干燥工藝對紅茶品質(zhì)的影響

胡 源 劉夢圓 周秦羽 徐洋洋 肖文軍

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410128；2.石門縣茶祖印象太平茶業(yè)專業(yè)合作社，湖南 常德 415300)

紅茶作為中國六大茶類之一，發(fā)源于中國傳播于世界，其銷量占全球茶葉銷量的80%左右[1]。近年因其形美味甘，具有消炎殺菌[2]、調(diào)理腸胃[3]等多種健康功效而備受消費(fèi)者的青睞。紅茶加工包括萎調(diào)、揉捻、發(fā)酵、干燥等工序，其中干燥不僅是水分散失和穩(wěn)固外形的過程，更是色澤、香氣和滋味等品質(zhì)形成的重要過程。紅茶干燥工序分為毛火和足火兩個(gè)階段，其中毛火是去水固形、終止酶促反應(yīng)和品質(zhì)特征形成的重要工序[4]。研究表明，葉中水分在毛火工序下由發(fā)酵葉的58%～64%降至毛火后的20%～25%，同時(shí)伴隨著葉水分的大量蒸發(fā)以及葉溫的快速上升，抑制了葉內(nèi)酶促反應(yīng)并發(fā)生大量熱化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)品質(zhì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和提升[5]；足火工藝是去水足干、發(fā)展茶葉色香味品質(zhì)的關(guān)鍵[1]。目前已有電炒鍋、鏈板式熱風(fēng)、箱式熱風(fēng)、滾筒式滾炒等干燥技術(shù)應(yīng)用于紅茶干燥工藝中，同時(shí)還有理?xiàng)l式炒制、微波干燥、低溫真空干燥等一些新型工藝技術(shù)在紅茶加工中得到了初步應(yīng)用[6-9]。此外，低溫真空—熱風(fēng)[10]、微波—真空[11-12]等聯(lián)合干燥技術(shù)在生產(chǎn)中也有應(yīng)用[13-14]。然而，當(dāng)前相關(guān)研究多集中于單個(gè)工藝或聯(lián)合工藝對紅茶某些生化成分或感官品質(zhì)的影響[15]，缺乏不同干燥工藝及其組合的比較研究。研究擬以箱式熱風(fēng)初干及復(fù)干工藝加工的紅茶作為對照，將箱式熱風(fēng)、鍋炒、鏈?zhǔn)綗犸L(fēng)、平板式熱風(fēng)和微波5種干燥方式的不同組合分別應(yīng)用于紅茶毛火初干與足火復(fù)干工藝中，探討不同干燥工藝對紅茶品質(zhì)的影響，以期為紅茶加工工藝的優(yōu)化和品質(zhì)提升提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

茶鮮葉：碧香早夏秋季一芽二葉，石門縣茶祖印象太平茶廠；

表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、表沒食子兒茶素(EGC)、表兒茶素(EC)、兒茶素(C)、沒食子兒茶素沒食子酸酯(GCG)及谷氨酸標(biāo)準(zhǔn)品：美國Sigma公司；

甲酸、甲醇、甲酰胺：色譜純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

甲酸乙腈：色譜純，美國天地有限公司；

濃硫酸：優(yōu)級純，株洲市星空化玻有限責(zé)任公司；

其他試劑：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

速浪青機(jī)：6CWL-90型，福建佳友茶葉機(jī)械智能科技股份有限公司；

茶葉烘焙機(jī)：6CHZ-9B型，福建佳友茶葉機(jī)械智能科技股份有限公司；

茶葉電炒鍋：JY-6CST-60型，福建佳友茶葉機(jī)械智能科技股份有限公司；

茶葉揉捻機(jī)：6CR-Z45型，浙江春江茶葉機(jī)械有限公司；

茶葉烘干機(jī)：6CHT-2型，湖北天池機(jī)械有限公司；

微波爐：M1-211A型，廣東美的廚房電器制造有限公司；

超聲波加濕器：BL-C03ZT型，上海貝菱電器有限公司；

茶葉烘干機(jī)：6CH-10型，浙江春江茶葉機(jī)械有限公司；

殺青理?xiàng)l機(jī)：6CSM-60型，浙江春江茶葉機(jī)械有限公司；

可見分光光度計(jì)：722E型，上海光譜儀器有限公司；

高效液相色譜儀：LC-2010AHT型，日本島津公司；

氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀：GCMS-QP2010型，日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 紅茶茶樣加工工藝及參數(shù)控制

鮮葉→萎凋→揉捻→發(fā)酵→干燥

(1)萎凋：將茶鮮葉置于萎凋槽中，厚度約為4 cm，室內(nèi)自然攤放6.0～6.5 h，期間翻動(dòng)2次，至青草氣消失、葉片含水量為65%～66%；然后將其置于通風(fēng)良好、光照強(qiáng)度為3 000～40 000 lx太陽光的室外環(huán)境中曬青30 min，期間翻動(dòng)2次，至葉面失去光澤、葉質(zhì)軟并具有清香味時(shí)，將其移入室內(nèi)陰涼通風(fēng)處涼青30 min后，使用浪青機(jī)以8 r/min轉(zhuǎn)速搖青10 min，靜置60 min，至葉片含水量為58%～60%、無明顯紅變且散發(fā)出濃郁花香為萎凋適度。

(2)揉捻：將萎淍葉置于20 ℃空調(diào)房中，按輕重輕的加壓原則用揉捻機(jī)冷揉1.5 h，至成條率為90%、細(xì)胞破損率90%以上時(shí)取出，用解塊機(jī)解塊。

(3)發(fā)酵：將揉捻葉按12 cm左右厚度分層置于接有通氣管道的紅茶發(fā)酵機(jī)內(nèi)，調(diào)節(jié)發(fā)酵機(jī)內(nèi)溫度為30 ℃、濕度90%～94%，通氣模式下發(fā)酵3～4 h，至葉色紅黃、青草氣消失、有花果香、水分含量約為55%時(shí)，為發(fā)酵適度。

(4)干燥：分為毛火初干和足火復(fù)干兩個(gè)階段。以同批次發(fā)酵適度的發(fā)酵葉作原料，將箱式熱風(fēng)、鍋炒、鏈?zhǔn)綗犸L(fēng)、平板式熱風(fēng)和微波5種干燥方式的不同組合(見表1)分別應(yīng)用于毛火初干與足火復(fù)干工藝中。每個(gè)工藝處理取發(fā)酵葉1 kg。毛火初干后的茶樣水分含量控制在25%左右，足火復(fù)干后茶樣的水分含量控制在6.5%以內(nèi)(手捏成粉末即可)。每個(gè)干燥處理工藝重復(fù)3次，并連續(xù)兩年(2020年8月、2019年8月)進(jìn)行重復(fù)驗(yàn)證。

表1 紅茶干燥工藝的不同組合方式及主要技術(shù)參數(shù)

1.2.2 感官品質(zhì)評審 由3名副教授職稱以上的茶學(xué)專業(yè)教師組成的3人審評小組，參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》進(jìn)行，審評項(xiàng)目包括外形(25%)、香氣(25%)、湯色(10%)、滋味(30%)和葉底(10%)，總分100分。

1.2.3 滋味品質(zhì)成分分析

(1)水分：按GB 5009.3—2016執(zhí)行。

(2)水浸出物：按GB/T 8305—2013的全量法執(zhí)行。

(3)游離氨基酸：按GB/T 8314—2013的茚三酮比色法執(zhí)行。

(4)可溶性糖：采用蒽酮比色法[16]。

(5)茶多酚：按GB/T 8313—2018執(zhí)行。

(6)茶黃素、茶紅素、茶褐素：采用系統(tǒng)分析法[17]。

(7)兒茶素組分和咖啡堿含量：采用高效液相色譜法[18]。

1.2.4 香氣品質(zhì)成分分析 選取感官品質(zhì)較好的代表性茶樣進(jìn)行香氣品質(zhì)成分分析。采用頂空固相微萃取的方法對茶樣中的香氣成分進(jìn)行萃取，采用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)[19]對加工過程中的茶葉香氣成分進(jìn)行定性和定量分析，并根據(jù)樣品中總離子流圖中各色譜峰的質(zhì)譜信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)在NIST98.L標(biāo)準(zhǔn)譜庫的檢索，并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)核對，確定其化學(xué)成分，同時(shí)采用峰面積歸一化法定量，得到各組分的相對含量；再結(jié)合保留時(shí)間、質(zhì)譜、實(shí)際成分和保留指數(shù)等參數(shù)進(jìn)一步確定組分。

1.2.5 統(tǒng)計(jì)分析 運(yùn)用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；采用SPSS 21.0進(jìn)行差異顯著性分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示；P<0.05，表示有顯著性差異，為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 對紅茶感官品質(zhì)的影響

表2表明，與CK茶樣相比，WP和LG處理茶樣香氣較好，清甜帶花香，茶樣茶湯的鮮爽度提高，滋味醇較爽。從綜合評分可見，除GC、PG、PC、GG外，WP、LG、GP、CP、WG、WC、CC、LC處理茶樣，外形、湯色、香氣、滋味和葉底評分均不同程度提高，其中感官品質(zhì)最優(yōu)的WP處理茶樣，與排名第二的LG處理茶樣相比，僅外形上高0.02分，但與CK茶樣相比，湯色、香氣、滋味的評分均提高1.00分，綜合評分高0.95分，其外形條索緊結(jié)彎曲，較勻整，多鋒毫，色澤黑褐尚潤，湯色橙紅亮，香氣清甜帶花香，滋味醇較爽。

表2 干燥方式對紅茶的感官品質(zhì)影響

2.2 對紅茶滋味品質(zhì)成分的影響

2.2.1 水浸出物、茶多酚、咖啡堿、氨基酸、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù) 表3顯示，與CK茶樣相比，各處理茶樣的水浸出物質(zhì)量分?jǐn)?shù)均存在顯著性差異(P<0.05)，其中LG和LC處理茶樣增加最多(P<0.05)，分別增加了3.97%，1.68%；GG、CG和GC處理茶樣降低最多(P<0.05)，分別降低了1.77%，1.57%，1.24%。茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)除CC處理茶樣顯著升高(P<0.05)外，其余處理茶樣均顯著降低(P<0.05)，可能是由于CC處理茶樣毛火溫度和足火溫度均較高，多酚氧化酶和過氧化物酶失活較快[20]，使部分殘留多酚類物質(zhì)未發(fā)生酶促氧化而得以保留，進(jìn)而使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高，與王近近等[21]研究成果一致，其次為WP處理茶樣質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，與Dong等[22]研究表明微波可最大程度保留茶多酚的結(jié)果一致。各處理茶樣咖啡堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著降低(P<0.05)，其中WG和PC處理茶樣質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，均下降0.93%。

表3 干燥工藝對茶樣水浸出物、茶多酚、氨基酸、可溶性糖、咖啡堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響?

此外，與CK茶樣相比，氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)除GC和PC處理茶樣無顯著性變化外，其余處理茶樣均顯著降低(P<0.05)，其中降低最多的為WC和CC處理茶樣，分別降低了0.29%和0.31%，由此提示長時(shí)高溫的箱式熱風(fēng)干燥會(huì)促進(jìn)部分蛋白質(zhì)類物質(zhì)的熱裂解反應(yīng)，從而使得CK對照茶樣的氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高[4]；同時(shí)WC處理茶樣由于微波處理時(shí)間短，且葉細(xì)胞保持較完整，使其氨基酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低，而CC處理茶樣則由于干燥溫度較高，使氨基酸過度反應(yīng)，脫水、脫羧、脫氨或與羰基化合物發(fā)生美拉德反應(yīng)生成香氣物質(zhì)，使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低顯著[22]?？扇苄蕴琴|(zhì)量分?jǐn)?shù)GC、GP處理茶樣與CK茶樣間無顯著性差異，而WP、WG、LC、LG、WC和CC 6個(gè)處理茶樣顯著增加(P<0.05)，分別增加了0.71%，0.62%，0.58%，0.41%，0.40%，0.31%；但GG、CG、PC、CP和PG 5個(gè)處理茶樣則顯著降低(P<0.05)，可能是由于這5個(gè)處理足火溫度較高，可溶性糖與氨基酸發(fā)生的美拉德反應(yīng)更加劇烈所導(dǎo)致[23]。

2.2.2 茶黃素、茶紅素、茶褐素質(zhì)量分?jǐn)?shù) 表4表明，與CK茶樣相比，CG處理茶樣茶黃素質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著性差異，其余處理茶樣的均顯著增加(P<0.05)，由高到低依次為LG、CC、PC、WP、CP、GG、PG、WG、LC、GC、GP、WC處理茶樣，分別增加了0.31%，0.29%，0.28%，0.26%，0.22%，0.15%，0.14%，0.11%，0.10%，0.07%，0.06%，0.04%，茶黃素可增加紅茶的強(qiáng)度和鮮度，因此LG處理茶樣茶黃素質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的結(jié)果與感官審評中LG滋味較醇爽結(jié)果一致。各處理茶樣茶紅素和茶褐素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著升高(P<0.05)，茶紅素增加量前三的為CC、WG、LG處理茶樣，分別增加了5.89%，4.32%，4.04%，茶褐素增加量最多的為LC處理茶樣，增加了3.61%。由此可見LG處理茶樣對茶黃素的保留量最大，可能是因?yàn)殄伋醋慊饛?fù)干使茶樣與加熱鍋壁直接接觸，多次反復(fù)摩擦滾炒，為茶葉內(nèi)含成分的熱化學(xué)反應(yīng)創(chuàng)造了條件，使復(fù)雜茶多酚類物質(zhì)部分轉(zhuǎn)化[24-25]，同時(shí)通過增加茶樣葉細(xì)胞破損率，使其有利于殘留的多酚類物質(zhì)發(fā)生酶促反應(yīng)形成茶黃素[4]；CC處理因?yàn)闇囟忍岣?，毛火時(shí)快速終止了酶促反應(yīng)而利于茶黃素保留，而且毛火時(shí)間的縮短，減少了茶紅素的高溫裂解，使茶紅素質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高[4]；同時(shí)，由于細(xì)胞破損率、溫度提高，茶黃素非酶促氧化更加劇烈，使茶褐素質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加。

表4 干燥工藝對茶樣茶黃素、茶紅素及茶褐素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響?

2.2.3 兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù) 由表5可知，與CK茶樣相比，各處理茶樣中的簡單兒茶素、酯型兒茶素以及總兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著增加(P<0.05)，其中增加最多的均為LC處理組，分別增加了1.32%，1.02%，2.34%，其次為WG和LG組；各處理茶樣中的兒茶素(DL-C)、表兒茶素(EC)、表沒食子酸兒茶素(EGC)、沒食子酸兒茶素沒食子酸酯(GCG)、表兒茶素沒食子酸酯(ECG)和表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著增加(P<0.05)，主要?dú)w因于鏈板式熱風(fēng)毛火是通過熱空氣的流動(dòng)促進(jìn)葉溫升高和葉中水分蒸發(fā)，但由于熱風(fēng)溫度輸出密度、空間溫度分布不均勻等問題使葉溫升速相對較慢，導(dǎo)致葉內(nèi)酶促反應(yīng)在毛火中持續(xù)進(jìn)行，使茶多酚和酯型兒茶素進(jìn)一步氧化、裂解，簡單兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對較高，同時(shí)箱式熱風(fēng)足火溫度相對較低，酶活性降低，各種反應(yīng)減慢使酯型兒茶素得以保留而質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加[6]。此外，與CK茶樣相比，各處理茶樣的酯型兒茶素與總兒茶素的比值也均顯著降低(P<0.05)，由此提示通過不同干燥工藝處理的茶樣苦澀味降低。

表5 干燥工藝對茶樣中兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響?

茶黃素和茶紅素是兒茶素的氧化產(chǎn)物，對紅茶湯色和滋味品質(zhì)形成具有決定性作用，茶黃素是影響湯色亮度、滋味強(qiáng)度和鮮爽度的重要物質(zhì)，成品茶中茶黃素質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，紅茶品質(zhì)越好[26]；茶紅素是湯色紅、滋味收斂的主要貢獻(xiàn)物[27-28]。水浸出物[29-30]、茶多酚[31-32]、可溶性糖[33]、咖啡堿[34]、兒茶素等質(zhì)量分?jǐn)?shù)也與紅茶品質(zhì)息息相關(guān)。綜上分析，LG處理茶樣即120 ℃鏈?zhǔn)綗犸L(fēng)初干10 min、120 ℃鍋炒復(fù)干至足干得到的茶樣品質(zhì)最佳，茶黃素、茶紅素、水浸出物、可溶性糖、簡單兒茶素、酯型兒茶素和總兒茶素均顯著增加(P<0.05)，而茶多酚、咖啡堿以及酯型兒茶素與總兒茶素的比值均顯著降低(P<0.05)。

2.3 對紅茶香氣品質(zhì)成分的影響

表6、表7顯示，在7個(gè)具有代表性的茶樣中共檢出108個(gè)香氣組分，包含醇類21種、醛類24種、酮類16種、酯類13種、酸類6種和碳?xì)浠衔?8種，其中醇類含量最多，其次為醛類、酮類、酯類和碳?xì)浠衔?。與CK茶樣相比，各處理茶樣主要增加了苯甲醇(蘋果香)、7-甲基-3-亞甲基-6-辛-1-醇(花香)、異香葉醇(玫瑰香)、雪松醇(柏木香)、植物醇(花香)、2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-乙醛(木香、玫瑰香)、2-(5-甲基-5-乙烯基四氫呋喃-2-基)丙-2-基碳酸乙酯和水楊酸甲酯(薄荷香味[35])等香氣物質(zhì)，而順-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2-甲醇、辛烯醛(略帶刺鼻)、壬酸(腐臭味)等不良香氣物質(zhì)減少。

表6 干燥工藝對茶樣主要香氣化合物的影響

表7 干燥工藝對茶樣主要呈香物質(zhì)組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

研究[36]表明，醇類物質(zhì)是紅茶中相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的一類香氣物質(zhì)。與CK茶樣相比，各處理茶樣中的醇類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均有增加，增幅由大到小依次為WC、LC、LG、CP、GP、GC處理茶樣，分別增加了13.47%，11.40%，9.68%，6.48%，4.67%，2.21%；同時(shí)各處理茶樣的苯乙醇(玫瑰香)、橙花醇(新鮮柑橘香)、香葉醇(玫瑰香)等香氣物質(zhì)都不同程度增加，其中WC、CP和LG處理茶樣增加最多，而且新增了苯甲醇(蘋果香)香氣成分，并以WC處理茶樣的增加量最多，其次為LG處理茶樣，與WC、CP、LG處理茶樣感官審評香氣評分高于CK茶樣結(jié)果一致。綜合分析，不同的毛火初干、足火復(fù)干處理工藝相較傳統(tǒng)干燥工藝，溫度都不同程度的提高，促進(jìn)了醇類、酯類、酸類等化合物的部分轉(zhuǎn)化，加速了芳香類、烷類、烯類等化合物的形成；同時(shí)熱傳導(dǎo)原理的毛火初干方式使茶葉與高溫筒壁的持續(xù)摩擦，氨基酸脫氨脫羧反應(yīng)、類胡羅卜素類的氧化反應(yīng)、糖苷類化合物的脫苷反應(yīng)等會(huì)促進(jìn)醇類、酯類、酸類、烯類、芳香類、雜環(huán)類等化合物的形成，進(jìn)而形成豐富的香氣類型[6]并提高紅茶品質(zhì)。

3 結(jié)論

不同的干燥工藝對紅茶的品質(zhì)影響不同，采用120 ℃鏈?zhǔn)綗犸L(fēng)初干10 min、120 ℃鍋炒復(fù)干至足干的干燥工藝(即LG處理)，加工出的紅茶品質(zhì)最佳，湯色紅橙亮，香氣甜香帶花香，滋味較醇爽；紅茶中的品質(zhì)成分茶黃素、茶紅素、水浸出物、可溶性糖、簡單兒茶素、酯型兒茶素和總兒茶素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著增加(P<0.05)，而茶多酚、咖啡堿的含量以及酯型兒茶素與總兒茶素的比值則均顯著降低(P<0.05)；同時(shí)，增加了苯甲醇(蘋果香)、7-甲基-3-亞甲基-6-辛-1-醇(花香)、異香葉醇(玫瑰香)、植物醇(花香)、2,6,6-三甲基-1-環(huán)己烯-1-乙醛(木香、玫瑰香)、2-(5-甲基-5-乙烯基四氫呋喃-2-基)丙-2-基碳酸乙酯和水楊酸甲酯(薄荷香味)等花果香品質(zhì)成分，減少了順-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氫化呋喃-2-甲醇(帶樟腦氣息)、辛烯醛(略帶刺鼻)、壬酸(腐臭味)等不良香氣成分。由此提示120 ℃鏈?zhǔn)綗犸L(fēng)初干10 min、120 ℃鍋炒復(fù)干至足干工藝技術(shù)有利于提高紅茶品質(zhì)，但其機(jī)制有待進(jìn)一步探究。