添加外源酶对夏季红茶品质的影响

冯花，王飞权，郭雅玲

（1.武夷学院茶与食品学院/茶叶科学研究所，福建武夷山 354300；2.福建农林大学园艺学院，福建福州 350002）

据调查，我国夏秋茶产量占全年茶叶总产量的40%以上[1]，但因夏秋茶的品质和经济效益普遍较低，致使20%～39%的茶园夏秋茶基本不采不用，造成夏秋茶鲜叶资源利用不足、茶叶单产低等问题突显[2-3]。为此，人们从栽培管理措施[4]、茶树品种[5-6]、加工工艺[7-10]等方面开展了诸多的夏秋茶品质提升研究，这些研究成果为提高夏秋茶资源的利用率和经济效益做出了重要贡献。

近年来，除了采用传统技术手段外，人们还利用外源酶添加技术进行夏季红茶品质的改善研究，并取得了显著成效[11-12]。其中，罗晶晶等[13-14]研究发现，萎凋中添加纤维素酶、木聚糖酶及木瓜蛋白酶对金观音和英红九号茶树品种夏季红茶主要生化成分的含量影响显著，其中英红九号红茶的感官品质与外源酶添加的浓度密切相关。林馥茗[15]研究发现，在萎凋、揉捻和发酵中添加外源酶，能够改善八仙红茶生化成分的含量与组成，提升其感官品质。林剑峰等[16]研究发现，在揉捻中添加木瓜蛋白酶可优化小叶种茶树夏秋季红茶生化成分的含量与组成。叶飞等[17]研究发现，发酵中添加丰水和金水1号砂梨品种的多酚氧化酶可弥补夏暑季茶叶内源多酚氧化酶活性在发酵前期较低的不足，从而促进红茶发酵，提高夏暑红茶品质。可见，外源酶添加技术在改善夏季红茶的品质上效果显著，但不同茶树品种间外源酶的作用效果差异较大。因此，研究确定不同茶树品种外源酶添加的种类及其添加时间或加入量是有效提升夏季红茶品质的前提；同时，现有研究多以传统红茶加工工艺为基础，而基于红茶新工艺（萎凋前期适度摇青），结合外源酶添加技术提升夏季红茶品质的研究鲜见报道。为此，本研究以红茶新工艺为对照，以萎凋、揉捻和发酵（简称三个工序）中分别添加单宁酶、纤维素酶和木瓜蛋白酶（简称三种酶）为处理，将毛蟹茶树品种夏季一芽二叶鲜叶制成红茶样品，对比分析不同处理对夏季红茶生化成分及感官品质的影响，筛选红茶品质改善效果优异的外源酶种类及其添加时间，以期为外源酶添加技术改善夏季红茶品质的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 鲜叶原料

2019年7月8日，在武夷学院茶学科教园内，选取毛蟹茶树品种为研究对象，取其一芽二叶为鲜叶原料。

1.2 仪器与试剂

仪器：高速万能粉碎机、紫外可见分光光度计（UV-1800PC）、高效液相色谱仪（2695）、冷冻离心机（Uni-Cen MR）、揉捻机（6CR-30）、茶叶烘焙机（DL-6CHZ-6）等。

试剂：色谱纯试剂有甲酸、甲醇，分析纯试剂有无水碳酸钠、福林酚、磷酸二氢钾、Na2HPO4·12H2O、茚三酮（C9H6O4·2H2O）、氯化亚锡和AlCl3·6H2O，标准品试剂有L-谷氨酸、咖啡碱、C（(+)-catechin）、EC（(-)-epicatechin）、EGC（(-)-epigallocatechin）、ECG（(-)-epicatechin gallate）、EGCG（(-)-epigallocatechin gallate），食品级试剂有木瓜蛋白酶、纤维素酶和单宁酶。

1.3 方法

1.3.1 红茶加工

将采摘后的鲜叶置于阴凉处摊至室温，然后以红茶新工艺为对照，以室内自然萎凋、揉捻和发酵中分别添加木瓜蛋白酶、纤维素酶和单宁酶为处理，将毛蟹茶树品种夏季一芽二叶鲜叶制成红茶样品，其工艺流程见表1。

具体工艺参数如下：

日光萎凋：于鲜叶采摘当天的17:00-18:00，将鲜叶薄摊于晒青布上，置于室外进行日光萎凋，中间轻翻一次，萎凋至叶色转为暗绿为适度，历时15 min，之后转入室内摊晾2 h。

摇青：将晒青叶转入摇青机内进行摇青（转速8 r/min），摇至青气显露、叶色转暗为适度，历时5 min。摇青后，将摇青叶分为10等份，之后分别按照表1的工艺进行加工处理。

表1 不同处理毛蟹夏季红茶的工艺流程

室内自然萎凋：将摇青叶薄摊于水筛上进行室内自然萎凋（室内温度27～29℃、相对湿度70%～80%），萎凋至叶片柔软、青气减弱、梗折不断为适度，总历时约10 h。

揉捻：将萎凋叶置于揉捻机内进行揉捻，中间解块一次，揉至茶汁充分外溢、黏附于叶表面，用手紧握，茶汁溢而不成滴流，成条率达90%以上为适度，历时约30 min。

发酵：将揉捻叶解块后置于发酵筐内，盖上湿润的龙头布后，转至室温27～29℃的发酵间内进行发酵，至发酵叶由青草气转为花果香为适度，发酵历时约4 h。

干燥：将发酵适度叶置于烘箱内进行烘干，其中毛火温度110℃，时间30min，烘后摊凉45min，足火温度80℃，时间2 h，烘至梗折易断、叶片手碾成末为适度。烘后，将茶叶摊晾至室温，然后筛末、去杂后装箱，密封保存备用。

外源酶的添加：萎凋、揉捻和发酵中的加酶处理，是将外源酶水溶液（质量浓度均为1%）按照液叶质量比1：10的比例均匀喷施于摇青叶、萎凋叶和揉捻叶的表面，然后进行后续处理。

1.3.2 固样与样品处理

鲜叶固样：取鲜叶样300 g，采用蒸青法进行杀青处理，杀青后及时吹干叶片表面的水分，置于烘箱内进行干燥，具体参数同红茶的干燥工序。

样品处理：用万能粉碎机将固样后的鲜叶及各处理成茶样品（约100 g）进行粉碎，并过40目筛，然后装入样品袋内置于-20℃冰箱内密封保存备用。

1.3.3 分析方法

生化成分：茶多酚、氨基酸、水浸出物总量的测定分别参照《GB/T 8313-2018福林酚比色法》《GB/T 8314-2013茚三酮比色法》《GB/T 8305-2013全量法》，咖啡碱和儿茶素组分含量的测定参照GUO等的方法[18]，黄酮类总量的测定采用三氯化铝比色法[19]，茶黄素、茶红素、茶褐素含量的测定采用系统比色法[20]。

感官审评：参照《GB/T23776-2018》中红茶审评的方法，对各红茶样本的外形、汤色、香气、滋味与叶底进行密码审评，采用评语和百分制加权评分法对各样本的感官品质进行综合评价。

数据处理：采用Office Excel 2010和IBM SPSS 20.0软件对试验数据进行整理与分析。

2 结果与分析

2.1 鲜叶生化成分分析

由表2可知，毛蟹茶树品种夏季一芽二叶鲜叶的水浸出物总量丰富，其占干物质总量的53.37%，同时具有较高的茶多酚总量、咖啡碱含量及酚氨比，分别为24.61%，3.16%，14.08，但其氨基酸含量较低，仅为1.75%。一般认为，酚氨比为8～15时，红绿兼制[21]。由此表明，毛蟹夏茶一芽二叶的鲜叶原料的生化成分含量比较丰富，同时，按照酚氨比与茶叶适制性的关系，该品种夏季鲜叶比较适制红茶或绿茶。

表2 毛蟹茶鲜叶生化成分的含量与组成

2.2 不同处理毛蟹夏季红茶主要生化成分分析

茶叶中主要的生化成分包括茶多酚、黄酮类、氨基酸、咖啡碱、水浸出物、酚氨比等多项指标，其含量高低与组成比例是形成红茶品质的重要基础[22-23]。按表1不同处理工艺流程，毛蟹夏季红茶主要生化成分的含量见表3。

表3 毛蟹夏季红茶主要生化成分的含量

不同处理毛蟹夏季红茶中主要生化成分的含量与组成见表3。由表3可知，茶多酚总量由高到低依次为 R单、R纤、R木、W木、F单、W纤、CK、W单、F纤、F木，与CK相比，揉捻中分别添加三种酶、萎凋中添加木瓜蛋白酶或纤维酶、发酵中添加单宁酶均显著（P＜0.05）保留了较高含量的茶多酚，萎凋中添加单宁酶、发酵中添加纤维素酶或木瓜蛋白酶的表现则相反。黄酮类总量由高到低依次为 F单、W单、F纤、F木、W木、CK、R单、W纤、R纤、R木，与CK相比，发酵中添加单宁酶显著保留了较高含量的黄酮类物质，萎凋中添加纤维酶、揉捻中分别添加三种酶的表现则相反。氨基酸含量由高到低依次为R纤、R单、R木、F木、F纤、F单、CK、W木、W单、W纤，与 CK 相比，揉捻或发酵中分别添加三种酶均显著提高了氨基酸的含量，萎凋中分别添加三种酶的表现则相反。咖啡碱含量由高到低依次为W单、F单、CK、F纤、W纤、R纤、R木、F木、W木、R单，与CK相比，萎凋或发酵中添加单宁酶均显著提高了咖啡碱的含量，揉捻中添加单宁酶的表现则相反。水浸出物总量由高到低依次为R单、W单、W木、R木、F单、R纤、F纤、W纤、CK、F木，与CK相比，揉捻中分别添加三种酶、萎凋中添加单宁酶或木瓜蛋白酶、发酵中添加单宁酶均显著提高了水浸出物的总量。酚氨比由大到小依次为 W纤、W单、W木、CK、F单、R单、R木、F纤、R纤、F木，与CK相比，萎凋中分别添加三种酶均显著提高了酚氨比，揉捻或发酵中分别添加三种外源酶的表现则相反。由此可见，新工艺红茶加工中添加外源酶对毛蟹夏季红茶主要生化成分的含量与组成影响显著，进而为不同处理毛蟹夏季红茶品质的形成奠定了重要基础。

2.3 不同处理毛蟹夏季红茶儿茶素组分分析

儿茶素类是茶叶中多酚类物质的主体，是形成茶叶色香味的关键物质[24]9。儿茶素根据是否酯化分为酯型和非酯型两类，其中酯型儿茶素具有强烈的收敛性和较重的苦涩味，是茶叶苦涩味的主要成分，非酯型儿茶素味醇和、收敛性较弱、回味爽口，因此二者的含量与组成对茶叶的滋味品质具有重要影响[24]11,191-192，227。如表4所示，不同处理毛蟹夏季红茶中儿茶素的含量与组成表现不尽相同。其中，儿茶素总量由高到低依次为W纤、R纤、F纤、F木、R木、CK、R单、W木、W单、F单，与 CK相比，三个工序中分别添加纤维素酶、揉捻或发酵中添加木瓜蛋白酶均显著保留了较高含量的儿茶素，萎凋或发酵中添加单宁酶的表现则相反。非酯型儿茶素含量由高到低依次为F纤、W纤、W木、R单、F木、R纤、R木、F单、W单、CK，与 CK 相比，除了萎凋中添加单宁酶外，其他处理均显著提高了非酯型儿茶素的含量。酯型儿茶素含量由高到低依次为W纤、R纤、F纤、R木、F木、CK、R单、W木、W单、F单，与CK相比，萎凋或揉捻中添加纤维素酶均显著保留了较高含量的酯型儿茶素，三个工序中分别添加单宁酶、萎凋中添加木瓜蛋白酶的表现则相反。酯型与非酯型儿茶素的比值由大到小依次为 CK、R纤、W纤、R木、F木、F纤、W单、R单、W木、F单，与CK相比，三个工序中分别添加外源酶均显著降低了酯型与非酯型儿茶素的比值。由此可见，新工艺红茶加工中，添加外源酶对毛蟹夏季红茶中儿茶素的总量及其组成影响显著，其中三个工序中分别添加单宁酶均促进酯型向非酯型儿茶素的转化，并显著降低了儿茶素的总量，三个工序中分别添加纤维素酶均保留较多的儿茶素、酯型与非酯型儿茶素，并显著降低了酯型与非酯型儿茶素的比值。

表4 毛蟹夏季红茶儿茶素组分的含量与组成

2.4 不同处理毛蟹夏季红茶三素的含量与组成分析

茶黄素（TFs）、茶红素（TRs）、茶褐素（TBs）简称“红茶三素”，其含量与组成对红茶汤色、滋味、叶底等品质影响显著，其中茶黄素是茶汤滋味强度与鲜度、茶汤“亮”的重要组分，茶红素既是形成茶汤红浓度的主体，也是影响茶汤滋味强度和收敛性的重要组分，二者对红茶品质的形成具有积极作用，茶褐素则导致茶汤发暗和无收敛性而与红茶品质呈负相关[25]。不同处理毛蟹夏季红茶中三素的含量见表5。由表5可知，TFs含量由高到低依次为F纤、F单、W单、R木、R纤、W纤、W木、R单、F木、CK，与CK相比，各处理均显著提高了TFs的含量。TRs含量由高到低依次为 W单、F纤、F木、F单、W木、R木、R纤、R单、CK、W纤，与 CK 相比，萎凋中添加单宁酶、发酵中分别添加三种酶均显著提高了TRs的含量。TBs含量由高到低依次为R木、F纤、W单、W木、R单、F木、CK、R纤、F单、W纤，与 CK相比，萎凋或揉捻中分别添加单宁酶和木瓜蛋白酶、发酵中添加纤维素酶均显著提高了TBs的含量，萎凋中添加纤维酶、发酵中添加单宁酶的表现则相反。

一般认为，TFs、TRs含量较高，且二者的比值为10～15，TBs含量较少时，茶汤品质优良[23]。如表5所示，各处理所制红茶中TRs/TFs均小于CK，其中除了萎凋中添加单宁酶和发酵中添加木瓜蛋白酶所制红茶的比值大于15外，其他处理均在比较合理的范围内（9.89～15.15）。

表5 毛蟹夏季红茶三素的含量

由此可见，新工艺红茶加工中，添加外源酶均对毛蟹夏季红茶三素的含量与组成影响显著，其中三个工序中添加外源酶均显著提高了TFs含量，萎凋中添加单宁酶、发酵中分别添加三种酶均显著提高了TRs含量，萎凋中添加纤维酶、发酵中添加单宁酶均显著提高了TBs含量，并且多个处理对红茶优异品质的形成奠定了良好的三素基础。

2.5 不同处理毛蟹夏季红茶感官品质的比较

不同处理毛蟹夏季红茶感官品质的审评结果见表6。由表6可知，不同处理感官品质综合得分由高到低依次为：F纤（94.15）、F木（92.40）、R木（91.85）、W单（91.75）、R单（90.60）、F单（90.35）、W木（89.20）、W纤（87.00）、R纤（86.85）、CK（83.40），与 CK 相比，红茶加工中添加外源酶均明显提升了毛蟹夏季红茶的感官品质。不同处理相比，发酵中添加纤维素酶品质最优，发酵或揉捻中添加木瓜蛋白酶、三个工序分别添加单宁酶的品质较优，综合得分均在90分以上。分析还发现，新工艺红茶加工中单宁酶在改善毛蟹夏季红茶品质上具有广适性，而纤维素酶和木瓜蛋白酶则对加入工序具有一定的选择性。由此可见，新工艺红茶加工中添加外源酶均明显提升了毛蟹夏季红茶的感官品质，但不同工序添加不同外源酶的提升效果不同。

表6 毛蟹夏季红茶感官品质的审评结果

对各因子的得分进行分析发现，萎凋和发酵中分别添加单宁酶和纤维素酶可提升红茶的外形品质，其得分均为95分，明显高于CK（92分），而其他处理低于或等于CK。汤色上，外源酶处理所制红茶的品质得分均高于CK，其中三个工序中分别添加纤维素酶、揉捻中添加木瓜蛋白酶或单宁酶、发酵中添加单宁酶所制红茶表现优异，品质得分均在90分及以上。香气上，除了萎凋中添加纤维素酶外，其他处理的品质得分均高于CK，其中萎凋或揉捻中分别添加木瓜蛋白酶和单宁酶、发酵中分别添加三种酶所制红茶表现优异，品质得分均在90分以上。滋味上，外源酶处理所制红茶的品质得分均高于CK，其中萎凋中添加单宁酶、揉捻中添加木瓜蛋白酶或单宁酶、发酵中添加纤维素酶或木瓜蛋白酶所制红茶表现优异，品质得分均为90分及以上。叶底上，外源酶处理所制红茶的品质得分均高于CK，其中除了萎凋中添加纤维素酶、揉捻中添加单宁酶外，其他处理的品质得分均为90分及以上。由此可见，新工艺红茶加工中添加外源酶对红茶感官品质各因子的影响显著，其中三种酶在揉捻或发酵中的添加均对红茶各因子品质的提升效果总体显著。

3 结论与讨论

加工工艺是引起茶叶品质成分转化或积累的外在因素，也是红茶品质形成或提升的重要手段[26-27]。本研究在红茶新工艺的基础上，探讨了不同工序中添加不同外源酶对毛蟹夏季红茶生化成分及感官品质的影响。生化成分分析显示，与对照相比，各外源酶处理均提高了夏季红茶非酯型儿茶素和茶黄素类的含量，并显著降低了酯型与非酯型儿茶素的比值。各工序中添加外源酶处理与对照相比：萎凋中添加外源酶均显著降低了氨基酸含量、提高了水浸出物总量与酚氨比，揉捻中添加外源酶均显著提高了氨基酸含量、降低了黄酮类总量与酚氨比，并保留了较高含量的茶多酚，发酵中添加外源酶均显著提高了水浸出物与氨基酸含量、降低了酚氨比，并保留了较高含量的黄酮类。各外源酶添加处理相比：单宁酶对茶多酚与黄酮类的保留、水浸出物与茶红素含量的提高、酯型儿茶素与儿茶素总量及酯型与非酯型儿茶素比值的降低影响最显著，对咖啡碱影响也最显著，但与添加时间有关。纤维素酶对茶黄素含量的提高、茶褐素含量的降低，对儿茶素、非酯型与酯型儿茶素的保留影响最显著，对氨基酸影响也最显著，但与添加时间有关。木瓜蛋白酶对茶多酚、黄酮类、水浸出物总量及酚氨比的降低，以及对茶褐素含量的提高影响最显著。研究表明，纤维素酶能够水解细胞壁中的纤维素，引起细胞壁结构疏松及可溶性糖的积累，有利于细胞内含成分的输出，提高茶叶中可溶性成分的含量[13-14,28-29]。木瓜蛋白酶能够水解蛋白质，释放出较多的小肽分子或游离氨基酸，提高氨基酸的含量[30]。单宁酶能够水解酯型儿茶素中的酯键，促进酯型向非酯型儿茶素的转化[31-32]，降低儿茶素及酯型儿茶素的含量，说明外源酶对茶叶生化成分的转化与积累具有重要影响，这为本研究工作的开展提供了重要依据。本研究发现，不同工序中添加不同外源酶对毛蟹夏季红茶生化成分的含量与组成影响显著，这为夏季红茶品质的改善提供了重要物质基础。本研究虽与前人研究[13-16]的结果总体一致，但在外源酶对生化成分变化的影响程度、萎凋中外源酶对氨基酸与黄酮类总量的影响上与之存在一定差异，分析认为可能与本研究采取了红茶新工艺有关，因为萎凋前期的摇青处理适度破坏了叶细胞结构，导致外源酶的作用效果发生变化，除此之外，还可能与茶树品种或外源酶添加的浓度不同有关。因此，利用外源酶添加技术改善夏季红茶品质应充分考虑这些因素。

感官审评显示，新工艺红茶加工过程中添加外源酶，其所制红茶的感官审评综合得分均高于CK，这与林馥茗[15]研究结果基本一致。同时，不同处理对红茶品质提升的效果存在差异，其中发酵中添加纤维素酶表现最优、品质最好，发酵或揉捻中添加木瓜蛋白酶、三个工序中分别添加单宁酶的表现较优，综合得分均为90分以上。该结果与生化成分分析的结果基本一致，如发酵中添加纤维酶显著降低了红茶中茶多酚的含量、酚氨比及酯型与非酯型儿茶素的比值，并提升了氨基酸、茶黄素、茶红素的含量，且三素的组成比例较为协调，从而形成品质优异的毛蟹夏季红茶产品。

本研究认为，基于红茶新工艺结合外源酶添加技术对夏季红茶品质的改善效果，以发酵中添加纤维素酶最优，以发酵或揉捻中添加木瓜蛋白酶、三个工序中分别添加单宁酶较优。分析还发现，发酵中添加任一酶类或单宁酶添加到任一工序中所制夏季红茶的品质均表现优异，因此初步认为发酵是外源酶加入的最适工序、单宁酶是红茶品质改善较优的外源酶。本研究进一步明确了新工艺条件下外源酶对夏季红茶生化成分及感官品质的影响，初步筛选出外源酶添加的最适工序和较优外源酶，为外源酶组合添加改善夏季红茶品质提供了理论参考。