福鼎白茶品质特征与质量评判研究进展*
2023-01-24张灵枝戴浩民林振传邵克平孙威江
张灵枝 戴浩民 黄 艳 林振传 邵克平 孙威江
(1.福建农林大学园艺学院,福建 福州 350002;2.福建农林大学安溪茶学院,福建 泉州 362400;3.福建品品香茶业有限公司,福建 宁德 355214;4.福建省茶产业工程技术研究中心,福建 福州 350002;5.海峡两岸特色作物安全生产省部共建协同创新中心,福建 福州 350002)
0 引言
白茶是我国传统六大茶类之一,属微发酵茶,加工工艺相对简单,成茶身披白毫、清雅质朴,毫香蜜韵浑然天成,广受消费者喜爱。近十年来,白茶产业发展迅猛,年均增产15%以上,为成长性最好的茶类,广东、浙江等十个省份也陆续利用当地品种生产具地方特色的白茶产品,带动了当地白茶产业的发展。2021年,全国白茶产量达到8.19万t,较2020年增长了11.43%,作为白茶发源地的福鼎在“白茶热”中发挥了不可忽视的作用。本文主要介绍福鼎白茶品质成因、品质特征及质量评判研究进展,以期为福鼎白茶未来的研究方向提供参考。
1 白茶品质成因
加工工艺是茶叶品质形成的基础,细微的参数调整都会对茶叶品质产生很大影响。根据工艺差异,白茶可分为传统白茶和新工艺白茶,传统白茶仅有萎凋和干燥两道工序,新工艺白茶则在传统工艺基础上将加入揉捻、摊凉和堆青等工序。福鼎白茶生产所用工艺多为传统工艺,因此本文主要探讨鲜叶、萎凋及干燥条件差异对白茶品质的影响。
1.1 鲜叶
鲜叶对白茶品质的影响主要体现在鲜叶采摘嫩度和茶树品种。
根据鲜叶原料由嫩到老,可将白茶分为白毫银针、白牡丹、贡眉和寿眉四种花色,不同花色的白茶品质具有极大差异[1-2]。杨晨[3]通过国标感观审评法、滋味等效量化法和电子舌法对白茶滋味品质进行了研究,结果表明,白毫银针具有高鲜味值、高苦味值和高涩味值等特点;白牡丹具有高鲜味值、低苦味值和低涩味值等特点;寿眉则具有低鲜味值、低苦味值和低涩味值等特点。Pan等[4]利用相同冲泡条件对不同花色白茶进行了研究,发现白牡丹和寿眉茶汤中所有化合物的含量都高于白毫银针,这可能是由于采收期、加工方法及茶叶形状等差异所致。同花色时,等级差异也会对品质成分的含量有一定影响,Yue等[5]基于非靶向代谢组学对特级、一级、二级、三级白牡丹品质相关成分进行检测,发现等级差异使得白牡丹具有不同的代谢物基础,同时该研究发现了21种白牡丹等级差异代谢物,为白牡丹等级鉴定奠定基础。
不同茶树品种所制白茶风格迥异。宜昌市兴山县是湖北省主要产茶县之一,茶叶是全县农业的主导产业,许文璨等[6]使用兴山白茶、金观音和黄金芽等茶树品种探究它们的白茶适制性,通过感官审评结合理化分析表明,黄金芽品种所制白茶品质最佳,具有橘香的独特品质。龚淑英等[7]选用“浙农113”“春雨1号”“春雨2号”等6个浙江省主栽非传统白茶品种的茶树鲜叶进行白茶适制性探究,研究发现安吉白茶甜度最强,“浙农113”“春雨1号”和“春雨2号”感官审评综合品质最优,消费者喜好度最高。
除此之外,鲜叶质量一定程度上还受到产地、栽培模式、管理措施等的影响,使得白茶成茶的风味、品质存在差异。罗玉琴等[8]利用气相色谱-离子迁移质谱(GC-IMS)技术对不同产区的白茶进行研究,发现福鼎、福安、政和、松溪及建阳白茶的挥发性物质含量存在差异,政和、建阳和松溪的白茶样品相似度相对较高。刘春等[9]以有机、野放、生态、套种、常规和留养6种栽培模式培育茶树,探究其对白茶理化成分及风味的影响,结果显示,有机及野放模式所得鲜叶制成的白茶品质最优,在理化成分及感官审评中优势巨大,适于推广应用。
1.2 萎凋
萎凋是白茶品质特征形成的关键工艺,伴随着众多复杂的理化反应,外观特征多在该过程中定型。目前,白茶的萎凋方式主要有自然萎凋、复式萎凋(室内自然萎凋辅以日光萎凋)及加温萎凋等,不同萎凋方式所制白茶品质差异巨大。邓仕彬等[10]使用室内自然萎凋和加温萎凋制白茶,探究萎凋工艺对白茶品质的影响,理化检测及感官审评结果表明,自然萎凋白茶拥有更高的茶多酚含量。李沅达等[11]基于顶空固相微萃取-气质联用仪(HS-SPME-GC-MS)技术研究了自然萎凋、复式萎凋对紫娟白茶香气的影响,经感官审评、热图分析后发现,紫娟以自然萎凋方式加工时花果香更浓郁,该萎凋方式有效提高了紫娟白茶的香气品质。
为探明萎凋过程内含物的动态变化,Chen等[12]基于全二维气相色谱飞行时间质谱(GC×GC-TOFMS)研究了白茶萎凋过程中香气成分的变化,同时该研究还测定了游离氨基酸等品质相关成分,氨基酸和糖苷结合的挥发物可促进白茶香气的形成。研究发现大部分游离氨基酸组分在萎凋期间含量提高,进一步阐明了白茶萎凋过程的香气成因。Chen等[13]将代谢组学结合蛋白质组学用于萎凋过程样的检测,结果表明,脱水胁迫改变了生理平衡,从而引发了采后茶树叶片蛋白质组和风味化合物的显著变化;游离氨基酸、茶黄素和核苷酸含量的显著增加,儿茶素、原花青素、茶黄素和酚酸含量的显著降低,促进了白茶鲜味和微甜味的形成。Deng等[14]研究发现,随着萎凋时间的延长,主要黄酮苷类化合物含量显著降低,黄酮苷元和水溶性糖类含量增加。同时,通过加权基因共表达网络分析鉴定了一个与萎凋过程中黄酮苷类成分含量变化高度相关的共表达网络,为后续机理研究奠定了基础。
1.3 干燥
干燥为白茶工艺的最后一步,有利于其品质特征形成。林冬纯等[15]探究了不同干燥温度对白茶品质的影响,发现80℃是最佳干燥温度,最利于茶叶鲜爽度、甜度的提升。乔小燕等[16]使用HS-SPME-GC-MS技术分析不同干燥温度下白茶的挥发性成分,结果表明,酯类物质含量随干燥温度的增加而降低,但酮类、醛类、碳氢化合物和呋喃类含量升高;芳香烃、单萜烯和酯类是不同温度下白茶的表征性成分,醛类、酮类则对白茶整体香气有加成作用。林章文等[17]研究了电焙、炭焙对白茶品质的影响,发现电焙白茶水浸出物和儿茶素总量的含量更高,电焙中香气成分多与花果香、清香相关,炭焙中香气成分多与炭火、木质香相关。曾议霆等[18]通过定量描述性分析法和超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱法比较自然晒干和除湿机烘干白茶的滋味差异,结果表明自然晒干和除湿机烘干白茶滋味均以苦涩为主。黄刚骅等[19]使用HS-SPME-GC-MS技术、香气活度值及感官审评分析比较阴干、晒干、阴晒结合、烘干白茶样品的香气差异,结果表明茶香螺烷、反式青叶醇、己醇、2,2,3-三甲基-环丁酮、1-辛烯-3- 醇、3,5-辛二烯-2-酮、苯甲酸甲酯、(E)-2-辛烯醇、苯甲醇之于不同样品的相对含量差异显著;阴干白茶清香带毫香,晒干、阴晒结合白茶带日晒味,烘干白茶显花香。
2 福鼎白茶品质特征影响因素研究现状
2.1 不同花色福鼎白茶品质特征差异
不同花色福鼎白茶的品质特征一般具有明显差别。Li等[20]在评估不同花色福鼎白茶风味特征的同时,检测了儿茶素、生物碱、氨基酸和黄酮苷组分,结果显示,芽和嫩叶生产的白茶在风味方面更容易表现出“鲜味”和“滑”的特征,而成熟叶和嫩枝生产的白茶通常表现出“木质”和“粗”的特征;儿茶素、生物碱及氨基酸在更粗老原料所制白茶中含量更高,黄酮醇苷类物质含量则相反。Tan等[21]检测了不同花色福鼎白茶的黄酮醇苷、酚酸、生物碱、茶氨酸、茶黄素组分等物质,发现不同花色中上述物质的含量皆有显著差异。吕海鹏等[22]检测了不同花色福鼎白茶茶汤中有机酸、水浸出物、儿茶素等成分,发现白毫银针、白牡丹茶汤中茶多酚无显著差异,但显著高于寿眉;白毫银针茶汤中儿茶素含量、EGCG含量最高,白牡丹茶汤的游离氨基酸含量、水浸出物含量最高,寿眉茶汤里黄酮及4种有机酸含量最高。张丹丹[23]对不同花色的福鼎白茶游离氨基酸组分进行了检测,发现茶氨酸、谷氨酸含量最高的是贡眉;白毫银针与贡眉的丝氨酸、苯丙氨酸等10个氨基酸存在极显著差异;白毫银针与白牡丹中天冬氨酸、甘氨酸和亮氨酸的差异达到极显著水平。杨晨[3]研究不同花色白茶儿茶素组分时发现酯型儿茶素随着茶青嫩度的降低而减少,非酯型儿茶素与之相反;原花青素B1和原花青素B2在带芽样品中含量较高,在寿眉样品中含量低;白牡丹儿茶素及其聚合物、氨基酸、生物碱、核苷和香气樱草糖苷含量与白毫银针较为接近,奎宁酸、香豆酰奎宁酸、山柰酚糖苷、槲皮素糖苷和杨梅素糖苷含量与寿眉更为接近。
Chen等[24]、刘洋等[25]基于GC×GC-TOFM技术对不同花色福鼎白茶香气成分进行检测,在白毫银针、白牡丹和寿眉中鉴定出238种香气成分,并发现苯乙醇、γ-壬内酯、反式-β-紫罗兰酮、反式-芳樟醇氧化物(呋喃类)、α-紫罗兰酮和顺式-3-己烯基丁酸酯是区分白毫银针、白牡丹及寿眉的关键差异物质;在贡眉中则鉴定出236种成分,其中主要以醇类和醛类为主。
茶叶中富含微量元素。杨大鹏等[26]测定了福鼎白茶中铝元素和铅元素的含量,发现白牡丹中这两种元素含量略高于白毫银针,铝元素含量119~181mg/kg,铅元素含量0.45~0.82mg/kg,与Ye等[27]检测结果一致。Zhang等[28]检测了不同花色福鼎白茶的64种元素,发现大多数元素含量与叶片成熟度呈显著正相关,成熟度越高对大多数元素的富集效率越高。
2.2 不同年份福鼎白茶品质特征差异
白茶素有“一年茶,三年药,七年宝”的美誉,随着贮藏时间的增长,白茶的品质特征也在发生剧烈变化。张灵枝等[29]分别检测了存贮1~6年寿眉的常规生化成分,发现随着贮藏年份的增加,茶多酚、游离氨基酸、茶黄素及茶红素的含量逐渐降低,黄酮类物质以及茶褐素的含量则明显增加。Fan等[30]基于广泛靶向代谢组学结合定量描述性分析法对贮藏了1年、3年、6年、9年、13年的福鼎白茶进行品质差异研究,结果表明,随着贮藏时间的增加,茶汤褐变程度加深,涩味和鲜味度降低,而厚度、顺滑度、甜度和酸味增强;生化成分方面黄酮类、单宁、生物碱、香豆素、游离脂肪酸、甘油酯、氨基酸和核苷酸及其衍生物大部分含量降低,而酚酸、有机酸、糖和醇的总含量显著增加。刘琳燕等[31]使用气相色谱-质谱联用仪检测了不同存储时间白茶的香气成分,结果表明当年白茶更显清鲜、毫香等香气特征,随着贮藏时间的延长,清鲜、毫香特征感减弱甚至消失,与此同时陈香显现并伴有枣香、梅子香等香气特征。除此之外,该研究还发现白茶的清鲜、毫香属性主要与芳樟醇、香叶醇等成分相关,随贮藏年份的增长成分降低,而陈年白茶中雪松醇、二氢猕猴桃内酯等含量上升。陈佳佳等[32]基于16S rDNA检测了不同贮藏年份白牡丹的表面细菌,结果表明,贮藏时间对白牡丹的细菌组成无显著影响,仅存在丰度差异,贮藏环境才是影响细菌多样性的关键因素。何水平等[33]使用不同贮藏年份白茶进行抑菌效果研究,发现当年白茶抑菌效果最佳,并随贮藏时间的延长而减弱。
2.3 不同冲泡参数对福鼎白茶品质的影响
Zhang等[34]通过设置不同冲泡时间、温度及茶水比探究不同冲泡方式对福鼎白茶的影响,结果表明,冲泡温度、时间和茶水比的改变对福鼎白茶的感官、生化成分有显著影响。当冲泡温度、时间和茶水比分别为100℃、3min和1∶50时,茶汤获得最高感官得分。儿茶素、咖啡碱、茶氨酸和游离氨基酸含量普遍随冲泡温度、时间的增加而增加,当冲泡时间为7min,冲泡温度为100℃,茶水比为1∶30或1∶40时,茶汤内含物的含量最高。Pan等[4]探索了不同冲泡温度对福鼎白茶儿茶素组分、氨基酸组分、咖啡碱及水浸出物的浸出影响,研究发现各花色福鼎白茶茶汤中儿茶素和咖啡碱的含量随冲泡温度的上升而升高,而水浸出物、游离氨基酸和茶氨酸的含量受冲泡温度的影响则因花色的不同而不同。Zhang等[35]探究不同冲泡水质对福鼎白茶儿茶素、咖啡碱、茶氨酸及游离氨基酸浸出的影响,研究发现水质对提取的主要化合物有明显影响,弱酸性的纯净水所冲茶汤中儿茶素含量最高,而茶氨酸、咖啡因及氨基酸在自来水及泉水冲泡的茶汤中含量更高,审评结果表明水质同样可以影响茶汤的感官质量,纯净水更适合用于福鼎白茶的冲泡。
3 福鼎白茶质量评判研究现状
白茶滋味清爽、香气清鲜,具有清热去火等保健功效,经济效益显著,随着“白茶热”的持续,许多不良商家销售假冒伪劣产品,以次充好。为杜绝这一市场乱象,众多学者就福鼎白茶进行了质量评判研究。
3.1 花色鉴别
为解决白茶不同花色的识别问题,Li等[20]将生化成分、近红外光谱分别结合化学计量学建立了花色识别模型。生化成分检测主要包括儿茶素、生物碱、氨基酸和黄酮苷组分,使用主成分分析发现不同花色白茶表现出微弱的分离和较低的解释方差,不适合建模;而近红外光谱使用平滑算法预处理后,结合粒子群优化支持向量机算法所建立模型识别花色拥有很高的准确率,达到98.92%。
3.2 产地溯源
茶是具有明显地域性的农产品,不同产地茶叶品质特征和质量等级各不相同,产地是消费者选购茶叶的重要依据。Ye等[27]基于矿质元素含量进行逐步回归分析筛选特征矿质元素后,结合线性判别分析、支持向量机与K近邻算法对福鼎、政和及建阳的白茶进行产地溯源模型构建,结果显示,基于三种不同分类器所构建模型识别准确率分别可达98.44%、95.31%、100%。Zhang等[36]基于质子转移反应时间飞行质谱(PTR-TOF-MS)检测福鼎、政和和建阳白茶的香气成分,基于香气成分含量建立PCA、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)模型,不同产区间取得了较好的分离效果。罗玉琴等基于[8]GC-IMS技术对福鼎、政和、福安、松溪、建阳白茶进行产地溯源模型构建,得到6个最佳模型,识别准确率可达100%。
3.3 年份鉴别
陈书媛等[37]收集了贮藏3年、6年、10年的福鼎寿眉,采集其高光谱结合不同预处理、分类器算法建立年份寿眉识别模型,结果表明,对寿眉进行年份鉴别时,标准正态变换预处理结合支持向量机所得模型效果最佳,训练集及测试集的正确识别率均可达86.02%以上。Wu等[38]基于PTR-TOF-MS分别对贮藏1年、3年、5年、8年的白茶进行检测,基于所得香气成分含量结合PCA、OPLS-DA进行年份鉴别,最佳OPLS-DA模型对贮藏1年、3年、5年、8年的白茶在训练集和预测集的准确率分别为96.67%、96.67%、96.67%、96.67%和96.00%、96.00%、100%、100%,表明PTR-TOF-MS与OPLS-DA结合可以应用于白茶贮藏年份的鉴别。
4 结束语
福鼎白茶是福鼎市特有的地理标志产品,具有地域唯一、工艺天然等特征,市场前景广阔,但风险与机遇并存。目前,福鼎白茶品质成因、呈味机理等研究仍不足,严重制约其规模化生产时品质的稳定性。除此之外,白茶风味的个性化需求也是福鼎白茶需要面对的挑战。
随着福鼎白茶相关研究的不断深入,风味等效量化、组学技术等现代新方法、新技术为福鼎白茶的高效、深入研究提供了有力支撑。未来,基于多组学联合等技术对白茶品质成因进行深入研究,可推动福鼎白茶高产量、高质量发展,使用新型高精尖技术对各类香气、滋味属性和其中关键呈香、呈味组分进行深入探索、解析,可促进福鼎白茶风味多样化,从而满足个性化风味定制需求。此外,在质量评判研究方面,判别模型构建完成后可基于学科交叉手段对模型进行深度训练,优化模型性能、提升模型质量,后续结合互联网技术建立在线检测平台,使模型早日实现产业化应用,促进白茶产业高质量发展。