马边夏秋季机采鲜叶制茯砖茶品质化学变化规律研究

李恒彪,夏 雪,邓国军,赵以桥,胥 伟,3*

(1. 马边星农现代农业开发有限公司,四川 乐山 614600;2. 四川农业大学园艺学院,成都 611130;3. 精制川茶四川省重点实验室,成都 611130)

黑茶作为我国六大茶类之一,历史悠久,品种繁多。黑茶的主产地包括四川、湖南、湖北、云南、广西等[1],尽管在不同的地区制作工艺存在一些差异,但渥堆这一环节是黑茶制作过程中的核心[2]。渥堆是通过将茶叶堆放在适宜的环境中,加湿、保温,促使茶叶发酵、氧化和微生物降解等过程。在这个过程中,茶叶中发生以多酚化合物氧化聚合为主的一系列化学反应,赋予茶叶独特的风味和口感。同时,渥堆过程中微生物的参与,进一步调整了茶叶中的化学成分,使其更加柔和可口[3]。

茯砖茶生产加工技术起源于陕西泾阳,1941年传入四川,是四川黑茶西路边茶中重要的产品,但市场份额一直较弱,属于生产历史悠久但市场份额偏低的一款产品。目前,市场上的茯砖茶生产主要源于湖南[4],因其独特的发花工序而备受瞩目。在发花过程中,茶砖内部生长出大量“金花”颗粒,金花学名“冠突散囊菌”,在发花过程中调控茯砖茶品质形成方面发挥着关键的作用[5]。它参与了茶叶内部生化成分的转变,促使形成茯砖茶橙红明亮的汤色和醇和的滋味,赋予其独特的品质。现代科学研究也在不断丰富茯砖茶品质形成各方面的相关研究,从产地[6]到制作工艺[7],各个环节都进行精细化管理和优化,以确保茶叶的质量和口感。四川茯砖茶的生产工艺及品质形成研究是丰富四川茶产品结构的一个重要内容。

劳动力不断减少的今天,机采技术的应用不断得到加强,但对应鲜叶的加工技术还有待进一步提高。为了促进机采鲜叶制茯砖茶技术的成熟,本研究开展了加工过程中生化成分含量的检测研究,以期为机采鲜叶制茯砖茶提供相关参考。

1 材料及方法

1.1 试验材料

以马边彝族自治县夏秋季机采鲜叶原料。

1.2 试验方法

1.2.1 绿毛茶制备 取同批机采鲜叶,于摊青槽中自然摊放3h后,高温蒸汽杀青,待杀青叶冷却后进行揉捻,解块置于烘干机上90℃烘干至含水量5%～6%左右,制得绿毛茶,备用。

1.2.2 渥堆发酵过程中不同部位茶样主要生化成分测定 将绿毛茶覆水渥堆发酵21d,含水量35%,堆高1.5～2m,于第10d进行翻堆。渥堆发酵完成后置于烘干机上90℃烘至足干。渥堆过程中分别于第3d、第7d、第10d、第14d、第17d、第21d取堆芯及堆表处茶样,按照表1所示方式测定其水浸出物、茶多酚、儿茶素、游离氨基酸、咖啡碱、可溶性糖含量,重复测定3次。

表1 茶叶生化成分测定方法

1.2.3 发花过程中茶样含水量及主要生化成分测定 将渥堆完成后茶样称重、蒸茶、压制,然后置于起始温度为28℃、湿度85%发花室发花21d,发花过程中第10d开始提高发花车间温度,每日提高1～2℃,直至发花车间温度达到45℃。同时分别于发花第0d、第7d、第14d、第21d取茶样备测,测定其水浸出物、茶多酚、儿茶素、游离氨基酸、咖啡碱、可溶性糖含量,重复测定3次。

1.3 统计分析方法

实验数据处理采用Excel 2019;数据方差分析采用SPSS;图形绘制采用Origin。

2 结果与分析

2.1 渥堆时间对不同渥堆部位茶叶主要生化成分影响

由图 1可知,不同渥堆部位茶叶水浸出物含量在渥堆过程中都呈下降趋势。堆芯处茶叶水浸出物含量由36.58%下降至31.24%,堆表处茶叶水浸出物含量由35.62%下降至31.35%,这可能与渥堆过程中微生物活动消耗茶叶内含成分有关。

渥堆过程中游离氨基酸含量整体呈现下降趋势。氨基酸作为微生物生存所需的重要氮源,为微生物的生殖生长提供营养物质[12],同时氨基酸还可以在酶的催化作用下转化成某些芳香物质,参与茶叶香气构成[13],使之呈现出整体下降的趋势。堆芯处茶叶游离氨基酸含量在第10～14d显著降低,由3.28%下降至2.45%,渥堆后期变化不显著,堆表处茶叶游离氨基酸含量在第3～10d显著降低,之后趋于稳定。不同渥堆部位茶叶在渥堆过程中的游离氨基酸下降速率不同。呈现出这一变化的原因可能与微生物受到渥堆环境温湿度影响有关。

茶叶可溶性糖含量在渥堆过程中逐渐降低。不同渥堆部位可溶性糖含量都在第3～14d变化显著,而渥堆后期堆芯处可溶性糖含量下降速率明显高于堆表处。由于糖类为微生物的生殖生长提供碳源,同时微生物活动过程中产生能够水解茶叶中多糖的酶类,从而呈现出渥堆过程中茶叶可溶性糖含量逐渐下降的趋势[14]。

堆芯处茶叶茶多酚与儿茶素含量与游离氨基酸含量下降趋势基本一致,在第10～14d显著降低,茶多酚含量由11.26%下降至9.89%,儿茶素含量由8.66%下降至6.03%,后期变化不显著,堆表处茶多酚含量前期下降缓慢,后期变化显著,儿茶素含量变化则与堆芯处相似。在渥堆过程中,茶多酚逐渐转化成茶黄素、茶红素、茶褐素,从而使多酚类物质含量逐渐降低,这与前人的研究结果相同[15]。

茶叶中的咖啡碱含量在渥堆过程中变化不明显,这可能与咖啡碱独特的环状结构使咖啡碱具有稳定的化学性质有关[16]。

图1 渥堆过程中不同部位茶叶主要生化成分变化

2.2 发花过程中茶叶主要生化成分变化

由图 2可知茶叶在发花过程中水浸出物含量变化呈先上升后下降的趋势,整体变化幅度较小。在0～7d之间,茶叶水浸出物含量由29.31%显著升高至31.39%,在此之后缓慢下降。这可能是由于冠突散囊菌等微生物分泌的胞外酶将茶叶中的大分子物质分解为多种小分子水溶性物质,从而使茶叶水浸出物含量增加[17]。可溶性糖含量变化趋势与水浸出物含量变化相同,在0～7d之间显著升高,之后缓慢下降,整个发花阶段可溶性糖含量由2.97%下降到2.82%,整体减少了5.25%,变化幅度较小。发花过程中,茶多酚、儿茶素、氨基酸、咖啡碱含量都呈下降趋势。茶多酚含量从8.31%下降至6.03%,整体降低了27.44%,且下降趋势较为稳定,儿茶素含量由5.91%下降至4.75%,发花前期含量较为稳定,中后期含量逐渐下降,发花过程中,茶多酚、儿茶素等在湿热作用和氧化作用下逐渐转化,酯型儿茶素转变为简单儿茶素,同时由于微生物活动,将简单儿茶素转化成其他物质,当消耗量大于生成量时,则呈现出下降趋势[18]。游离氨基酸含量在发花前期变化不显著,在发花中期显著下降。主要是由于微生物释放的蛋白质水解酶分解蛋白质生成更多的游离氨基酸,同时其生长发育又不断将游离氨基酸消耗,同时氨基酸还与还原糖发生缩合反应生成生物碱[19],从而整体呈现下降趋势。发花过程中咖啡碱含量下降幅度较小,从4.92%下降至4.48%,整体降低了9.35%,这也与前人的研究结果相同[12]。

图2 发花过程中茶叶主要生化成分变化

3 讨论与结论

试验以马边彝族自治州夏秋季机采鲜叶为原料,旨在深入研究茯砖茶品质形成的过程。通过对茯砖茶渥堆过程中各重要生化成分的含量进行分析,揭示了它们呈现出不同的变化趋势。研究结果表明,在渥堆过程中,茶叶中水浸出物、游离氨基酸、茶多酚、可溶性糖、儿茶素含量都呈现出明显的下降趋势,而咖啡碱由于其化学性质比较稳定,在渥堆过程中变化不明显。这些重要生化成分的变化在茯砖茶品质形成中起着关键作用。值得注意的是,不同渥堆部位的茶叶主要生化成分下降速率存在差异,主要是因为渥堆过程中的湿度、温度以及通风等环境条件的差异,导致堆芯处茶叶与堆表处茶叶的生化成分变化不同。因此,为了促进茯砖茶品质的形成,必须在渥堆过程中及时进行翻堆操作,以确保各部位茶叶均能得到充分的渥堆处理。而合理地控制渥堆过程中的湿度、温度以及通风等环境条件,可以调控渥堆过程中生化反应的进行,从而更好地保持和提升茯砖茶的品质[20]。

在发花过程中,茶叶主要生化成分都呈下降趋势。然而,这种变化与渥堆过程中的变化不同。在发花过程的初期阶段,茶叶中水浸出物及可溶性糖含量显著上升,这是由冠突散囊菌的介入所引起的,随着发花过程的不断进行,茶叶中的水浸出物及可溶性糖含量开始逐渐下降,整体呈现出一个下降的趋势。咖啡碱在发花过程中也呈现出降低的趋势。咖啡碱是茶叶中的一种重要生物碱,具有提神醒脑的功效[21]。在发花过程中,咖啡碱的含量逐渐减少,这可能是由于冠突散囊菌等微生物的代谢活动与咖啡碱相互作用,导致咖啡碱在发花过程中发生一定程度的转化或降解。发花过程中茶叶主要生化成分的变化是一个相对平衡的过程,涉及多种生物化学反应和微生物的相互作用,冠突散囊菌作为一种重要的微生物参与其中,其代谢活动和酶的作用对茯砖茶的化学组成和风味产生深远影响。

总体而言,渥堆、发花过程中茶叶的主要生化成分变化都呈现出一定的规律,这些规律为我们优化茶叶生产工艺、提高茯砖茶品质提供了有益的参考依据。随着科学研究的不断深入,我们对于茶叶的生化成分变化和品质形成机制将有更全面的认识,并在实践中不断取得新的突破和进展。