制茶工艺对白茶品质影响研究进展

邓仕彬,林国荣,周凤超

(莆田学院环境与生物工程学院,枇杷种质资源创新与利用福建省高校重点实验室,福建莆田 351100)

白茶作为中国优良茶叶品种之一,主产于福建福鼎、政和、松溪、建阳及云南景谷等地[1],属于微发酵茶,具有外形满披白毫、毫香清鲜、汤色黄绿清澈、滋味清淡回甘等特点[2]。白茶富含茶多酚、氨基酸、糖类和咖啡碱等多种成分,具有降血糖、抗氧化、抗癌、抗菌消毒、清除自由基、提高免疫功能等保健功效[3-6],深受广大消费者喜爱。近年来,国内兴起的新型绿色健康的生活理念与白茶独特的保健功效相契合,白茶在国内外的市场逐渐兴起,知名度也不断提高。

白茶加工工艺主要包括萎凋和干燥两道工序[7],深受港澳消费者喜欢的新工艺白茶,则经过萎凋、轻揉捻、烘干等工序制成[8]。虽然白茶工序较为简单,但加工工艺和参数的不同会显著影响白茶品质。萎凋工艺作为白茶的关键工序,除了能够蒸发鲜叶水分外,也伴随着一系列的生物化学反应,对其品质形成具有重要贡献。为提升和稳定白茶品质,本文介绍了近些年国内外白茶加工工序对其品质影响的研究进展,以期能够对白茶生产提供一定的理论支持和借鉴,达到精准监测茶叶加工效果的目的,并对制茶工艺的发展趋势进行展望,以促进白茶的可持续发展。

1 萎凋工序对白茶品质的影响

1.1 不同萎凋技术和萎凋条件对白茶品质的影响

传统的工艺一般是采用自然萎凋(日光、室内自然萎凋),环境条件要求室温约为20～25 ℃,相对湿度约为70%～80%,但萎凋所需时间较长,且容易受到实际天气情况的影响导致白茶品质不一,不适于白茶的大规模化生产[9]。如若遇到阴雨天气或温度、湿度不适于自然萎凋所需的条件,则采用室内加温萎凋,其萎凋温度和湿度相对稳定,不受环境的影响,生产的白茶品质也较为稳定[10]。目前室内加温萎凋采用的方法很多,如室内加设热风管道加温萎凋、空调间加除湿机萎凋、萎凋槽加温萎凋、远红外线碳纤维茶叶专用板萎凋等,供热方式的不同对白茶品质产生不同的影响[11],且产品略带青气,汤色较淡,品质相对较差[12]。目前也有把以上几种制法综合使用的复式萎凋法,包括室内自然萎凋融入日照处理和室内加温萎凋加入日照处理两种。复式萎凋法能够加速水分蒸发,促进萎凋叶内部生化反应的进行及化学成分的转化,对于白茶香气和滋味物质的形成起到积极作用,能够显著提升白茶品质[13-14]。王子浩等[15]研究表明复式萎凋相对于其他萎凋方式具有较好的白茶感官品质。但是,该方法较为繁琐,受日光强弱等环境条件影响较大,操作及技术上难以掌握,易出现色泽花杂、芽叶枯红等,若萎凋技术把握不佳对于白茶品质有负面影响[11]。

影响白茶品质的因素众多,除了茶树品种和鲜叶原料外,萎凋过程中的环境温湿度、摊叶量、萎凋时间、气流速度、通风状况等也能显著影响白茶品质[16]。不同萎凋工艺及加工条件下白茶品质各异,其根本原因在于萎凋叶含水量及失水速率不一致,表现为萎凋叶内部成分转化不合理,不利于白茶特有品质的形成。萎凋叶失水速度过快或过慢,都会不同程度影响白茶的品质[17-18]。周寒松等[19]研究表明了白茶品质的优劣与水分散失的速率息息相关,控制萎凋叶适当的失水速率与萎凋叶内生化成分的转化相协调是形成优良白茶品质的关键。张应根等[20]研究也表明了自然萎凋过程中控制水分散失速率可以调节白茶滋味和香气物质的形成进程。王姚经[21]通过调节萎凋过程中的温度、相对湿度、萎凋时间和气流等条件,获得了独特品质的白茶,说明了工艺措施的调节实际目的就是控制萎凋叶的失水速率,进而影响生化反应的进行,从而间接影响白茶色泽、香气和滋味物质的形成。王子浩等[22]研究表明了18、24、30 ℃三个萎凋温度下白茶的感官品质随着萎凋温度的上升呈现出先升高后降低的变化趋势。刘谊健等[23]表明萎凋时间与白茶品质形成有直接关系,时间过短则氧化不充分,多酚类含量高,苦涩味重,时间过长则主要生化成分消耗多,滋味淡薄,并说明了萎凋时间需在36～72 h之间白茶品质较好,以54 h左右为宜。萎凋过程摊叶量和匀度也会影响白茶品质,一般萎凋叶需要在36和48 h各进行一次并筛,加厚叶层,从而改变萎凋叶酶活性,促进多酚类物质的适度氧化和转化,减少茶汤的苦涩味,增加其醇和度[24]。萎凋气流环境能够加速水分的蒸发,防止CO2等不良气体的积聚,同时提供萎凋叶生化反应所需要的O2,适宜的萎凋气流环境则有利于白茶特有的香、醇、爽风味的形成[25]。这些环境条件中,环境的温度和相对湿度作为影响萎凋叶中失水速率和生化反应的主要因素,是决定白茶生产过程香气和滋味形成的两大关键因子[26]。若能控制这些环境因素,调节萎凋叶失水速率,促进生化反应合理进行,对于改善白茶品质具有一定的指导意义。

1.2 萎凋过程白茶外形变化

萎凋工艺是鲜叶水分散失的过程,也伴随着一系列的外形变化。萎凋叶水分的散失使得细胞萎缩,叶质变得柔软,促进萎凋叶良好外形的形成,也为白茶后续加工工序及品质形成提供物质和叶形基础[27]。萎凋后的叶片叶色由最初的碧绿转为灰绿、茶叶毫色发白、芽尖与叶梗显翘尾、叶缘垂卷、青气消失、茶香显露,具有较佳的外观。叶片呈卷曲状是由于鲜叶背面气孔失水速率快,细胞萎缩也较快,同时叶背面的角质层相较于正面要薄,导致叶背面的收缩比正面快,表现为叶片多向内卷曲;芽尖、叶缘的失水速率也较叶内细胞快,形成芽尖与叶梗显翘尾、叶缘垂卷等白茶特有的叶态[19]。因此,萎凋时间不足或过剩,均不利于萎凋叶良好外形的形成。鉴于实际生产过程中萎凋方式和环境条件的变化,选择合适的萎凋时间对于改善萎凋叶外形具有重要影响。

叶片叶色的变化则是因为萎凋过程中多酚类物质和叶绿素发生的各种转化,从而影响白茶叶底、色泽和汤色[28-29]。白茶加工过程中叶绿素的变化主要是由于酶的作用所产生的生物化学变化和非酶作用所产生的化学变化[25]。李明月[30]研究表明,叶绿素a和叶绿素总量在萎凋过程呈现下降的趋势,叶绿素b则呈现出先减后增再减的趋势,使得茶叶由最初的鲜绿色转化为期望的灰绿色泽。若萎凋时间不足,则叶绿素分解少,叶色呈现鲜绿色;若萎凋过度,叶绿素向脱镁叶绿素转化,使得叶色呈现出不理想的灰橄榄色或暗橄榄色[31]。

1.3 萎凋过程生化成分的转化

萎凋是白茶品质形成的关键工序,除了能够蒸发鲜叶水分从而达到一定含水量要求之外,还伴随着鲜叶内部成分等一系列生物化学反应,其特有香气、滋味等品质也主要是在萎凋过程中形成。茶叶萎凋过程中游离氨基酸、可溶性糖和咖啡碱的含量变化与萎凋失水呈显著正相关,而这些成分又与白茶品质息息相关[32]。因此,分析鲜叶萎凋过程中特征生化成分的变化规律,对于白茶品质的提升具有重要价值。

1.3.1 茶多酚的转化 茶多酚是天然植物茶叶中分离提纯的30多种酚类化合物的复合体,约占茶叶干物质总量的18%～36%。茶多酚是一种很好的天然抗氧化剂[33],具有抗肿瘤、抗衰老和调血脂等多种药理活性,广泛应用于药理、抑菌、降脂、保健等领域[34-36]。萎凋过程中茶多酚发生不同程度的氧化,其含量会发生明显变化。由于叶内水分的散失,导致内部细胞液浓度增加,通透性增加,使多酚类物质与酶的接触增加,从而促进酶促反应的进行,这些酶促反应产物构成了白茶香味形成的前期物质[37]。随着水分含量的持续降低,酶活性下降,茶多酚及酶促反应产物与氨基酸、糖等相互作用形成芳香物质,引起茶多酚含量持续下降[23]。适宜的萎凋过程能够促进鲜叶内茶多酚的转化,对于青气和苦涩味物质的去除、特有茶香物质的形成具有显著贡献[2]。若萎凋过程中氧化分解反应过度,使茶多酚消耗过多,滋味淡薄,易产生“发酵香”,从而降低白茶品质[20]。因此,白茶萎凋过程中茶多酚含量降低以及相应反应产物的形成,对于白茶的色泽、感官等品质具有重要影响。分析茶多酚萎凋过程中的动态变化规律,明晰其与加工方式、白茶品质的相关性,可以为茶叶加工参数的选择提供参考。

1.3.2 氨基酸的转化 白茶中游离氨基酸总量为2.18%～4.17%,是白茶中的重要功能成分,同时对增进茶汤滋味、改善色泽和提高香气等方面具有重要作用[38]。Yang等[39]也通过生化成分含量的比较和偏最小二乘分析,表明了茶氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺与白茶的鲜味呈正相关。萎凋过程中涉及一系列的生物化学反应,使得氨基酸含量发生变化,这些变化主要是由于鲜叶内含蛋白质、多肽在酶的催化作用下分解产生氨基酸,其催化效率受到萎凋过程中水分含量影响。另外,研究表明萎凋后期氨基酸能够与邻醌类物质、多酚类化合物、还原糖等物质发生化学反应形成芳香物质,从而为白茶提供香气来源[40]。杨志坚等[41]研究表明,萎凋前后氨基酸是增幅较多的化学成分,其含量增加了近1倍。刘谊健等[23]探讨了白茶制作过程主要化学成分转化与品质形成的关系,发现氨基酸含量在萎凋过程中也呈逐渐上升的趋势。李金辉[42]研究发现自然萎凋和复式萎凋生产的白茶氨基酸含量增加了0.004%,而加温萎凋生产的氨基酸含量则减少了0.015%。这说明萎凋过程氨基酸会发生变化,而萎凋方式和萎凋条件的不同,氨基酸的含量变化会有所差异。Zhao等[43]研究也表明了蛋白质水解过程中也会产生大量分子量约为1000 Da的寡肽,其中一些是潜在的味道贡献者。这些研究结果表明了调控萎凋过程中氨基酸或肽的种类和含量能够为白茶优良品质的形成提供借鉴。

1.3.3 糖类的转化 可溶性糖呈味甘甜,是构成白茶茶汤粘稠度和滋味的重要成分,可参与形成白茶的特征香气物质,萎凋前后其含量相较于鲜叶有所增加[44-45]。萎凋前期糖类物质含量的变化因淀粉的水解反应而生成,同时也会因为氧化、呼吸作用和化学转化而被消耗,而后期糖则得到积累,其含量增加[46]。潘玉华等[47]研究发现可溶性糖含量在萎凋初期呈上升趋势,而后有所下降,但萎凋结果其仍高于鲜叶,总体呈上升趋势,并表明可溶性糖含量的增加有利于白茶茶汤甜醇滋味的形成。同时,可溶性糖的积累也为后续的干燥期间白茶香气的形成提供了一定的物质基础[48]。

1.3.4 咖啡碱的含量变化 咖啡碱是白茶中重要的功能性成分,具有强心、利尿、兴奋等药理功效,其味较苦,是白茶滋味的重要构成成分,其含量与茶叶嫩度呈正相关[49]。王汉领等[50]研究表明白茶萎凋过程中咖啡碱的含量变化不大,其在成品白茶中的含量比鲜叶略有增加。张磊等[51]采用白茶传统加工工艺、新工艺和“创新工艺”3种不同加工技术对4个品种茶叶进行白茶加工试验,发现成品白茶咖啡碱的含量均在2%～4%范围内,并未呈有规律性的变化。陈勤操[52]研究表明萎凋过程中咖啡碱含量呈上升趋势。陈林海等[25]认为白茶萎凋过程中咖啡碱的含量增加,可能是因为结合态的咖啡碱变成了游离态,而温度升高的条件下又会使咖啡碱含量下降。萎凋过程中咖啡碱的含量变化规律及其与白茶品质的关联还有待进一步研究。

1.3.5 香气物质的形成 香气成分是白茶风味品质的重要属性,关于茶叶香气活性成分的研究已发展成为香气化学研究领域的重点方向[53]。白茶香气的形成除了白茶原料等级的影响之外,还与其独特的加工工艺密切相关,特别是萎凋工序对于香气品质的形成影响重大。萎凋过程中,鲜叶内含成分发生一系列酶促作用和化学反应,如糖苷类物质的降解、类胡萝卜素的氧化降解、多酚类物质氧化、脂肪酸的过氧化及降解、氨基酸的脱羧脱氨和美拉德等反应,使得香气物质大量生成[54]。Feng等[55]研究也表明了类胡萝卜素、脂肪酸、糖苷和氨基酸/糖是白茶香气分子主要的四个前体。酶活性能够显著影响生化反应的进行,茶叶加工中酶活性的变化则不同程度促进白茶香气的形成。萎凋过程中,多酚氧化酶和过氧化氢酶活性呈“升-降-升-降”的趋势,过氧化氢酶活性则呈先升后降的变化趋势[53],谷氨酸脱羧酶表现出与过氧化氢酶相似的变化规律[56]。Deng等[57]研究发现在生产白茶的萎凋过程中,水杨酸羧基甲基转移酶与水杨酸能够生成水杨酸甲酯,作为释放花香的挥发性有机化合物之一,在茶的甜美花香中起重要作用。Wang等[58]利用转录组和代谢产物谱图研究了萎凋对茶叶风味形成的影响,发现萎凋过程中的脱水胁迫导致茶香味化合物的基因转录和含量发生显著变化,从而促进了各种茶的特殊风味形成。这些研究初步阐明了白茶加工中香气成分的来源途径及其变化规律,针对茶叶中香气成分的有效提取也已取得较大进展,而在香气活性成分的鉴定研究及其代谢组学分析尚需要不断完善。

2 揉捻工序对白茶品质的影响

揉捻是新工艺白茶加工中过程特有的工艺,主要以轻压、短揉为特点,叶片卷缩、略成条形为适度,使茶叶初步成型。茶叶经过揉捻达到破坏组织细胞、揉出茶汁的目的,有利于增进茶叶的汤色和滋味[59]。张磊等[51]研究表明创新工艺(鲜叶-轻萎凋(凉青)-轻做青-轻揉捻-烘焙-拣剔)下制得的白茶外形较紧、香甜、滋味较浓,具有“花香较显,味较醇”的特征,白茶水浸出物含量最高达44.97%,显著高于传统工艺白茶。周炎花等[60]在白茶传统工艺的基础上,增加了“轻做青”、“新揉捻”的工艺,成品白茶具有“香气显花香,滋味醇厚鲜爽,耐泡”品质风格,解决了传统工艺下白茶香味显生青的问题,而轻晒青和轻做青工艺的增加也会导致茶叶色泽偏暗绿显红。王飞权等[61]将黄观音白茶在室内自然萎凋阶段引入摇青、揉捻及摇青加揉捻不同处理方式,发现较传统工艺,新工艺黄观音白茶在香气和生化成分的组成与含量及感官品质等方面产生具有较大差异,其中以室内自然萎凋中进行适度的摇青处理效果最佳,具有花香浓郁、滋味醇爽等优良品质。

目前的传统白茶品质相对单一、香气略显清香,已无法满足消费者多样化的需求[62]。因此,在现有的白茶产品基础上,通过提出和改进生产工艺,开发出花香明显、滋味醇厚鲜爽的新型白茶产品对于提升白茶品质和价值具有重要意义。揉捻作为塑造美观外形、提升茶叶品质的加工工艺之一,其在绿茶中的作用尤甚。近年来,许多学者对揉捻对茶叶品质的影响等方面进行了研究,在揉捻对于茶叶滋味、香气、色泽等方面的影响、揉捻技术参数的确定、揉捻机械化方面均取得一系列研究成果[63-65]。

3 干燥工序对白茶品质的影响

干燥是白茶加工中的最后一道工序,除了挥发多余水分、抑制酶的催化作用外,还能使茶叶中的青气和苦涩味物质进一步转化,最终形成白茶色泽灰绿、披满白毫、叶缘垂卷的外形,并促进茶汤杏黄明亮、滋味甘醇、叶底柔软明亮等特有品质的形成[37,66]。除此之外,高温能够促使挥发性成分及非挥发性成分进行一系列的化学反应形成白茶特有的香气,从而提升白茶品质[67]。乔小燕等[68]分析了不同干燥温度下丹霞2号白茶的挥发性成分,发现对白茶香气有负面影响的醇类随干燥温度的增加,其相对含量呈降低趋势;对白茶整体香气有加成作用的酮类、醛类则呈现增加趋势。卓敏等[69]研究表明在60～70 ℃ 2 h的干燥区间,与白茶苦涩味密切相关的咖啡碱、多酚类化合物的含量处于最低,而对茶汤甜度、浓度和鲜爽度有重要贡献的可溶性糖、水浸出物、氨基酸含量均处于最大值,感官品质达到最佳。李凤娟[70]研究表明了干燥过程儿茶素含量变化显著,其中以表没食子儿茶素没食子酸酯和没食子儿茶素减少最多,使得茶汤涩味消失,滋味更为清醇。因此,干燥工序对于白茶品质的形成具有重要影响,探索不同干燥方式、参数条件与白茶品质的关系具有重要意义,也能够为白茶的生产提供指导。

4 展望

白茶的独特品质是加工过程中一系列物理化学反应相互作用协调的综合表现,各成分之间的转化是白茶特有外形、色泽、滋味、香气形成的基础。近些年来,针对白茶的加工方式、环境条件、生化成分分析、香气成分鉴定等方面取得了巨大的进展。但白茶品质形成过程复杂,影响因素众多,特别是不同地区白茶原料本身特性的差异,使得标准化的白茶工艺难以建成,质量不稳定的现象时有发生。萎凋作为白茶品质形成的关键工序,对于白茶特有品质形成具有重大影响。若能针对不同白茶品种特点,改善萎凋加工方式,控制萎凋过程中的温度、湿度等条件,调节水分散失的速率,使多酚类物质、游离氨基酸、糖类、咖啡碱等合理地相互作用与转化,对于白茶特征品质具有重要实际参考价值。将茶叶生理特性融入萎凋过程的物理化学变化当中,从本质原因探索萎凋过程中物质的动态变化规律与白茶品质的相关性是萎凋工序中研究的动向。另外,将萎凋过程茶叶的色泽指标通过计算机视觉技术量化,实现萎凋程度的精确判断,也是未来萎凋工序优化的发展趋势。随着检测手段和设备的快速发展,将电子鼻、电子舌等仿生新型技术以及代谢组学的统计分析方法应用于茶叶的研究中,在白茶品质的提升方面也将发挥巨大作用。