常笑君,周子維,朱 晨,王 仲,趙姍姍,郭玉瓊
(福建農林大學園藝學院,福建福州 350002)
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工夫紅茶加工新工藝研究進展
常笑君,周子維,朱 晨,王 仲,趙姍姍,郭玉瓊*
(福建農林大學園藝學院,福建福州 350002)
工夫紅茶加工工藝不斷創新,品質不斷提高,給消費者帶來更多風味品質的選擇。就工夫紅茶的加工工藝及其對品質的影響展開歸納和探討,并闡述了工夫紅茶生產上的新興技術手段,旨在為工夫紅茶工藝進展和品質研究提供理論依據和參考。
工夫紅茶;加工工藝;新技術;進展
我國作為世界上最早加工和飲用紅茶的國家,早在明代初期就有關于紅茶加工的記載,如“蘭膏紅茶”、“酥簽紅茶”等關于紅茶生產的記錄就被記載于劉基的《多能鄙事》一書中[1]。近年來,紅茶可有效平衡腸道菌群[2]、降脂、抗氧化和抗癌[3]等功效逐漸明晰,隨著人們保健意識的增強,工夫紅茶以獨特的品質風味和保健功效受到越來越多消費者的青睞。工夫紅茶亦稱“紅條茶”,為紅茶種類之一,是我國特有的紅茶花色品種,且生產歷史悠久、產區分布廣泛,作為我國的傳統出口茶葉種類之一,在國際市場上具有一定的市場競爭力[4]。
工夫紅茶的加工過程包括鮮葉采摘、萎凋、揉捻、發酵和干燥,在一定的溫度、濕度、pH、氧氣等環境條件下,發生以多酚類酶促氧化為核心的一系列生物化學反應,逐步形成色澤烏潤、香氣高爽、湯色紅亮、滋味甘醇、葉底紅亮的工夫紅茶品質特點[5]。
茶樹品種是茶葉生產最基本、最重要的生產資料,是茶產業可持續發展和產業化的基礎,也是影響茶葉優質高產的主要因子之一[6]。茶樹品種是形成茶葉獨特品質的基礎,研究表明,鮮葉中兒茶素含量、多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)活性及其與兒茶素氧化還原電位的親和力極大地影響紅茶的茶黃素(TFs)和茶紅素(TRs)的組成和含量,從而形成了不同品質的紅茶[7-8]。品種不同,鮮葉的生化成分含量存在差異,所制成的茶葉品質也不同,李家賢等[9]通過研究不同茶樹品種的鮮葉化學組分與紅茶品質特征指標,結果表明,鮮葉生化物質含量豐富,茶多酚、兒茶素、水浸出物等含量高,酚氨比及酯型兒茶素占比高是構成優質紅茶的主要因子。
香氣作為工夫紅茶重要的品質因子之一與茶樹品種、鮮葉老嫩度有密切關系,品種不同,鮮葉內脂肪酸含量、糖苷類香氣前體物質及內含水解酶特性明顯不同,茶葉的香型就不同[10]。如適制高香型工夫紅茶的主要品種鐵觀音、黃旦、茗科1號、茗科2號、金牡丹、紫牡丹、春蘭、丹桂、梅占等,品種適制性強,豐富的內質為花香型工夫紅茶品質的形成提供了良好的基礎[11-12]。
2.1萎凋工藝的研究
2.1.1萎凋過程主要化學變化的研究。萎凋是工夫紅茶加工的第一道工序,也是形成紅茶品質的基礎工序。在萎凋過程中,鮮葉一方面發生緩慢失水、葉質變軟等物理變化;另一方面隨著水分散失,酶活性增加,多酚類化合物不斷氧化,TFs和TRs含量增加,糖類、蛋白質發生水解,氨基酸和可溶性糖含量增加,低沸點的芳香物質大量揮發,高沸點的芳香物質增加[13]。
2.1.2萎凋技術的研究進展。 萎凋技術直接影響萎凋葉質量,從而影響紅茶品質。研究表明,在控溫控濕的基礎上設置輔助光源是提高萎凋效率和紅茶品質的重要途徑之一,可彌補無日光條件下紅茶香氣的不足,在一定程度上提高工夫紅茶的香氣[14]。周穎等[15]研究認為,具有強穿透性的紫外光可以破壞葉肉細胞,使細胞質內的各種酶與其底物充分接觸,促進葉片細胞內各種生化反應,從而增強了物質轉化能力,可有效提高工夫紅茶的各項主要品質成分;項麗慧[16]等通過采用LED黃光萎凋工夫紅茶,使其花香高顯;黃藩[17]通過感官品質和理化品質分析,得出采用紅光(610~630 nm,2 000 lux)光照萎凋,并且12 h光照萎凋過程中采用前3 h無光、后9 h紅光的光補償萎凋技術工藝對工夫紅茶品質提升最好。
萎凋和烏龍茶做青技術相結合也是提高紅茶品質的重要措施之一。張靜等[18]研究認為,經中度搖青和重度搖青處理茶葉中茶黃素、茶紅素的含量均比自然萎凋高,茶褐素從多到少依次為:重度搖青、中度搖青、自然萎凋、輕度搖青,并且經搖青處理制成的干茶香氣要明顯優于對照,沖泡后的香氣更濃郁持久。這是因為搖青工藝可促進己烯酯類、倍半萜烯類、茉莉內酯等香氣物質的合成,同時加大了細胞的機械損傷程度,有利于水解生成高沸點香氣物質。周穎等[15]研究認為,將烏龍茶搖青工藝引入工夫紅茶工藝中,使制成的工夫紅茶有了濃郁的梔子花香。陳鳳月等[19]研究認為,做青工藝是一個通過控制物理變化、促進化學變化,進而形成高香型坦洋工夫紅茶品質的關鍵工序。虞昕磊等[20]研究認為,在萎凋中采用日光萎凋和做青技術結合可以明顯促進夏秋紅茶的香氣品質形成,制品的滋味更加甘醇;所制作的夏秋紅茶具有條索緊細、挺直,香氣濃郁,滋味醇和,湯色紅明,葉底紅褐、勻整的品質特征,克服了一般夏秋紅茶口感苦澀、香氣差的缺點。從前人的研究還可以看出,通過工藝的創新,將烏龍茶做青工藝與紅茶萎凋工藝相結合,可明顯豐富紅茶香氣組分,提升紅茶品質。
2.2揉捻工藝的研究
2.2.1揉捻過程主要化學變化的研究。揉捻是工夫紅茶塑造外形和形成內質的重要工序,通過外力作用使葉片迅速緊卷形成茶條,破損葉細胞組織,使葉片中的多酚類化合物、蛋白質、氨基酸等物質溢聚葉表皮,與多酚氧化酶、氧氣等充分接觸,促進生化變化、發揮香氣,為下一步的發酵形成工夫紅茶獨特的品質做好準備[21]。
2.2.2揉捻技術的研究進展。工夫紅茶揉捻通常分為手工揉捻和機械揉捻,揉捻設備分為單機式揉捻機和自動化揉捻機組[14]。機械揉捻可以有規律地加減壓,從而均衡加大細胞破損率及成條率,使后續發酵工序更充分,條索更為細緊,從而相較手工揉捻更能有效地提高紅茶的品質[22]。單機式揉捻機適用于處理在制葉量較少,且揉捻須通過壓力變化,耗費一定時間才可完成的情況,自動化揉捻機組更適用于生產線的大量連續化生產[14]。
2.3發酵工藝的研究
2.3.1發酵過程主要化學變化的研究。發酵是形成工夫紅茶獨特品質特征的關鍵工序,其實質是在特定溫濕度和供氧條件下,以多酚類酶促氧化生成茶黃素(TFs)、茶紅素(TRs)、茶褐素(TBs)等高聚物為核心的一系列生物化學變化,同時芳香物質、糖類、蛋白質等品質成分發生劇烈變化[23]。
2.3.2發酵技術的研究進展。實踐表明,發酵過程中的濕度、溫度、通氧量和發酵時間等是影響紅茶發酵質量的主要因子。保持一定的空氣相對濕度可以維持葉內水分,使發酵過程順利進行,相對濕度達95%以上可有效降低發酵葉的花青暗條比例,對發酵最有利。由于溫濕度極其有利于霉菌生長,發酵工序中極易發生菌落總數和霉菌的污染,因此發酵程序的衛生條件要嚴格控制[24]。陳以義等[25]通過變溫發酵試驗指出,高溫有利于茶黃素合成,低溫有利于其積累,因此得出發酵過程中先高溫后低溫有利于形成較多茶黃素和提高紅茶品質。張雁飛等[26]研究認為,冷凍雖然會降低多酚氧化酶活性,但可增加細胞膜透性,有利于多酚類物質的酶促氧化,從而縮短發酵時間,減少茶黃素的消耗,使茶黃素、茶紅素含量明顯增加,能明顯提高湯色和滋味品質。但冷凍處理也會降低糖苷酶的活性,不利于紅茶香氣的形成。段紅星等[27]研究認為,發酵程度應適度偏輕,寧輕勿重,這將有利于形成較高含量的茶黃素,并減緩茶黃素和茶紅素形成以后向茶褐素轉變,從而降低茶褐素的含量。鄔齡盛[28]在茗科1號的加工對策中提出發酵趨輕是該品種紅茶加工的新亮點,其經偏輕發酵加工而成的成品茶香高、味醇、湯亮,能夠滿足消費者對于清醇型茶葉風格的需求。潘一斌等[29]研究認為,輕發酵使工夫紅茶具有萜烯醇類花果香,成品茶中茶褐素和茶多酚中的酯型兒茶素含量明顯降低,苦澀感降低,游離氨基酸含量增加,茶湯滋味更加鮮爽。
2.4干燥工藝的研究
2.4.1干燥過程主要化學變化的研究。 干燥是工夫紅茶加工的最后一道工序,也是決定品質形成的重要環節[30]。干燥過程不僅能迅速地鈍化各種酶的活性、穩固成茶外形,還能通過高溫熱作用來激化高沸點的芳香物質,使內含成分發生微妙變化,從而形成紅茶特有的品質特征[31]。
2.4.2干燥技術的研究進展。不同的干燥方法對工夫紅茶品質有不同的影響。崔文銳等[32]探討了鍋炒、烘干和微波3種不同干燥方式對工夫紅茶品質的影響,結果表明,鍋炒干燥制成的成茶品質最好,然后是烘干,微波干燥制成的成茶由于外形疏松、香氣不足等品質表現最差。鍋炒紅茶不易炒至足干,且制率較低、茶湯渾濁,因此生產上多以烘干為主。實踐應用發現,微波干燥與其他干燥方式配合使用效果較好,林國軒等[33]應用微波-熱風聯合干燥制成的工夫紅茶香氣甜香濃郁,滋味醇厚,優于單獨微波干燥、熱風干燥的品質。羅勇等[34]研究表明,相較于烘-烘-烘、烘-炒-炒的干燥方式,烘-炒-烘的干燥方式對于結合搖青工藝加工制作的工夫紅茶品質最優,可有效穩固紅茶的外形和內質。
3.1外源物質添加技術在發酵過程中添加外源物質等方式近年來被國內外學者用于提高紅茶品質。如日本將適量多酚氧化酶加入自然萎凋后的中低檔鮮葉中,然后經揉捻發酵,結果發現可以有效地縮短發酵時間并明顯提高了茶葉的品質[35]。黃建琴[36]研究指出,在紅茶加工中添加適量糖氨化合物可有效提高紅茶中茶黃素、氨基酸和水浸出物含量,有利于提升香氣和滋味。周穎等[15]研究表明,鮮葉經萎凋處理后添加外源茶汁發酵,可明顯提高干茶中茶黃素和多糖的含量。
3.2通氧發酵技術作為多酚類酶促氧化反應的底物,氧氣是影響紅茶中茶三素等色素物質形成的最關鍵的影響因子。紅茶發酵過程需要消耗大量的氧氣,如果供氧不足則會導致多酚氧化酶活性中心呈脫氧狀態,不利于多酚類物質的氧化和茶黃素的合成,促使茶紅素合成。通氧發酵可以有效促使多酚氧化酶的含Cu活性中心由脫氧態向氧合態轉化,有利于提高多酚氧化酶的活性并且促進茶色素的合成。相較于紅茶的傳統發酵,通氧發酵不僅可加速發酵葉面的紅變、形成紅茶特征香氣以及縮短發酵時間,而且還能使湯色更加紅艷明亮[23]。馮林[37]研究指出,隨著通氧時間的增長,茶葉中的茶多酚含量明顯下降,萜烯類衍生物等香氣組分逐漸增多,茶黃素和茶紅素含量先增多后減少,茶褐素則是緩慢增多。董春旺等[38]基于紅茶發酵原理和工藝技術特點設計了一種紅茶可視化富氧發酵機,該設備整機采用可視化透明發酵筒、攪拌勻質和隧道加熱技術相結合,有效解決了紅茶傳統發酵設備供氧不足、難翻拌、發酵不均和作業狀況難觀察等不利因素。
3.3電子監測技術電子監測設備的開發與利用為監測紅茶發酵程度提供了新的研究方法,如電子鼻、電子舌等。Prolay等[39]提出使用由8個石英晶體微量天平(QCM)傳感器構成的電子鼻實時監控紅茶最佳發酵時間的方法,并確定了12個紅茶樣品的最佳發酵時間,結果顯示與紫外分光光度計法的檢測結果具有較好的一致性。Arunangshu等[40]提出使用具有5個惰性金屬電極的電子舌來監測紅碎茶發酵進程并檢測最佳發酵時間的方法,適當的大振幅伏安波形被用于探測發酵過程中茶葉樣品的化學變化,結果顯示,在不同發酵階段電子舌的反應與主成分分析(PCA)之間的相關性良好,并基于偏最小二乘回歸技術發明了實時顯示發酵水平的模型。周穎等[41]運用電子鼻技術對各樣品茶進行分析,發現P40/1、T70/2、 PA/2、P30/1 4種傳感器對茶葉香氣測定的貢獻率較大,判別因子分析方法比主成分分析方法更能有效區分小同工夫紅茶樣品,結果得出選用電子鼻小同傳感器及相應的統計分析方法,可以對工夫紅茶加工小同階段產生的香氣進行歸類并加以區分。
紅茶作為國際市場的主銷茶類,在全球茶葉銷量中占比80%左右。工夫紅茶作為我國特有紅茶種類,在國際市場上具有一定的競爭力。2007年以來,我國紅茶內銷量大幅度提升,2015年全國紅茶產量增長幅度達到10%以上,超過烏龍茶(4.70%)的增幅,紅茶產量為25.3萬t,在干毛茶產量中占比有所上升[42]。因此,研究工夫紅茶加工新工藝,開發具有特色的工夫紅茶產品具有重要意義。
從研究現狀綜合來看,工夫紅茶加工過程中新工藝的研究具有一定的成果,對于實際生產具有積極指導作用。如在萎凋工藝方面,與烏龍茶加工工藝相結合加工花果香型工夫紅茶已應用于生產實踐,得到了消費市場的好評;外源光輔助萎凋技術體現出了其優越性,但應用于生產實踐還有待進一步的研究。在發酵工藝方面,輕發酵型工夫紅茶在生產實踐中已有應用,受到消費者的認可,可視化富氧發酵機的研制使通氧發酵投入實踐應用,可以進行穩定連續的名優紅茶發酵,對于工夫紅茶具有很好的推廣應用價值;變溫發酵和添加外源物質發酵技術還主要停留在試驗階段;電子監測設備的應用為工夫紅茶發酵工程采用電腦監控以及實現自動化生產提供了可能,但是該技術仍處于研究階段,有待進一步的發展。
[1] 鞏志.中國紅茶[M].杭州:浙江攝影出版社,2005.
[2] 許靖逸,崔修丹,陳昌輝,等.六大茶類對部分腸道致病菌抑菌效果的研究[J].食品工業科技,2013,34(16):140-142.
[3] 董麗華,朱旭,姜仕柱,等.茶多酚對人結腸癌細胞株Caco-2凋亡及RhoA蛋白活性的影響[J].實用臨床醫藥雜志,2014(7):7-10.
[4] 陳宗懋.中國茶葉大辭典[M].北京:中國輕工業出版社,2011.
[5] 宛曉春.茶葉生物化學[M].北京:中國農業出版社,2007.
[6] 楊亞軍.茶樹育種品質早期化學鑒定:Ⅰ.鮮葉的主要生化組分與紅茶品質的關系[J].茶葉科學,1990(2):59-63.
[7] LIANG Y R,LU J L,ZHANG L Y,et al.Estimation of black tea quality by analysis of chemical composition and colour difference of tea infusions[J].Food chemistry,2003,80(2):283-290.
[8] OWUOR P O,OBANDA M.The use of green tea(Camelliasinensis)leaf flavan-3-ol composition in predicting plain black tea quality potential[J].Food chemistry,2007,100(3):873-884.
[9] 李家賢,黃華林,何玉媚.高茶黃素品種鮮葉化學組分與紅茶品質特征指標研究[J].廣東農業科學,2008(8):105-106,111.
[10] 廖書娟.不同茶樹品種脂肪酸和糖苷類香氣前體物質的研究[D].重慶:西南大學,2006.
[11] 王振康,鄔齡盛,郭少平,等.高香型工夫紅茶初制加工技術[J].福建茶葉,2010(10):50-53.
[12] 葉乃興,楊如興,郭吉春,等.福建茶樹遺傳資源的多樣性和品種創新[J].福建農林大學學報,2004,33(2):174-177.
[13] TOMBS K I,MASHINGAIDZE A.Influence of withering,including leaf handling,on the manufacturing and quality of black teas:a review[J].Food chemistry,1997,60(4):573-580.
[14] 李鑫磊,林宏政,俞少娟,等.工夫紅茶加工技術與設備研究進展[J].中國農機化學報,2015,36(6):338-344.
[15] 周穎,譚婷,羅勇,等.不同加工處理對工夫紅茶呈味成分的影響[J].茶葉通訊,2015,42(2):29-34.
[16] 項麗慧,林馥茗,孫威江,等.LED黃光對工夫紅茶萎凋過程香氣相關酶基因表達及活性影響[J].茶葉科學,2015(6):559-566.
[17] 黃藩.工夫紅茶光補償萎凋技術工藝研究[D].北京:中國農業科學院,2015.
[18] 張靜,徐仲溪.搖青工藝在工夫紅茶加工過程中的應用研究[J].湖南農業科學,2013(10):30-31.
[19] 陳鳳月,潘玉華,黃先洲.花香型坦洋工夫紅茶萎調技術[J].農產品加工(創新版),2012(9):68-70,74.
[20] 虞昕磊,姚燕妮,朱雯,等.夏秋鮮葉加工紅茶的萎凋技術研究[J].湖北農業科學,2015,54(2):424-427.
[21] 江用文.中國茶產品加工[M].上海:上海科學技術出版社,2011.
[22] 韓余,肖宏儒,秦廣明,等.紅茶加工工藝及機械設備研究進展[J].中國農機化學報,2013,34(2):20-25.
[23] 俞露婷,袁海波,王偉偉,等.紅茶發酵過程生理生化變化及調控技術研究進展[J].中國農學通報,2015,31(22):263-269.
[24] 黃建琴,丁勇,王宏樹,等.工夫紅茶加工中微生物和重金屬污染研究[J].福建茶葉,2008(3):25-26.
[25] 陳以義,江光輝.紅茶變溫發酵的理論探討[J].茶葉科學,1993,13(2):81-86.
[26] 張雁飛,李立祥,張小福,等.冷凍對紅茶品質的影響[J].茶葉科學,2013,33(4):370-376.
[27] 段紅星,邵宛芳.紅茶加工中物質變化與品質形成的關系[J].福建茶葉,2004(2):13-14.
[28] 鄔齡盛.金觀音紅茶品質特征與加工工藝對策[J].福建茶葉,2011(2):27-28.
[29] 潘一斌,孫云.花果香型工夫紅茶品質形成的研究進展[J].茶葉科學技術,2014(1):1-6
[30] 陳椽.制茶學[M].北京:中國農業出版社,1979:321.
[31] 宛曉春.紅、綠茶干燥過程的熱化學變化[J].茶葉科學,1988,8(2):47-52.
[32] 崔文銳,楊緒旺.三種干燥方式對工夫紅茶品質的影響[J].福建茶葉,2005(2):9-10.
[33] 林國軒,羅小梅,鄧麗洪,等.微波-熱風聯合干燥技術對工夫紅茶品質的影響[J].中國茶葉,2014(7):20-21.
[34] 羅勇,陳創,陳慧,等.不同干燥方式對運用搖青工藝制作的工夫紅茶品質的影響[J].湖南農業科學,2015(8):87-89.
[35] 徐明珠.工夫紅茶加工新工藝的研究[D].武漢:華中農業大學,2011.
[36] 黃建琴.糖氨化合物優化紅茶品質研究[J].茶葉科學技術,1998(1):7-10.
[37] 馮林.工夫紅茶通氣氧發酵技術及其化學成分變化研究[D].重慶:西南大學,2012.
[38] 董春旺,葉陽,江用文,等.工夫紅茶可視化富氧發酵機設計及試驗研究[J].茶葉科學,2015,35(4):370-376.
[39] SHARMA P,GHOSH A,TUDU B,et al.Monitoring the fermentation process of black tea using QCM sensor based electronic nose[J].Sensors and actuators B:Chemical,2015,219:146-157.
[40] GHOSH A,BAG A K,SHARMA P,et al.Monitoring the fermentation process and detection of optimum fermentation time of black tea using an electronic tongue[J].IEEE sensors journal,2015,15(11):6255-6262.
[41] 周穎,劉任,譚婷,等.電子鼻對不同加工處理工夫紅茶香氣聚類的方法評價[J].食品安全質量檢測學報,2015,6(5):1611-1618.
[42] 國家茶葉產業技術體系產業經濟研究室.2015年我國茶葉產銷形勢通報[EB/OL].[2016-06-05].http://www.chinatss.cn/index.php?a=show&c=index&catid=49&id=729&m=content.
Research Advances of Processing Technology of Congou Black Tea
CHANG Xiao-jun, ZHOU Zi-wei, ZHU Chen, GUO Yu-qiong*et al
(College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002)
With the continuous innovation of processing technology of Congou black tea, the quality of Congou black tea has been improved, which gives more flavor choices for consumers. In this research, we summarized and discussed the process crafts and their impacts on the quality of Congou black tea, and described the emerging on the production means of Congou black tea. This article aimed to providing a theoretical basis and reference for technology advances and researches on quality of Congou black tea.
Congou black tea; Process craft; New technologies; Advance
農業部“福建省茶產業重大農技推廣項目”(KNJ151000);福建省自然科學基金項目(2013J01085);福建省重大科技專項項目(2015NZ0002-1);福建省教育廳項目(JA15143)。
常笑君(1992- ),女,河南濮陽人,碩士研究生,研究方向:茶樹種質資源創新與利用。*通訊作者,副教授,博士,從事茶樹生物技術與茶葉生物化學研究。
2016-07-08
S 571.1
A
0517-6611(2016)24-066-03