姜花纯花茶的加工工艺研究

谭火银，胡秀，董明明，张雯涵

（仲恺农业工程学院园艺园林学院，广东广州510225）

（白）姜花（Hedychium coronarium Koen.）为姜科（Zingberaceae）姜花属观赏花卉植物，形似蝴蝶，花瓣洁白、花心淡黄，又名蝴蝶姜、白蝴蝶花、野姜花等。姜花一向被当作传统的香型鲜切花[1]，而近年来愈多见鲜姜花的食品研发，如姜花凤梨酥、姜花饼、姜花雪糕、姜花酸奶等[2-3]。而目前鲜见有以姜花花朵为原料的姜花纯花茶研究报道。

姜花拥有独特诱人的花香，是作为纯花茶的亮点之一。其特征香气组分[4]在可食用花卉中如玫瑰、白丁香、茉莉等少见类似[5-6]。从嗅觉上，鲜姜花的香气比茉莉、珠兰、桂花等更加清香袭人。工业上，姜花为提取芳香油的重要工业原料[7]，用以制备姜花精油、洗发水及护肤品等。

近年，国内外研究指出姜花具有抗菌、抗癌、消炎镇痛、保肝利尿、抗氧化、降血压等药性功效[8-11]。而针对鲜姜花花部的营养成分研究则指出，姜花除在蛋白质、维生素类以及钙、铁、锌含量较高，各种氨基酸含量丰富，另亦有加强心脏收缩和减慢心率作用[12]。目前，存在于姜花花瓣的化学成分被证实有保肝[13]、消肿[14]及抗菌[15]的生物活性。姜花中含有大量二萜、倍半萜等萜类化合物成分及挥发油成分，对抗肿瘤有一定活性[16]。

纯花茶（herb tea）在近年来，在马来西亚、新加坡及欧美等地被认为其可与茶叶、咖啡并论[17]，人们认为其对人体健康有潜在益处[18]。姜花若作为纯花茶原植物，在国内外都有很大的发展前景：不仅能延续其作为食用的寿命，也能为花茶饮品市场提供更加多样化的选择。

本研究以上述观点出发，主要以烘干、微波干燥与真空冷冻干燥3种加工工艺，包括干燥前的加工预处理，针对以姜花花朵为原材料制备优质姜花纯花茶。

1 材料与方法

1.1 材料

6月～11月份，姜花样品主要采购于广州芳村岭南花卉市场。室内通风水养至不同开放程度分别为：龙芽期、笔筒期、漏斗期、蝶形期、蝶后期的鲜姜花，采摘后洗净待处理。

5个开放状态[19]的姜花花朵，包括处于龙芽期（未开放）、笔筒期（花径 4 mm～10 mm）、漏斗期（花径20 mm～30 mm）、蝶形期（花径 35 mm～45 mm，唇瓣平展）、蝶后期（花径大于45 mm，唇瓣后展）。姜花花朵除花冠、花蕊部分以外涉及花冠管。姜花的不同开放状态见图1。

图1 姜花的不同开放状态Fig.1 Different flowering stages of Hedychium coronarium Koen.

1.2 仪器

XMTD-8222型电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；HQMW-BA03型箱式吊篮微波加热设备：东莞市华青微波设备制造有限公司；LGJ-10F型方舱真空冷冻干燥机：北京松源华兴科技发展有限公司；奥士达BLSTPB-WGN-073型搅拌器：东莞汇勋电器制品有限公司；中科美菱DW-FL262型超低温冷冻储存箱：安徽省合肥中科美菱低温科技有限责任公司；ELECALL伊莱科数字万用表：乐清市伊莱科电气有限公司；永晟YS-01型数字测温仪：深圳市永晟创新科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 开放状态试验

取等量5个开放状态的姜花，均保留完整花冠管、以平摊方式进行干燥。采用烘干、微波干燥和真空冷冻干燥3种方法。3种干燥方法的设备条件分别为：烘干，温度为70℃；微波干燥，以功率为6kW、温度为60℃的条件杀青3 min，后以功率为2 kW、温度为60℃条件微波干燥30 min；真空冷冻干燥，在-23℃的条件下预冷冻2 h，-12℃的温度下升华干燥15 h，5℃的温度下进行解析干燥18 h。

1.3.2 花冠管保留程度试验

取等量蝶形期的姜花，并分别进行保留完整花冠管、保留一半花冠管、不保留花冠管的处理[19]，均采用平摊的方式，分别进行烘干、微波干燥和真空冷冻干燥。3种干燥方法的设备条件设置同开放状态试验中条件一致。评价以试验得出的花冠管保留方式对花茶影响的主要区别：花形完整性和花茶甜味为标准。姜花纯花茶的不同花冠管保留程度见图2。

1.3.3 不同摊放形式的试验

取等量漏斗期的姜花，均保留其完整花冠管，以70℃温度分别采用平摊、立体卡口的摊放方式放入烘箱，连续烘干至干燥完成。这里立体卡口的方式指在烘箱中设置宽度为1 cm左右的多横排卡口纸板，免出现花瓣和花冠管重叠，以实现姜花花朵各部分结构受热均一。因微波干燥和真空冷冻干燥的仪器设备受限，故只能进行平摊方式的干燥试验。评价以试验得出的两种摊放方式对花茶影响主要区别：花茶品质、产量为标准。立体摊放所用的卡口纸板见图3。

图2 姜花纯花茶的不同花冠管保留程度Fig.2 Different degrees of corolla tube retention of Hedychium coronarium tea

图3 立体摊放所用的卡口纸板Fig.3 The cardboard used for vertical placement

1.3.4 烘干

取等量蝶形期的姜花，均保留一半花冠管，以平摊的方式放入烘箱中，以温度分别为60、65、70、75、80℃条件，连续烘干至干燥完成。

1.3.5 微波干燥

取等量蝶形期的姜花，均保留全花冠管，设置杀青温度分别为60、70、80℃，在功率6 kW下杀青3 min，后统一以功率为2 kW、温度60℃的条件下进行微波干燥30 min。设对照组为无杀青（即杀青功率0）。以单层平摊的方式放入微波干燥仪，直至干燥完成。

1.3.6 真空冷冻干燥法

1.3.6.1 过程参数选取

根据电阻测定法原理[20]测定姜花花朵共晶点和共熔点。依据马宁在1998年对食品物料共晶温度测试系统的研制所得出的结论，选择电阻变化率大于5 MΩ/℃时的温度作为共晶区上限温度，电阻变化率小于1 MΩ/℃时的温度作为共晶区下限温度。为保证花材全部冻结，本试验选取其上限温度作为共晶点。根据花瓣的共晶点温度，本试验选取低于其共晶点温度8℃～10℃作为预冷冻最终温度，低于其共熔点温度2℃～5℃作为升华温度设定值。

1.3.6.2 不同干燥条件

取等量蝶形期的姜花，均保留全花冠管，分别用以下条件干燥：（1）-23℃预冷冻2 h，0℃下分别升华23、25、27 h，直至时间结束。（2）-23℃预冷冻 2 h，5℃下分别升华22、24、26 h，直至时间结束。（3）-23℃预冷冻 2 h，-12℃下升华 15 h，5℃下分别解析 16、18、20 h，直至时间结束。

1.3.7 感官审评标准

表1 姜花纯花茶的感官审评标准Table 1 Sensory evaluation criteria for Hedychium coronarium tea

根据《茶叶初（精）制茶技术》[21]中花茶的感官评价指标，再结合姜花花茶自身特色，最终确定各项评价指标及其比例（如表1）：干花品质（35%）：色泽（20%）、干香（15%）；冲泡品质（65%）：湿香（15%）、完整性（10%）、汤色（5%）、甜味（20%）、姜味（10%）、耐泡度（5%）。请10位不同性别和不同年龄阶段的人，分别对姜花花茶的干香、色泽以及冲泡后的湿香、甜味、姜味、完整性、汤色、耐泡度等进行打分，并写出评语。依据GB/T 23776-2009《茶叶感官审评方法》中的规定，给予每个品质相应的权重后进行加权平均，作为感官评定的数据。

2 结果与分析

2.1 不同开放状态对姜花纯花茶品质的影响

不同开放状态对姜花纯花茶品质的影响见表2。由表2知，总体看来，龙芽期和笔筒期的花朵在3种干燥方法下得到的花茶品质都较为逊色，不适合作为原料制作姜花花茶。而漏斗期和蝶形期的花朵整体上评分均为80分以上，品质较高，基本可确定姜花纯花茶的品质与花的开放状态关系非常密切。进一步探讨发现，姜花在不同开放时期的香气组分，及与色泽、口感等有关化学成分有一定差别[4]，推断在漏斗期至蝶形期之间，为姜花干燥后仍能保留其较好色泽、香气和滋味等有关化学成分的最佳时期。3种干燥方式中，表现最突出的为真空冷冻干燥，除龙芽期外，其他各个花期干燥出的花茶品质均非常好。其中蝶后期与烘干、微波干燥用蝶后期得出的花茶差别显著，推断为烘干、微波干燥方式对于蝶后期，即开始衰老的花朵的化学成分已难以保留，而真空冷冻干燥则能将这些难以保留的成分保留下来。

表2 不同开放状态对姜花纯花茶品质的影响Table 2 Effects of different flowering stages on the quality of Hedychium coronarium tea

2.2 不同花冠管保留程度对姜花花茶品质的影响

姜花的花冠管中含有可增强花茶甜度的蜜腺，也有会降低花茶的口感的辛辣、姜味物质。花冠管保留程度对姜花纯花茶冲泡品质的影响见表3。由表3结果分析得出，不保留花冠管会使花瓣水分迅速散失，蜜腺部分的剔除也使甜味大大减少，而辛辣味也随之突显。保留一半花冠管，则保留了部分蜜腺，辛辣味相对有所抑制，但花形完整性不足。保留全花冠管制出的姜花花茶冲泡后花形完整，具有良好的观赏性，相对另外两种花冠管保留方式，饮用时甜味较佳，但稍有辛辣味。而在生产上，以保留全花冠管的方式在原材料的收集上更为方便，使制作花茶的生产效率更高。

表3 花冠管保留程度对姜花纯花茶冲泡品质的影响Table 3 Effects of different degrees of corolla tube retention on the brewing quality of Hedychium coronarium tea

2.3 不同摊放形式对姜花纯花茶品质与产量的影响

不同摊放形式是基于以平摊方式烘干产量较低，普通烘干设备利用率不高的情况下提出的。不同摊放方式对姜花纯花茶品质与产量的影响见表4。由表4可知，定制卡口式的烘箱可提高生产效率，以便大量生产，方便农户或生产者进行姜花纯花茶的制备。烘干工艺的优势为操作简便，配合立体摊放形式干燥，生产效率在570朵/h以上。而微波干燥方式中，平摊的摊放方式仍然使得姜花容易扁平、重叠，但由于用时较烘干短，产量也比烘干的高。真空冷冻干燥方式由于本身应用的原理、性质，给姜花花茶走高端方向带来很大的开发空间，即使是平摊也能让姜花的花型立体并保持羽白色色泽，故其摊放方式无需作入讨论。

表4 不同摊放方式对姜花纯花茶品质与产量的影响Table 4 Effects of different placement method on the quality and productivity of Hedychium coronarium tea

2.4 不同烘干温度对姜花纯花茶品质的影响

不同烘干温度对姜花纯花茶品质的影响见表5。据表5分析得，烘干温度过高，香气极易散失甚至出现杂味，如烟涩味、青草味等，花茶色泽变暗，甜味物质减少，而姜味加重。烘干温度过低，花茶受热时间长，水分丧失慢，使香气闷浊，不显清香，同样导致甜味较少、姜味加重的现象。结果显示烘干方式没有明显提高耐泡度。在70℃条件下，制成的姜花花茶色泽微黄、明亮，色泽均匀，皱缩程度较小，香气清香而浓郁，冲泡后滋味鲜爽，香气纯正，较其他温度下制成的姜花花茶品质更优。

表5 不同烘干温度对姜花纯花茶品质的影响Table 5 Effects of different oven-drying temperatures on the quality of Hedychium coronarium tea

2.5 不同微波杀青条件对姜花花茶品质的影响

杀青是指通过高温破坏或钝化鲜花的氧化酶活性，使花茶可以更好地保色，同时蒸发部分水分，散发出青臭味。不同微波杀青条件对姜花纯花茶品质的影响见表6。由表6可知，纯干燥，即无杀青条件制备出的干花色泽偏暗，香气不显，干花整体未完全干燥，品质较差。而经过高功率短时间的杀青过程，制得的花茶色泽明显较好，亦没有青草气味。杀青温度为80℃时，花茶在色、香、味上表现出品质较差。温度为60℃时，得出的姜花花茶色泽微黄、明亮，香气清香，较70℃温度下得出的姜花花茶品质更优，其冲泡品质表现为较耐泡，冲泡后更是滋味鲜爽，香气纯正、鲜灵。

2.6 真空冷冻干燥

2.6.1 过程参数的确定

通过电阻测定法得出姜花共晶点温度范围为-12℃～-14℃，共熔点温度范围为-11℃～-9℃。经多次试验得出：-23℃下预冷冻2 h效果最好；在-12℃下升华效果最好。考虑到在-12℃下升华时间太久，尝试设定升华温度分别为0℃和5℃，效果良好。尝试在升华后继续进行解析阶段，在-12℃下升华15 h、5℃下解析得出的姜花干燥率较高用时较短、品质优良。

表6 不同微波杀青条件对姜花纯花茶品质的影响Table 6 Effects of different microwave de-enzyme conditions on the quality of Hedychium coronarium tea

2.6.2 真空冷冻干燥条件设置对姜花纯花茶品质的影响

不同真空冷冻干燥条件对姜花纯花茶品质的影响见表7。表7可知：（1）0℃下升华干燥最佳时间是25 h。25 h下的姜花花茶干燥率较高，色泽稍亮，香味明显，装瓶之后有美感；而23 h下的产品干燥率不够，继而影响产品质量和后期贮藏；27 h下花茶形状完好，但非常脆，容易碎，装瓶时瓶底有碎末，不利于后面的储藏和包装运输，且耗时长。（2）5℃下升华干燥最佳时间是24 h。24 h下的姜花花茶干燥率高，花型保持较好，颜色明亮，香气清香；22 h的干燥率不高，容易造成品质下降，储存时易发霉；26 h下的花茶由于鲜花质量不太好，所以出来的产品质量稍次。（3）5℃下解析干燥最佳时间是18 h。18 h下的姜花花茶干燥率较高，且较好地保持了鲜花的自然形态，色泽和香气俱佳。（4）在-12℃下升华15 h，5℃下解析18 h得出的干花品质最佳。

表7 不同真空冷冻干燥条件对姜花纯花茶品质的影响Table 7 Effects of different vacuum-freeze drying conditions on the quality of Hedychium coronarium tea

表8 烘干、微波干燥和真空冷冻干燥方法的姜花纯花茶最优加工工艺条件Table 8 Optimal processing conditions of Hedychium coronarium tea by oven drying，microwave drying and vacuum-freeze drying method

2.7 3种干燥方法各自最优加工工艺条件及结果比较

烘干、微波干燥和真空冷冻干燥的各自最优加工工艺条件如表8。就品质而论，3种干燥方法从优至劣为：真空冷冻干燥法>微波干燥>烘干干燥（见表9）。各干燥方法得到的纯花茶品质见图4。

表9 烘干、微波干燥和真空冷冻干燥工艺对姜花纯花茶品质的影响Table 9 Effect of oven drying，microwave drying and vacuum-freeze drying methods on the quality of Hedychium coronarium tea

图4 3种干燥方式得出姜花纯花茶的冲泡前后图Fig.4 Dried flowers and flower tea of Hedychium coronarium tea obtained by three drying methods

3种干燥方式姜花花材处理方式均相同（除烘干干燥的摊放方式为立体卡口方式）；A真空冷冻干燥（预冷冻：-23℃2 h，升华干燥：-12℃15 h，解析干燥：5℃ 18 h）；B.微波干燥（杀青：6 kW、60℃ 3 min；干燥：2 kW、60℃30 min）；C.烘干干燥（温度70℃）。

3 讨论与结论

3.1 讨论

1）在香水睡莲花茶[22]、杜仲雄花茶[23]、牡丹花茶[24]、枇杷花茶[25-26]等烘干工艺研究均表示烘干的温度和时间尤其重要。试验记录在温度70℃时，烘至全干得到的纯花茶用时约100 min。由于姜花为单瓣花，花瓣也很轻薄，烘干所需的时间不长，单次生产量也比较多。不足之处在于，由烘干法制出的姜花纯花茶，在贮存中颜色逐渐变深，易于褐化。

2）在微波干燥时，姜花的花冠管末端在微波干燥下不易全干，需耗费更多的时间对其进行干燥。若能解决此问题，微波干燥的生产效率会更稳定甚至有提高，尽管微波干燥成本比烘干设备高，但仍有生产优势。由牡丹花茶[24]、连蕊花茶[27]工艺研究中得到启示：可尝试以微波杀青配合烘箱干燥的干燥工艺。在烘干前进行短时高效的微波杀青处理，有助于将新鲜样品中的氧化酶灭活，从而抑制酶促氧化[28]；同时能蒸发一部分水分，减少烘干时间；还可散发出青草气味，使香气更纯正。

3）真空冷冻干燥后的花朵如鲜花般立体生动，与烘干、微波干燥出来的花茶完全不同，不会皱缩或扁塌，香气鲜醇，色泽保持羽白、明亮。泡开后茶味清香，滋味鲜爽，辛辣味较少。从产品出发，真空冷冻干燥出来的花茶观赏性很强，品质也是特优，但目前这种成本高昂、操作复杂、生产效率低下的干燥方式也难以实现规模化生产。

4）姜花含有大量萜类化合物、挥发油成分，但经过高温干燥或低温冷冻干燥后，花茶浸出液的营养保健成分尚未有报道研究。但在试验中发现，姜花制成花茶对消水肿、利尿有明显效果，尤其对孕妇而言，是否能作为临床治疗仍需进一步证实。事实上，对于姜花茶汤中的营养成分及其它活性成分，包括微量元素、氨基酸、水溶性浸出物含量，及多酚、类黄酮等有机物活性物质，保肝活性、抗菌活性、抗氧化活性及其他挥发性物质等也需要得到进一步的检测研究。

3.2 结论

1）3种干燥方法的各自最优加工工艺为：a.烘干法，漏斗期或蝶形期花朵→保留完整花冠管→立体卡口摊放→温度70℃；b.微波干燥法，漏斗期花朵→保留完整花冠管→微波6 kW、60℃下杀青3 min，2 kW、60℃下干燥30 min；c.真空冷冻干燥法，蝶后期花朵→保留完整花冠管→-23℃预冷冻2 h，-12℃升华15 h，5℃解析干燥18 h。

2）3种干燥方式中，就品质而言，真空冷冻干燥姜花品质最优，花茶色泽微黄、均匀，花形立体，香气纯正清香，滋味鲜爽。但从生产成本来讲，烘干法较适宜进行规模化生产。微波干燥方式得出的产品品质与成本均于另外两种干燥方式之间，具有良好的生产潜力。

3）在制作姜花纯花茶时，为协调生产质量与成本之间的矛盾：选择漏斗期或蝶形期的姜花花朵较合适；保留完整花冠管制出的姜花纯花茶品质更好；干燥时以立体卡口的摊放方式比平摊方式更优，同时表现在产量及品质上。