金花茶鮮葉微波殺青工藝技術(shù)研究

吳 蘭，何守峰，緱 靜，段鵬飛，倪 穗

(寧波大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 寧波 315211)

金花茶(CamellianitidissimaC. W. Chi)是山茶科(Theaceae)山茶屬(Camellia)金花茶組(Camelliasection)的常綠灌木或小喬木，是我國特有的植物，是世界著名的珍稀植物，資源極為珍貴，被譽(yù)為“植物界大熊貓”、“茶族皇后”。金花茶也是一種藥食同源型珍貴植物。陳月圓等[1]研究表明金花茶由于具有提神醒腦、清肝火、解熱毒、養(yǎng)元?dú)獾墓δ?，在民間被廣泛使用?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，金花茶的葉含有多種對人體有保健作用的黃酮，多糖，茶多酚，皂苷類及揮發(fā)性物質(zhì)等化學(xué)成分，具有抑菌、抗氧化、抗腫瘤、抗過敏、降血脂等藥理作用，尤其是在降血脂方面有重大的意義。寧恩創(chuàng)等[2]首次以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證金花茶的葉水提物具有降血脂的功效；陳即惠等[3]對金花茶的葉進(jìn)行提取分析和藥理實(shí)驗(yàn)，經(jīng)臨床試驗(yàn)表明，金花茶的葉對于調(diào)節(jié)血脂、血糖，降低膽固醇、血壓，抑制腫瘤生長、抗衰老、防止動(dòng)脈粥樣硬化、防治心腦血管疾病、激活人體多種酶、提高機(jī)體免疫力方面也有較明顯作用。因此，金花茶的葉茶被譽(yù)為“國寶神茶”[4]。

金花茶因其在山茶科中具有獨(dú)特的金黃色花朵而聞名于世，具有極高的觀賞價(jià)值，一直以來都作為珍貴的觀賞植物。但金花茶除了具有極高的觀賞價(jià)值外還是一種具有潛在開發(fā)價(jià)值的藥用保健植物，現(xiàn)已引起了國內(nèi)外的高度重視。目前國內(nèi)更多的是關(guān)注金花茶的原產(chǎn)地保育技術(shù)，走先保育再開發(fā)的傳統(tǒng)路子。因此，多年來金花茶的藥用保健功能一直沒有被開發(fā)利用。廣西近年來大力發(fā)展金花茶的人工種植，現(xiàn)有人工種植的金花茶面積達(dá)1667公頃。因此，迫切需要對其花葉開發(fā)利用技術(shù)進(jìn)行研究。

殺青是茶葉加工過程中的重要工序之一，對茶葉的品質(zhì)及后期加工工藝起至關(guān)重要的作用[5]。殺青的原理是利用高溫破壞鮮葉中酶活性，阻止多酚類物質(zhì)氧化，防止葉子紅變，可保證茶葉外觀品質(zhì)[6]。微波殺青具有使鮮葉迅速升溫、加熱均勻、殺青質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)[7,8]。茶葉中的水分子在微波電場中做高速振動(dòng)，使鮮葉在微波中整體加熱，迅速破壞鮮葉中的酶活性，達(dá)到殺青目的[9]。但目前關(guān)于金花茶鮮葉微波殺青工藝的研究較少，且大多缺乏相應(yīng)技術(shù)操作及品質(zhì)鑒定。因此，本研究以金花茶鮮葉為原料，采用微波工藝對金花茶鮮葉進(jìn)行殺青處理，并對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以最大限度保留金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分，建立金花茶微波殺青的工藝技術(shù)，為金花茶葉茶等產(chǎn)品開發(fā)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：金花茶成熟葉片，于2017年5月采自浙江省寧波市植物園。在陰天上午采摘無病蟲害完整的金花茶葉片，放入自封袋中封口后馬上帶回實(shí)驗(yàn)室。

試劑：丙酮、無水乙醇、硝酸鋁、氫氧化鈉、酒石酸亞鐵、磷酸緩沖液、亞硝酸鈉等均為分析純；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：北京索萊寶有限公司；沒食子酸：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 儀器和設(shè)備

離心機(jī)：L600型湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；分光光度計(jì)：TU-1810北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；高速粉碎儀：LD-Y200A上海頂中電器；鼓風(fēng)干燥箱：PHG型智能電熱熱風(fēng)干燥器；微波爐：G5佛山格蘭仕電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試樣處理

以相同標(biāo)準(zhǔn)的金花茶鮮葉為原料，用蒸餾水清洗干凈，均勻攤放于干凈的吸水紙，置陰涼處，及時(shí)散熱，攤放3 h，過程中鼓自然風(fēng)。攤放后葉含水量及柔軟程度趨于一致，攤放1 h翻動(dòng)1次。攤放之后立即進(jìn)行殺青處理。分別進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)、參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)，對殺青后的金花茶葉測定各指標(biāo)含量，重復(fù)3次，取平均值。

1.3.2 茶多酚含量測定

參照福林酚比色法GB/T8313-2008[10]測定。

1.3.3 黃酮溶出量測定

參照硝酸鋁比色法[11]在紫外-可見分光光度計(jì)下測定。

1.3.4 葉綠素含量測定

參照植物中葉綠素的測定分光光度法SL88-2012[12]測定。

1.3.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.5.1 取樣

將采摘的鮮葉攤放在清潔的桌面上，攤平成正方形，劃分對角線將其四等分，取相對角的2份茶葉鮮葉，混合后再如上攤平成正方形，劃分對角線分成4份，取對角的2份，如上操作直至取得所需的數(shù)量為止[13]。

1.3.5.2 確定工藝參數(shù)種類

微波殺青工藝參數(shù)條件的單因素實(shí)驗(yàn)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響微波殺青效果的主要因素有微波火力、投葉層數(shù)、殺青時(shí)間。

1.3.5.3 設(shè)計(jì)工藝參數(shù)變量

單因素參數(shù)變量設(shè)置：

(1)固定殺青時(shí)間為90 s，投葉層數(shù)為6層，功率(功率800 W，下同)，火力分別為17%、40%、66%、85%、100%，實(shí)驗(yàn)得最佳微波火力B。

(2)固定微波火力為B，殺青時(shí)間為90 s，投葉層數(shù)分別為2、4、6、8、10層，實(shí)驗(yàn)得最佳投葉層數(shù)C。

(3)固定投葉層數(shù)為C，微波火力為B，殺青時(shí)間分別為30 s、60 s、90 s、120 s、150 s，實(shí)驗(yàn)得最佳殺青時(shí)間A。

正交試驗(yàn)變量設(shè)置：

根據(jù)單因素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)正交因素水平表，每個(gè)因素取3個(gè)水平，選用L9(33)正交表進(jìn)行金花茶葉微波殺青正交試驗(yàn)，優(yōu)化金花茶葉殺青條件[14]。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分別以投葉層數(shù)、微波火力、殺青時(shí)間作為影響金花茶葉殺青品質(zhì)的單因素，以殺青后的金花茶葉黃酮溶出量、茶多酚含量、葉綠素含量較大者為優(yōu)。

2.1.1 最佳微波火力

設(shè)定微波殺青時(shí)間為90 s，投葉層數(shù)為6層，研究不同微波火力對金花茶葉品質(zhì)的影響。

從圖1可見，在一定微波火力范圍內(nèi)，隨著微波火力的增大，金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分溶出量增多。當(dāng)微波火力達(dá)66%時(shí)，金花茶葉黃酮溶出量為8.886%、茶多酚含量為8.001%、葉綠素含量達(dá)到0.587 mg·g-1，金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分含量達(dá)到最大值。之后隨微波火力的增大，內(nèi)質(zhì)成分溶出量降低。這可能是因?yàn)槌跏茧A段微波火力增大促進(jìn)了茶鮮葉中多酚氧化酶失活，減少了對內(nèi)質(zhì)成分的氧化分解，使得內(nèi)質(zhì)成分得到較多的保留，而隨著微波火力的持續(xù)增大，茶多酚分解或轉(zhuǎn)化的速率加快，導(dǎo)致金花茶葉中茶多酚溶出量降低；而葉綠素本身性質(zhì)極不穩(wěn)定，對熱敏感，隨著微波火力的加大，溫度不斷升高，使得葉綠素發(fā)生分解，從而導(dǎo)致總?cè)~綠素含量降低。微波火力過高還會(huì)導(dǎo)致金花茶含水率較低不利于金花茶葉成形；黃酮化合物有活性基團(tuán)并且結(jié)構(gòu)特殊，微波火力過大或過小均會(huì)使其發(fā)生立體異構(gòu)與縮合等反應(yīng)，影響其溶出[15]，因此金花茶鮮葉微波殺青處理時(shí)微波火力為66%時(shí)最合適。

圖1 微波火力對金花茶鮮葉內(nèi)質(zhì)的影響Fig.1 Effects of different microwave power on the inner components of fresh C. nitidissima leaves

2.1.2 最佳投葉層數(shù)

設(shè)定微波殺青時(shí)間為90 s，微波火力為66%，研究不同投葉層數(shù)對金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分的影響。本實(shí)驗(yàn)中投葉層數(shù)為2、4、6、8、10層。

從圖2可見，在一定投葉層數(shù)范圍內(nèi)，金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分溶出量隨著投葉層數(shù)的增大而增多；當(dāng)投葉層數(shù)達(dá)到6層時(shí)，金花茶葉黃酮溶出量為8.382%、茶多酚含量為7.464%、葉綠素含量達(dá)到0.589 mg·g-1，金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分含量達(dá)到最大值。之后隨投葉層數(shù)的增大有所下降，這表明投葉層數(shù)對金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分溶出量影響較大。這可能是因?yàn)槌跏茧A段投葉層數(shù)增加，殺青不徹底，多酚氧化酶沒有被完全破壞，導(dǎo)致多酚類物質(zhì)被氧化生成茶黃素等再生成物質(zhì)，茶多酚含量較低；而隨著投葉層數(shù)的增加，金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分含量基本保持不變，投葉層數(shù)達(dá)到6層時(shí)，氧化酶失活的速率基本達(dá)到穩(wěn)定，從而使得內(nèi)質(zhì)成分含量達(dá)到相對穩(wěn)定水平。隨著投葉層數(shù)的繼續(xù)增加，微波穿透力降低，使殺青不均勻，從而部分有效成分得不到溶出；葉綠素本身性質(zhì)極其不穩(wěn)定，尤其對熱的穩(wěn)定性極差，但隨著投葉層數(shù)的增加，殺青過程中茶葉表面的溫度上升的慢，減少了葉綠素的氧化分解，可以得到較多的保留，而投葉層數(shù)過多會(huì)導(dǎo)致殺青不均勻，降低總?cè)~綠素含量，因此金花茶鮮葉微波殺青處理時(shí)投葉層數(shù)選擇6層左右較為合適。

2.1.3 最佳殺青時(shí)間

設(shè)定微波火力為66%，投葉層數(shù)為6層條件下，研究不同殺青時(shí)間對金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分的影響。殺青前要選取合適的時(shí)間，傳統(tǒng)殺青方法要求在1-2 min內(nèi)使鮮葉葉溫上升到足夠鈍化酶的溫度，并延續(xù)2-3 min。由于微波獨(dú)特的升溫方式，微波加熱所需時(shí)間要明顯少于傳統(tǒng)殺青，本試驗(yàn)選擇30 s、60 s、90 s、120 s、150 s的殺青時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖3 殺青時(shí)間對金花茶鮮葉內(nèi)質(zhì)的影響Fig.3 Effects of different microwave fixing time on the inner components of fresh C. nitidissimaleaves

從圖3可見，在一定殺青時(shí)間范圍內(nèi)，金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分隨著殺青時(shí)間的延長而增加，當(dāng)殺青時(shí)間達(dá)90 s時(shí)，金花茶葉中黃酮溶出量為9.653%，茶多酚含量為8.047%，葉綠素含量達(dá)到0.596 mg·g-1，金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分含量達(dá)到最大值，之后隨殺青時(shí)間的增大而下降[16]，可見殺青時(shí)間對金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分的含量影響也較大。隨著微波殺青時(shí)間增加，金花茶葉中茶多酚氧化酶被不同程度地殺死，抑制了氧化聚合反應(yīng)的進(jìn)行，從而使得茶多酚保留量增加[17]，而隨著殺青時(shí)間的增加, 導(dǎo)致金花茶葉中茶多酚被分解或轉(zhuǎn)化，從而降低了茶多酚溶出量；初始階段殺青時(shí)間增加，金花茶葉面的蠟質(zhì)保護(hù)層逐漸被破壞，增加了總?cè)~綠素含量，由于葉綠素對溫度的穩(wěn)定性較差，隨著殺青時(shí)間的延長，溫度逐漸升高，使得葉綠素更容易降解，從而降低了葉綠素總含量；黃酮化合物有活性基團(tuán)并且結(jié)構(gòu)特殊，殺青時(shí)間過短或過長均會(huì)使其發(fā)生立體異構(gòu)與縮合等反應(yīng)[18]，影響其溶出。因此金花茶鮮葉微波殺青時(shí)間為90 s左右比較合適。

2.2 微波殺青因素正交試驗(yàn)結(jié)果

由上述各單因素實(shí)驗(yàn)確定的參數(shù)適宜范圍，進(jìn)行正交試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。

表2 正交試驗(yàn)與極差分析

由表2可知，三因素對于黃酮溶出量影響程度由高到低依次為C>B>A，即投葉層數(shù)對微波殺青影響最大，理論上最佳殺青條件為A2B2C2。三因素對于茶多酚含量、葉綠素含量影響程度由高到低依次為A>C>B，即投葉層數(shù)對微波殺青影響最大，理論上最佳殺青條件為A2B2C2和A1B2C2。

表3 正交試驗(yàn)與方差分析

從表3可知，投葉層數(shù)、殺青時(shí)間、微波火力對黃酮指標(biāo)影響不具有顯著差異(P>0.10)；投葉層數(shù)、微波火力對葉綠素含量影響極顯著(P<0.05)，殺青時(shí)間對葉綠素含量影響顯著(P<0.10)；投葉層數(shù)對茶多酚含量影響顯著(P<0.10)，故殺青時(shí)間、微波火力、投葉層數(shù)是金花茶微波殺青工藝的主要影響因素，由此確定微波殺青較佳因素水平組合為A2B2C2或A1B2C2。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

優(yōu)選出最佳提取工藝后，按照上述最佳條件A2B2C2和A1B2C2分別進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)[19-21]，測定葉綠素含量、茶多酚含量、黃酮溶出量，結(jié)果表明，金花茶鮮葉微波殺青較佳因素水平組合為A2B2C2，即投葉層數(shù)為6層，殺青時(shí)間為90 s，微波火力為66%，測得葉綠素含量為0.612 mg·g-1，茶多酚含量為8.797%，黃酮溶出量為9.217%，接近正交試驗(yàn)結(jié)果中最高葉綠素、茶多酚含量、黃酮溶出量，故本研究確定的工藝條件合理可信。

3 結(jié)論

本研究采用正交試驗(yàn)法優(yōu)選得出金花茶鮮葉微波殺青的最佳工藝條件為：投葉層數(shù)為6層，殺青時(shí)間為90 s，微波火力為66%，測得葉綠素含量為0.612 mg·g-1，茶多酚含量為8.797%，黃酮溶出量為9.217%，此條件下殺青的金花茶鮮葉制作的葉茶為最優(yōu)品質(zhì)。

利用微波工藝對金花茶鮮葉殺青，不僅具有省工省力和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，還有利于降低其加工成本，殺青后金花茶色澤翠綠，而且具有令人愉悅的清香氣味。微波殺青在金花茶制作過程中是一種較為理想的殺青工藝，而不同條件微波殺青處理后金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分含量不同，因此在實(shí)際生產(chǎn)中要注意微波殺青條件的選擇，盡量避免對金花茶葉內(nèi)質(zhì)成分的破壞。