揉捻溫度對工夫紅茶滋味品質的影響

蔣金星,何華鋒,褚飛洋,葉 陽,*,童華榮

(1.西南大學食品科學學院,重慶 400715; 2.中國農業科學院茶葉研究所,浙江杭州 310008)

揉捻溫度對工夫紅茶滋味品質的影響

蔣金星1,2,何華鋒2,褚飛洋1,2,葉 陽2,*,童華榮1,*

(1.西南大學食品科學學院,重慶 400715; 2.中國農業科學院茶葉研究所,浙江杭州 310008)

通過電子舌分析技術、滋味感官評定以及滋味組分測定,探討不同揉捻溫度對工夫紅茶滋味品質的影響。滋味感官評定發現,在揉捻溫度為10～25 ℃時,工夫紅茶整體口感較佳,且以16 ℃最好;電子舌分析結果發現,利用聚類分析能較好的將不同揉捻溫度制成的工夫紅茶分成低溫區、中溫區和高溫區三個區間,且高溫區與中低溫區的區分度較大;滋味組分分析結果也發現,10～25 ℃的中低溫茶湯滋味品質較佳。電子舌與滋味感官審評結果相關性分析結果中,感官得分與SRS存在極顯著負相關關系,與SWS存在極顯著正相關關系;電子舌與滋味組分相關性分析顯示SRS與氨基酸、茶黃素和茶紅素均存在極顯著負相關關系,與茶褐素存在極顯著正相關關系,而SWS與可溶性糖、氨基酸和茶紅素存在極顯著正相關關系,與茶褐素則為極顯著負相關關系。

揉捻溫度,工夫紅茶,滋味品質,電子舌

揉捻是塑造工夫紅茶外形品質的關鍵工序,同時也是細胞破碎的必要條件。揉捻過程中,過高過低的溫度都不利于茶葉品質形成。陳玉瓊等[1]認為茶葉加工過程中一般提倡冷揉,而不用熱揉,原因是熱揉易使茶葉色澤發黃,香氣低悶,品質較差。而錢天壽[2]的研究則認為熱揉可以顯著的提高茶葉氨基酸和可溶性糖的含量,并極顯著的降低茶多酚含量,從而增加茶湯的濃度和鮮度。但是以上研究中,冷揉和熱揉僅是相對茶葉殺青后葉表的余溫,沒有明確溫度測量,也并非在制品環境溫度,且以綠茶為研究對象,不能說明揉捻溫度對工夫紅茶品質的影響。在工夫紅茶的揉捻過程中,隨著細胞破碎,各種酶類與其底物結合,發生一系列復雜的生化反應[3]。酶類物質的活性直接影響生化反應的進度,劉仲華等[4]的研究結果表明,在25～28 ℃的揉捻溫度下,揉捻1 h后,多酚氧化酶活性大幅度下降,僅為萎凋葉的60%左右,由此可見,在工夫紅茶加工過程中,選擇一個合適的揉捻溫度,有利于保持酶類活性,從而提高工夫紅茶品質。

電子舌[5]是近些年才發展起來的一種基于電化學原理的分析技術,通常由前端的傳感器陣列和后續的信號分析處理程序組成,其前端的傳感器陣列不僅需要對某些特定的化學組分具有特異性的敏感響應,同時又要對別的物質具有一定的光譜響應。目前國內外對茶葉滋味品質的鑒定多采用感官審評的方法,但隨著Lvova等[6]首次將電子舌引入茶葉研究,Tian等[7]對7種龍井茶的區分,Chen等[8]成功對不同等級的茶葉進行分級,以及賀瑋[9]對電子舌和感官審評結果相關性分析等,電子舌已經被廣泛用于茶葉領域。本文以感官審評和電子舌分析技術為參考,研究揉捻溫度對工夫紅茶滋味品質的影響,有助于為提高工夫紅茶滋味品質提供理論依據。

表1 工夫紅茶加工工藝Table 1 The processing technic of congou black tea

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

茶樹鮮葉 2016年5月9日采自浙江千島銀珍農業開發有限公司,鳩坑品種,采摘標準為一芽二葉。

酒石酸鉀鈉、硫酸亞鐵、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、4-甲基-2-戊酮、甲醇、碳酸氫鈉、甲酸、乙酸、草酸、濃硫酸、蒽酮試劑、葡萄糖等 如皋市金陵試劑廠,純度均為分析純;乙腈(HPLC) 安徽天地高純溶劑有限公司;兒茶素((+)-Catechin,C)、表兒茶素(L-Epicatechin,EC)、表沒食子兒茶素((-)-Epigallocatechin,EGC)、表兒茶素沒食子酸酯((-)-Epicatechin gallate,ECG)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯((-)-Epigakkocatechin gallate,EGCG)、沒食子兒茶素((-)-Gallocatechin,GC)、兒茶素沒食子酸酯((-)-Catechin gallate,CG)、沒食子兒茶素沒食子酸酯((-)-Gallocatechin gallate,GCG)、沒食子酸(Gallic acid,GA)標準品,sigma公司;咖啡堿 上海詩丹德生物技術有限公司。

DHG-9123電熱鼓風干燥箱 杭州億捷電子有限公司;SHZ-D(III)循環水多用真空泵 杭州明遠儀器有限公司;UV-3600型紫外可見分光光度計、LC-20AD系列高效液相色譜儀 日本島津公司;Sysmmetry? C18 ODS(4.6 mm×150 mm,5 μm)色譜柱 Waters;XMTD-8222型恒溫水浴鍋 上海精宏實驗設備有限公司;α-Asteree電子舌系統(包含第五套電子舌傳感器,即5根特定的滋味傳感器和兩根復合味覺傳感器;1根氯化鋁參比電極;Alphasoft V12控制及化學計量學軟件) 法國Alpha MOS公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 加工方法和取樣方法 按表1中所述加工工藝進行加工。鮮葉水分含量73.5%,經過22 h室內自然萎凋后,含水量下降至61%,葉片表征鮮葉光澤消失,梗折不斷,手握成團,松手即散開,青草氣減弱,透發清香,萎凋程度適中;揉捻結束后,茶葉基本成條,且成條效果差異較小,但葉色差異較大,其中從低溫至高溫葉色逐漸變紅;發酵結束后,發酵葉甜香漸顯,葉色差異減小,以紅黃為主;干燥結束后,茶葉含水量約為5.5%。加工完成后,取成品茶樣粉碎過200目圓篩,備用。

1.2.2 樣品檢測方法 水分,采用國標《GBT 8304-2013茶水分測定》中的103 ℃恒重法進行測定;茶多酚,采用國標《GBT 8313-2002茶茶多酚的檢測》測定;可溶性糖類,蒽酮-硫酸比色法(標準曲線y=7.6485x-0.0245,R2=0.996);游離氨基酸,采用國標《GBT 8314-2013 茶 游離氨基酸總量的測定》測定(標準曲線y=38.379x-0.0342,R2=0.991);茶黃素、茶紅素、茶褐素,采用Roberts[10]的方法測定;感官審評,采用國標《GBT 23776-2009 茶葉感官審評方法》測定,由農業部茶葉質量監督檢驗測試中心出具檢測報告。

表2 茶湯滋味審評結果Table 2 The results of taste sensory evaluation of tea soup

表3 電子舌測定結果Table 3 The determination results of electronic tongue

兒茶素總量及咖啡堿HPLC條件:參考滑金杰[11]的方法。紫外檢測器波長280 nm,流動相A為2%乙酸,流動相B為純乙腈,總流速1.0 mL/min,柱溫箱溫度40 ℃,升溫程序:0 min,流動相B濃度為6.5%;16 min,流動相B濃度為15%;25 min,流動相B濃度為25%;25.5 min,流動相B濃度為25%;30 min,流動相B濃度為6.5%;35 min停止。

電子舌分析:電子舌測定結果,參考叢艷君[12]的方法進行改變而來。在測定樣品前,為確保檢測數據的可靠性和穩定性,先對電子舌進行自檢、傳感器活化、校準、診斷等操作,全部通過后對采樣時間、采樣序列、清洗程序等檢測參數進行設置。茶湯樣品放置于電子舌專用燒杯中,每杯茶湯樣品為80～100 mL,茶湯數據采集時間為120 s,每秒采集一個數據,取第120 s時間的數據作為輸出值,每個茶湯樣品間放置同樣體積的純水進行傳感器的清洗,清洗采集時間是10 s,每個茶湯樣品重復測定7次,選取最后3次穩定的滋味系數平均值及標準差為測定結果。

1.2.3 數據處理 所有實驗均進行三次重復實驗,取其平均值為最終結果,數據處理采用SPSS 18.0軟件進行處理。

2 結果與分析

2.1 滋味感官審評結果分析

根據國標《GBT 23776-2009 茶葉感官審評方法》中對工夫紅茶感官審評方法的描述,滋味是評價工夫紅茶品質最重要的因素之一,占據了五個審評因子中最多的30%,11個工夫紅茶茶樣滋味得分感官審評結果如表2所示。揉捻溫度為16 ℃時,生產的工夫紅茶以其醇和回甘的口感,得到了最高的審評得分,而當達到揉捻溫度28 ℃后,工夫紅茶開始呈現出酸的口感,其醇和度也開始下降,因此以發酵溫度40 ℃,發酵時間3 h為界限,揉捻過程中的溫度宜低于25 ℃,且以16 ℃為最佳,可以保持工夫紅茶醇和回甘的口感。

2.2 電子舌結果分析

電子舌技術與普通的化學分析方法不同,得到不是被測樣品中某種或某幾種成分的定量定性結果,而是樣品的整體信息。利用Alphasoft V12控制及化學計量學軟件,將7根傳感器的響應值轉化為7個滋味系數的感應值,其結果如表3。酸甜苦咸鮮五個基本味覺指數中,以酸甜苦鮮對茶葉品質影響較大,表中SRS、SWS、BRS、STS和UMS分別代表了茶湯滋味組分的酸味、甜味、苦味、咸味和鮮味,GPS、SPS為兩個復合指標。根據SRS分析結果,可以看出茶樣T4的酸味最弱,T9酸味最大,且整體以低溫酸味程度較輕;SWS分析結果表明,茶樣T3和T4的甜味均明顯高于其它茶樣,表明在工夫紅茶加工過程中,中低溫揉捻有利于增加茶湯的甜味;BRS分析結果中,茶樣T1～T6的感應器平均值為6.89,而T7～T11的感應器平均值僅為4.88,兩者差異顯著,表明較低的溫度揉捻出的茶葉苦味更濃;UMS分析結果中,茶樣T3～T5的鮮味感應值最高僅為3.76,而其他樣品中鮮味感應值最低值也達到了5.09,表明在對工夫紅茶鮮味影響上,中溫不利于茶湯的鮮味保持。

表4 電子舌結果與滋味審評結果相關性分析Table 4 Electronic tongue and taste sensory evaluation correlation analysis

注:表中*表示在0.05水平上有顯著性差異,**表示在0.01水平上有極顯著性差異，樣品數為11。

表5 工夫紅茶滋味組分及其含量(單位:%)Table 5 The taste components of congou black tea and their contents(unit:%)

圖1 工夫紅茶的主成分分析圖Fig.1 The principal component analysis of congou black tea

利用電子舌測定結果,做電子舌滋味系數的主成分分析(Principal component analysis,PCA),并進行聚類分析,得到圖1。其中PC1的方差貢獻率為62.155%,PC2的方差貢獻率為25.404%,累積貢獻率87.559%,基本上能反應樣品整體的所有信息。從圖中可以看出,可以將11個茶樣分為三類,其中a包括了T1.1、T1.2、T1.3、T2.1、T2.2、T2.3、T3.1、T3.2和T3.3,代表了揉捻溫度中最低的三個溫度10、13、16 ℃;b包括了T4.1、T4.2、T4.3、T5.1、T5.2、T5.3、T6.1、T6.2和T6.3,代表的茶樣揉捻溫度分別為19、22、25 ℃;c包括了T7.1～T11.3的所有樣品,代表了最高的5個揉捻溫度28、31、34、37、40 ℃。如果將a類,b類和c類分別定義為工夫紅茶揉捻的低溫區、中溫區和高溫區,則利用主成分分析可以明確的將不同揉捻溫度區段的工夫紅茶區分開來,且低溫區和中溫區相距高溫區較遠,說明高溫對茶湯滋味品質有著較為明顯的影響。

2.3 電子舌和滋味感官審評結果相關性分析

電子舌和感官審評,均能用來評價茶湯的滋味品質。表4為電子舌各個系數和茶湯滋味審評得分的相關性分析結果,結果中,SRS和SWS與茶湯滋味審評得分相關性最大,達到了極顯著水平,且SRS與茶湯滋味審評得分呈現出明顯的負相關關系,表明茶湯的酸味會給感官審評得分帶來負面影響,而SWS代表著茶湯的甜味,且其與感官審評結果的關系為正相關,表明茶湯的甜味能增加工夫紅茶的滋味得分。

2.4 揉捻溫度對理化成分的影響

在揉捻開始的發酵過程中,以兒茶素為主體的多酚類物質因受多酚氧化酶及過氧化物酶的催化,生成有色氧化產物茶黃素類、茶紅素類和茶褐素類[13];相對分子質量較高的一些雙糖和多糖在酶的作用下,水解成相對分子質量較低的單糖,但同時也存在著單糖和雙糖的無補償呼吸轉化[14];蛋白質分解為氨基酸,而氨基酸除了參與香氣物質的形成外,也參與到茶紅素的形成[15]。茶多酚、氨基酸、可溶性糖、茶黃素、茶紅素和兒茶素組分均是工夫紅茶茶湯的重要組成組分,對工夫紅茶滋味品質起著重要作用。11個工夫紅茶茶湯中滋味組分及其含量見表5。

可以看出,隨著T1～T11樣品揉捻溫度的升高,除了水浸出物和可溶性糖外,其他成分均隨著揉捻溫度的升高而表現出升高或降低的變化趨勢,其中茶多酚、茶黃素、茶紅素和咖啡堿均隨著溫度升高而降低,氨基酸在揉捻溫度低于25 ℃時,保持在3.3%的水平上下波動,當溫度高于25 ℃時逐漸下降,兒茶素總量在揉捻溫度為34 ℃之前逐漸下降,其后有稍微的上升趨勢,而茶褐素則隨著揉捻溫度的升高而升高。以上成分中,茶樣T1相對T11變化最大的主要為茶黃素、茶多酚、兒茶素和茶褐素,分別達到了54.17%，20.35%，30.23%和-15.70%,而這些組分不是參與到發酵過程,就是發酵反應的產物,說明揉捻過程中,也伴隨著強烈的發酵反應,且溫度越高,發酵程度越深;雖然T1和T11樣品的茶紅素百分含量也相差了1.03,但由于其含量本身較高,最低溫和最高溫之間的變化幅度仍不足8%;氨基酸和咖啡堿變化幅度較小,僅為4.56%和3.90%,可溶性糖和水浸出物則無明顯變化規律,說明揉捻溫度對氨基酸、咖啡堿和可溶性糖的影響較小,這可能與氨基酸、咖啡堿、可溶性糖和水浸出物總量復雜的生理生化反應有關。

表7 SWS值與SRS值與滋味組分的相關性分析Table 7 Correlation analysis among SWS value,SRS value and taste components

注:表中*表示在0.05水平上有顯著性差異,**表示在0.01水平上有極顯著性差異。陳昌輝等[16]在研究工夫紅茶主要內含成分與品質的相關性分析中指出,茶褐素和茶湯滋味存在極顯著負相關關系,氨基酸與茶湯滋味存在極顯著正相關關系。根據其研究結果,低含量的茶褐素和高含量的氨基酸能顯著提高茶湯滋味感官得分,而本實驗中無論是低含量的茶褐素還是高含量的氨基酸均出現在10～25 ℃的中低溫區間。陳義等[17]在研究信陽紅品質與化學成分相關性分析中也指出,氨基酸與茶湯滋味品質相關性最大,其次為茶多酚和咖啡堿,且均為正相關關系,此實驗中,氨基酸在溫度低于25 ℃時均維持在較高水平,茶多酚則隨著揉捻溫度升高而降低,而咖啡堿變化較小,但仍然表現出降低的趨勢,由此也可以推斷茶湯滋味感官品質最好的溫度為10～25 ℃的中低溫區間。以上分析結果與本文研究結果一致,表明10～25 ℃的中低溫揉捻環境生產的工夫紅茶品質較佳。

利用電子舌的主成分分析結果,將低溫區、中溫區和高溫區的茶葉分別歸為一組,組號分別記為“L”、“M”和“H”,然后對9個滋味組分進行LSD多重比較,分析其均值是否存在顯著性差異。

表6中,除了茶紅素和兒茶素總量外,其它所有滋味組分的含量在低溫區和中溫區沒有顯著性差異,表明在揉捻溫度低于25 ℃時,與滋味相關的組分變化緩慢;分別對比高溫區和低溫區,結果發現除水浸出物外的所有組分的高溫區相對低溫區均有顯著性差異,且多為極顯著差異,而高溫區相對中溫區,除了可溶性糖、咖啡堿和兒茶素總量沒有顯著性差異外,也均存在顯著性差異,這一結果與圖1中聚類分析高溫區和中低溫區區分度較高有較好的一致性。此實驗結果表明,在揉捻溫度低于25 ℃時,生化成分的反應速度不及揉捻溫度高于25 ℃的條件。由此可見,在揉捻過程中當溫度低于25 ℃時,可以有效的控制除茶紅素和兒茶素外其他內行成分的變化。

表6 內含成分不同溫度區間的均值比較Table 6 Comparison of the mean values of components in different temperature intervals

注:表中*表示在0.05水平上有顯著性差異,**表示在0.01水平上有極顯著性差異。

2.5 滋味組分與茶湯滋味品質相關性分析

為了研究各滋味組分對茶湯品質的影響,選用與感官審評結果相關性最大的SRS值與SWS值進行相關性分析,其結果如下表7所示。水浸出物包含了茶湯中所有可溶性成分,其濃度代表了茶湯的厚度,而與茶湯的甜味和酸味無關。紅茶中的多酚類物質主要是未被氧化的兒茶素,其中酯型兒茶素味苦澀,而簡單兒茶素味醇和,收斂性弱[18],本實驗中多酚類物質與SRS存在顯著的負相關關系,說明多酚類物質能顯著的降低茶湯的酸味,而兒茶素與茶湯甜味不存在顯著相關關系。可溶性糖在茶葉中含量較少,但卻是茶湯滋味品質的重要影響因子[19],本實驗中,可溶性糖含量與茶湯的SRS值存在顯著負相關關系,與茶湯的SWS值存在極顯著正相關關系,說明工夫紅茶茶湯中,可溶性糖能夠極顯著的增加茶湯的甜味,并降低茶湯的酸味,從而提高茶湯的滋味品質。氨基酸能極大程度的增強茶湯的鮮味,并在一定的程度上抑制咖啡堿和兒茶素的苦味,因此也是茶湯中重要的滋味成分[20],本實驗中,氨基酸與茶湯的SRS值和SWS值也存在極顯著的相關關系,說明氨基酸不僅能提供茶湯鮮甜的口感,并能降低茶湯的酸澀味。茶黃素、茶紅素和茶褐素不僅是工夫紅茶最重要的湯色物質,同時對茶湯滋味品質也起著重要作用,實驗表明,茶黃素和茶紅素對茶湯的酸味起著極顯著的負作用,而對甜味起著顯著的促進作用,而茶褐素跟甜味有著極顯著的負相關關系,跟酸味有著極顯著的正相關關系,因此保持較高的茶黃素和茶紅素含量,并降低茶褐素含量,不僅能使茶湯湯色品質更亮更紅,同樣能提高茶湯的滋味品質。咖啡堿有苦味而無澀味,但其能與茶湯中的鮮味物質結合,從而改變茶湯的苦味和鮮味,本實驗中,咖啡堿與茶湯的SWS值存在顯著相關性,說明咖啡堿還能在某種程度上增加茶湯的甜味。

3 結論

工夫紅茶是我國特有的傳統產品,在國際上享有盛譽。其制作工藝主要包括萎凋、揉捻、發酵和干燥,其中揉捻是破碎細胞和塑造外形的關鍵工序,同時也是發酵的開始階段,因此對工夫紅茶品質起著重要影響。本文以工夫紅茶為研究對象,探討了不同的揉捻溫度對工夫紅茶滋味品質的影響。通過感官審評發現,10～25 ℃的中低溫有助于保持紅茶甜醇的口感,減少茶湯酸味,且以16 ℃的低溫最有利于紅茶品質。電子舌分析結果發現,通過聚類分析可以較好的將不同揉捻溫度制作的工夫紅茶分為三個區間,分別是低溫區、中溫區和高溫區,且高溫區工夫紅茶與10～25 ℃的中低溫區的工夫紅茶區分度較高,滋味品質差異較大。在研究電子舌感應值與滋味感官審評結果相關性分析中,發現與滋味感官審評相關性最大的兩個電子舌因子分別為SRS和SWS,即茶湯的酸味和甜味,這一結果較為符合滋味感官審評原則。滋味組分分析發現,隨著揉捻溫度的升高,與發酵關系最大的茶多酚、兒茶素、茶黃素和茶褐素變化幅度最大,說明揉捻溫度的提高直接導致了發酵程度加深,其次為茶紅素、氨基酸和咖啡堿,而可溶性糖和水浸出物與揉捻溫度相關性不大,且結合前人的研究結果也表明10～25 ℃的中低溫揉捻溫度區間生產的工夫紅茶滋味品質更好。通過對滋味組分與電子舌結果的相關性分析,SRS與氨基酸、茶黃素和茶紅素均存在極顯著負相關關系,與茶褐素存在極顯著正相關關系,即高含量的氨基酸、茶黃素、茶紅素和低含量的茶褐素均能顯著的降低茶湯的SRS值,即茶湯的酸味；而SWS與可溶性糖、氨基酸和茶紅素存在極顯著正相關關系,與茶褐素則為極顯著負相關關系,表明高含量的可溶性糖、氨基酸、茶紅素和低含量的茶褐素均能顯著的提高茶湯的SWS值,即茶湯的甜味,從而改變工夫紅茶口感。

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Effect of rolling temperature on the quality of congou black tea

JIANG Jin-xing1,2,HE Hua-feng2,CHU Fei-yang1,2,YE Yang2,*,TONG Hua-rong1,*

(1.College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400715,China； 2.Tea Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310008,China)

In order to explore the effect of different rolling temperature on the taste quality of congou black tea,The congou black tea was evaluated with sensory evaluaition,the taste components of cougou were measued and electronic tougue was used to analyze its tea infulsion. The sensory evaluation results showed that the taste of congou black tea was better with a rolling temperature lower than 25 ℃,and the best was at 16 ℃. The electronic tongue analysis result showed that congou rolled at different temperature could be divided into three groups including low-temperature group,middle-temperature group and high-temperature group,with cluster analysis,and there was significant difference between high-temperature group and middle-temperature group. The analysis result of taste components showed that tea infusion with low or middle rolling temperature from 10 to 25 ℃ had a better quality. Besides,in the correlation analysis of electronic tongue and taste sensory evaluation,SWS value showed a highly significant positive correlation with sensory evaluation score while SRS value had a highly significant negative correlation. The correlation analysis of electronic tongue and taste components showed that SRS value was highly significantly negatively correlated with the contents of amino acid,theaflavins and thearubigins but highly significantly positively correlated with the content of theabrownin,SWS value had a highly significant positive correlation with the contents of soluble sugar,amino acid and thearubigins while had a highly significant negative correlation with the content of theabrownin.

rolling temperature;congou black tea;taste quality;electronic tongue

2016-10-28

蔣金星(1991-),男,碩士研究生,研究方向:茶葉化學,E-mail:13657695327@qq.com。

*通訊作者:童華榮(1963-),男,博士,教授,研究方向:茶葉生物化學與茶葉風味化學,E-mail:491214217@qq.com。 葉陽(1962-),男,本科,研究員,研究方向:茶葉加工,E-mail:yeyang@tricaas.com。

浙江省重點研發計劃(2015C02001);中國農業科學院科技創新工程(CAAS-ASTIP-TRICAAS)。

TS201.1

A

1002-0306(2017)07-0090-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.009