發酵機發酵與自然發酵紅茶品質差異分析

曲鳳鳳，陳東龍，封雯，倪德江*

1.華中農業大學茶學系，430070；2.浙江綠峰機械有限公司，324000

發酵是紅茶品質形成的關鍵工序，該過程以茶多酚類化合物的酶促氧化作用為主，并伴隨鮮葉內其他物質的氧化、聚合等系列復雜的化學反應，從而形成紅茶獨特的“紅湯紅葉”品質特征。關于紅茶發酵的研究主要集中于發酵品質成分的變化、影響發酵品質的環境因素。發酵過程中紅茶的茶黃素、茶紅素、芳香物質含量升高，而兒茶素、葉綠素、氨基酸總量降低，與鮮葉內多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、β-糖苷酶、脂肪氧合酶等系列酶活密切相關[1-3]。溫度和通氧量主要調控多酚類物質的酶促氧化速度而影響發酵品質，一般以25～35℃為宜，且前期高溫、中后期低溫的變溫發酵利于紅茶品質的形成[4]，35℃時兒茶素降解速率最高，而低溫利于茶黃素、茶紅素的積累[5]。同時要保證發酵室空氣流通，氧氣充足，及時排放二氧化碳[6]；發酵室濕度通過改變發酵葉的含水量而影響發酵葉的質量[7]。我國紅茶加工歷史已百年有余，但許多茶廠發酵方式仍以傳統的自然發酵為主，因條件難控制而導致發酵不均勻的問題十分突出，造成成茶湯色欠紅亮、滋味青澀味重、香氣顯青氣、葉底花雜。為改善紅茶發酵條件，保證發酵質量，近年來我國紅茶發酵設備應運而生，如紅茶發酵塔[8]、控濕控氧式紅茶發酵機[9]、恒溫恒濕紅茶發酵機[10]等。為滿足紅茶生產的需要，浙江綠峰機械有限公司聯合華中農業大學創新發酵技術，提出“二路風原理和三倉換風循環原理”，研制出系列紅茶專用發酵機：6CHFZ-400智能式發酵室、6CFT-300紅茶發酵塔、6CFZDX-420紅茶全自動旋轉式發酵機，這些發酵機已在湖北、河南、貴州、湖南、浙江、四川等茶區廣泛應用。為了分析發酵機發酵的紅茶品質情況，本文以6CHFZ-400智能式發酵室為對象，比較了發酵機發酵與自然發酵的紅茶品質差異，以便更好地為生產服務。

一、材料與方法

1.試驗材料

2013年7月1—3日于紅安縣老君眉茶廠采摘相同嫩度的鮮葉，標準為一芽二三葉。

2.試驗方法

采摘鮮葉于萎凋槽萎凋10h，溫度為35℃，先吹冷風2h再吹熱風，下料前吹冷風0.5h，中途翻葉3次，萎凋葉回潮后揉捻。使用6CR-55型揉捻機揉捻1h，解塊，發酵。不同發酵方式：發酵機發酵，使用6CHFZ-400型發酵機，溫度30～32℃，濕度90%以上，時間5h；室內自然發酵，溫度30～32℃，濕度85%以上，時間5h。發酵葉于6CH-20型烘干機干燥：初干溫度135℃，茶葉含水量15%～20%；足干溫度120℃，茶葉含水量約5%。干燥后攤涼1h進行提香，溫度140～150℃，至甜香顯露。試驗重復3次。

3.品質分析

（1）感官品質分析

茶葉感官審評法[11]。按外形20%、香氣30%、湯色10%、滋味30%和葉底10%權重計分。

（2）理化成分分析

茶多酚含量：福林酚試劑法[12]。游離氨基酸總量：茚三酮比色法[13]。可溶性糖總量的測定：蒽酮比色法[13]。水浸出物含量的測定：間接法[13]。茶黃素、茶紅素、茶褐素含量：系統分析法[13]。干茶粉末樣色澤的測定：WSC-S色差計法[14]。

4.數據處理

試驗重復3次，結果表示為平均值±標準差，采用16.0 SPSS軟件中獨立樣本T檢驗法進行差異顯著性檢驗，P＜0.05。

二、結果與分析

1.不同發酵方式對紅茶感官品質的影響

如表1所示，發酵機發酵的紅茶感官審評總分高于自然發酵的紅茶，除干茶外形分數較低于自然發酵外，其湯色、香氣、滋味和葉底都優于自然發酵。發酵機發酵的紅茶較自然發酵紅茶的湯色更紅亮，甜香更持久，苦澀味弱，葉底調勻度更優。

2.不同發酵方式對紅茶主要理化成分的影響

發酵機和室內自然發酵紅茶的主要理化成分分析結果顯示，不同發酵方式對紅茶水浸出物、茶多酚、游離氨基酸和可溶性糖含量均具有顯著影響（表2）。發酵機發酵紅茶的水浸出物、游離氨基酸含量顯著高于自然發酵紅茶；可溶性糖含量7月2日和7月3日的樣品顯著低于自然發酵；茶多酚含量在7月1日、2日的樣品中與自然發酵紅茶無顯著差異，但在7月3日樣品中顯著低于自然發酵紅茶。

不同發酵方式紅茶的茶黃素、茶紅素和茶褐素的含量見表2。結果發現，發酵機發酵紅茶與自然發酵紅茶的茶黃素含量無顯著性差異；7月2日和3日發酵機發酵紅茶的茶紅素含量顯著高于自然發酵；7月1日和3日兩種發酵方式發酵紅茶的茶褐素含量無顯著差異，而7月2日發酵機發酵紅茶的茶褐素含量顯著低于自然發酵。發酵機發酵紅茶的茶紅素含量高、茶褐素含量低，從而改善了自然發酵條件下紅茶湯色尚紅明的問題。

表1不同發酵方式對紅茶感官品質的影響

表2不同發酵方式對紅茶主要理化成分的影響

表3不同發酵方式對紅茶干茶粉色差的影響

3.不同發酵方式對紅茶干茶粉色差的影響

在L*a*b*表色系中，L*值表示明度值，從黑(-L*)到白（+L*）漸變；a*值表示紅綠色調，從紅（+a*）到綠（-a*）漸變；b*值表示黃藍色調，從黃（+b*）到藍（-b*）漸變。由表3可知，發酵機發酵紅茶干茶粉L*、a*、b*都顯著高于自然發酵，說明發酵機發酵紅茶在明度、紅色調及黃色調方面都優于自然發酵，因此其外形、湯色及葉底的得分均高于自然發酵。

三、討論

我國許多茶廠為提高茶葉資源利用，以夏秋茶為原料加工紅茶，且發酵方式以室內自然發酵為主，通過空調等傳統方式調節室溫，灑水調節室內濕度，間歇性翻堆為茶葉散熱、通氣，這種方式耗時耗力，發酵質量難以控制[15]，自然發酵紅茶經常存在湯色欠紅亮、滋味苦澀、帶青氣的問題。本文研究發現，發酵方式顯著影響紅茶品質，紅茶專用發酵機發酵紅茶感官品質優于自然發酵紅茶，主要表現為湯色更為紅明，香氣更為甜純、持久，滋味醇和不苦澀。茶多酚類物質對紅茶茶湯滋味及湯色的影響主要取決于發酵過后多酚保留量與水溶性氧化產物含量的協調，水溶性氧化產物以茶黃素、茶紅素和茶褐素為主，三者分別為紅茶茶湯“亮”“紅”和“暗”的主因[2]。本研究發現發酵機發酵紅茶的多酚類物質及茶褐素含量顯著低于自然發酵，而茶紅素含量顯著高于自然發酵，色度值+L*、+a*、+b*均表現為發酵機發酵紅茶顯著高于自然發酵紅茶，說明發酵機發酵紅茶的亮度、紅色調與黃色調均優于自然發酵紅茶，這與發酵機發酵紅茶湯色、葉底更為紅明的感官結果一致。紅茶發酵前期PPO起主導作用，兒茶素氧化為茶黃素，發酵后期以POD活性為主，茶黃素進一步氧化為茶紅素、茶褐素[1]。發酵機發酵溫度、濕度可控，并可及時通氧，利于控制PPO、POD酶活的穩定，保證兒茶素、茶黃素氧化適度，而自然發酵時發酵葉容易遭受高溫缺氧，從而導致其茶褐素積累，發酵不勻的問題嚴重[16]。高品質紅茶與可溶性糖、游離氨基酸的含量呈正相關關系[17]。氨基酸是茶湯鮮爽的主要滋味物質，在發酵過程中可通過酶或鄰醌的作用氧化為香氣物質或參與色素的形成[2]，可見發酵機發酵紅茶香氣與滋味突出與其高含量的可溶性糖與氨基酸密切相關。因此，本研究結果表明發酵機發酵較傳統的室內自然發酵更利于紅茶品質的提高，但其發酵參數仍需進一步優化。

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