花香型金萱红茶加工过程中主要理化成分动态变化

吴玲玲，梁光志，冯红钰，覃仁源，王云仙，赵云雄，罗莲凤

（广西南亚热带农业科学研究所，广西崇左 532415）

花香型红茶是采用传统红茶工艺结合做青技术制成的兼具传统红茶风格和独特花果香的茶产品，其凭借独特的香气特点，深受消费者的喜爱，市场前景广阔[1]。茶叶的香型主要取决于茶树品种和加工技术[2]，晒青与做青是形成花香型红茶独特品质的关键工序[3]。晒青过程是太阳光能与热能促使叶片水分蒸发，鲜叶短时内失水，细胞基质浓度提高，酶的活性增强，加速叶内物质的化学变化，增加香气成分的形成。做青（摇青）过程是叶片经过适当机械损伤引发茶叶生化成分转化、香气成分逐渐显现。近年来，研究人员利用优选的乌龙茶品种鲜叶为原料，在传统红茶工艺基础上增加晒青与做青工序，加工成的红茶花香浓郁、滋味醇厚甘鲜[4]。阳景阳等[5]采用红茶新工艺（增加晒青与做青工序）制作的黄观音红茶品质较好，花香明显、滋味醇和甘甜。雷攀登等[6]发现，夏季鲜叶经做青加工而成的祁门红茶，其香气、滋味品质得到了明显的改善，做青更有利于香气、滋味品质的形成。蔡烈伟等[7]研究表明，红茶加工过程中，增加晒青与摇青工序更能促进乌龙茶的发酵，利于花果香气成分和滋味成分的转化。另外，萎凋、揉捻、发酵、干燥是传统红茶加工的基本工序[8]，茶鲜叶经过这几道工序，生化成分发生剧烈变化[9]，形成红茶典型的红汤、红叶及甜醇的滋味特征[10]。茶叶加工过程中的各道工序都至关重要，共同影响和决定着红茶的最终品质[11]。

金萱是通过杂交育成的乌龙茶品种，其特性优良、抗性强、产量高，有独特的花果香[12]。罗莲凤等[13]以金萱一芽一叶为原料，将乌龙茶晒青、做青（摇青）工艺与传统红茶工艺相结合，研制出花香型金萱红茶。茶叶中的茶多酚、咖啡碱、氨基酸、黄酮、可溶性糖等主要理化成分的含量是反映茶叶内在品质优劣的重要指标[14]。研究表明，不同加工工艺对茶叶感官品质、生化成分含量等存在明显的影响[15-16]。目前，关于金萱红茶品质形成机理的探究还不够深入，加工工艺对该茶产品品质的研究较少。为了解红茶新工艺（增加晒青、摇青）对金萱红茶主要理化成分过程的影响，本研究以金萱一芽一叶为原料，对各个加工环节试样进行外观记录和主要理化成分检测，分析花香型金萱红茶加工过程中主要理化成分含量变化规律，以期为花香型金萱红茶加工工艺技术的改进及产品品质的提升提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜叶：采自广西农业科学院南亚热带农业科学研究所名优茶叶种植基地，品种为金萱，采摘标准为一芽一叶，采摘时间为2021年9月7日。

儿茶素（catechin，C）、表儿茶素（epicatechin，EC）、表没食子儿茶素（epigallocatechin，EGC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、表儿茶素没食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、没食子儿茶素没食子酸酯（gallocatechin gallate，GCG）、没食子儿茶素（gallocatechin，GC）、儿茶素没食子酸酯（catechin gallate，CG）：北京北纳创联生物技术研究院；咖啡碱（caffeine，CAF）、可可碱（theobromine，TB）、茶碱（theophylline，TP）、1，3，7-三甲基尿酸（1，3，7-trimethyluric acid，TMUA）：成都植标化纯生物技术有限公司；苦茶碱（theacrine，TCR）：上海麦克林生化科技有限公司；乙腈（色谱纯）、甲醇（色谱纯）、无水碳酸钠、福林酚、无水乙醇、95%乙醇、没食子酸、盐酸、氢氧化钠、氯化钾、醋酸钠（均为分析纯）：北京索莱宝科技有限公司；黄酮含量试剂盒、可溶性糖含量试剂盒、蛋白含量测定试剂盒：苏州格锐思生物科技有限公司。所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

6CWD-6 型茶叶萎凋槽：南宁市创宇茶叶机械有限公司；6CLZ60-11 理条机、6CTH 提香机：浙江衢州上洋机械有限责任公司；6CR-45 揉捻机：广西南宁市创宇茶叶机械有限公司；6CTH 型烘干机：浙江上洋机械有限公司；DW-86L388J 超低温冰箱：青岛海尔特种电器有限公司；FA-1004 电子天平：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；UltiMate 3000 高效液相色谱仪：赛默飞世尔科技有限公司；BlueStar B 紫外可见分光光度计：北京莱伯泰科仪器有限公司；ALPHA 1-2LDplus 冷冻干燥机：博劢行仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 金萱红茶加工工艺流程

参照罗莲凤等[13]的方法对金萱红茶进行加工，工艺流程如下。

鲜叶（金萱一芽一叶）→晒青（下午阳光较弱时，将晒青布铺在晒青场上，地表温度25～35 ℃，将鲜叶均匀撒在杀青布上进行5～25 min，失水率3%～8%）→摇青（将摇青叶置于摇笼约2/3 体积，摇青机转速6～10 r/min，2～5 min）→萎凋（16 h）→揉捻（60 min）→发酵（堆叶厚度5～12 cm，4 h）→干燥（70 ℃，150 min）→提香（85 ℃，90 min）。

1.3.2 常规理化成分的测定

水分、水浸出物、茶多酚及游离氨基酸含量的测定分别按照GB/T 8304—2013《茶水分测定》、GB/T 8305—2013《茶水浸出物测定》、GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》、GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量的测定》的方法进行测定；蛋白质含量的测定：考马斯亮蓝法；总黄酮含量的测定：NaNO2-Al（NO3）3-NaOH 显色法；蛋白质、可溶性糖、黄酮含量测定的具体操作步骤根据相应试剂盒说明书进行。

1.3.3 儿茶素类、嘌呤生物碱组分及含量的测定

1.3.3.1 样品提取方法

参考刘庆帅等[17]的方法，分别取适量1.3.1 制备的茶样于冷冻干燥机处理3 d 至茶样干透，称取0.200 0 g 均匀磨碎的茶样于15 mL 离心管中，加入10 mL 70% 甲醇，超声30 min，期间每隔5 min 上下摇匀5 次，将提取液在4 ℃冰箱静置2 h 后取上清液过0.22 μm 有机膜，加入液相瓶中待测。

1.3.3.2 测定方法

参考吴世玲[18]的方法，采用高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）法对样品儿茶素类、嘌呤生物碱组分及含量进行测定。色谱条件：采用高效液相色谱仪；AcciaimTM120 C18 Column（4.6 mm×250 mm，5 μm）柱；流速0.5 mL/min；柱温35 ℃；检测波长280 nm；流动相（A 相为水∶乙腈∶乙酸=96.5∶3∶0.5；B 相为水∶乙腈∶乙酸=69.5∶30∶0.5）。HPLC 洗脱梯度见表1。

表1 高效液相洗脱梯度Table 1 High performance liquid elution gradient

1.4 数据处理

每组试验平行测定3 次，采用Microsoft Excel 2016、Origin 2018 64Bit、IBM SPSS Statistics 22 软件进行数据统计分析及作图，所得结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 加工过程中的外观变化

花香型金萱红茶的外观特征在加工过程中逐渐形成，各加工工序样品的外观主要表现为色泽和条索的变化，花香型金萱红茶加工过程中的外观变化见图1。

图1 花香型金萱红茶加工过程中的外观变化Fig.1 Appearance of flowery Jinxuan black tea during processing

由图1 可知，经过轻晒青，鲜叶在短时间内失水，失去原有的光泽，嫩梢竖直时顶芽下垂，由原来的膨胀状态变得柔软。晒青叶进行轻摇青2 次后，花香显露。水分在萎凋过程中不断散失，叶片逐渐萎缩，叶质由硬变软，叶片弹性增强。发酵过程中，发酵叶青草气消失，叶片的色泽变化明显。随后，其色泽进一步变为干燥叶的红润，金毫显露。晒青、萎凋、发酵、干燥、提香等工序对红茶条索的变化基本没有影响。揉捻结束后，条片外形变化较为明显，由自然形变为粗松的条形，条索紧结。揉捻过程中，萎凋叶叶肉细胞遭到破坏，液泡细胞液释放，有利于细胞液泡中的儿茶素与多酚氧化酶结合，进而发生酶促氧化反应，为发酵创造适宜条件[19]。

2.2 加工过程中常规理化成分含量分析

红茶加工过程中含水量呈逐渐下降趋势，各工序含水量下降程度有所不同。干燥和提香过程中样品含水量下降程度较大，萎凋、揉捻和发酵工序样品中含水量比较稳定，晒青、摇青工序含水量下降较少。水浸出物是茶汤的主要呈味物质，其含量高低反映了茶叶中可溶性物质的多少，标志着茶汤的厚薄、滋味的浓强程度，与茶叶品质成正相关[20]。加工过程中常规理化成分含量变化见表2。

表2 加工过程中常规理化成分含量动态变化Table 2 Dynamic changes in the content of routine components during processing

由表2 可知，鲜叶至揉捻阶段，水浸出物含量呈升高趋势，在揉捻工序达到最大值（53.51%），揉捻结束后，水浸出物含量降低，且发酵至提香阶段，水浸出物含量差异不显著。茶叶中氨基酸易溶于水，作为茶叶中重要的品质成分，氨基酸对茶叶的滋味、香气、嫩度都起着至关重要的作用。鲜叶至揉捻阶段，游离氨基酸含量逐渐升高，萎凋与揉捻工序茶样中游离氨基酸含量差异不显著，发酵、干燥及提香工序茶样中游离氨基酸含量差异不显著。总的来说，加工过程中游离氨基酸含量比较稳定。茶多酚是决定茶汤浓度和汤色的主要成分。加工过程中，茶多酚含量逐渐降低，鲜叶中茶多酚含量最高（21.68%），晒青、摇青及萎凋工序茶样中茶多酚含量差异不显著。

茶叶中可溶性糖主要包括单糖和双塘，是构成茶汤浓度和滋味的重要物质。由表2 可知，加工过程中，可溶性糖含量整体呈逐渐降低的趋势，鲜叶中的可溶性糖含量最高（31.56 mg/g），晒青、摇青及揉捻工序茶样中可溶性糖含量差异不显著。研究表明，茶叶中黄酮类化合物含量丰富，具有较多的生理作用，其含量受到加工工艺、贮藏条件、茶树品种、生长季节等因素影响[21]。晒青与摇青工序茶样中黄酮含量较高且差异不显著，分别为153.36、148.99 mg/g。而发酵与干燥工序茶样中黄酮含量较低且差异不显著，分别为102.78、100.59 mg/g。研究发现茶叶中蛋白质含量越高，品质越好。蛋白质在茶汤中呈胶体状态，对茶汤保持清亮起重要作用。鲜叶中蛋白质含量最高，为22.65 mg/g。萎凋与揉捻工序茶样中蛋白质含量较低且差异不显著。加工过程中，蛋白质含量呈不规律性变化。

2.3 加工过程中儿茶素类成分分析

儿茶素是多酚类物质，属于黄烷醇类化合物，具有很强的抗氧化活性。加工过程中儿茶素类组分含量变化见表3。

表3 加工过程中儿茶素类组分含量变化Table 3 Changes in content of catechins during processing%

如表3所示，加工过程中各儿茶素类成分含量有所差异。鲜叶至揉捻过程中C 含量先增加后减少，发酵过后，样品中C 未检出。EC、ECG、EGC 含量逐渐减少，ECG 含量在鲜叶至摇青阶段差异不显著，发酵过后，EGC 未被检测到。鲜叶至摇青阶段，EGCG 含量增加，摇青结束后，含量逐渐减少。总的来说，在儿茶素类成分中EGCG 含量最高，其次是ECG。加工过程中未检测到GC、CG、GCG 成分。儿茶素类含量及其组成与茶叶品质密切相关，如酯型儿茶素苦涩味较强，收敛性强，非酯型儿茶素苦涩味较弱，先苦后甘，收敛性较弱，爽口。儿茶素类物质以酯型儿茶素为主，鲜叶、晒青、摇青工序中酯型儿茶素含量较高，差异不显著，摇青过后，酯型儿茶素含量逐渐降低，含量差异显著。非酯型儿茶素与儿茶素总量在加工过程中呈逐渐降低趋势。

2.4 加工过程中嘌呤生物碱成分分析

生物碱是构成茶汤滋味的重要物质，也是茶叶中主要的生理活性成分。生物碱大多数本身味苦，但与多酚类及其氧化产物形成络合物以后便具有一种鲜爽滋味[22]。嘌呤生物碱是茶叶中一种具有相同嘌呤环结构的生物碱，主要包括咖啡碱、可可碱、茶叶碱、苦茶碱、1，3，7-三甲基尿酸等[23]。在Camelliasinensis茶种中，咖啡碱是嘌呤生物碱的主要特征性成分，一般占茶叶干重的2%～4%，其次是可可碱（0.05%）和茶碱（0.002%），苦茶碱含量微弱，甚至没有[2]。加工过程中嘌呤生物碱成分含量变化见表4。

表4 加工过程中嘌呤生物碱成分含量变化Table 4 Changes in content of purine alkaloids during processing%

如表4所示，加工过程中只检测到CAF、TB、TMUA 3 种嘌呤生物碱，未检测到TP 与TCR。其中，咖啡碱含量相比其他嘌呤生物碱要高。在揉捻工序中咖啡碱含量最高（4.17%），鲜叶中含量最低（3.63%），加工过程中咖啡碱含量呈不规律性变化。可可碱含量在0.16%～0.37%之间，鲜叶中最高。加工过程中检测到的1，3，7-三甲基尿酸含量较少，均小于0.05%。嘌呤生物碱总含量在揉捻工序中最高（4.40%），鲜叶、晒青、发酵工序中含量差异不显著，干燥与提香工序茶样中含量较低且差异不显著。

2.5 加工过程中主要理化成分之间的相关性

加工过程中主要理化成分之间的相关性见图2。

图2 加工过程中主要理化成分之间的相关性Fig.2 Correlations between major components during processing

由图2 可知，金萱红茶加工过程中水浸出物与嘌呤生物碱、黄酮含量均呈显著正相关（P＜0.05），相关系数分别为0.83、0.79，而与蛋白质含量呈负相关，相关系数为-0.31。茶多酚与酯型儿茶素、非酯型儿茶素、儿茶素、可溶性糖及黄酮含量呈显著正相关，相关系数分别为0.96、0.93、0.96、0.95、0.77。游离氨基酸与非酯型儿茶素、蛋白质含量呈显著负相关，相关系数为-0.74、-0.88。酯型儿茶素与非酯型儿茶素、儿茶素、可溶性糖、黄酮含量均呈显著正相关，相关系数分别为0.97、1.00、0.87、0.87。非酯型儿茶素与儿茶素、可溶性糖、黄酮含量呈显著正相关，相关系数分别0.98、0.83、0.78。儿茶素与可溶性糖、黄酮含量呈显著正相关，相关系数分别0.87、0.85。由此得出，金萱红茶加工过程中理化成分之间具有一定的相关性。

2.6 多元线性回归分析

茶叶的水浸出物是评价茶品质的综合性指标，一般水浸出物含量越高，茶的品质越好[24]。为探究影响水浸出物含量变化的主要因素，以水浸出物含量（Y）为因变量，茶多酚（X1）、游离氨基酸（X2）、咖啡碱（X3）、酯型儿茶素（X4）、非酯型儿茶素（X5）、儿茶素（X6）、嘌呤生物碱（X7）、可溶性糖（X8）、黄酮（X9）、蛋白质（X10）的含量为自变量进行逐步回归分析，建立多元线性回归方程，结果见表5。

表5 多元回归分析结果Table 5 Results of multiple regression analysis

经逐步回归分析后，只有嘌呤生物碱变量对水浸出物偏回归均达到差异显著（P＜0.05），而被引入回归方程。对回归方程进行拟合优度及显著性检验，结果显示线性关系极显著（P＜0.01），调整后的R2=0.647，表明拟合优度较好，得到的回归方程可以把金萱红茶加工过程中水浸出物含量与嘌呤生物碱总含量之间的关系量化，为金宣红茶加工过程中品质的控制奠定一定的理论基础。

3 讨论与结论

理化成分是决定茶叶品质的物质基础。金萱红茶在干燥、提香工序中，需要提高温度和空气流通速度，因此样品含水量下降较快，而萎凋、揉捻和发酵工序需要降低样品的失水速度，必要时采取适当的补水措施，从而达到理想的发酵效果，因此萎凋至发酵期间含水量变化不大。晒青时间较短，且下午阳光较弱，因此含水量降低较少。揉捻结束后，随着茶叶内的水分含量不断减少，叶内的水解酶、氧化酶活性变强。另外，多酚类物质与蛋白质结合形成了非水溶性产物，非水溶性产物的增加也是导致水浸出物下降的直接原因。茶多酚具有酚羟基，加工过程中接触到空气，容易发生非酶促氧化反应，导致加工过程中含量不断减少。鲜叶至揉捻阶段，叶内蛋白质水解成氨基酸，含量逐渐升高，萎凋与揉捻工序茶样中游离氨基酸含量差异不显著，发酵、干燥及提香工序茶样中氨基酸含量差异不显著。加工过程中，糖类本身的变化或与氨基酸等物质相互作用，可溶性糖含量基本呈逐渐降低的趋势。鲜叶茶样中蛋白质含量最高，蛋白质含量与鲜叶的嫩度有直接关系，鲜叶嫩度越好，含量越高。在儿茶素类成分中EGCG 含量最高，其次是ECG，儿茶素类物质以酯型儿茶素为主。咖啡碱含量比较稳定，在不同理化成分阶段没有显著变化。咖啡碱含量相比其他嘌呤生物碱要高，生物碱分子含有多个氮原子，每个氮原子都有孤对电子，能够吸引儿茶素分子中羟基氢，彼此形成氢键生成缔合络合物，加工过程中，各个生物碱与儿茶素分子的缔合度不同，其含量也不同。金萱红茶加工过程中理化成分之间存在一定的相关性。水浸出物与嘌呤生物碱、黄酮含量均呈显著正相关，而与蛋白质含量呈负相关。茶多酚与酯型儿茶素、非酯型儿茶素、儿茶素、可溶性糖及黄酮含量呈显著正相关。游离氨基酸与非酯型儿茶素、蛋白质含量呈显著负相关。酯型儿茶素与非酯型儿茶素、儿茶素、可溶性糖、黄酮含量均呈显著正相关。非酯型儿茶素与儿茶素、可溶性糖、黄酮含量呈显著正相关。儿茶素与可溶性糖、黄酮含量呈显著正相关。对水浸出物与茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、酯型儿茶素、非酯型儿茶素、儿茶素、嘌呤生物碱、可溶性糖、黄酮、蛋白质进行逐步回归分析表明，只有嘌呤生物碱变量引入了回归方程，建立的回归方程线性关系极显著（P＜0.01），说明加工过程中水浸出物含量的变化主要是由嘌呤生物碱含量的变化引起的。通过把加工过程中水浸出物含量和嘌呤生物碱含量之间的关系量化，对于花香型金萱红茶加工中的品质控制具有一定的指导意义。