三段式烘焙工艺对安溪铁观音成茶品质的影响

陈加友，高 飞，冉 琴，林东艺*

（1.黎明职业大学 智能制造工程学院 福建 泉州 362000；2.福建农林大学 安溪茶学院，福建 泉州 362406）

安溪县铁观音是中国十大名茶之一，栽种覆盖面广泛，以鲜、香、韵、爽等优点为大家所称赞.铁观音主要分为清香和浓香二种：清香型产品通常采用冷做青、低温干燥工艺，能够形成特色的韵味；浓香型铁观音的感官品质受烘焙工艺条件显著影响，茶叶的生化成分（茶多酚、儿茶素、咖啡碱、氨基酸、蛋白质、芳香物质、茶叶维生素）随着温度的改变会发生明显变化[1].相关研究表明，茶多酚是决定茶汤滋味的关键化学物质，茶多酚占茶鲜叶干重的18%～36%，茶叶加工中茶多酚的氧化转化是茶汤滋味品质由苦涩味向醇爽口感转变的重要因素，滋味品质显著转换的茶多酚含量临界值为20%～24%[2]；儿茶素具备苦味和收敛性，在烘焙全过程中受到热风温度的影响会产生降解和异构化反应[3]，其化学构成会发生显著改变；氨基酸是决定滋味品质的关键化学物质，占茶鲜叶干重的1%～4%，茶叶加工中伴随着烘焙温度的提升，氨基酸成分逐渐减少，氨基酸和茶多酚含量越高，茶汤滋味就越浓厚；咖啡碱极具收敛性，是茶汤苦味的主要来源，氨基酸与咖啡碱含量越高则茶汤口感越醇厚[4].

不同种类的茶具有相异的最佳烘焙条件.刘素强等[5]研究表明，在红茶的生产加工过程中，可以通过精确控制烘焙的温度和时间来调节茶的香味和品质，采用73 ℃∕3 h的烘焙结合110 ℃的提香处理红茶，可以激发茶叶香味，茶叶品质最好.乌龙茶的生产加工过程中，可通过改变烘焙加工工艺参数来优化茶的口感，增加茶的存储时间，促进茶香味的释放，改善茶的品质[6].张伟等[7]以清香型安溪铁观音为原料，考察了烘焙时间及温度对传统铁观音茶品质的影响，确定了最优的三段式烘焙工艺参数：第一段100 ℃烘焙90 min，第二段120 ℃烘焙60 min，第三段140 ℃烘焙30 min，每一段烘焙结束后需摊凉30 min至室温后，再进行下一段烘焙，该烘焙方法可降低茶叶中的水分，延长茶叶保存时间，而且反复烘焙可以使茶叶香气更浓郁.林东艺等[8]通过实验研究发现乌龙茶的最佳三段式烘焙条件为120 ℃∕90 min、135 ℃∕60 min、120 ℃∕90 min，乌龙茶的感官品质评价在此条件下最优.

茶叶中的氨基酸、单糖及双糖类，在受热过中会产生美拉德反应现象，进而产生一定的热化效应.烘焙过程一般是制茶的最后一道工序，其目的是降低茶叶水分，促使叶内含物起热化、构香作用，提升并固定茶叶品质，延长茶叶贮藏时间，明晰茶叶的水（水分）、质（果胶质）、量（质量），与烘焙器具的风（风门）、火（温度）、时（时间）的互动关系，有助于寻找并掌控烘焙中茶叶达到美拉德反应所需要的色、香、味的工艺条件.烘焙工艺条件对乌龙茶感官品质有显著影响，但鲜有相关研究报道.烘焙可使揉捻叶中的水分不断蒸发，形成紧结外形.在烘焙过程中，干燥热风会促进茶叶中的有效成分转化，有效提升滋味甘醇度，增进汤色，发展香气.不同种类的茶叶对应不同的工艺条件：如较嫩的茶叶耐火力较弱，所需烘焙时间宜短，而较粗老的茶叶耐火力较强，所需烘焙时间较长；粗制茶发酵程度较充足，耐火力较弱，所需烘培时间较短，反之较长；外形紧结的茶叶耐火程度高，需较长的再烘焙时间.因此，合理调控烘焙工艺条件对乌龙茶感官品质的提升具有重要作用.有鉴于此，本实验以安溪县铁观音成品茶为原料，采用三段式烘焙工艺路线，探究烘焙温度及时间等因素对铁观音成品茶感官品质和生化成分的影响，旨在为铁观音的生产提供参考.

1 实验部分

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂 供试材料为2021 年秋季生产的清香型铁观音，主要试剂包括磷酸盐缓冲液、磷酸氢二钠、茚三酮、福林酚试剂、碳酸钠溶液等.

1.1.2 仪器与设备“佳友”茶叶烘干机（JY-6CHZ-7B 型），电热鼓风干燥箱（DHG-9240A 型），电热恒温水浴锅（HWS26 型，数显），液相色谱仪（e2695 型高效液相色谱仪），离心机（TDL-40B 型），可见光分光光度计（722S 型），基础应用型超纯水机（BDP-20TJ 型）.

1.2 实验方法

1.2.1 实验设计 以三段式烘培工艺为基础，对烘焙温度（90、110 和130 ℃）和烘培时间（60、90 和120 min）进行正交组合实验（表1）.每层烘板摊放铁观音茶叶500 g，摊叶厚度2 cm，烘焙结束后冷藏处理，随后进行生化检测及感官审评，实验重复3次.

表1 三段式烘培工艺实验参数

1.2.2 生化指标的测定 实验所需茶粉参考《茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定：GB 8303—2013》进行制备[9]；水浸出物含量参考《茶水浸出物测定：GB∕T 8305—2013》进行检测[10]；氨基酸含量参考《茶游离氨基酸总量的测：GB∕T 8314—2013》进行检测[11]；咖啡碱含量参考《茶 咖啡碱测：GB∕T 8312—2013》进行检测[12]；茶多酚含量参考《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法：GB∕T 8313—2018》进行检测[13].

1.2.3 感官审评 茶叶感官审评方法参考《茶叶感官审评方法：GB∕T 23776—2018》[14].

2 实验结果与分析

2.1 不同烘焙条件对安溪铁观音感官品质的影响

由表2 可知，9 号处理茶样茶汤橙红明亮、茶香浓郁、滋味醇厚、叶底肥厚匀整有红边，感官评分最高，随后依次为7 和3 号处理，1号处理茶样评分最低.比较7、8、9 号处理茶样与1、2 号处理茶样的审评结果可知，铁观音经过高温烘焙可以迅速脱去多余水分、祛除异杂味，有效提高感官品质.而2号处理茶样与4号处理茶样的对比结果表明，茶样烘焙的第一阶段应实现高温烘培，第二阶段应在相对低温的条件下控焙，巩固并提高茶叶品质.由于1、2、4 号处理的茶样整体烘焙温度偏低，致使茶叶裂解与异构化反应不完全，进而导致茶叶香气粗飘，滋味不够.

表2 感官审评结果

2.2 不同烘焙条件对安溪铁观音生化成分的影响

2.2.1 不同烘焙条件对安溪铁观音水浸出物含量的影响 随着烘焙温度升高，茶叶水浸出物在一定范围内与烘焙温度呈现出一致的趋势.如图1 所示，烘焙后茶样（1～9 号处理）的水浸出物含量较CK1 有明显提高.除6 号处理外，其他处理的水浸出物含量较CK2 也有明显提高，表明三段式烘焙更有利于提升水浸出物含量.在本实验测试范围内，安溪铁观音的水浸出物含量与烘焙温度、时间呈正相关性.

图1 烘焙工艺条件对安溪铁观音茶叶水浸出物含量的影响

2.2.2 不同烘焙条件对安溪铁观音氨基酸含量的影响 如图2 所示，烘焙处理后茶样的氨基酸含量与CK1相比有明显下降，下降23.01%～33.24%；其中，5、7、8和9号处理的氨基酸含量下降30%以上，1号处理的氨基酸含量下降最少.与CK2 相比，不同烘焙处理氨基酸含量下降较少；其中7 号处理下降最多（6.37%），其次为5 号处理，下降5.58%.这表明，烘焙温度和时间对氨基酸含量均有一定影响，烘焙温度越高，时间越长，氨基酸含量下降趋势越明显.

图2 烘焙工艺条件对安溪铁观音茶叶氨基酸含量的影响

2.2.3 不同烘焙条件对安溪铁观音咖啡碱含量的影响 由图3可知，与CK1相比，不同烘焙处理咖啡碱含量下降了2.23%～7.46%.其中，2和4号处理下降最多（均大于7%）,随后依次为7、8、5和6号处理，咖啡碱含量下降介于5%～7%；1 和9 号处理的咖啡碱含量下降最少（约2%）.相比CK1，CK2 咖啡碱含量明显下降，约下降10%.以上结果表明，相比烘焙温度，烘焙时间可能是导致咖啡碱含量下降的主要因素.

图3 烘焙工艺条件对安溪铁观音茶叶中咖啡碱含量的影响

2.2.4 不同烘焙工艺条件对安溪铁观音茶多酚含量的影响 由图4可知，相比CK1，不同烘焙处理茶样的茶多酚含量下降4.87%～22.56%；其中3 号处理下降最多（22.56%），其次为7 号处理，下降18.90%；1、2、5 和6 号处理的茶多酚下降相差不大，均在12%左右；4 和8 号处理茶多酚含量下降最少（约4%）.与CK2 相比，除4 和8 号处理外，其余处理茶样的茶多酚含量都呈下降趋势，下降范围介于2.65%～15.89%.由此可见，烘焙时间和烘焙温度均对茶多酚含量具有明显的影响，烘焙温度越高，时间越长，茶多酚含量越低.

图4 烘焙工艺条件对安溪铁观音茶叶茶多酚含量的影响

2.3 不同烘焙条件的安溪铁观音感官品质与生化成分之间的关系

铁观音的感官品质与生化成分之间的方差分析结果表明，不同处理组的水浸出物含量和氨基酸含量均在0.05 水平上有显著差异，而茶多酚含量及咖啡碱含量则不存在显著差异（P＞0.05）.

2.3.1 相关性分析 如表3所示，感官品质与五项审评因子之间都呈现显著的正相关关系，与感官审评过程中所遵照的审评标准相契合，研证了实验的科学性.咖啡碱、水浸出物和茶多酚与审评因子及感官评分间不存在显著关系，氨基酸与外形、香气、感官评分之间都呈现显著的负相关关系，这是因为氨基酸参与美拉德反应，其含量降低导致部分挥发性物质含量增加，从而改善香气品质.

表3 感官品质与生化成分相关性分析

2.3.2 单因素方差分析 方差分析的结果（表4）表明，香气在3 个烘焙阶段都会发生显著变化（P＜0.05），滋味会在烘培第一、第二阶段发生剧烈变化（P＜0.05），感官得分受烘培第一阶段影响较大，而烘焙阶段对生化成分影响均较小.

表4 烘焙阶段与感官审评、生化成分One-way Anova 分析

2.3.3 卡方分析 根据卡方分析方法计算得到的Sig均值超过0.05，烘焙过程对感官得分没有显著影响（P＞0.05），即烘焙阶段的铁观音品质等级之间不存在显著的差异（表5）.

表5 感官品质与烘焙阶段卡方分析

3 讨论与结论

乌龙茶茶品质形成的关键是做青和烘焙.烘焙处理会促使茶叶中的内含成分在高温条件下发生裂解和异构化，对于固定并发展乌龙茶特征品质具有十分重要的作用.在高温烘焙下，乌龙茶叶面温度升高，失水加快，外形上条索更加紧结.氨基酸、糖类和果胶等物质在高温下反应生成了褐黑色的吡嗪、呋喃类等物质，产生令人愉悦的火功香、焦糖香等香气成分，使得茶叶色泽由青褐转向乌褐油润、香气从清雅花香向馥郁的花果香转变.同时，咖啡碱与儿茶素相互作用促使收敛性、苦涩味降低，滋味由鲜醇带有青涩味变得更加醇厚回甘.儿茶素发生分解、氧化、异构等反应生成茶黄素和茶红素等物质，使汤色加深、透亮，这是因为茶汤中的小分子颗粒粒径减小，透光率增大，澄清度升高.

本研究结果表明，水浸出物含量与烘焙温度、时间呈正相关性，烘培温度越高，时间越长，茶叶中氨基酸、咖啡碱、茶多酚含量越低，特别是氨基酸含量的变化更为显著.综合各组感官审评结果与生化检测结果，本研究提出的三段式烘焙最佳工艺为130 ℃∕60 min、130 ℃∕60 min、110 ℃∕90 min 的高-高-中烘焙组合，其对应的产品感官品质最优，且水浸出物含量、茶多酚含量、氨基酸含量及咖啡碱含量等，均相对较高.本研究对安溪铁观音茶叶加工生产具有一定的参考意义.

茶氨酸是茶叶中最主要的呈味成分，有利于茶汤清鲜甘爽的滋味形成.江山等[16]研究表明，茶叶烘焙温度的变化，对氨基酸含量影响非常大，对咖啡碱含量影响并不大；龚淑英[17]等研究表明，氨基酸含量在不同温度烘焙下先增后减或不断减少；郑月梅[18]等研究表明，烘焙温度和时间与生物化学品质和氨基酸含量呈反比，这与本实验的研究结果相符.王辉[19]研究表明，茶多酚和氨基酸含量随着烘焙的进行而减少，而本研究表明烘焙对茶多酚含量无显著影响，这可能是由于茶多酚的稳定性造成的[20].烘焙阶段对生化成分的影响没有形成一定的规律，但可以通过影响生化成分从而对感官品质产生显著影响，另外，在铁观音烘焙中，一段时间的高温烘焙是必不可少的.如何正确地在生产过程中进行铁观音烘焙，还需要结合不同的环境对茶叶造成的不同影响来进一步判断所需的烘焙时间与温度.