鲜叶低温处理对黄茶品质的影响

张龙雪，亓俊然，陈新颖，王思蕊，张丽霞

（山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安 271018）

黄茶是中国独有的茶类，经摊放、杀青、闷黄和干燥工序加工而成，其中，“闷黄”是其“黄汤黄叶”品质特征形成的关键工序。与绿茶加工相比，黄茶因在“闷黄”过程中发生叶绿素降解和部分茶多酚氧化，从而产生区别于绿茶的“三黄”品质特征。目前黄茶加工中广泛采用高温、高湿的“加温闷黄”方式，不仅能源消耗大且黄化效率低，严重制约黄茶加工规模的扩大和产量的增加，导致目前黄茶产量仅占茶叶总产量的0.6%。因此，探寻保证黄茶品质的同时提高黄化效率的新技术是黄茶加工工艺创新的关键。

传统闷黄工艺采用湿热作用促进叶绿素降解，从而形成“三黄”特征，但如何实现黄茶加工中叶绿素高效降解的相关研究较少。与闷黄的高湿热环境相似，低温对叶片也能产生相同影响。研究显示在零上低温环境中，叶绿素合成受抑制、分解速度加快，因此低温条件可以降低叶绿素的含量。另外，低温会导致细胞膜受损，可以促进定位于叶绿体类囊体膜上多酚氧化酶与细胞液中多酚的氧化反应。基于上述研究，引发以下思考：能否在黄茶加工中引入低温处理以加快叶绿素降解，从而实现黄茶加工效率的提高，有效促进黄茶产业的发展？在茶叶加工过程中，更多的是冷冻技术在红茶的“萎凋”过程以及茶叶干燥过程中的应用研究。零上低温技术较少地被用于茶鲜叶的采后摊放过程，有研究发现，经过低温贮藏后的离体鲜叶加工的绿茶，具有更佳的品质：Maritim 等研究发现，不同温度的鲜叶摊放环境会间接导致叶片形态、内质及营养成分等的改变；张应根等研究报道，相较于自然摊放，在低温环境下会降低儿茶素、氨基酸等生化成分的氧化水解；Katsuno 等研究发现以经过低温贮藏的茶芽加工而成的绿茶香气更高、滋味更浓；虞昕磊对比不同摊放方式的绿茶后发现，低温摊放可以正向调控非挥发性成分的代谢及挥发性物质的合成，进而提升绿茶的滋味和香气品质。

目前，将低温技术运用于黄茶加工的相关研究较少，为探讨鲜叶低温处理在黄茶加工中的可行性以及对黄茶品质的影响，本文以深绿叶色茶树“金萱”鲜叶为原料，设置不同处理温度（0～10 ℃）和处理时长（8～40 h），对鲜叶进行组合处理，分析鲜叶低温处理前后理化差异和低温对黄茶品质的影响，在此基础上，探讨适宜黄茶加工的鲜叶低温处理技术。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

茶叶原料 于2021 年9 月采摘泰安市那一叶茶叶有限公司茶园的金萱1 芽1 叶新梢；硫酸亚铁、酒石酸钾钠、茚三酮、蒽酮、丙酮 分析纯，天津市凯通化学试剂有限公司。

6CLZ-80 茶叶理条机 浙江上洋机械股份有限公司；6CHM-901 型电热式碧螺春烘干机、6CHT-18 型烘焙提香机 浙江富阳茶叶机械总厂；DDBJ-350 便携式电导率仪 上海雷磁仪器有限公司；CM-5 分光测色仪 日本柯尼卡美能达公司；PEN3 型便携式仿生电子鼻 德国Airsense；UV-2450 型紫外分光光度计、GC-MSQP 2010Plus 气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鲜叶低温处理 试验参数设置参考田野的方法（表1）。设置温度（10、5、0 ℃）、处理时长（8、16、24、32、40 h）为变量，共15 个处理组。以自然温度（25 ℃）下，鲜叶（摊放0、8、16、24、32、40 h）为对照。

表1 鲜叶处理方案Table 1 Fresh leaf treatment scheme

1.2.2 黄茶加工流程 黄茶加工流程参考文献[17-18]，并结合预实验结果确定黄茶加工流程及参数：

加工流程：摊放→杀青→闷黄→干燥。

摊放：为保证后续黄茶加工过程的一致性，降低加工难度，将低温叶取出后，于室温（25 ℃）中摊放20～40 min，以散失叶片表面水分；对照组鲜叶以0.6 cm 厚度摊放0、8、16、24、32、40 h。室内环境湿度为75%±5%，温度为25 ℃。

杀青：设置理条机温度280 ℃，投放鲜叶350 g，杀青6 min。

闷黄：将杀青叶堆放于竹匾上，叶片厚度1.5 cm，室温闷黄16 h。

干燥：设置提香机参数为初烘温度120 ℃，时长10 min。复烘温度80 ℃，时长3 h。

1.2.3 鲜叶脂溶性色素含量的测定 参考罗秀芹等的实验方法。采用紫外分光光度计测定色素含量，将样品磨碎后置于20 mL 离心管中，加入15 mL 乙醇丙酮萃取液（1:1，V/V），避光萃取24 h，直至材料完全失绿。以乙醇丙酮萃取液为对照，在474、642、649、665 nm 波长下测定吸光度，按以下公式计算：

叶绿素a(mg/L)=9.99A-0.0867A；

叶绿素b(mg/L)=17.7A-3.04A；

总叶绿素含量(mg/L)=27.9A；

总类胡萝卜素含量(mg/L)=4.92A-0.0255a-0.225b。

式中：a、b 代表叶绿素a、叶绿素b 的含量，mg/L；A 代表吸光度，A 值下标代表所测波长。

1.2.4 鲜叶相对电导率的测定 参照李合生的方法。用打孔器截取完整鲜叶相同大小的10 片叶片，放入50 mL 离心管中，加入20 mL 去离子水浸泡后用电导率仪测定初电导率，再将其置于沸水浴25 min，冷却后测定电导率，计算公式为：

相对电导率（%）=100×（S-S）/（S-S）。

式中：S代表蒸馏水电导率，%；S代表煮沸前电导率，%；S代表煮沸后电导率，%。

1.2.5 鲜叶挥发物成分分析 使用PEN3 型电子鼻对鲜叶挥发物进行测定。10 种半导体传感器功能见表2。取鲜叶5.0 g 置顶空瓶中，静置10 min 后检测。检测参数为：传感器清洗100 s，自动调零10 s，样品准备5 s，测定间隔1 s，进样流量300 L/min，数据采集100 s。取传感器第80～82 s 的信号进行分析。

表2 PEN3 型电子鼻传感器性能Table 2 Sensor sensitivities of the PEN3 e-nose

1.2.6 茶样感官审评 参考GB/T 23776-2018《茶叶感官审评方法》，采用加权评分法计分。

1.2.7 茶汤色差的测定 参考王家勤等的实验方法。采用CM-5 分光测色仪测定茶汤颜色，并记录L值、a值、b值。L值代表明暗度，a值代表由红色（+）到绿色（-）的变化，b值代表由黄色（+）到蓝色（-）的变化。

1.2.8 主要生化成分的测定 水浸出物含量：参照GB/T 8305—2013《茶水浸出物测定》；茶多酚测定：参照GB/T 8313-2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》；游离氨基酸测定：参照GB/T 8314-2013《茶游离氨基酸总量的测定》；可溶性糖测定：采用蒽酮比色法。

1.2.9 茶叶香气成分的测定 顶空固相微萃取法（HS-SPME）萃取香气，GC-MS 进行成分测定。

色谱条件：Rtx-5MS 石英毛细管柱（60.0 m×0.25 mm×0.25 μm）；载气为He（99.999%），柱流量1.27 mL/min，柱前压5.9 psi，分流比5:1，进样口温度250 ℃。柱温升温程序：初始40 ℃，保持2 min，以5 ℃/min 升温至230 ℃，保持5 min。

质谱条件：接口温度250 ℃，离子源温度230 ℃，电离方式EI，电子能量70 eV，全扫描模式，扫描范围30～450 u。

根据GC/MS 总离子色谱图，与NIST 14 和NIST 14s 数据库进行比较，分析匹配度大于80%的成分，采用峰面积归一法得到各物质成分的相对含量。

1.3 数据处理

每次试验做3 个平行，重复3 次，用平均值±标准差的形式表示。采用Microsoft Excel 2019 进行数据处理，采用SPSS 25.0 软件进行方差及显著性分析（＜0.05），采用Origin2019、Photoshop 软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 低温处理对茶鲜叶采后理化性状的影响

2.1.1 低温处理后茶鲜叶外观及色素含量变化 低温处理后茶鲜叶外观变化如图1。刚采摘的鲜叶色泽鲜绿，叶质硬挺；不同处理组鲜叶随时间的延长发生以下变化：叶色从边缘开始由绿→黄，叶质由硬挺→柔软，叶片上表面逐渐凸起后因萎蔫而消失。摊放结束后，对照组叶边缘出现明显向内卷曲的萎蔫状；经低温摊放处理的鲜叶边缘无明显卷曲，芽叶由边缘向主脉发展的黄化程度更大，低温处理鲜叶较对照组舒展、新鲜度高，这说明低温摊放能延缓鲜叶的萎凋，增长鲜叶的保鲜时间。同时，鲜叶经前期低温处理会导致“金萱”叶色发生黄变。

图1 不同处理的鲜叶外观Fig.1 Appearance of fresh leaves with different treatments

以上表观的色泽变化与其内含的色素成分变化密切相关。决定茶叶主要色泽品质的因素是脂溶性色素及其产物含量，脂溶性色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素。低温摊放处理组鲜叶叶绿素及类胡萝卜素含量变化见图2。随处理时间的延长，叶绿素含量均呈下降趋势，低温摊放处理后叶绿素含量显著低于对照组（＜.05）。不同温度处理间叶绿素含量降幅存在差异；低温摊放16 h 时，叶绿素降幅（A2，22.5%；B2，22.6%；C2，29.7%）达到或超过对照组40 h 处理的降幅（22.7%）。不同温度处理组间比较显示：低温摊放处理8 h，3 个处理组之间差异不显著（＞0.05）；处理16 h 时，5 ℃和10 ℃处理差异不显著（＞0.05），但两者叶绿素含量显著（＜0.05）高于0 ℃处理组；当处理时长超过24 h 时，不同温度处理鲜叶叶绿素含量呈显著性差异（＜0.05）。类胡萝卜素的变化趋势与叶绿素一致，随摊放时间的延长，类胡萝卜素含量均呈下降趋势。不同温度处理组间比较显示：5、10 ℃处理24 h 的类胡萝卜素含量无显著差异（＞0.05）；低温摊放24 h 时，类胡萝卜素降幅（A3，26.6%；B3，28.0%；C3，32.8%）达到对照组的最大降幅（29.0%）；在低温处理超过32 h 后，处理组类胡萝卜素含量显著低于对照组（＜0.05）。整体分析显示随处理温度的下降和摊放时间的延长，鲜叶叶绿素和类胡萝卜素含量越低。同时，低温可降低叶绿素、类胡萝卜素的含量，从而影响摊放后鲜叶的外观色泽。

图2 不同处理对鲜叶中色素含量的影响Fig.2 Effects of different treatments on pigment content in leaves

2.1.2 低温处理后茶鲜叶相对电导率的变化 由图3可知，茶鲜叶样品的相对电导率与处理温度呈负相关，与处理时长呈正相关，即处理温度低、处理时间长，处理后鲜叶的相对电导率越高。进一步分析显示，0 ℃处理组叶片的相对电导率整体变化幅度最大（16.91%～60.43%），其次为5 ℃处理组（12.78%～48.11%）、10 ℃处理组（11.01%～30.51%），而对照组的变幅最小（10.04%～21.11%），这说明低温处理对叶片相对电导率提升作用明显。此外，低温处理组A4、B3 和C2 与对照CK5 的鲜叶相对电导率相近。由此表明，鲜叶低温处理后可在较短时间内达到长时室温摊放的细胞损伤度。

图3 不同处理对叶片相对电导率的影响Fig.3 Effects of different treatments on relative electrical conductivity of leaves

2.1.3 低温处理后茶鲜叶挥发性成分分析 电子鼻传感器的信号强度可以反映不同类型挥发性物质浓度的差异，响应数值顶点距离雷达图中心越近，挥发物浓度越低，对香气贡献越小。不同处理鲜叶挥发物的电子鼻传感器响应雷达图见图4。

图4 电子鼻传感器的响应雷达图Fig.4 Response radar chart of electronic nose sensor

根据雷达图形状特征，可将其鲜叶样品分为两类：

第一类鲜叶的挥发性物质雷达图为S2-S7 单长轴型。即S2、S7 传感器响应值最大，其次为S6、S8、S9、S1、S3、S4、S5、S10 号传感器，具有这类挥发特征的鲜叶样品有：CK0～CK5、A1、A3、B5 和C5。结合传感器吸附性能，上述10 组鲜叶中氮氧类、甲烷、硫化合物类、醛酮醇类以及芳香类挥发性风味物质对香气贡献较大。

第二类鲜叶雷达图在S2-S7 长轴型的基础上，增加了S5-S10 长轴，形成“双长轴”雷达图。同时S3、S4 以及S1 传感器响应值增加，而S6 传感器响应值减少。具有这类挥发特征的鲜叶处理有：A2、A4、A5、B1～B4、C1～C4。依据传感器吸附性能，上述11 个茶样的挥发性成分与第一类茶样相比，芳香成分类、苯类、氢气和烷烃类挥发性总量增加，对香气的贡献值增大，而甲烷类在挥发性成分中的含量降低。同时，结合感官嗅闻发现此类鲜叶处理样花香更为浓郁。

2.2 低温处理对黄茶品质的影响

2.2.1 低温处理的黄茶感官审评分析 不同低温处理的黄茶感官审评结果（表3）显示：处理组茶样总得分高于对照组的有10 个，为A1～A4、B1～B4、C2～C3；低于对照组最高分（89.15）的为A5、B5、C1、C4、C5；B3（92.20）、A3（91.85）和C3（91.35）总分排名为前三，其中，在低温处理24 h 黄茶品质最优。这说明适度低温处理（10 ℃、5 ℃：8～32 h；0 ℃：16～24 h）有利于黄茶总体品质的提升，相较于自然摊放，适度低温能提升黄茶品质。

表3 不同处理黄茶审评结果Table 3 Evaluation results of yellow tea with different treatments

不同低温处理茶样在干茶、汤色和叶底色泽上差异明显；CK0 和CK1 黄化程度偏低；低温处理（A1～A4、B1～B3、C1～C3）的茶样符合“黄汤黄叶”的品质要求；过长的低温处理则出现红梗红叶、汤色泛红。以上结果表明，适度的低温处理（8～24 h）有利于黄茶色泽品质的形成，过长时间的低温或摊放处理会导致红梗，不利于形成黄茶品质；低温处理可以增加茶汤醇厚度，且随温度的降低、时间的增长，茶汤醇厚度增加。另外，低温处理茶样花香幽雅浓郁，以处理16～32 h 的茶样得分较高。摊放时间过短的茶样（CK0、CK1）为清花香型，低温处理过长的茶样（C5）会出现甜花香，与黄茶的香型特征不符。以上结果表明，适宜花香型黄茶的低温处理时长为16～32 h。

2.2.2 低温处理的黄茶茶汤色差分析 不同处理茶样的茶汤色差结果见图5。由图可知：与CK 相比，适度的低温处理（A1～A5、B1～B3、C1～C2）能有效促进“黄汤”的形成，但不同处理间茶汤亮度存在差异，其中，以10 ℃处理组的茶汤亮度最高。摊放处理过长的茶样（B4～B5、C3～C5、CK4～CK5）其a、b值均明显增大，感官审评的茶汤色泽为橙黄或泛红，不符合黄茶汤色要求；摊放处理过短的茶样（CK0、CK1）a、b值偏小，汤色为黄绿，也不符合黄茶汤色要求。以上结果表明有利于茶汤形成的黄茶适宜低温处理时长为10、5 ℃：8～32 h；0 ℃：8～24 h。

图5 不同处理对黄茶茶汤色差的影响Fig.5 Effects of different treatments on the color of yellow tea soup

2.2.3 低温处理的黄茶生化成分分析 低温处理的黄茶水浸出物含量随时间变化情况见图6A。与对照组相比，随摊放时间的延长，茶叶水浸出物含量呈增加趋势，16 h 后增幅明显提高，其总增幅随温度变化依次为：7.34%（25 ℃）、11.44%（10 ℃）、15.89%（5 ℃）、33.42%（0 ℃）。以上结果显示，水浸出物含量与处理温度呈负相关性，低温处理鲜叶能明显提高茶叶水浸出物含量，这也与低温处理后鲜叶的相对电导率变化趋势一致。推测原因可能是低温环境使叶片遭受胁迫，促进叶片细胞膜的损坏和电解质的外渗，进而提高茶汤中水浸出物的含量。

由图6B 可知，随摊放时间的延长，对照组的可溶性糖含量变化不明显，而低温处理茶低温处理8 h，可溶性糖含量达到最高值，后期趋于平稳。同时，10 ℃处理组黄茶的可溶性糖含量始终高于其他处理组，因此不同低温处理可溶性糖含量表现为：10 ℃处理组＞0 ℃处理组＞5 ℃处理组＞对照组，表明低温摊放处理可以有效提高茶叶可溶性糖的含量。茶多酚和游离氨基酸含量变化见图6C 和D，结果显示：10 ℃处理会降低茶多酚和游离氨基酸的含量；5 ℃和0 ℃处理下游离氨基酸含量明显高于对照组。推测不同处理后游离氨基酸含量变化不同的原因是受蛋白水解酶活性的影响，在处理过程中肽酶活性呈现先下降后上升的趋势，肽酶活性可能在10 ℃环境中更受抑制；同时，在该温度可能更容易触发色氨酸的降解，因此表现为10 ℃处理黄茶游离氨基酸含量的下降。综合来看，5、0 ℃低温处理对黄茶茶多酚含量无明显影响，反而可以提高可溶性糖和游离氨基酸的含量，有益于黄茶品质的形成。

图6 不同处理对黄茶水浸出物及生化成分的影响Fig.6 Effects of different treatments on the water extract and main biochemical constituents of yellow tea

2.2.4 低温处理的黄茶干茶香气组分分析 按照挥发性组分对黄茶挥发性成分进行分类，并将相对含量归一化处理后绘制雷达图，结果显示（图7）：低温处理黄茶与对照组的香气特征存在较大差异，且同一处理随时间变化，其香气特征差异也较大。与对照相比，低温处理茶样中的杂环类、醛类、酮类、酯类以及不饱和烃类的比例均有一定的升高，而醚类、酸类、饱和烃类物质的比例发生不同程度的下降。10 ℃处理的香气组分中不饱和烃类增幅最大，其次为酮类，而杂环类、醛类和酯类随时长变化幅度不同，其中，16 h 处理的杂环类和酯类增幅较大，24 h处理的醇类和酮类增幅较大；5 ℃处理的挥发性组分中杂环类、醛类、酮类增幅较大，且变化幅度均与处理时长相关，其中，16、24 h 处理增幅较大；0 ℃处理组香气组分中醛类增幅最大，其次为酮类，酯类、不饱和烃变化幅度与处理时长相关。以上结果表明，前期鲜叶低温处理可显著改变茶叶挥发性物质组分的比例，从而影响茶叶的香型。

图7 不同处理黄茶香气组分比例分布Fig.7 Distribution of aroma components of yellow tea under different treatments

在挥发性成分中包含带有特殊气味的成分，如2-正戊基呋喃、芳樟醇、-紫罗酮、苯甲醛等。根据感官审评及总挥发性成分结果，选择对照组CK1 以及各温度处理的16、24 h 处理时长样品（A2、A3、B2、B3、C2、C3）香气组分的相对含量作图分析（见图8），共检测出43 种香气物质，在CK1、A2、A3、B2、B3、C2、C3 中分别检出23、30、30、29、32、29 和26 种。以上结果表明，与对照相比，前期低温处理能增加黄茶香气成分种类，其中，香气种类数量最多的为B3（5 ℃，24 h）。同时，处理茶样的挥发性物质与CK1 相比存在较大差异，CK1 中特有成分为薄荷醇。低温处理的黄茶相较于CK1 共新增月桂醇、茉莉内酯、-紫罗酮等16 种具有花果香的成分，并且通过低温处理使茶样均包含十二醛、庚醛、蓝桉醇和茉莉内酯成分，其中茉莉内酯的相对含量变化最为明显。同时，B3、C2 组中检出的差异香气成分最多，各包含11 种差异物质。此外，与CK1相比，低温处理的黄茶中具有花果香的香气组分如苯甲醇、苯乙醇、-紫罗兰酮、-紫罗酮、2-正戊基呋喃、2-甲基丁醛和苯乙醛等的相对含量上升。

图8 不同处理黄茶的香气组分热图Fig.8 Heat map of volatile compounds in yellow tea with different treatments

3 讨论与结论

本研究以室温（25 ℃）摊放为对照，对不同温度（10、5、0 ℃）和时长（8、16、24、32、40 h）组合处理的鲜叶进行生理生化指标测定分析，结果表明：与对照相比，低温处理（10 ℃：16～32 h；5、0 ℃：8～32 h）能显著提高叶片的相对电导率（＜0.05），加工后黄茶水浸出物和可溶性糖含量也均明显提高。张娇等探究摊放时长对黄茶品质的影响发现，随摊放时长的增加，叶片细胞液相对浓度的提高导致氨基酸、水浸出物及可溶性糖含量的变化，进而有效提升黄茶的茶汤滋味。感官审评结果也证实低温处理可以增加茶汤醇厚度，且随温度的降低、时间的增长，茶汤的醇厚度增加。猜测原因可能是低温摊放处理为叶片提供了逆境条件，该过程加速了叶片细胞膜的损坏和电解质的外渗、蛋白质和多糖的降解，进而提高茶叶的水浸出物含量。

另外，低温摊放过程（10、5、0 ℃：8～32 h）中的茶鲜叶观察显示低温处理会促进“金萱”叶色黄变，进一步的色素含量分析显示随着处理温度的下降和摊放时间的延长，叶绿素含量显著降低。这与Yang等的研究结果相似，低温加快色素成分的消耗过程、抑制其积累，进而表现出脂溶性色素的含量下降。这说明低温摊放处理可降低叶绿素的含量，从而促进黄茶“三黄”品质的形成。

茶鲜叶挥发性成分存在差异可能是由于低温导致类胡萝卜素、糖苷等香气前体物质降解或释放，促进香气物质的形成。同时，结合感官嗅闻发现此类鲜叶花香更为浓郁，田野研究证实零上低温处理可以有效增加茶样的香气馥郁丰富度。感官审评结果也显示低温摊放处理（10、5 ℃：8～32 h；0 ℃：16～24 h）茶样花香幽雅浓郁。进一步的黄茶香气组分分析显示鲜叶低温摊放处理可显著改变茶叶挥发性物质组分的比例，从而影响茶叶的香型。Zen 等研究发现在低温等外力胁迫下会引起茶内茉莉内酯、橙花叔醇等特征香气组分的积累。邓慧莉等探究乌龙茶做青温度对香气的影响时发现低温做青条件下更有利于茶青花香的散发。Kutsuno 等也研究证明了鲜叶通过低温摊放后制成的绿茶具有更加甜醇的花香。本研究结果表明，鲜叶低温摊放处理后能有效促进花香型挥发物质的合成，其综合香气以苯甲醇、苯乙醇、-紫罗兰酮、茉莉内酯等花香型香气为主，香气组分更加丰富。

综上所述，鲜叶低温摊放处理（温度为5～10 ℃，时长为16～24 h）可以提高黄茶水浸出物、可溶性糖的含量，具有花果香的挥发性物质成分比例升高，使其滋味更加滑爽、甜醇，香气更加馥郁。