不同渥堆条件对茯砖茶品质的影响研究

刘石泉，赵运林，胡治远，雷存喜

（湖南城市学院化学与环境工程学院，湖南益阳 413000）

不同渥堆条件对茯砖茶品质的影响研究

刘石泉，赵运林*，胡治远，雷存喜

（湖南城市学院化学与环境工程学院，湖南益阳 413000）

选取制作茯砖茶的原料“黑毛茶”，通过模拟茯砖茶加工中的“渥堆”过程，研究了不同的茶叶含水率、渥堆时间、渥堆温度对成品茯砖茶中水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、黄酮含量的影响。实验结果表明，随着渥堆含水率、温度及时间的提高，水浸出物含量有一定提高，但过高的含水率和温度反而会导致水浸出物含量的降低；茶多酚和黄酮的含量随含水率的提高、渥堆温度的升高、渥堆时间的延长而减小；咖啡碱的含量随着含水率的提高、渥堆温度的升高、渥堆时间的延长而略有增加；游离氨基酸的含量随着含水率提高而增加，和渥堆时间的关系为在渥堆前期的增长速度较快，当达到一定时间（24h）开始缓慢增长。综合评价在含水率为23%～28%、渥堆温度为35～40℃、渥堆时间24～30h时茶叶发酵较好，各种化学成分的转化程度较好。

茯砖茶，渥堆含水率，渥堆温度，渥堆时间，化学成分

茯砖茶是黑茶的一种，其加工主要是以三、四级黑毛茶（黑毛茶为茶树Camellia sinensis较粗老的叶片）为原料，通过筛分、增湿、渥堆、压制、发花和干燥等工序加工而成[1]。近年来大量研究资料表明[2-5]，茯砖茶对糖尿病、高血压、肥胖等富贵病具有良好的保健效果，已经开始成为茶叶市场中的新亮点，但由于技术规范、市场标准等方面的不足，茯砖茶质量问题日益显现，对茯砖茶产业技术的规范已势在必行。渥堆是形成茯砖茶品质的关键工序，研究茯砖茶渥堆过程中的理化指标变化是创新茯砖茶工艺，保障产品质量的重要基础。渥堆的实质是在微生物的酶促作用、微生物呼吸代谢产物的热量和茶叶水分的湿热协同下，发生了一系列生化反应，使原本苦涩的黑毛茶变得色泽红褐，滋味醇和，香气陈醇。茯砖茶中的多酚类、生物碱、氨基酸等是决定其品质形成的主要物质，本研究通过对原料不同渥堆时间、温度与含水率对成品茯砖茶水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、黄酮含量的影响变化进行初步分析，探讨其品质形成的规律，以期为茯砖茶生产工艺的改良提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

三级黑毛茶 由湖南安化茶园收购；盐酸、磷酸、硫酸、硫酸亚铁、酒石酸钾钠、谷氨酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、茚三酮、磷酸氢二钠、氯化亚锡、考马斯亮蓝、乙醇、磷酸、三氯化铝、蒽酮、乙酸乙酯、硝酸、柠檬酸钠、氢氧化钾等 国产分析纯；乙腈、甲醇等 国产色谱纯。

益阳茶厂湘益牌茯砖茶生产线 益阳茶厂有限公司自组装；LRH-250恒温生化培养箱 上海一恒科技有限公司；DK-98-ⅡA电热恒温水浴锅 成都一科仪器设备有限公司；CL-2磁力加热搅拌器 郑州南北仪器设备有限公司；ZN-02中药粉碎机 北京兴时利和科技发展有限公司；LDZX-75KBS立式压力蒸汽灭菌锅 上海申安医疗仪器有限公司；FN101-2A鼓风干燥箱 湘潭市三星仪器有限公司；U-3010紫外-可见分光光度计 日立公司；FC104电子天平 密莱电气（上海）有限公司；LC-10ATVP高效液相色谱仪、CLASS-VP色谱工作站 日本岛津公司。

1.2 实验方法

模拟益阳茶厂茯砖茶生产工艺，使用恒温生化培养箱对原料进行渥堆，每堆黑毛茶重量为10kg，调控不同的茶叶含水率、温度与渥堆时间，将渥堆完毕的茶叶送至益阳茶厂生产线上进行压制、发花等工序，其他工艺条件均不变。

1.2.1 不同含水率实验组 调控原料水分含量分别为8%（原料本底含水量）、13%、18%、23%、28%、33%、38%，并搅拌使茶叶均匀吸收水分、35℃渥堆24h，编号后送至生产线压制发花。

1.2.2 不同渥堆温度实验组 原料含水率选取28%，将原料放置在不同恒温箱内，调节渥堆温度分别为25、30、35、40、45、50、55℃，渥堆时间24h，编号后送至生产线压制发花。

1.2.3 不同渥堆时间实验组 原料含水率选取28%，渥堆温度35℃，控制渥堆时间分别为0、6、12、18、24、30、36h，编号后送至生产线压制发花。

1.2.4 样品的预处理 将发花完毕并充分干燥的各实验组样品用中药粉碎机粉碎，准确称取5g粉碎样品置于装有200m L蒸馏水的三角瓶内，95℃水浴，期间每隔10m in振摇一次，水浴浸提1h后用双层纱布过滤，将残渣转移到另一有200m L蒸馏水的三角瓶内，重复以上步骤一次，用蒸馏水冲洗残渣，合并滤液，冷却后定容至500m L，放置在4℃冰箱内保存，待检测用。

1.2.5 样品内含成分的检测 对各个样品中的水浸出物采用恒重法[6]、茶多酚采用酒石酸亚铁比色法[7]、游离氨基酸采用水合茚三酮比色法[8]、咖啡碱采用三氯化铝比色法[9]、黄酮采用高效液相色谱法[10]分别进行检测。

2 结果与分析

统计不同含水率、不同温度、不同时间渥堆实验组成品茯砖茶中水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱、黄酮类的含量，得到表1～表3。

2.1 不同含水率渥堆对茯砖茶品质的影响

茶坯增湿是茯砖茶渥堆前的一个关键技术，毛茶原料的含水率约为8%，必须提高其含水率才能为微生物的生长繁殖创造较好的环境，但含水率过高则有可能导致茶叶叶体破碎、喜湿性霉菌大量生长。温琼英等[11]的研究结果表明，茶坯含水率的高低对渥堆中微生物的生长发育及菌群分布有较大的影响，并间接影响到pH等的变化，因而决定着渥堆的进程和效果。由表1中数据可知，随着渥堆原料的含水率增加，成品茯砖茶中水浸出物含量呈先上升后下降的趋势，以含水率28%样品水浸出物含量为最高。随着茶坯含水率的提高，茶多酚下降较为显著，游离氨基酸与咖啡碱含量有所上升，黄酮含量则有所下降。

表1 渥堆含水率对茯砖茶主要成分的影响Table 1 Pilingmoisture content effect on themain component of Fu-zhuan Dark Tea

2.2 不同渥堆温度对茯砖茶品质的影响

表2 渥堆温度对茯砖茶主要成分的影响Table 2 Piling temperature effect on themain componentof Fu-zhuan Dark Tea

温度是渥堆的另一重要因素，它不仅影响茶叶中微生物的生长代谢速率与酶的活性，还影响着茶叶微生物的种群与数量，从而导致茶叶内含成分的差别。赖兆祥等[12]对调控不同温度渥堆黑茶的研究结果表明，6个不同渥堆温度处理的黑茶样品在汤色、香气和滋味上均有着较大的区别。由表2可知，随着渥堆温度的提高，茶坯水浸出物含量逐渐上升，而温度较高（＞50℃）时，水浸出物含量又有所下降，应该是由于较高的温度抑制了主导微生物的生长。茶多酚含量在35～40℃时含量较低，而游离氨基酸则是在35～40℃含量最高。咖啡碱的含量受渥堆温度影响变化较小。黄酮在25～40℃时随温度提高含量下降，而超过40℃则含量变化不大。

2.3 不同渥堆时间对茯砖茶品质的影响

随着渥堆的进行，各种发酵产物的累积以及pH等的变化，茶叶中的微生物种群也在发生着演化与更替，方祥等[13]对广东所产黑茶渥堆过程中微生物的研究结果表明，发酵初期茶坯中以产黄青霉为主，中期则是假丝酵母属，黑曲霉从中期之后开始大量繁殖，在发酵的后期占据绝对优势。由表3数据可知，随渥堆时间的延长，茯砖茶茶叶水浸出物含量呈上升趋势；茶多酚、游离氨基酸含量降低，其中茶多酚减少较为显著，咖啡碱含量略有上升，黄酮含量则有所下降。

表3 渥堆时间对茯砖茶主要成分的影响Table 3 Piling time effect on themain componentof Fu-zhuan Dark Tea

2.4 讨论与分析

渥堆过程既包括微生物生长代谢作用，又包括茶叶自身的酶促作用，适宜的湿度和温度是进行这两个反应的重要条件。而一定的时间则是保证该反应充分进行的前提，渥堆程度较低会影响茶叶的品质，使茶叶呈现类似粗老绿茶的品质风味，而缺乏黑茶所应有的风味；渥堆时间过长又会导致茶叶中营养物质被大量消耗，不利于之后的发花工序[14]。

水浸出物指茶叶中所有水溶性物质，其含量高低是衡量茯砖茶品质的重要标准之一。它与茶叶的汤色、耐冲泡程度、滋味等密切相关。一般情况下，水浸出物含量和黑茶品质呈正相关。周红杰等[15]研究发现，普洱熟茶的水浸出物含量随贮藏时间延长而提高。茯砖茶国家标准[16]中规定，普茯水浸出物含量应≥21%。由表1～表3可知，所有检测的样品中除含水率8%、38%渥堆组和未渥堆组三个实验组外，其余样品水浸出物均超过21%，达到了国家规定的标准，说明过低的温度和含水率不利于渥堆反应的进行，进而影响茯砖茶的品质。随含水率的提高，水浸出物含量呈现先升高后降低的趋势，这说明适当提高含水率有利于为微生物创造良好的生长环境，进而生成更多的代谢产物；而过高的含水率会导致叶细胞破碎较多，一部分水溶性物质被水带走，不利于茯砖茶的品质[17]。温度对水浸出物含量的影响结果表明，控制外界温度为35～40℃左右比较适宜微生物的生长。而随渥堆时间的延长，水浸出物含量呈缓慢上升趋势，说明在这个过程中难溶物质被降解生成了更多的可溶性成分。

三组实验样品中茶多酚含量最高的分别是：8%含水率渥堆样（8.48%）、25℃渥堆样（8.43%）以及未渥堆样（8.79%）。而在含水率为28%、温度35℃，渥堆36h时多酚类含量仅为未渥堆组的一半（4.42%）。其余样品组的茶多酚含量均与发酵程度呈现负相关，说明渥堆过程中的微生物酶促作用可以造成多酚类分解；另外，在湿热状态下茶多酚也可通过自动氧化作用减少。渥堆温度较高时（45～55℃），茶多酚含量有所上升，这和高温抑制微生物的生长有关。何青元等[18]研究指出，多酚类物质含量较低的普洱茶汤刺激性越低、滋味更加醇和。这也是发酵程度较高的茯砖茶风味更加良好的主要原因之一。

氨基酸是茯砖茶香气、滋味物质形成的重要前体[19]。由检测结果可知，随茶坯含水率的增加、渥堆时间的延长，茶叶中氨基酸含量有所增加，应该是渥堆的过程中茶叶内蛋白质被水解生成了更多的氨基酸。渥堆温度在35～40℃时氨基酸含量最高，说明此温度条件下微生物的生长代谢最为旺盛。而在湿热的条件下还有一部分氨基酸与还原糖类发生缩合反应生成生物碱[20]，这是形成茯砖茶独特品质的重要原因之一。

咖啡碱是形成茶叶品质的重要物质，它是茶叶苦味的呈味物质，其环状的化学结构比较稳定，不易被微生物所分解利用[21]，在不同处理的实验组中含量差别不大。特别值得指出的是：渥堆时间36h的茯砖茶中咖啡碱含量为1.97%，比未渥堆组提高了0.14%，说明在渥堆过程中微生物产生了一些咖啡碱，这与何国潘[22]对普洱茶渥堆的研究结果相似。

由表1～表3中黄酮含量数据可知，提高渥堆温度、延长渥堆时间、提高含水率对黄酮类化合物都有着一定的降低，这是由于黄酮类在水热作用以及微生物酶促作用下发生水解，释放糖基等，其氧化产物还可以与咖啡碱结合形成络合物，这些呈味物质对茯砖茶品质形成有着一定的帮助。

3 结论

综合对各组样品的检测结果可知，茯砖茶渥堆过程中的含水率、温度与时间对各类化学成分的变化都有一定的影响，其中游离氨基酸、咖啡碱的含量随着渥堆程度的加深而提高，茶多酚与黄酮类含量则有所降低。未经渥堆的茯砖茶水浸出物含量明显较少，在正常渥堆（12h）的基础上适当延长时间、提高含水率可以提高茶叶水浸出物含量，对茶汤起着改善作用，但渥堆程度加深又会导致咖啡碱含量增加，使茶汤滋味变苦，这就需要对产品作感官评价以进一步探寻最适宜的发酵条件。

本研究表明，在原料含水率为23%～28%，渥堆温度为35～40℃，渥堆时间24～30h时黑毛茶的发酵较好，按照茶叶品评标准冲泡，口感醇和，汤色红浓，说明黑毛茶中各种化学成分的转化程度较好，可以作为黑茶渥堆的条件来改善黑茶品质。

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Research of influence of pile-fermentation on the qualities of Fu-zhuan Dark Tea

LIU Shi-quan，ZHAO Yun-lin*，HU Zhi-yuan，LEICun-xi
（College of Chemistry and Environment Engineering，Hunan City University，Yiyang 413000，China）

The effect of tea raw materials moisture content，p iling time，and piling temperature on the water extracts，tea polyphenols，free am ino acid，caffeine，flavone content of Fuzhuan Dark Tea were studied.The result showed that：w ith the pile-fermentation moisture content，piling temperature and piling time increasing，the water extract content inc reased，but the high moisture content and high p iling tem perature leaded to reduction of the water extrac t of Fu-zhuan dark tea.With the increasing of water content，the pile temperature and piling time，content of tea polyphenols and flavonoids dec reased.With the increasing of water content，the piling temperature and p iling time，the content of caffeine slightly increased.The content of free am ino acid increased w ith the increasing of water content，after 24h，it increased slow ly w ith the increasing of p iling time. The com p rehensive com parison，the op timal p rocessing technology of p ile-fermentation was that：the moisture contentof tea raw materials 23%～28%，p iling tem perature 35～40℃，p iling time 24～30h.

FU-zhuan Dark Tea；pile-fermentation water content；p ile-fermentation temperature；p ile-fermentation time；chem ical com position

TS201.4

B

1002-0306（2012）22-0256-04

2012－08－16 *通讯联系人

刘石泉（1969-），男，硕士，副教授，研究方向：黑茶发酵。

湖南省科技厅重大研究项目（2009NK2004）；2010年湖南省高校产学研合作示范基地建设项目（湘教通[2010]235号）；湖南省高校产学研合作示范基地产业化项目（11CY003）；湖南省高校产学研合作示范基地产业化项目（11CY004）。