不同厭氧時間對綠茶和紅茶加工品質的影響

張金玉 ，李美鳳，郜秋艷，陳 猛，陳 興，劉建軍

(貴州大學茶學院，貴州 貴陽 550025)

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是一種非蛋白質氨基酸[1]，是哺乳動物中樞神經系統非常有效的抑制性神經遞質，參與腦循環生理活動[2-3]，具有一定的鎮定安神作用[4-5]，且具有降血壓的效果[6-10]。目前在金蕎麥[11]、桑葉[12]和茶葉[13]等植物中已取得了相應的研究進展。提高茶葉的GABA含量和品質，將對保健茶類的發展有著深遠的意義。

王麗麗[14]等研究發現在傳統工藝下，同品種茶鮮葉制成的白茶中GABA含量較綠茶高；而Tsushida[13]等發現厭氧處理能顯著提升茶葉中GABA的含量。林智等[15]對茶葉中GABA富集影響因素進行了研究，結果表明最佳處理條件為真空，主要因素為厭氧時間，其次是氣體種類，厭氧處理溫度對提高茶葉中GABA 含量影響不大，因此生產上采用在常溫下進行厭氧處理即可，厭氧時間不宜超過8 h。此外，沈強[16]、王芳[17]和夏興莉[18]等分別開展了真空厭氧間歇技術、厭氧溫度、低溫處理對GABA含量及茶葉品質影響的研究工作。目前，關于在厭氧條件下，綠茶、紅茶加工工藝之間，以及高氨基酸茶樹品種與常規茶樹品種之間的GABA富集效果鮮見報道。本研究以高氨基酸含量的白化型茶樹品種‘黃金芽’[19-20]、‘白葉1號’[21-22]以及常規茶樹品種‘福鼎大白茶’鮮葉為原料，采用不同厭氧時間結合綠茶和紅茶工藝的方法富集樣品中的GABA，經過感官審評和理化分析，探求不同制茶工藝之間和茶樹品種間的GABA富集效果及茶葉品質變化情況，為高品質GABA茶的研究開發提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

福鼎大白茶、黃金芽、白葉1號(一芽二葉)，2019年8月22日采于貴州省鑫產園茶業有限公司茶園。

1.2 主要試劑

GABA(HPLC≥98%)，北京索萊寶科技有限公司；谷氨酸(BR)，上海吉至生化科技有限公司；咖啡堿，SIGMA；次氯酸鈉(活性氯≥7.5%)，天津市科密歐化學試劑有限公司；福林酚、沒食子酸、四硼酸鈉、重蒸酚等試劑均為AR級別，國藥集團化學試劑有限公司。

1.3 儀器設備

茶葉揉捻機(6CR-25)，浙江上洋機械有限公司；烘焙提香機(JY-6CHZ-9B)，福建佳友茶葉機械智能科技股份有限公司；紅外線測溫儀(GM530)，深圳標智儀表；紅茶發酵機(JY-6CFJ-2B)，福建佳友茶葉機械股份有限公司；真空封口機(MS1160)，東莞市凱仕電器有限公司；電子天平(BSA224S)，賽多利斯；離心機(TDZ4-WS)，長沙平凡儀器儀表有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱(101-2AB)，天津泰斯特儀器有限公司；電熱恒溫水浴鍋(DK-98-II)，天津泰斯特儀器有限公司；紫外分光光度計(UV-6300)，上海美譜達儀器有限公司。

1.4 試驗方法

鮮葉進行常規攤放4 h后，以不同厭氧時間分別結合綠茶和紅茶工藝進行制樣。厭氧處理方式為稱取鮮葉300 g于食品真空包裝袋中，采用食品真空封口機抽真空封口包裝，置于室內進行常溫厭氧處理。綠茶具體工藝步驟為：鮮葉攤放→厭氧(時間分別為0、2、4、8 h)→殺青(投葉量300 g，鍋溫180℃，時間2 min)→80℃干燥至足干；紅茶具體工藝步驟為：鮮葉攤放→揉捻30 min→厭氧(時間分別為0、2、4、8h)→發酵(時間為4 h，發酵溫度為28℃，濕度保持為90%)→80℃干燥至足干。試驗因素水平及樣品編號見表1。

表1 試驗因素水平及樣品編號

1.5 茶葉感官審評

按照《GB/23776-2018茶葉感官審評方法》中的綠茶、紅茶審評方法，由3位審評專家對樣品的湯色、香氣、滋味和葉底進行密碼審評。由于茶樣無做形工藝，干茶外形松散，因此外形不參評，葉底只進行色澤勻整度和明暗度審評，計分時按湯色15%、香氣30%、滋味40%、葉底15%的權重進行加權平均計算。

1.6 主要品質成分測定

根據《GB/T 8313-2018 茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》《GB/T 8314-2013 茶游離氨基酸總量的測定》《GB/T 8312-2013 茶咖啡堿測定》《根據GB/T8305-2013 茶水浸出物測定》[23-26]檢測茶葉的茶多酚總量、游離氨基酸總量、咖啡堿和水浸出物含量。

1.7 γ-氨基丁酸(GABA)測定

1.7.1 樣品測定 參考湯彩云等[27]的方法，取過100目篩的樣品粉末1 g(感量0.0001)，加入40 mL的沸水，充分搖勻，移入水浴鍋中浸提1 h，每20 min振蕩一次，后用定性濾紙過濾后再過0.45 μm濾膜，接著取1 mL樣品待測液，加入0.1 mol·L-1四硼酸鈉緩沖液1.0 mL，6%重蒸酚溶液1.2 mL，7%次氯酸鈉溶液0.6 mL，混勻后立即沸水水浴10 min，后冰浴處理5 min，恢復室溫出現藍綠色后，加入2 mL的60%乙醇溶液，于波長為640 nm測吸光值。

1.7.2 標準曲線建立 從2.0 mg·mL-1的標準品溶液中分別取0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL，用去離子水定容至1 mL，按1.7.1的方法加入顯色劑進行顯色反應，測吸光度。

1.8 數據統計與分析

利用Excel2010和SPSS 20.0軟件對數據進行統計和分析，所有數據均取3次重復的平均值。

2 結果與分析

2.1 不同厭氧時間茶葉感官品質分析

2.1.1 綠茶工藝茶葉感官品質分析 綠茶工藝茶葉感官審評結果如表2所示，福鼎大白茶、白葉1號和黃金芽3個品種茶葉均以對照樣品質得分最高，總體表現為湯色明亮，香氣高爽，滋味清爽鮮醇，葉底色澤勻整度好。厭氧至2 h和4 h后，茶葉感官品質正常，隨厭氧時間延長為8 h時，3種茶葉的湯色、香氣、滋味和葉底均受到不同程度影響，茶湯色澤變暗，明亮度下降，在香氣上均出現有熟悶味，滋味青澀，同時葉底夾雜紅梗，從而導致茶葉的感官品質相對較差。由審評結果分析可知，厭氧時間延長，茶葉的綜合感官品質呈下降趨勢。

表2 綠茶工藝茶樣感官審評結果

2.1.2 紅茶工藝茶葉感官品質分析 紅茶工藝茶葉的感官審評結果由表3可知，福鼎大白茶、白葉1號和黃金芽3個品種茶葉的對照樣品綜合品質得分最高，總體表現為湯色明亮，香氣帶甜香，滋味醇厚，葉底的色澤勻整度較好，厭氧2 h和4 h的樣品感官品質總體表現穩定。在厭氧時間達8 h時，3種茶葉綜合品質得分較低，主要體現在香氣、滋味和葉底3個方面，茶葉香氣變得低悶，滋味醇厚度下降且變澀，葉底紅暗且有花雜。紅茶工藝茶葉葉底色澤容易變暗，分析其原因是厭氧時間延長導致PPO酶活性中心呈脫氧態形式[28]，且茶多酚含量下降，影響正常酶促氧化反應而產生不正常色澤。

表3 紅茶工藝茶樣感官審評結果

2.2 厭氧時間對不同工藝茶葉的GABA含量影響

厭氧時間對不同工藝茶葉的GABA含量分析如表4所示，福鼎大白茶、白葉1號和黃金芽3個品種茶葉其對照樣的GABA含量很低，在綠茶和紅茶工藝中，其含量分別在0.03～0.08 mg·g-1和0.07～0.11 mg·g-1之間，隨厭氧時間延長，3種茶葉的GABA含量顯著增加，如綠茶工藝的黃金芽在厭氧2、4、8 h后，GABA含量分別達1.10、1.56、2.64 mg·g-1，相較于對照樣分別增長了13.75倍、19.5倍和33倍；紅茶工藝的黃金芽在相同厭氧時間內GABA含量分別達1.13、1.67、2.69 mg·g-1，相較于對照樣分別增長了10.27、15.18、24.45倍，GABA富集效果極為顯著，且發現在兩種工藝中，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號的GABA富集量大小均表現為黃金芽>白葉1號>福鼎大白茶。相同厭氧時間內，發現同品種鮮葉加工的紅茶工藝茶樣GABA含量顯著高于其綠茶工藝茶樣，分析其原因可能是揉捻過程中，鮮葉細胞破碎率增加，導致谷氨酸在厭氧過程中脫羧反應程度增強，轉化成GABA 的含量較多[29]。

表4 不同工藝茶葉GABA含量分析

2.3 厭氧時間對不同茶樹品種茶葉GABA含量影響

由表5不同工藝茶葉GABA含量的定基增長率回歸方程的R2值大小可知，在厭氧0～8 h內，福鼎大白茶、白葉1號和黃金芽3個品種茶葉GABA含量增長的線性擬合度呈一定規律性，在綠茶工藝茶葉中，黃金芽(R2= 0.9792)>白葉1號(R2= 0.9498)>福鼎大白茶(R2= 0.8043)；紅茶工藝茶葉中，黃金芽(R2= 0.9868)>白葉1號(R2= 0.9306)>福鼎大白茶(R2= 0.7899)，說明厭氧時間對黃金芽的GABA富集效果最為明顯，其次是白葉1號和福鼎大白茶。

表5 不同工藝茶葉的GABA增長率的線性回歸方程

2.4 厭氧時間對不同工藝茶葉主要品質成分含量影響

2.4.1 厭氧時間對綠茶工藝茶葉主要品質成分影響 經Duncan多重比較結果表明，隨厭氧時間延長，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號的主要品質成分變化趨勢相同。由表6可知，茶多酚和水浸出物的含量均有不同程度下降，厭氧時間達8 h時，含量顯著低于對照樣；氨基酸含量呈顯著上升趨勢，厭氧時間達8 h，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號的氨基酸含量分別為2.56%、4.92%和4.11%，分別較其對照樣增加了6.67%、4.68%、2.24%。有研究表明，無氧條件下，蛋白質動態平衡體系中，“降解”占據主導地位，蛋白質降解使游離氨基酸總量上升[30]；而咖啡堿含量變化不大。

表6 厭氧時間對綠茶工藝茶樣主要品質成分影響

2.4.2 厭氧時間對紅茶工藝茶葉主要品質成分影響 紅茶工藝茶葉的主要品質成分變化趨勢與綠茶工藝茶葉相同，由表7可知，隨厭氧時間延長，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號的茶多酚含量均有不同程度降低，厭氧時間達8h，3種茶葉茶多酚含量分別較對照樣降低了8.25%、13.48%和9.89%；氨基酸含量均呈顯著上升趨勢，厭氧時間達8h時，氨基酸含量分別為2.32%、4.66%和4.13%，與對照樣含量相比，分別提升了7.41%、2.64%和7.27%；咖啡堿總含量變化不大；水浸出物含量呈下降趨勢。

表7 厭氧時間對紅茶工藝茶樣主要品質成分影響

2.5 茶葉主要品質成分與GABA的相關性分析

Pearson相關性分析結果如表8所示，在厭氧0～8 h內，綠茶和紅茶兩種工藝茶葉的主要品質成分與GABA存在不同程度的相關性。其相關性大小總體均表現為，氨基酸>茶多酚>水浸出物>咖啡堿，GABA與氨基酸的相關性最大，與茶多酚和水浸出物大體上呈極顯著負相關性，與咖啡堿的相關性不顯著。綠茶工藝中，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號的氨基酸含量與其GABA富集含量的相關性大小依次為黃金芽(R=0.986)>白葉1號(R=0.878)>福鼎大白茶(R=0.852)；在紅茶工藝中依次為黃金芽(R=0.936)>白葉1號(R=0.933)>福鼎大白茶(R=0.794)。結合2.2節理化分析結果可知，在相同厭氧時間內，3種茶葉的氨基酸和GABA含量大小均呈現為黃金芽>白葉1號>福鼎大白茶，茶葉GABA富集量與氨基酸含量成正比，與相關性分析結果一致，由此表明氨基酸含量高的茶樹品種，其GABA的富集效果較好，茶樹品種與GABA增長相關性強弱依次為黃金芽，白葉1號，福鼎大白茶。

表8 不同工藝茶葉GABA與主要品質成分的相關性分析

3 討論與結論

本試驗發現厭氧時間過長，綠茶工藝茶葉容易產生熟悶味，青澀味重，且會產生紅梗；紅茶工藝茶葉容易產生悶味、青氣味變重且葉底色澤欠勻，導致厭氧茶樣的綜合品質低于其對照樣，該結果與沈強等[31]的研究結果一致。

通過比較3個不同品種茶葉在厭氧過程中的內含品質成分變化情況，發現不同氨基酸含量的茶葉與其GABA的富集效果具有一定相關性，結合理化分析和相關性分析可知，在相同厭氧時間內，氨基酸含量高的茶葉其GABA的富集效果較好，該結果與廖明星等[32]的研究結果一致。比如在綠茶和紅茶工藝下，黃金芽的GABA含量最高，分別達2.64、2.69 mg·g-1，高于其他兩個品種茶葉。

不同厭氧方式GABA的富集效果不同，吳春蘭[33]等通過重復2次真空處理3 h，增氧攤放2 h，茶葉GABA含量達到GABA茶(1.5 mg·g-1)標準[13]。本試驗采用連續厭氧的方式，厭氧時間大于2 h以上，有G23(1.56 mg·g-1)、G24(2.64 mg·g-1)、G34(2.07 mg·g-1)、B23(1.67 mg·g-1)、B24(2.69 mg·g-1)、B34(2.24 mg·g-1)等樣品達GABA茶標準。在相同厭氧時間和原料的基礎上，本試驗茶樣G14與毛清黎等[34]所測定茶樣的GABA增加倍數相差較大，分別為41.7倍和6.65倍，可能是采樣季節和工藝存在差異。據Wu[35]等研究表明，盡管厭氧處理具有明顯的 GABA 富集效應，但長時間厭氧處理易造成茶葉品質和口感變化。根據本試驗所設定的厭氧條件參數，若只注重茶葉中GABA的富集效果，認為采用連續厭氧時間為8 h為最佳；若同時注重茶葉的感官品質以及GABA富集效果，在實際加工過程中，可適當縮短厭氧時間。

在綠茶、紅茶工藝下，隨厭氧時間延長，福鼎大白茶、黃金芽和白葉1號的GABA含量均呈現極顯著增加趨勢，游離氨基酸含量顯著增加，茶多酚和水浸出物含量呈下降趨勢，咖啡堿總含量變化較小；相同厭氧時間內，紅茶工藝茶葉GABA富集量顯著高于綠茶工藝茶葉；氨基酸含量較高的茶樹品種，其GABA的富集效果較好。結果表明采用一芽二葉的鮮葉，在真空度為0.09 Mpa，連續厭氧4 h，厭氧溫度為25℃的條件下，分別結合殺青鍋溫為180℃，投葉量為300 g，殺青時間為2 min的綠茶工藝和發酵溫度為28℃，濕度為90%，發酵時間為4 h的紅茶工藝，所制得的綠茶清香濃郁、滋味清爽，紅茶香氣高長、滋味醇厚，綜合品質最佳，且達GABA茶標準。