黑毛茶加工過程中主要生化成分變化及相關(guān)性研究

趙 熙，黃 浩，鐘 妮，何郁菲，黃 靜，鄭紅發(fā)

（湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所，湖南 長沙 410125）

黑毛茶加工過程中主要生化成分變化及相關(guān)性研究

趙 熙，黃 浩，鐘 妮，何郁菲，黃 靜，鄭紅發(fā)*

（湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所，湖南 長沙 410125）

以一芽四、五葉機(jī)采鮮葉為原料，研究黑毛茶加工過程中主要生化成分的變化規(guī)律及其相關(guān)性。結(jié)果表明：黑毛茶加工過程中主要生化成分均發(fā)生明顯變化，其中游離氨基酸減少30.52%，水浸出物和茶多酚分別減少23.70%和21.46%，可溶性蛋白和可溶性糖降幅分別為16.15%和14.12%；咖啡堿含量減少11.42%；兒茶素單體和兒茶素總量均呈現(xiàn)明顯下降趨勢，下降幅度分別為GC 61.06%、EGC 56.45%、EC 44.90%、C 45.45%、EGCG 45.17%、GCG 59.30%、ECG 39.53%、兒茶素總量51.44%。利用SPSS軟件對主要成分進(jìn)行相關(guān)分析和回歸分析，除可溶性糖和ECG外，茶多酚、游離氨基酸、可溶性蛋白、EGC、EC、GCG、兒茶素總量分別與其他生化成分含量呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01），其中茶多酚、游離氨基酸和GCG對水浸出物偏回歸均達(dá)到顯著水平（P＜0.05)，它們之間建立的回歸方程為Y=1.686X1+14.241X2-9.765X12-8.732。

黑毛茶；加工過程；生化成分變化；相關(guān)性

黑茶是湖南僅次于綠茶的第二大茶類，也是湖南省重要的特色茶類。黑毛茶作為黑茶產(chǎn)品的原料，其品質(zhì)好壞直接影響到黑茶質(zhì)量。黑毛茶的初制過程分為殺青、揉捻、渥堆、干燥等工序，其中渥堆是形成黑毛茶特征風(fēng)味品質(zhì)的關(guān)鍵性工序[1]。渥堆工藝促使黑毛茶形成湯色橙黃明亮、葉底黃褐、滋味醇和的品質(zhì)特征[2]。本研究在前人研究成果的基礎(chǔ)上[3-7]，對黑毛茶加工過程中與品質(zhì)相關(guān)的幾種主要內(nèi)含成分的變化規(guī)律以及它們之間的相關(guān)性進(jìn)行研究探討，從而完善黑毛茶風(fēng)味品質(zhì)形成的機(jī)理，為提高黑毛茶品質(zhì)提供更多的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶鮮葉來自湖南省長沙縣春華鎮(zhèn)長春茶廠，鮮葉采摘標(biāo)準(zhǔn)為機(jī)采一芽四、五葉，采摘時(shí)間2016年9月，采用傳統(tǒng)黑毛茶加工工藝制成干茶。試驗(yàn)高效液相色譜所用甲醇為色譜純，兒茶素和咖啡堿標(biāo)樣購自SIGMA公司，其余生化試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

HC-10A高效液相色譜儀（日本島津公司），TU-1901雙光束紫外可見光分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司），超聲波清洗機(jī)（上海臺(tái)姆超生設(shè)備有限公司），恒溫磁力攪拌器（江蘇金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠），HH-8恒溫水浴鍋（常州凱航儀器有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 取樣

為了保證取樣的相對一致性、代表性和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)所用的加工過程樣和成品茶均是在同一批黑毛茶加工工序中跟蹤隨機(jī)取樣，取樣后迅速干燥，并貯存于干燥、避光、低溫的環(huán)境下備用。取樣包括鮮葉（微波固樣）、殺青葉、揉捻葉、渥堆4 h、渥堆8 h、渥堆12 h、渥堆16 h、渥堆20 h、渥堆24 h、渥堆28 h（成品茶）共10個(gè)樣。

1.3.2 主要生化成分測定

水浸出物含量測定參照GB/T 8305-2013《茶水浸出物測定》方法；茶多酚含量測定參照GB/T 8313-2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》；游離氨基酸總量測定參照GB/T 8314-2013《茶 游離氨基酸總量測定》方法；可溶性糖總量測定參照蒽酮-硫酸法[8]。

1.3.3 茶葉咖啡堿及兒茶素組分的測定

[9]，稱取茶樣1.500 g，加入250 mL沸水于100℃條件下浸提45 min，過濾，定容至250 mL，過0.45 μm微孔濾膜。色譜柱：TCC18柱（5 μm，150 mm×4.6 mm i. d 5 μm）；流動(dòng)相：A相（含0.1%甲酸的水）和B相（含0.1%甲酸的甲醇），流速1 mL/min；紫外檢測波長：280 nm，柱溫30℃ ，進(jìn)樣量30 μL；梯度洗脫，梯度見表1。

表1 兒茶素HPLC法梯度洗脫條件Table 1 The condition of HPLC gradient elution on catechin

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

各生化成分測定均3次重復(fù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為3次重復(fù)的平均值。采用SPSS20.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析、相關(guān)分析及多元線性回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑毛茶加工過程中主要生化成分含量的變化

結(jié)果表明（表2），加工過程中，茶多酚、游離氨基酸、咖啡堿、可溶性糖、可溶性蛋白及水浸出物均不同程度下降；其中在殺青、揉捻過程中變化幅度較小，渥堆階段變化幅度最大，說明渥堆工序各主要生化成分發(fā)生了劇烈的生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)，促使黑毛茶特征風(fēng)味品質(zhì)的形成。不同的內(nèi)含成分在黑毛茶加工過程中減少的程度有所差異，其中游離氨基酸下降幅度最大，達(dá)到30.52%；其次是水浸出物和茶多酚，下降幅度分別為23.70%和21.46%；可溶性蛋白和可溶性糖的下降幅度分別為16.15%和14.12%；咖啡堿是較為穩(wěn)定的化合物，在黑毛茶加工過程中含量變化最小，減少11.42%。

2.2 黑毛茶加工過程中兒茶素組分含量的變化

兒茶素類化合物是茶葉中含量較豐富的一類有效成分，研究其在黑毛茶加工過程中的變化規(guī)律有利于分析黑毛茶特征品質(zhì)形成的機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明，無論是兒茶素單體還是兒茶素總量在黑毛茶加工過程中含量變化均非常明顯，雖變化幅度有所不同，但均呈現(xiàn)下降趨勢，下降幅度分別為GC 61.06%、EGC 56.45%、EC 44.90%、C 45.45%、EGCG 45.17%、GCG 59.30%、ECG 39.53%、兒茶素總量下降51.44%，其中GC含量下降幅度最大，其次是GCG、EGC和兒茶素總量。從加工過程中各兒茶素單體和總量含量變化還可看出，兒茶素單體和總量在殺青和揉捻工序中變化幅度較小，渥堆過程中所有兒茶素單體和總量的下降幅度都比較大（表3）。這與黑毛茶加工過程中其他主要生化成分的變化趨勢一致。

表2 黑毛茶加工過程中主要內(nèi)含成分含量的變化 (%)Table 2 Variations of main components contents during processing of raw dark tea (%)

2.3 黑毛茶加工過程中主要生化成分間的相關(guān)性

2.3.1 相關(guān)分析

由表4可知，黑毛茶加工過程中除可溶性糖和ECG外，茶多酚、游離氨基酸、可溶性蛋白、EGC、EC、GCG、兒茶素總量分別與其他生化成分含量呈極顯著的正相關(guān)（P＜0.01），其中茶多酚、游離氨基酸與水浸出物、GCG、兒茶素總量的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.963、0.956、0.950和0.961、0.940和0.940，表明茶多酚和游離氨基酸含量分別隨著水浸出物、GCG和兒茶素總量的降低而減少；可溶性蛋白與水浸出物、EGC、茶多酚含量的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.948、0.925和0.920，表明可溶性蛋白含量隨水浸出物、EGC、茶多酚含量的降低而減少；EGC與C、EC、兒茶素總量的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.987、0.981和0.968；EC與C、兒茶素總量的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到0.997和0.962；GCG與兒茶素總量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.961；可溶性糖除了與茶多酚含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），相關(guān)系數(shù)為0.689，與其他生化成分相關(guān)性均不顯著；ECG與EGCG含量呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與游離氨基酸、GCG和兒茶素總量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），與其他生化成分相關(guān)性不顯著。

2.3.2 多元線性回歸分析

表4 各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)及其顯著性檢驗(yàn)結(jié)果Table 4 Correlation coef fi cients of indexes and signi fi cant test results

水浸出物被認(rèn)為是評(píng)價(jià)茶葉品質(zhì)的綜合性指標(biāo)，一般情況下水浸出物含量越高，茶葉品質(zhì)越好[10]。為了得出影響水浸出物含量變化的主要因素，以水浸出物含量（Y）為因變量，茶多酚（X1）、游離氨基酸（X2）、咖啡堿（X3）、可溶性糖（X4）、可溶性蛋白（X5）、兒茶素總量（X6）、GC（X7）、EGC（X8）、EC（X9）、C（X10）、EGCG（X11）、GCG（X12）、ECG（X13）的含量為自變量進(jìn)行逐步回歸分析，建立多元線性回歸方程。由表5可知，黑毛茶加工過程中水浸出物含量與其它生化成分含量之間的線性關(guān)系經(jīng)逐步回歸分析后，咖啡堿、可溶性糖、可溶性蛋白、兒茶素總量、GC、EGC、EC、C、EGCG和ECG變量均被剔除，只有茶多酚、游離氨基酸和GCG對水浸出物偏回歸達(dá)到顯著水平（P＜0.05)，而被引入回歸方程；同時(shí)考察這3個(gè)自變量的標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)則可發(fā)現(xiàn)其對水浸出物作用的大小為：茶多酚＞游離氨基酸＞GCG；建立的多元線性回歸方程經(jīng)方差分析，線性關(guān)系極顯著（P＜0.01），經(jīng)校正R2為0.978，說明該回歸方程的效果理想，得到的回歸方程可以把黑毛茶加工過程中水浸出物的含量與茶多酚、游離氨基酸和GCG之間的關(guān)系量化，為黑毛茶加工過程中品質(zhì)控制奠定一定的理論基礎(chǔ)。

3 結(jié)論與討論

3.1 黑毛茶加工過程中主要成分變化

本試驗(yàn)結(jié)果表明，黑毛茶加工過程中主要生化成分均呈現(xiàn)不同程度的下降。茶多酚是形成黑茶品質(zhì)的重要活性物質(zhì)，具有滋味苦澀和收斂性較強(qiáng)的特點(diǎn)[11]，至黑毛茶加工結(jié)束茶多酚含量減少21.46%，茶多酚含量的減少主要發(fā)生在渥堆過程中，隨著茶多酚含量的減少，茶葉滋味逐漸由苦澀向醇和轉(zhuǎn)變。水浸出物是茶葉水溶物質(zhì)的總和，標(biāo)志著茶湯的厚薄、滋味濃郁程度，在黑毛茶加工過程中，水浸出物含量下降幅度達(dá)23.70%，一方面是由于渥堆過程中微生物生長需要消耗了一部分水浸出物，另一方面多酚類物質(zhì)與蛋白質(zhì)結(jié)合形成了非水溶性物質(zhì)，從而導(dǎo)致水浸出物含量的減少[12]。氨基酸是茶葉良好滋味形成的主要物質(zhì)基礎(chǔ)[13]，黑毛茶加工過程中氨基酸含量大幅下降，可能是由于渥堆過程中微生物生長繁殖消耗利用了大量的氨基酸作為氮源[1]。可溶性糖和可溶性蛋白也是茶湯滋味形成的重要物質(zhì)，對增加茶湯甜度和改善茶湯粘稠度有積極作用[14]，黑毛茶加工過程中可溶性糖和可溶性蛋白含量分別下降14.12%和16.15%，這與渥堆過程中微生物生長代謝需要可溶性糖和可溶性蛋白提供一定的碳源和氮源有關(guān)。兒茶素單體和總量在黑毛茶加工過程中均呈現(xiàn)大幅下降的趨勢，其中非酯型兒茶素下降55.70%，酯型兒茶素下降46.35%，兒茶素總量下降41.44%。渥堆過程中在濕熱作用下，酯型兒茶素的水解及兒茶素的非酶促氧化是其總量減少的主要途徑[15]，黑毛茶中兒茶素的氧化聚合減少了茶葉的粗澀味，增加了醇和的滋味，對改善其滋味品質(zhì)有積極作用。

表5 多元回歸分析結(jié)果Table 5 Results of multiple regression analysis

3.2 黑毛茶加工過程中主要成分相關(guān)性

本試驗(yàn)結(jié)果表明，除可溶性糖和ECG外，其余生化成分之間的相關(guān)性均達(dá)到顯著（P＜0.05）或極顯著（P＜0.01）。同時(shí)對水浸出物與其他生化成分進(jìn)行逐步回歸分析，其中咖啡堿、可溶性蛋白、兒茶素總量、GC、EGC、EC、C、EGCG含量與水浸出物含量的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），但在逐步回歸分析中被剔除，是由于相關(guān)系數(shù)只是表明兩個(gè)變量之間的關(guān)系，與其他變量沒有任何關(guān)系；而多個(gè)自變量進(jìn)行回歸分析時(shí)，某個(gè)變量的影響實(shí)際上是控制了其他變量之后的效果，如果其他自變量可以非常好的解釋因變量，那么某個(gè)原先有影響的變量可能變得沒有影響，即不顯著。因此本研究在進(jìn)行逐步回歸分析中，茶多酚、游離氨基酸和GCG變量引入了回歸方程，建立的回歸方程線性關(guān)系極顯著（P＜0.01），說明加工過程中水浸出物含量的變化主要是由茶多酚、游離氨基酸和GCG含量的變化引起的。本研究下一步將考察黑毛茶中主要生化成分含量與品質(zhì)的靜態(tài)關(guān)系，通過動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的研究量化主要生化成分與品質(zhì)之間的相關(guān)性，找出黑毛茶特征品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素，從而為進(jìn)一步闡明黑毛茶品質(zhì)形成機(jī)理及產(chǎn)品質(zhì)量控制提供理論基礎(chǔ)。

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Study on the Change and Correlation of Main Components in Dark Tea Maocha Processing

ZHAO Xi，HUANG Hao，ZHONG Ni，HE Yu-fei，HUANG Jing，ZHENG Hong-fa*

（Tea Research Institute of Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, China）

The main biochemical components of black hairy tea were studied by using the fresh leaves of 1 bud 4 and 5 leaves as raw materials and their correlations. The results showed that the main biochemical components changed from 30.52%, the water extract and tea polyphenols decreased by 23.70% and 21.46%, respectively. The soluble protein and soluble sugar decreased by 16.15% and 14.12 And the content of caffeine was decreased by 11.42%. The total amount of catechins and catechins decreased, which were GC 61.06%, EGC 56.45%, EC 44.90%, C 45.45%, EGCG 45.17%, GCG 59.30%, ECG 39.53%, total catechins 51.44%. In this study, the contents of EGC, EC, GCG and catechins were significantly higher than those of the other components except the soluble sugar and ECG, and the contents of tea polyphenols, free amino acids, soluble proteins, EGC, ECG, GCG and catechins were significantly (P ＜0.01). The regression equation of tea polyphenols, free amino acids and GCG was significant (P ＜0.05). The regression equation established between them was Y = 1.686X1 + 14.241X2-9.765 X12-8.732

Dark Tea Maocha, Processing, Biochemical change, Correation

S571.1

A

1009-525X（2017）03-27-31

2017-08-11

2017-08-23

湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新項(xiàng)目（2016QN29）、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-23）

趙熙（1982-），女，新疆庫爾勒人，副研究員，主要從事茶葉生化與加工利用研究。

*通訊作者：鄭紅發(fā)（1975-），男，湖南長沙人，研究員，主要從事茶葉加工及綜合利用方面的研究。E-mail： zhenghongfa111@sina.com