陈习村,石琳,李军,郑生宏,方世辉
(安徽农业大学农业部茶及药用植物安全生产重点开放实验室,合肥 230036)
鲜叶摊放作为绿茶加工过程的一个前处理工序,在摊放过程中,鲜叶散失水分,叶质变得柔软,易于在炒制过程中造型,同时由于水分蒸发,容易控制杀青质量,也能节省能源和人工[1]。1955年~1956年,浙江农业大学张堂恒教授就多次对龙井茶鲜叶进行了摊放实验[2],结果表明鲜叶经适度摊放后既有利成茶的品质,且提高工效,降低了成本;1986年,程启坤、阮宇成等[3]通过对鲜叶摊放中化学成分变化的研究,认为绿茶杀青前进行适当摊放,对于改善茶叶品质是有利的;1994年,梁晓岚等通过大量的实验,发现鲜叶摊放对于改善大叶种绿茶的苦涩味有一定的效果;2008年,尹军峰、许勇泉等[4]研究了茶鲜叶摊放过程中主要生化成分的动态变化,结果表明随着摊放时间的增加,茶鲜叶中含水率下降逐渐加快,干物质质量下降;茶多酚和儿茶素总量呈现前期下降后期有所上升的趋势,酯型儿茶素总量逐渐下降;氨基酸总量呈上升趋势;咖啡碱和可溶性总糖含量呈逐渐上升趋势。目前普遍认为,摊放过程中,茶鲜叶中的内含物质发生一定的变化,摊放鲜叶化学变化加剧,叶细胞组织脱水,细胞液浓缩,蛋白质的理化特性改变,使酶由结合态变为溶解状态,酶系反应方向趋向于水解,酶系的活力增强,一些贮藏物质如淀粉、多糖、蛋白质、果胶类物质开始水解生成简单物质,有利于提高茶汤滋味,同时由于多酚氧化酶的作用,使多酚类部分发生氧化[5]。
目前对如何控制摊放程度的看法不一,日本的八木勇认为绿茶摊放时间为1~2.5h品质最好。凌光汉认为龙井茶摊放时间应大于4h。李立祥认为名优茶应薄摊1~3h,游小青却认为应摊放6~12h。但大家一致认为应摊放至含水70%左右,叶层厚度约为3~5cm[6]。
本实验以绿茶鲜叶为原料,系统研究不同摊放程度对成茶品质以及主要生化成分影响,为控制好绿茶鲜叶摊放程度,提高绿茶品质提供一些理论依据。
茶鲜叶采自安徽农业大学试验茶场茶园的群体种,鲜叶嫩度为1芽2、3叶,采摘时间为2010年5月上旬。
茶鲜叶采摘后混匀,取7份样,每份180g,第1份不经过摊放,直接杀青,其他6份在室内进行不同程度的摊放,摊放厚度为3cm,摊放程度分别为减重率4%、8%、12%、16%、20%、24%。杀青采用微波杀青,鲜叶置于微波炉中用高火杀青2min,散发水汽2min,再高火杀青1min,散发水汽后置于85℃烘箱烘1.5h,烘干后称重,装袋待测。样品总重量减去所含水分重量为此样品的干物质含量。
另取100g茶鲜叶,在室内均匀摊放,摊放厚度为3cm,每1h取摊放叶称取质量并记录,观察摊放过程茶鲜叶质量的变化情况。
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由茶叶审评专家对茶样进行密码审评,对样品各项指标评分,结合上表计算出总分。
水分:GB 8304-2002;磨碎试样的制备:GB 8303-2002;咖啡碱:GB 8312-2002;多酚类:GB 8313-2002; 游离氨基酸总量:GB 8314-2002;水溶性碳水化合物:蒽酮-硫酸法。
取磨好的茶样1.000g,加100mL蒸馏水在85℃水浴中提取15min,期间搅拌数次。茶汤趁热用滤纸过滤,滤液用0.45µm滤膜过滤,滤液待检测。采用高效液相色谱仪检测,HPLC分析条件:Waters-600高效液相色谱仪,Waters-2489紫外检测仪,Empower液相色谱工作站;色谱柱为Luna 5u C18(2) 80A(250mm×4.60mm);流动相A为1%的乙酸;流动相B为纯乙腈;流动相B的线性梯度变化0~20min为10%~13%,21~40min为13%~30%,41min回到10%;流速1.2mL/min;进样体积5μL;检测波长280nm。
图1 摊放过程中鲜叶质量的变化
图2 摊放过程中环境温湿度的变化
图3 干物质总量的变化
如图1所示,在摊放过程中,随着摊放时间的延长,鲜叶水分逐渐蒸发散失,摊放叶重量下降。摊放开始时,茶鲜叶重量为100.00g,摊放9h后,摊放叶重量降至73.61g。摊放过程中,摊放叶的平均减重速率为每小时2.70%。这个变化趋势与张正竹等[7]研究结果相似。摊放过程中摊放叶的变化受环境温湿度、空气流动、摊放密度等条件的影响[8,9],大气的相对湿度愈高,产生的大气蒸汽压就愈大,叶内的饱和蒸汽压愈小于大气蒸汽压,蒸发作用就愈小。同时温度愈低,蒸发作用愈弱[5]。从图2可以看出,摊放前期空气温度升高较快,空气相对湿度降低,摊放后期,空气温度上升趋于平缓,空气相对湿度增加较快,而摊放叶重量减少速率并未减慢,说明在摊放后期,摊放叶在含水率较低的情况下水分更容易蒸发散失。
如图3所示,茶鲜叶在摊放过程中,其干物质含量是一直下降的,摊放前期干物质下降速度较快,后期渐缓。未摊放的鲜叶干物质含量为42.6g,处理6即减重24%的鲜叶干物质含量为41.18g,干物质含量下降了3.35%。该结果与Roberts[9]和Hamptont[10]研究结果相似,这可能是由于呼吸作用而引起的物质消耗。呼吸作用的强弱与鲜叶的新鲜度和摊放环境的温度有关。鲜叶越鲜活,含水量越大,环境温度在一定范围内越高,呼吸作用越强,消耗的碳水化合物越多,干物质含量下降越快。摊放前期鲜叶含水量较大,干物质含量下降快,后期鲜叶含水量少,下降渐缓。
不同摊放程度茶叶感官审评结果见表1。由表1可知,鲜叶减重12%时制得成茶的感官品质最好,汤色绿清澈明亮,滋味鲜醇, 香气清香持久。摊放后期,随着摊放时间的延长,处理茶样的感官品质呈下降趋势,鲜叶减重20%时滋味就出现微酵味,香气闷,叶底微红,尤其是减重24%的茶样,汤色黄绿,滋味酵味更明显,香气中也出现微酵味,叶底微红。
表1 不同摊放程序茶叶感官审评结果
不同摊放程度对茶叶茶多酚、氨基酸、可溶性糖以及咖啡碱影响结果如表2所示,方差分析结果见表3。
表2 不同摊放程度对绿茶主要生化成分的影响
表3 绿茶主要生化成分的方差分析表
如表2所示,茶多酚总量在摊放过程中先减少,再增加,后又减少,摊放后期又增大,变化规律性不强,是一个复杂的过程。多酚总量受多酚类物质合成与水解,多酚氧化,干物质含量下降等因素综合影响,需要进一步研究。如表2和表3所示,该试验处理对照与处理3,处理1与对照、处理2、处理4、处理5以及处理6在0.05水平上有显著差异;处理2与处理6分别与处理3、处理4以及处理5在0.01水平上有极显著差异。
茶叶氨基酸的组成、含量以及它们的降解产物和转化产物直接影响茶叶品质。茶叶中氨基酸含量与滋味好坏密切相关,氨基酸含量的适当增加,可缓解茶汤苦涩味,增强鲜爽味,有利于茶叶品质的提高。在茶鲜叶摊放过程中,摊放叶因失水使叶细胞液相对浓度提高,一部分水解酶如蛋白酶活性提高,促进蛋白质水解产生氨基酸,伴随着蛋白质含量的减少,氨基酸总量在不断增加[11,12],同时部分氨基酸参与茶叶香气的形成[9,13]。从表2和表3可见,摊放过程中氨基酸的含量是逐渐增加的,除了处理5与处理6无显著性差异,其余处理间均在0.01水平上差异显著。
从表2可知,随着摊放的进行,制得绿茶的酚氨比是下降的。只有处理6比处理5略有提高,差别不大。酚氨比的下降与氨基酸的含量持续增加密切相关。从感官品质上看,摊放前期,随着摊放的进行酚氨比下降,制得的绿茶香气、滋味逐渐提升,鲜爽度提高[5]。
咖啡碱是茶叶重要的滋味物质,它和酚类物质络合而成收敛性和刺激性。由于咖啡碱为茶叶苦味物质,含量过高会增加茶汤的苦味。如表2所示,随着摊放时间的延长,咖啡碱含量在摊放过程中呈逐渐增加的趋势,此结果与尹军峰、许勇泉等[4]研究结果是一致的。Wood和Chanda发现茶叶长时间萎凋后,咖啡碱含量增加,RNA减少,日本铃木和高桥进一步研究,结果证明咖啡碱的嘌呤环是来自核苷酸库中的嘌呤核苷酸[14],咖啡碱的增加可能是摊放过程咖啡碱的合成仍在进行;也可能是由于咖啡碱是比较稳定的化学物质,不容易发生变化,而茶鲜叶在摊放过程中干物质重量不断减少,导致咖啡碱的含量相对提高。究竟以何者为主,要继续研究。从表2和表3可见,处理2与处理3无显著差异性,处理4与处理5在0.05水平上差异显著,其他处理间均在0.01水平上差异显著。
可溶性糖是构成绿茶滋味中甜味的重要成分,有利于改善茶汤滋味。在鲜叶摊放过程中,一方面纤维素、半纤维素、淀粉、果胶等在酶的作用下,有不同程度的水解,增加了水溶性糖的含量;另一方面鲜叶离开活体后,呼吸氧化作用继续,还原性糖不断地分解消耗[15]。若水解大于自身消耗则增加,消耗大于水解则减少。如表2所示,可溶性糖含量的变化是先减少后增加再减少的过程。处理1较对照组可溶性糖是减少的,这可能是由于鲜叶刚离体,含水量较大,水解酶的活性并未提高,而呼吸作用较强,消耗了很多还原性糖,故含量降低。处理1至处理4,可溶性糖的含量逐渐增大,可能因为细胞失水,分解酶活性提高,多糖类的水解超过了还原性糖的消耗分解,可溶性糖逐渐增加累积。后期处理4至处理6,可能鲜叶的呼吸消耗大于多糖的分解,可溶性糖含量逐渐减少。从表2可见,对照组及处理4分别与处理1及处理2、处理6与处理3及处理5在0.05水平上有显著差异;处理6与对照组及处理4在0.01水平上有极显著差异;其他处理间无显著差异。
表4 不同摊放程度对茶儿茶素组分的影响
如表4所示,儿茶素总量先减少,接着增加再持续减少后期又有所增加。程启坤等研究认为,茶叶摊放过程中部分酯型儿茶素水解转化为简单儿茶素和没食子酸(GA),导致简单儿茶素含量增加,酯型儿茶素含量的下降[3]。本研究结果如表4所示,酯型儿茶素并没有明显的下降趋势,其中GCG是递增的,EGCG和ECG随不同摊放程度有增有减,但总体是增加的。简单儿茶素总量增大,处理6比对照组增加了7.8%。其中C、EC、GC的含量是逐渐增加的。简单儿茶素的增加可能与酯型儿茶素的水解有关,酯型儿茶素有一定程度上的增加可能在摊放过程中鲜叶也在不停地合成。在摊放过程中,儿茶素各组分的变化是一个合成、水解及酶促氧化同时发生的一个动态变化过程,这需要进一步的研究。没食子酸(GA)呈现逐渐增加的趋势,可能是因为酯型儿茶素水解。
实验表明,随着摊放时间的延长,摊放叶含水率逐渐下降,干物质质量也逐渐下降,且下降速率是逐渐减慢的;氨基酸含量逐渐增加,酚氨比逐渐下降;咖啡碱含量持续增加;可溶性糖含量的变化是先减少后增加再减少的过程;茶多酚和儿茶素总量变化复杂,先减少,接着增加,再持续减少,后期又有所增加。
实验表明,鲜叶摊放程度在鲜叶减重8%~16%,制得的绿茶综合品质较优,尤以减重12%时综合品质最好。
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