卢素芳,郑鹏程,刘盼盼,王胜鹏,滕 靖,冯 琳,龚自明
(湖北省农业科学院果树茶叶研究所/湖北省茶叶工程技术研究中心,湖北 武汉 430064)
青砖茶[1],中国黑茶家族的重要成员之一,主产于鄂南茶区,已有200多年历史。历史上,青砖茶主要销往我国内蒙、甘肃、新疆、青海以及中亚、东欧和俄罗斯远东地区,在传统销区,它是人们生活的必需品。因此,在很长一段时期内,青砖茶都是“政策性商品”,定点生产、统购统销,产业较为封闭,外界对其知解甚少。近年来,随着其独特保健功效[2]被人们所认知,越来越多的内陆消费者开始关注、品饮青砖茶。2017年产量达到4.3万吨。为了使消费者更好得了解青砖茶,作者就青砖茶品质化学基础、加工工艺、品质形成、保健功效等方面的进展进行综述,以供参考。
陈玉琼[3]研究了青砖茶主要品质成分,认为青砖茶的水浸出物、茶多酚、儿茶素、氨基酸、咖啡碱等成分含量较少,而糖类及一些色素类物质含量相对较多。赖幸菲等[4]比较了茯砖、黑砖、青砖3种砖茶品质成分,认为与其它两种砖茶相比,青砖茶的水浸出物、茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸及3种色素(茶黄素,茶红素,茶褐素)的含量均较低,但可溶性糖含量最高。屠幼英[5]研究了青砖茶儿茶素和有机酸含量,认为青砖茶儿茶素含量极低,仅为对照绿茶样品的4.7%,其中EGC和C为痕量,而有机酸含量极显著升高,为对照的209.0%,其中主要为草酸和琥铂酸。
刘盼盼[6]采用SPME-GC-MS方法分析了16个典型青砖茶香气组分,共鉴定出72种香气成分,主要类别为醛类、酮类、醇类、芳香烃等,进一步相关性分析显示(E,E)-2,4-庚二烯醛、(Z)-氧化芳樟醇、樟脑、1-甲基萘和长叶环烯与青砖茶香气品质得分的相关性达到极显著水平(P<0.01),(E)-2-己烯醛、1-甲氧基-4-甲基苯、(E)-2-壬烯醛、2,2,6-三甲基环己烷酮及烯醛占醛类的比例与香气品质得分的相关性达到显著水平(P<0.05),还比较了青砖茶与其他黑茶香气组分异同,认为β-环柠檬醛、β-紫罗酮、β-二氢紫罗酮、己醛、(E)-2-戊烯醛、(E)-2-己烯醛、庚醛、壬醛、癸醛等是青砖茶关键香气组分。杨新河[7]采用SDE-GC-MS方法分析不用年份青砖茶香气特征,认为青砖茶香气种类以醛类、醇类和酮类物质为主,其中棕榈酸、1,3-二氧杂环己烷-5-醇、6,10,14-三甲基-2-十五烷酮、己醛、2-乙氧基-丙烷、2,4,5-三甲基-1,3-二氧五环己烷的峰面积位居前6位。袁思思[8]比较了茯砖、青砖、黑砖3种黑茶的香气组分,认为青砖茶以酚、醇、酯类物质为主,其主要香气成分为2,6-二叔丁基对甲酚、柏木脑,两者占总香气成分的31.08%,并认为青砖茶表现的浓郁樟木香与这两种物质有直接的关联。
传统青砖茶加工[9],鲜叶采摘后加工成毛茶。毛茶根据规格不同又分为面茶和里茶,其工艺有所不同,面茶加工工艺分为杀青、初揉、初晒、复炒、复揉、渥堆、晒干等7道工序,里茶加工工艺分杀青、揉捻、渥堆、晒干等4道工序。毛茶再经过筛分、压制、干燥制得青砖茶。近年来,随着产业的发展,青砖茶加工方式有所改变,湖北省农业科学院果茶所[10]归纳提出了当前青砖茶加工工艺,分为毛茶初制、渥堆陈化、复制拼配、汽蒸压制、烘房干燥等5个工段,其中毛茶初制工段分为杀青→揉捻→晒干3道工序;渥堆陈化工段分为洒水增湿→小堆渥堆→大堆陈化3道工序;复制拼配工段分为解块→筛分→切茶→筛分→去杂→匀堆拼配等6道工序;汽蒸压制工段分为称料→蒸制→入模→压制→定型→退砖→修砖→冷却等8道工序。
在具体工艺方法方面,龚自明[11-13]等发明了一种新型青砖茶压制设备及其方法,可以实现青砖茶压制工艺中上料、汽蒸、压制、退砖自动化;何建刚[14]发明了一种双环青砖茶生产线,整体生产线为环形,分为内外双轨,配以直通模,可显著提高加工效率、节省劳力。
青砖茶加工工序多、周期长,在加工进程中,茶叶内各种成分发生复杂而深刻变化。何建刚[15-16]研究了青砖茶加工过程中各化学品质成分含量的变化,认为青砖茶加工过程中,纤维素含量呈现上升趋势;水浸出物、可溶性总糖、儿茶素、茶黄素-3’-没食子酸酯、茶黄素总量呈现下降趋势;黄酮含量、茶黄素-3,3’-双没食子酸酯含量无显著变化。其进一步对青砖茶渥堆前后叶态进行了比较,认为渥堆后叶片组织较为疏松,细胞室变大,由纤维素构成的细胞壁结构明显变薄,甚至出现断裂,叶片内可见菌体明显的断面[17-18]。
渥堆[19]是青砖茶品质形成关键工序。吴星章[20]研究了这一工序品质成分变化,认为茶多酚、氨基酸含量减少,茶红素、有机酸含量增加,咖啡碱含量无显著变化,并进一步提出茶多酚转化70%,茶红素含量增至13%~15%,为渥堆适度指标。李银花[21]在渥堆不同时间段分别从渥堆的堆表(离堆表10 cm 处)、堆中(堆的中心位置)、堆底(离堆底10 cm 处)取样分析,结果表明,茶样中咖啡碱、没食子酸的含量在渥堆加工过程中增加,其中没食子酸在翻堆第1次堆底增幅达到549.97%;水浸出物、多酚、儿茶素、游离氨基酸、茶氨酸的含量在渥堆加工过程中均有所降低,最大降幅分别为34.40%,54.19%,79.04%,41.24%,77.71%,并认为在渥堆过程中的翻堆,实现了堆表、堆中和堆底3个不同层的茶坯的位置调整,保障了渥堆均匀,从而实现青砖茶品质均一化。郑鹏程[22]研究不同渥堆时间品质成分变化规律,认为渥堆过程中水浸出物总量、茶多酚总量、儿茶素总量一直呈下降趋势,其中茶多酚和儿茶素含量,渥堆结束时较毛茶分别下降了60%、80%;茶红素、茶褐素含量一直呈上升趋势,渥堆结束时分别增加了48%、106%,咖啡碱含量则在渥堆后期有较大增加;氨基酸和黄酮含量在渥堆前期略有上升,后期则呈下降趋势,可溶性糖在渥堆前期有一定幅度下降,后期则有上升。他认为在青砖茶渥堆进程中,茶坯中内含物质组成由起始的多酚类物质为主转变成为渥堆结束时茶褐素类(溶于水的大分子多聚物)为主。同时对渥堆过程中茶样的感官品质变化进行了分析,随着渥堆过程推进,干茶色泽从黄绿转变成棕褐,茶汤从黄绿变为橙黄(红),香气方面日晒味消失、粗老气逐渐减弱、木香初显,滋味则从粗涩到醇和,叶底为从黄绿到褐色,至渥堆结束时,茶样已具备较典型的青砖茶品质特征。
刘盼盼[23]研究了毛茶初制、渥堆陈化过程中挥发性风味物质变化情况,采用固相微萃取法提取了鲜叶、杀青、揉捻、晒干、渥堆3天、渥堆1个月和渥堆4个月结束后等样品挥发性风味物质,经GC-MS分别鉴定分析出45、41、41、40、43、42、48种成分。并分析了不同阶段样品的主要香气种类,认为在毛茶初制阶段,青砖茶香气含量较高的依次为醛类、醇类、酯类和酮类等化合物,而在渥堆陈化阶段,烯醛、酮类、甲氧基苯类和呋喃类风味物质明显增加,醇类和酯类风味物质明显减少。进一步对具体挥发性风味物质的OAV分析表明,在毛茶加工阶段,芳樟醇、癸醛、壬醛和1-戊烯-3-酮为主要风味成分,在渥堆前期,β-紫罗酮、顺-4-庚烯醛、反,反-2,4-庚二烯醛、1-辛烯-3-醇、2-辛烯-1-醛风味贡献较大,在渥堆后期陈化阶段,β-紫罗酮、反,顺-2,6-壬二烯醛、反-2-壬烯醛、反,反-2,4-庚二烯醛、α-紫罗酮对风味贡献较大。
氟含量是边销砖茶关注重点之一[24]。郑鹏程[25]对青砖茶典型鲜叶的机械组成及其氟含量进行分析,并对氟含量在加工过程动态变化进行研究。认为青砖茶氟含量高低主要取决于鲜叶含量的高低,而鲜叶原料氟含量的高低在排除品种、土壤等因素外,主要取决于新梢生长期的长短和鲜叶的老嫩程度,表现为与新梢生长期长短呈正比,与鲜叶嫩度呈反比。常规的青砖茶加工工艺对氟含量无显著影响,并提出降低传统产区青砖茶的氟含量具体措施。龚自明[26]则从品种的角度开展低氟青砖茶试制,选取中茶108、中茶302、槠叶齐、鄂茶1 号、丹桂、茗科1号(金观音)等6个品种一芽五叶茶鲜叶进行青砖茶加工试验,所制样品主要理化指标均符合青砖茶国家标准要求,感官品质得分均高于群体种对照,且氟含量均低于150 mg·kg-1。陈玉琼[27-28]则从工艺的角度开展青砖茶降氟研究,比较了水潦青、炒青、蒸青3种杀青方式对氟含量及其他品质成分的影响,她认为水潦青时间控制在1 min以内,可显著降低茶叶中的氟含量,且对茶叶中的主要品质成分影响较小,对高氟茶鲜叶是一种可选择的加工降氟方式,但要综合考虑生产成本的增加以及潦青用水回收利用,避免污染环境等问题。
在青砖茶深加工方面,郑琳[29]比较了热风干燥、真空冷冻干燥、离心喷雾干燥等3种干燥方式对速溶青砖茶中儿茶素含量及香气成分的影响,认为真空冷冻、离心喷雾两种干燥方式能较多保留儿茶素等主要品质成分含量;离心喷雾干燥对于速溶茶中的香气成分有更好的保留和增加效果,是青砖速溶茶较好的干燥方式。黄明军[30]采用响应面法优化考察液料比、提取时间和提取温度3个因素对青砖茶茶多酚提取率的影响,得出青砖茶茶多酚提取的最佳工艺为液料比40:1(V/M),提取时间85 min,提取温度80℃。
微生物及其代谢活动促进黑茶品质形成,随着人们对这一机制认识深入[19],黑茶微生物研究受到越来越多的关注。胡建程[31-32]在1956、1979采用纯培养、形态学鉴定技术,认为成品青砖茶中主要微生物为灰绿曲霉(A.gloucus)、青霉(Penicillium)等,是青砖茶微生物研究首次报道。陈云兰[33]研究认为青砖茶成品茶中亦存在类似茯砖茶“金花菌”的冠突散囊菌(Eurotium.cristatum),但青砖茶中散囊菌无有性结构闭囊壳,而是以营养菌丝的形式存在。王波[34]采用稀释平板法对青砖茶原料、加工过程样、成品砖茶的微生物进行了分离,认为渥堆过程中微生物的种类和数量最多,具体的微生物种类,真菌类(Fungus)为主导,占到70.58%、细菌类(Bacteria)占13.57%、放线菌类(Actinomyces)占9.50%、酵母类(Yeast)占6.33%。进一步对分离的真菌菌株形态学特征进行分析,发现其分属曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、散囊菌属(Eurotium)等10个属,其中曲霉属中黑曲霉(Aspergillusniger)和灰绿曲霉(A.gloucus)的分离频率占据前两位。其尝试将分离出的黑曲霉(Aspergillusniger)、灰绿曲霉(A.gloucus)、青霉属(Penicillium)、散囊菌属(Eurotium)人工接种到青砖茶原料中,与对照相比,各接种菌株茶样中的茶多酚、氨基酸等品质成分含量都发生了较为明显的变化。郑鹏程[22]采用纯培养技术从青砖茶渥堆过程样品中分离出真菌5株,经ITS序列比对鉴定,分别鉴定为青霉菌属(penicillium)、黑曲霉(Aspergillusniger)、塔宾曲霉(Aspergillustubingensis)、粉红粘帚霉(Clonostachysrosea)、篮状菌属(Talaromycesradicus),其中黑曲霉数量最多,是青砖茶渥堆过程中的优势菌。
青砖茶之所以是边疆少数民族生活中不可或缺的必需品,不仅仅是它可生津止渴,更因为具有独特的生理功效,近年来,多位学者从不同角度对青砖茶生理功效进行了研究。
陈玉琼[35]等分析了不同年份(1年、10年)青砖茶对肥胖大鼠的减肥作用,认为两者均能极显著降低肥胖大鼠体重、Lee’s 指数和脂肪系数,能极显著降低大鼠血清和肝脏中TC、TG、MDA 的含量,提高HDL-C、SOD 和GSH-PX 的含量。两者相比,10年青砖茶减肥效果优于1年青砖茶。α-淀粉酶和脂肪酶是人体内消化吸收碳水化合物和脂肪的关键酶类,抑制其活性是控制肥胖的有效途径之一[36]。程倩[37-38]采用不同极性的溶剂对青砖茶进行分级提取,分别得到水提物、氯仿层、乙酸乙酯层,正丁醇层、沉淀层和剩余水层等6个组分,进一步分析了不同组分抑制α-淀粉酶及脂肪酶活性的能力,认为乙酸乙酯层组分抑制α-淀粉酶活性作用最强,正丁醇层组分抑制脂肪酶活性作用最强。赵书青[39]、刘淑媛[40-41]等采用膜超滤技术分离青砖茶活性组分,并研究其抑制相关酶活性作用,认为青砖茶茶汤5KDA截留组分能较好的抑制α-淀粉酶活性,而100KDA截留组分能较好的抑制脂肪酶活性。青砖茶乙酸乙酯萃取物用5KDA超滤膜进行超滤,截留组分对α-淀粉酶活性抑制作用显著增强,透过组分具有更强的脂肪酶活性抑制作用。
张伟[42]、陈玉琼[2]比较了1年、10年青砖茶、血脂康、绿茶对高血脂症大鼠的降血脂效果,认为就降脂效果而言,10年青砖茶>1年青砖茶>血脂康>绿茶。同时,1年青砖茶各剂量的降脂效果具有剂量依赖关系,随喂饲剂量的增加,降脂效果增强,1年青砖高剂量组及10年青砖剂量组在降脂的同时对高脂血症大鼠肝脏有较好保护作用。
其中,杨新河[43-44],采用DPPH自由基(DPPH·)清除法,比较18个青砖茶水提物样品的抗氧化活性,认为均能清除DPPH·,具有较好抗氧化活性;进一步采用不同极性溶剂对青砖茶水提物进行分离,比较不同极性部分抗氧化能力,清除DPPH·能力为乙酸乙酯层>正丁醇层>水提取物>水层>氯仿层,清除ABTS·+能力为正丁醇层>乙酸乙酯层>水层>水提取物>氯仿层。何建刚[45]等采用H2O2清除率和DPPH自由基(DPPH?)清除法比较了原料、渥堆样,青砖成品茶的还原力和抗氧化能力,结果为青砖茶>渥堆样>原料。
唐飞[46]以小鼠为对象,分析了不同剂量(2016年青砖茶,高剂量3334 mg·kg-1、中剂量1667 mg·kg-1、低剂量834 mg·kg-1)、不同年份(2006年、2010年、2016年)青砖茶对小鼠胃排空、小肠推动和肠道菌群作用。不同剂量试验结果表明,3种剂量均能有效加速小肠推进,但无明显的量效关系;中剂量不仅能有效抑制有害细菌肠杆菌、肠球菌数量,还能显著增加有益菌乳杆菌、双歧杆菌的数量,为改善肠胃功能最有效剂量。不同年份试验结果认为,3个年份青砖茶均能有效促进胃排空和肠蠕动,并优化肠道菌群,其中2006年青砖茶的效果最优。李世刚[47]研究了青砖茶对腹泻型肠易激综合征(IBS-D)模型大鼠肠道的影响。认为青砖茶低剂量组、高剂量组能够显著升高痛阈值,降低IBS-D模型大鼠的肠道敏感性,并导致血清中炎症因子PGE2、TNF-α、类胰蛋白酶的含量显著降低,且呈现剂量依赖性。
杨清华[48]采用滤纸片法分析了青砖茶水提物不同极性部位抑菌性能,认为乙酸乙酯层抑制效果最优,当浓度为100 g·mL-1时,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑菌圈直径依次为29.19、27.97、27.35 mm,并分析青砖茶抑菌的主要活性成分为总酚。
科技创新是产业发展的重要支撑。近年来,青砖茶在品质化学、加工工艺、保健功效等方面的科学研究取得了一些进展,对产业的发展有一定的促进作用,但与产业发展所需科技支撑相比,还相差较远,特别是与同属黑茶类的茯砖茶[49-50]、普洱茶[51-53]研究相比较,还存在较大差距,主要表现为:青砖茶特征性风味化学物质基础尚未探明,加工工艺仍较落后、工艺进程并非完全可控,加工品质形成机理尚不完全清晰,保健功效机理研究有待深入。因此,为了更好的支撑青砖茶产业发展,其相关研究还需加强。