不同堆青時間對白茶風味品質的影響

吳少玲，王治會，商虎，朱陳松，葉婷婷，孫威江*

1.福建農林大學園藝學院，福建 福州 350002；2.海峽兩岸特色作物安全生產省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 福州 350002；3.福建熹茗茶業(yè)有限公司，福建 福州 350004

白茶是我國傳統(tǒng)六大茶類之一，主產于福建福鼎、政和、松溪、建陽，以及云南景谷等地，屬于微發(fā)酵茶[1]。傳統(tǒng)白茶加工工藝主要包括萎凋和干燥兩道工序[2-3]。萎凋是傳統(tǒng)白茶最重要的工序，主要受溫、濕、氣、光等因素的影響[4]，在環(huán)境因素影響下，隨著鮮葉水分的散失，葉片物理特性和生理結構發(fā)生改變，促使鮮葉的品質成分發(fā)生轉化，從而形成白茶獨特的香氣、滋味和湯色等品質[5]。適當萎凋對于白茶品質的形成較為關鍵[6]。白茶萎凋不充分，新制白茶中易帶生青味，影響茶葉的品質。隨著制茶工藝的發(fā)展，堆青技術被應用于白茶加工中，堆青工藝的引入不僅使白茶品質的形成不再依賴于長時間的萎凋，讓白茶在萎凋工藝上有更多的選擇，還給白茶的感官品質增添新風味。堆青作為萎凋工藝的延續(xù)與補充，主要起到提升葉溫、促進酶活、加快內含物轉化的作用。此外，堆青對于去除青氣、促進白茶滋味甜醇度、提高甜香和轉化香型等具有重要作用，且35 ℃堆青較常溫堆青更能加速白茶滋味向甜醇轉化，但堆青時間不宜超過15 d[7]。陳維等[8]發(fā)現(xiàn)，隨著堆青時間的延長，白茶甜香有所上升但鮮度下降，32 h堆青較有利于白茶香氣的發(fā)展。目前，關于白茶的相關報道聚焦于萎凋和貯藏過程中生化成分的變化及不同加工工藝對品質的影響，基于生化成分的白茶堆青工藝優(yōu)化尚鮮有報道。

本研究以福鼎大毫茶鮮葉為原料，采用不同堆青時間制得白茶，結合滋味成分和香氣成分的測定，同時輔以感官審評，探討堆青時間對白茶風味品質的影響，以及白茶品質差異的主要原因，探尋適宜的堆青時間，以期為白茶堆青工藝優(yōu)化提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

福鼎大毫茶鮮葉原料按“一芽二葉”標準于2021年4月在福建政和瑞茗茶業(yè)有限公司采收，于室內萎凋至含水量(12±2)%，然后進行堆青處理。

試劑：兒茶素（Catechin，C）、表兒茶素（Epicatechin，EC）、表兒茶素沒食子酸酯（Epicatechin gallate，ECG）、表沒食子兒茶素（Epigallocatechin，EGC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）、沒食子兒茶素（Gallocatechin，GC）、咖啡堿（Caffeine，CAF）等標準品（純度≥99%）購自美國Sigma公司，甲醇、乙腈、乙酸等色譜級試劑（純度≥99%）購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，福林酚、碳酸鈉、茚三酮、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、氯化亞錫、濃硫酸等購自國藥集團化學試劑有限公司，其余均為色譜純級或分析純級試劑。

1.2 儀器與設備

Clarus SQ 8T氣相色譜質譜聯(lián)用儀，美國Perkin Elmer公司；智能恒溫培養(yǎng)箱，寧波揚輝儀器有限公司；Waters 2695高效液相色譜、2998 PDA檢測器、X-select-T3色譜柱（4.6 mm×250 mm×5 μm），美國Waters公司；ZORBAX-ODS色譜柱（4.6 mm×250 mm×5 μm），美國Agilent公司；手動SPME進樣器、65 μm PDMS/DVB萃取頭，美國Supeclo公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 白茶堆青樣品的制備

采集同一天生產的室內萎凋葉，在其含水量為(12±2)%時進行堆青處理。將堆青葉存放于30 ℃恒溫箱中，堆青厚度為30 cm，茶樣共計5 kg，分別于0、3、7、12、18 d時，在茶堆中心處取樣，所取樣品通過四分法逐步縮分至每份約150 g，于 80 ℃烘箱中烘 40 min后保存。每份樣品一分為二，一份磨成茶粉置于-20 ℃低溫冰箱用于生化成分檢測，另一份用鋁箔袋密封置于4 ℃冰箱用于感官審評。

1.3.2 茶葉滋味與香氣分屬性尺度評分法

白茶的沖泡方式依據《茶葉感官審評方法》國家標準（GB/T 23776—2018）的方法。由福建農林大學園藝學院 8名專業(yè)茶葉審評人員（3男5女）對茶葉感官特征進行評價。為進一步明確滋味成分及香氣成分對茶葉品質的影響，通過初步感官篩選后，選取甜味、醇度、苦味、澀味4個滋味屬性和甜香、花香、青氣、清香4個香氣屬性進行描述性分析。評分范圍為0～7分，其中，0=未察覺，1=極弱，2=弱，3=較弱，4=一般，5=較強，6=強，7=極強。每個樣本隨機評估3次，取平均值。

1.3.3 生化成分檢測方法

水浸出物采用恒溫干燥法，參照 GB/T 8305—2013《茶 水浸出物測定》；茶多酚（福林酚試劑比色法）與兒茶素含量測定參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》；咖啡堿采用紫外分光光度法，參照GB/T 8312—2013《茶 咖啡堿測定》；游離氨基酸總量測定采用茚三酮比色法，參照GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量測定》；可溶性糖采用植物可溶性糖試劑盒測定；黃酮采用三氯化鋁比色法測定。每個樣品重復3次。

1.3.4 香氣檢測方法

香氣成分捕集：首次進行香氣萃取時，將纖維萃取頭插入GC-MS儀器進樣口，于250 ℃條件下老化30 min，待用；準確稱取經磨樣機磨碎的茶樣1.0 g于20 mL頂空瓶中，加入5 mL沸水后，立即加蓋密封，置于70 ℃電加熱器中平衡10 min，然后插入已老化的纖維萃取頭，于茶樣上方頂空吸附50 min，立即向GC-MS儀器進樣，解吸附5 min后，萃取下一個樣品。每個樣品重復3次。

香氣成分檢測的GC條件：Elite-FFAP色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為氦氣（純度＞99.999%）。升溫程序：柱溫起始50 ℃，保持 5 min；以5 ℃·min-1升至210 ℃，保持3 min；以15 ℃·min-1升至230 ℃，保持5 min。MS條件：離子源為EI，電離能70 eV，離子源溫度230 ℃；質譜傳輸線溫度250 ℃；掃描范圍45～500 m/z。

定性定量分析：根據總離子圖中各色譜峰的質譜信息，經NIST11標準質譜庫進行串聯(lián)檢索和人工解析，結合相關文獻[9-12]及待測香氣物質的保留時間對各香氣組分進行定性，同時采用面積歸一法計算各香氣成分的相對含量。

1.4 數據分析

參考文獻[13]計算兒茶素苦澀味指數：苦澀味指數=(GC+EGC+EGCG+ECG)/(C+EC)；使用SPSS 25.0軟件進行單因素分析；使用Graphpad Prsim 8、Cytoscape和SIMCA 14.1等軟件進行多元統(tǒng)計數據分析及相關圖形繪制與處理。

2 結果與分析

2.1 不同堆青時間白茶感官審評分析

通過感官審評發(fā)現(xiàn)，不同堆青時間的白茶滋味和香氣存在一定的差異，結果如圖 1所示。初始感官表現(xiàn)為滋味稍帶甜味且有苦澀感，香氣以清香、青氣為主；在堆青12 d時，白茶的香氣與滋味轉化良好，茶湯苦澀感消失，甜味明顯增強，甜香和花香突出，青氣消退；堆青18 d后茶葉中滋味甜度明顯降低，茶湯苦澀感加強，香氣變淡，茶葉品質下降。綜合分析表明，堆青12 d時白茶品質得分最高，整體感官評價表現(xiàn)較優(yōu)。

圖1 茶葉感官特征評分雷達圖Fig.1 The radar map of tea sensory characteristics score

2.2 不同堆青時間白茶滋味成分含量差異比較

不同堆青時間白茶樣品中，主要滋味物質含量隨著堆青時間的增加呈現(xiàn)差異變化（圖2）。水浸出物含量在堆青過程中整體呈現(xiàn)下降升高再下降升高的趨勢，以堆青 12 d時茶樣水浸出物含量最低。茶多酚和氨基酸含量均呈現(xiàn)先顯著降低后緩慢上升的趨勢，堆青3 d時茶樣中茶多酚與氨基酸含量最低，可能是由于萎凋葉失水和熱作用促使多酚類物質發(fā)生裂解、異構和氧化等反應[14]導致多酚類物質降低，而氨基酸被鄰醌氧化、脫胺、脫羧生成揮發(fā)性醛類物質，為白茶提供香氣來源和先質，導致其含量下降[15]。堆青后期多酚含量升高，可能與酶活性降低[16]或茶堆游離態(tài)水分減少而水溶性茶多酚濃度增大有關[17]，鄰醌形成被抑制，蛋白質水解的氨基酸氧化量減少，氨基酸有所累積。咖啡堿含量總體趨于增加，可能是大分子核酸降解形成腺苷酸和鳥苷酸，而它們又轉化形成黃苷酸和次黃苷酸，為咖啡堿的合成提供嘌呤環(huán)，或與結合態(tài)的咖啡堿變成游離態(tài)有關[18-20]?？扇苄蕴呛砍尸F(xiàn)先增加后減少，再增加再減少的趨勢，其中堆青12 d時白茶樣品可溶性糖含量顯著高于初始堆青樣品，猜測可能與多糖及果膠類物質降解速度有關，但具體機理有待進一步研究。黃酮含量呈現(xiàn)先升高后降低再升高的趨勢。隨著堆青時間的延長，酯型兒茶素EGCG、ECG含量與簡單兒茶素GC、EC含量均呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，與兒茶素總量的變化趨勢總體一致，EGC含量總體上升，C含量呈現(xiàn)先下降后上升再下降的趨勢，熱作用促使兒茶素發(fā)生氧化異構等化學反應，少量酯型兒茶素降解為非酯型兒茶素。

圖2 不同堆青時間樣品主要滋味成分含量Fig.2 Contents of main taste components of tea with different pile-up processing durations

為進一步明確不同堆青時間白茶樣品的關鍵滋味差異成分，基于主要滋味成分構建OPLS-DA模型（圖3A），擬合參數R2Y=0.897，Q2=0.768。排列檢驗200次的交叉驗證模型（圖3B），Q2回歸直線與Y軸的截距小于0，表明模型不存在過度擬合現(xiàn)象，模型較為可靠（R2=0.168，Q2=-0.918）。未堆青樣品與堆青樣品主要滋味成分差異大，單獨聚集于第1象限，堆青3 d與堆青7 d的樣品主要滋味成分差異小，聚集于第2象限，堆青12 d的茶樣單獨聚集于第3象限，堆青18 d的茶樣單獨聚集于第4象限。表明特征性滋味成分含量差異對不同堆青時間白茶樣品區(qū)分具有重要作用。其中，兒茶素、可溶性糖、黃酮、游離氨基酸、茶多酚（Variable importance in projection，VIP值＞1）特征性差異產物是區(qū)分不同堆青時間白茶風味品質的關鍵因素。

圖3 不同堆青時間主要滋味成分OPLS-DA得分圖（A）、置換檢驗圖（B）及變量重要性因子（C）Fig.3 OPLS-DA model score map (A),permutation tests (B) and the variable importance for projection (C) of main taste compounds with different pile-up processing durations

2.3 不同堆青時間白茶香氣成分差異分析

經GC-MS檢測得到不同堆青時間白茶的香氣成分共46種，根據化學結構分為醇類、醛類、酮類、酯類、碳氫化合物及其他6類，具體的香氣成分相對含量如表1所示。不同堆青時間白茶香氣成分組成及總類基本一致，但在含量上有顯著差異。香氣組分以醇類為主，醇類物質數量最多（15種），且在樣品中相對含量占比也最高（69.25%～76.58%），主要為芳樟醇、香葉醇、芳樟醇氧化物、苯乙醇等，其中芳樟醇含量最高；其次為醛酯類物質，有12種（7.14%～8.87%），主要為苯乙醛、壬醛、苯甲醛、檸檬醛等；酯類物質有5種（9.79%～15.21%），主要為水楊酸甲酯等；酮類物質有8種（4.45%～6.81%），主要為α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮、香葉基丙酮、3,5-辛二烯-2-酮等。本研究與白茶香氣化合物以醇類和醛類為主的研究結果相似[21-24]。

由圖4可知，與未堆青樣品相比，堆青處理樣品醇類相對含量降低，其中，對香氣有重要貢獻的芳樟醇和香葉醇相對含量下降幅度最大；而醛類呈部分增長趨勢，苯甲醛、苯乙醛和癸醛等相對含量增加較多；酮類、酯類和碳氫化合物等相對含量升高，其中α-紫羅蘭酮、β-紫羅蘭酮和3,5-辛二烯-2-酮、水楊酸甲酯及十五烷等相對含量升高較快。

圖4 不同堆青時間各揮發(fā)性化合物種類占比Fig.4 Percentage of volatile compound types in white tea with different pile-up processing durations

基于不同堆青時間白茶香氣化合物構建OPLS-DA得分圖（圖5A），本次分析的擬合參數R2X=0.952，R2Y=0.997，Q2=0.938。通過排列檢驗 200次的交叉驗證模型（圖5B），Q2回歸直線與縱軸的截距小于0，說明模型不存在過度擬合現(xiàn)象，模型較為可靠（R2=0.771，Q2=-0.979）。由圖5A可知，不同堆青時間的樣品聚為3簇，堆青0 d樣品為一簇，堆青3 d、堆青7 d與堆青12 d的茶樣為一簇，堆青18 d的茶樣為一簇，表明經過堆青處理后，茶葉香氣成分在含量上有較大差異，其中，以堆青0 d的樣品和堆青12 d的樣品香氣成分含量差異最大，堆青 3、7、12 d的樣品，香氣成分含量較為相似。特征揮發(fā)性化合物（VIP值＞1）癸醛、α-萜品醇、正辛醛、β-環(huán)檸檬醛、香葉基丙酮、反式芳樟醇氧化物（呋喃型）和β-紫羅蘭酮等20種香氣化合物含量差異是區(qū)分不同堆青時間白茶香氣的關鍵（表2），這些香氣化合物隨著堆青時間的增加，普遍升高（表1），尤其是在堆青12 d時的白茶樣品中含量普遍最高。

表1 不同堆積時間白茶香氣組分相對含量Table 1 Relative contents of volatile components of white tea samples with different pile-up processing durations%

表2 不同堆青時間白茶香氣化合物OPLS-DA變量重要性因子Table 2 The variable importance for projection of volatile components of white tea samples with different pile-up processing durations

圖5 不同堆青時間白茶香氣成分OPLS-DA得分圖（A）、置換檢驗圖（B）Fig.5 OPLS-DA model score map (A) and permutation test (B) of volatile components with different pile-up processing durations

2.4 滋味及香氣成分與感官特性間的相關性分析

為進一步明確不同堆青時間白茶品質差異的原因，篩選VIP＞1的差異化合物與滋味和香氣分屬性評分進行相關性分析，結果如圖6所示。在5個生化成分中，黃酮和茶多酚與苦味和澀味強度呈正相關，可溶性糖與醇度和甜味強度顯著正相關，游離氨基酸和兒茶素與甜味強度正相關。在20種香氣成分中，反式芳樟醇氧化物（呋喃型）、順式芳樟醇氧化物（呋喃型）、α-萜品醇、癸醛、β-環(huán)檸檬醛、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、壬醛與花香、甜香呈正相關，此外，正辛醛與青氣和清香強度呈正相關。綜上所述，茶多酚和黃酮可能是不同堆青時間白茶樣品苦味和澀味差異的重要原因，而可溶性糖、兒茶素、游離氨基酸可能是茶湯中甜味和醇度差異的主要原因。順式芳樟醇氧化物（呋喃型）、反式芳樟醇氧化物（呋喃型）、癸醛、α-萜品醇（花香）、β-環(huán)檸檬醛、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮等是香氣中甜香和花香差異的主要原因，而正辛醛則是香氣中清香和青氣產生的重要原因。

圖6 不同堆青時間白茶滋味成分和香氣成分與感官特性之間的相關網絡圖Fig.6 The correlation network between different taste compounds,volatile components,and sensory characteristics of white tea with different pile-up processing durations

結合關鍵差異香氣化合物的感官香氣特征[25-28]、相關性分析及堆青過程中其含量的變化（圖 7），進一步分析不同堆青時間對白茶香氣品質的影響。推測白茶甜花香的增強可能與呋喃型順式芳樟醇氧化物（藥草香、花香）、呋喃型反式芳樟醇氧化物（藥草香、花香）、香葉基丙酮（花香）、β-紫羅蘭酮（花香）、α-萜品醇（花香）、癸醛（甜香）、β-環(huán)檸檬醛（果香、甜香）含量隨著堆青時間的增加而升高有關，這些香氣化合物大都具有花香、甜香和果香的香氣特征，其中β-紫羅蘭酮、呋喃型反式芳樟醇氧化物、β-環(huán)檸檬醛和癸醛等是茶葉中香氣的重要呈香物質，具有較低的閾值[29]。正辛醛具有青氣的香氣特征，且閾值也較低，白茶青氣下降可能與其含量下降有關[29]。值得注意的是，己醇（青氣）和壬醛（花香）的變化趨勢和香氣特征在綜合表現(xiàn)上與白茶總體香氣特征變化不一致，這說明在聯(lián)系香氣感官品質和化合物時，除了參考化合物的含量變化，還應結合閾值考慮其香氣活度值（Odor activity value），或結合GC-O電子鼻聯(lián)用技術對嗅聞到的活性香氣化合物進行更準確地屬性判斷，從而確定該香氣物質是否對感官有實際貢獻，這一部分結果的闡釋有待進一步研究。

圖7 不同堆青時間白茶樣品中部分差異香氣化合物相對含量的變化趨勢圖Fig.7 The partial significantly-varied volatile components in white tea samples with different pile-up processing durations

3 討論

兒茶素、可溶性糖、黃酮、游離氨基酸、茶多酚是區(qū)分不同堆青時間白茶品質差異的重要指標。可溶性糖是構成茶湯甜味的主要成分，與甜度呈中度正相關[30]，能緩解茶多酚和咖啡堿等物質引起的苦澀味，游離氨基酸整體呈現(xiàn)鮮甜[31]，苦澀味指數是衡量茶湯苦澀味強弱的標準[32]。本研究中，堆青12 d時茶樣的可溶性糖含量最高且顯著高于未堆青樣品（圖2F），苦澀味指數最低，苦澀味指數的降低及可溶性糖和游離氨基酸含量的增加，有利于促進茶湯甜度的提升。茶多酚和黃酮呈苦味和澀味[33-35]，在堆青18 d時含量最高，其中，茶多酚含量顯著高于堆青3、7、12 d的茶樣（圖2B），黃酮含量顯著高于其他堆青樣品（圖2C），推測黃酮和茶多酚含量的增加可能是堆青18 d時茶湯苦味和澀味增強的主要原因。未堆青樣品茶多酚含量顯著高于堆青3、7、12 d的茶樣（圖2B），且苦澀味指數也較高（圖2F），這可能是其滋味較為苦澀的重要原因。堆青3 d和7 d的樣品氨基酸含量普遍較低，且堆青3 d時白茶的苦澀味指數顯著高于其他堆青樣品（圖2F），推測較高的苦澀味指數是茶湯中苦味和澀味較強的主要原因。綜上所述，適當的堆青有利于減弱白茶茶湯的苦味和澀味，促進茶湯甜度的形成。在溫度30 ℃、厚度30 cm條件下，堆青12 d的白茶滋味甜醇，品質最佳。

順式芳樟醇氧化物（呋喃型）、反式芳樟醇氧化物（呋喃型）、癸醛、α-萜品醇、β-環(huán)檸檬醛、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮、正辛醛等香氣化合物的含量變化是形成香氣差異的關鍵。茶葉中香氣化合物的組成復雜，來源多樣，受品種、栽培管理和加工技術等多方面的影響[36]，白茶加工過程中，香氣物質的形成不僅是鮮葉在酶促反應下的結果，也是香氣前體直接受光、熱、氧化等作用下化學反應的產物。堆青過程中，具有甜香和果香的β-紫羅蘭酮、香葉基丙酮和β-環(huán)檸檬醛等香氣化合物含量隨著堆青時間的延長而積累，可能是類胡蘿卜素等芳香族前體物質在長時間的堆青過程中氧化降解所形成[37]。由糖苷水解及氨基酸脫氨脫羧反應[38-39]產生的反式芳樟醇氧化物（呋喃型）和癸醛，在堆青過程中總體呈升高趨勢，促使甜花香凸顯。其中，β-紫羅蘭酮、香葉基丙酮和β-環(huán)檸檬醛、反式芳樟醇氧化物（呋喃型）和癸醛等香氣化合物含量在堆青12 d時顯著高于未堆青茶樣。綜上所述，適當的堆青有利于茶葉中甜花香品質的形成。在溫度30 ℃、厚度30 cm條件下，堆青12 d的白茶香氣甜花香凸顯，品質最佳。

通過對不同堆青樣品生化成分和感官品質的對比分析發(fā)現(xiàn)，在溫度30 ℃、厚度30 cm的條件下，白茶堆青時間最宜采用12 d，既有利于游離氨基酸、可溶性糖、兒茶素含量的增加，也能最大限度降低茶湯的苦澀味指數，提升滋味甜度和醇度、降低苦味和澀味，同時提高反式芳樟醇氧化物（呋喃型）、癸醛、β-環(huán)檸檬醛、香葉基丙酮、β-紫羅蘭酮等香氣化合物的含量，促進白茶中甜香和花香的形成。但本研究僅考慮堆青的時間，未來可進一步設計堆青溫度變量并控制堆青環(huán)境的空氣濕度，為白茶堆青工藝提升提供重要參考。