白茶散茶與茶餅在色澤、滋味及香氣組分上的差異研究

林宏政,李鑫磊,周泳鋒,張 妍,郝志龍,金心怡,*

(1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院,福建福州 350002;2.茶學(xué)福建省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建福州 350002;3.福建農(nóng)林大學(xué)茶葉研究所,福建福州 350002)

白茶是我國六大茶類之一,主產(chǎn)于福建福鼎、政和、建陽、松溪[1],按照鮮葉嫩度與茶樹品種不同可分為白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉。白茶在2010年以前以外銷為主,2016年內(nèi)銷量為外銷的9倍[2]。白茶素有“一年茶,三年藥,七年寶”的說法[3],隨著白茶代謝與人體保健研究的深入[4-6],越來越多人愿意接受加工工藝簡單、口味清淡、有利健康的白茶,國內(nèi)消費(fèi)量亦逐年增加。據(jù)中國茶葉流通協(xié)會統(tǒng)計,2016年我國白茶總增產(chǎn)2.2萬多噸,產(chǎn)量連續(xù)4年保持約15%增幅,其中浙江省和湖南省2016年白茶產(chǎn)量分別為前一年的20、120倍,全國白茶總產(chǎn)值約為24億元[2]。

白茶不炒不揉的工藝特點(diǎn)使散茶外形疏松,占地面積大,不利于包裝、貯藏和運(yùn)輸[7]。因此,近年來生產(chǎn)上創(chuàng)制了白茶壓餅工藝[8],使白茶體積減小,方便陳放與攜帶。白茶壓餅工藝是以白茶散茶為原料,經(jīng)過汽蒸、壓制、長時低溫烘干而成[9-10],制成的白茶餅滋味濃醇深受市場歡迎。但是目前有關(guān)壓餅工藝對白茶散茶外形、滋味和香氣品質(zhì)影響的研究尚少。

本文以白牡丹散茶為原料,按照壓餅工藝制成白牡丹茶餅,比較和分析了白牡丹散茶與茶餅之間感官品質(zhì)、色澤、滋味和香氣組分之間差異,為研究白餅茶風(fēng)味品質(zhì)形成機(jī)理,進(jìn)一步完善和提升白茶壓餅工藝的品質(zhì)調(diào)控技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

茶葉材料 2017年3月在福建政和瑞茗茶廠進(jìn)行白牡丹茶餅制作,制作原料為由政和大白茶一芽一二葉當(dāng)月制成的三批白牡丹散茶;福林酚、硫酸、鹽酸、甲醇、乙酸乙酯、乙醇、正丁醇、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鉀、茚三酮、氯化亞錫、氯化鋁、碳酸氫鈉、草酸、碳酸鈉、蒽酮、葡萄糖 分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;谷氨酸、沒食子酸 分析純,上海麥克林生化科技有限公司;癸酸乙酯 美國Sigma公司。

6CY-3C型蒸汽緊壓茶壓制機(jī) 福建惠民公司;6CHX-70旋轉(zhuǎn)式烘焙提香機(jī) 福建佳友公司;6890N-5975B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS) 美國安捷倫公司;SPME手動進(jìn)樣器、50/30 μmol/L PDMS/DVB/CAR萃取纖維 美國色譜科公司;YS3060型高精密度分光測色儀 廣東三恩時公司;SP-722型可見分光光度計 上海光譜儀器公司;L-500臺式低速離心機(jī) 湖南湘儀公司;BSA124S型電子天平(精度:0.0001 g) 德國賽多利斯公司;DK-S24恒溫水浴鍋 上海精宏公司;SHB-III型循環(huán)水式真空泵 河南長城科工貿(mào)公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)方案設(shè)計 分別稱取各批次政和白牡丹散茶350 g進(jìn)行壓餅處理,處理參數(shù)為:蒸茶30 s,壓制(5 kg/cm2)360 s,烘干溫度60 ℃,8 h烘至足干,制得直徑為185 mm白餅茶。白茶樣品代號見表1。

表1 供試白茶樣品代號Table 1 The mark of white tea sample for test

1.2.2 指標(biāo)測定方法

1.2.2.1 感官審評 感官審評根據(jù)GB/T 23776-2009,于2017年5月聘請專家進(jìn)行編號審評。茶湯滋味評價設(shè)置5個指標(biāo):醇度、甜度、澀度、鮮度和青味;茶湯香氣評價設(shè)置5個指標(biāo):毫香、甜香、果香、青氣和濃度,每個指標(biāo)評分范圍為0～10分:弱(0～2)、較弱(2～4)、中等(4～6)、較強(qiáng)(6～8)和強(qiáng)(8～10)。

1.2.2.2 生化成分測定 磨碎試樣制備與干物質(zhì):根據(jù)GB/T 8303-2013;水浸出物:根據(jù)GB/T 8305-2013全量法測定;茶多酚:根據(jù)GB/T 8313-2008福林酚比色法測定;黃酮類化合物:根據(jù)三氯化鋁比色法測定[11];氨基酸:根據(jù)GB/T 8314-2013茚三酮比色法測定;可溶性糖:根據(jù)硫酸-蒽酮比色法測定[12];茶黃素、茶紅素和茶褐素:根據(jù)系統(tǒng)分析法測定[12];酚氨比:茶多酚含量除以氨基酸含量的比值。

1.2.2.3 干茶色澤測定 將1.2.2.2中制備好的磨碎試樣裝入YS3060型高精密度分光測色儀的粉末測試盒中,以黑板為參照,使用測色儀測定干茶色澤參數(shù)。

1.2.2.4 葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量測定 采用混合液萃取法測定茶樣中葉綠素含量[12-13],精確稱取1 g茶粉,加入90 mL比例為4.5∶4.5∶1的乙醇、丙酮和水混合萃取液搖勻并靜置24 h后定容至100 mL,再經(jīng)過濾后于波長645、663 nm下測定吸光值,以混合萃取液為空白對照,算出葉綠素a、葉綠素b含量和葉綠素總量(葉綠素a+葉綠素b)。

1.2.2.5 香氣測定 參考文獻(xiàn)[14],簡要步驟如下:精確稱取10 g茶粉,加入15 μL的2 mg/mL癸酸乙酯和100 mL沸蒸餾水于450 r/min條件下攪拌,并放入烘箱中5 min,接著吸附40 min后于GC-MS進(jìn)樣口230 ℃條件下解吸附5 min。GC-MS使用HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)色譜柱進(jìn)行測定、99.999%高純氮?dú)庾鳛檩d氣、進(jìn)樣量1 μL、流速1 mL/min、色譜-質(zhì)譜接口溫度250 ℃、質(zhì)譜離子源溫度230 ℃、離子化方式為EI、電子轟擊能量70 eV。GC-MS升溫程序?yàn)?0 ℃下保持2 min，由5 ℃升至180 ℃并保持2 min，由10 ℃升至230 ℃并保持5 min。最后,在隨機(jī)ChemStation工作站NIST08標(biāo)準(zhǔn)譜庫上檢索匹配,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)、香氣成分相對保留時間以及茶葉中香氣成分等進(jìn)行香氣組分定性,峰面積歸一化法進(jìn)行定量。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

圖表制作利用Microsoft Office 2010美國微軟公司和Prism 6.0美國GraphPad Software公司;顯著性分析利用SPSS 19.0中的Turkey’s HSD檢驗(yàn)美國IBM公司。

2 結(jié)果與分析

2.1 壓餅工藝對白牡丹感官品質(zhì)影響

壓餅工藝處理前后,白牡丹散茶、茶餅的色、香、味、形變化如圖1和圖2。

圖1 壓餅工藝前后白牡丹外形、湯色和葉底

從圖1中可以看出,白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理之后色澤變化較大,由綠轉(zhuǎn)黃,茶湯色澤加深,葉底色澤同樣由綠轉(zhuǎn)黃,餅茶葉底較散茶破碎度增加。

從圖2中可以看出,散茶壓餅前滋味中的澀度、鮮度與青味得分較高,香氣中的毫香與青氣得分較高。壓餅工藝處理后茶餅滋味中的醇度和甜度得分升高,澀度、鮮度和青味降低,香氣中的濃度、甜香和果香得分升高,毫香和青氣得分降低。

圖2 壓餅工藝前后白牡丹滋味與香氣指標(biāo)得分

2.2 壓餅工藝對白牡丹色澤品質(zhì)的影響

2.2.1 壓餅工藝對白牡丹干茶色澤的影響 CIRL*a*b*表色系統(tǒng)的L*代表明度,+表示明度增加;a*代表紅/綠度,+表示紅色度增加,-表示綠色度增加;b*代表黃/藍(lán)度,+表示黃色度增加,-表示藍(lán)色度增加[15]。從圖3可以看出,白牡丹散茶色澤a*值為負(fù),b*值為正,外形色澤表現(xiàn)為綠黃色。經(jīng)壓餅工藝處理后,a*值極顯著(p<0.01)增加至正值,說明茶葉色澤由綠轉(zhuǎn)紅;b*值與L*值均無顯著變化,外形色澤表現(xiàn)為紅黃色,說明壓餅工藝處理顯著影響白牡丹干茶的紅/綠度,而不影響明度與黃/藍(lán)度。

圖3 壓餅工藝前后白牡丹色澤指標(biāo)差異

2.2.2 壓餅工藝對白牡丹葉綠素含量的影響 茶葉外形色澤紅綠度與葉綠素含量存在相關(guān)關(guān)系[16]。從圖4中可以看出,白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后總?cè)~綠素和葉綠素a、葉綠素b含量和葉綠素總量均極顯著降低(p<0.01),與2.2.1中白牡丹干茶由綠轉(zhuǎn)紅、紅綠色度值升高存在良好對應(yīng)。植物中葉綠素對光和熱比較敏感,易發(fā)生水解和脫鎂反應(yīng)[17]。白茶壓餅工藝過程中的高溫高濕作用,可能是引起白牡丹散茶葉綠素含量降低,色澤由綠轉(zhuǎn)變?yōu)榧t、黃的關(guān)鍵。

圖4 壓餅工藝前后白牡丹總?cè)~綠素及其組分含量差異

2.3 壓餅工藝對白牡丹滋味成分的影響

茶葉中代謝物含量高低可直接影響茶葉鮮爽、醇厚、回甘等滋味。白牡丹散茶壓餅工藝處理前后茶湯主要滋味成分變化見表2。

從表2中可以看出,白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后水浸出物含量顯著(p<0.05)降低,其中P2組達(dá)到極顯著(p<0.01)水平,顯示白牡丹散茶在壓餅工藝后茶湯浸出物減少,引起滋味濃度降低。

表2 壓餅工藝前后白牡丹滋味成分差異Table 2 The chemical components difference of Bai Mudan before and after pressing process

茶多酚是茶葉中重要的呈味物質(zhì),影響茶湯濃度與澀度[18]。白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后茶多酚含量顯著(p<0.05)降低,其中P2組與P3組達(dá)到極顯著(p<0.01)水平。黃酮類是茶多酚的一種,變化趨勢與茶多酚總量一致。可能是在壓餅過程中,多酚類物質(zhì)在濕熱條件下與蛋白質(zhì)結(jié)合,并形成不溶物沉積于葉底[19-21]。

茶黃素、茶紅素與茶褐素是多酚類的氧化產(chǎn)物[22],統(tǒng)稱為“茶三素”,影響茶湯滋味與色澤[23]。白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后,“茶三素”均有所降低,P1組和P3組的茶餅“茶三素”含量與散茶相比極顯著(p<0.05)降低,與之前報道一致[24]。進(jìn)一步說明了在白茶壓餅過程中,茶多酚的降低并非轉(zhuǎn)化為“茶三素”,而“茶三素”的降低可能是因?yàn)榕c蛋白質(zhì)作用形成了不溶物。

可溶性糖中包含單糖與雙糖,是茶湯甜度形成的重要成分。白牡丹散茶經(jīng)壓餅工藝處理后,P2組和P3組的白茶餅可溶性糖含量分別極顯著(p<0.01)和顯著(p<0.05)增加。在濕熱作用下,茶葉中不溶性多糖水解產(chǎn)生單糖與雙糖等可溶性糖[25]。氨基酸含量經(jīng)餅工藝處理后也顯著(p<0.05)增加,其中P2組與P3組達(dá)到極顯著(p<0.01)水平。茶葉中的蛋白質(zhì)在變性、凝固之后在濕熱作用下水解,熱解產(chǎn)生氨基酸[25]。酚氨比為茶多酚與氨基酸含量的比值,而氨基酸是構(gòu)成茶湯鮮味的重要成分[26]。因此,酚氨比可以用來評價茶葉濃度與鮮度,白牡丹壓餅之后,酚氨比值極顯著(p<0.01)下降,使得茶湯滋味的鮮醇度增加[27]。

2.4 壓餅工藝對白牡丹香氣品質(zhì)的影響

白牡丹散茶壓餅工藝處理前后各類型香氣相對含量變化見表3和表4。

表3 壓餅處理前后白牡丹主要香氣組分相對含量Table 3 The main aromatic constituents relative content of Bai Mudan before and after pressing process

續(xù)表

表4 壓餅工藝處理前后白牡丹各類型香氣平均相對含量Table 4 The different types of aroma average relative contents of Bai Mudan before and after pressing process

從表3和表4中可以看出,白牡丹散茶中香氣相對含量最高的類型為醇類,占總香氣的30%～40%左右,其次是醛類、芳樟醇氧化物、烯類、酮類、酯類以及雜氧化合物,與前人報道類似[28-30]。

白牡丹散茶經(jīng)壓餅處理后,醇類組分平均相對總量降低最多,達(dá)9.05%,醛類組分平均相對總量略微下降但變化不大,芳樟醇氧化物、酮類、酯類、烯類和雜氧化合物組分平均相對總量均有不同程度上升,其中酯類香氣增加最多，為3.42%,增加幅度為80.66%。白牡丹散茶中主要醇類組分為香葉醇、芳樟醇、苯乙醇與苯甲醇。在醇類香氣組分平均相對總量降低的9.05%中,香葉醇平均相對含量降低占8.88%。香葉醇與芳樟醇、橙花醇為同分異構(gòu)體,可互相轉(zhuǎn)化[31],因此降低的香葉醇可能形成了芳樟醇氧化產(chǎn)物。香葉醇具有玫瑰花香,芳樟醇及其氧化產(chǎn)物具有花果香[32]。

白牡丹中主要烯類香氣組分為1-癸烯、羅勒烯與去氫白菖烯。經(jīng)壓餅處理后,烯類香氣組分平均相對總量增加了1.89%,其中具有甜香的1-癸烯和去氫白菖烯的平均相對含量分別增加0.32%和0.62%。白牡丹中主要酮類香氣組分為β-紫羅蘭酮、(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮與3,5-辛二烯-2-酮。經(jīng)壓餅處理后,酮類香氣組分平均相對總量增加了1.87%,其中具有紫羅蘭香氣的β-紫羅酮、具有清新柑橘氣味的(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮[33]和無味的3,5-辛二烯-2-酮[34]平均相對含量分別增加0.48%、0.42%和0.25%。白牡丹中主要酯類香氣組分為2-丙烯酸丁酯、丁酸丁酯、甲酸香葉酯和水楊酸乙酯。經(jīng)壓餅處理后,酯類香氣平均相對總量增加3.42%,其中具有強(qiáng)烈果香的2-丙烯酸丁酯[35]、蘋果中重要香氣組分且具有濃郁果香的丁酸丁酯[36]、甲酸香葉酯和具有冬青油味的水楊酸乙酯[37]的平均相對含量分別增加1.76%、0.61%、0.15%和0.46%。白牡丹中檢測到的雜氧類化合物為2-正戊基呋喃和2-戊烯基呋喃。經(jīng)壓餅處理后,雜氧類化合物平均相對總量增加0.83%,具有豆香的2-正戊基呋喃[38]和具有豆香、草香的2-戊烯基呋喃[39]的平均相對含量分別增加0.3%和0.53%。從香氣組分含量上看,壓餅工藝使白牡丹散茶中具有花香的香葉醇含量降低,而具有果香、豆香的其他香氣組分含量升高。

2.5 壓餅工藝對白牡丹香氣品質(zhì)影響的主成分分析

為綜合評價白牡丹散茶壓餅工藝處理前后香氣品質(zhì)的差異,根據(jù)白牡丹散茶和茶餅中香氣結(jié)果,結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于白牡丹主要香氣成分的研究報道[29,40],列出白牡丹中13個的主要香氣組分為代表。這些組分分別為:香葉醇(X1)、芳樟醇(X2)、芳樟醇氧化物A(X3)、苯乙醇(X4)、順式-芳樟醇氧化物(X5)、苯甲醛(X6)、壬醛(X7)、香葉醛(X8)、丁酸丁酯(X9)、β-紫羅蘭酮(X10)、(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮(X11)、青葉醛(X12)和甲酸香葉酯(X13)。

對上述香氣組分進(jìn)行主成分分析,經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后得到各主成分的特征值和累計貢獻(xiàn)率。從表5中可以看出,前4個主成分分量的累計貢獻(xiàn)率達(dá)到98.54%,主成分F1、F2、F3和F4的方差貢獻(xiàn)率分別為50.42%、23.28%、14.74%和10.11%。上述4個因子的特征值均大于1且已包含白牡丹香氣絕大部分信息,因此應(yīng)用這4個因子解釋和評價3批次壓餅工藝白牡丹的全部香氣質(zhì)量信息。

表5 白牡丹香氣主成分特征值與累計貢獻(xiàn)率Table 5 The characteristic value and cumulative contribution rate of principal component of Bai Mudan aroma

13個香氣組分經(jīng)指標(biāo)變量處理后轉(zhuǎn)換為4個主要成分F1、F2、F3和F4并根據(jù)各主成分對應(yīng)的載荷矩陣得出表6中的主成分的線性組合方程。從表5～表6中可以看出,第一主成分(F1)的累計貢獻(xiàn)率達(dá)到50.42%,代表了白牡丹一半以上的香氣信息。其中,芳樟醇氧化物A、順式-芳樟醇、壬醛、丁酸丁酯、β-紫羅蘭酮、(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮和甲酸香葉酯組分與第一主成分呈正相關(guān),其中芳樟醇氧化物A和(R,S)-5-乙基-甲基庚烯酮的相關(guān)關(guān)系大于0.9。香葉醇、芳樟醇、苯乙醇、苯甲醛、香葉醛和青葉醛組分與第一主成分呈負(fù)相關(guān),其中香葉醇的相關(guān)關(guān)系低于負(fù)0.9。

表6 白牡丹香氣主成分對應(yīng)的載荷矩陣Table 6 The load matrix on principal component of Bai Mudan aroma

以F1、F2、F3和F4的方差貢獻(xiàn)率為各因子的加權(quán)系數(shù),建立綜合評價模型:F=0.504F1+0.233F2+0.147F3+0.101F4。根據(jù)綜合評價模型計算白牡丹散茶壓餅工藝處理前后樣品香氣得分并按照大小排序,同時,根據(jù)對主成分F1分析可知,綜合評價模型方程的F值越大,說明香氣更偏向于花果香、甜香。從表7中的香氣質(zhì)量綜合評價結(jié)果可以看出,白牡丹壓餅工藝處理香氣綜合得分F從高到底依次為:P3B、P2B、P1B、P3S、P2S、P1S,可知白牡丹散茶壓餅工藝處理后F值增大,香氣由花香向果香、甜香和豆香方向發(fā)展。

表7 壓餅工藝前后白牡丹香氣質(zhì)量綜合評價結(jié)果Table 7 The result of comprehensive evaluation on Bai Mudan aroma quality

3 結(jié)論

白牡丹散茶在經(jīng)歷高溫、高濕、高壓和長時低溫烘干等壓餅工序后,干茶色澤由綠變黃、變紅;葉底破碎度增加;滋味甜醇度上升、鮮味降低;果香和甜香增加、毫香和青氣減弱。與白牡丹散茶相比,白牡丹茶餅的干茶茶粉紅/綠度值極顯著(p<0.01)上升;滋味成分如水浸出物、茶多酚、黃酮和“茶三素”均有不同程度降低,而氨基酸和可溶性糖含量顯著(p<0.05)增加,酚氨比極顯著(p<0.01)降低。在香氣組分方面,壓餅處理之后白牡丹醇類香氣平均相對含量降低9%,其中香葉醇占8.88%。芳樟醇氧化物、烯類、酮類、酯類和雜氧化合物香氣平均相對含量均有不同程度增加,其中酯類增加最多達(dá)3.42%。白牡丹散茶在壓餅后香氣質(zhì)量綜合評價得分均提高4～7分不等。綜上所述,白牡丹散茶經(jīng)壓餅處理后,干茶色澤、滋味和香氣均有較大變化,這為進(jìn)一步優(yōu)化白牡丹散茶壓餅工藝提供了理論依據(jù)。