不同光质萎凋对贡眉白茶滋味品质的影响

黄藩，唐晓波，徐斌，张厅，罗凡*，马泽强

1(四川省农业科学院茶叶研究所，四川 成都，610066)2(平阳县农业农村局，浙江 平阳，325400)

白茶是我国六大茶类之一，以“外形自然，满披白毫，香气清鲜，毫香凸显，滋味鲜醇，汤色杏黄”为主要品质特征。茶叶的风味主要由茶多酚、氨基酸、咖啡碱和芳香物质等共同决定，而特征性风味物质及功能成分的含量变化，又受到原料质量[1-2]、加工工艺[3]及贮藏条件[4]等多种因素的影响。白茶的萎凋工序耗时较长，散失水分的同时，鲜叶内部一系列理化变化为白茶香气和滋味的形成奠定基础[5]。传统白茶加工有日光萎凋的工序，光照作为一种能源物质和信号分子，为鲜叶的物理反应、生物代谢和化学变化等提供了必要的环境条件和能量需求[6-7]。但茶季经常下雨，无法进行日光晒青，鲜叶萎凋效果得不到保证，造成毛茶的香气和滋味品质下降。随着精准农业和智慧农业的快速发展，光照萎凋技术逐步应用在茶叶加工生产中[8]，并取得了较好的效果。已初步探明红、蓝、黄及白光等光照萎凋对小叶种红茶的滋味特征有改善作用[9-10]，黄橙光萎凋对福建红茶和广东乌龙茶的香气促进作用最明显[11-12]，补光萎凋对福建铁观音叶片的生理特征指标有影响[13]。有研究对不同光质萎凋下的福建白茶进行主要生化成分和香气的检测，综合感官审评结果认为黄光萎凋白茶最优[14]。但不同光质萎凋对白茶儿茶素组分、氨基酸组分、黄酮(醇)苷类的系统研究缺乏。

贡眉是群体种嫩梢按照萎凋和干燥工序制作的白茶[15]。随着白茶生产区域和消费市场的快速扩张，各产茶区纷纷用当地群体种试制白茶。目前研究多集中在白毫银针、白牡丹和寿眉的风味品质和保健功能上[16]，对贡眉研究较少。因此，本文利用不同波长的LED人工光源对贡眉白茶进行萎凋试验，系统研究不同光质萎凋对白茶的儿茶素组分、氨基酸组分、黄酮(醇)苷等代谢物及感官品质的影响，以期为白茶全天候、标准化光照萎凋生产提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本实验所采用的供试材料为标准一芽二叶四川群体种茶鲜叶，于2019年6月9日采自雅安名山区太平镇，无雨水叶，鲜叶于采摘当日中午12∶00进厂。利用 LED 光源设置不同波长的单色光质，进行不同光质萎凋的单因素试验。试验分5个处理：无光(对照)、日光萎凋、红光(630 nm)、黄光(570 nm)、蓝光(430 nm)。对照组处于完全黑暗的环境中；日光萎凋在采摘当日下午17∶00和次日上午8∶00，进行日光萎凋30 min，其他时间与对照组在相同环境中进行萎凋。

不同光质萎凋试验进行24 h，关闭光源，将5个处理的白茶在制品进行并筛(两个单位面积的在制品合并为一个单位面积，摊匀)。5个处理均置于无光条件下，其他环境条件不变，再萎凋12 h后进入烘干工序， 用75 ℃的温度将萎凋叶烘至足干(含水率<5%)，即得到贡眉毛茶。

每个处理设置3个重复，每个重复由4个面积为1 m2萎凋盘组成，萎凋盘上叶层厚度为(1±0.1) cm。光源位于萎凋叶层上方20 cm处，用光度计测定萎凋盘中不同位置的叶片表面光强，光照强度在(1 000±50) lux。萎凋间通风条件良好，用空调和加湿器控制环境条件为温度(28±2) ℃和相对湿度(70±5)%。

1.2 设备与仪器

制茶设备：LED光源材料(灯管式光源)，广州诚汇装备有限公司；希玛AS803光度计；6CHX-70茶叶提香机，安溪佳友机械公司。

检测仪器：UV-3600紫外分光光度计，日本Shimadzu公司；GUINTIX224-1C 电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；S-433D氨基酸分析仪，德国Sykam公司；UPLC-QQQ-MS(Acquity H-Class，Xevo TQ-S Micro，Waters，Acquity UPLC BEH C18)色谱柱(100 mm×2.1 mm，1.7 μm)，英国Waters公司；手动SPME进样器和50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取头，美国Supeclo公司；7890 A气相色谱仪、5975 C质谱仪，美国安捷伦公司。

1.3 感官审评方法

根据GB/T 23776—2018 《茶叶感官审评方法》中名优白茶审评法，由3 名专业人员对样品的香气进行感官审评。

1.4 理化指标分析方法

氨基酸组分的提取方法为：0.1 g加入10 mL沸水，提取5 min，室温离心10 min，取上清液过0.22 μm水膜后，用氨基酸分析仪进样分析。主要参数为:柱温保持40 ℃；波长设置为570 nm和440 nm；流速为0.25 mL/min；进样量为50 μL[17]。

儿茶素和咖啡碱含量的测定采用高效液相色谱法，流动相为 0.2%乙酸和乙腈，色谱条件：检测波长为 278 nm，流速：1 mL/min，柱温：25 ℃，进样量：10 μL，流动相梯度洗脱[18]。

水浸出物采用全量法，可溶性糖采用比色法分析[19]。

1.5 其他代谢组分测定方法

组分提取方法为：准确称取0.1克，15 mL体积分数70%甲醇水溶液 70 ℃提取30 min，取适量过0.22 μm有机膜后，进行LC-MS/MS相对定量比较。主要参数为:将该柱保持在40 ℃的恒定温度。二元流动相用于洗脱，流速为0.35 mL/min；溶剂A是含有0.1%(体积分数)甲酸的水溶液，溶剂B是100%乙腈。线性梯度洗脱曲线如下：0 min，5%B;2 min，5%B;8 min，35%B;10 min，B含量为60%；11 min，95%B；11 min，5%B；15 min，5%B。进样量为2 μL。使用多反应监测模式在以下设置下进行定量：毛细管电压：+3.0 kV；锥电压：45 V；去溶剂温度：200 ℃；源温度：150 ℃；锥气流量：1 L/h；脱溶剂气流量：550 L/h[20]。

1.6 数据处理

采用 Microsoft Office Excel 及 SPSS 19.0 统计软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 对滋味相关代谢物的影响

2.1.1 不同光质对主要生化成分的影响

由表1可知，4个光照处理的儿茶素总量均显著低于无光萎凋，其中蓝光组含量最低，同时显著低于红光和日光组；黄光和蓝光组之间不存在显著差异，红光和日光组之间不存在显著差异。黄光组的非酯型儿茶素含量显著高于无光组和其他光质组，红光组的酯型儿茶素含量显著低于无光组和其他光质组，蓝光、日光组和无光组之间不存在显著性差异。黄光和蓝光组的酯型儿茶素含量显著低日光、红光和无光组，日光组显著低于无光组，红光组和日光、无光组之间不存在显著性差异。没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate，EGCG)是重要的呈味物质和功能成分，黄光、蓝光和日光组的EGCG均显著低于红光和无光组，依次为：无光>红光>日光>黄光>蓝光。在咖啡碱含量上，红光显著高于蓝光、黄光和无光组，日光组与各处理间不存在显著性差异。在可溶性糖含量上，红光处理显著高于无光萎凋和其他处理，黄光、蓝光和日光萎凋与无光不存在显著性差异，但黄光处理显著低于蓝光和日光萎凋。4个光照处理的水浸出物含量显著高于无光萎凋，但4个处理之间不存在显著差异。

2.1.2 不同光质对氨基酸组分的影响

本研究共检测了22种氨基酸组分，均为5个处理的共有氨基酸，其绝对含量见表2。红光、蓝光和白光萎凋处理的白牡丹氨基酸总量均显著高于无光和黄光，且红光和蓝光显著高于白光。茶氨酸是氨基酸中含量最高的组分，红光组含量最高且显著高于其他处理，蓝光组次之，并显著高于黄光、日光和无光组。

表1 不同光质萎凋对贡眉白茶主要生化成分含量的影响 单位：%(质量分数)

红光萎凋组的苏氨酸、谷氨酸、谷氨酰氨、茶氨酸、甘氨酸、丙氨酸、γ-氨基丁酸等的含量显著高于其他处理，天冬氨酸和丝氨酸含量显著低于其他处理;黄光萎凋组的天冬氨酸和脯氨酸的含量显著高于其他处理;苏氨酸、谷氨酰胺、丙氨酸、γ-氨基丁酸的含量显著低于其他处理;蓝光萎凋组的丝氨酸和精氨酸的含量显著高于其他处理。白光萎凋组的天冬酰胺和脯氨酸显著高于其他处理。

表2 不同光质萎凋对贡眉白茶氨基酸组分的影响 单位：%(质量分数)

2.1.3 不同光质对其他代谢物的影响

为了更详细地了解不同光质萎凋对白茶品质成分的影响，对5组处理白茶的代谢物进行了UHPLCQ-TOF/MS分析，结合相关文献，共鉴定出21个化合物，其相对含量见表3。相比无光萎凋，黄、蓝、白光萎凋组的山奈酚含量显著升高，红光组降低但差异不显著。槲皮素3-葡萄糖苷与槲皮素3-半乳糖苷的含量之和、槲皮素3-芸香苷的含量、牡荆素+异牡荆素的含量之和，对比无光萎凋组，4种光质萎凋组显著降低以上3个指标，且不同光质处理间不存在显著差异。槲皮素3-葡萄糖芸香糖苷+槲皮素3-半乳糖芸香糖苷相对含量之和为无光组最高，蓝光和黄光组的相对含量显著降低，而红光和白光与其他3个处理间不存在显著差异。红光萎凋可以显著降低茶黄素和茶黄素-3-没食子酸酯的含量，而其他3种光质萎凋组与无光组不存在显著差异。

表3 不同处理的贡眉白茶其他代谢组分及其相对含量(峰面积，counts)Table 3 Metabolites of Gongmei white teas in different treatments and their relative contents in (peak area, counts)

2.2 不同光质对感官品质的影响

由表4可知，4种光质萎凋均可以提高贡眉白茶的感官审评的香气、滋味及总分，其中红光萎凋组得分最高，黄光组次之，无光组最低。黄光组的香气得分最高，呈现“花香”，其他3种光质组以“清香”为主。较无光组，4种光质萎凋的贡眉茶汤更加浓醇，且红光组的滋味因子得分最高。黄光、蓝光、白光组的贡眉汤色呈现“黄亮”，略高于红光和无光组，而4种光质组的叶底得分一致，且略高于无光组。

表4 不同光质萎凋对贡眉白茶的感官品质的影响Table 4 Result of sensory quality evaluation on Gongmei white teas in different treatments

3 结论与讨论

比较感官审评结果的滋味因子得分和评语发现，4种光质处理的贡眉均比无光的分数高，其中红光组的滋味呈现“醇厚鲜甜”的优良风味特征，得分最高。已有文献[21]报导光照萎凋可以显著降低儿茶素含量，与本研究中，较无光萎凋，蓝光、黄光、日光组显著降低EGCG、酯型儿茶素及儿茶素总量的结果一致(P<0.05)。但是除了以上因素，红光照射茶叶又可以促进叶片的含碳化合物的形成[22]，综合消长两方面的因素，本研究结果中的红光萎凋的贡眉白茶，其EGCG、酯型儿茶素和可溶性糖的含量较其他光质较高。红光萎凋的茶氨酸、谷氨酸、缬氨酸、苏氨酸、精氨酸等对白茶滋味鲜甜感有决定性作用的氨基酸组分含量，均显著高于黄光、日光和无光组(P<0.05)。柯茜[23]研究表明，在红光萎凋红茶鲜叶的多种氨基酸含量显著高于自然萎凋，特别是在萎凋后期，红光处理的氨基酸含量显著高于其他处理，与本试验结果一致。茶叶中咖啡碱的代谢与核酸、蛋白质、氨基酸等物质紧密联系[22]，普遍认为有利于氮代谢的光照条件，必然有利于氨基酸、咖啡碱等含氮化合物的积累，所以本研究中红光萎凋的咖啡碱含量也是各处理中最高的。虽然酯型儿茶素和咖啡碱的含量与茶汤苦涩度呈正相关，但是有研究表明，茶汤中的生物碱与大量儿茶素容易形成氢键，而氢键络合物的味感既不同于生物碱，也不同于儿茶素，而是相对增强了茶汤的醇度和鲜爽度[24]。红光组的EGCG、酯型儿茶素、可溶性糖、氨基酸和咖啡碱等主要生化成分的含量高于其他处理，这些物质的高含量是茶汤滋味形成的物质基础。

蓝光、红光、和日光组的氨基酸总含量，显著高于黄光和无光组(P<0.05)。氨基酸含量与滋味品质呈正相关，红光、蓝光、白光的感官审评滋味因子得分均显著高于无光萎凋组，说明以上光质萎凋对贡眉白茶的滋味品质做出了贡献。较其他光质，黄光组的氨基酸含量较低，但是感官审评香气因子得分最高，有可能是加工中氨基酸组分参与香气物质的形成较多。比如，黄光组含量低于其他光质组的赖氨酸、组氨酸和精氨酸，作为碱性氨基酸具有较强的美拉德反应活性，加工过程中因参与美拉德反应被消耗的程度高，所以贡眉中含量相对较低。此外，氨基酸和糖类、儿茶素在热的作用下还能产生呋喃、吡咯、吡嗪、苯酚物质以及相应的甲基、乙基、羟基、醛基、乙酰基衍生物和乙酸等，可进一步研究萎凋中白茶的氨基酸、可溶性糖和儿茶素等组分的变化趋势，寻找萎凋适度的判断标准。

本研究利用代谢组学技术对一些常规分析难以检测出的物质进行检测分析，如焦谷氨酸、黄酮苷、儿茶素二聚体等。这些物质均对茶叶品质有重要影响，如有报道显示焦谷氨酸对茶汤鲜味有重要作用[25]。除了山奈酚、牡荆素和异牡荆素等黄酮(醇)类，山奈酚、槲皮素、杨梅素生成的黄酮(醇)糖苷类，也被认为是茶叶汤色黄绿的重要影响物质，有研究显示黄酮(醇)糖苷具有涩味，是红茶、绿茶、白茶的主要涩味成分[26]，可以增强茶汤的苦涩口感[27]。相比无光组，4种光质组检测的部分槲皮素糖苷、牡荆素和异牡荆素含量的显著(P<0.05)下降，可能是光照萎凋造成白茶苦涩度降低的原因之一。文献报导茶黄素-3′-没食子酸酯对茶汤涩味有贡献[16]，茶黄素对滋味强度有贡献[28]，本研究中红光组的茶黄素-3′-没食子酸酯和茶黄素含量显著低于无光组和其他光质组，在一定程度上解释了红光组茶汤的苦涩度不高的原因。陈翔等[29]采用基于亲水相互作用液相色谱-三重四极杆质谱法，发现白茶萎凋中鲜叶的甘油酸、肌醇和胆碱的含量大幅增加，3种代谢物可作为细胞膜生理状态代谢标志物，可以反映白茶萎凋进程。因此采用代谢组学技术研究光照萎凋对茶叶品质的影响，可以更全面了解不同光质射胁迫下离体茶鲜叶的代谢调控途径和关键调节位点，揭示光照处理离体鲜叶对提高茶叶品质的作用机制，促进茶叶加工技术提升。