶样的组分差异也较大。以15个品种作为一个整体，在不同萎凋环境下各成分的变化趋势一致，除谷氨酸（Glu）和茶氨酸（Thea）外，鲜叶的游离氨基酸含量在萎凋过程均呈增加趋势。总体上，在25℃萎凋环境下游离氨基酸组分增幅与自然萎凋相近，而在20和30℃萎凋环境下低于自然萎凋。除没食子酸（GA）外，鲜叶的儿茶素组分在萎凋过程中均呈减小趋势，在不同萎凋环境下供试样各儿茶素含量下降幅度排序为30℃＞25℃＞20℃，而25℃萎凋与自然萎凋的各儿茶素组分变化幅度相近。鲜叶与在30、25、20℃萎凋环境下制备的白茶样氨基酸组分（His、Arg、Thea、Met）、儿茶素组分（GC、EGC、ECG）和生物碱组分（TP）无显著性差异，其他各组分均呈显著或极显著差异；在30、25、20℃萎凋环境下制备的白茶样氨基酸组分（Asp、Glu、Ser、Ala、Val、Phe、Ile、Leu、Lys）有差异，其他各组分无差异；在25℃萎凋环境下制成的白茶样氨基酸组分（Ala、Phe、Ile、Lys、Ser）与在30和20 ℃萎凋环境下的含量呈极显著差异。

3 讨论

白茶生产以春季为主，其关键工序为萎凋。春茶期间，雨水多，阳光少，白茶萎凋易受自然环境的影响[11]。研究表明：加温萎凋可解决气候变化对白茶品质的影响，在同等湿度条件下，萎凋历时长短与萎凋温度成反比，但萎凋时间过短，茶鲜叶中内含生化成分转化不足，苦涩味重；而萎凋时间过长，茶鲜叶酶促氧化加剧，汤色加深，叶底红变，白茶品质下降[14,23-24]。温湿度作为白茶萎凋最重要的环境参数，直接影响鲜叶水分的散失和内含生化成分的转化，最终影响成茶品质[10,25]。在本试验中以室温自然萎凋环境获得的白茶品质最优，这主要是因为在加工过程中所遇气候适宜，白天天气晴朗，夜晚无雨雾入侵，全天平均室温21.9℃，平均湿度65.8%。而在实际生产中，大部分生产时间的自然条件难以满足白茶萎凋的需要。本试验结果还表明，15个茶树品种（系）在不同萎凋温度下各鲜叶萎凋失水速率及成茶品质均有差异，其中以湿度控制在60%～80%、温度控制在25℃条件下制成的白茶品质最优，与自然萎凋白茶品质相当，白茶风格明显，有花香味，滋味清甜，且平均萎凋时长比自然萎凋缩短13.6 h，这与潘玉华等[9]的研究结果相一致，说明选择适宜的温湿度环境来调控茶鲜叶萎凋失水速率，可获得品质相对较好的白茶。

表4 在不同萎凋温度下供试样的氨基酸、儿茶素和生物碱组分含量Table 4 Contents of amino acids,catechins and alkaloids in tea samples under different withering temperatures mg/g

白茶品质与生化成分密切相关。研究表明，白茶在加工过程中酶活性提高，大量物质进行转化和生成，其中：多酚含量降低，特别是具有苦涩味和收敛性的酯型儿茶素减少，使得白茶茶汤苦涩味减轻，白茶滋味清醇[7]；蛋白质水解，作为鲜爽味呈味物质的氨基酸含量逐渐增高，在一定程度上增加了白茶的鲜爽度，也为香气的形成提供了基础物质[26]；咖啡碱是茶叶滋味的重要组成成分，是苦味的主要贡献者，有刺激性，在萎凋过程中略有提高[27]。本研究发现，由不同品种制成的白茶样中茶多酚总量、游离氨基酸总量及咖啡碱含量均与其鲜叶样存在显著或极显著差异；除Glu和Thea外，鲜叶的氨基酸组分均呈增加趋势；除GA外，鲜叶的儿茶素组分均呈减小趋势。在25℃萎凋条件下制成的白茶的各生化成分与自然萎凋相当。总体上，在25℃萎凋环境下制备的白茶，其总酚及酯型儿茶素含量低于20℃，游离氨基酸总量高于30℃，这在一定程度上反映了茶叶的感官品质变化。

4 结论

在控湿条件下，在25℃萎凋条件下制成的白茶与在自然萎凋下的白茶品质相当，白茶风味特征明显，有花香味，滋味清甜，且平均萎凋时长比自然萎凋缩短13.6 h。15个茶树品种（系）鲜叶在萎凋过程中，茶多酚减少量达显著水平，游离氨基酸含量和咖啡碱含量显著增加。在25℃萎凋条件下制成的白茶，其总酚及酯型儿茶素含量低于在20℃萎凋环境下制成的白茶，茶汤滋味清醇，苦涩味明显减轻，氨基酸总量高于在30℃萎凋环境下制成的白茶，茶汤鲜爽度明显增加。因此，在控湿条件下，在25℃环境条件下调控茶鲜叶萎凋可大幅缩短萎凋时长，其成茶品质与自然萎凋相当，且不受气候局限，品质稳定。