干燥方式对桑叶绿茶活性物质及其抗氧化活性的影响

郭红梅，梁 雎，刘志刚，李海峰，阿木提·库尔班，任红松

（新疆农业科学院吐鲁番农业科学研究所，新疆 吐鲁番 838000）

桑叶为桑科（Moraceae）桑属（Morus L.）植物桑（Morusalba L.）[1]的主要产物，具有很高的药用价值，被我国卫生部公布为药食两用品，富含人体必需的多种活性成分[2]，例如总多酚、总多糖、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）等，在抗突变、抗衰老、抗氧化、降血糖、血脂、血压、镇静等方面具有显著的功效[3-7]。参照茶叶加工工艺，制备桑叶绿茶，对桑叶资源的开发利用具有重要的意义。

干燥是绿茶加工的一道关键工序。目前，茶叶的干燥方法主要有单一干燥和联合干燥两大类[8]。由于热传递方式、温度、时间的不同，茶叶内含物转化的途径和速率也不同，对茶叶品质的形成和保持起重要的作用[9]。秦樱瑞等[10]和张丽丽[11]分别研究了真空干燥、冷冻干燥、热风干燥、红外干燥、微波干燥等不同干燥方式对桑叶降糖活性成分等物质含量的影响，但对于锅炒等干燥方式还有待进一步研究。

本试验以吐鲁番地产白桑为原料，按统一标准萎凋、杀青、揉捻后，采用二次烘干、瓶式炒干、曲毫炒干、先瓶炒后烘干、先烘干后瓶炒、先锅炒后烘干、先烘干后锅炒7种干燥方式制备成不同的桑叶绿茶。分析研究各桑叶绿茶的主要活性物质含量、抗氧化活性和感官评分在干燥前后的变化。利用模糊综合评价法对不同干燥方式进行综合评价，选出最优的干燥方法，以期为桑叶绿茶的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

鲜叶采自鄯善县吐峪沟乡洋海夏村，品种为白桑，采摘标准为从顶芽向下4～10片新鲜桑叶，采摘时间为2019年5月。

碳酸钠、福林酚、没食子酸、葡萄糖、大孔树脂、三氯化铝、重蒸酚、次氯酸钠、铁氰化钾，上海麦克林生化科技有限公司；无水乙醇，天津市北联精细化学品开发有限公司；蒽酮、硫酸、甲醇，北京化工厂；氢氧化钾，天津永晟精细化工有限公司；磷酸二氢钾、磷酸氢二钠，天津市致远化学试剂有限公司。所有试剂均为国产分析纯。

1.1.2 仪器与设备

UV754N型紫外可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；DHG-9070型电热恒温干燥箱，上海鸿都电子科技有限公司；DZKW-S-4型电热恒温水浴锅，北京市永光明医疗仪器有限公司；JA1203 B型电子天平，上海菁海仪器有限公司；3K15型离心机，德国Sigma公司；TLG-01型样品粉碎机，北京天利恒诚科技有限公司；切叶机、6CS-40型滚筒杀青机、快速冷却机、6CR-40型揉捻机、6CH-3型链板式烘干机、6CCP-80型瓶式炒干机、6CTH-6.0型烘焙提香机，浙江绿峰机械有限公司；6CCGQ-50型双锅曲毫炒干机，浙江上洋机械股份有限公司；卤素水分测定仪，上海禾工科学仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 桑叶绿茶加工工艺及操作要点

取桑鲜叶20 kg投入切叶机切分2次，切成4 cm×2 cm的条，然后清洗，按厚度3～5 cm均匀摊放在带孔不锈钢托盘上，室内自然摊放萎凋。室温29～35℃，相对湿度38%～58%。期间每0.5 h翻动一次，抖去表面水分，分开粘连的叶片。鲜叶含水量降至70%时，取下叶片采用滚筒杀青两次，第1次设定温度250℃，第2次设定230℃，投叶量36 kg/h。杀青后用网带传送机快速冷却。冷却后揉捻25 min，采用轻压-重压-轻压交替进行。随着茶样不断干燥，所需反应的温度条件不断下降[11]。因此生产中采用前段高温后段低温的分段干燥方法。初次烘干/炒干以茶叶含水量30%为准，第2次用足火烘干/炒干以含水量低于7%为准[12]。取茶样进行含水量测定，记录干燥时间。对二次干燥后的茶样测定主要活性物质含量、抗氧化能力和感官评分。

二次烘干法：将揉捻叶均匀平铺在烘干机上，分别用120、130、140℃进行初烘，含水量达30%时摊凉15 min，调低温度至100℃复烘至足干。

瓶式炒干：将揉捻叶倒入瓶式炒干机中，分别于140、130、120℃下炒至足干。

曲毫炒干：将揉捻叶倒入曲毫炒干机中，分别于170、160、150℃下炒至初干后，调低温度至120℃，炒至足干。

先烘干后瓶炒：将揉捻叶均匀平铺在烘干机上，120℃初烘5 min，再将烘干叶倒入瓶式炒干机中，分别于140、130、120℃下炒干。

先烘干后锅炒：将揉捻叶均匀平铺在烘干机，120℃初烘5 min，再将烘干叶倒入曲毫炒干机中，分别于170、160、150℃下炒干。

先瓶炒后烘干：将揉捻叶倒入瓶式炒干机中，分别用毛火于140、150、160℃炒干，当含水量达30%时，下机摊凉15 min，后用烘干机100℃烘至足干。

先锅炒后烘干：将揉捻叶倒入曲毫炒干机中，分别用毛火于170、160、150℃做形，当含水量达30%时，下机摊凉15 min，后用烘干机100℃烘至足干。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 总酚含量

采用福林-酚比色法[13]测定。

1.2.2.2 总多糖含量

采用蒽酮-硫酸法测定。

1.2.2.3 γ-氨基丁酸含量

采用Berthelot比色法[14]测定。

1.2.2.4 DPPH自由基清除能力和还原力

DPPH自由基清除能力参照杨清[15]的方法测定；还原力参照袁清霞[16]的方法测定。

1.2.2.5 感官评价

按照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》[17]进行评价。采用密码审评，各项因子得分为5次平均值。

1.2.3 数据处理

1.2.3.1 单因素方差分析

采用Excel 2016软件对数据进行初步处理，利用SPSS19.0统计软件对数据方差分析，多重比较采用LSD检验法。

1.2.3.2 模糊综合评价模型的建立和验证

采用张曼[18]的方法，建立22个样品，6个品质指标的原始矩阵X=（xij）。6个品质指标均属于效益型指标，按公式（1）采用极差变换进行无量纲化处理。

采用MATLAB软件编写桑叶绿茶品质指标的模糊综合评价模型代码如下：%原始数据x=[总酚,总多糖,GABA,ABTS,DPPH，还原力,感官评分]=[x1,x7]；22个样本7个指标，22行7列的矩阵；%运用极差变化法建立无量纲的效益型矩阵：y=（x-min（min（x）））./（max（max（x））-min（min（x）））,[m,n]=size（x）；%理想最佳和最劣样本向量U和V：U=[max（x（1:m,1:n））],V=[min（x（1:m,1:n））]；%计算相对偏差矩阵R与T；＞＞R=abs（x-ones（22,1）*U）./（ones（22,1）*range（x））；＞＞T=abs（x-ones（22,1）*V）./（ones（22,1）*range（x））；%运用夹角余弦法建立权重向量w:r=normc（R）,t=normc（T）,w=sum（（r.*t））/sum（sum（r.*t））;%计算综合评价值：H=y*（w′）。

2 结果与分析

2.1 不同干燥工艺对桑叶绿茶品质的影响

2.1.1 干燥方式对桑叶绿茶主要活性物质含量的影响

不同干燥方式得到的桑叶绿茶样品的主要活性物质含量如表1所示。比较7种干燥方式制成的桑叶绿茶中各物质含量发现，不同干燥方式下各物质含量差异显著。总酚含量较干燥前有所增加，这一点与徐建国等[19]和Ma等[20]的研究结果相似。按总酚含量排序，整体上看：二次烘干＞先锅炒后烘干＞先烘干后瓶炒＞曲毫炒干＞瓶式炒干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后锅炒。总酚含量的均值为2.41 mg/g，变异系数为16.15%，变化幅度在1.83～2.98 mg/g之间，其中“曲毫炒干160℃，45 min”条件下得到的样品总酚含量最高，“先烘干后瓶炒130℃，25 min”条件下得到的样品总酚含量最低。

表1 不同干燥方式对桑叶绿茶主要活性物质含量的影响Table 1 Effects of dryingmethods on the contents of total polyphenols,polysaccharides andγ-aminobutyric acid of mulberry leaves green tea 单位：mg/g

按总多糖含量排序，整体上看：先烘干后瓶炒＞瓶式炒干＞先烘干后锅炒＞先瓶炒后烘干＞曲毫炒干＞先锅炒后烘干＞二次烘干。总多糖含量的均值为4.41mg/g，变异系数为14.00%，变化幅度在3.59～5.51 mg/g之间，其中“先烘干后瓶炒140℃，20 min”条件下得到的样品总多糖含量最高，“先锅炒后烘干170℃，35 min”条件下得到的样品总多糖含量最低。

按GABA含量排序，整体上看：先烘干后瓶炒＞先烘干后锅炒＞瓶式炒干＞二次烘干＞先瓶炒后烘干＞先锅炒后烘干＞曲毫炒干。GABA含量的均值为3.41 mg/g，变异系数为13.41%，变化幅度在2.59～4.01 mg/g之间，其中“先烘干后瓶炒130℃，25min”条件下得到的样品GABA含量最高，“曲毫炒干170℃，40 min”条件下得到的样品GABA含量最低。

2.1.2 干燥方式对桑叶绿茶抗氧化活性的影响

不同干燥方式得到的桑叶绿茶样品的抗氧化活性见表2。从清除DPPH自由基能力和还原力两方面可知，通过适当加工，茶样的抗氧化能力增强。这与Roshanak等[21]的研究结果一致。不同干燥方式制得的桑叶绿茶的抗氧化能力存在差异。

表2 干燥方式对桑叶绿茶抗氧化活性的影响Table2 Effects of dryingmethodson theantioxidant activities of mulberry leaves green tea

各样品对DPPH自由基的清除能力强弱顺序为：先烘干后瓶炒＞先瓶炒后烘干＞先锅炒后烘干＞瓶式炒干＞先烘干后锅炒＞二次烘干＞曲毫炒干。DPPH自由基清除能力的均值为31.20%，变异系数为44.71%，变化幅度在9.19%～53.93%之间，其中“先瓶炒后烘干140℃，25 min”条件下得到的样品DPPH自由基清除能力最强，“先烘干后锅炒160℃，35 min”条件下得到的样品DPPH自由基清除能力最弱。

不同干燥方式制得的桑叶绿茶还原力与揉捻叶相比普遍升高。各茶样还原力强弱顺序为：先烘干后瓶炒＞瓶式炒干＞二次烘干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后锅炒＞先锅炒后烘干＞曲毫炒干。还原力的均值为0.39，变异系数为15.74%，变化幅度在0.29～0.49，其中“先烘后瓶炒140℃，20 min”条件下得到的样品还原力最强，“曲毫炒干150℃，50 min”条件下得到的样品还原力最弱。

2.1.3 干燥方式对桑叶绿茶感官评价的影响

由表3可见，各桑叶绿茶样品感官评分大小排序为：先烘干后瓶炒＞先锅炒后烘干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后锅炒＞曲毫炒干＞瓶式炒干＞二次烘干。感官评分的均值为80.24，变异系数为5.45%，变化幅度为72.87～87.50之间，其中“先烘干后瓶炒140℃，20 min”条件下得到的样品感官评分最高，“瓶式炒干140℃，30 min”条件下得到的样品感官评分最低。

表3 干燥方式对桑叶绿茶感官评分的影响Table 3 Effects of drying methods on thesensory evaluation scores of mulberry leavesgreen tea

先烘干后瓶炒和先锅炒后烘干2种干燥方式所制备的桑叶茶绿具有较高的感官品质。绿茶、叶底和茶汤如图1～2所示。先烘干后瓶炒工艺制备的桑叶绿茶，其外观呈深绿色，叶底嫩绿，汤色黄、明亮，滋味鲜爽，清香；先锅炒后烘干工艺制备的桑叶绿茶，其外形紧结呈颗粒状、墨绿色，叶底较绿，汤色黄、明亮，滋味浓厚。

图1 先烘干后瓶炒工艺制备的桑叶绿茶、叶底和茶汤Fig.1 Mulberry leaves green tea,infused leaves and liquor color fromoven+roller drying method

图2 先锅炒后烘干工艺制备的桑叶绿茶、叶底和茶汤Fig.2 Mulberry leavesgreen tea,infused leavesand liquor color fromdouble-pan+oven drying method

2.1.4 桑叶绿茶生物活性物质含量与其抗氧化活性的相关性分析

由表4可知，各桑叶绿茶样品的理化指标与感官评价结果呈正相关。说明理化分析的结果与感官分析的综合评价相一致。经对桑叶绿茶中各活性成分含量与体外抗氧化作用、感官评价进行关联分析显示，DPPH自由基清除能力、还原力均与总酚、总多糖、GABA含量含量呈显著或极显著相关（P＜0.05或P＜0.01），表明用总酚、总多糖、GABA作为重要的抗氧化活性成分可以评价桑叶茶的体外抗氧化能力。

表4 桑叶绿茶生物活性物质含量与其体外抗氧化活性的相关性分析Table 4 Correlations between bioactive substances contents and their antioxidant activities of mulberry leavesgreen tea samples

2.2 桑叶绿茶品质的模糊综合评价模型和验证

通过夹角余弦法求得客观性权重向量，最后求得综合评价值H，结果如表5所示。

利用该模型计算7种干燥方式制得的桑叶绿茶品质综合得分并进行排序。由表5可见，干燥前的揉捻叶综合排序最低，说明通过不同方式高温干燥后，各活性物质含量有不同程度的增加。揉捻叶干燥成桑叶绿茶具有良好的内含成分基础。在适宜的干燥方式下湿热作用强烈，内含物质转化充分，桑叶绿茶品质好[15]。干燥方式综合评分排序分别是：先烘干后瓶炒＞先锅炒后烘干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后锅炒＞瓶式炒干＞曲毫炒干＞二次烘干。与DPPH自由基清除能力强弱顺序和各茶样感官评分变化的趋势基本一致。综合得分的均值为0.185 4，变异系数为5.79%，变化幅度在0.167 3～0.204 1，其中“先烘干后瓶炒140℃，20 min”条件下得到的样品综合得分最高，“曲毫炒干170℃，40 min”条件下得到的样品综合得分最低。

表5 桑叶绿茶品质的模糊综合评价值Table5 Fuzzy comprehensive evaluation values of mulberry leavesgreen teaqualities

选择综合得分较高的加工参数为桑叶绿茶品质形成的最佳工艺。即先烘干后瓶炒140℃，20 min工艺干燥所得的桑叶绿茶中的总酚、总多糖、GABA、DPPH自由基清除能力、还原力、感官评分分别较对照提高了58.89%、57.43%、44.96%、467.05%、32.14%、29.57%。在该条件下制作出来的桑叶绿茶汤色黄亮，香气滋味甘甜，内含功能性成分得到较好的保留和提高，具有良好的品质。

3 讨论

干燥是绿茶初加工中脱除绝大部分水分的工序，在考察干燥温度时，兼顾效率和品质。本研究通过预试验确定适宜的干燥温度和时间，再考察不同干燥方式对桑叶绿茶品质的影响。结果表明，不同干燥方式下样品的失水速率不同。7种干燥方式中，所用时间从长到短的顺序依次是曲毫炒干＞先锅炒后烘干＞先烘干后锅炒＞瓶式炒干＞先瓶炒后烘干＞先烘干后瓶炒＞二次烘干。从加热方式上讲，烘干比瓶炒能更快地去除水分，曲毫炒干次之。

干燥的目的除了使桑叶绿茶含水量降低以外，更重要的是形成桑叶绿茶的色、香、味品质。比较不同干燥方式桑叶绿茶的品质，在汤色、香气、滋味、叶底等方面都有一定的区别，具有各自不同的品质，感官评分差异较大。例如，二次烘干的茶样较好地保留了新鲜桑叶的颜色，其总酚含量较高，口感较苦涩；先锅炒后烘干的茶样具有螺形的典型外形特征，在炒制成型后迅速下机烘干保持了墨绿的色泽，得到较高的感官评分。

不同干燥方式所得桑叶绿茶的理化指标检测与感官评价结果呈正相关。这与王丹等[22]、袁清霞[16]和Di Lorenzo等[23]报道的桑叶绿茶的总酚、总多糖、GABA含量与抗氧化能力具有相关性结论一致。另外，总酚、总多糖和GABA含量指标不能完全代表桑叶的抗氧化能力。桑叶资源中抗氧化有效成分还有黄酮类、多肽、生物碱、花青素等，均具有清除自由基的作用[24-26]。它们中的部分成分相互结合，协同表现出各种活性[21]。在适宜的干燥条件下，各种活性物质发生分解与转化，共同形成桑叶绿茶的品质。

4 结论

本试验采用吐鲁番春季桑叶为原料，探讨不同干燥方式对桑叶绿茶活性物质含量、抗氧化活性和感官评价的影响。结果表明，不同干燥方式对桑叶绿茶总酚含量、多糖含量、GABA含量、DPPH自由基清除能力、还原力、感官评价影响较大。以模糊评价法得到的综合得分为桑叶品质的评判标准，得出先烘干后瓶炒和先锅炒后烘干是桑叶绿茶加工的最佳干燥方法。