干燥工艺对红茶品质的影响

胡 源 刘梦圆 周秦羽 徐洋洋 肖文军

(1.湖南农业大学茶学教育部重点实验室，湖南 长沙 410128；2.石门县茶祖印象太平茶业专业合作社，湖南 常德 415300)

红茶作为中国六大茶类之一，发源于中国传播于世界，其销量占全球茶叶销量的80%左右[1]。近年因其形美味甘，具有消炎杀菌[2]、调理肠胃[3]等多种健康功效而备受消费者的青睐。红茶加工包括萎调、揉捻、发酵、干燥等工序，其中干燥不仅是水分散失和稳固外形的过程，更是色泽、香气和滋味等品质形成的重要过程。红茶干燥工序分为毛火和足火两个阶段，其中毛火是去水固形、终止酶促反应和品质特征形成的重要工序[4]。研究表明，叶中水分在毛火工序下由发酵叶的58%～64%降至毛火后的20%～25%，同时伴随着叶水分的大量蒸发以及叶温的快速上升，抑制了叶内酶促反应并发生大量热化学反应，促进品质物质的转化和提升[5]；足火工艺是去水足干、发展茶叶色香味品质的关键[1]。目前已有电炒锅、链板式热风、箱式热风、滚筒式滚炒等干燥技术应用于红茶干燥工艺中，同时还有理条式炒制、微波干燥、低温真空干燥等一些新型工艺技术在红茶加工中得到了初步应用[6-9]。此外，低温真空—热风[10]、微波—真空[11-12]等联合干燥技术在生产中也有应用[13-14]。然而，当前相关研究多集中于单个工艺或联合工艺对红茶某些生化成分或感官品质的影响[15]，缺乏不同干燥工艺及其组合的比较研究。研究拟以箱式热风初干及复干工艺加工的红茶作为对照，将箱式热风、锅炒、链式热风、平板式热风和微波5种干燥方式的不同组合分别应用于红茶毛火初干与足火复干工艺中，探讨不同干燥工艺对红茶品质的影响，以期为红茶加工工艺的优化和品质提升提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

茶鲜叶：碧香早夏秋季一芽二叶，石门县茶祖印象太平茶厂；

表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素(EC)、儿茶素(C)、没食子儿茶素没食子酸酯(GCG)及谷氨酸标准品：美国Sigma公司；

甲酸、甲醇、甲酰胺：色谱纯，国药集团化学试剂有限公司；

甲酸乙腈：色谱纯，美国天地有限公司；

浓硫酸：优级纯，株洲市星空化玻有限责任公司；

其他试剂：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

速浪青机：6CWL-90型，福建佳友茶叶机械智能科技股份有限公司；

茶叶烘焙机：6CHZ-9B型，福建佳友茶叶机械智能科技股份有限公司；

茶叶电炒锅：JY-6CST-60型，福建佳友茶叶机械智能科技股份有限公司；

茶叶揉捻机：6CR-Z45型，浙江春江茶叶机械有限公司；

茶叶烘干机：6CHT-2型，湖北天池机械有限公司；

微波炉：M1-211A型，广东美的厨房电器制造有限公司；

超声波加湿器：BL-C03ZT型，上海贝菱电器有限公司；

茶叶烘干机：6CH-10型，浙江春江茶叶机械有限公司；

杀青理条机：6CSM-60型，浙江春江茶叶机械有限公司；

可见分光光度计：722E型，上海光谱仪器有限公司；

高效液相色谱仪：LC-2010AHT型，日本岛津公司；

气质联用色谱仪：GCMS-QP2010型，日本岛津公司。

1.2 方法

1.2.1 红茶茶样加工工艺及参数控制

鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→干燥

(1)萎凋：将茶鲜叶置于萎凋槽中，厚度约为4 cm，室内自然摊放6.0～6.5 h，期间翻动2次，至青草气消失、叶片含水量为65%～66%；然后将其置于通风良好、光照强度为3 000～40 000 lx太阳光的室外环境中晒青30 min，期间翻动2次，至叶面失去光泽、叶质软并具有清香味时，将其移入室内阴凉通风处凉青30 min后，使用浪青机以8 r/min转速摇青10 min，静置60 min，至叶片含水量为58%～60%、无明显红变且散发出浓郁花香为萎凋适度。

(2)揉捻：将萎淍叶置于20 ℃空调房中，按轻重轻的加压原则用揉捻机冷揉1.5 h，至成条率为90%、细胞破损率90%以上时取出，用解块机解块。

(3)发酵：将揉捻叶按12 cm左右厚度分层置于接有通气管道的红茶发酵机内，调节发酵机内温度为30 ℃、湿度90%～94%，通气模式下发酵3～4 h，至叶色红黄、青草气消失、有花果香、水分含量约为55%时，为发酵适度。

(4)干燥：分为毛火初干和足火复干两个阶段。以同批次发酵适度的发酵叶作原料，将箱式热风、锅炒、链式热风、平板式热风和微波5种干燥方式的不同组合(见表1)分别应用于毛火初干与足火复干工艺中。每个工艺处理取发酵叶1 kg。毛火初干后的茶样水分含量控制在25%左右，足火复干后茶样的水分含量控制在6.5%以内(手捏成粉末即可)。每个干燥处理工艺重复3次，并连续两年(2020年8月、2019年8月)进行重复验证。

表1 红茶干燥工艺的不同组合方式及主要技术参数

1.2.2 感官品质评审 由3名副教授职称以上的茶学专业教师组成的3人审评小组，参照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》进行，审评项目包括外形(25%)、香气(25%)、汤色(10%)、滋味(30%)和叶底(10%)，总分100分。

1.2.3 滋味品质成分分析

(1)水分：按GB 5009.3—2016执行。

(2)水浸出物：按GB/T 8305—2013的全量法执行。

(3)游离氨基酸：按GB/T 8314—2013的茚三酮比色法执行。

(4)可溶性糖：采用蒽酮比色法[16]。

(5)茶多酚：按GB/T 8313—2018执行。

(6)茶黄素、茶红素、茶褐素：采用系统分析法[17]。

(7)儿茶素组分和咖啡碱含量：采用高效液相色谱法[18]。

1.2.4 香气品质成分分析 选取感官品质较好的代表性茶样进行香气品质成分分析。采用顶空固相微萃取的方法对茶样中的香气成分进行萃取，采用气相色谱—质谱联用(GC-MS)技术[19]对加工过程中的茶叶香气成分进行定性和定量分析，并根据样品中总离子流图中各色谱峰的质谱信息，经计算机在NIST98.L标准谱库的检索，并结合相关文献核对，确定其化学成分，同时采用峰面积归一化法定量，得到各组分的相对含量；再结合保留时间、质谱、实际成分和保留指数等参数进一步确定组分。

1.2.5 统计分析 运用Excel进行数据处理；采用SPSS 21.0进行差异显著性分析，统计结果以平均值±标准差表示；P<0.05，表示有显著性差异，为具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 对红茶感官品质的影响

表2表明，与CK茶样相比，WP和LG处理茶样香气较好，清甜带花香，茶样茶汤的鲜爽度提高，滋味醇较爽。从综合评分可见，除GC、PG、PC、GG外，WP、LG、GP、CP、WG、WC、CC、LC处理茶样，外形、汤色、香气、滋味和叶底评分均不同程度提高，其中感官品质最优的WP处理茶样，与排名第二的LG处理茶样相比，仅外形上高0.02分，但与CK茶样相比，汤色、香气、滋味的评分均提高1.00分，综合评分高0.95分，其外形条索紧结弯曲，较匀整，多锋毫，色泽黑褐尚润，汤色橙红亮，香气清甜带花香，滋味醇较爽。

表2 干燥方式对红茶的感官品质影响

2.2 对红茶滋味品质成分的影响

2.2.1 水浸出物、茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖质量分数 表3显示，与CK茶样相比，各处理茶样的水浸出物质量分数均存在显著性差异(P<0.05)，其中LG和LC处理茶样增加最多(P<0.05)，分别增加了3.97%，1.68%；GG、CG和GC处理茶样降低最多(P<0.05)，分别降低了1.77%，1.57%，1.24%。茶多酚质量分数除CC处理茶样显著升高(P<0.05)外，其余处理茶样均显著降低(P<0.05)，可能是由于CC处理茶样毛火温度和足火温度均较高，多酚氧化酶和过氧化物酶失活较快[20]，使部分残留多酚类物质未发生酶促氧化而得以保留，进而使其质量分数升高，与王近近等[21]研究成果一致，其次为WP处理茶样质量分数最高，与Dong等[22]研究表明微波可最大程度保留茶多酚的结果一致。各处理茶样咖啡碱的质量分数均显著降低(P<0.05)，其中WG和PC处理茶样质量分数最低，均下降0.93%。

表3 干燥工艺对茶样水浸出物、茶多酚、氨基酸、可溶性糖、咖啡碱质量分数的影响†

此外，与CK茶样相比，氨基酸质量分数除GC和PC处理茶样无显著性变化外，其余处理茶样均显著降低(P<0.05)，其中降低最多的为WC和CC处理茶样，分别降低了0.29%和0.31%，由此提示长时高温的箱式热风干燥会促进部分蛋白质类物质的热裂解反应，从而使得CK对照茶样的氨基酸质量分数较高[4]；同时WC处理茶样由于微波处理时间短，且叶细胞保持较完整，使其氨基酸质量分数显著降低，而CC处理茶样则由于干燥温度较高，使氨基酸过度反应，脱水、脱羧、脱氨或与羰基化合物发生美拉德反应生成香气物质，使其质量分数降低显著[22]。可溶性糖质量分数GC、GP处理茶样与CK茶样间无显著性差异，而WP、WG、LC、LG、WC和CC 6个处理茶样显著增加(P<0.05)，分别增加了0.71%，0.62%，0.58%，0.41%，0.40%，0.31%；但GG、CG、PC、CP和PG 5个处理茶样则显著降低(P<0.05)，可能是由于这5个处理足火温度较高，可溶性糖与氨基酸发生的美拉德反应更加剧烈所导致[23]。

2.2.2 茶黄素、茶红素、茶褐素质量分数 表4表明，与CK茶样相比，CG处理茶样茶黄素质量分数无显著性差异，其余处理茶样的均显著增加(P<0.05)，由高到低依次为LG、CC、PC、WP、CP、GG、PG、WG、LC、GC、GP、WC处理茶样，分别增加了0.31%，0.29%，0.28%，0.26%，0.22%，0.15%，0.14%，0.11%，0.10%，0.07%，0.06%，0.04%，茶黄素可增加红茶的强度和鲜度，因此LG处理茶样茶黄素质量分数最高的结果与感官审评中LG滋味较醇爽结果一致。各处理茶样茶红素和茶褐素质量分数均显著升高(P<0.05)，茶红素增加量前三的为CC、WG、LG处理茶样，分别增加了5.89%，4.32%，4.04%，茶褐素增加量最多的为LC处理茶样，增加了3.61%。由此可见LG处理茶样对茶黄素的保留量最大，可能是因为锅炒足火复干使茶样与加热锅壁直接接触，多次反复摩擦滚炒，为茶叶内含成分的热化学反应创造了条件，使复杂茶多酚类物质部分转化[24-25]，同时通过增加茶样叶细胞破损率，使其有利于残留的多酚类物质发生酶促反应形成茶黄素[4]；CC处理因为温度提高，毛火时快速终止了酶促反应而利于茶黄素保留，而且毛火时间的缩短，减少了茶红素的高温裂解，使茶红素质量分数升高[4]；同时，由于细胞破损率、温度提高，茶黄素非酶促氧化更加剧烈，使茶褐素质量分数增加。

表4 干燥工艺对茶样茶黄素、茶红素及茶褐素质量分数的影响†

2.2.3 儿茶素质量分数 由表5可知，与CK茶样相比，各处理茶样中的简单儿茶素、酯型儿茶素以及总儿茶素质量分数均显著增加(P<0.05)，其中增加最多的均为LC处理组，分别增加了1.32%，1.02%，2.34%，其次为WG和LG组；各处理茶样中的儿茶素(DL-C)、表儿茶素(EC)、表没食子酸儿茶素(EGC)、没食子酸儿茶素没食子酸酯(GCG)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的质量分数均显著增加(P<0.05)，主要归因于链板式热风毛火是通过热空气的流动促进叶温升高和叶中水分蒸发，但由于热风温度输出密度、空间温度分布不均匀等问题使叶温升速相对较慢，导致叶内酶促反应在毛火中持续进行，使茶多酚和酯型儿茶素进一步氧化、裂解，简单儿茶素质量分数相对较高，同时箱式热风足火温度相对较低，酶活性降低，各种反应减慢使酯型儿茶素得以保留而质量分数增加[6]。此外，与CK茶样相比，各处理茶样的酯型儿茶素与总儿茶素的比值也均显著降低(P<0.05)，由此提示通过不同干燥工艺处理的茶样苦涩味降低。

表5 干燥工艺对茶样中儿茶素质量分数的影响†

茶黄素和茶红素是儿茶素的氧化产物，对红茶汤色和滋味品质形成具有决定性作用，茶黄素是影响汤色亮度、滋味强度和鲜爽度的重要物质，成品茶中茶黄素质量分数越高，红茶品质越好[26]；茶红素是汤色红、滋味收敛的主要贡献物[27-28]。水浸出物[29-30]、茶多酚[31-32]、可溶性糖[33]、咖啡碱[34]、儿茶素等质量分数也与红茶品质息息相关。综上分析，LG处理茶样即120 ℃链式热风初干10 min、120 ℃锅炒复干至足干得到的茶样品质最佳，茶黄素、茶红素、水浸出物、可溶性糖、简单儿茶素、酯型儿茶素和总儿茶素均显著增加(P<0.05)，而茶多酚、咖啡碱以及酯型儿茶素与总儿茶素的比值均显著降低(P<0.05)。

2.3 对红茶香气品质成分的影响

表6、表7显示，在7个具有代表性的茶样中共检出108个香气组分，包含醇类21种、醛类24种、酮类16种、酯类13种、酸类6种和碳氢化合物28种，其中醇类含量最多，其次为醛类、酮类、酯类和碳氢化合物。与CK茶样相比，各处理茶样主要增加了苯甲醇(苹果香)、7-甲基-3-亚甲基-6-辛-1-醇(花香)、异香叶醇(玫瑰香)、雪松醇(柏木香)、植物醇(花香)、2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-乙醛(木香、玫瑰香)、2-(5-甲基-5-乙烯基四氢呋喃-2-基)丙-2-基碳酸乙酯和水杨酸甲酯(薄荷香味[35])等香气物质，而顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇、辛烯醛(略带刺鼻)、壬酸(腐臭味)等不良香气物质减少。

表6 干燥工艺对茶样主要香气化合物的影响

表7 干燥工艺对茶样主要呈香物质组成及质量分数的影响

研究[36]表明，醇类物质是红茶中相对质量分数最高的一类香气物质。与CK茶样相比，各处理茶样中的醇类物质质量分数均有增加，增幅由大到小依次为WC、LC、LG、CP、GP、GC处理茶样，分别增加了13.47%，11.40%，9.68%，6.48%，4.67%，2.21%；同时各处理茶样的苯乙醇(玫瑰香)、橙花醇(新鲜柑橘香)、香叶醇(玫瑰香)等香气物质都不同程度增加，其中WC、CP和LG处理茶样增加最多，而且新增了苯甲醇(苹果香)香气成分，并以WC处理茶样的增加量最多，其次为LG处理茶样，与WC、CP、LG处理茶样感官审评香气评分高于CK茶样结果一致。综合分析，不同的毛火初干、足火复干处理工艺相较传统干燥工艺，温度都不同程度的提高，促进了醇类、酯类、酸类等化合物的部分转化，加速了芳香类、烷类、烯类等化合物的形成；同时热传导原理的毛火初干方式使茶叶与高温筒壁的持续摩擦，氨基酸脱氨脱羧反应、类胡罗卜素类的氧化反应、糖苷类化合物的脱苷反应等会促进醇类、酯类、酸类、烯类、芳香类、杂环类等化合物的形成，进而形成丰富的香气类型[6]并提高红茶品质。

3 结论

不同的干燥工艺对红茶的品质影响不同，采用120 ℃链式热风初干10 min、120 ℃锅炒复干至足干的干燥工艺(即LG处理)，加工出的红茶品质最佳，汤色红橙亮，香气甜香带花香，滋味较醇爽；红茶中的品质成分茶黄素、茶红素、水浸出物、可溶性糖、简单儿茶素、酯型儿茶素和总儿茶素的质量分数均显著增加(P<0.05)，而茶多酚、咖啡碱的含量以及酯型儿茶素与总儿茶素的比值则均显著降低(P<0.05)；同时，增加了苯甲醇(苹果香)、7-甲基-3-亚甲基-6-辛-1-醇(花香)、异香叶醇(玫瑰香)、植物醇(花香)、2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-乙醛(木香、玫瑰香)、2-(5-甲基-5-乙烯基四氢呋喃-2-基)丙-2-基碳酸乙酯和水杨酸甲酯(薄荷香味)等花果香品质成分，减少了顺-α,α-5-三甲基-5-乙烯基四氢化呋喃-2-甲醇(带樟脑气息)、辛烯醛(略带刺鼻)、壬酸(腐臭味)等不良香气成分。由此提示120 ℃链式热风初干10 min、120 ℃锅炒复干至足干工艺技术有利于提高红茶品质，但其机制有待进一步探究。