花香型金萱紅茶加工過程中主要理化成分動態變化

吳玲玲，梁光志，馮紅鈺，覃仁源，王云仙，趙云雄，羅蓮鳳

（廣西南亞熱帶農業科學研究所，廣西崇左 532415）

花香型紅茶是采用傳統紅茶工藝結合做青技術制成的兼具傳統紅茶風格和獨特花果香的茶產品，其憑借獨特的香氣特點，深受消費者的喜愛，市場前景廣闊[1]。茶葉的香型主要取決于茶樹品種和加工技術[2]，曬青與做青是形成花香型紅茶獨特品質的關鍵工序[3]。曬青過程是太陽光能與熱能促使葉片水分蒸發，鮮葉短時內失水，細胞基質濃度提高，酶的活性增強，加速葉內物質的化學變化，增加香氣成分的形成。做青（搖青）過程是葉片經過適當機械損傷引發茶葉生化成分轉化、香氣成分逐漸顯現。近年來，研究人員利用優選的烏龍茶品種鮮葉為原料，在傳統紅茶工藝基礎上增加曬青與做青工序，加工成的紅茶花香濃郁、滋味醇厚甘鮮[4]。陽景陽等[5]采用紅茶新工藝（增加曬青與做青工序）制作的黃觀音紅茶品質較好，花香明顯、滋味醇和甘甜。雷攀登等[6]發現，夏季鮮葉經做青加工而成的祁門紅茶，其香氣、滋味品質得到了明顯的改善，做青更有利于香氣、滋味品質的形成。蔡烈偉等[7]研究表明，紅茶加工過程中，增加曬青與搖青工序更能促進烏龍茶的發酵，利于花果香氣成分和滋味成分的轉化。另外，萎凋、揉捻、發酵、干燥是傳統紅茶加工的基本工序[8]，茶鮮葉經過這幾道工序，生化成分發生劇烈變化[9]，形成紅茶典型的紅湯、紅葉及甜醇的滋味特征[10]。茶葉加工過程中的各道工序都至關重要，共同影響和決定著紅茶的最終品質[11]。

金萱是通過雜交育成的烏龍茶品種，其特性優良、抗性強、產量高，有獨特的花果香[12]。羅蓮鳳等[13]以金萱一芽一葉為原料，將烏龍茶曬青、做青（搖青）工藝與傳統紅茶工藝相結合，研制出花香型金萱紅茶。茶葉中的茶多酚、咖啡堿、氨基酸、黃酮、可溶性糖等主要理化成分的含量是反映茶葉內在品質優劣的重要指標[14]。研究表明，不同加工工藝對茶葉感官品質、生化成分含量等存在明顯的影響[15-16]。目前，關于金萱紅茶品質形成機理的探究還不夠深入，加工工藝對該茶產品品質的研究較少。為了解紅茶新工藝（增加曬青、搖青）對金萱紅茶主要理化成分過程的影響，本研究以金萱一芽一葉為原料，對各個加工環節試樣進行外觀記錄和主要理化成分檢測，分析花香型金萱紅茶加工過程中主要理化成分含量變化規律，以期為花香型金萱紅茶加工工藝技術的改進及產品品質的提升提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮葉：采自廣西農業科學院南亞熱帶農業科學研究所名優茶葉種植基地，品種為金萱，采摘標準為一芽一葉，采摘時間為2021年9月7日。

兒茶素（catechin，C）、表兒茶素（epicatechin，EC）、表沒食子兒茶素（epigallocatechin，EGC）、表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（gallocatechin gallate，GCG）、沒食子兒茶素（gallocatechin，GC）、兒茶素沒食子酸酯（catechin gallate，CG）：北京北納創聯生物技術研究院；咖啡堿（caffeine，CAF）、可可堿（theobromine，TB）、茶堿（theophylline，TP）、1，3，7-三甲基尿酸（1，3，7-trimethyluric acid，TMUA）：成都植標化純生物技術有限公司；苦茶堿（theacrine，TCR）：上海麥克林生化科技有限公司；乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純）、無水碳酸鈉、福林酚、無水乙醇、95%乙醇、沒食子酸、鹽酸、氫氧化鈉、氯化鉀、醋酸鈉（均為分析純）：北京索萊寶科技有限公司；黃酮含量試劑盒、可溶性糖含量試劑盒、蛋白含量測定試劑盒：蘇州格銳思生物科技有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

6CWD-6 型茶葉萎凋槽：南寧市創宇茶葉機械有限公司；6CLZ60-11 理條機、6CTH 提香機：浙江衢州上洋機械有限責任公司；6CR-45 揉捻機：廣西南寧市創宇茶葉機械有限公司；6CTH 型烘干機：浙江上洋機械有限公司；DW-86L388J 超低溫冰箱：青島海爾特種電器有限公司；FA-1004 電子天平：上海舜宇恒平科學儀器有限公司；UltiMate 3000 高效液相色譜儀：賽默飛世爾科技有限公司；BlueStar B 紫外可見分光光度計：北京萊伯泰科儀器有限公司；ALPHA 1-2LDplus 冷凍干燥機：博勱行儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 金萱紅茶加工工藝流程

參照羅蓮鳳等[13]的方法對金萱紅茶進行加工，工藝流程如下。

鮮葉（金萱一芽一葉）→曬青（下午陽光較弱時，將曬青布鋪在曬青場上，地表溫度25～35 ℃，將鮮葉均勻撒在殺青布上進行5～25 min，失水率3%～8%）→搖青（將搖青葉置于搖籠約2/3 體積，搖青機轉速6～10 r/min，2～5 min）→萎凋（16 h）→揉捻（60 min）→發酵（堆葉厚度5～12 cm，4 h）→干燥（70 ℃，150 min）→提香（85 ℃，90 min）。

1.3.2 常規理化成分的測定

水分、水浸出物、茶多酚及游離氨基酸含量的測定分別按照GB/T 8304—2013《茶水分測定》、GB/T 8305—2013《茶水浸出物測定》、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》的方法進行測定；蛋白質含量的測定：考馬斯亮藍法；總黃酮含量的測定：NaNO2-Al（NO3）3-NaOH 顯色法；蛋白質、可溶性糖、黃酮含量測定的具體操作步驟根據相應試劑盒說明書進行。

1.3.3 兒茶素類、嘌呤生物堿組分及含量的測定

1.3.3.1 樣品提取方法

參考劉慶帥等[17]的方法，分別取適量1.3.1 制備的茶樣于冷凍干燥機處理3 d 至茶樣干透，稱取0.200 0 g 均勻磨碎的茶樣于15 mL 離心管中，加入10 mL 70% 甲醇，超聲30 min，期間每隔5 min 上下搖勻5 次，將提取液在4 ℃冰箱靜置2 h 后取上清液過0.22 μm 有機膜，加入液相瓶中待測。

1.3.3.2 測定方法

參考吳世玲[18]的方法，采用高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）法對樣品兒茶素類、嘌呤生物堿組分及含量進行測定。色譜條件：采用高效液相色譜儀；AcciaimTM120 C18 Column（4.6 mm×250 mm，5 μm）柱；流速0.5 mL/min；柱溫35 ℃；檢測波長280 nm；流動相（A 相為水∶乙腈∶乙酸=96.5∶3∶0.5；B 相為水∶乙腈∶乙酸=69.5∶30∶0.5）。HPLC 洗脫梯度見表1。

表1 高效液相洗脫梯度Table 1 High performance liquid elution gradient

1.4 數據處理

每組試驗平行測定3 次，采用Microsoft Excel 2016、Origin 2018 64Bit、IBM SPSS Statistics 22 軟件進行數據統計分析及作圖，所得結果以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 加工過程中的外觀變化

花香型金萱紅茶的外觀特征在加工過程中逐漸形成，各加工工序樣品的外觀主要表現為色澤和條索的變化，花香型金萱紅茶加工過程中的外觀變化見圖1。

圖1 花香型金萱紅茶加工過程中的外觀變化Fig.1 Appearance of flowery Jinxuan black tea during processing

由圖1 可知，經過輕曬青，鮮葉在短時間內失水，失去原有的光澤，嫩梢豎直時頂芽下垂，由原來的膨脹狀態變得柔軟。曬青葉進行輕搖青2 次后，花香顯露。水分在萎凋過程中不斷散失，葉片逐漸萎縮，葉質由硬變軟，葉片彈性增強。發酵過程中，發酵葉青草氣消失，葉片的色澤變化明顯。隨后，其色澤進一步變為干燥葉的紅潤，金毫顯露。曬青、萎凋、發酵、干燥、提香等工序對紅茶條索的變化基本沒有影響。揉捻結束后，條片外形變化較為明顯，由自然形變為粗松的條形，條索緊結。揉捻過程中，萎凋葉葉肉細胞遭到破壞，液泡細胞液釋放，有利于細胞液泡中的兒茶素與多酚氧化酶結合，進而發生酶促氧化反應，為發酵創造適宜條件[19]。

2.2 加工過程中常規理化成分含量分析

紅茶加工過程中含水量呈逐漸下降趨勢，各工序含水量下降程度有所不同。干燥和提香過程中樣品含水量下降程度較大，萎凋、揉捻和發酵工序樣品中含水量比較穩定，曬青、搖青工序含水量下降較少。水浸出物是茶湯的主要呈味物質，其含量高低反映了茶葉中可溶性物質的多少，標志著茶湯的厚薄、滋味的濃強程度，與茶葉品質成正相關[20]。加工過程中常規理化成分含量變化見表2。

表2 加工過程中常規理化成分含量動態變化Table 2 Dynamic changes in the content of routine components during processing

由表2 可知，鮮葉至揉捻階段，水浸出物含量呈升高趨勢，在揉捻工序達到最大值（53.51%），揉捻結束后，水浸出物含量降低，且發酵至提香階段，水浸出物含量差異不顯著。茶葉中氨基酸易溶于水，作為茶葉中重要的品質成分，氨基酸對茶葉的滋味、香氣、嫩度都起著至關重要的作用。鮮葉至揉捻階段，游離氨基酸含量逐漸升高，萎凋與揉捻工序茶樣中游離氨基酸含量差異不顯著，發酵、干燥及提香工序茶樣中游離氨基酸含量差異不顯著。總的來說，加工過程中游離氨基酸含量比較穩定。茶多酚是決定茶湯濃度和湯色的主要成分。加工過程中，茶多酚含量逐漸降低，鮮葉中茶多酚含量最高（21.68%），曬青、搖青及萎凋工序茶樣中茶多酚含量差異不顯著。

茶葉中可溶性糖主要包括單糖和雙塘，是構成茶湯濃度和滋味的重要物質。由表2 可知，加工過程中，可溶性糖含量整體呈逐漸降低的趨勢，鮮葉中的可溶性糖含量最高（31.56 mg/g），曬青、搖青及揉捻工序茶樣中可溶性糖含量差異不顯著。研究表明，茶葉中黃酮類化合物含量豐富，具有較多的生理作用，其含量受到加工工藝、貯藏條件、茶樹品種、生長季節等因素影響[21]。曬青與搖青工序茶樣中黃酮含量較高且差異不顯著，分別為153.36、148.99 mg/g。而發酵與干燥工序茶樣中黃酮含量較低且差異不顯著，分別為102.78、100.59 mg/g。研究發現茶葉中蛋白質含量越高，品質越好。蛋白質在茶湯中呈膠體狀態，對茶湯保持清亮起重要作用。鮮葉中蛋白質含量最高，為22.65 mg/g。萎凋與揉捻工序茶樣中蛋白質含量較低且差異不顯著。加工過程中，蛋白質含量呈不規律性變化。

2.3 加工過程中兒茶素類成分分析

兒茶素是多酚類物質，屬于黃烷醇類化合物，具有很強的抗氧化活性。加工過程中兒茶素類組分含量變化見表3。

表3 加工過程中兒茶素類組分含量變化Table 3 Changes in content of catechins during processing%

如表3所示，加工過程中各兒茶素類成分含量有所差異。鮮葉至揉捻過程中C 含量先增加后減少，發酵過后，樣品中C 未檢出。EC、ECG、EGC 含量逐漸減少，ECG 含量在鮮葉至搖青階段差異不顯著，發酵過后，EGC 未被檢測到。鮮葉至搖青階段，EGCG 含量增加，搖青結束后，含量逐漸減少。總的來說，在兒茶素類成分中EGCG 含量最高，其次是ECG。加工過程中未檢測到GC、CG、GCG 成分。兒茶素類含量及其組成與茶葉品質密切相關，如酯型兒茶素苦澀味較強，收斂性強，非酯型兒茶素苦澀味較弱，先苦后甘，收斂性較弱，爽口。兒茶素類物質以酯型兒茶素為主，鮮葉、曬青、搖青工序中酯型兒茶素含量較高，差異不顯著，搖青過后，酯型兒茶素含量逐漸降低，含量差異顯著。非酯型兒茶素與兒茶素總量在加工過程中呈逐漸降低趨勢。

2.4 加工過程中嘌呤生物堿成分分析

生物堿是構成茶湯滋味的重要物質，也是茶葉中主要的生理活性成分。生物堿大多數本身味苦，但與多酚類及其氧化產物形成絡合物以后便具有一種鮮爽滋味[22]。嘌呤生物堿是茶葉中一種具有相同嘌呤環結構的生物堿，主要包括咖啡堿、可可堿、茶葉堿、苦茶堿、1，3，7-三甲基尿酸等[23]。在Camelliasinensis茶種中，咖啡堿是嘌呤生物堿的主要特征性成分，一般占茶葉干重的2%～4%，其次是可可堿（0.05%）和茶堿（0.002%），苦茶堿含量微弱，甚至沒有[2]。加工過程中嘌呤生物堿成分含量變化見表4。

表4 加工過程中嘌呤生物堿成分含量變化Table 4 Changes in content of purine alkaloids during processing%

如表4所示，加工過程中只檢測到CAF、TB、TMUA 3 種嘌呤生物堿，未檢測到TP 與TCR。其中，咖啡堿含量相比其他嘌呤生物堿要高。在揉捻工序中咖啡堿含量最高（4.17%），鮮葉中含量最低（3.63%），加工過程中咖啡堿含量呈不規律性變化。可可堿含量在0.16%～0.37%之間，鮮葉中最高。加工過程中檢測到的1，3，7-三甲基尿酸含量較少，均小于0.05%。嘌呤生物堿總含量在揉捻工序中最高（4.40%），鮮葉、曬青、發酵工序中含量差異不顯著，干燥與提香工序茶樣中含量較低且差異不顯著。

2.5 加工過程中主要理化成分之間的相關性

加工過程中主要理化成分之間的相關性見圖2。

圖2 加工過程中主要理化成分之間的相關性Fig.2 Correlations between major components during processing

由圖2 可知，金萱紅茶加工過程中水浸出物與嘌呤生物堿、黃酮含量均呈顯著正相關（P＜0.05），相關系數分別為0.83、0.79，而與蛋白質含量呈負相關，相關系數為-0.31。茶多酚與酯型兒茶素、非酯型兒茶素、兒茶素、可溶性糖及黃酮含量呈顯著正相關，相關系數分別為0.96、0.93、0.96、0.95、0.77。游離氨基酸與非酯型兒茶素、蛋白質含量呈顯著負相關，相關系數為-0.74、-0.88。酯型兒茶素與非酯型兒茶素、兒茶素、可溶性糖、黃酮含量均呈顯著正相關，相關系數分別為0.97、1.00、0.87、0.87。非酯型兒茶素與兒茶素、可溶性糖、黃酮含量呈顯著正相關，相關系數分別0.98、0.83、0.78。兒茶素與可溶性糖、黃酮含量呈顯著正相關，相關系數分別0.87、0.85。由此得出，金萱紅茶加工過程中理化成分之間具有一定的相關性。

2.6 多元線性回歸分析

茶葉的水浸出物是評價茶品質的綜合性指標，一般水浸出物含量越高，茶的品質越好[24]。為探究影響水浸出物含量變化的主要因素，以水浸出物含量（Y）為因變量，茶多酚（X1）、游離氨基酸（X2）、咖啡堿（X3）、酯型兒茶素（X4）、非酯型兒茶素（X5）、兒茶素（X6）、嘌呤生物堿（X7）、可溶性糖（X8）、黃酮（X9）、蛋白質（X10）的含量為自變量進行逐步回歸分析，建立多元線性回歸方程，結果見表5。

表5 多元回歸分析結果Table 5 Results of multiple regression analysis

經逐步回歸分析后，只有嘌呤生物堿變量對水浸出物偏回歸均達到差異顯著（P＜0.05），而被引入回歸方程。對回歸方程進行擬合優度及顯著性檢驗，結果顯示線性關系極顯著（P＜0.01），調整后的R2=0.647，表明擬合優度較好，得到的回歸方程可以把金萱紅茶加工過程中水浸出物含量與嘌呤生物堿總含量之間的關系量化，為金宣紅茶加工過程中品質的控制奠定一定的理論基礎。

3 討論與結論

理化成分是決定茶葉品質的物質基礎。金萱紅茶在干燥、提香工序中，需要提高溫度和空氣流通速度，因此樣品含水量下降較快，而萎凋、揉捻和發酵工序需要降低樣品的失水速度，必要時采取適當的補水措施，從而達到理想的發酵效果，因此萎凋至發酵期間含水量變化不大。曬青時間較短，且下午陽光較弱，因此含水量降低較少。揉捻結束后，隨著茶葉內的水分含量不斷減少，葉內的水解酶、氧化酶活性變強。另外，多酚類物質與蛋白質結合形成了非水溶性產物，非水溶性產物的增加也是導致水浸出物下降的直接原因。茶多酚具有酚羥基，加工過程中接觸到空氣，容易發生非酶促氧化反應，導致加工過程中含量不斷減少。鮮葉至揉捻階段，葉內蛋白質水解成氨基酸，含量逐漸升高，萎凋與揉捻工序茶樣中游離氨基酸含量差異不顯著，發酵、干燥及提香工序茶樣中氨基酸含量差異不顯著。加工過程中，糖類本身的變化或與氨基酸等物質相互作用，可溶性糖含量基本呈逐漸降低的趨勢。鮮葉茶樣中蛋白質含量最高，蛋白質含量與鮮葉的嫩度有直接關系，鮮葉嫩度越好，含量越高。在兒茶素類成分中EGCG 含量最高，其次是ECG，兒茶素類物質以酯型兒茶素為主。咖啡堿含量比較穩定，在不同理化成分階段沒有顯著變化。咖啡堿含量相比其他嘌呤生物堿要高，生物堿分子含有多個氮原子，每個氮原子都有孤對電子，能夠吸引兒茶素分子中羥基氫，彼此形成氫鍵生成締合絡合物，加工過程中，各個生物堿與兒茶素分子的締合度不同，其含量也不同。金萱紅茶加工過程中理化成分之間存在一定的相關性。水浸出物與嘌呤生物堿、黃酮含量均呈顯著正相關，而與蛋白質含量呈負相關。茶多酚與酯型兒茶素、非酯型兒茶素、兒茶素、可溶性糖及黃酮含量呈顯著正相關。游離氨基酸與非酯型兒茶素、蛋白質含量呈顯著負相關。酯型兒茶素與非酯型兒茶素、兒茶素、可溶性糖、黃酮含量均呈顯著正相關。非酯型兒茶素與兒茶素、可溶性糖、黃酮含量呈顯著正相關。兒茶素與可溶性糖、黃酮含量呈顯著正相關。對水浸出物與茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿、酯型兒茶素、非酯型兒茶素、兒茶素、嘌呤生物堿、可溶性糖、黃酮、蛋白質進行逐步回歸分析表明，只有嘌呤生物堿變量引入了回歸方程，建立的回歸方程線性關系極顯著（P＜0.01），說明加工過程中水浸出物含量的變化主要是由嘌呤生物堿含量的變化引起的。通過把加工過程中水浸出物含量和嘌呤生物堿含量之間的關系量化，對于花香型金萱紅茶加工中的品質控制具有一定的指導意義。