萎凋溫度對茶鮮葉萎凋失水及白茶品質(zhì)的影響

林清霞，項麗慧，王麗麗，楊軍國，宋振碩，陳林

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，福建 福安 355015）

白茶是六大茶類中加工工藝最簡單的茶類，主要有萎凋和干燥2道工序[1-2]。大量研究表明，白茶富含茶多酚、茶氨酸、酶類等多種生物學(xué)活性物質(zhì)，使其具有較好的“三抗三降”、延緩衰老、鎮(zhèn)靜、殺菌等活性，已成為國內(nèi)外茶葉市場新興的消費熱點[3-7]。然而，傳統(tǒng)白茶萎凋工藝受外界因素影響大，加工時間長且品質(zhì)不穩(wěn)定，如：遇陰雨天氣，水分蒸發(fā)慢，萎凋時間太長，化學(xué)變化過度，易造成茶葉變暗變黑，甚至芽葉發(fā)霉；遇高溫天氣，濕度低，水分蒸發(fā)快，萎凋時間太短，易使茶葉帶有青草氣，滋味澀，品質(zhì)差[8]。白茶自然萎凋歷時較長，為克服氣候環(huán)境對白茶加工品質(zhì)的影響，控溫萎凋是在白茶加工中常用的方法[9-11]。

目前，關(guān)于白茶控溫萎凋?qū)κ俾始帮L(fēng)味品質(zhì)的影響，主要以單個品種（以福鼎大毫為主）作為研究對象[12-15]，尚未開展不同茶樹品種的系統(tǒng)性應(yīng)用研究。本試驗以15個茶樹品種（包括福鼎大毫）為材料，采用空調(diào)、電熱風(fēng)機及除濕機對萎凋環(huán)境進行人工控制，跟蹤監(jiān)測在不同溫度（30、25、20℃）條件下茶葉萎凋失水變化情況，并以室內(nèi)自然萎凋為對照，以萎凋減重率達60%作為萎凋終點，探究在不同萎凋溫度下白茶感官品質(zhì)和主要生化成分的差異，以期進一步為白茶工藝優(yōu)化奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮葉原料：福鼎大毫、福云6號、白云特早、丹桂、水仙、黃觀音、黃玫瑰、金鳳凰、迎春、金觀音、金牡丹、梅占、肉桂、矮腳烏龍、北斗。試驗材料均采自福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所試驗茶園春季第一輪新梢，采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽二、三葉。

主要試劑：兒茶素（沒食子兒茶素、表沒食子兒茶素、兒茶素、表兒茶素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯、沒食子兒茶素沒食子酸酯、兒茶素沒食子酸酯、表兒茶素沒食子酸酯，純度均大于98%）與生物堿（咖啡堿、可可堿、茶葉堿，純度均大于98%），購自美國Sigma公司；沒食子酸（分析純），購自生工生物工程（上海）股份有限公司；L-谷氨酸（生化試劑），購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司；茶氨酸（純度99%），購自瑞士Adamas Reagent公司；γ-氨基丁酸（純度99%），購自美國sigma-aldrich公司；氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)品（250 pmol/mL）、硼酸鹽緩沖液（1.008 g/mL，pH 10.2）和鄰苯二甲醛衍生化試劑（10 mg/mL），購自美國Agilent公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

美國Agilent 1260型液相色譜系統(tǒng)，包括四元泵（G1311CVL）、標(biāo)準(zhǔn)自動進樣器（G1329B）、柱溫箱（G1316A）和二極管陣列檢測器（G1315DVL）；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；DHC-9246A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實驗設(shè)備有限公司）；ROBO60T工業(yè)電熱風(fēng)機（上海固途工業(yè)品銷售有限公司）；AOTEJS06A超聲波加濕器（廣州傲特電子科技有限公司）；CH150D轉(zhuǎn)輪式除濕機（廣州森井除濕機有限公司）；KF-35GW/35356格力空調(diào)（珠海格力電器股份有限公司）；S520-EX溫濕度記錄儀（深圳華圖測控系統(tǒng)有限公司）；ACD-0502-U實驗室超純水系統(tǒng)（美國艾科浦國際有限公司）；HWS-28電熱恒溫水浴鍋（上海恒科儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

樣品來源與編碼見表1。白茶的制作工藝流程如圖1所示。

1.3.2 萎凋失水變化監(jiān)測

分別稱取各茶樹品種供試樣250 g，參照文獻[16]，用空調(diào)、電熱風(fēng)機、加濕器及除濕機等設(shè)備控制萎凋室內(nèi)溫濕度，其中濕度控制在70%±10%，用S520-EX電子溫度濕度記錄儀記錄萎凋過程中的溫濕度變化。以室內(nèi)自然萎凋為對照（圖2），不同茶樣于同一設(shè)定溫度（30、25、20℃）下，每3 h計重一次，分別計算茶鮮葉的減重率，以萎凋減重率達60%作為萎凋終點，考察在不同萎凋溫度下15個茶樹品種鮮葉的失水變化情況。

1.3.3 茶樣審評及主要生化成分檢測

茶樣感官審評參照GB/T 23776—2009[17]，磨碎試樣的制備參照GB/T 8303—2013[18]，茶多酚（teapolyphenols,TPs）含量測定參照GB/T 8313—2008（福林酚比色法）[19]，游離氨基酸總量（free amino acids,FAAs）測定參照 GB/T 8314—2013（茚三酮比色法）[20]，兒茶素及生物堿含量、氨基酸組分含量測定分別參照文獻[21-22]中的高效液相色譜（high performance liquid chromatography,HPLC）法。

表1 樣品來源及編碼Table 1 Sample source and code

圖1 樣品制作工藝流程Fig.1 Flow chart of sample preparation process

圖2 室內(nèi)自然萎凋溫濕度情況Fig.2 Change of temperature and humidity during natural withering of white tea

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Origin 8.5軟件對供試樣品失水萎凋速率進行分析；采用PAST 3.X軟件對供試樣品茶多酚總量、游離氨基酸總量、咖啡堿含量進行二維“點集”分布視圖的繪制；采用ChemPattern 2012軟件對供試樣品氨基酸組分和兒茶素組分含量進行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 在不同萎凋溫度環(huán)境下茶鮮葉的失水規(guī)律

在不同溫度條件下萎凋，茶鮮葉失水減重率發(fā)生了明顯的動態(tài)變化。由圖3可見：在自然萎凋及設(shè)定溫度環(huán)境下，茶鮮葉萎凋失水速率均呈逐步減小趨勢，其中自然萎凋失水減重速率最?。辉谙嗤瑵穸葪l件下，溫度越高，萎凋失水速率越快。萎凋減重率為60%時，在設(shè)定萎凋溫度（30、25、20℃）環(huán)境下鮮葉攤放平均歷時分別為19.2、31.4、36.6 h，與自然萎凋平均歷時45 h相比，其萎凋時間分別減少25.8、13.6和8.4 h。在30、25、20 ℃和自然萎凋環(huán)境下，萎凋失水?dāng)M合方程分別為：y1=128.611 44x/(22.159 13+x)(R2=0.983 9)、y2=108.779 62x/(26.540 36+x)(R2=0.966 9)、y3=119.480 19x/(37.257 49+x)(R2=0.977 9)、y4=124.896 86x/(48.856 94+x)(R2=0.968 2)，擬合方程均符合雙曲線函數(shù)。

圖3 在不同萎凋溫度下鮮葉萎凋失水減重率的動態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes of weight loss rate of tea leaves under different withering temperatures

2.2 不同萎凋溫度對白茶感官品質(zhì)的影響

在相同濕度條件下，在設(shè)定萎凋溫度及自然萎凋下用15個茶樹品種鮮葉制成的白茶具備各自的品種特色，感官品質(zhì)變化趨勢趨于一致，即：在30℃萎凋環(huán)境下干茶色澤暗褐或灰綠，滋味略帶酵味，葉底有紅張；在25℃萎凋環(huán)境下白茶風(fēng)格明顯，有花香或甜香，滋味清甜；在20℃萎凋環(huán)境下白茶呈青味。以福云6號為例，制成的白茶感官品質(zhì)綜合得分為25℃＞20℃＞30℃，即在25℃環(huán)境下白茶品質(zhì)最優(yōu)，與自然萎凋品質(zhì)相當(dāng)（表2）。綜合來看，在相同濕度條件下，在25℃環(huán)境下萎凋即可達到與自然萎凋相當(dāng)?shù)钠焚|(zhì)。

2.3 不同萎凋溫度對白茶生化成分的影響

2.3.1 不同萎凋溫度對供試樣茶多酚總量、游離氨基酸總量及咖啡堿含量的影響

多酚類和氨基酸分別是茶湯中苦澀味和鮮爽味的主體成分，咖啡堿是茶葉中含量最高的嘌呤堿，呈苦味。鑒于鮮爽味和苦澀味是茶湯的主味，因此，考察控溫萎凋下供試樣茶多酚總量、游離氨基酸總量及咖啡堿含量對評價茶葉的感官品質(zhì)具有重要意義。從圖4中可看出，基于（TPs×CAF）、（TPs×FAAs）和（FAAs×CAF）含量繪制的二維“點集”分布視圖可對不同萎凋環(huán)境所制茶樣及其鮮葉原料進行一定的類群區(qū)分。25℃萎凋?qū)︴r葉（TPs×CAF）、（TPs×FAAs）和（FAAs×CAF）含量的化學(xué)模式影響最大，與自然萎凋的化學(xué)模式相近。另外，不同萎凋溫度（30、25、20 ℃）對鮮葉（TPs×CAF）、（TPs×FAAs）和（FAAs×CAF）含量的化學(xué)模式影響大小為：25℃＞20℃＞30℃。

單因素方差分析結(jié)果（表3）表明：在30、25、20℃萎凋環(huán)境下制成的白茶樣茶多酚總量、游離氨基酸總量及咖啡堿含量的平均值均與鮮葉存在顯著或極顯著差異；在25℃萎凋環(huán)境下制備的茶樣茶多酚總量與在30、20℃萎凋環(huán)境下差異不顯著，而氨基酸總量與在30℃萎凋環(huán)境下差異顯著；在25℃萎凋與自然萎凋環(huán)境下所制備茶樣的茶多酚總量、游離氨基酸總量及咖啡堿含量差異不顯著。由此可見，鮮葉在萎凋過程中茶多酚總量、游離氨基酸總量及咖啡堿含量發(fā)生了明顯變化，而在一定范圍內(nèi)，就所制備的白茶樣而言，萎凋溫度對茶多酚總量影響不大，對游離氨基酸總量和咖啡堿含量影響較大。

2.3.2 不同萎凋溫度對供試樣氨基酸組分和兒茶素組分構(gòu)成的影響

采用基于變量的單位方差標(biāo)度（unit variancescaling,UV-scaling）預(yù)處理對不同萎凋環(huán)境下制作的白茶樣及鮮葉的氨基酸組分和兒茶素組分進行主成分分析（principal component analysis,PCA），以各個供試樣在第1、2主成分（PC1、PC2）上的得分作圖，獲得所有供試樣的二維散點分布圖（圖5）。由圖5A可看出，全部供試樣氨基酸組分的PC1和PC2分別為56.88%和11.16%，累積方差貢獻率達68.04%。圖5B是兒茶素組分得分圖，PC1和PC2分別解釋了總變異的92.37%和3.32%，累積方差貢獻率達95.69%。在不同萎凋環(huán)境下制備的白茶樣氨

基酸組分和兒茶素組分與鮮葉存在良好類群區(qū)分。其中，鮮葉氨基酸組分分布比較集中，而兒茶素組分分布比較離散。在30、25、20℃萎凋環(huán)境下制成的白茶樣氨基酸組分聚類模式差異大，而兒茶素組分聚類模式均一致。由此表明，鮮葉在萎凋過程中氨基酸組分和兒茶素組分均有較大的變化，且萎凋溫度對白茶樣氨基酸組分變化具有較大的影響，對兒茶素組分影響較小。

表2 在不同萎凋溫度下白茶（福云6號品種）的感官品質(zhì)Table 2 Sensory quality of white tea(Fuyun 6)under different withering temperatures

圖4 萎凋溫度對茶多酚總量、游離氨基酸總量和咖啡堿含量的影響Fig.4 Effects of withering temperature on contents of tea polyphenols(TPs),free amino acids(FAAs)and caffeine(CAF)

表3 在不同萎凋溫度下供試樣茶多酚總量、游離氨基酸總量和咖啡堿含量Table 3 Contents of tea polyphenols,free amino acids and caffeine in tea samples under different withering temperatures mg/g

圖5 氨基酸組分（A）和兒茶素組分（B）的構(gòu)成Fig.5 Composition of amino acids(A)and catechins(B)

2.3.3 不同萎凋溫度對供試樣游離氨基酸組分和兒茶素組分含量的影響

供試樣氨基酸、兒茶素和生物堿組分的多重比較分析結(jié)果如表4所示。由于15個茶樹品種鮮葉各組分含量有差異，從而在同一萎凋環(huán)境下用各品種制成的白茶樣的組分差異也較大。以15個品種作為一個整體，在不同萎凋環(huán)境下各成分的變化趨勢一致，除谷氨酸（Glu）和茶氨酸（Thea）外，鮮葉的游離氨基酸含量在萎凋過程均呈增加趨勢。總體上，在25℃萎凋環(huán)境下游離氨基酸組分增幅與自然萎凋相近，而在20和30℃萎凋環(huán)境下低于自然萎凋。除沒食子酸（GA）外，鮮葉的兒茶素組分在萎凋過程中均呈減小趨勢，在不同萎凋環(huán)境下供試樣各兒茶素含量下降幅度排序為30℃＞25℃＞20℃，而25℃萎凋與自然萎凋的各兒茶素組分變化幅度相近。鮮葉與在30、25、20℃萎凋環(huán)境下制備的白茶樣氨基酸組分（His、Arg、Thea、Met）、兒茶素組分（GC、EGC、ECG）和生物堿組分（TP）無顯著性差異，其他各組分均呈顯著或極顯著差異；在30、25、20℃萎凋環(huán)境下制備的白茶樣氨基酸組分（Asp、Glu、Ser、Ala、Val、Phe、Ile、Leu、Lys）有差異，其他各組分無差異；在25℃萎凋環(huán)境下制成的白茶樣氨基酸組分（Ala、Phe、Ile、Lys、Ser）與在30和20 ℃萎凋環(huán)境下的含量呈極顯著差異。

3 討論

白茶生產(chǎn)以春季為主，其關(guān)鍵工序為萎凋。春茶期間，雨水多，陽光少，白茶萎凋易受自然環(huán)境的影響[11]。研究表明：加溫萎凋可解決氣候變化對白茶品質(zhì)的影響，在同等濕度條件下，萎凋歷時長短與萎凋溫度成反比，但萎凋時間過短，茶鮮葉中內(nèi)含生化成分轉(zhuǎn)化不足，苦澀味重；而萎凋時間過長，茶鮮葉酶促氧化加劇，湯色加深，葉底紅變，白茶品質(zhì)下降[14,23-24]。溫濕度作為白茶萎凋最重要的環(huán)境參數(shù)，直接影響鮮葉水分的散失和內(nèi)含生化成分的轉(zhuǎn)化，最終影響成茶品質(zhì)[10,25]。在本試驗中以室溫自然萎凋環(huán)境獲得的白茶品質(zhì)最優(yōu)，這主要是因為在加工過程中所遇氣候適宜，白天天氣晴朗，夜晚無雨霧入侵，全天平均室溫21.9℃，平均濕度65.8%。而在實際生產(chǎn)中，大部分生產(chǎn)時間的自然條件難以滿足白茶萎凋的需要。本試驗結(jié)果還表明，15個茶樹品種（系）在不同萎凋溫度下各鮮葉萎凋失水速率及成茶品質(zhì)均有差異，其中以濕度控制在60%～80%、溫度控制在25℃條件下制成的白茶品質(zhì)最優(yōu)，與自然萎凋白茶品質(zhì)相當(dāng)，白茶風(fēng)格明顯，有花香味，滋味清甜，且平均萎凋時長比自然萎凋縮短13.6 h，這與潘玉華等[9]的研究結(jié)果相一致，說明選擇適宜的溫濕度環(huán)境來調(diào)控茶鮮葉萎凋失水速率，可獲得品質(zhì)相對較好的白茶。

表4 在不同萎凋溫度下供試樣的氨基酸、兒茶素和生物堿組分含量Table 4 Contents of amino acids,catechins and alkaloids in tea samples under different withering temperatures mg/g

白茶品質(zhì)與生化成分密切相關(guān)。研究表明，白茶在加工過程中酶活性提高，大量物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化和生成，其中：多酚含量降低，特別是具有苦澀味和收斂性的酯型兒茶素減少，使得白茶茶湯苦澀味減輕，白茶滋味清醇[7]；蛋白質(zhì)水解，作為鮮爽味呈味物質(zhì)的氨基酸含量逐漸增高，在一定程度上增加了白茶的鮮爽度，也為香氣的形成提供了基礎(chǔ)物質(zhì)[26]；咖啡堿是茶葉滋味的重要組成成分，是苦味的主要貢獻者，有刺激性，在萎凋過程中略有提高[27]。本研究發(fā)現(xiàn)，由不同品種制成的白茶樣中茶多酚總量、游離氨基酸總量及咖啡堿含量均與其鮮葉樣存在顯著或極顯著差異；除Glu和Thea外，鮮葉的氨基酸組分均呈增加趨勢；除GA外，鮮葉的兒茶素組分均呈減小趨勢。在25℃萎凋條件下制成的白茶的各生化成分與自然萎凋相當(dāng)。總體上，在25℃萎凋環(huán)境下制備的白茶，其總酚及酯型兒茶素含量低于20℃，游離氨基酸總量高于30℃，這在一定程度上反映了茶葉的感官品質(zhì)變化。

4 結(jié)論

在控濕條件下，在25℃萎凋條件下制成的白茶與在自然萎凋下的白茶品質(zhì)相當(dāng)，白茶風(fēng)味特征明顯，有花香味，滋味清甜，且平均萎凋時長比自然萎凋縮短13.6 h。15個茶樹品種（系）鮮葉在萎凋過程中，茶多酚減少量達顯著水平，游離氨基酸含量和咖啡堿含量顯著增加。在25℃萎凋條件下制成的白茶，其總酚及酯型兒茶素含量低于在20℃萎凋環(huán)境下制成的白茶，茶湯滋味清醇，苦澀味明顯減輕，氨基酸總量高于在30℃萎凋環(huán)境下制成的白茶，茶湯鮮爽度明顯增加。因此，在控濕條件下，在25℃環(huán)境條件下調(diào)控茶鮮葉萎凋可大幅縮短萎凋時長，其成茶品質(zhì)與自然萎凋相當(dāng)，且不受氣候局限，品質(zhì)穩(wěn)定。