正交試驗優化夏暑烏龍茶“三青”工藝

葉 飛，龔自明,2,，鄭鵬程，高士偉,2，王雪萍，滕 靖，王勝鵬

（1.湖北省農業科學院果樹茶葉研究所，湖北 武漢 430064；2.湖北省農業科技創新中心果茶分中心，湖北 武漢 430064）

烏龍茶是中國的特有茶類，鮮葉原料和相應的加工技術決定了烏龍茶品質[1-3]，做青是其加工工藝中的關鍵工序。與此同時夏暑茶鮮葉占全年鮮葉產量比重較大，內含物質苦澀滋味較重，給加工帶來了困難。近年來相關研究開始利用新工藝和新技術加工夏暑烏龍茶，如張文錦等[4]通過覆蓋遮陰處理降低了夏暑茶鮮葉中的茶多酚含量，提高了氨基酸含量；林金科等[5]通過增濕萎凋提高了夏暑烏龍茶品質；黃福平等[6]在適當增強做青程度后，提高了烏龍茶香氣品質；鄭鵬程等[7-8]發現6 次搖青所制的烏龍茶感官品質較優；有研究[9-10]認為曬青質量減少率5%、做青溫度18 ℃和短晾青對烏龍茶品質有利，搖青處理減少了夏茶原料中的苦澀味；也有研究利用空調送風做青和輕做青技術改善了烏龍茶品質，得出不同做青方式對香氣有較大影響，低溫做青對烏龍茶品質不利[11-15]；黃毅彪[16]、郝志龍[17]等改進搖青方式來提高烏龍茶品質；楊軍等[18]針對黃綠色的烏龍茶品種鮮葉優化了做青參數。但是上述針對夏暑鮮葉加工技術的研究還不夠系統，本研究以夏暑鮮葉為原料，對做青工藝中的曬青質量減少率、搖青時間和搖青次數進行了系統研究，旨在獲得優化后的夏暑鮮葉加工烏龍茶的做青工藝，為夏暑烏龍茶加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

茶鮮葉：福鼎大白實生種茶樹鮮葉，按照烏龍茶標準采摘（1 芽2 葉～1 芽3 葉，小開面采摘）。

1.2 儀器與設備

6CY-85型搖青機（轉速26 r/min）、6CWS-90型液化氣殺青機、6CWSB-22型速包機、6CWB-80型平板包揉機、6CW-60型解塊篩末機、6CH-54型電熱烘干箱 福建安溪佳友機械有限公司；Thermo TRACE GC 2000-TRACE DSQ氣象色譜-質譜聯用儀 美國菲尼根質譜公司。

1.3 方法

1.3.1 烏龍茶“三青”工藝條件優化

夏暑烏龍茶加工工藝流程：鮮葉→曬青→做青（搖青←→晾青）→殺青→造型（包揉←→解塊）→定型→烘干→毛茶；同時做青車間溫度控制在23～25 ℃，相對濕度65%～75%。

首先對曬青質量減少率、搖青時間和搖青次數進行了單因素試驗。曬青質量減少率單因素試驗：設置不同曬青質量減少率（0%、5%、10%和15%），曬青時間段為16:30～17:30，環境溫度為35 ℃，相對濕度90%，光照強度2×104lx，做青方式采用“四搖四晾”，具體為3 min，2 h；4.5 min，3 h；7.5 min，6 h；6 min，3 h，搖青總時間為21 min，晾青總時間14 h。搖青時間單因素試驗：設置不同搖青時間，如表1所示；曬青質量減少率10%，做青方式采用“四搖四晾”。搖青次數單因素試驗：設置不同搖青次數，如表2所示，曬青質量減少率10%，搖青總時間均為21 min，晾青時間為14 h。在單因素試驗的基礎上，再選擇曬青質量減少率、做青時間和搖青次數進行正交試驗，最后以感官得分、生化成分和香氣成分為考察指標進行綜合評價。

表1 不同搖青時間設計Table 1 Experimental design of tossing time

表2 不同搖青次數處理設計Table 2 Experimental design of tossing number

1.3.2 指標測定

茶葉感官品質：對茶樣進行密碼感官審評（GB 23776—2009《茶葉感官審評方法》），具體公式為：感官得分=外形×0.20＋湯色×0.05＋香氣×0.30＋滋味×0.35＋葉底×0.10。

茶多酚含量：酒石酸鐵比色法（GB 8313—1987《茶、茶多酚測定》）。

游離氨基酸含量：茚三酮比色法（GB 8314—1987《茶游離氨基酸總量測定》）。

Green值：Green值=橙花叔醇/芳樟醇及其氧化和脫氫產物。

香氣成分：采用固相微萃取法（solid-phase microextraction，SPME）測定烏龍茶的香氣化合物，進行氣相色譜-質譜（gas chromatograph-mass spectrometer，GC-MS）方法測定[19]。其中大氣濕度為46%，具體檢測方法為：1）稱取10 g粉碎茶，置于具塞三角瓶中；2）將三角瓶置于磁力攪拌器上60 ℃恒溫10 min后，插入SPME（DVB/CAR/PDMS）；3）60 ℃恒溫攪拌提取70 min；4）SPME直接進樣。氣相條件：進樣口溫度240 ℃；不分流襯管；載氣為恒流模式，流速1.0 mL/min；傳輸線溫度250 ℃；毛細管柱為DB 530 mm×0.25 mm，0.25 μm；升溫過程40 ℃（保持5 min）→2 ℃/min升溫→150 ℃（保持1 min）→60 ℃/min→250 ℃（保持1 min）。質譜條件：離子源溫度220 ℃；掃描模式m/z50～650全掃描；離子類型為正離子；電子能量70 eV；燈絲電流100 μA；溶劑截斷0 min。

1.4 數據處理

試驗重復3 次，數據經Excel和SPSS 13.0處理，大寫字母和小寫字母分別表示Duncan新復極差（shortest significant range，SSR）在P=0.01和P=0.05水平下的差異顯著性，字母不同表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 不同曬青質量減少率

分析曬青質量減少率單因素試驗結果（表3）發現：隨著曬青質量減少率的升高，茶多酚的含量呈顯著下降趨勢（P＜0.01），氨基酸的含量則呈上升趨勢（P＜0.01），15%質量減少率處理最高（P＜0.01）；水浸出總量呈下降趨勢，15%質量減少率處理最低（P＜0.05）；水溶性多糖和咖啡堿的含量無明顯變化；檢測到的香氣物質的相對含量呈上升趨勢，與不曬青處理相比，質量減少5%、10%、15%處理的檢出香氣物質的相對含量分別增加了5.34%、26.05%、29.07%。曬青質量減少10%處理內含物含量適中、香氣組分相對含量較高，綜合比較發現，質量減少10%處理的感官得分最高，其次為質量減少5%、質量減少15%，不曬青處理得分最低。

表3 不同曬青處理對烏龍茶內含成分和感官品質的影響Table 3 Effects of different levels of weight reduction resulting from sunshine withering on chemical components and sensory quality of oolong tea

2.1.2 不同搖青時間

表4 不同搖青時間對烏龍茶內含成分和感官品質的影響Table 4 Effects of different tossing durations on sensory quality of oolong tea

分析搖青時間單因素試驗結果（表4）發現：與對照相比，搖青處理的茶多酚、氨基酸、水溶性多糖、水浸出物的含量隨著搖青時間的延長均顯著下降（P＜0.01），咖啡堿含量變化不明顯；檢測到香氣物質的相對含量從高到低依次為14 min處理、28 min處理和21 min處理；比較感官得分發現：搖青處理21 min的感官品質較優，然后依次為搖青14 min處理、搖青28 min處理和對照。綜合比較發現搖青處理品質均高于對照，搖青21 min處理的感官得分最高。

2.1.3 不同搖青次數

表5 不同搖青次數對烏龍茶內含成分和感官品質的影響Table 5 Effects of tossing number on chemical components and sensory quality of oolong tea

分析搖青次數單因素試驗結果（表5）發現：與對照相比，搖青處理中茶多酚、氨基酸、水浸出物的含量均顯著下降，其中水溶性多糖含量以搖青1 次處理最高，搖青3 次處理最低。比較感官得分發現：搖青3 次處理綜合品質最優，然后依次為搖青2、4、1、5 次、不搖青處理。比較香氣物質的相對含量發現所有搖青處理的均高于對照，而在搖青處理中，搖青3 次總峰面積最高。綜合比較發現搖青3 次處理的感官得分最高。

2.2 正交試驗結果

表6 正交試驗設計及結果Table 6 Orthogonal array design with sensory score.chemical components and Green value

感官得分對品質判別最為直接，內含成分也是茶葉品質的物質基礎，可以對感官結果進行佐證，如茶多酚、氨基酸和香氣組分的Green值[20]。分析正交試驗結果（表6）發現：對感官得分影響最大的是曬青質量減少率（Rj=1.634）、其次是搖青時間（Rj=1.341），最后是搖青次數（Rj=0.541），對感官得分的最佳組合處理是A3B2C1（曬青質量減少率15%，搖青3 次和搖青時間14 min）；對茶多酚含量影響最大的是搖青時間（R’j=1.241），其次是曬青質量減少率（R’j=1.025），最后是搖青次數（R’j=0.640）；對茶多酚含量的最佳組合處理是A2B3C2（曬青質量減少率10%，搖青4 次和搖青時間21 min）；對游離氨基酸含量影響最大的是曬青質量減少率其次是搖青時間最后是搖青次數對游離氨基酸含量的最佳組合處理是A2B1C2（曬青質量減少率10%，搖青2 次和搖青時間21 min）；分析表6、7并結合圖1結果發現，對香氣Green值影響最大的是曬青質量減少率其次是搖青時間最后是搖青次數對香氣Green值的最佳組合處理是A3B3C3（曬青質量減少率15%，搖青4 次和搖青時間28 min）。綜合分析正交試驗結果發現，對夏暑烏龍茶做青影響最大的因素是曬青質量減少率，其次是搖青時間，最后是搖青次數，最佳的做青工藝為曬青質量減少率15%，搖青時間14 min和搖青3 次。此時感官得分為90.150，茶多酚含量為19.907%，游離氨基酸含量為2.095%，Green值為0.260。

表7 正交試驗香氣值結果Table 7 Aroma compounds identified from 9 orthogonal array runs %

圖1 正交試驗中處理3（03）和處理8樣品（08）香氣組分圖譜Fig.1 GC-MS chromatograms of aroma components in orthogonal array run No.3 and No.8

3 結 論

做青對烏龍茶品質形成的起到了關鍵作用，做青的第一道工序就是曬青，然后是搖青和晾青交替進行。研究[21-23]發現曬青是搖青和晾青工序的基礎。林金科等[24]采用增濕曬青新工藝，延長了曬青時間，提高了清香型夏暑烏龍茶品質。本次研究單因素試驗發現茶多酚和游離氨基酸含量隨著曬青質量減少率升高分別降低和升高（P＜0.01），說明適度重曬青有利于改善夏暑烏龍茶品質，推測是因為重曬青促進了夏暑鮮葉中的茶多酚等苦澀味滋味物質轉化為茶黃素、茶紅素等[25]，同時促進了可溶性蛋白質進一步水解，導致茶多酚含量隨著曬青程度加深而顯著減少（P＜0.01），而呈鮮爽滋味的游離氨基酸含量顯著增加（P＜0.01）。

曬青工序后鮮葉必須經過搖青與晾青，促進莖梗中的水分和可溶性物質向葉肉細胞組織輸送[25-26]，并在葉片中發生復雜的化學變化。研究[21-23]發現適當增強搖青程度，促進了可溶性蛋白質水解和多酚類化合物緩慢氧化，導致兒茶素苦澀味指數和酚氨比降低[10]。本次研究中單因素結果發現，搖青21 min處理和搖青3 次處理的品質最好；而正交試驗發現搖青時間和次數對感官得分影響相對較小，推測是因為夏暑茶鮮葉中香氣前體物質相對較少[27]，增加搖青次數或者延長搖青時間對香氣的影響相對不明顯。

本次研究發現鮮葉經過重曬青（曬青質量減少率15%）后，配合輕度搖青（14 min，3 次）的做青工藝參數明顯改善了夏秋烏龍茶品質，可能是因為夏暑鮮葉與春秋季鮮葉中的多酚氧化酶和相關酶活有較大差別，所以利用新工藝定向調控夏暑鮮葉中重要生化成分和品質因子，同時監測多酚氧化酶和相關重要酶活變化將是下一步研究的重點。

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