白茶萎凋過程葉片微形態動態變化規律

劉財國，于文濤，樊曉靜，王澤涵，陳曉君，蔡春平，葉乃興*

(1.福建農林大學園藝學院，福建 福州 350002；2.福州海關技術中心福建省檢驗檢疫重點實驗室，福建 福州 350001)

茶樹(Camelliasinensis(L.)O. Kuntze)為重要經濟作物，其嫩梢葉片是主要的采摘部位[1]?！６Υ蟀撞琛菄壹墐灹计贩N(GS13001-1985)，具有發芽早、芽葉黃綠色、茸毛特多等特點，適制茶類多，有紅茶、綠茶、白茶等，制白茶白毫滿披，香氣清鮮，滋味醇和。萎凋是白茶加工的關鍵工序[2]，對白茶品質影響很大，鮮葉萎凋過程發生一系列物理化學反應，使得茶葉內含生化成分進行交叉轉化，形成了獨特品質，尤其對成茶香氣、滋味的影響最為明顯[3-4]。

萎凋是白茶的初始工藝，茶鮮葉在萎凋過程中，水分不斷散失，鮮葉呼吸作用持續進行，內質物質發生劇烈變化。鮮葉減重率加重，但各主要品質成分含量的變化并不是同步的，為品質形成提供特定的物質基礎[5-9]。隨萎凋時間的增加，鮮葉減重率逐漸增大，與白茶品質形成的關鍵酶基因發生動態表達，有利于萎凋葉生化成分的變化，對茶葉的品質提升具有積極作用[10-12]。茶樹葉片萎凋的研究主要集中于葉片的宏觀形態、理化成分、脅迫反應和基因表達等方面，至今未見對茶樹葉片在萎凋加工過程中的微形態特征變化研究報道。本試驗以福鼎大白茶鮮葉為試驗材料，首次運用冷場發射掃描電鏡將福鼎大白茶萎凋過程中不同階段的葉片最高放大至8000倍觀察微形態的變化，統計分析不同萎凋時間的葉片表面紋飾、氣孔和茸毛等的12個微形態特征，以期探明白茶萎凋過程中葉片微形態的動態變化規律。

1 材料和方法

1.1 試驗材料及試劑儀器

供試材料為福鼎大白茶秋梢第3葉。

主要試劑：2.5%的戊二醛溶液；pH=6.8的磷酸緩沖液；50%、70%、80%、90%和100%的乙醇；100%的叔丁醇。

主要儀器：DHG-9240A型可編程電熱烘箱(上海一恒科學儀器有限公司)；FD-1-50型真空冷凍干燥機(北京博醫康實驗儀器有限公司)；E-1010型離子濺射鍍膜儀(日立，東京，日本)；SU-8010型冷場發射掃描電鏡(日立，東京，日本)。

1.2 試驗方法

福鼎大白茶鮮葉進行5個萎凋時間處理，萎凋時間分別為0、12、24、36、48 h，每個處理重復4次。采用真空冷凍干燥[13-14]的方法處理已萎凋的茶樹葉片：在茶樹葉片中部取3 mm×3 mm大小的組織置于2.5%的戊二醛溶液中并在4℃冰箱中固定3 h；再分別用50%、70%、90%乙醇進行脫水，每次15 min；之后用100%乙醇脫水4～5次，每次15 min；最后將葉片材料置于100%叔丁醇中浸泡15 min后，放入真空冷凍干燥機進行干燥。

1.3 微形態觀察與測量

對茶樹葉片的12個性狀(內外氣孔長寬、氣孔開度、氣孔器大小、氣孔密度、茸毛長度、茸毛直徑、茸毛密度、葉腹紋飾和茸毛紋飾)進行觀察和統計。將經前處理的試驗材料用導電膠帶固定于掃描電鏡樣品臺上，用離子濺射鍍膜儀在樣品表面鍍膜80 s。用冷場發射掃描電鏡進行觀察并拍照。每個性狀重復測量15次。

1.4 統計分析

采用Image J對相關性狀特征進行測量統計[15]；以SPSS 22.0[16]對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 白茶萎凋過程葉片表面紋飾特征變化規律

不同萎凋時間處理的福鼎大白茶葉片表面紋飾存在差異(圖1)；葉表蠟質紋飾有波浪狀，皺脊狀2種類型，隨萎凋時間的增加紋飾由波浪狀逐步變為皺脊狀，萎凋0、12 h的蠟質紋飾為波浪狀，萎凋24、36、48 h的蠟質紋飾為皺脊狀；茸毛表面紋飾皆為長條形，不隨萎凋而變化。

2.2 白茶萎凋過程葉片氣孔性狀變化規律

不同萎凋時間處理的福鼎大白茶葉片的氣孔形狀皆為長卵形，具有異性氣孔(腺鱗)(圖1)。由表1可知，外氣孔長、外氣孔寬、內氣孔長、內氣孔寬、氣孔器大小都隨萎凋時間的延長先增大后減小，萎凋24 h相對最大，萎凋48 h相對最小且顯著小于其他4個處理。從圖1中可明顯看出氣孔大小的變化，先增大后減小。外氣孔長(17.26±2.3)～(21.35±3.82) μm，萎凋24 h的外氣孔長相對最長，萎凋48 h的外氣孔長相對最短、顯著短于其他4個處理；外氣孔寬(9.50±1.59)～(14.09±3.56)μm，萎凋24 h的外氣孔寬相對最寬，萎凋48 h的外氣孔寬相對最窄、顯著窄于其他4個處理；內氣孔長(8.74±2.42)～(13.93±3.97) μm，萎凋時間24 h的內氣孔長相對最長，萎凋48 h的內氣孔長相對最短、顯著短于其它4個萎凋時間；內氣孔寬(3.68±1.16)～(5.67±2.29)μm，萎凋24 h的內氣孔寬相對最寬，萎凋48 h的內氣孔寬相對最窄、顯著窄于其他4個處理；氣孔開度(0.40±0.53)～(0.43±0.82)，萎凋過程中無顯著變化；氣孔器大小(164.63±38.11)～(311.02±130.80)μm2，萎凋24 h的氣孔器大小相對最大，萎凋48 h的氣孔器大小相對最小、顯著小于其他4個萎凋處理。

圖1 白茶萎凋過程葉片微形態觀察結果Fig.1 Micromorphology of white tea leaves during withering

表1 白茶萎凋過程中氣孔微形態特征

氣孔密度在萎凋過程中的變化范圍為(286.44±20.41)～(423.78±35.14)個·mm-2，先減小后增大，萎凋24 h的氣孔密度相對最小，萎凋36 h和萎凋48 h的氣孔密度相對較大、顯著大于其他3個處理。

在萎凋過程中，葉片的外氣孔長、外氣孔寬、內氣孔長、內氣孔寬和氣孔器大小均與萎凋時長呈負相關且為二項式相關(見圖2)，它們的回歸方程分別為Y=19.90+0.179X-0.005X2、Y=11.66+0.215X-0.005X2、Y=11.19+0.285X-0.007X2、Y=4.541+0.110X-0.003X2、Y=235.7+6.723X-0.168X2；氣孔密度呈正相關，回歸方程Y=309.7-2.671X+0.108X2；氣孔開度為Y=0.0002X+0.4080。

2.3 白茶萎凋過程葉片茸毛性狀變化規律

由表2和圖2可知，茸毛直徑(9.45±1.09)～(10.49±0.83)μm，萎凋過程中茸毛直徑無顯著變化，回歸方程分別為Y=0.014X+9.504；茸毛長度(596.57±161.75)～(630.67±108.80)μm，萎凋過程中茸毛長度無顯著變化，回歸方程分別為Y=0.647X+599.7；茸毛密度(6.89±0.96)～(15.25±1.87)根·mm-2，隨萎凋時間的增加逐漸增大，回歸方程Y=6.935+0.388X-0.005X2；(圖2)。

圖2 白茶萎凋葉片微形態特征趨勢圖Fig.2 Changes on micromorphological characteristics of white tea leaves during withering

表2 白茶萎凋過程中茸毛微形態特征

3 討論與結論

3.1 白茶萎凋過程中葉片微形態發生顯著變化的性狀

萎凋過程微形態發生顯著變化的性狀為：氣孔長寬、氣孔器大小、氣孔密度、茸毛密度、葉表蠟質紋飾。在萎凋過程中隨著葉片失水，外氣孔長、外氣孔寬、內氣孔長、內氣孔寬和氣孔器大小先增大后減小，且與萎凋時間呈負相關，這與苑亞汝等[17]、何鳳等[18]研究結果基本一致。葉片萎凋過程失水，使葉片發生脅迫反應，增大氣孔提高呼吸速率以應對水分脅迫，但萎凋時間越長葉片失水量越多，氣孔減小甚至關閉以減少水分散失。氣孔密度與萎凋時間呈正相關，萎凋過程葉片逐漸失水皺縮，氣孔密度越來越大。馮淑華等[19]研究發現氣孔密度與葉片相對含水量和葉水勢呈負相關，也與本研究中葉片氣孔密度與萎凋時間呈正相關相吻合。茸毛密度在萎凋中持續增大是葉片萎凋持續失水皺縮，茸毛聚集而密度增大；葉片萎凋皺縮亦使蠟質紋飾由波浪狀逐漸成皺脊狀。夏春[20]等研究表明煙草加工過程中，云煙87上部煙葉水分散失增加，葉片形態收縮幅度逐漸增加，這與本試驗中白茶萎凋過程葉片失水引起的葉片形態變化相一致。

3.2 白茶萎凋過程中葉片微形態未發生顯著變化的性狀

本實驗的結果表明，白茶在萎凋過程中葉片氣孔開度和茸毛的微形態性狀無顯著變化。氣孔開度是內氣孔寬與內氣孔長的比值，葉片氣孔開度是一個相對穩定的性狀，不易受到萎凋工藝的影響。嫩梢茸毛的主要生化成分為茶多酚、氨基酸、咖啡堿等[21-22]，是影響白茶品質的重要因子，萎凋過程失水對茸毛直徑、茸毛長度、茸毛紋飾的影響小，茶樹葉片茸毛微形態性狀在白茶萎凋過程中基本無變化。不同品種茶樹嫩梢葉片的生化成分含量各不相同，其微形態也存在較大差異，而茶樹嫩梢葉片微形態與內含生化成分的關系尚不明確，有待進一步研究。