不同光照时间萎凋对白茶品质的影响

黄藩，王迎春，马伟伟，刘晓，张厅，冯德建，罗凡*，赵文净

（1.四川省农业科学院茶叶研究所，四川 成都 610066；2.茶叶标准与检测技术四川省重点实验室，四川 成都 610044；3.宁德师范学院，福建 宁德 352100）

白茶是我国六大茶类之一，具有调节免疫、抗疲劳、抗氧化、抗肿瘤及抗突变、降血糖血脂等功能[1-2]。萎凋是白茶加工的第一步，在环境因素影响下，随着鲜叶水分的散失，叶片物理特性和生理结构发生改变，促使鲜叶的品质成分发生转化，为白茶香气、滋味、汤色等品质的形成奠定基础[2]。萎凋过程中的光照条件，对萎凋效率和茶叶品质有重要影响，已有研究证明光照萎凋可以提高α-法尼醇、橙花叔醇、β-紫罗兰酮等香气物质含量，提高氨基酸和可溶性糖含量、降低咖啡碱和茶多酚含量、改善茶叶的感官品质[3]。但生产实践中，由于受自然环境和场地条件的限制，日光萎凋实施困难。目前，已有钨灯、镝灯、白炽灯、LED光源等多种光源应用到光照萎凋的新技术中。除了光源性质、光波长、光强度等常见因素，光照时间和光照周期也会对萎凋效果有影响。室内自然萎凋辅以日光萎凋1 h～2 h，二者交替反复3次～4次，白茶的花果香更明显，滋味更醇和[4]。采用LED白光多次照射铁观音萎凋叶，发现在第1次和第2次摇青前，共进行2次光照射的铁观音茶，香气和滋味优于1次和3次光照射的处理[5]。采用LED红光进行前9 h、后9 h、全程12 h 3种光照萎凋的方式，发现后9 h光照萎凋制作的红茶的氨基酸、总糖含量均高于其他处理，感官品质总分最高[6]。以上研究表明光照萎凋的时间和周期，对茶叶感官品质和内含生化物质有影响。但是尚未见有关LED光源的不同光照萎凋时间对白茶品质的系统研究。

课题组前期进行了不同光质萎凋白茶的试验，已发现红光（620 nm～640 nm）萎凋白茶效果最优[7-8]。在此基础上，采用福鼎大白茶为原料，探讨不同红光光照时间对白茶感官品质、内含成分和香气物质的影响，筛选出红光萎凋白茶的最优光照时间参数，为实现白茶加工的精准化、智慧化、低碳化提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

福鼎大白茶无雨水叶采自雅安市名山区中峰镇基地，嫩度为一芽一叶（占80%）和一芽二叶（占20%）。鲜叶于2021年4月28日采摘，当日中午12：00进厂付制。

LED灯管式光源：广州诚汇装备有限公司；照度计（希玛AS803）：东莞万创电子制品有限公司；茶叶提香机（6CHX-70）：安溪佳友机械公司；UV-3600紫外分光光度计：日本Shi-madzu公司；GUINTIX224-1C电子天平：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；S-433D氨基酸分析仪：德国Sykam公司；LC-20AD高效液相色谱仪：日本岛津公司；手动SPME进样器、50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取头：美国Supeclo公司；7890 A气相色谱仪、5975 C质谱仪：美国安捷伦公司。

1.2 试验设计

全程光照萎凋：采用LED红光光源（630 nm）光照萎凋20 h，然后进行并筛工艺（两个单位面积的在制品合并为一个单位面积，摊匀），再进行红光光照萎凋20 h。前半程光照萎凋：先红光光照萎凋20 h，并筛，室内黑暗萎凋20 h。后半程光照萎凋：先室内黑暗萎凋20 h，并筛，红光光照萎凋20 h。

萎凋结束后进入烘干工序，75℃下将萎凋叶烘至足干（含水率＜5%），即为白茶样品。每个处理设置3个重复，每个重复由4个面积为1 m2萎凋盘组成，萎凋盘上叶层厚度为（2.0±0.2）cm。光源位于萎凋叶层上方20 cm处，用照度计测定萎凋盘中不同位置的叶片表面光强，光照强度在（1 000±50）Lux。萎凋间通风条件良好，用空调和加湿器控制环境条件为温度（28±2）℃和相对湿度（70±5）%。

1.3 生化成分分析方法

可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸法[9]测定；茶多酚含量参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检验方法》中的福林酚法测定；儿茶素、没食子酸及咖啡碱含量采用高效液相色谱法测定，流动相为0.2%乙酸和乙腈，色谱条件：检测波长为278 nm，流速1 mL/min，柱温 25 ℃，进样量 10 μL，流动相梯度洗脱[10]。

氨基酸组分的测定采用氨基酸分析仪，组分的提取方法：0.1 g茶粉加入10 mL沸水，浸提5 min，8 000 r/min室温25℃离心10min，取上清液过0.22 μm水膜后，用氨基酸分析仪进样分析。主要参数为柱温保持在40℃；波长设置为570 nm和440 nm；流速为0.25 mL/min；进样量为 50 μL[11]。

1.4 香气测定方法

香气采用顶空固相微萃取法测定。准确称取5 g不同处理制做的白茶样品放入100 mL顶空瓶中，加入50 mL沸水，加入 20 μg/L内标（90 mg/L癸酸乙酯），然后将装有50/30 μm DVB/CAR/PDM萃取头的SPME手持器通过瓶盖的橡皮垫插入到萃取瓶中，在60℃水浴中平衡10 min，推出纤维头，吸附50 min后插入气相色谱仪的进样口中，解吸附3 min。

气相色谱（gas chromatography，GC）条件：安捷伦DB-5MS（30 m × 0.25 mm × 0.25 μm）弹性石英毛细管柱。进样口温度为240℃、载气为高纯氦气；流速1.0 mL/min。柱温程序：50℃保持5 min，以3℃/min升至180℃保持2 min，然后以10℃/min升至250℃保持3 min。

质谱（mass spectroscopy，MS）条件：电子能量为70eV；质量扫描范围m/z 50～550；离子源温度为230℃；四极杆温度为150℃。利用NIST谱库对得到的质谱图进行串联检索和人工解析。釆用内标法定量，得到各组分的含量。

以癸酸乙酯作为内标物，每个香气成分质量浓度按下式计算。

式中：Ci为某成分质量浓度，μg/L；Cis为内标质量浓度，μg/L；Ai为某个成分峰面积；Ais为内标峰面积。

1.5 感官审评方法

由具有评茶员资质的3名专业人员，按照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》对3种不同光照萎凋时间制得的白茶样品进行感官审评。

1.6 数据处理

利用Excel 2010软件对数据进行统计；并利用SPSS 19.0进行差异显著性检验（Duncan法，P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同光照时间对白茶主要生化成分的影响

不同光照时间对白茶主要生化成分的影响见表1。

表1 不同光照时间萎凋对白茶主要生化成分的影响Table 1 Biochemical component of white teas in different treatments

由表1可知，后半程光照萎凋白茶的氨基酸总量显著高于前半程光照萎凋（P＜0.05），但是全程光照萎凋与后半程光照萎凋、前半程光照萎凋，在氨基酸总量上均差异不显著（P＞0.05）。萎凋过程中，蛋白质水解是茶鲜叶中氨基酸含量增加的重要原因[12]，有研究发现茶叶萎凋过程的前20 h，蓝光照射茶鲜叶的内蛋白酶活性低于自然萎凋，而在20 h后酶活明显提高[13]。本研究中后半程光照萎凋的白茶氨基酸含量最高，很可能是红光在20 h后能明显提高蛋白酶活性，从而促进蛋白质水解为氨基酸，提高了白茶的氨基酸含量。这与黄藩[6]的研究结果一致。

后半程光照萎凋样品的天冬氨酸、天冬酰胺、茶氨酸、苯丙氨酸的含量，均显著高于其它两个处理（P＜0.05），而缬氨酸含量显著高于全程光照萎凋（P＜0.05），鸟氨酸含量显著高于前半程光照萎凋（P＜0.05）。有鲜爽滋味的茶氨酸，在茶叶所含的氨基酸组分中含量最高，因其主要是在茶叶根部合成，在茶叶萎凋过程中持续降低[14]，红光萎凋会增大茶氨酸的下降幅度[15]，而本研究中，后半程光照萎凋的茶氨酸含量最高，说明红光在萎凋过程前期中作用较为明显，在萎凋后期作用较为有限。产生这一现象的主要原因是在萎凋前半程中，鲜叶仍然保持较高的含水量，保持比较鲜活的状态，相关酶活性高，生理生化反应较为剧烈。γ-氨基丁酸为蛋白质水解产生的氨基酸，在萎凋过程中含量持续增加[14]，光照萎凋促进谷氨酸酶活性增强，催化形成γ-氨基丁酸，所以全程光照萎凋处理显著高于后半程光照萎凋处理，而前半程光照萎凋处理与两者间不存在显著差异。

前半程光照萎凋白茶的可溶性糖显著高于全程光照萎凋（P＜0.05），全程光照萎凋显著高于后半程光照萎凋（P＜0.05）。可溶性糖含量在茶叶萎凋中是动态增减变化，其变化与内部淀粉水解和自身消耗作用均有关系。淀粉酶是一种重要的水解酶，是水解淀粉和糖原的一类酶的总称，淀粉酶活性与可溶性糖含量呈正相关，罗红玉等[13]发现不同光照萎凋时间对茶鲜叶的淀粉酶类的影响不同，萎凋前期的16 h内，光照萎凋的茶鲜叶淀粉酶活性显著高于自然萎凋（P＜0.05），萎凋16 h后，情况相反。所以本研究中的前半程光照萎凋有利于叶片内淀粉分解，使可溶性糖含量明显高于前半程没有进行光照的处理；后半程光照萎凋则会降低酶活性，降低可溶性糖的含量积累效果。全程光照萎凋的白茶咖啡碱含量明显低于其它处理，前半程光照萎凋和后半程光照萎凋之间不存在显著差异，已有文献报道光照萎凋可以降低乌龙茶[5]和红茶[6]中咖啡碱的含量，说明光照时间长短与咖啡碱含量降低幅度呈正相关，与光照周期无关。

EGCG、ECG、GCG、CG、EC、C、酯型儿茶素、非酯型儿茶素和儿茶素总量，均是全程光照萎凋显著低于前半程光照萎凋和后半程光照萎凋，而前半程光照萎凋与后半程光照萎凋白茶的以上物质含量，不存在显著性差异。根据其它研究光照萎凋可以降低茶叶儿茶素含量的结论[16]，说明光照萎凋时间越长，越有利于酯型儿茶素分解转化，有利于苦涩度降低。EGC含量为后半程光照萎凋显著高于前半程光照萎凋（P＜0.05），而前半程光照萎凋又显著高于全程光照萎凋（P＜0.05）。茶鲜叶中儿茶素的含量是合成与降解的平衡结果，若某种儿茶素组分在一定时间内的合成效果小于分解，其含量就会出现暂时的下降趋势。相对白茶萎凋，红茶萎凋时间较短，有试验发现红光萎凋能抑制儿茶素合成中关键基因的下调，从而增加EGC含量[17]；而红光照射会使茶嫩梢中的涉及黄酮类化合物生物合成的前体基因明显下调，降低多酚氧化酶活性，对苯丙烷类代谢有抑制作用[18]，从而降低黄酮类、木质素类、多种儿茶素组分的含量。EGC与其它儿茶素组分也存在互相转化，如酯化酶在将简单儿茶素EGC酯化形成酯型儿茶素ECG和EGCG的同时，茶鲜叶中存在水解酶，可以把酯型儿茶素ECG和EGCG再水解形成简单儿茶素EGC。

2.2 不同光照时间对白茶香气成分的影响

不同处理下白茶香气化合物类型及比例见表2，不同处理下白茶香气成分见表3。

表2 不同处理下白茶香气化合物类型及比例Table 2 Relative abundance of each class of aroma components in white teas

续表2 不同处理下白茶香气化合物类型及比例Continue table 2 Relative abundance of each class of aroma components in white teas

表3 不同处理下白茶香气成分Table 3 Analysis of aroma contents of white teas in different treatments

续表3 不同处理下白茶香气成分Continue table 3 Analysis of aroma contents of white teas in different treatments

续表3 不同处理下白茶香气成分Continue table 3 Analysis of aroma contents of white teas in different treatments

由表2和表3可知，共检测出76种香气物质，其中共有成分55种。前半程光照萎凋的白茶样品香气含量最高，326.921 μg/L。后半程光照萎凋的白茶样品香气含量居中，250.837 μg/L。全程光照萎凋的白茶样品香气含量最低，为199.241 μg/L。醇类物质在各类香气物质中含量最高，全程光照萎凋的白茶样品中，醇类物质占比为60.59%，但是在3个不同处理下含量最低，仅为120.710 μg/L；而前半程光照萎凋的醇类含量最高，为180.798 μg/L，比全程光照萎凋高50%，比后半程光照萎凋高27.25%。呈现“花果香”的苯甲醇、苯乙醇、香叶醇、芳樟醇及其氧化物，均是前半程光照萎凋白茶中含量最高。具有铃兰和百合花香的芳樟醇，因其含量高且嗅闻阈值低，被认为是优质白茶的特征香气[19]，所以认为前半程光照萎凋可以促进白茶良好香气品质的形成。

本研究中后半程光照萎凋的白茶样品醛类含量为38.787 μg/L，占香气物质总含量的15.46%，均高于前半程光照萎凋和全程光照萎凋。苯甲醛、苯乙醛和壬醛均呈现“青味”，3种物质均是后半程光照萎凋白茶含量最高。β-环柠檬醛、顺-柠檬醛是有清新果味的物质，为前半程光照萎凋白茶含量最高。醛类物质的挥发性普遍较强，也参与到酮、醇、酯类香气物质的形成中，其含量在萎凋过程中持续下降[14]。后半程光照萎凋的醛类含量高，说明萎凋前期鲜叶内的生化反应剧烈，在萎凋前半程进行红光照射，可以极大促进香型为青气的香气成分的挥发和转化，形成白茶良好的风格特征。

酮类物质含量和占香气总量百分比，均呈现前半程光照萎凋＞后半程光照萎凋＞全程光照萎凋的规律，且呈现“花香”特征的α-紫罗酮、β-紫罗酮、反-香叶基丙酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮等的含量，也具有相同的趋势。表现为紫罗兰香的β-紫罗酮因嗅闻阈值很低，是白茶的特征香气成分[20]，本研究中全程光照萎凋白茶的β-紫罗酮含量明显低于其它处理，导致香气品质下降，说明全程光照萎凋反而不利于白茶良好香气特征的形成。林家正等[21]在红茶萎凋试验中也发现，长时间的红光照射不利于酮类物质的形成，与本研究结论相同。

前半程光照萎凋白茶的酯类物质含量为58.205 μg/L，百分比为17.80%，仅次于醇类物质，对白茶香气有重要影响。具有药草香的水杨酸甲酯是白茶的特征香气之一[22]，是酯类物质中含量最高的，前半程光照萎凋是后半程光照萎凋的1.84倍，是全程光照萎凋的2.55倍。烯烃类物质对茶叶“清香”的形成有促进作用，前半程光照萎凋的白茶中烯类含量最高，且δ-杜松烯、罗汉柏烯、柏木烯、α-柏木烯、α-荜澄茄油烯均最高。具有“清香”特征的二甲硫含量也是前半程光照萎凋的白茶最高，全程光照萎凋最低。而具有柑橘味的罗勒烯在前半程光照萎凋中并未检出。前半程光照萎凋白茶中萘类物质的含量高于后半程光照萎凋，但两者的萘类物质占香气物质总量的百分比一致，且高于全程光照萎凋。具有松木香的萘在前半程光照萎凋白茶中含量最高，比后半程光照萎凋高60.56%，比全程光照萎凋高152.67%。含苯化合物在后半程光照萎凋中含量最高，且只在后半程处理中检出了3，5-二羟基戊苯。

2.3 不同光照时间萎凋对白茶感官品质的影响

不同光照时间萎凋对白茶的感官品质的影响见表4。

表4 不同处理对白茶的感官品质的影响Table 4 Result of sensory quality evaluation on white teas in different treatments

由表4可知，前半程光照萎凋的白茶感官评分最高，全程光照萎凋的得分最低。在香气因子方面，前半程光照萎凋的白茶得分最高，呈现“花香”特征，且香气持久。后半程光照萎凋的白茶也呈现“花香”，全程光照萎凋呈现“清香”。在滋味因子方面，后半程光照萎凋的白茶得分最高，呈现“醇厚鲜爽”特征。前半程光照萎凋的滋味得分次之，茶汤浓度较后半程光照萎凋较差。

3 讨论与结论

本文系统研究LED红光萎凋时间对白茶品质的影响，发现后半程光照萎凋的白茶滋味品质最优，前半程光照萎凋的白茶香气品质最优，两种光照萎凋的白茶感官审评结果均优于全程光照萎凋。考虑生产中低碳节能的实际要求，针对特色产品开发的需求，可以采用前半程红光光照萎凋开发高香白茶产品，而后半程红光光照萎凋有利于开发滋味浓醇的白茶产品。为进一步推进精准农业和低碳农业的发展，在前半程和后半程光照萎凋的基础上，针对不同嫩度的鲜叶原料进行细化，研究光照周期和光照时间对萎凋效果的影响，优化特色白茶产品加工工艺参数，为白茶加工提供技术参考。