不同加工工艺对“云抗10号”滇红工夫茶品质影响
2022-05-01和明珠杨丽冉刘琨毅胡太邦万人源杨广容
和明珠,杨丽冉,刘琨毅,胡太邦,万人源,杨广容*
(1.云南农业大学龙润普洱茶学院,云南 昆明 650201;2.宜宾职业技术学院五粮液技术与食品工程学院,现代农业学院,四川 宜宾 644003;3.盈江县华康高山生态茶业有限责任公司,云南 德宏 678400)
红茶是世界茶饮料的主要花色品种,已有300多年的生产历史,其以香高、色艳、味醇著称于世。中国作为世界红茶的起源地,各主要的产茶省均有红茶生产,如福建的小种红茶、安徽的祁门红茶、云南的滇红、江西的宁红等。近200年来,全世界已有40多个国家生产红茶,英国、美国、德国、俄罗斯、巴基斯坦、埃及、日本等是主要的进口国[1]。2019年,中国红茶产量约为30.72万吨,占全国茶叶总产量的11.00%,较2018年度上涨4.53万吨,同比增长17.30%,国内消费市场中红茶消费品类也稳定提升[2]。滇红工夫茶属大叶种类工夫红茶,鲜叶采自云南大叶种茶树,其鲜叶的茶多酚含量非常丰富,在加工过程中茶黄素和茶红素含量较多,冲泡后水浸出物含量也高,品质特征明显。滇红工夫茶干茶色泽红褐乌润,外形条索肥壮紧结重实、苗峰秀丽匀整、有金毫,冲泡后汤色红艳明亮,滋味醇厚、收敛性强,香气甜醇高鲜,叶底肥厚红亮[3-4]。
加工工艺是优质红茶品质形成的关键,它促使鲜叶生化成分及含量发生一定的规律性变化,从而导致品质的差异,同时各加工工序间也互相影响[5]。揉捻是红茶加工的关键工序,它使鲜叶细胞破碎,是红茶发酵的必要条件[6-7],使茶叶细胞组织液溢出附着于叶面利于揉捻成型,塑造干茶外形[8]。随着细胞的破碎,多酚类物质及多酚氧化酶与氧气充分接触,进行酶促氧化反应,为茶叶的耐冲泡打下基础[9]。在外力的作用下糖苷类水解释放出挥发性苷元,参与红茶香气的构成[10-11]。红茶发酵的本质是通过时间、温度、湿度、pH值、氧气等多种因子的共同作用,以茶多酚酶促氧化为核心的一系列生物化学反应[12]。在发酵过程中茶多酚得到充分的氧化,红茶滋味变得醇厚,发酵程度决定了红茶品质的高低。干燥是红茶加工中的最后一道工序,通过高温钝化酶活性、停止发酵,茶叶不断丧失水分,固定茶叶外形,防止霉变,散发部分低沸点异味,保留高沸点的芳香物质,形成茶叶香气[13]。
滇红工夫茶品质不仅与其加工工艺密切相关,同时与茶树品种鲜叶内含物质密切相关。“云抗10号”(Camellia.sinensis var.assamic cv.Yunkang No.10)是云南省种植面积最大的无性系大叶种国家级良种,具有抗寒性强、内含物质丰富和红绿茶兼制的特点[14]。传统“滇红”由于加工技术不利于茶叶鲜叶中物质的转换,品质上普遍存在滋味偏淡、香气不够浓郁及茶树品种适制性较差等问题,导致“滇红”在国际市场上与印度、斯里兰卡等红茶相比,缺乏竞争力[15]。本研究以“云抗10号”无性系茶树的春季一芽一叶鲜叶为原料,按滇红工夫茶的加工工艺(萎凋、揉捻、发酵、干燥)进行调控处理与加工试验,结合所制茶样的感官审评和内含成分测定,旨在探究适宜大叶种“云抗10号”生产滇红工夫茶的工艺参数,为提高“滇红”的制茶品质提供了参考。
1 材料与方法
1.1 材料
“云抗10号”茶树春梢(2007年栽种,2019年3月25日~4月1日采摘,芽叶采摘标准为细嫩的一芽一叶):盈江县芒章乡芒章村华康高山生态茶业有限责任公司茶园基地。
1.2 仪器与设备
CP313型电子分析天平:奥豪斯仪器有限公司;101A-2型电热鼓风恒温干燥箱:上海市崇明实验仪器厂;756CR型紫外可见分光光度计:上海元析仪器有限公司:HH-S28S型数显恒温水浴锅:金坛市大地自动化仪器厂。
1.3 茶样加工工艺及参数
茶样按滇红工夫茶加工工艺:鲜叶→自然萎凋8 h~12 h(至鲜叶含水量62%~64%)→中型揉捻机加压揉捻30 min(细胞破损率80%以上)→筛分解块→发酵(叶温25℃~30℃、空气相对湿度80%以上)→毛火115℃(高温短时至茶叶含水量约为25%)→足火95℃(低温慢烘至茶叶含水量为5%~7%)→滇红工夫茶。本研究根据茶样加工期间(2019年3月25~4月1日)当地温度、湿度等主要气候条件及制茶条件,调整和优化各工艺参数。
1)萎凋:分室内自然萎凋(18℃~25℃下 14 h)和先日光萎凋30 min后转入室内自然萎凋(共计14 h)2个处理。
2)揉捻:揉捻机转速为60 r/min,设定揉捻时间分别为 26、28、30 min,3 个处理。
3)发酵:鲜叶发酵重量为10 kg~20 kg,室内温度18℃~28℃、空气相对湿度为70%~80%,分别发酵14、18、24 h,3 个处理。
4)理条:在16℃~228℃条件下理条30 min,分圆直形、扁平形及不理条的卷曲形,3个处理。
5)干燥:发酵茶叶设计4种处理分别为不理条日光当天晒干(30℃~45℃),不理条先低温85℃初烘3 h后高温110℃复烘1 h,理条后先低温85℃初烘3 h后高温110℃复烘1 h和理条后先高温115℃初烘1 h后低温85℃复烘1 h。
根据上述工艺调整,最后所制得的10个滇红工夫茶样的具体加工工艺特点如表1。
表1 茶样工艺特点Table 1 Technological characteristics of tea samples
1.4 感官审评
根据国家标准GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》中茶叶审评方法对茶样进行感官审评[16]:按照外形(形状、碎整、色泽和净度)25%、香气10%、汤色25%、滋味30%和叶底10%,8项因子的描述和要求对实物标准样进行审评,综合评价各加工工艺制得的茶样的品质特征。
1.5 主要内含成分含量的测定
茶叶常规品质成分含量测定:水分采用(103±2)℃烘箱法[17];水浸出物按照GB/T 8305—2013《茶水浸出物测定》进行检测[18];游离氨基酸采用茚三酮法[19];茶多酚(tea polyphenol,TP)采用酒石酸亚铁法[20];茶黄素(theaflavins,TF)、茶红素(thearubigins,TR)和茶褐素(theabrownin,TB)采用萃取比色法[21]。
1.6 数据分析与处理
生化成分每个茶样提取1次,每个提取测定3次,对所测数据采用Office Excel 2013和IBM spss statistics22(SPSS Inc,Chicago,IL)软件进行显著性分析,采用单因素方差分析(Oneway-ANOVA)和多重比较(LSD)法,对试验数据进行差异显著性检验(P=0.05和0.01),图表中的数据均为平均值±标准差,采用Origin 8.0作图。
2 结果与分析
2.1 茶样感官审评分析
制得的10个茶样的感官审评结果见表2。
表2 茶样感官审评结果Table 2 Sensory evaluation results of tea samples
由表2可知,感官审评综合得分最高的是9号茶样,为94.45分。其次是1号、3号和8号茶样得分均在93.80以上,10号、6号和5号茶样得分稍低,但均在90分以上。感官品质相对较差的是2号和7号茶样,得分为87.00和85.15,得分最低的为4号茶样仅79.90。总体上看,导致10个茶样感官审评得分差异较大的主要原因:1)2号茶样与3号茶样综合品质差异可能是工艺上理条的形状不同,3号茶样虽然未理条,但外形得分高于经过理条处理的2号茶样,可能2号茶样理条塑形不太理想,进而影响了汤色、香气;2)干燥方式为晒干的4号和7号茶样总体评分较低,相对其他茶样,两个茶样均未进行理条高温塑形,由于日光干燥温度不高,茶叶青气未能完全散失,使茶叶香气欠纯带有青草气、汤色稍淡、滋味浓强度低且有生青气,感官综合品质较低;3)从干茶外形看,在理条过程中由于高温塑形及芽叶机械抖动使茶样大量的茸毛脱落,茶样显金毫性下降,而未理条茶样显金毫较多,金毫使茶样干茶外形更显细嫩。但未理条的茶样条索弯曲杂乱、无序,对外形也有一定影响;4)汤色得分最低的2号和4号茶样,影响因素可能是发酵时间均高于其他茶样,使得其汤色偏暗、滋味欠醇。
2.2 茶样生化成分测定结果
10个茶叶样品的水分含量、水浸出物、游离氨基酸、茶多酚、茶黄素、茶红素、茶褐素含量见图1~图5。
图1 10个茶样水分含量Fig.1 The contents of water in 10 tea samples
图2 10个茶样水浸出物含量Fig.2 The contents of water extract in 10 tea samples
图3 10个茶样游离氨基酸含量Fig.3 The contents of free amino acid in 10 tea samples
图4 10个茶样茶多酚含量Fig.4 The contents of tea polyphenols in 10 tea samples
图5 10个茶样茶黄素、茶红素、茶褐素含量Fig.5 The contents of theaflavins,thearubigins and theabrownins in 10 tea samples
由图1可知,晒干的茶叶水分含量显著高于烘干的茶叶(P<0.05)。日光干燥温度较低,造成其干茶含水量较高,4号和7号茶样的水分含量分别为6.51%和6.52%,并超过茶叶安全含水量(3%~5%)的标准,对茶叶长期安全保存不利。其余茶样水分含量为2.80%~3.73%,均在安全含水量范围。
由图2可知,10个茶样的水浸出物含量为38.12%~45.35%,随着揉捻时间的延长,水浸出物的含量也相对升高,揉捻时间为30 min的8号、9号和10号茶样(42.42%~45.35%)水浸出物含量显著高于揉捻时间为26 min的1号、2号、3号和4号茶样(38.12%~39.83%)(P<0.05)。
由图3可知,茶样游离氨基酸的含量为3.58%~5.31%,7号茶样(5.31%)的游离氨基酸含量显著高于其他茶样(P<0.05),高出游离氨基酸含量最低的10号茶样(3.58%)1.73%(P<0.05)。在萎凋过程中随着蛋白质的水解,游离氨基酸含量升高,但同时在萎凋、揉捻、发酵过程中游离氨基酸在酶或邻醌的作用下氧化成为醇、醛类物质,随着发酵程度的加重,游离氨基酸含量反而下降,但在本试验中发酵和揉捻时间均相同的8号和10号茶样、6号和7号茶样,它们的游离氨基酸含量均具有显著差异,所以理条和干燥方式对游离氨基酸也产生影响。
红茶加工中未被氧化的多酚是构成茶汤浓度和不可缺少的部分,由图4可知,所有茶样的茶多酚含量为19.92%~26.19%,总体含量丰富。茶多酚含量最高的8号茶样在滋味上呈现出浓醇、有收敛性的特征;茶多酚含量最少的2号茶样则呈现出甜醇、有收敛性的特征。除发酵时间为18 h的6号茶样外,其他发酵时间为24 h的1号、2号、3号和4号茶样的茶多酚(TP)含量为19.92%~23.17%,5号、7号、8号、9号和 10号茶样茶多酚(TP)含量为24.83%~26.19%,这可能是由于发酵时间的延长,使得茶多酚转化茶黄素和茶红素等,从而导致茶多酚含量下降。
由图5可知,10个茶样的茶黄素含量仅为0.056%~0.089%,与茶红素(1.66%~4.30%)和茶褐素(3.71%~4.83%)相比,含量较低,主要原因可能是随发酵时间延长茶黄素进一步发生氧化形成茶红素和茶褐素。10个茶样中发酵时间为14 h的8号、9号和10号茶样的茶黄素含量(0.073%~0.088%)要高于发酵时间为 18 h~24 h的 3号、4号、5号和 7号茶样(0.056%~0.081%),揉捻时间和发酵时间相同的1号~4号茶样中晒干的4号茶样茶黄素含量高于烘干的1号、2号和3号茶样。揉捻时间和发酵时间相同的5号~7号茶样中,晒干的7号茶样茶褐素素高于烘干的5号、6号茶样。10个茶样的茶红素含量在1.66%~4.30%,含量最高的1号茶样(4.30%)比含量最低的8号茶样(1.66%)高出了 1.59倍,差异显著(P<0.05);茶褐素含量最高的为8号茶样,达到4.83%,显著高于其他茶样(P<0.05);其次,2号茶样(4.33%)和 7号茶样(4.12%)的含量也较10号(3.71%)和1号(3.72%)茶样高,达显著差异水平(P<0.05)。总体上发酵时间18 h~24 h茶样的茶红素含量高于发酵时间14 h的茶样。
2.3 不同加工工艺对滇红工夫茶品质的影响分析
萎凋是决定红茶香气形成及成品茶整碎度的重要因素,伴随鲜叶萎凋失水的过程,清香显露,叶质变柔软,减少揉捻产生的碎末茶,提高干茶外形完整性。日光萎凋处理下,1号茶样的游离氨基酸(图3)显著高于自然萎凋的2号茶样(P<0.05),茶褐素含量则显著低于自然萎凋(P<0.05)(图5),感官审评得分也明显高于2号茶样(表2)。水浸出物含量(图2)、茶多酚(图4)、茶黄素和茶红素(图5)含量二者差异则不显著。
揉捻是鲜叶在力的作用下,通过相互摩擦,致使细胞破碎、茶汁外溢,有利于增加茶汤浓度和茶叶做形。红茶是全发酵茶,要求通过揉捻鲜叶使细胞破碎率达85%以上,才能迅速、均匀地进行发酵,茶多酚才能转化为茶黄素、茶红素和茶褐素,使红茶呈现出茶汤红艳、明亮,有金圈,滋味浓强有收敛性的特征,同时对干茶外形条索紧结程度产生影响[22]。揉捻时间最长的10号茶样水浸出物含量高于2号和5号茶样(图2);5号茶样揉捻时间较长,游离氨基酸含量显著高于2号和10 号茶样(P<0.05)(图 3);不同揉捻时间处理,茶黄素、茶红素和茶褐素含量变化对红茶叶品质形成关系不明确,但结合感官审评(表2)综合评分看,适当延长揉捻时间有利于滇红工夫茶的品质提升。
发酵是红茶品质形成的关键工序,发酵时间、温度、湿度等因素对红茶加工的发酵速度及品质影响较明显。本研究由于茶厂海拔高,温度、湿度较低,所以适当延长发酵时间为14、18 h和24 h。随着发酵时间延长,多酚含量下降,2号茶样的茶多酚含量显著低于5号、10号茶样(P<0.05)(图 4),而 2号茶样的茶褐素含量高于5号和10号茶样(图5),发酵时间延长茶褐素含量显著上升,对品质形成不利,茶黄素和茶红素则呈现出先减少后增加的趋势,说明发酵不足对茶叶品质具有不利影响。
干燥是茶叶加工中控制干茶含水量,固定茶叶品质和发展香气的重要工艺。本研究干燥处理方式分别为晒干(30℃~45℃)与烘干(80℃~115℃),烘干分初烘(1 h~3 h)、摊晾 30 min后复烘 30 min(又称提香),在初烘和复烘温度高低及时间差异上,分为先低后高或先高后低两种方式。晒干的两个茶样4号和7号的含水量高达6.0%以上(图1)。9号和10号茶样干燥方式不同可能对游离氨基酸、茶黄素和茶红素含量产生显著影响,从感官审评综合品质分析,温度先高后低处理更有利制茶品质的提升。工夫红茶外形从感官审评上属于物理因素,对茶叶的内含成分水浸出物、氨基酸、茶多酚、茶黄素、茶红素、茶褐素等含量高低是没有影响的,但是由于在加工中为了满足特定的外形要求,必须通过干燥前期短时间(30 min)的高温塑形(高达243℃)理条处理,理条中温度从常温持续上升将使发酵持续加深,使得经过理条后的茶叶内含成分与非理条加工茶叶产生一定差异。本研究中理条为圆直型的2号茶样与不理条3号茶样相比,3号茶样的游离氨基酸含量显著高于2号茶样(图3),而茶黄素、茶红素、茶褐素含量显著低于经过理条工艺处理的2号茶样(P<0.05)(图5)。在理条外形上,圆直型8号茶样和扁平型9号茶样仅在茶红素和茶褐素含量上差异显著(P<0.05)(图 3),结合感官审评综合得分(表 2),品质差异也不明显。
3 讨论
已有研究表明,萎凋适度是制好红茶的关键,萎凋过程中叶片失水叶质软化,同时提高多酚氧化酶的活性,促进多酚类物质的氧化,蛋白质水解为氨基酸,淀粉类物质水解为可溶性糖和果胶,但萎凋程度过重,会损耗基础物质[23]。本研究发现无论是自然萎凋或日光萎凋都需要芽叶失水率达到一定程度才能为后续工艺创造有利的基础。揉捻是塑造工夫红茶隽秀外形和独特风味品质的关键工序。工夫红茶揉捻使叶片细胞在撕扯、挤压及摩擦等多种力的作用下,相互隔断的内部结构被打破,内含成分相互接触、交融和反应,细胞内含成分相互结合,促进了工夫红茶芳香物质种类和含量的增加,如芳樟醇及其氧化物、香叶醇和水杨酸甲酯等,β-糖苷酶酶促水解作用下形成大量香气前体物[24]。特别是多酚类物质与多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、过氧化物酶(peroxidase,POD)的接触与氧化,揉捻开始即红茶发酵开始,是形成红茶品质最重要的化学变化。朱宏凯等[25]发现,在低温(20±2)℃时揉捻叶的PPO、POD酶活性保留较高,成品茶的茶黄素含量显著增加。在本试验中,随着揉捻时间的延长,茶叶水浸出物含量上升,但茶黄素、茶红素含量相差不大,这与试验设计时揉捻时间间隔过短有关。
发酵是制作红茶的关键工序,在发酵过程中多酚类化合物与内源氧化酶类接触发生一系列氧化聚合反应,形成红茶特有的品质特征,发酵的条件包括了温度、湿度、通气、发酵时间等。虽然云南早春气温回升,但发酵室内温度只有18℃~20℃左右,相对较低;空气相对湿度大约60%~70%,所以需要室内烤火或烧水等增加发酵的温度和湿度。在本试验研究中发酵2 h~4 h后,发酵叶中心温度升高至28℃~30℃左右为佳,发酵持续时间要根据温湿度条件和发酵叶的颜色变化而定,一般以12 h~14 h为宜。乔小燕等[26]研究结果与本研究相似,其试验结果表明丹霞2号红茶最佳发酵时间为12 h,此时各项品质指标及感官审评结果最佳;随着发酵时间延长,游离氨基酸在发酵12 h以后显著降低;茶多酚和水浸出物含量均呈下降趋势,12 h后降低不显著。罗小梅等[27]对桂香22号工夫红茶发酵过程中的品质变化进行研究,结果表明,在发酵环境温度为26℃~28℃,相对湿度70%~80%条件下,随着发酵时间的延长,发酵叶的水浸出物、游离氨基酸、茶黄素含量逐渐减少,茶红素含量先增加后降低,茶褐素逐渐增加;综合感官审评结果,桂香22号茶树品种春季鲜叶为原料加工工夫红茶,以发酵6 h~7 h的品质最佳,在发酵时间上与本研究差异较大。因为红茶发酵是各项技术因子综合作用的结果,不同地区、不同种类、不同嫩度的红茶要求发酵的程度不一样,应该具体问题具体对待。
红茶干燥分为毛火和足火两个阶段,其重要作用就是立即终止茶叶中的酶促反应,固定已有品质成分,进一步完善红茶的色、香、味、形品质特征。不同干燥方式,对红茶挥发性物质品质有一定影响,一般以分段干燥,初烘温度100℃、复烘温度100℃的方法最有利于红茶品质的形成[28]。本研究中两个晒干茶样,不管发酵时间为18 h还是24 h,其茶褐素含量均较高,而茶黄素含量较低,这可能是因为日光干燥温度低,多酚氧化酶活性持续存在,干燥开始但发酵未及时终止而导致,同时导致晒干的茶样综合感官审评评分较低。传统红茶干燥温度一般为先高温后低温,滇红工夫茶为了香气类型的转化,毛火在105℃~115℃。近年来,随着滇红茶叶加工方式改变与创新尝试,市场上涌现晒红、古树晒红等新类型茶叶。然而,仅依靠日光晒干制得的红茶,其品质特征与传统滇红有较大差异。吕世懂等[29]对云南晒青红茶与烘青红茶香气成分对比研究表明,晒青红茶和烘青红茶在香气成分的组成及相对含量上存在较高程度的相似性,但通过主成分分析(principal component analysis,PCA)和聚类分析(clustering analysis,CA),晒青红茶和烘青红茶之间能实现较好的区分,说明不同的干燥方式对这2种红茶的香气成分有一定的影响。干燥过程为了提高香气,干燥阶段温度应以先低(85℃)后高(110℃)的方式。本研究表明干燥温度高低两种方式茶样都呈现出甜香、焦糖香的特征,但是温度先低(85℃)后高(110℃)的茶样香气更持久,切实起到提香功效。
4 结论
茶叶的品质特征是各个加工环节综合协调的结果,只有各个工艺都达到最优的条件才能制得高品质的茶叶。本研究对滇红工夫茶各个加工工艺的处理水平设计均从云南春季气候特点及滇红茶生产条件出发,虽然未对各加工环节温湿度人工调节控制,但是试验制茶环境条件与实际生产更接近,而更具有现实指导作用。综合分析不同萎凋方式、揉捻和发酵时间、干燥方式和理条及外形对所制10个茶样的品质特点的影响,获得“云抗10号”滇红工夫茶最佳优化工艺:1)芽叶采摘标准:细嫩的一芽一叶,芽叶茸毛多,有利于干茶条索紧结、显金毫。2)萎凋方式及时间:无论日光萎凋还是自然萎凋,重萎凋8 h~12 h,鲜叶含水量降至64%左右,有利于揉捻成条,茶叶香气提高。3)揉捻时间:揉捻即红茶发酵的开始,揉捻时间30min~35min,室内温度不超过25℃,相对空气湿度在95%以上为宜。4)发酵时间:发酵中控制揉捻叶的温度为25℃~28℃,室内温度在20℃~25℃、相对空气湿度80%左右,发酵时间以12h~14 h左右为宜。5)干燥方式:晒干不利于红茶香气显露,但滋味醇和,最佳的干燥方式为理条30 min(圆直型或针形)后烘干,先高温(110℃~115℃)烘干1 h,摊晾30 min,后低温(80℃~85℃)烘干1 h,有利于改善滇红工夫茶外形、汤色及滋味浓强度。