焙火对铁观音茶汤品质及儿茶素组分的影响

汪健仁 ，黄金水 ，曹青青 ，汪芳 ，许勇泉

（1.安溪县桃源有机茶场有限公司，福建安溪 362400；2.中国农业科学院茶叶研究所，国家茶产业工程技术研究中心，浙江杭州310008）

铁观音是我国乌龙茶的典型代表，以身骨重实、形美似观音而得名。焙火是铁观音茶制作工艺及其品质形成的一道重要工序，对其特有的色、香、味的形成有着非常重要的作用[1]。通过焙火处理可降低水分含量，延长保质期，去除杂味，改变香型等，从而形成焙火铁观音独特的品质[1]。焙火过程中，茶叶发生氧化、脱水糖化、异构化等复杂的化学反应，在逐渐降低含水率的同时，还能去除异味、发展香气和滋味[2]。随着科学技术的进步，各种新型烘焙技术层出不穷，如微波烘焙、热风烘焙、远红外烘焙等，不同烘焙技术所制成的乌龙茶品质差异显著，但其成品效果很难逾越传统的木炭烘焙。如林永胜等[3]研究了烘干机、电烘箱和木炭焙笼三种烘焙工艺对武夷岩茶品质的影响，结果发现烘干机烘焙的成品茶茶多酚和咖啡碱含量较高而水浸出物含量低，感官品质依然还是炭焙者最佳。即使采用同一种烘焙技术，不同烘焙策略所得的茶叶品质也有很大差异。李少华等[4]研究不同火功武夷岩茶的生化成分浸泡规律，结果表明各生化成分含量，包括茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸等，均随着火功的升高而减少。庞月兰等[5]探索不同烘焙处理对颗粒乌龙陈茶品质的影响，研究发现陈茶经相对低温（80～85℃）炭焙后，茶汤整体感官品质得到显著提高。张蕾等[6]研究焙火程度对武夷岩茶品质特性的影响，发现随着焙火程度增加，绝大多数生化成分如茶多酚、咖啡碱等含量显著降低，但儿茶素（C）和没食子儿茶素没食子酸酯（GCG）含量增加；同时，茶汤透光率和澄清度提高。还有研究表明茶汤的pH随着烘焙温度的提高而降低的同时茶汤红色度增加，茶汤酸焦味逐渐凸显[7-8]。

研究在前人研究的基础上，探索焙火对铁观音茶汤品质的影响，并进一步揭示传统的烘焙技术改善茶汤滋味品质特征的原理所在，为消费者提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验原料

茶鲜叶原料：铁观音品种，采摘标准小开面一芽三四叶，采摘时间2018年10月8日，采摘地点安溪县桃源有机茶场有限公司。

1.2 仪器与试剂

6CH54型全自动茶叶烘干机 （漳州龙文丰河烘干设备厂）；Flukef59红外线测温枪 （美国福禄克公司）；RX-007a数显茶浓度折光仪 （日本爱拓公司）；岛津LC-20A高效液相色谱仪（日本岛津公司）；Mili-Ro PLUS 30纯水机（法国Milipore公司）；Centrifuge 5810R离心机 （德国 Eppendorf公司）；儿茶素标准品（纯度≥95.0%，Sigma上海公司）。

1.3 茶样制备

茶鲜叶原料按照传统铁观音的加工工艺制备而成，工艺流程为：鲜叶→晾青→晒青→晾青→摇青→晾青→炒青→揉捻→初烘→包揉→烘干→毛茶 （清香铁观音）；加工好的清香铁观音 （茶样Control Sample，简称CS）置于全自动茶叶烘干机120℃（测温枪测温）焙火6 h后得到焙火过程样（茶样 Semi-baked Sample，简称 SS），于常温下退火10 d，再置于125℃下焙火4 h得到焙火铁观音（茶样 Baked Sample，简称 BS），每个茶样 4 kg，制样重复2次。

1.4 检测方法

1.4.1 感官审评

参照茶叶感官审评方法（GB/T 23776—2018）中的乌龙茶盖碗审评法[9]，冲泡茶水比为5 g∶110mL，三泡出汤时间分别为2 min、3 min和5 min。冲泡所得茶汤先各取样10 mL冰浴处理后备用，剩余茶汤用于感官审评，审评小组成员均为国家级评茶师，审评结果以评语加评分的方式表示。

1.4.2 茶汤固形物含量分析

茶汤固形物是溶解于茶汤中的所有化合物的总称，包括多酚、生物碱、可溶性糖等物质，其含量采用数显茶浓度折光仪测定。纯水校正数显茶浓度折光仪后，“1.4.1”中冰浴备用的茶汤样品各取100 μL上机直接测定固形物含量，重复3次取平均值。

1.4.3 儿茶素、咖啡碱与没食子酸含量测定

儿茶素、咖啡碱与GA含量采用HPLC方法测定[10]。茶汤样品即为“1.4.1”中按乌龙茶盖碗审评法冲泡后取样冰浴处理所得，各样品经0.22μm微孔膜过滤后待测。色谱柱为Symmetry C18（5 μm，4.6 mm×250 mm）柱；流动相 A 相为 0.2%的乙酸，流动相B相为100%乙腈，流速1 mL/min，柱温 40℃，紫外检测波长 280 nm，梯度洗脱，流动相B相初始为6.5%，在16 min内由6.5%线性梯度变化到25%，30 min回到6.5%，平衡5 min，进样量为 10 μL。

1.5 数据处理

各实验数据均以平均值±标准差 （Means±STD）表示，数据基础分析采用Microsoft Excel 2016；作图采用GraphPad Prism 7.00；统计分析及LSD多重比较采用SAS 9.4。

2 结果与分析

2.1 焙火对铁观音感官品质的影响

焙火处理前后的铁观音香气、滋味与汤色等感官品质变化参见表1。随着焙火程度的加深，铁观音茶汤滋味由尚醇、略青涩逐步转变为尚醇厚、有回甘和醇厚、回甘显，涩味有所降低、回甘强度得以提升，整体口感得到改善。随着焙火程度的加深，铁观音香气从较清高、有花香转变为花果香浓郁，整体感官品质明显提高。

表1 焙火对铁观音感官品质的影响Table 1 Effect of baking on the sensory quality of Tieguanyin

2.2 焙火对铁观音茶汤固形物含量的影响

研究中的茶汤“固形物含量”是指溶解在茶汤中的物质成分总量，是衡量茶汤物质浓度的重要指标，茶汤固形物含量的提高是茶汤滋味饱满、口感醇厚的必要条件之一。焙火对铁观音茶汤固形物含量的影响如图1所示，焙火处理之后的铁观音茶汤固形物含量显著提高（p＜0.01），且随着烘焙程度的加深而增加，其中焙火铁观音（茶样BS）相比未焙火的清香铁观音（茶样CS）固形物含量增加32%。在相同冲泡条件下，焙火铁观音呈现较大浸出量，茶汤内含物质更为丰富。

图1 铁观音茶汤中固形物含量Fig.1 Concentration of soluble solids in Tieguanyin infusions

冲泡次数对铁观音茶汤中的固形物含量也有一定影响。三个茶样第二、三泡茶汤固形物含量都显著高于第一泡（p＜0.01）。随着焙火程度的加深，焙火铁观音第二、三泡茶汤固形物含量增幅高于清香铁观音，特别是第三泡增加的幅度更大，但焙火对三个茶样第一泡茶汤的固形物含量没有显著影响。焙火处理导致的铁观音茶汤固形物含量增加（图1A），主要表现在第二、三泡的茶汤上（图1B）。焙火处理让铁观音更耐泡，焙火铁观音（茶样BS）第三泡茶汤固形物浓度比清香铁观音 （茶样CS）高约70%（图1B）。赖幸菲等[11]探索烘焙工艺对单丛茶生化成分的影响，结果发现长时间烘焙导致茶汤水浸出物含量增加，并推测长时间烘焙能使干茶结构更疏松，这将有助于蛋白质、脂类甚至淀粉等大分子化合物的浸出。毛阿静等[12]研究焙火工艺对黄大茶风味品质的影响，结果发现水浸出物含量有随着焙火温度升高而增加的趋势，而这有利于黄大茶醇和口感的形成。这些结果说明焙火能使茶汤固形物（水浸出物）增加，丰富茶汤口感。

2.3 焙火对茶汤主要生化成分的影响

2.3.1 焙火对生化成分的影响

焙火处理的茶汤滋味品质有明显改善，其根本原因在于茶汤中的主要滋味物质组成与含量发生了变化。如图2A所示，随着焙火时间的延长，儿茶素总量无显著变化（p＞0.05）；咖啡碱和GA的含量则有显著升高（p＜0.01），其中咖啡碱含量变化趋势不明显，但含量较低的GA含量随着焙火程度的加深呈显著增加趋势，其中焙火铁观音比清香铁观音高105%。GA含量的增加主要是由于热化学作用下儿茶素的降解[13]。此外，研究发现，GA不仅具有酸、涩味，还有明显的回甘特性，是茶汤回甘滋味的重要贡献物质[14]。由此推断，焙火处理之所以能改善乌龙茶感官品质，使得回甘滋味得以提升，部分原因在于焙火处理促使茶汤中GA含量的显著增加。

焙火处理对茶汤中儿茶素组分的比率也有显著影响（图2B）。随着焙火程度加深，非酯型儿茶素EGC和EC的比率呈现下降趋势，但无显著差异（p＞0.05）；非表型儿茶素（如 GC 和 GCG）和非酯非表型儿茶素（如 C）比率显著提高（p＜0.01）。其中，焙火铁观音（茶样BS）的非表型儿茶素与非酯非表型儿茶素含量分别为381.61 mg/L和312.55 mg/L，清香铁观音（茶样CS）分别为144.95mg/L和119.25 mg/L，焙火处理后，铁观音的非表型儿茶素与非酯非表型儿茶素含量分别提高了163.49%与162.57%。由此可见，焙火处理导致的儿茶素组分比率的改变主要表现在非酯非表型儿茶素占比的提高。因为高温作用下，表型儿茶素容易差向异构化为空间位阻更小、结构更稳定的非表型儿茶素[15]。KOMATSU等[16]曾提出82℃是促使儿茶素异构化反应的转折点温度，且温度越高，异构化反应越显著、迅速，显然研究中焙火温度远远超过该转折点。也有研究表明，铁观音在焙火和老化过程中，非表型儿茶素所占的相对比率上升[13]，在受热和贮藏过程中，茶汤中表型儿茶素容易发生异构化[10]。

图2 铁观音茶汤中主要生化成分含量与比例Fig.2 Content and ratio of main chemical compositions in Tieguanyin infusion

图3显示了铁观音茶汤中儿茶素各组分含量的变化情况，随着焙火程度加深各儿茶素单体含量均有升高的趋势，其中部分儿茶素单体浓度变化幅度较大，特别是非表型儿茶素。C、GC、GCG在焙火铁观音 （茶样BS）中的含量分别为27.22、285.33、64.42 mg/L，清香铁观音（茶样 CS）分别为12.79、106.46、21.64 mg/L，焙火处理后，铁观音茶汤中 C、GC、GCG的含量分别提高了 113%、169%、197%，这与毛阿静等[12]的研究结果相一致。

儿茶素类物质是茶汤苦涩味的重要组成部分之一，但不同儿茶素的滋味特征有所差异。NARUKAWA等[17]研究发现相同摩尔浓度下，4种表型儿茶素的苦涩味强度排序为ECG＞EGCG＞EC＞EGC。ZHANG等[18]研究表明酯型儿茶素的苦涩味普遍高于非酯型儿茶素，非酯型儿茶素是茶汤回甘滋味效应的关键物质基础。彭静等[19]认为儿茶素的构型也会显著影响其滋味特征，在同一浓度下，(-)-EC的苦味强度和持续时间均超过(+)-C。徐懿等[15]还表明GC的苦味阈值是EGC的4倍。这些研究结果表明，酯型、表型儿茶素才是茶汤的重要致苦或致涩物，而非表型儿茶素，尤其是非酯非表型儿茶素浓度的上调往往有助于降低茶汤苦涩味。据此推断，乌龙茶的焙火处理虽不能显著影响总儿茶素等茶汤苦涩味主要贡献物含量，但能通过大幅上调GA和非表型儿茶素含量达到降低茶汤苦涩味、提高回甘强度，从而提高茶汤整体口感。

图3 铁观音茶汤中儿茶素组分含量Fig.3 Content of catechins in Tieguanyin infusion

2.3.2 不同冲泡次数下生化成分的变化

如表3所示，不同冲泡次数下的茶汤中主要生化成分含量具有较大差异。绝大多数化合物含量均在第二泡茶汤中达到峰值，这与图1B中茶汤固形物含量结果相一致。但有个别成分，如EGC和EGCG，其浓度逐泡增加，在第三泡茶汤中含量最高。但是从儿茶素组分在总儿茶素中所占的比率来看，酯型儿茶素比率随着冲泡次数的增加呈逐渐增加的趋势；非酯型儿茶素比率随着冲泡次数的增加呈逐步下降的趋势；表型儿茶素比率随着冲泡次数的增加呈逐渐增加的趋势，而非表型儿茶素比率则相反，特别是在焙火的茶样中变化趋势更为明显，见表4。由此推断，相较于酯型与表型儿茶素，乌龙茶冲泡过程中非酯型、非表型儿茶素更易浸出，而酯型儿茶素和表型儿茶素相对浸出速度较慢。此外，随着焙火程度的加深，不同冲泡次数茶汤之间的儿茶素组分比率的差异逐渐拉大。铁观音茶汤滋味审评以第二泡茶汤为主，相较于第一泡茶汤，焙火铁观音（SS）第二泡茶汤中C、EC和EGC等非酯型儿茶素的含量增幅最大，这可能也是SS茶样开始产生回甘滋味的原因。此外，随着焙火程度的加深，第二泡茶汤中的GA、GC及C等非表型儿茶素含量呈逐步增加的趋势，焙火铁观音（BS）相对清香铁观音（CS）分别增加97%、326%和80%，这些含量变化可能是BS茶样回甘显的原因。

表3 不同冲泡次数下茶汤中的儿茶素、GA及咖啡碱含量Table 3 Content of catechins,GA and caffeine in tea infusions with different brewing cups

表4 不同冲泡次数下茶汤中的儿茶素组分比率Table 4 Ratio of catechins in tea infusions with different brewing cups

3 结论

恰当的焙火处理可以改善铁观音的感官品质。焙火处理后茶汤滋味由尚醇、略青涩转变为醇厚、回甘显，涩味有所降低、回甘强度得以提升，整体口感得以提高；香气从较清高、有花香转变为花果香浓郁，评分得到较大提高。焙火铁观音内含成分更容易浸出，且随着焙火程度的增强，铁观音茶汤中固形物、GA以及C、GC等非表型儿茶素含量均显著上升，非表型儿茶素比例也得以提高，这可能是焙火处理改善铁观音感官品质的主要原因所在。结合已有的研究成果，焙火铁观音第二泡茶汤中GA及非酯型儿茶素和非表型儿茶素含量的增加或许是焙火铁观音产生回甘滋味的物质基础。此外，不同冲泡次数茶汤中儿茶素含量也有明显差异，随着冲泡次数增加，酯型儿茶素与表型儿茶素浸出率显著增加。