不同厌氧时间对绿茶和红茶加工品质的影响

张金玉 ，李美凤，郜秋艳，陈 猛，陈 兴，刘建军

(贵州大学茶学院，贵州 贵阳 550025)

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一种非蛋白质氨基酸[1]，是哺乳动物中枢神经系统非常有效的抑制性神经递质，参与脑循环生理活动[2-3]，具有一定的镇定安神作用[4-5]，且具有降血压的效果[6-10]。目前在金荞麦[11]、桑叶[12]和茶叶[13]等植物中已取得了相应的研究进展。提高茶叶的GABA含量和品质，将对保健茶类的发展有着深远的意义。

王丽丽[14]等研究发现在传统工艺下，同品种茶鲜叶制成的白茶中GABA含量较绿茶高；而Tsushida[13]等发现厌氧处理能显著提升茶叶中GABA的含量。林智等[15]对茶叶中GABA富集影响因素进行了研究，结果表明最佳处理条件为真空，主要因素为厌氧时间，其次是气体种类，厌氧处理温度对提高茶叶中GABA 含量影响不大，因此生产上采用在常温下进行厌氧处理即可，厌氧时间不宜超过8 h。此外，沈强[16]、王芳[17]和夏兴莉[18]等分别开展了真空厌氧间歇技术、厌氧温度、低温处理对GABA含量及茶叶品质影响的研究工作。目前，关于在厌氧条件下，绿茶、红茶加工工艺之间，以及高氨基酸茶树品种与常规茶树品种之间的GABA富集效果鲜见报道。本研究以高氨基酸含量的白化型茶树品种‘黄金芽’[19-20]、‘白叶1号’[21-22]以及常规茶树品种‘福鼎大白茶’鲜叶为原料，采用不同厌氧时间结合绿茶和红茶工艺的方法富集样品中的GABA，经过感官审评和理化分析，探求不同制茶工艺之间和茶树品种间的GABA富集效果及茶叶品质变化情况，为高品质GABA茶的研究开发提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

福鼎大白茶、黄金芽、白叶1号(一芽二叶)，2019年8月22日采于贵州省鑫产园茶业有限公司茶园。

1.2 主要试剂

GABA(HPLC≥98%)，北京索莱宝科技有限公司；谷氨酸(BR)，上海吉至生化科技有限公司；咖啡碱，SIGMA；次氯酸钠(活性氯≥7.5%)，天津市科密欧化学试剂有限公司；福林酚、没食子酸、四硼酸钠、重蒸酚等试剂均为AR级别，国药集团化学试剂有限公司。

1.3 仪器设备

茶叶揉捻机(6CR-25)，浙江上洋机械有限公司；烘焙提香机(JY-6CHZ-9B)，福建佳友茶叶机械智能科技股份有限公司；红外线测温仪(GM530)，深圳标智仪表；红茶发酵机(JY-6CFJ-2B)，福建佳友茶叶机械股份有限公司；真空封口机(MS1160)，东莞市凯仕电器有限公司；电子天平(BSA224S)，赛多利斯；离心机(TDZ4-WS)，长沙平凡仪器仪表有限公司；电热恒温鼓风干燥箱(101-2AB)，天津泰斯特仪器有限公司；电热恒温水浴锅(DK-98-II)，天津泰斯特仪器有限公司；紫外分光光度计(UV-6300)，上海美谱达仪器有限公司。

1.4 试验方法

鲜叶进行常规摊放4 h后，以不同厌氧时间分别结合绿茶和红茶工艺进行制样。厌氧处理方式为称取鲜叶300 g于食品真空包装袋中，采用食品真空封口机抽真空封口包装，置于室内进行常温厌氧处理。绿茶具体工艺步骤为：鲜叶摊放→厌氧(时间分别为0、2、4、8 h)→杀青(投叶量300 g，锅温180℃，时间2 min)→80℃干燥至足干；红茶具体工艺步骤为：鲜叶摊放→揉捻30 min→厌氧(时间分别为0、2、4、8h)→发酵(时间为4 h，发酵温度为28℃，湿度保持为90%)→80℃干燥至足干。试验因素水平及样品编号见表1。

表1 试验因素水平及样品编号

1.5 茶叶感官审评

按照《GB/23776-2018茶叶感官审评方法》中的绿茶、红茶审评方法，由3位审评专家对样品的汤色、香气、滋味和叶底进行密码审评。由于茶样无做形工艺，干茶外形松散，因此外形不参评，叶底只进行色泽匀整度和明暗度审评，计分时按汤色15%、香气30%、滋味40%、叶底15%的权重进行加权平均计算。

1.6 主要品质成分测定

根据《GB/T 8313-2018 茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》《GB/T 8314-2013 茶游离氨基酸总量的测定》《GB/T 8312-2013 茶咖啡碱测定》《根据GB/T8305-2013 茶水浸出物测定》[23-26]检测茶叶的茶多酚总量、游离氨基酸总量、咖啡碱和水浸出物含量。

1.7 γ-氨基丁酸(GABA)测定

1.7.1 样品测定 参考汤彩云等[27]的方法，取过100目筛的样品粉末1 g(感量0.0001)，加入40 mL的沸水，充分摇匀，移入水浴锅中浸提1 h，每20 min振荡一次，后用定性滤纸过滤后再过0.45 μm滤膜，接着取1 mL样品待测液，加入0.1 mol·L-1四硼酸钠缓冲液1.0 mL，6%重蒸酚溶液1.2 mL，7%次氯酸钠溶液0.6 mL，混匀后立即沸水水浴10 min，后冰浴处理5 min，恢复室温出现蓝绿色后，加入2 mL的60%乙醇溶液，于波长为640 nm测吸光值。

1.7.2 标准曲线建立 从2.0 mg·mL-1的标准品溶液中分别取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL，用去离子水定容至1 mL，按1.7.1的方法加入显色剂进行显色反应，测吸光度。

1.8 数据统计与分析

利用Excel2010和SPSS 20.0软件对数据进行统计和分析，所有数据均取3次重复的平均值。

2 结果与分析

2.1 不同厌氧时间茶叶感官品质分析

2.1.1 绿茶工艺茶叶感官品质分析 绿茶工艺茶叶感官审评结果如表2所示，福鼎大白茶、白叶1号和黄金芽3个品种茶叶均以对照样品质得分最高，总体表现为汤色明亮，香气高爽，滋味清爽鲜醇，叶底色泽匀整度好。厌氧至2 h和4 h后，茶叶感官品质正常，随厌氧时间延长为8 h时，3种茶叶的汤色、香气、滋味和叶底均受到不同程度影响，茶汤色泽变暗，明亮度下降，在香气上均出现有熟闷味，滋味青涩，同时叶底夹杂红梗，从而导致茶叶的感官品质相对较差。由审评结果分析可知，厌氧时间延长，茶叶的综合感官品质呈下降趋势。

表2 绿茶工艺茶样感官审评结果

2.1.2 红茶工艺茶叶感官品质分析 红茶工艺茶叶的感官审评结果由表3可知，福鼎大白茶、白叶1号和黄金芽3个品种茶叶的对照样品综合品质得分最高，总体表现为汤色明亮，香气带甜香，滋味醇厚，叶底的色泽匀整度较好，厌氧2 h和4 h的样品感官品质总体表现稳定。在厌氧时间达8 h时，3种茶叶综合品质得分较低，主要体现在香气、滋味和叶底3个方面，茶叶香气变得低闷，滋味醇厚度下降且变涩，叶底红暗且有花杂。红茶工艺茶叶叶底色泽容易变暗，分析其原因是厌氧时间延长导致PPO酶活性中心呈脱氧态形式[28]，且茶多酚含量下降，影响正常酶促氧化反应而产生不正常色泽。

表3 红茶工艺茶样感官审评结果

2.2 厌氧时间对不同工艺茶叶的GABA含量影响

厌氧时间对不同工艺茶叶的GABA含量分析如表4所示，福鼎大白茶、白叶1号和黄金芽3个品种茶叶其对照样的GABA含量很低，在绿茶和红茶工艺中，其含量分别在0.03～0.08 mg·g-1和0.07～0.11 mg·g-1之间，随厌氧时间延长，3种茶叶的GABA含量显著增加，如绿茶工艺的黄金芽在厌氧2、4、8 h后，GABA含量分别达1.10、1.56、2.64 mg·g-1，相较于对照样分别增长了13.75倍、19.5倍和33倍；红茶工艺的黄金芽在相同厌氧时间内GABA含量分别达1.13、1.67、2.69 mg·g-1，相较于对照样分别增长了10.27、15.18、24.45倍，GABA富集效果极为显著，且发现在两种工艺中，福鼎大白茶、黄金芽和白叶1号的GABA富集量大小均表现为黄金芽>白叶1号>福鼎大白茶。相同厌氧时间内，发现同品种鲜叶加工的红茶工艺茶样GABA含量显著高于其绿茶工艺茶样，分析其原因可能是揉捻过程中，鲜叶细胞破碎率增加，导致谷氨酸在厌氧过程中脱羧反应程度增强，转化成GABA 的含量较多[29]。

表4 不同工艺茶叶GABA含量分析

2.3 厌氧时间对不同茶树品种茶叶GABA含量影响

由表5不同工艺茶叶GABA含量的定基增长率回归方程的R2值大小可知，在厌氧0～8 h内，福鼎大白茶、白叶1号和黄金芽3个品种茶叶GABA含量增长的线性拟合度呈一定规律性，在绿茶工艺茶叶中，黄金芽(R2= 0.9792)>白叶1号(R2= 0.9498)>福鼎大白茶(R2= 0.8043)；红茶工艺茶叶中，黄金芽(R2= 0.9868)>白叶1号(R2= 0.9306)>福鼎大白茶(R2= 0.7899)，说明厌氧时间对黄金芽的GABA富集效果最为明显，其次是白叶1号和福鼎大白茶。

表5 不同工艺茶叶的GABA增长率的线性回归方程

2.4 厌氧时间对不同工艺茶叶主要品质成分含量影响

2.4.1 厌氧时间对绿茶工艺茶叶主要品质成分影响 经Duncan多重比较结果表明，随厌氧时间延长，福鼎大白茶、黄金芽和白叶1号的主要品质成分变化趋势相同。由表6可知，茶多酚和水浸出物的含量均有不同程度下降，厌氧时间达8 h时，含量显著低于对照样；氨基酸含量呈显著上升趋势，厌氧时间达8 h，福鼎大白茶、黄金芽和白叶1号的氨基酸含量分别为2.56%、4.92%和4.11%，分别较其对照样增加了6.67%、4.68%、2.24%。有研究表明，无氧条件下，蛋白质动态平衡体系中，“降解”占据主导地位，蛋白质降解使游离氨基酸总量上升[30]；而咖啡碱含量变化不大。

表6 厌氧时间对绿茶工艺茶样主要品质成分影响

2.4.2 厌氧时间对红茶工艺茶叶主要品质成分影响 红茶工艺茶叶的主要品质成分变化趋势与绿茶工艺茶叶相同，由表7可知，随厌氧时间延长，福鼎大白茶、黄金芽和白叶1号的茶多酚含量均有不同程度降低，厌氧时间达8h，3种茶叶茶多酚含量分别较对照样降低了8.25%、13.48%和9.89%；氨基酸含量均呈显著上升趋势，厌氧时间达8h时，氨基酸含量分别为2.32%、4.66%和4.13%，与对照样含量相比，分别提升了7.41%、2.64%和7.27%；咖啡碱总含量变化不大；水浸出物含量呈下降趋势。

表7 厌氧时间对红茶工艺茶样主要品质成分影响

2.5 茶叶主要品质成分与GABA的相关性分析

Pearson相关性分析结果如表8所示，在厌氧0～8 h内，绿茶和红茶两种工艺茶叶的主要品质成分与GABA存在不同程度的相关性。其相关性大小总体均表现为，氨基酸>茶多酚>水浸出物>咖啡碱，GABA与氨基酸的相关性最大，与茶多酚和水浸出物大体上呈极显著负相关性，与咖啡碱的相关性不显著。绿茶工艺中，福鼎大白茶、黄金芽和白叶1号的氨基酸含量与其GABA富集含量的相关性大小依次为黄金芽(R=0.986)>白叶1号(R=0.878)>福鼎大白茶(R=0.852)；在红茶工艺中依次为黄金芽(R=0.936)>白叶1号(R=0.933)>福鼎大白茶(R=0.794)。结合2.2节理化分析结果可知，在相同厌氧时间内，3种茶叶的氨基酸和GABA含量大小均呈现为黄金芽>白叶1号>福鼎大白茶，茶叶GABA富集量与氨基酸含量成正比，与相关性分析结果一致，由此表明氨基酸含量高的茶树品种，其GABA的富集效果较好，茶树品种与GABA增长相关性强弱依次为黄金芽，白叶1号，福鼎大白茶。

表8 不同工艺茶叶GABA与主要品质成分的相关性分析

3 讨论与结论

本试验发现厌氧时间过长，绿茶工艺茶叶容易产生熟闷味，青涩味重，且会产生红梗；红茶工艺茶叶容易产生闷味、青气味变重且叶底色泽欠匀，导致厌氧茶样的综合品质低于其对照样，该结果与沈强等[31]的研究结果一致。

通过比较3个不同品种茶叶在厌氧过程中的内含品质成分变化情况，发现不同氨基酸含量的茶叶与其GABA的富集效果具有一定相关性，结合理化分析和相关性分析可知，在相同厌氧时间内，氨基酸含量高的茶叶其GABA的富集效果较好，该结果与廖明星等[32]的研究结果一致。比如在绿茶和红茶工艺下，黄金芽的GABA含量最高，分别达2.64、2.69 mg·g-1，高于其他两个品种茶叶。

不同厌氧方式GABA的富集效果不同，吴春兰[33]等通过重复2次真空处理3 h，增氧摊放2 h，茶叶GABA含量达到GABA茶(1.5 mg·g-1)标准[13]。本试验采用连续厌氧的方式，厌氧时间大于2 h以上，有G23(1.56 mg·g-1)、G24(2.64 mg·g-1)、G34(2.07 mg·g-1)、B23(1.67 mg·g-1)、B24(2.69 mg·g-1)、B34(2.24 mg·g-1)等样品达GABA茶标准。在相同厌氧时间和原料的基础上，本试验茶样G14与毛清黎等[34]所测定茶样的GABA增加倍数相差较大，分别为41.7倍和6.65倍，可能是采样季节和工艺存在差异。据Wu[35]等研究表明，尽管厌氧处理具有明显的 GABA 富集效应，但长时间厌氧处理易造成茶叶品质和口感变化。根据本试验所设定的厌氧条件参数，若只注重茶叶中GABA的富集效果，认为采用连续厌氧时间为8 h为最佳；若同时注重茶叶的感官品质以及GABA富集效果，在实际加工过程中，可适当缩短厌氧时间。

在绿茶、红茶工艺下，随厌氧时间延长，福鼎大白茶、黄金芽和白叶1号的GABA含量均呈现极显著增加趋势，游离氨基酸含量显著增加，茶多酚和水浸出物含量呈下降趋势，咖啡碱总含量变化较小；相同厌氧时间内，红茶工艺茶叶GABA富集量显著高于绿茶工艺茶叶；氨基酸含量较高的茶树品种，其GABA的富集效果较好。结果表明采用一芽二叶的鲜叶，在真空度为0.09 Mpa，连续厌氧4 h，厌氧温度为25℃的条件下，分别结合杀青锅温为180℃，投叶量为300 g，杀青时间为2 min的绿茶工艺和发酵温度为28℃，湿度为90%，发酵时间为4 h的红茶工艺，所制得的绿茶清香浓郁、滋味清爽，红茶香气高长、滋味醇厚，综合品质最佳，且达GABA茶标准。