保靖黄金茶1号工夫红茶加工工序对主要滋味物质形成的影响

余鹏辉，陈 盼，黄 浩，赵 熙，钟 妮，刘姝娟，郑红发,，龚雨顺,3,

（1.湖南省农业科学院茶叶研究所，湖南 长沙 410125；2.湖南农业大学 茶学教育部重点实验室，湖南 长沙 410128；3.国家植物功能成分利用工程技术研究中心，湖南 长沙 410128）

滋味是茶叶品质的重要因子，其实质是茶汤中多种滋味物质的综合以映。滋味物质在形成过程中受产地、茶树品种[1]、季节[2]和加工工序[3]等因素影响。在这些影响因素中，加工工序使茶叶中滋味物质发生差异变化，形成不同茶类。

工夫红茶是我国特有的茶类，其加工工序包括萎凋、揉捻、发酵和干燥。萎凋工序通过散失鲜叶中的水分，使鲜叶变得柔软以适合揉捻[4]；揉捻工序使叶片细胞破损，茶汁溢出，细胞中物质充分接触并发生酶促以应[5]，为发酵提供物质基础；发酵工序是红茶品质形成的关键工序，在适当的温湿度条件下，茶叶中儿茶素经酶促氧化形成红茶特征物质茶黄素等[6]；干燥工序使茶叶中水分进一步散失，增加茶叶温度，终止发酵[7]，同时也促使干茶香气、滋味和色泽形成。

不同工序条件和参数对工夫红茶品质形成的研究较多[8-10]，而加工过程中各工序对滋味物质形成的作用及其影响鲜有报道。本研究采用冷冻干燥方式对工夫红茶各工序后茶叶进行固样，通过检测主要滋味物质的含量，进一步分析各工序对滋味物质形成的调节作用及其影响程度，以期为工夫红茶加工工序参数优化提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜叶均采自湖南省茶叶研究所高桥试验基地茶园（湖南省长沙县），采摘时间为2018年7月上旬，品种为保靖黄金茶1号，鲜叶等级为1芽2叶。采用相关研究[1,11]中工夫红茶加工工序制作，各加工工序参数为：鲜叶-萎凋（室内自然萎凋，鲜叶薄摊2～3 cm，平均气温24～28 ℃，至鲜叶含水量为62%～63%止）-揉捻（25型揉捻机，不加压10 min→轻压15 min→重压10 min→轻压15 min→重压10 min→轻压15 min，总时间75 min，随后解块）-发酵（人工气候箱，温度30 ℃，相对湿度95%以上，发酵时间4 h）-干燥（提香机，温度90 ℃，干燥时间90 min），取样方法为随机取样。

乙腈、甲醇（均为色谱纯），浓硫酸、蒽酮、酒石酸亚铁、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、水合茚三酮、三氯化铝（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；无水葡萄糖、谷氨酸、没食子酸、咖啡碱、儿茶素单体标样 上海源叶生物科技有限公司；液氮 湖南省长沙县安沙镇时中化工原料经营部。

1.2 仪器与设备

6CR-25型茶叶揉捻机 浙江上洋机械有限公司；PRX-450D型人工气候箱 上海谷宁实业有限公司；JY-6CHZ-7B型茶叶烘焙提香机 福建佳友机械有限公司；MA35便携式水分测定仪 德国赛多利斯集团；FD5-6立式冷冻干燥机 美国西盟国际集团；LC-20AT型高效液相色谱仪 日本岛津公司；UV-1801紫外分光光度计北京北分瑞利分析仪器有限责任公司；HH-2数显恒温水浴锅 北京市永光明医疗设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 茶叶冷冻固样

参照Wu Hualing等[3]的固样方法，分别取鲜叶和各工序后茶叶100.00 g，放入液氮罐并带回实验室，经冷冻干燥处理48 h，茶样磨碎后置于-20 ℃冰箱以待检测。

1.3.2 主要成分检测

水分含量测定：参考GB/T 8304—2013《茶 水分测定》；水浸出物含量测定：参考GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》；游离氨基酸总量测定：参考GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量测定》；茶多酚含量测定：参照酒石酸亚铁比色法；儿茶素组分、没食子酸和咖啡碱含量的测定：参照GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》中高效液相色谱法；总黄酮含量测定：参照三氯化铝比色法；茶可溶性糖含量测定：参照蒽酮比色法；茶色素含量测定：参照系统分析法。

1.4 数据处理

采用Microsoft Office 2016软件进行数据分析，采用OriginPro 2017软件进行图片处理。实验重复2 次，取平均值。

2 结果与分析

2.1 加工工序对滋味物质含量的影响

水浸出物是工夫红茶中水溶性干物质的总量，影响茶汤滋味浓度。茶多酚包括黄烷醇类、黄酮/黄酮苷类、酚酸类等[12]，是工夫红茶重要的苦涩味物质[13]。如图1所示，水浸出物质量分数由鲜叶中的47.11%降低至干茶的37.38%，降幅为20.65%；茶多酚和儿茶素总量在萎凋工序有轻微升高，随后工序降低明显。茶多酚质量分数由鲜叶中的26.71%降低至干茶中13.65%，降幅为48.90%；儿茶素总量由鲜叶中的16.85%降低至干茶中1.04%，降幅最大，为93.83%。总黄酮含量在萎凋工序轻微降低了8.54%，干茶中增至1.57%，较鲜叶增幅为29.91%。游离氨基酸因其呈味特征可分为甜味、鲜味和苦味氨基酸[14]。在加工过程中游离氨基酸质量分数由鲜叶中1.21%增至萎凋叶中3.24%，较鲜叶增加1.68 倍，干燥后质量分数降至1.75%。可溶性糖能够缓解咖啡碱呈现的苦味，是红茶中的甜味物质[14]。图1显示，工夫红茶加工过程中，咖啡碱含量在萎凋工序后略微增加，其他工序中可溶性糖和咖啡碱含量变化不明显。没食子酸与茶汤中酸味、涩味和回甘相关[15]。没食子酸含量呈上升趋势，由鲜叶中0.02%增至干茶中0.37%。

图2 加工工序对茶黄素（A）、茶红素（B）、茶褐素（C）相对含量的影响Fig. 2 Effect of processing steps on the relative contents of theaflavins (A), thearubigins (B), and theabrownins (C)

茶色素包括茶黄素、茶红素、茶褐素。茶黄素能够给舌头后部持续的涩味[16]，是茶汤刺激性强烈的主要成分；茶红素影响茶汤亮度及滋味强度[17]；茶褐素同样是红茶汤色和滋味形成的重要物质，与茶汤中苦味呈显着负相关[18]。图2显示，茶黄素、茶红素和茶褐素呈先升后降趋势。茶黄素相对含量在揉捻后达最高值，为0.36%，茶红素和茶褐素相对含量在发酵工序后达最高值，分别为3.36%和3.89%。

由图3可知，儿茶素含量较高，且在工夫红茶加工过程中变化幅度较大。因此，本研究对儿茶素组分进一步分析。由图3可知，表没食子儿茶素（epigallocatechin，EGC）、(+)-儿茶素（(+)-catechin，(+)-C）和表儿茶素（epicatechin，EC）含量在加工过程中呈降低趋势，干燥后三者含量（较鲜叶）分别降低了98.28%、91.24%和83.27%。没食子儿茶素（gallocatechin，GC）、表没食子儿茶素没食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、没食子儿茶素没食子酸酯（gallocatechin gallate，GCG）和表儿茶素没食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）含量则在萎凋过程中略微增加，增幅分别为0.59%、2.93%、19.32%和8.48%，之后的加工过程呈降低趋势，从鲜叶到干茶降幅分别为97.0%、95.44%、100%和78.87%。

图3 加工工序对简单儿茶素（A～D）和酯型儿茶素（E～G）含量的影响Fig. 3 Effect of processing steps on the contents of simple catechins (A-D)and ester catechins (E-G)

2.2 加工工序对滋味物质形成调节作用分析

图4 加工工序对主要滋味物质的调节作用Fig. 4 Regulatory effect of processing steps on the main taste compounds

由图4可知，萎凋工序降低总黄酮、EGC、(+)-C和EC的含量，增加其他主要滋味物质含量。揉捻工序降低水浸出物、茶多酚、儿茶素总量（包括简单儿茶素和酯型儿茶素）、游离氨基酸和可溶性糖含量，增加总黄酮、咖啡碱、没食子酸、茶黄素、茶红素和茶褐素的含量。发酵工序增加总黄酮、没食子酸、可溶性糖、茶红素和茶褐素含量，降低其他主要滋味物质含量。干燥工序增加没食子酸、咖啡碱和总黄酮含量，降低其他主要滋味物质含量。

2.3 加工工序对干茶中滋味物质形成作用占比

图5 加工工序对主要滋味物质形成作用占比Fig. 5 Contribution of processing steps to the formation of main taste compounds

某加工工序对干茶中主要滋味物质形成作用通过该工序对滋味物质总变化的占比表示。由图5可知，萎凋工序对游离氨基酸的形成影响最大，其含量总变化萎凋工序占比为375%。揉捻工序对茶黄素、可溶性糖、茶红素的形成影响较大，三者含量总变化揉捻工序占比分别为260%、211%和164%。发酵工序对可溶性糖、游离氨基酸形成影响较大，两者含量总变化发酵工序占比分别为195%和183%，对茶黄素、ECG和EC形成影响次之，三者含量总变化发酵工序占比分别为81%、79%和78%。干燥工序对可溶性糖形成影响较大，其含量总变化干燥工序占比为148%，对茶黄素和茶红素的形成影响次之，其含量总变化干燥工序占比分别为98%和81%。

3 结论与讨论

本实验研究工夫红茶加工工序对主要滋味物质形成的影响，结果表明：1）萎凋工序可明显增加游离氨基酸含量，对干茶中游离氨基酸形成的作用大于其他工序；2）揉捻工序可增加没食子酸、茶黄素、茶红素和茶褐素含量，且对茶黄素和茶红素形成的作用大于其他工序；3）发酵工序可降低儿茶素总量、茶多酚、游离氨基酸、咖啡碱和茶黄素含量，且对游离氨基酸和可溶性糖形成的作用较大；4）干燥工序轻微增加茶叶中没食子酸、总黄酮和咖啡碱含量，干茶中可溶性糖和茶黄素总变化的占比分别为148%和98%。

萎凋是工夫红茶加工的首道工序。已有研究表明，萎凋可增加茶叶中游离氨基酸、咖啡碱、单糖和没食子酸含量，降低茶多酚和儿茶素总量[19]。尹军峰等[20]检测到EGC、EGCG、EC和GCG含量在萎凋过程中逐渐降低，而(+)-C和ECG含量逐渐增加。本研究中萎凋工序可略微降低总黄酮、EGC、EC和(+)-C的含量，增加其他滋味物质含量，包括略微增加茶多酚和酯型儿茶素含量。茶多酚和儿茶素组分结果与以往研究存在差异，这可能与萎凋条件（本研究中萎凋环境平均温度为24～28 ℃）有关。潘玉华等[21]通过人工调控萎凋温度为26 ℃，相对湿度为（70±5）%，发现鲜叶在萎凋12 h和36 h后，茶多酚含量较鲜叶中含量均有所增加，而调控萎凋温度为18 ℃和22 ℃，鲜叶萎凋12 h和36 h后，茶多酚含量则均有所降低。同样，Ye Yulong等[22]研究表明萎凋温度、时间以及物质间相互作用能显着影响除儿茶素没食子酸酯以外的其他儿茶素组分含量，而萎凋期间咖啡碱含量的增加与萎凋温度无关。本研究获得了类似的结果，萎凋后咖啡碱含量略微增加，但萎凋条件对滋味物质含量的影响有待进一步研究。萎凋工序对茶多酚含量和儿茶素组分的影响轻微，而对游离氨基酸含量的影响明显。萎凋工序对干茶中游离氨基酸形成作用大于其他工序，这可能是萎凋过程中大量蛋白质降解引起的[23]，鉴于游离氨基酸在茶汤中主要表现为鲜甜的呈味特征[24]，本研究认为萎凋工序可能是影响保靖黄金茶工夫红茶茶汤鲜甜味的关键工序。

揉捻过程中茶叶细胞破损，内含物质充分接触并发生剧烈变化。蒋金星[25]认为揉捻可降低儿茶素总量，增加没食子酸含量，本研究得到了类似的结果，但本研究还发现揉捻对茶黄素和茶红素形成的作用大于其他工序，这可能与揉捻条件和时间有关。实际上，揉捻过程中茶叶已经开始发酵，揉捻时间越长，在此阶段因发酵引起的物质变化则越大。前期工夫红茶加工实践发现，在揉捻工序后，保靖黄金茶鲜叶比同等揉捻条件下的槠叶齐和碧香早品种鲜叶红条率更高。因此，揉捻工序（包括此阶段发酵过程）或将是影响保靖黄金茶工夫红茶特征滋味物质形成的关键工序。

在发酵工序（指定温湿度环境）中，部分游离氨基酸结合茶多酚、糖类形成聚合物，致使其含量下降[24]。茶黄素和茶红素在此阶段大量形成并存在峰值，茶褐素则随着发酵时间的延长而增加[10]。本研究中发酵工序对干茶中游离氨基酸和可溶性糖的形成作用较大，对茶黄素、茶红素形成作用小于揉捻工序，这有可能是由于茶红素和茶黄素含量的峰值已过。因此，针对特定品种，发酵时间对茶色素形成的影响有待进一步研究。

干燥是工夫红茶品质形成的最后工序，在此阶段，羰基化合物和氨基化合物会发生以应（包括斯特雷克降解以应）[24]，导致游离氨基酸和可溶性糖含量下降。王贵芳[26]研究显示工夫红茶干燥过程中，茶红素进一步转化为茶褐素，茶红素含量降低。尹杰等[27]发现茶红素和茶褐素在发酵后的做形和干燥阶段呈下降趋势。本研究获得类似的结果，干燥工序轻微降低游离氨基酸、可溶性糖、茶黄素、茶红素和茶褐素的含量，但本研究还发现黄酮含量在干燥后明显增加，这可能与黄酮苷受热分解有关[28]。此外，各加工工序对可溶性糖作用均较大，这可能与其在鲜叶和干茶中含量相差较小有关，然鲜叶和干茶中可溶性糖组成差异有待进一步研究。

本研究从调节作用及其影响大小分析了各加工工序对主要滋味物质形成的重要性，发现萎凋工序或将是工夫红茶茶汤鲜甜味的关键工序；揉捻工序（包括此阶段的发酵过程）或将是工夫红茶特征滋味物质形成的关键工序。然而，本研究仅分析了各加工工序对主要滋味物质形成的影响，有必要结合代谢组学方法系统研究加工工序对其他滋味物质形成的影响。鉴于滋味是工夫红茶品质评判的重要因子，本研究将有助于工夫红茶工序参数优化及品质提升。