酸茶發酵過程中感官品質及主要成分變化分析

魏琳，盧鳳美，邵宛芳，袁唯，*

（1.云南農業大學食品科學技術學院，云南 昆明 650201；2.云南德宏芒市德鳳茶業有限公司，云南 德宏 678400；3.云南農業大學龍潤普洱茶學院，云南 昆明 650201）

酸茶是我國少數民族德昂族、布朗族的一種傳統發酵茶，又稱作“濕茶”或“沽茶”[1]，是采用新鮮的夏秋茶經過預處理后密封發酵而制成的，有土坑法、竹筒法、陶罐法3 種制作方法。酸茶獨特的發酵工藝使其風味具有獨特“酸香”，且其茶味酸澀，故稱酸茶。酸茶入口清涼，回味甘甜，具有生津解渴、解暑清熱、消炎解酒、提神醒腦等功效。酸茶除了飲用，還能作為一道菜肴食用。

酸茶制作原料是選用夏秋茶，按照茶樹一年萌發四輪新梢的生長規律計算，夏秋茶資源要占全年總產量的60%以上[2]，由于夏秋季節雨水充沛，夏秋茶鮮葉中水分含量較高，不易曬干，故不利于制作曬干茶葉，導致云南省大量的夏秋茶葉沒有得到充分的利用。而選用夏秋茶來制作酸茶，一方面可以解決云南省大面積夏秋茶葉資源浪費的問題，另一方面，酸茶獨特的原料、加工工藝和條件，使之形成具有獨特“酸香”且回味甘甜的品質特征。

酸茶作為一種特殊民族保健食品，近年來受到越來越多的人關注。丁菊英等[3]對德昂族茶俗文化中的傳統生態意識進行了探源和解讀；李昶罕等[4]則從少數民族科技史的視角將德昂族酸茶制作技藝進行記錄整理，并探析了德昂族酸茶文化發展的原因；張楊等[5]對不同級別的酸茶進行品質分析與研究，明確了不同級別酸茶理化成分含量與茶葉品質有著重要關系。目前，從夏秋茶原料到酸茶成品的整個動態加工過程中酸茶化學成分的動態變化規律及酸茶品質的形成機理，尚不清楚。

本研究以原料茶、發酵中期茶和發酵末期茶樣為研究對象，對酸茶發酵過程中與品質相關的化學成分進行測定，熟悉其中的轉化變化規律，進一步完善酸茶品質形成機理。為研究酸茶的形成機理提供數據支持，為生產工藝的改進提供理論參考，同時為酸茶的推廣提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 酸茶制備

采于云南德宏州芒市中山官寨的25 年～30 年茶齡茶樹的夏秋茶為試驗原材料，采用陶罐法對原料進行濕發酵制作酸茶。采摘后的鮮葉按照以下工藝[6]進行酸茶發酵：鮮葉→萎凋→殺青→揉捻→裝缸→壓緊、壓實（排水）→密封→發酵10 個月→出罐→解團→曬干→散茶成品或壓制（條狀、沱狀或片狀等）→包裝→成品。

1.1.2 酸茶取樣

酸茶發酵期為10 個月，分別選取發酵期第1 天、第150 天、第300 天的茶葉作為發酵原料茶、中期、末期的試驗樣品。為了保證取樣的相對一致性、代表性和試驗的準確性，試驗所用的酸茶發酵原料茶、中期、末期樣品均是在同一批酸茶加工工序中跟蹤隨機取樣，取樣量均為2 kg，重復3 次。抽取的茶樣貯存于干燥、避光、低溫（10 ℃）環境下備用。

1.2 試劑

硫酸、蒽酮、水合茚三酮、氯化亞錫、茶氨酸、碳酸鈉、福林酚：市售級分析純；兒茶素（catechin，C）、表沒食子兒茶素（epigallocatechin，EGC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、表兒茶素（epicatechin，EC）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、沒食子酸（gallic acid，GA）：上海源葉生物科技有限公司；咖啡堿（caffeine，CA）標準品：上海純優生物科技有限公司；乙腈（色譜純）：Merck 公司；水為超純水。

1.3 試驗設備

紫外分光光度計（A360 型）：翱芝儀器（上海）有限公司；離心機（TGL20M 型）：湖南湘立科學儀器有限公司；實驗室超純水儀（EU-K1-20TQ 型）：南京歐鎧環境科技有限公司；pH 計（STARTER-3100）：奧豪斯儀器（上海）有限公司；色差儀（WSC-1B 型）：上海儀電物理光學儀器有限公司；高效液相色譜儀（LC1100 型）：安捷倫科技（中國）有限公司。

1.4 試驗方法

1.4.1 酸茶發酵過程中主要成分測定

茶葉取樣參見文獻[7]，水分測定采用恒重法[8]，干物質測定采用120 ℃快速烘干法參見文獻[9]，水浸出物測定采用重量法[10]，水溶性總糖測定采用硫酸-蒽酮比色法[11]，游離氨基酸總量測定采用茚三酮比色法[12]，茶多酚總量的測定采用福林酚比色法[13]，茶湯總酸測定采用pH 計電位法[14]。茶湯pH 值測定：取3 g 茶葉、150 mL 審評杯和碗、茶水比為 1∶50（體積比），水溫100 ℃、沖泡5 min 的方法，將茶湯瀝入審評碗中。水和茶湯冷卻至 25 ℃～28 ℃時[15]，用 pH 計（精度 0.01）測定水和茶湯的pH 值。

1.4.2 兒茶素類、沒食子酸和咖啡堿含量測定

應用LC1100 高效液相色譜儀的參數設置如下[16]：色譜柱：Agilent ZORBAX Eclipse XDB-C18 柱（250 mm×4.6 mm，5 μm），洗脫柱溫 40 ℃，進樣量 5 μL，流速1 mL/min，檢測波長280 nm。A 相為0.5%的甲酸水溶液，B 相為純乙腈。梯度洗脫條件為0 min ～5 min，8%B 相；23 min，25 %B 相；25 min，8 %B 相，結束；延遲5 min。茶樣前處理：茶樣粉碎過篩60 目，稱取1.0 g茶，加入2%磷酸25 mL 和甲醇25 mL，靜置1 h 后過濾，濾液用0.45 μm 的硝酸纖維素濾膜過濾，收集2 mL濾液備用。根據標準品的保留時間對樣品進行定性分析，采用外標法對樣品進行定量分析。

1.4.3 茶湯色差測定

取茶樣3 g，沸水150 mL，置于評茶杯中，沖泡5 min，過濾至錐形瓶中，迅速用冷水沖洗至25 ℃，取部分茶湯轉移至25 mL 白色瓷質坩堝內供測[17]。采用國際照明委員會（Commission Internationale de L'E-clairage，CIE）推薦的LAB 表色系統描述的顏色，用L*，a*，b* 值表示，并通過公式 E*ab=（L*2+a*2+b*2）1/2計算 E*ab 值。其中，E*ab 值表示總色值，E*ab 值越小代表色差越小，反之越大。L*表示明度，a*和b*表示色度。3 個值的正負以標準白板、黑板為基準，L*是正值表明偏白，反之則黑；a*正值表示偏紅，負值表示偏綠；b*正值表示偏黃，負值表示偏藍[18-19]。

1.4.4 茶葉感官審評

取茶樣 3.0 g，茶水比 1∶50（質量體積比），置于審評杯中，注滿沸水、加蓋浸泡2 min，按沖泡順序依次等速將茶湯瀝入評茶碗中，審評湯色、嗅杯中葉底香氣、嘗滋味后，進行第二次沖泡，時間5 min，瀝出茶湯，留葉底于杯中。邀請10 位專業茶葉審評人員，按照GB/T 23776-2018《茶葉感官審評方法》[20]規定的方法，對酸茶的外形（形狀、嫩度、色澤、勻整度和凈度）、湯色、香氣、滋味、葉底等品質因子進行專業評審，結果湯色以第一泡為主評判，香氣、滋味以第二泡為主評判。

1.5 數據處理與統計分析

采用Microsoft Excel 2010 和SPSS 18.0 軟件進行數據處理和分析。每個處理組做3 次平行，每次試驗重復測定3 次，結果以平均值±標準差表示。應用Origin 8.0 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 酸茶發酵過程中感官審評

酸茶感官評審：從外形來看，原料茶條索肥碩，色澤油潤，凈度好，葉底勻齊。發酵中期和發酵末期的酸茶條索緊結，色澤勻整，凈度較好，葉底尚勻齊。從香氣、湯色、滋味來看，從原料茶到發酵中期，開始有酸香出現，但酸香不足，湯色尚明亮，回甘也略淡。從發酵中期到末期，酸茶酸香顯露，湯色金黃透亮，滋味醇厚，回味甘甜，酸茶整體品質顯著提升。

2.2 主要化學成分測定結果

2.2.1 酸茶發酵過程中水分、干物質、水浸出物、水溶性總糖、游離氨基酸、茶多酚含量變化

酸茶發酵過程中水分、干物質、水浸出物、水溶性總糖、游離氨基酸、茶多酚含量測定結果見圖1。

圖1 酸茶發酵過程中主要化學成分變化Fig.1 Changes in main chemical components during the fermentation of Suancha

水浸出物對茶葉品質起著決定性作用[21]，茶葉中可溶性物質的多少通過水浸出物含量的高低來反應，其標志著茶湯的厚薄，滋味的強弱程度。本試驗中酸茶水浸出物含量呈顯著增加（P＜0.05），從原料茶42.26%增長至末期45.10%，增幅為6.72%。其原因可能是由于茶葉發酵過程中細胞壁破碎加深，一部分流失的內含物質被微生物利用，但經過解團、干燥等過程，水浸出物含量又增加。對比普洱茶發酵變化，羅龍新、梁名志在不同研究中均認為水浸出物會隨發酵過程逐漸減少[22-23]，而周紅杰等[24]研究認為水浸出物含量會隨發酵進行而增加。

水溶性總糖呈下降趨勢，降幅為56.83%，從原料茶的6.88%降到中期茶樣的2.10%，而到末期時，含量又上升至2.97%，且相互間差異顯著（P＜0.05）。可能是由于糖類作為微生物發酵的供能物質，在發酵初期微生物活動劇烈，消耗糖類較多，糖類下降明顯，隨著發酵繼續，酸茶內含物質之間相互轉化，糖類又有少量增加。對比普洱茶發酵過程中水溶性總糖含量的變化，羅龍新等[22]、梁名志等[23]研究認為，在普洱茶發酵過程中水溶性總糖的含量是不斷變化波動的，但總體呈減少趨勢。而周紅杰等[24]研究認為水溶性總糖含量會隨發酵進行而增加，本文與羅龍新、梁名志等的結論類似。

游離氨基酸是一種重要的滋味物質，其滋味反映到到茶湯中起著鮮爽口感，對茶葉良好滋味的形成具有重要的作用[25]。在酸茶發酵過程中，游離氨基酸含量顯著升高（P＜0.05），從原料茶的1.51%到末期的3.10%，增幅達105.30%。酸茶發酵過程中糖類作為微生物發酵的主要供能物質，其消耗代謝較大，而氨基酸含量有所增加，可能是微生物的活動使蛋白質分解，從而形成新的氨基酸，以致其總量增加[26]。而在普洱茶發酵過程中，羅龍新等[22]、梁名志等[23]、田洋等[27]認為游離氨基酸含量普遍降低，作為氮源的氨基酸被微生物發酵所利用或與茶多酚等物質通過酶促作用生成茶褐素，相較普洱茶原料最終下降50%左右。

茶多酚是形成普洱茶品質的重要活性物質，滋味苦澀且有較強的收斂性[27]。茶多酚在發酵過程中呈顯著上升（P＜0.05），原料茶含量為20.16%，末期增至24.31%，增幅為20.59%。酸茶發酵過程中優勢菌對茶多酚發生氧化分解，內含物質相互轉化，其中導致茶多酚的含量變化還需要進一步的深入研究。本研究中酸茶茶多酚含量保持在20%～26%之間，這符合肖秀丹[26]、唐源江等[28]的研究結果。茶多酚在普洱茶發酵過程中會大幅度降低（70%～80%）。盡管酸茶與普洱茶發酵環境類似，但條件仍有不同。普洱茶屬有氧或無氧發酵，其渥堆時間約40 d～60 d，發酵原料為云南大葉種曬青毛茶，茶葉含水量在20%～30%左右。酸茶發酵為厭氧發酵，原料為云南大葉種夏秋茶，發酵時間在9 個～12 個月不等。其發酵過程中優勢菌不同對茶多酚氧化程度也不同。這些條件差異導致茶多酚的含量變化還需要進一步的深入研究。

2.2.2 酸茶發酵過程中pH 值和總酸含量變化

酸茶發酵過程中pH 值和總酸含量測定見表1。

茶湯的酸堿度取決于游離的氫離子和氫氧根離子的相對濃度[29]。在一般情況下，茶湯中游離的氫離子數多于氫氧根離子數，所以茶湯呈微酸性。本研究所測得3 個不同階段的酸茶發酵樣品其茶湯pH 值分別為 6.67、5.76、4.91，其 pH 值顯著降低（P＜0.05），降幅為25.94 %。郭桂義等[30]對普洱茶測定的pH 值范圍為5.02～5.46，普洱熟茶 pH 值稍低，普洱生茶 pH 值稍高。相比較普洱茶的酸性，酸茶的酸性更強。這是由于普洱茶和酸茶的原料不同，制作普洱茶的原料采用的是曬青毛茶，原料本身嫩度較高，而制作酸茶的原料采用夏秋茶，夏秋茶葉本身較為粗老，其富含的有機酸更多，所以茶湯中游離氫離子更多，茶湯pH 值越低。

對應酸茶發酵過程中pH 值逐步降低，其總酸含量顯著升高（P＜0.05），增幅為191.30%。根據目前的研究，茶湯中帶酸性的物質，主要是各種羧酸（如檸檬酸、脂肪酸等）、某些氨基酸、VC、皂普、茶黃素、茶紅素等[30]。酸茶制作原料夏秋茶本身就含有很多有機酸，其獨特的發酵工藝和發酵條件，會產生更多讓酸茶茶湯呈酸性的物質，也讓酸茶擁有獨特的風味品質。

表1 酸茶發酵過程中pH 值和總酸含量變化Table 1 Changes in pH value and total acid content during fermentation of Suancha

2.3 酸茶發酵過程中兒茶素類、沒食子酸、咖啡堿含量變化

酸茶發酵過程中兒茶素類、沒食子酸、咖啡堿含量變化見圖2、圖3。

圖2 酸茶發酵過程中兒茶素類含量變化Fig.2 Changes in catechins content during fermentation of Suancha

圖3 酸茶發酵茶樣兒茶素、咖啡因、沒食子酸高效液相色譜圖Fig.3 Suancha fermented tea catechin，caffeine，gallic acid high performance liquid chromatogram

GA 和一種兒茶素組分（EGC）先顯著上升（P＜0.05），后顯著降低（P＜0.05）；EGCG 先顯著降低（P＜0.05），后顯著上升（P＜0.05）；3 種兒茶素單一組分（C、EC、ECG）、CA 和兒茶素總量顯著降低（P＜0.05）。伴隨發酵過程進行，一種兒茶素組分（EGCG）的變化產生波動，但其總體趨勢是減少的（降低幅度為54.53%），一種兒茶素組分（EGC）顯著升高，增幅為66.31%，其余3 種兒茶素（C、EC、ECG）和兒茶素總量均明顯減少，降幅依次為76.95%、30.66%、98.17%、45.74%。同樣，隨著發酵時間的延長，咖啡因和沒食子酸含量也隨之減少，降幅分別為22.00%和88.77%。這可能是由于濕熱環境和微生物作用，兒茶素發生氧化分解使得其含量普遍降低。

2.4 酸茶發酵過程中湯色色差分析

茶湯中的內含成分和空氣接觸很容易發生氧化反應，因此也引起湯色的變化，茶湯的溫度越高，氧化速度越快，因此茶樣沖泡后要迅速用自來水將茶湯冷卻至室溫，以減緩湯色變化。冷卻至25 ℃的茶湯在放置中湯色仍會發生緩慢變化[19]。使用色差儀對原料茶、發酵中期、發酵末期的茶湯進行色差分析數據見表2。

表2 酸茶發酵過程中湯色色差測定結果Table 2 Test results of color difference of soup during fermentation of Suancha

由表2可知，隨著發酵時間的延長，明亮度L*值顯著增加（P＜0.05），酸茶湯色越發透亮；a*值顯著增加（P＜0.05），酸茶湯色隨著發酵時間的延長偏向紅色；b*值顯著降低（P＜0.05），酸茶湯色隨發酵時間的延長偏向黃色；總色值E*ab 差異顯著（P＜0.05）。酸茶湯色在原料茶到發酵中期變化不顯著，通過表2看出，此時湯色呈暗紅褐色，透明度不高。從發酵中期到發酵末期，酸茶湯色發生顯著變化，湯色呈金黃色，且透明度很高。根據沈培和[29]對茶湯湯色和pH 值的研究，色澤明亮的茶湯都呈微酸性，pH 值大于5，湯色發暗，pH 值小于4.2，湯色桔黃。本試驗所測得酸茶茶湯的pH 值與湯色結果與沈培和的研究相一致。

3 結果與討論

酸茶發酵屬于厭氧發酵，普洱茶發酵是渥堆發酵，兩者發酵過程中的濕熱環境類似，其過程都會使茶葉內含物質發生復雜的生化反應。普洱茶是以云南大葉種曬青毛茶為原料，經發水、渥堆、陳化及干燥工序精制而成的后發酵茶[31]。普洱茶加工生產中的關鍵工藝就是渥堆發酵，其通過酶促作用、濕熱作用和微生物的共同作用形成普洱茶獨具的陳香品質，其中微生物起了重要作用。普洱茶的微生物固態發酵過程中，微生物分泌產生的胞外酶對多酚類物質進行酶促催化反應，發生復雜劇烈的生物轉化反應、氧化反應、以及茶多糖的轉化積累，促進后發酵過程中茶葉內含物質的化學變化[32]。普洱茶成分在其發酵中后期發生明顯增減變化，黑曲霉和酵母菌作為發酵中后期的主要優勢菌，利用茶多糖作為充分發酵的碳源[33]，茶多糖在發酵后期明顯下降。兒茶素類物質被氧化成鄰醌類物質進一步氧化聚合成茶紅素、茶黃素、茶褐素類物質，兒茶素類物質含量明顯下降，茶多酚類物質的含量變化對普洱茶的色澤和滋味有重要影響[34]。

酸茶發酵屬于厭氧發酵，在酸茶的加工過程中，由于微生物和茶葉水分的濕熱協同作用，發生茶多酚的氧化、縮合，蛋白質和氨基酸的分解、降解，碳水化合物的轉化積累，以及各產物之間的聚合、縮合等一系列反應，轉化為茶葉中的有益成分。酸茶發酵過程中，茶多糖和兒茶素含量變化同普洱茶發酵類似。酸茶經發酵后pH 值顯著下降、總酸含量顯著上升，說明在微生物作用下有新的有益物質生成，形成了酸茶獨特“酸香”的特有品質特征。另外，關于酸茶發酵過程中微生物的作用機理，使得酸茶呈酸性且酸香顯露的物質的鑒定研究，以及其對人體保健功效以及臨床應用等方面的研究都有待于進一步探討。

酸茶發酵試驗研究發現：酸茶發酵過程中水分、水溶性總糖、一種兒茶素組分（EGCG）含量先降低后上升；干物質、沒食子酸（GA）一種兒茶素組分（EGC）含量先上升后降低；水浸出物、游離氨基酸、茶多酚、總酸含量呈上升趨勢；pH 值、3 種兒茶素單一組分（C、EC、ECG）、咖啡堿（CA）、兒茶素總量呈降低趨勢。酸茶隨著發酵進行，其獨特“酸香”更加顯露，湯色金黃透亮，滋味醇厚且回甘明顯，葉底肥碩勻齊，酸茶整體品質呈明顯上升。