桑叶乌龙茶制作工艺流程（III）：加工参数的优化

孙 茂 李文楚 李景新 邱国祥 钟杨生 陈芳艳 林健荣

（1.华南农业大学动物科学学院蚕丝科学系 广东广州 510642；2.广东省伦教蚕种场 广东顺德 528308）

目前，对桑叶乌龙茶的研究仍处于实验研究和探索阶段，尚不够深入，可开发的食品种类有限（李林等，2017；许淑琼等，2017），其经济价值并没有得到充分推广与应用，尤其是应用面不广。同时，桑叶来源的复杂性（Fujimura et al., 2004；俞燕芳等，2018）、桑叶品质的季节变化性（Abou-Arab et al., 1999；郭雅玲等，2016）和加工技术的不成熟性（Hu et al., 2009；林强轩等，2018）导致桑叶食品尚未被列入国家食品安全标准的食品类别中，桑叶在成品流程也尚未系统化、关联化、配套化（刘青茹等，2017）。总之，现有的桑叶食品开发研究与桑叶食用方式仍然存在诸多不足且需迫切解决优化。

1 材料与方法

1.1 材料

采样地点位于广东省伦教蚕种场蚕桑大健康生产科研示范基地广东省台山市广海镇，此地夏季高温多雨，冬季温暖少雨，1月份平均气温普遍在0 ℃以上，夏季平均相对湿度80%～85%。桑叶采摘时间：7∶00～11∶00；13∶00～18∶30。桑树品种：沙-69；果桑与叶桑兼用桑。

利用四分法进行采样，试样平摊于地面，用取样铲取出样品约2 kg 作为原始样品，在带盖的特殊茶盒中混合，并通过四分法逐渐减少至1 kg，作为平均样品，分装于两个包装袋中，抽真空，4 ℃保存，供实验与检验用。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程中活性成分含量变化

工艺流程：桑叶采摘→切叶（一分为二）→杀青→揉压→烘焙→密封→贮藏。

杀青揉压工艺： 100 ℃杀青揉压参数：310 r/min 杀青→18 kPa 揉压（0.6 kPa 保压2.5 min）→21.5 kPa 揉压（保压同上）；140 ℃杀青揉压参数：820～840 r/min 杀青→18 kPa 揉压（保压同上）→21.5 kPa 揉压（保压同上）；180 ℃杀青揉压参数：870 r/min 杀青→14.5 kPa 揉压（保压同上）→18 kPa 揉压（保压同上）。

1.2.2 烘焙工艺

轻烘干工艺为90 ℃烘2 h；重烘干工艺为90 ℃烘9 h。在此基础上，探讨桑叶乌龙茶干物质含量、含水量、水浸出物含量、茶多酚含量、可溶性总糖含量和游离氨基酸含量的变化趋势。

1.2.3 加工工艺优选试验设计

通过杀青温度、烘焙温度和烘焙时长的单因素试验，分析各种因素对茶多酚含量、游离氨基酸含量和可溶性总糖含量的影响。桑叶乌龙茶通过增加类脂质的通路促进血脂降低、诱导解毒酶、治疗动脉粥样硬化病、抗氧化等功效是酚性物质作用的结果，再加上酚性物质具有提色提亮的功能，而可溶性总糖具有降血糖与抑菌功效，游离氨基酸则具有抗疲劳（Liang et al., 2001 ；Rostagno et al., 2011）的功效，综合以上指标对桑叶乌龙茶品质影响的重要程度及参考文献中研究的频次，给出综合指标（40%茶多酚含量+35%可溶性总糖含量+25%游离氨基酸含量）以便考量。以综合指标为分析指标，利用三因素三水平正交试验，确定出最优加工工艺参数。

（1）单因素试验设计。

根据已实施的加工工艺条件进行单因素拓展试验：

烘焙温度对综合指标的影响。

为控制单一变量，烘焙时长确定为2 h，杀青温度为140 ℃，分别在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙温度条件下测定茶多酚含量、可溶性总糖含量、游离氨基酸含量，探究不同烘焙温度对各指标的影响。

烘焙时长对综合指标的影响。

在最优烘焙温度条件下，分别在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h烘焙时长条件下测定茶多酚含量、可溶性总糖含量、游离氨基酸含量。探讨不同烘焙时长对各指标的影响。

（2）正交试验设计

根据单因素试验结果，分别对杀青温度、烘焙温度、烘焙时长三因素筛选出三个最优值，组成三水平，进行正交试验。

通过正交试验得到工艺最优参数后，重复3 次正交结果表征试验，验证结果准确性。

1.2.4 数据统计与分析

试验所得数据用Excel 2018 软件进行初步运算、线性回归与非线性回归处理，再用SPSS 18.0 软件进行回归方程拟合度矫正、单因素方差分析（one-way ANOVA）、单样本T 检验、一般线性单变量方差分析，P<0.01 为差异极显著，0.010.05 为差异不显著，并利用LSD 与Duncan 检验法进行多重比较。

2 结果与分析

桑叶乌龙茶加工工艺中杀青与烘焙两个处理阶段可分为轻杀青与重杀青、轻烘干与重烘干，由此桑叶乌龙茶加工工艺可组合为四种类型：轻杀青、轻烘干；轻杀青、重烘干；重杀青、轻烘干；重杀青、重烘干（传统桑叶茶工艺）。其中，轻杀青为100 ℃杀青，重杀青为180 ℃杀青，轻烘干为90 ℃烘2h，重烘干为90 ℃烘9 h。

2.1 单因素试验结果

2.1.1 烘焙温度对各指标的影响

（1）烘焙温度对茶多酚含量的影响。

根据前述方法，并控制单一变量，烘焙时间确定为2 h，分别在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙温度条件下测定茶多酚含量，结果如图1所示，且各温度下的茶多酚含量差异极显著（P<0.01）。烘焙温度由70 ℃上升至110 ℃时，茶多酚含量由0.69%升至0.95%，呈明显的上升趋势，110 ℃条件下比70 ℃条件下的茶多酚含量约高37.68%；当烘焙温度达到110 ℃时，茶多酚含量到达最高，为0.95%；当烘焙温度升高至120 ℃时，茶多酚含量为0.88%，呈明显的下降趋势，120 ℃条件下比110 ℃条件下的茶多酚含量约低7.37%。结果显示110 ℃为最佳烘焙温度。

（2）烘焙温度对可溶性总糖含量的影响。

根据前述方法，并控制单一变量，烘焙时间确定为2 h，分别在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙温度条件下测定可溶性总糖含量，结果如图2所示，且各温度下的可溶性总糖含量差异极显著（P<0.01）。烘焙温度由70 ℃上升至100 ℃时，可溶性总糖含量由20.26%升至32.53%，呈明显的上升趋势，100 ℃条件下比70 ℃条件下的可溶性总糖含量约高60.56%；当烘焙温度达到100 ℃时，可溶性总糖含量到达最高，为32.53 %；当烘焙温度继续升高至120 ℃时，可溶性总糖含量为28.57%，呈明显的下降趋势，且120 ℃条件下比100 ℃条件下的可溶性总糖含量约低12.17%。结果显示100 ℃为最佳烘焙温度。

（3）烘焙温度对游离氨基酸含量的影响。

根据前述方法，并控制单一变量，烘焙时长确定为2h，分别在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙温度条件下测定游离氨基酸含量，结果如图3所示， 且各温度下的游离氨基酸含量差异显著（0.01

（4）烘焙温度对综合指标的影响。

结合上述指标对桑叶乌龙茶品质影响的重要程度及参考文献中研究的频次，给出综合指标（综合指标=40%茶多酚含量+35%可溶性总糖含量+25%游离氨基酸含量）以便考量。

横坐标绘制烘焙温度（70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃），纵坐标绘制对应的综合指标，建立散点图，得出二项式非线性回归方程为y=-0.004 8x2+0.951 7x-35.096，相关系数R2=0.841 8，结果如图4所示。该回归方程相关系数拟合度良好。由该非线性回归方程计算可得：当烘焙温度为99 ℃时，综合指标达到最高，为12.08。

2.1.2 烘焙时间对各指标的影响

（1）烘焙时间对茶多酚含量的影响。

根据前述方法，并在最优烘焙温度99 ℃条件下，分别在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙时长条件下测定茶多酚含量，结果如图5所示，且在各时长条件下的茶多酚含量差异不显著（P>0.05）。烘焙时间由0 h 上升至4 h 时，茶多酚含量由0.33%升至1.00%，呈明显的上升趋势，4 h 条件下比0 h 条件下的茶多酚含量约高203%；当烘焙时间达到4 h时，茶多酚含量到达最高，为1.00%；当烘焙时间继续延长至8 h 时，茶多酚含量为0.87 %，呈明显的下降趋势，且8 h 条件下比4 h 条件下的茶多酚含量低13.00 %。结果显示4 h 为最佳烘焙时长。

（2）烘焙时间对可溶性总糖含量的影响。

根据前述方法，并在最优烘焙温度99 ℃条件下，分别在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙时长条件下测定可溶性总糖含量，结果如图6所示，在各时长条件下的可溶性总糖含量差异不显著（P>0.05）。烘焙时间由0 h 上升至2 h 时，可溶性总糖含量由22.97%升至31.67%，呈明显的上升趋势，2 h 条件下比0 h 条件下的可溶性总糖含量约高37.88%；当烘焙时间达到2 h 时，可溶性总糖含量到达最高，为31.67%；当烘焙时间继续延长至8 h 时，可溶性总糖含量为22.95%，呈明显的下降趋势，且8 h 条件下比2 h 条件下的可溶性总糖含量低27.53%。结果显示2 h 为最佳烘焙时长。

（3）烘焙时间对游离氨基酸含量的影响。

根据前述方法，在最优烘焙温度99 ℃条件下，分别在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙时长条件下测定游离氨基酸含量，结果如图7所示，在各时长条件下的游离氨基酸含量差异不显著（P>0.05）。烘焙时间由0 h 上升至6 h 时，游离氨基酸含量由0.18 %至0.19 %，呈上升趋势，6 h 条件下比0 h条件下的游离氨基酸含量约高5.56%；当烘焙时间达到6 h时，游离氨基酸含量到达最高，为0.19%；当烘焙时间继续延长至8 h 时，游离氨基酸含量为0.18%，呈下降趋势，且8 h 条件下比6 h 条件下的游离氨基酸含量约低5.26%。结果显示6 h 为最佳烘焙时长。

（4）烘焙时间对综合指标的影响。

结合上述指标对桑叶乌龙茶品质影响的重要程度及参考文献中研究的频次，给出综合指标（综合指标=40 %茶多酚含量+35 %可溶性总糖含量+25 %游离氨基酸含量）以便考量。

横坐标绘制烘焙时间（0 h、2 h、4 h、6 h、8 h），纵坐标绘制与之对应的综合指标，建立散点图，得出二项式非线性回归方程为y=-0.144 6x2+1.076 2x+8.725 4，相关系数R2=0.683 4，结果如图 8 所示。该回归方程相关系数R2>0.60，拟合度良好。由该非线性回归方程计算可得：当烘焙时长为3.7 h 时，综合指标达到最高，为10.73。

2.2 正交试验

以综合指标为考察指标，利用正交试验分析法优选桑叶乌龙茶加工工艺参数。根据单因素试验结果，对杀青温度、烘焙温度、烘焙时间3 个关键因素进行L9（33）正交优化试验。试验设计见表1。

表1 正交试验设计

根据表1进行正交优化试验，结果见表2。通过统计分析可得，影响桑叶乌龙茶综合指标的主次因素排序为：A［杀青温度（℃）］>B［烘焙温度（℃）］>C［烘焙时间（h）］。杀青温度对桑叶乌龙茶综合指标的影响差异显著（0.010.05）。

表2 正交试验结果

综上所述，三因素的最佳组合为A2B2C3，即杀青温度为140 ℃，烘焙温度为99 ℃，烘焙时间为5.7 h。为进一步检验最佳组合的真实性与准确性，重复3 次正交结果表征试验，综合指标高达12.36。

3 讨论

本次单因素试验是基于工厂加工参数进行的拓展研究。烘焙温度对茶多酚含量的影响差异极显著（P<0.01），对可溶性总糖含量的影响也为差异极显著（P<0.01），对游离氨基酸含量的影响差异显著（0.010.05）。烘焙时间单因素试验确认3.7 h 为最佳烘焙时间，此时综合指标高达10.73。

关于优化桑叶乌龙茶加工工艺的正交试验暂无报道。本次试验采用的L9（33）方案的原型为L9（34），在数据处理中应加入空列因素保证完整性。通过统计分析得最佳优选参数：杀青温度为140 ℃；烘焙温度为99 ℃；烘焙时间为5.7 h，影响桑叶乌龙茶综合指标的主次因素排序为：杀青温度>烘焙温度>烘焙时间。为实际制茶工艺提供一套可行且优化的操作方案，并找出其中关键因素。