烘焙對(duì)夏秋綠茶色澤變化的影響

李夢(mèng)橋，萬(wàn) 狀，宋玉杰，李婧如，向 洋，胡賢春，李 慧，趙振軍

（1.長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025；2.浠水縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖北 浠水 438200）

【研究意義】綠茶是我國(guó)主要茶類之一，因其含有豐富的茶多酚、茶氨酸等活性成分，在抗氧化、抗衰老、預(yù)防心血管疾病等方面具有較強(qiáng)的保健功能而深受消費(fèi)者喜愛(ài)［1］。綠茶根據(jù)生產(chǎn)季節(jié)的不同，可分為春茶、夏茶和秋茶，春茶以春季幼嫩的芽葉為原料，成品茶色澤嫩綠、香氣高爽、滋味鮮爽醇和屬于品質(zhì)較好的高檔綠茶類；夏秋綠茶以夏秋季較成熟、呈開展?fàn)畹娜~片為主要原料，成品茶外形色澤暗褐、陳灰或灰綠，香氣低淡或帶粗氣，湯色淡綠而偏黃色，滋味苦澀、鮮爽度差，屬于品質(zhì)較差的中、低檔綠茶類［2-3］。我國(guó)每年有大量中低檔夏秋綠茶生產(chǎn)，其中每年約有10 萬(wàn)多t 夏秋綠茶因?yàn)槠焚|(zhì)較差而滯銷，嚴(yán)重影響了茶農(nóng)的生產(chǎn)積極性［4］。為改善夏秋綠茶品質(zhì)，前期研究主要從改變傳統(tǒng)栽培技術(shù)角度調(diào)整茶葉原料茶多酚、氨基酸等成分的含量及其比值，但一般認(rèn)為該方法對(duì)夏秋綠茶品質(zhì)提升的空間有限［5］，近年來(lái)有大量研究表明通過(guò)引進(jìn)烘焙工藝可促進(jìn)熱化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，增加酯型兒茶素的降解，對(duì)有效降低夏秋綠茶苦澀味、顯著提高夏秋綠茶品質(zhì)具有重要意義［6-7］。

【前人研究進(jìn)展】前期學(xué)者對(duì)烘焙的研究主要涉及烘焙技術(shù)對(duì)茶葉滋味物質(zhì)及香氣成分的影響［8］。例如，Kuo 等［9］研究烏龍茶烘焙過(guò)程中揮發(fā)性化合物的變化，發(fā)現(xiàn)2-甲酰吡咯、3-吡啶等是烘焙過(guò)程中產(chǎn)生的典型香氣成分；王登良等［10］在烏龍茶烘焙試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，茶葉的水浸出物、多酚、總氨基酸、可溶性糖等含量均有所減少，茶褐素含量增加較多；敖存等［6］采用烘焙技術(shù)改善低檔綠茶滋味品質(zhì)的過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)，烘焙能使茶多酚、兒茶素不斷減少，氨基酸在不同溫度下先增后減或不斷減少，酚氨比、黃酮、花青素呈先減后增的變化趨勢(shì)。而關(guān)于烘焙過(guò)程對(duì)中低檔綠茶色澤品質(zhì)變化卻鮮見報(bào)道。綠茶在制作過(guò)程中影響色澤變化的因素主要有葉綠素及其衍生物的降解、多酚類的輕度氧化聚合以及非酶促褐變等，特別是葉綠素被認(rèn)為屬于構(gòu)成綠茶外觀、湯色和葉底色澤的主要色素成分［11］。【本研究切入點(diǎn)】以中低檔夏秋綠茶為原料，分析烘焙過(guò)程對(duì)夏秋綠茶色澤的影響。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)對(duì)感官品質(zhì)、色差指標(biāo)及葉綠素、茶多酚、游離氨基酸含量等影響茶樣色澤變化的主要理化成分進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，從葉綠素的熱降解規(guī)律、茶多酚等理化成分受熱氧化等角度揭示夏秋綠茶色澤變化的本質(zhì)，為夏秋綠茶品質(zhì)改良過(guò)程中合理利用烘焙技術(shù)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為湖北宜昌地區(qū)2020 年6—7 月生產(chǎn)的夏秋綠茶毛茶，鮮葉原料為一芽三、四葉，含水量5.6%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 烘焙 茶葉烘焙參照熬存等［6］的方法，具體操作如下：采用電烘箱進(jìn)行烘焙，分別設(shè)定80、100、120 ℃ 3 個(gè)烘焙溫度，每個(gè)烘焙溫度取茶樣1 kg。在烘焙溫度為80、100 ℃條件下每隔1 h 取1 次樣，在烘焙溫度為120 ℃條件下每隔0.5 h 取1 次樣，均取樣5 次，3 次重復(fù)。以烘焙前的茶樣作對(duì)照（CK）。

1.2.2 感官審評(píng) 根據(jù)茶葉感官審評(píng)方法（GB/T 23776-2009）的操作標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)術(shù)語(yǔ)，分別評(píng)價(jià)茶樣干茶、茶湯和葉底的色澤變化。

1.2.3 色差測(cè)定 茶樣色差測(cè)定參照嚴(yán)俊等［12］方法，具體如下：稱取茶樣5 g，用茶葉粉碎機(jī)粉碎40 s，使茶樣粉末粗細(xì)均勻一致，混勻置測(cè)色盒中測(cè)定色差值。色差計(jì)選用D65 光源，采用CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）1976 年（L*、a*、b*）表色方法。測(cè)量頭平穩(wěn)接觸茶葉，采取5點(diǎn)測(cè)色法，記錄L*、a*、b*值。

L表示明度，數(shù)值越大，明度越高；a*表示紅綠色調(diào)，若a*為負(fù)值則物體顏色偏綠，a*為正值則顏色偏紅；b*表示黃藍(lán)色調(diào)，若b*為負(fù)值則物體顏色偏藍(lán)，b*為正值則物體顏色偏黃。

1.2.4 理化成分測(cè)定（1）葉綠素含量：參照Aronn 等［13］和張麗華等［14］方法，稱取0.5 g 茶粉，加入80%丙酮15 mL，4 ℃下提取30 min，抽濾得上清液，定容至25 mL，吸取5 mL 定容液，再次定容至25 mL，分別測(cè)定663 和645 nm 處的吸光度，計(jì)算葉綠素a、葉綠素b 的含量：

式中，V 為吸取茶樣定溶液體積（mL）；OD663為波長(zhǎng)663 nm 處的吸光值，OD645為波長(zhǎng)645 nm處的吸光值。

（2）理化成分：茶多酚含量測(cè)定采用酒石酸鐵比色法，兒茶素含量測(cè)定采用香莢蘭素比色法，游離氨基酸含量測(cè)定采用茚三酮比色法［15］。

1.2.5 葉綠素?zé)峤到鈩?dòng)力學(xué)模型構(gòu)建 烘焙夏秋綠茶中葉綠素的降解動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建參照張麗華等［15］方法，通過(guò)測(cè)得的葉綠素含量計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)（k）、半衰期（t1/2）：

式中，C為茶樣烘焙至t時(shí)刻的葉綠素含量（mg/g）；C0為茶樣初始的葉綠素含量（mg/g）；K為一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)（h-1）；t1/2為半衰期（h）。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘焙對(duì)夏秋綠茶色澤的影響

2.1.1 干茶色澤 烘焙過(guò)程中，茶葉色澤由墨綠變?yōu)辄S褐色或紅褐色。在80 ℃下烘焙1～3 h、100℃下烘焙1～2 h、120 ℃下烘焙0.5 h，茶葉的色澤品質(zhì)均保持較好；隨著烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)，干茶色澤逐漸褐化，當(dāng)80 ℃烘焙時(shí)間達(dá)5 h、100 ℃烘焙超達(dá)3 h、120 ℃烘焙達(dá)1 h，干茶色澤就會(huì)出現(xiàn)明顯的褐化（表1）。

表1 烘焙過(guò)程中烘焙茶樣的色澤評(píng)價(jià)Table 1 Color evaluation of baked tea samples during baking process

2.1.2 茶湯色澤 烘焙茶樣對(duì)應(yīng)的茶湯色澤受烘焙溫度的影響顯著，當(dāng)采用80 ℃溫度進(jìn)行烘焙時(shí)，只要烘焙時(shí)間不超過(guò)4 h，茶湯顏色仍然可以保持黃綠明亮；當(dāng)烘焙溫度為100 ℃、烘焙時(shí)間1 h，茶湯顏色即變?yōu)樾狱S明亮；烘焙溫度為120 ℃、烘焙時(shí)間0.5 h，茶湯顏色變?yōu)樾狱S明亮，烘焙超過(guò)1 h 茶湯顏色由杏黃逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌赛S（表1）。

2.1.3 葉底色澤 茶葉經(jīng)烘焙后，葉底色澤逐漸由黃綠、黃綠偏黃轉(zhuǎn)化為黃褐色（表1）。當(dāng)烘焙溫度為80 ℃時(shí)，葉底色澤變化較慢；烘焙溫度為100 ℃、烘焙3 h 后葉底色澤變化顯著，逐漸開始褐化；烘焙溫度為120 ℃，由于溫度較高，葉底顏色變化較快，烘焙1 h 葉底即出現(xiàn)褐色。

2.2 烘焙對(duì)夏秋綠茶色差值變化的影響

烘焙溫度和烘焙時(shí)間對(duì)綠茶樣品色差的影響見表2。在烘焙溫度為100、120℃時(shí)，烘焙茶樣的色差明度值L*、a*、b*值總體表現(xiàn)為隨烘焙時(shí)間的延伸先逐漸升高后降低；而烘焙溫度為80℃時(shí)，烘焙茶樣的色差明度值L*、a*值隨烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)表現(xiàn)為逐漸升高的趨勢(shì)，b*值在烘焙時(shí)間為3 h 時(shí)達(dá)到最高，然后急劇下降，但仍顯著高于對(duì)照。

表2 烘焙過(guò)程中烘焙茶樣的色差變化Table 2 Changes of color difference of baked tea samples during baking process

2.3 烘焙過(guò)程中影響夏秋綠茶色澤的化學(xué)因素

2.3.1 烘焙過(guò)程中夏秋綠茶葉綠素a、b 降解的熱動(dòng)力學(xué)規(guī)律 茶葉經(jīng)過(guò)烘焙后葉綠素a、葉綠素b含量不斷降低。以不同溫度烘焙的茶樣所含葉綠素a、b 保存率的對(duì)數(shù)（lnC/C0）為縱坐標(biāo)、烘焙時(shí)間t為橫坐標(biāo)，分別進(jìn)行線性回歸，結(jié)果（圖1、圖2）表明，葉綠素的保存率對(duì)數(shù)（lnC/C0）與加熱時(shí)間t 呈明顯線性相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明烘焙過(guò)程中葉綠素的熱降解符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律。根據(jù)公式計(jì)算反應(yīng)速率常數(shù)（k）和半衰期（t1/2），結(jié)果見表3。

由表3 可知，烘焙溫度顯著影響烘焙茶樣中葉綠素a、b 的反應(yīng)速率常數(shù)k，隨著烘焙溫度的升高，葉綠素a、b 的反應(yīng)速率常數(shù)k隨之增加，其中葉綠素b 的k值明顯高于葉綠素a 的k值，說(shuō)明葉綠素b 的降解快于葉綠素a。當(dāng)烘焙溫度為80 ℃時(shí)，茶樣葉綠素降解較慢，葉綠素a 的熱降解半衰期為40.773（±3.4205）h，葉綠素b 的熱降解半衰期為32.851（±0.1555）h；當(dāng)烘焙溫度為120 ℃時(shí)，茶樣葉綠素的半衰期明顯變短，葉綠素a 的熱降解半衰期為3.834（±0.1160）h，葉綠素b 的熱降解半衰期為1.581（±0.1920）h，說(shuō)明高溫烘焙不利于茶葉保持黃綠色澤。

圖1 不同烘焙溫度下烘焙茶樣葉綠素a一級(jí)熱降解動(dòng)力學(xué)Fig.1 The first-order thermal degradation kinetics of chlorophyll a in baked tea samples at different baking temperatures

表3 不同烘焙溫度下葉綠素a、葉綠素b 的熱降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)Table 3 Kinetic parameters of thermal degradation of chlorophyll a and chlorophyll b in baked tea samples at different baking temperatures

2.3.2 烘焙過(guò)程中茶多酚及兒茶素含量的變化茶樣中茶多酚與兒茶素的含量在烘焙過(guò)程中隨烘焙時(shí)間的延伸呈不斷下降的趨勢(shì)。由表4 可知，在烘焙初期，烘焙溫度顯著影響茶樣中茶多酚與兒茶素含量的下降速率，烘焙溫度越高下降速率越快，且兒茶素含量的下降速率高于茶多酚，如烘焙1 h，烘焙溫度分別為80、100、120 ℃時(shí)，茶多酚含量下降速率分別為0.889%、1.787%、3.218%，兒茶素含量下降速率分別為0.688%、2.231%、3.856%。

2.3.3 烘焙過(guò)程中游離氨基酸的變化 由表5 可知，烘焙溫度顯著影響茶樣中游離氨基酸含量的變化，當(dāng)烘焙溫度為80 ℃時(shí)，氨基酸含量隨烘焙時(shí)間延長(zhǎng)呈波動(dòng)起伏變化；烘焙溫度為100℃時(shí)，與對(duì)照（游離氨基酸含量2.305%）相比，游離氨基酸含量先降低（烘焙1 h 為1.972%）后增加（烘焙2 h 達(dá)到高點(diǎn)2.222%）；而烘焙溫度為120 ℃時(shí)，游離氨基酸含量則表現(xiàn)為線型下降。

表4 烘焙過(guò)程中烘焙茶樣茶多酚與兒茶素含量的變化Table 4 Changes of tea polyphenol and catechin contents in baked tea samples during baking process

表5 烘焙過(guò)程中烘焙茶樣游離氨基酸含量的變化Table 5 Changes of free amino acids contents in baked tea samples during baking process

3 討論

本試驗(yàn)在于探討不同烘焙溫度、烘焙時(shí)間對(duì)夏秋綠茶色澤的影響，為烘焙技術(shù)在夏秋綠茶品質(zhì)改善中的優(yōu)化應(yīng)用提供理論參考。綠茶干茶色澤有翠綠、嫩綠、嫩黃、墨綠和黃綠等顏色，色澤的形成一方面是由茶葉中的葉綠素等物質(zhì)的酶促與非酶促化學(xué)反應(yīng)生成相應(yīng)色素類物質(zhì)綜合作用的結(jié)果［16-18］。烘焙過(guò)程中，高溫作用持續(xù)破壞葉綠體結(jié)構(gòu)，葉綠素從蛋白體中釋放出來(lái)，使呈綠色色澤的葉綠素大量降解，呈黑褐色澤的脫鎂葉綠素迅速生成并積累，是茶葉色澤逐漸變暗的主要原因之一［19］。另一方面，在烘焙過(guò)程中有茶多酚、兒茶素和游離氨基酸等物質(zhì)參與的氧化還原反應(yīng)、美拉德反應(yīng)等也會(huì)對(duì)干茶色澤產(chǎn)生重要的影響［20-21］。

烘焙過(guò)程中，烘焙溫度通過(guò)影響葉綠素降解速率、茶多酚和兒茶素等的氧化速率來(lái)改變茶葉色澤，如烘焙溫度為80 ℃時(shí)，烘焙茶樣葉綠素a、葉綠素b、茶多酚和兒茶素的降解速率/氧化速率顯著低于烘焙溫度為100、120 ℃。因此，本研究認(rèn)為烘焙溫度80 ℃烘焙 1～3 h、100 ℃烘焙1～2 h、120 ℃烘焙0.5 h，綠茶色澤品質(zhì)較好，其中80 ℃烘焙茶樣色澤品質(zhì)最好，這主要是由于低溫烘焙使茶葉中葉綠素降解速度減慢，茶多酚、兒茶素等物質(zhì)氧化速率較慢，最終葉綠素、茶多酚、兒茶素等物質(zhì)的保留率高，反之，當(dāng)烘焙溫度過(guò)高或烘焙時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，高溫作用使茶葉中葉綠素、茶多酚、兒茶素等物質(zhì)的保留率降低時(shí)，茶葉色澤就會(huì)逐漸褐化，這與敖存等［6］、宛曉春［18］的研究結(jié)果一致。烘焙過(guò)程中游離氨基酸在80、100 ℃下，烘焙初期含量會(huì)有所增加，可能與烘焙過(guò)程氨基酸的形成量（茶葉在高溫下大分子蛋白質(zhì)會(huì)通過(guò)非酶促反應(yīng)降解生成一定量的氨基酸）大于氨基酸降解與轉(zhuǎn)化的總量有關(guān)，高溫作用下茶葉中氨基酸的減少主要通過(guò)脫羧、脫氨基等反應(yīng)或通過(guò)與糖類物質(zhì)結(jié)合發(fā)生糖胺反應(yīng)，其中糖胺反應(yīng)的結(jié)果是形成黑褐色的吡嗪類物質(zhì)，使茶葉表現(xiàn)為黑褐色［18］。

4 結(jié)論

（1）烘焙可明顯影響夏秋綠茶的色澤，在烘焙溫度不變的情況下，隨烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)，L*先增加后降低；烘焙溫度升高，隨烘焙時(shí)間的延長(zhǎng)，L*呈逐漸降低的變化趨勢(shì)，而a*則逐漸增加，夏秋綠茶茶樣在烘焙過(guò)程中顏色變化呈現(xiàn)由墨綠→黃綠→紅黃→紅褐的趨勢(shì)。

（2）在烘焙過(guò)程中葉綠素a、b 的熱降解屬于一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，隨溫度升高，葉綠素a、b 的反應(yīng)速率常數(shù)k增加，半衰期（t1/2）縮短，葉綠素b 的降解快于葉綠素a。茶多酚、兒茶素及氨基酸的含量在烘焙過(guò)程中呈不斷減少趨勢(shì)。

（3）夏秋綠茶茶樣在80 ℃烘焙1～3 h、100 ℃烘焙1～2 h、120℃烘焙0.5 h，茶樣的色澤品質(zhì)較好，其中80 ℃低溫烘焙的葉綠素?fù)p失較小，茶葉色澤品質(zhì)保護(hù)效果最好。