桔梗叶绿茶优化加工工艺研究

左宪强，田洪岭，郭淑红，许陶瑜，吴昌娟，裴帅帅，王秋宝

（山西省农业科学院经济作物研究所，山西汾阳 032200）

桔梗，别名包袱花、铃铛花、僧帽花，多年生草本植物，是一种常用中药[1]，也广泛用作食品，分布全国各地，山西省也有大面积栽培。目前，国内外学者针对桔梗根的研究较多，而对桔梗叶的研究报道较少。由于人们的传统习惯，注重桔梗根的研究利用，对其叶大部分未被利用而废弃。根据2019 年11 月对桔梗叶绿茶和桔梗根切片的药用成分测定发现，桔梗叶茶中的总酚含量32.94（mg/g 干质量） 和类黄酮含量79.635 1（mg/g 干质量） 远远高于桔梗根切片总酚含量5.287 7（mg/g 干质量） 和类黄酮含量5.087 4（mg/g 干质量），所以开展桔梗叶的开发利用研究对于提高桔梗种植效益、变废为宝、保护环境具有重要意义。

桔梗具有止咳祛痰[2]、宣肺[3]、排脓[4]、消肿的功能，为中医常用药。利用传统的针形名优绿茶制茶工艺和中药炮制方法，结合先进的现代生物技术对桔梗叶绿茶的研究与开发，用于改善人们的生活质量，以及药用植物的综合利用显得尤为必要。

针对桔梗叶绿茶加工工艺中影响品质的主要因素：摊青、杀青、揉捻、初烘干，采用二次通用旋转组合设计方法进行优化加工工艺技术试验探讨，寻求最佳工艺参数，为桔梗叶绿茶加工提供技术方法和理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

试验于2019 年5 月中旬在山西省农科院经济作物研究所药材课题组实验室进行，供试桔梗叶选用山西省农科院经济作物研究所药材课题组征集的农家品种，鲜叶要求机械收割，人工挑选去茎留叶。采摘时间为上午10 时左右，未显花果苗的鲜叶，据研究此时黄酮含量较高[5-6]。

设备：茶叶滚筒杀青机、茶叶揉捻机、烘干机、理条机、茶叶提香机、温度计、托盘天平，150 mL审评杯、秒表等。

1.2 试验方法

采用针形名优绿茶制茶工艺[7-8]：鲜叶摊青[9]→杀青[10]→揉捻[11]→做形→初烘干→摊凉回潮→足烘→桔梗叶绿茶成品。

采用二次通用旋转组合设计方法进行试验，因素水平编码（见表1）。鲜叶摊青厚度统一为3 cm，杀青时间统一为4 min，每次投料量7 kg，初烘时间统一为30 min。

因素与水平设计见表1。

1.3 感官审评方法及标准

按GB/T 23776—2009《茶叶感官审评方法》 进行感官审评。

试验茶样品的外形、香气、汤色、滋味和叶底分值由茶叶专业评审人员直接给出，综合评分和内质评分用各因素加权法计算，计算公式：综合评分=0.25*外形分+0.25*香气+0.10*汤色分+0.3*滋味分+0.10*叶底分；内质评分=0.25*香气+0.10*汤色分+ 0.3*滋味分+ 0.10*叶底分。

试验评分数据使用SPSS 18 软件进行二次通用旋转组合设计试验结果统计分析。

2 结果与分析

2.1 感官审评

按GB/T 23776—2009《茶叶感官审评方法》 对各试验处理样品进行感官审评。

试验设计与处理样品感官审评结果见表2。

2.2 回归分析与t 检验

应用SPSS 18 软件对试验处理样品感官审评结果（见表2） 进行二次通用旋转组合设计的回归统计分析得出感官审评值Y 与参试因素Xi之间关系的回归总方程式：

检验结果：影响Y 的主次顺序是X2（杀青） X3＞（揉捻） ＞X4（烘干） ＞X1（摊青），且均为正相关，均显著。交互作用：X1与X2，X1与X3，X2与X4均显著。决定系数R2=0.807，F回=4.769*，说明回归方程Y 与X 之间的回归关系与实际吻合程度很好。

回归系数与t 检验见表3。

表3 回归系数与t 检验

2.3 方程的最优解

在试验因素水平-2≤xi≤2（i=1,2,3,4） 约束条件下，依据方程（1） 式，分别对X1，X2，X3，X4求偏导数，并令其等于零得：

解该方程组得最优解，即参试因素的最佳优化组合：X1=0.162（摊青1.1 h），X2=0.846（杀青268.5 ℃），X3=0.888（揉捻24.4 min），X4=-0.050（烘干79.5 ℃），将最优解的编码值依次代入方程（1） 式得Y 的最佳指标值：Ymax=90.445。

2.4 单因素效应解析

2.4.1 摊青效应解析

依据回归方程（1） 式，令X2、X3、X4为0 得X1对Y 影响的单因素回归子方程：

单因素效应见图1。

2.4.2 杀青效应解析

依据回归方程（1） 式，令X1、X3、X4为0 得X2对Y 影响的单因素回归子方程：

2.4.3 揉捻效应解析

依据回归方程（1） 式，令X1，X2，X4为0 得X3对Y 影响的单因素回归子方程：

2.4.4 烘干效应解析

依据回归方程（1） 式，令X1，X2，X3为0 得X4对Y 影响的单因素回归子方程：

2.5 交互作用解析

从上述最优解和单因素效应值分析，看出二者有明显的差异，其原因就是交互作用所致，下面对t检验达显著的X1与X2，X1与X3，X2与X4交互作用解析。

2.5.1 摊青与杀青的交互作用解析

依据回归方程（1） 式，令X3，X4为0 得X1与X2对Y 影响的交互效应子方程：

根据该交互效应子方程可以用Matlab 软件绘出交互效应图。

X1与X2对Y 的影响见图2。

2.5.2 摊青与揉捻的交互作用解析

依据回归方程（1） 式，令X2，X4为0 得X1与X3对Y 影响的交互效应子方程：

根据该交互效应子方程可以绘出交互效应图。

X1与X3对Y 的影响见图3。

2.5.3 杀青与烘干的交互作用解析

依据回归方程（1） 式，令X1，X3为0 得X2与X4对Y 影响的交互效应子方程：

根据该交互效应子方程可以绘出交互效应图。

X2与X4对Y 的影响见图4。

3 样品成分测定

2019 年11 月将试验优良样品送“苏州科铭生物技术有限公司”检测结果如下。

样品成分检测结果见表7。

表7 样品成分检测结果/ mg·g-1 干质量

检测报告表明，桔梗叶绿茶中的总酚含量32.94（mg/g 干质量） 和类黄酮含量79.635 1（mg/g 干质量） 远远高于桔梗根切片5.287 7（mg/g 干质量） 和5.087 4（mg/g 干质量）。开展桔梗叶的开发利用研究对于提高桔梗种植效益、变废为宝、保护环境非常重要。

4 结论

通过二次通用旋转组合设计试验和回归分析及检验，得到了桔梗叶绿茶感官审评值与参试因素之间的回归方程；明确了影响茶叶品质的主次顺序是X2（杀青） ＞X3（揉捻） ＞X4（烘干） ＞X1（摊青），且均为正相关，均显著；决定系数R2=0.807，说明回归方程Y 与X 之间的回归关系与实际吻合程度很好。

通过回归方程的解析，方程的最优解与单因素效应值差异较大，表明参试因素之间交互作用明显。方程的最优解是参试因素对桔梗叶绿茶感官审评值的单作、交互作用综合平衡的结果，即试验的最佳优化加工工艺组合为摊青时间1.1 h，杀青温度268.5 ℃，揉捻时间24.4 min，烘干温度79.5 ℃，Ymax=90.445。

由于采用试验设计方法和试验条件的限制，只对摊青、杀青、揉捻、初烘及其5 个水平进行了试验研究，而对杀青时间4 min 以外的其他时间、后续烘干等因素未列入试验，所以试验结果仅作为后续试验的参考。