升温方式对大红袍做青中主要生化成分的影响

王芳，陈倩莲，黄艳，陈百文，王飞权，卢莉，冯花

（1.武夷学院茶与食品学院，福建 武夷山 354300；2.福建省茶叶质量检测与技术推广中心，福建 福州 350002）

乌龙茶具有浓郁花果香和绿叶红镶边的特点，其制作工艺为“采摘→萎凋→做青→杀青→揉捻→干燥”，在这些过程中茶叶受到包括机械损伤在内的多种应力的影响[1]，由酶促催化和非酶促催化共同产生多种风味成分，最终形成乌龙茶的品质[2-3]。乌龙茶的滋味与各种化合物的组合有关，包括苦涩味的茶多酚、鲜甜味的氨基酸、甜味的可溶性糖等[4]。

乌龙茶的关键制作工艺是做青（摇青和静置有机结合并多次循环），在做青过程中，茶叶开始发生氧化反应、水解反应等一系列复杂的生化反应[5]。科学研究显示，做青间的温度、湿度、CO2浓度等环境因子对做青叶的生化成分变化具有重要影响。林学诗[6]以毛蟹、黄旦、梅占3个品种鲜叶为原料，研究了温度、湿度、温湿度组合等处理对做青工艺的影响，结果发现做青环境是影响乌龙茶品质的重要因素，试验处理间差异多数呈显著或极显著水平，且不同品种对做青环境的要求亦不同。游小妹等[7]以丹桂品种为原料，采用安溪铁观音制作工艺，比较了自然环境和空调环境条件下做青的乌龙茶感官品质和生化成分，发现空调环境下做青的毛茶品质更好，其茶多酚和咖啡碱含量比自然环境下做青的毛茶更低，而氨基酸含量则相反。金心怡等[8]以安溪铁观音为研究对象，研究了做青间的温度、湿度和气流速度对做青的影响，结果表明这些因素会影响青叶的呼吸作用，从而调控青叶的生理生化反应。王秀萍[9]以毛蟹品种为原料，研究了做青间气温和叶层附近通风状况对青叶生理生化变化及毛茶品质的影响，结果表明做青过程青叶的呼吸速率、失水速率、气孔导度和叶温受叶层气温、空气湿度和气流状况等的共同影响，气流因子对青叶的生理指标起重要作用，青叶的生化变化则受气温影响更大。

以上研究主要集中于闽南乌龙和广东乌龙，而对闽北乌龙——武夷岩茶做青环境的研究则鲜见报道。本研究以武夷大红袍为原料，采用武夷岩茶加工工艺，对比炭火做青间和暖气机组做青间的做青环境和做青效果，以期为改善武夷岩茶做青环境和武夷岩茶制作工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 茶鲜叶

武夷山大红袍驻芽三四叶：武夷山下梅村。

1.1.2 试剂

酒石酸钾钠、硫酸亚铁、茚三酮、氯化亚锡、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、三氯化铝（均为分析纯）：国药集团化学试剂公司。

1.1.3 主要仪器设备

YG-80燃油热水锅炉暖气机组：青州隆百特新能源有限公司；110型综合做青机：福建省安溪艺萌机械有限公司；Tes-1370温湿度二氧化碳测试仪：台湾泰仕电子工业股份有限公司；XFE-6s茶叶烘焙机：泉州新芳春制茶设备有限公司；DFY-200C高速万能粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；YWS-26恒温水浴锅：青岛聚创环保设备有限公司；721S可见分光光度计：上海仪电分析仪器有限公司；DHG-9030A鼓风电热恒温干燥箱：上海姚氏仪器设备厂。

1.2 试验方法

1.2.1 武夷岩茶加工工艺

采摘→萎凋→做青（摇青与静置结合交替进行，共5次）→杀青→揉捻→干燥

将晒青后的青叶放入做青间的综合做青机中，炭火做青间采用炭火加温，暖气机组做青间采用燃油热水锅炉暖气机组加温。做青工艺的具体参数见表1。

表1 大红袍做青工艺参数Table 1 Parameters of Green-making technology of Dahongpao

1.2.2 试验样品制备

取晒青叶（SQ）、萎凋叶（WD）和做青过程中的样品，热空气固样。做青过程中，取第1次至第5次摇青后的青叶（YQ-1至YQ-5），第1次至第5次静置后的青叶（JZ-1至JZ-5）。每次从综合做青机随机取样2 000 g，然后用对角线法取样500 g，放入烘焙机中固样，先以165℃快速固样5 min，后用103℃烘至足干，烘干样放铝箔袋密封待测，样品编号见表2。

表2 样品编号和对应名称Table 2 Sample number and corresponding name

1.2.3 做青间环境参数测定方法

用Tes-1370温湿度二氧化碳测试仪测定做青间的CO2浓度、温度和湿度。测定时选取5个测定点，分别为综合做青机的中间位置（A）以及两端的上部和下部（分别为 B、C、D、E），每隔 30 min测定一次。

1.2.4 做青叶生化成分的测定方法

水浸出物含量的测定用全量法[10]；茶多酚含量的测定用酒石酸铁比色法[11]；黄酮类化合物含量的测定用三氯化铝比色法[11]；游离氨基酸含量的测定用茚三酮比色法[11]。

1.2.5 毛茶感官审评方法

参照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》[12]中乌龙茶的感官审评法，由3位专业评茶师对毛茶进行感官审评。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2010对数据进行归类、分析和计算；采用SPSS 25.0统计软件对数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 做青间环境参数对比

根据“A、B、C、D、E”5 个测定点与青叶的距离，A测定点离青叶最近，故按“X=A×40%+（B+C+D+E）×15%”公式对所测5个点的温度、湿度和CO2浓度进行计算，“X”为两个做青间的温度、湿度和CO2浓度，结果见表3。

从晒青叶进入做青间开始到做青结束，炭火做青间的温度均比暖气机组做青间高（高出0.1℃～2.6℃），两种做青间的空气湿度差别不大；从19∶23至01∶23，炭火做青间的CO2浓度均比暖气机组做青间高（高出0.024 kg/m3～1.346 kg/m3），这是由于炭火做青间用炭火加温，木炭燃烧释放出大量CO2所致。金心怡等[13]和郭玉琼等[14]的研究均表明，人工调控密闭做青间的CO2浓度明显高于自然环境做青时叶层附近的CO2浓度，从而对茶叶香气的清爽度有影响。武夷岩茶的做青方式有别于闽南乌龙的做法，属于热做青，即在做青过程中需要加热，空间亦是密闭，故加热方式对做青间的CO2浓度影响很大。

表3 做青间的环境参数Table 3 Environmental parameters of fine-manipulation room

2.2 不同升温方式下大红袍做青过程生化成分的变化

2.2.1 水浸出物含量的变化对比

水浸出物含量是反映茶汤浓度和内含物质丰富性的主要指标，对茶叶品质和保健功效都具有较大意义。做青过程水浸出物含量变化如图1所示。

图1 做青过程水浸出物含量变化Fig.1 Changes of water extracts content in the process of fine-manipulation

从图1可知，在做青过程中，炭火做青间和暖气机组做青间中大红袍的水浸出物含量皆呈波动变化，炭火做青间中大红袍的水浸出物从第1次静置到第2次静置时呈显著下降，并在第2次静置时降到最低，相比晒青叶降低了10.33%，在后面的几次摇青和静置中则呈波动式升高，至做青结束时升高了7%；做青结束时与晒青叶的水浸出物含量并无显著性差异（P=0.164＞0.05）。结合表3分析，炭火做青间大红袍水浸出物含量变化较大的原因可能与青叶的呼吸速率有关，而呼吸速率受温度和CO2浓度的影响较大。

2.2.2 茶多酚含量的变化对比

茶多酚是茶叶中重要的滋味成分和保健功能成分，茶多酚滋味虽苦涩，但主导了茶叶的呈味特性与茶汤的浓度[15]。施兆鹏等研究表明，茶多酚含量在20%以内时，其含量与绿茶的滋味得分呈显著正相关[16]。做青过程茶多酚含量变化见图2所示。

图2 做青过程茶多酚含量变化Fig.2 Changes of tea polyphenol content in the process of fine-manipulation

从图2可知，在做青过程中，炭火做青间和暖气机组做青间中大红袍的茶多酚含量皆呈显著下降趋势，其中暖气机组做青间中大红袍的茶多酚含量下降更为明显。做青结束时，炭火做青间中大红袍的茶多酚含量为17.42%，暖气机组做青间中大红袍的茶多酚含量为15.07%，与晒青叶相比分别降低了11.12%和23.11%。黄福平等[17]以武夷肉桂为原料，采用闽南乌龙加工工艺进行做青，发现做青强度越大，多酚类含量减少越多。黄福平等[18]推测做青前期茶多酚含量下降缓慢与细胞破损率和膜透性都很低有关，做青中后期随着摇青强度的增加，细胞破损率和细胞质膜透性增加，使茶多酚与相关的氧化酶充分接触，加速其氧化，故做青中后期茶多酚下降较快。陶月良等[19]认为做青后期茶多酚的氧化速率受机械损伤和膜渗漏两种因素的影响，其中膜渗漏影响更大。本试验中，两个做青间的工艺参数一致，即摇青强度一致，而暖气机组做青间中茶多酚含量的下降在做青后期更明显，很可能是由膜渗漏所引起的。

2.2.3 黄酮类化合物含量的变化对比

黄酮类化合物滋味阈值低，是茶叶中重要的风味物质[20]。做青过程黄酮类化合物含量变化见图3所示。

图3 做青过程黄酮类化合物含量变化Fig.3 Changes of flavonoids content in the process of fine-manipulation

由图3可知，在做青过程中，两个做青间中大红袍的黄酮类化合物含量呈现不同的变化趋势。炭火做青间中大红袍的黄酮类化合物含量呈“降低→增加→降低→增加”的变化，与晒青叶相比，做青结束时大红袍的黄酮类化合物含量略高，但无显著性差异（P=0.822＞0.05）。暖气机组做青间中大红袍的黄酮类化合物含量呈“降低→增加→降低→增加→降低”的变化，做青结束时大红袍的黄酮类化合物含量比晒青叶中低12.25%，与晒青叶相比具有显著性差异（P=0.021＜0.05）。黄福平[21]的研究亦表明黄酮类物质含量在做青过程中的变化较为复杂，且不同做青强度下，黄酮类物质含量的变化趋势有区别。结合表3进行分析，黄酮类化合物含量的变化可能易受做青间环境的影响，应是黄酮类化合物转化代谢途径复杂的原因。研究发现，苯丙胺在相关酶的催化下可合成黄酮醇苷[22-23]，黄酮类化合物代谢途径中代谢产物的生物合成受蔗糖含量的影响[24]，黄酮类化合物易发酵，其稳定性与糖苷有关[20]。

2.2.4 游离氨基酸总量的变化对比

鲜爽味在茶叶品质评价上具有重要意义，游离氨基酸是茶叶中具有鲜甜味的滋味成分[15]。做青过程游离氨基酸含量变化见图4所示。

图4 做青过程游离氨基酸含量变化Fig.4 Changes of free amino acid content in the process of fine-manipulation

由图4可知，在做青过程中，炭火做青间和暖气机组做青间中大红袍的游离氨基酸总量皆呈波动变化，做青结束时，炭火做青间中大红袍的游离氨基酸含量为2.85%，与晒青叶相比增加了19.55%，具有显著差异（P＜0.05）；暖气机组做青间中大红袍的游离氨基酸含量为2.64%，与晒青叶相比增加了10.75%，但差异不显著（P=0.212＞0.05）。WU等[24]亦发现在萎凋和做青过程中，游离氨基酸，特别是茶氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸和酪氨酸含量增加。氨基酸含量的增加可能是由于生物合成过程和应激蛋白水解的联合作用[25-26]；王若仲等[27]研究发现做青时叶片内蛋白酶的活性有所增加，从而使叶片内的游离氨基酸含量增加；也可能与糖代谢相关，青叶中的蔗糖含量自摇青开始下降，蔗糖在转化酶的作用下转化为单糖，然后进入糖酵解生物过程，进行嘌呤和氨基酸等次生代谢[28]。

虽然两个做青间中大红袍的游离氨基酸含量在做青过程的整体变化趋势一致，但两者出现峰值和低谷的时间不同。炭火做青间中，大红袍的游离氨基酸含量呈“增加→降低→增加→降低→增加→降低”的变化趋势，在第2次静置后含量最低，第5次摇青后含量最高；暖气机组做青间中，大红袍的游离氨基酸含量呈“降低→增加→降低→增加→降低”的变化趋势，在第3次静置后含量最低，第2次摇青后含量最高。结合表3进行分析，氨基酸含量的变化易受做青间环境的影响，可能是由于蛋白酶和糖代谢受温度、CO2浓度等因素影响较大[25-28]。

2.3 不同升温方式下所制大红袍毛茶品质对比

做青结束后，从炭火做青间和暖气机组做青间中取出青叶进行杀青、揉捻和干燥，即可得到毛茶。大红袍毛茶主要生化成分含量见表4。

表4 大红袍毛茶主要生化成分含量Table 4 The content of main biochemical components in Dahongpao Maocha

由表4可知，炭火做青间和暖气机组做青间所制毛茶的茶多酚、黄酮类和游离氨基酸含量并无显著差异（P＞0.05），但前者的水浸出物含量比后者低，且具有显著差异（P=0.006＜0.05）。乌龙茶感官审评打分标准与权重见表5。

表5 乌龙茶感官审评打分标准与权重Table 5 The scoring standard and weight of oolong tea sensory evaluation

感官审评后根据各项因子的评分和权重计算出审评茶样的综合得分，并评定等级，95分～99分为一级一等，90分～94分为一级二等，85分～89分为二级三等，80分～84分为二级四等，75分～79分为三级五等，70分～74分为三级六等。两种升温方式做青制得的毛茶的感官审评结果见表6。

表6 两种升温方式做青的大红袍毛茶感官审评结果Table 6 Sensory evaluation results of Dahongpao Maocha with two heating modes

结果表明，暖气机组做青间所制毛茶品质更优，达到一级标准，主要表现在香气更纯、更浓，品种特征更显，滋味更顺滑细腻，叶底更明亮且红边颜色更鲜艳。毛茶色、香、味等的表现说明了暖气机组做青间的做青效果更佳。

3 结论

炭火做青间的温度和CO2浓度皆比暖气机组做青间高；对比晒青叶，两个做青间的大红袍水浸出物含量无显著变化，茶多酚含量皆明显下降，游离氨基酸含量皆升高，而黄酮类含量的变化则不同，炭火做青间中含量略有升高，暖气机组做青间中显著降低；感官审评结果表明暖气机组做青间所制毛茶品质更佳。Wu等[24]用整合靶向代谢组和数据非依赖采集蛋白组分析技术研究乌龙茶非挥发性特征性化学成分在制作过程中的形成机理，蛋白质代谢关联分析表明，酶催化生产的碳水化合物、氨基酸、黄酮类化合物等非挥发性成分与相关蛋白的丰度有不同程度的相关性，可能对乌龙茶的综合风味有一定贡献。不同乌龙茶品类在做青过程中的变化不尽相同，且品种不同，做青时最适温度、最适湿度等皆有区别[29-32]。因此，今后可探索大红袍做青过程关键酶活性与主要生化成分的相关性，以便为明确武夷大红袍做青的最适温度、湿度、气流速度等环境参数提供科学依据。