贮藏条件对红茶品质影响及其控制技术研究进展

2018-01-16 23:20谢清怡蒋玉兰吕杨俊张海华张士康刘均潘俊娴朱跃进王岳飞
中国茶叶加工 2018年4期
关键词:红茶保鲜含水率

谢清怡, 蒋玉兰, 吕杨俊*, 张海华, 张士康,刘均, 潘俊娴, 朱跃进, 王岳飞

(1.浙江大学茶叶研究所,浙江 杭州 310058;2.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院,浙江 杭州 310016;3.浙江省茶资源跨界应用技术重点实验室,浙江 杭州 310016)

红茶是我国六大茶类之一,起源于中国,后成为全球销量最大的茶叶种类。 目前,全世界有60多个国家和地区产茶,除中国、日本、越南、印尼等少数国家有绿茶生产外, 其他产茶国几乎都是生产红茶[1-2],世界茶叶市场90%的贸易量为红茶[3]。与其他茶叶一样,红茶在贮藏过程中内含成分、感官风味及微生物指标易受叶内含水率和贮藏条件(湿度、温度、氧气、光照等)影响,进而引起品质变化,变质的红茶色泽枯暗,汤色暗红、浑浊,香气、滋味缺乏鲜爽感,贮藏不当甚至会导致霉变,大大降低商品的经济价值和使用价值。 文章重点综述了含水率及贮藏条件对红茶品质的影响, 并论述了当前茶叶贮藏保鲜技术及其在红茶贮藏品质控制中的研究现状。

1 含水率及贮藏条件对红茶品质的影响

1.1 含水率

茶叶的含水率直接影响贮藏过程中茶叶的品质变化,水分不仅是茶叶内含物质进行反应(维生素的氧化、类酯的水解、色素的分解、褐变反应等)的介质,也是微生物繁殖的必要条件[4],微生物的繁殖是导致食品腐败的主要原因[5],而微生物的繁殖对水分活度有一定的要求。一定温湿度下,茶叶水分活度值与含水率具有一定关系, 一般用水分吸湿(解吸)等温线表示。 微生物在食品中繁殖要求水分活度值分别为: 细菌>0.91, 霉菌>0.80,酵母>0.87;当水分活度值低于0.6 时,抑制微生物生长。 因此,茶叶在加工、贮藏过程中含水率控制在7%以下(水分活度<0.5),能有效防止其微生物污染[6]。但是,含水率也不宜过低,因为水分子通过氢键与茶叶结合呈单分子状态, 以达到隔绝氧气的作用, 否则会加速茶叶中脂肪酸的氧化。 研究表明,水分达到单分子层时含水率约为3%,茶叶品质最佳[7]。

有研究表明,相比于中含水率(5.63%)、高含水率(10.25%),在低含水率(2.7%)环境中贮藏一年的红碎茶品质更佳[8]。不同茶类、不同造型、不同原料、 不同贮藏时间, 适宜的含水率也会有所不同。 杨娟等[9]研究表明, 工夫红茶含水率为5.93%,品质最佳;此外,不同的初始茶叶含水率的红茶贮藏过程中内含成分变化也不尽相同, 短期贮藏(≤6 个月)时,含水率高的红茶,茶多酚、水浸出物保留量更高;反之,长期贮藏(>6 个月)时,含水率低的保留量更高。一般情况下,红茶含水率越高,茶黄素下降越快,生成的茶褐素就越多,茶汤的鲜爽度越差。 因此,为提高茶叶品质,延长其贮藏时间, 国内有关茶叶水分含量的限量标准多定在7%以内。当前茶叶初始含水率主要通过加工工艺来调控,而贮藏过程中的含水率变化,则需要控制环境湿度。

1.2 湿度

湿度对茶叶品质的影响, 主要是通过影响茶叶含水率起作用[10]。 茶叶作为表面疏松多孔且一些内含物质具有丰富亲水基团, 能通过毛细管作用吸附水分,在一定温度下,当贮藏环境湿度高于茶叶初始含水率时, 茶叶不断从环境中吸收水分以达到平衡,即为茶叶吸湿平衡;反之,茶叶含水率大于环境湿度,茶叶不断散失水分以达到平衡,即为茶叶解吸作用, 水分蒸发释放的热量又增加了茶叶的温度,导致茶叶劣变[6]。 张哲[6]通过对红茶、绿茶、乌龙茶三种不同茶类的吸湿解吸平衡规律进行研究,结果表明,不同茶类吸湿、解吸含水率差别不显著。红碎茶因颗粒小,相对比表面积较大,易吸湿导致含水率超过7%,这对红碎茶的实际生产、贮运、销售造成较大影响。研究表明,在相对湿度高的贮藏环境下,红碎茶孔径越小,吸湿越快[11]。

1.3 温度

贮藏过程中,温度过高会加快茶叶自动氧化,使红茶汤色浑浊滋味寡淡。此外,温度影响少量残留的多酚氧化酶和过氧化物酶反应速度, 在20~35 ℃酶活性范围内,温度越高,酶活越强,反应越快[12]。 茶色素是构成红茶滋味的主要成分,其中,茶黄素和茶红素为红茶品质滋味的关键。 红茶贮藏过程中,在氧气存在且温度满足酶活的条件下,未被氧化的多酚类物质以及茶黄素和茶褐素进一步发生酶促和非酶促反应。 在红茶短期(40 天以内)存放过程中,未被氧化的黄烷醇进一步氧化聚合, 部分氧化中间产物因一时难以进一步向同一方向聚合而被还原,使可溶性茶多酚含量回升,同时,茶多酚、氨基酸等成分在短期内提升,该现象称为红茶的“后熟现象”。 但是,如果贮藏环境不好,既使贮藏时间很短,也会因为氧化作用而使茶黄素和茶红素相对比例大幅下降, 茶褐素含量上升,或者茶红素、茶黄素与其他物质结合,降低红茶品质[12-13]。 研究表明,室温(12~25 ℃)、常温(25℃)、冷藏(0~10 ℃)三种不同方式贮藏红茶,冷藏条件下,茶黄素、茶红素、茶褐素变化最小,常温贮藏次之,室温贮藏变化最大[14]。 同时,陆锦时等[8]研究表明,室温贮藏红碎茶,茶黄素含量降低幅度比低温贮藏高18 倍,茶褐素含量增幅也比低温贮藏高2.76 倍, 说明低温贮藏能够有效减缓茶黄素、茶红素等化学物质转化,并减少茶褐色生成。

1.4 氧气

氧气是茶叶中多酚、色素、维生素、芳香物质等重要成分发生氧化反应的关键因素。 茶叶内含的醛类、脂类、茶多酚等化合物在贮藏过程中都极易被氧化降解,使得红茶汤色变褐,香型异变,滋味寡淡[15]。茶叶贮藏在含氧量低于0.1%的条件下,更能保持茶叶香气、滋味和汤色等品质,同时也抑制了霉菌、好氧细菌等生长;当在含氧量超过5%的环境下贮藏,茶叶迅速劣变。低氧贮藏同时还可以抑制较高含水率对茶叶品质的影响[16]。 同时,汪有钿[17]研究表明,在红茶贮藏过程中,氧气再次促进残余的多酚氧化酶及过氧化物酶的活性, 并导致红茶劣变反应。

1.5 光照

光照会促进茶色素的光化学反应以及脂类物质的氧化降解。茶叶中的叶绿素对光照特别敏感,尤其是叶绿素b 极易在光照下分解导致茶叶色泽变暗[18]。 同时,光照使得茶叶中的不饱和脂肪酸类物质氧化生成戊醛、丙醛等异味物质,加速陈化。刘淑娟等[19]分析了茶叶在室温条件下避光贮藏与光照贮藏的化学成分变化, 表明茶叶水浸出物含量在光照贮藏条件下降低幅度较大。 红茶贮藏过程中,光照使得茶叶中大量脂类物质挥发,果胶物质缩合,红茶香气物质降低,干茶色泽干枯[17]。

2 红茶贮藏品质控制技术研究

茶叶在贮藏过程中的品质变化是水分、温度、氧气、光照四者综合作用的结果,红茶作为全发酵茶,其品质特征与其他茶类相差较大,因此,需针对红茶的特性展开研究,确定合适的贮藏条件、技术,才能更高效地提高红茶贮藏品质、延长其货架期、控制贮藏成本。 当前,茶叶贮藏品质控制技术主要有低温冷藏、干燥避光、抽氧充氮等,而辐照处理、生物保鲜、天然保鲜剂、新型防潮材料等贮藏保鲜技术仍处于研究阶段,未工厂化生产应用。

2.1 低温冷藏技术

低温冷藏技术源于温度对茶叶品质的影响,是目前贮藏效果最佳、最广泛的技术[15]。 从红茶贮藏保鲜效果和贮藏成本两方面考虑, 低温贮藏技术温度在5 ℃左右较好[8,12],贮藏8~12 个月能保持品质基本不变。 低温冷藏技术是解决大批量茶叶贮藏保鲜的最有效途径, 唯一的不足之处是设备投入较大,贮藏成本高[20]。 此外,取出经低温冷藏的茶叶时,需待其逐步升温至室温时才可拆封,否则会使茶叶受潮陈化[21]。

2.2 脱氧技术

脱氧技术主要通过添加脱氧剂、抽真空、充氮气等方法实现。 汪有钿等[22]研究表明,在红茶贮藏过程中, 脱除氧气可显著提高红茶的感官及理化品质,其中抽氧充氮处理效果优于除氧剂处理,抽氧充入N2与CO2可以抑制微生物生长繁殖,达到防霉保鲜的目的,但由于气体的充入,导致包装体积增大, 运输过程中包装也易受到重压漏气从而失去保鲜效果,且包装材料多为一次性,包装成本高[23]。 现多采用密封性好的聚乙烯/聚酯复合袋包装茶叶,袋内抽真空,具有良好保鲜效果,一些高端名茶采用罐装加入脱氧剂或是抽氧充氮[24]。

2.3 包装技术

包装材料直接决定茶叶的贮藏质量, 良好的茶叶包装应具有防潮、隔氧、避光、无异味等特点,同时, 还应具有一定的抗拉强度和良好的热合特性。但是任何一种材料都无法同时具备全部性能,因此在实际应用上应根据保存茶类的特性来选择材料。目前常用的茶叶包装主要有:(1)纸盒包装。该包装具有较强的避光性,包装成本低廉,但是密闭性、防潮性差,且易损坏。 (2)塑料盒包装。 该包装较为美观,成本较低,但密闭性、避光性较差。(3)玻璃、陶瓷罐包装。 该包装能较好地保持茶叶品质,包装精美,但玻璃包装避光性太差,易碎,不便运输。(4)金属罐包装。金属较多使用镀锡钢罐、铁、铝罐,都具有较好的避光、防潮等性能,常用做高档茶叶包装,缺点是成本太高。(5)复合包装。在生产实践中, 茶叶包装一般不会仅由单一材料构成, 目前直接接触茶叶的内包装多为复合材料构成,复合材料外加金属罐或纸盒包装。复合包装材料多使用高密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯等与低密度聚乙烯薄膜复合形成多层复合材料, 其中3 层及3 层以上复合薄膜贮藏性能最佳, 尤其是铝箔复合膜,可较长时间保持茶叶的品质[23]。 研究表明,相较于白铁筒、聚乙烯袋、硬纸盒包装,铝、塑复合袋贮藏红碎茶,能较好地保持红茶的色香味[10]。

2.4 辐照处理技术

红茶从鲜叶到发酵加工、 包装贮藏都极易被微生物污染,市售各类红茶的初始含菌量较高,尤其是霉菌, 其中一般细菌总量为5.0×103~1.0×106cfu/g,霉菌数为1.0×103~1.0×105cfu/g[25]。 贮藏过程中被微生物污染会加速茶叶陈化发霉, 影响茶叶品质成分与感官品质。 辐照处理的茶叶杀菌技术,常温常压、杀菌彻底,能极大限度地保持茶叶风味及品质成分[26-27]。 与传统的热处理、化学法比较,辐照射线穿透力强、灭菌效果明显、对包装无要求、处理过程温度变化不大,且安全无污染、无残留、可大批量处理[28]。 对红碎茶辐照杀菌的研究表明,采用动态步进辐照照射60Co-γ 射线,辐照剂量为2.0 kGy~4.0 kGy,能使红碎茶中霉菌数量远低于103个/g,同时,对其品质也无负面影响[29]。不同茶类的辐照剂量有些许不同, 在较低辐照剂量(≤5 kGy)处理下,茶叶感官品质没有明显变化,当辐照剂量超过5 kGy 时,对茶叶品质有一定影响[30]。 辐照处理技术可以显著改善不同茶类的微生物含量,达到茶叶的商检标准,茶叶保质期可延长12 个月[25]。 同时,辐照射线可将农药化学分子间的化学键打断,分解为更小分子的化合物,对菊酯类农药具有显著降解作用[31-32]。但辐照技术在茶叶中的推广应用仍有许多困难需要攻克。

2.5 生物保鲜技术

茶叶中的生物保鲜技术主要为微生物保鲜技术。微生物保鲜主要包括酵母菌、丝状真菌和细菌等,通过形成生物膜、竞争作用、拮抗作用等机理,达到茶叶保鲜效果。 目前在茶叶保鲜中较多使用芽孢杆菌, 该菌可以通过在茶叶表面形成生物膜阻止氧气与茶叶表面接触达到保鲜目的[33]。

3 展望

目前对于红茶加工过程中的品质成分变化规律以及品质形成机理的研究已较为充分, 但对于红茶贮藏过程中品质变化的研究较少, 尤其是针对挥发性成分的变化几乎没有研究。 生产实践证实,红茶的后期存放是其香气、滋味等感官品质形成的关键, 同时不当的存放也是红茶陈化变质的主要原因。因此,研究不同贮藏条件下红茶的生化成分、感官品质的变化规律,探究红茶贮藏过程中品质变化机理, 寻求针对红茶特性的最佳贮藏方法对提高茶叶经济价值至关重要。此外,不同类别的红茶,如红碎茶与工夫红茶,由于加工工艺的不同,贮藏过程中是否品质变化规律有所差别,贮藏条件是否该有所区别,也值得后续的研究。

当前, 国内外红茶包装保质期预测主要以感官特征作为评估变质的标准, 而量化评估也仅以含水量作为判别依据, 忽略其他贮藏品质成分的变化,无法全面反映红茶的品质指标。研究不同贮藏条件下红茶品质的变化规律, 筛选红茶陈化标识因子, 开发有效的品控技术对于提高红茶茶叶品质及食品安全性, 推进市售红茶保质期制定的科学性、规范性,增强其在国际茶叶市场中的竞争力具有重要的科学意义。

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