白茶萎凋过程叶片微形态动态变化规律

刘财国，于文涛，樊晓静，王泽涵，陈晓君，蔡春平，叶乃兴*

(1.福建农林大学园艺学院，福建 福州 350002；2.福州海关技术中心福建省检验检疫重点实验室，福建 福州 350001)

茶树(Camelliasinensis(L.)O. Kuntze)为重要经济作物，其嫩梢叶片是主要的采摘部位[1]。‘福鼎大白茶’是国家级优良品种(GS13001-1985)，具有发芽早、芽叶黄绿色、茸毛特多等特点，适制茶类多，有红茶、绿茶、白茶等，制白茶白毫满披，香气清鲜，滋味醇和。萎凋是白茶加工的关键工序[2]，对白茶品质影响很大，鲜叶萎凋过程发生一系列物理化学反应，使得茶叶内含生化成分进行交叉转化，形成了独特品质，尤其对成茶香气、滋味的影响最为明显[3-4]。

萎凋是白茶的初始工艺，茶鲜叶在萎凋过程中，水分不断散失，鲜叶呼吸作用持续进行，内质物质发生剧烈变化。鲜叶减重率加重，但各主要品质成分含量的变化并不是同步的，为品质形成提供特定的物质基础[5-9]。随萎凋时间的增加，鲜叶减重率逐渐增大，与白茶品质形成的关键酶基因发生动态表达，有利于萎凋叶生化成分的变化，对茶叶的品质提升具有积极作用[10-12]。茶树叶片萎凋的研究主要集中于叶片的宏观形态、理化成分、胁迫反应和基因表达等方面，至今未见对茶树叶片在萎凋加工过程中的微形态特征变化研究报道。本试验以福鼎大白茶鲜叶为试验材料，首次运用冷场发射扫描电镜将福鼎大白茶萎凋过程中不同阶段的叶片最高放大至8000倍观察微形态的变化，统计分析不同萎凋时间的叶片表面纹饰、气孔和茸毛等的12个微形态特征，以期探明白茶萎凋过程中叶片微形态的动态变化规律。

1 材料和方法

1.1 试验材料及试剂仪器

供试材料为福鼎大白茶秋梢第3叶。

主要试剂：2.5%的戊二醛溶液；pH=6.8的磷酸缓冲液；50%、70%、80%、90%和100%的乙醇；100%的叔丁醇。

主要仪器：DHG-9240A型可编程电热烘箱(上海一恒科学仪器有限公司)；FD-1-50型真空冷冻干燥机(北京博医康实验仪器有限公司)；E-1010型离子溅射镀膜仪(日立，东京，日本)；SU-8010型冷场发射扫描电镜(日立，东京，日本)。

1.2 试验方法

福鼎大白茶鲜叶进行5个萎凋时间处理，萎凋时间分别为0、12、24、36、48 h，每个处理重复4次。采用真空冷冻干燥[13-14]的方法处理已萎凋的茶树叶片：在茶树叶片中部取3 mm×3 mm大小的组织置于2.5%的戊二醛溶液中并在4℃冰箱中固定3 h；再分别用50%、70%、90%乙醇进行脱水，每次15 min；之后用100%乙醇脱水4～5次，每次15 min；最后将叶片材料置于100%叔丁醇中浸泡15 min后，放入真空冷冻干燥机进行干燥。

1.3 微形态观察与测量

对茶树叶片的12个性状(内外气孔长宽、气孔开度、气孔器大小、气孔密度、茸毛长度、茸毛直径、茸毛密度、叶腹纹饰和茸毛纹饰)进行观察和统计。将经前处理的试验材料用导电胶带固定于扫描电镜样品台上，用离子溅射镀膜仪在样品表面镀膜80 s。用冷场发射扫描电镜进行观察并拍照。每个性状重复测量15次。

1.4 统计分析

采用Image J对相关性状特征进行测量统计[15]；以SPSS 22.0[16]对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 白茶萎凋过程叶片表面纹饰特征变化规律

不同萎凋时间处理的福鼎大白茶叶片表面纹饰存在差异(图1)；叶表蜡质纹饰有波浪状，皱脊状2种类型，随萎凋时间的增加纹饰由波浪状逐步变为皱脊状，萎凋0、12 h的蜡质纹饰为波浪状，萎凋24、36、48 h的蜡质纹饰为皱脊状；茸毛表面纹饰皆为长条形，不随萎凋而变化。

2.2 白茶萎凋过程叶片气孔性状变化规律

不同萎凋时间处理的福鼎大白茶叶片的气孔形状皆为长卵形，具有异性气孔(腺鳞)(图1)。由表1可知，外气孔长、外气孔宽、内气孔长、内气孔宽、气孔器大小都随萎凋时间的延长先增大后减小，萎凋24 h相对最大，萎凋48 h相对最小且显著小于其他4个处理。从图1中可明显看出气孔大小的变化，先增大后减小。外气孔长(17.26±2.3)～(21.35±3.82) μm，萎凋24 h的外气孔长相对最长，萎凋48 h的外气孔长相对最短、显著短于其他4个处理；外气孔宽(9.50±1.59)～(14.09±3.56)μm，萎凋24 h的外气孔宽相对最宽，萎凋48 h的外气孔宽相对最窄、显著窄于其他4个处理；内气孔长(8.74±2.42)～(13.93±3.97) μm，萎凋时间24 h的内气孔长相对最长，萎凋48 h的内气孔长相对最短、显著短于其它4个萎凋时间；内气孔宽(3.68±1.16)～(5.67±2.29)μm，萎凋24 h的内气孔宽相对最宽，萎凋48 h的内气孔宽相对最窄、显著窄于其他4个处理；气孔开度(0.40±0.53)～(0.43±0.82)，萎凋过程中无显著变化；气孔器大小(164.63±38.11)～(311.02±130.80)μm2，萎凋24 h的气孔器大小相对最大，萎凋48 h的气孔器大小相对最小、显著小于其他4个萎凋处理。

图1 白茶萎凋过程叶片微形态观察结果Fig.1 Micromorphology of white tea leaves during withering

表1 白茶萎凋过程中气孔微形态特征

气孔密度在萎凋过程中的变化范围为(286.44±20.41)～(423.78±35.14)个·mm-2，先减小后增大，萎凋24 h的气孔密度相对最小，萎凋36 h和萎凋48 h的气孔密度相对较大、显著大于其他3个处理。

在萎凋过程中，叶片的外气孔长、外气孔宽、内气孔长、内气孔宽和气孔器大小均与萎凋时长呈负相关且为二项式相关(见图2)，它们的回归方程分别为Y=19.90+0.179X-0.005X2、Y=11.66+0.215X-0.005X2、Y=11.19+0.285X-0.007X2、Y=4.541+0.110X-0.003X2、Y=235.7+6.723X-0.168X2；气孔密度呈正相关，回归方程Y=309.7-2.671X+0.108X2；气孔开度为Y=0.0002X+0.4080。

2.3 白茶萎凋过程叶片茸毛性状变化规律

由表2和图2可知，茸毛直径(9.45±1.09)～(10.49±0.83)μm，萎凋过程中茸毛直径无显著变化，回归方程分别为Y=0.014X+9.504；茸毛长度(596.57±161.75)～(630.67±108.80)μm，萎凋过程中茸毛长度无显著变化，回归方程分别为Y=0.647X+599.7；茸毛密度(6.89±0.96)～(15.25±1.87)根·mm-2，随萎凋时间的增加逐渐增大，回归方程Y=6.935+0.388X-0.005X2；(图2)。

图2 白茶萎凋叶片微形态特征趋势图Fig.2 Changes on micromorphological characteristics of white tea leaves during withering

表2 白茶萎凋过程中茸毛微形态特征

3 讨论与结论

3.1 白茶萎凋过程中叶片微形态发生显著变化的性状

萎凋过程微形态发生显著变化的性状为：气孔长宽、气孔器大小、气孔密度、茸毛密度、叶表蜡质纹饰。在萎凋过程中随着叶片失水，外气孔长、外气孔宽、内气孔长、内气孔宽和气孔器大小先增大后减小，且与萎凋时间呈负相关，这与苑亚汝等[17]、何凤等[18]研究结果基本一致。叶片萎凋过程失水，使叶片发生胁迫反应，增大气孔提高呼吸速率以应对水分胁迫，但萎凋时间越长叶片失水量越多，气孔减小甚至关闭以减少水分散失。气孔密度与萎凋时间呈正相关，萎凋过程叶片逐渐失水皱缩，气孔密度越来越大。冯淑华等[19]研究发现气孔密度与叶片相对含水量和叶水势呈负相关，也与本研究中叶片气孔密度与萎凋时间呈正相关相吻合。茸毛密度在萎凋中持续增大是叶片萎凋持续失水皱缩，茸毛聚集而密度增大；叶片萎凋皱缩亦使蜡质纹饰由波浪状逐渐成皱脊状。夏春[20]等研究表明烟草加工过程中，云烟87上部烟叶水分散失增加，叶片形态收缩幅度逐渐增加，这与本试验中白茶萎凋过程叶片失水引起的叶片形态变化相一致。

3.2 白茶萎凋过程中叶片微形态未发生显著变化的性状

本实验的结果表明，白茶在萎凋过程中叶片气孔开度和茸毛的微形态性状无显著变化。气孔开度是内气孔宽与内气孔长的比值，叶片气孔开度是一个相对稳定的性状，不易受到萎凋工艺的影响。嫩梢茸毛的主要生化成分为茶多酚、氨基酸、咖啡碱等[21-22]，是影响白茶品质的重要因子，萎凋过程失水对茸毛直径、茸毛长度、茸毛纹饰的影响小，茶树叶片茸毛微形态性状在白茶萎凋过程中基本无变化。不同品种茶树嫩梢叶片的生化成分含量各不相同，其微形态也存在较大差异，而茶树嫩梢叶片微形态与内含生化成分的关系尚不明确，有待进一步研究。