足火熱傳遞方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)成分及色澤、滋味的影響

王華杰,滑金杰,江用文,王近近,袁海波

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所,國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江省茶葉加工工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310008）

紅茶是世界上消費(fèi)量最大的茶類,因形美味甘,具有一定的消炎、殺菌、抗癌、養(yǎng)腸護(hù)胃等功能而深受消費(fèi)者喜愛[1-2]。紅茶加工包含萎凋、揉捻、發(fā)酵、干燥等工序,其中干燥是去除水分、生化反應(yīng)失活、品質(zhì)特性形成的關(guān)鍵工序,干燥分毛火和足火,足火是去水足干、便于貯藏、色香味形形成的關(guān)鍵。

現(xiàn)應(yīng)用于茶葉足火的方式主要有鏈板熱風(fēng)足火、箱式熱風(fēng)足火、滾筒炒干足火、六角輝鍋?zhàn)慊稹⒗項(xiàng)l足火、遠(yuǎn)紅外足火、微波足火等[3-4]。根據(jù)熱傳遞方式可將足火方式分為熱對(duì)流、熱傳導(dǎo)、熱輻射3 類,其中熱對(duì)流,如鏈板熱風(fēng)足火、箱式熱風(fēng)足火等,為傳統(tǒng)方式,通過加熱空氣,連續(xù)流動(dòng)穿過茶在制品表面,促進(jìn)水分由毛細(xì)孔隙向外擴(kuò)散,進(jìn)而完成干燥,其具有投資少、能耗低、茶葉香高等優(yōu)點(diǎn),但干燥時(shí)間長(zhǎng),成分含量損失較多,且溫度分布不均勻,品質(zhì)不穩(wěn)定[5]；熱傳導(dǎo),如理?xiàng)l足火、六角輝鍋?zhàn)慊鸬?通過茶樣與加熱筒壁（鍋壁）的反復(fù)摩擦滾炒,使香氣與滋味提升,然反復(fù)摩擦?xí)?dǎo)致葉色發(fā)黃發(fā)灰[6-7]；熱輻射,如微波足火、遠(yuǎn)紅外足火等,微波足火通過高頻微波震蕩作用,誘導(dǎo)茶葉內(nèi)部分子高速碰撞而產(chǎn)生大量的摩擦熱量迅速提高茶樣溫度,大量的水分子被蒸發(fā),快速固定品質(zhì),達(dá)到干燥目的,但香氣整體不高[8-9],遠(yuǎn)紅外足火以射線形式進(jìn)入葉組織,引起分子共振,并迅速轉(zhuǎn)化為熱能,使葉內(nèi)外均勻受熱,高效節(jié)能、連續(xù)性好[10-11]?，F(xiàn)茶葉干燥中,聯(lián)合干燥技術(shù)也有廣泛應(yīng)用,研究表明聯(lián)合干燥省時(shí),減少能耗,能夠提高茶葉品質(zhì)[12-13]。

現(xiàn)有關(guān)紅茶足火的研究多集中于干燥溫度、時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)生化成分及感官品質(zhì)的影響[14-17],而足火方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)成分、滋味和湯色品質(zhì)的影響研究較少,從熱傳遞方式角度進(jìn)行分析的研究暫無。因此本研究選取了產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用較廣泛的5 種足火方式,并按照熱傳遞原理進(jìn)行分類,以成品茶的沖泡茶湯為對(duì)象,進(jìn)行兒茶素組分、茶黃素（theaflavin,TF）組分、總茶黃素（theaflavins,TFs）、黃酮苷組分、氨基酸組分、茶多酚（tea polyphenols,TPs）、茶紅素（thearubigins,TRs）、茶褐素（theabrownines,TBs）、可溶性糖等品質(zhì)成分檢測(cè),同時(shí)對(duì)茶樣外形和湯色色澤屬性、滋味進(jìn)行客觀檢測(cè),探究熱傳遞方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)成分和色澤滋味品質(zhì)的影響,并進(jìn)行偏最小二乘法（partial least squares,PLS）分析,以獲得不同方式對(duì)工夫紅茶甜醇、高亮屬性影響的關(guān)鍵物質(zhì),獲得優(yōu)化的紅茶足火傳遞方式,為優(yōu)質(zhì)工夫紅茶標(biāo)準(zhǔn)化和定向化加工提供理論支持及技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

‘翠峰’品種鮮葉原料,嫩度為一芽二葉,開化,采摘日期為2018年4月。

蒽酮、福林-酚試劑、茚三酮 上海麥克林生化科技有限公司；甲酸、乙腈 德國(guó)默克公司；兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司；電子舌校正診斷液 天津埃文森科技有限公司；碳酸氫鈉 上海滬試化工有限公司；乙酸乙酯、正丁醇、無水乙醇 天津四友精細(xì)化學(xué)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

6CR-45型揉捻機(jī) 浙江上洋機(jī)械有限公司；JY-6CHZ-7B型茶葉烘焙提香機(jī) 福建佳友機(jī)械有限公司；6CW-6E型微波殺青機(jī) 江蘇農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所；DXCWS-05型茶葉遠(yuǎn)紅外提香機(jī) 宜興市鼎新微波設(shè)備有限公司；6CMG-63A型茶葉滾筒輝鍋機(jī) 浙江新昌縣銀球機(jī)械有限公司；6CMD-6018型名茶多用機(jī) 浙江綠峰機(jī)械有限公司；LGJ-50C型真空冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司；CM-5型臺(tái)式分光測(cè)色儀、CM-600d型便攜式分光測(cè)色儀 柯尼卡美能達(dá)（中國(guó)）投資有限公司；a-Astree電子舌系統(tǒng) 法國(guó)Alpha MOS公司；Sartorius Quintix224-1CN型分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；2469 series高效液相色譜儀美國(guó)Waters公司；UV-3600型紫外-可見近紅外分光光度計(jì)日本島津公司；DK-S26型電熱恒溫水浴鍋 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；JW-B型分液漏斗振蕩器常州市頂新實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 制茶流程及工藝參數(shù)設(shè)置

1）萎凋：控溫控濕萎凋,溫度28 ℃,相對(duì)濕度70%,攤?cè)~厚度5 cm,萎凋15.0 h,至含水率62%～64%,進(jìn)行揉捻。

2）揉捻：以空揉20 min→輕揉15 min→重揉10 min→輕揉15 min→重揉10 min→輕揉5 min→解塊進(jìn)行,總計(jì)75 min。

3）發(fā)酵：控溫控濕發(fā)酵,溫度28 ℃,相對(duì)濕度95%以上,發(fā)酵時(shí)間3.0 h。

4）干燥：毛火,110 ℃,葉厚2 cm,烘干約15 min,含水率約27%,攤涼30 min后進(jìn)行足火。設(shè)計(jì)不同的足火熱傳遞方式：熱輻射型,如遠(yuǎn)紅外足火（far infrared second-drying,FISD）、微波足火（microwave second-drying,WMSD）；熱對(duì)流型,如箱式熱風(fēng)足火（box hot air second-drying,BHSD）；熱傳導(dǎo)型,如理?xiàng)l足火（carding machine second-drying,CMSD）、六角輝鍋?zhàn)慊穑╮otary pot second-drying,RPSD）。參考產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用較廣泛的工藝參數(shù)進(jìn)行使用,具體如下：

FISD：溫度110 ℃,鏈板傳動(dòng)轉(zhuǎn)速600 r/min,足火時(shí)間8 min。WMSD：溫度110 ℃,鏈板傳動(dòng)轉(zhuǎn)速600 r/min,足火時(shí)間5 min。BHSD：溫度100 ℃,樣盤轉(zhuǎn)動(dòng)頻率7 r/min,足火時(shí)間30 min。CMSD：溫度110 ℃,傳動(dòng)轉(zhuǎn)速1 200 r/min,足火時(shí)間20 min。RPSD：溫度150 ℃,轉(zhuǎn)速28 r/min,足火時(shí)間10 min。

1.3.2 生化成分測(cè)定

以不同熱傳遞方式獲得的紅茶樣為檢測(cè)對(duì)象,稱取3.0 g茶葉,150 mL沸純水在審評(píng)杯里浸提5.0 min,后茶水分離,茶湯冷至室溫待測(cè)。

茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定采用福林-酚試劑比色法,參考GB/T 8313—2008《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測(cè)方法》；游離氨基酸總量測(cè)定采用茚三酮比色法,參考GB/T 8314—2002《茶 游離氨基酸總量測(cè)定》；氨基酸質(zhì)量濃度測(cè)定采用氨基酸自動(dòng)分析儀法；可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定采用蒽酮比色法；兒茶素、茶黃素質(zhì)量濃度測(cè)定采用高效液相色譜法[18-19],茶黃素、茶紅素、茶褐素質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定采用系統(tǒng)分析法[20]。

黃酮苷組分的測(cè)定參照劉陽等[21]的檢測(cè)方法。色譜柱：C18柱（4.6 mm×250 mm,5 μm）；流動(dòng)相A相：0.15%甲酸水溶液,B相：乙腈。流動(dòng)相洗脫梯度：0～2 min,6%～17% B；2～22 min,17%～19% B；22～23 min,19%～30%；23～25 min,30% B；25～26 min,30%～6%；26～30 min,6%。流速為1 mL/min,柱溫35 ℃,進(jìn)樣量20 μL,檢測(cè)波長(zhǎng)360 nm。

1.3.3 茶樣外形、湯色色澤屬性檢測(cè)

1）使用便攜式色差儀對(duì)樣品的外形色澤進(jìn)行三角測(cè)定,獲得成品茶各色差屬性,其中L值代表明亮度；a代表紅綠色度,+代表紅色程度,-代表綠色程度；b代表黃藍(lán)色度,+代表黃色程度,-代表藍(lán)色程度[22]。

2）取1.3.2節(jié)中獲得的茶湯作為待測(cè)母液,置于比色皿,在CM-5型臺(tái)式分光測(cè)色儀進(jìn)行色差測(cè)定,獲得茶湯色澤屬性值LL、La、Lb,等。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3 次。

1.3.4 茶樣滋味電子舌檢測(cè)

取1.3.2節(jié)中獲得的茶湯作為待測(cè)母液,用400 目濾布過濾,冷卻至室溫（25±2）℃后進(jìn)行電子舌數(shù)據(jù)采集,采用王銀誠(chéng)[23]的電子舌檢測(cè)方法,每個(gè)茶湯樣品重復(fù)測(cè)定7 次,選取后3 次的穩(wěn)定測(cè)量數(shù)據(jù)作為統(tǒng)計(jì)分析的原始數(shù)據(jù)。

1.3.5 品質(zhì)感官審評(píng)

參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》,由5位高級(jí)評(píng)茶員組成品質(zhì)評(píng)定小組,取約50 g茶樣,把盤、評(píng)外形,后稱取3 g茶樣,加入150 mL沸水沖泡5 min后進(jìn)行密碼審評(píng),采用評(píng)價(jià)與百分制打分相結(jié)合的方式評(píng)定茶葉品質(zhì),評(píng)定外形、香氣、湯色、滋味、葉底,每項(xiàng)100 分,感官總分按式（1）計(jì)算。

感官總分＝香氣得分×25%+滋味得分×30%+外形得分×25%+湯色得分×10%+葉底得分×10% （1）

品質(zhì)指數(shù)（10TFRB）按式（2）計(jì)算[20]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次,每次實(shí)驗(yàn)結(jié)果以3 個(gè)重復(fù)的平均值表示。SAS 9.4用于分析不同熱傳遞方式下品質(zhì)成分含量間差異的顯著性；Mev-4.9用于不同足火熱傳遞方式下氨基酸組分及總量、可溶性總糖,黃酮苷組分及總量貢獻(xiàn)的比較及據(jù)此對(duì)成茶進(jìn)行聚類分析；SIMCA-P13用于對(duì)不同熱傳遞方式下對(duì)色澤和滋味影響的主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱傳遞方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)成分含量和感官品質(zhì)的影響

2.1.1 足火熱傳遞方式對(duì)茶多酚、兒茶素組分和總量的影響

不同足火熱傳遞方式對(duì)茶多酚、兒茶素組分和總量的影響如表1所示。多酚及兒茶素是形成茶葉滋味的重要成分,也是轉(zhuǎn)化形成茶黃素、茶紅素、茶褐素等紅茶品質(zhì)成分的重要底物,顯著性分析可看出不同足火方式下茶多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著（P＜0.05）,以WMSD下質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,達(dá)15.925%,其他4 種方式無顯著差異,即WMSD可最大程度保留茶多酚,與Dong Juane等[9]研究結(jié)果一致。兒茶素組分和總量亦受足火熱傳遞方式影響,表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate,EGCG）組分和沒食子兒茶素（gallocatechin gallate,GC）組分以WMSD處理下顯著最高,而RPSD和CMSD處理最有利于兒茶素、表沒食子兒茶素（epigallocatechin,EGC）、表兒茶素（epicatechin,EC）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate,ECG）、沒食子兒茶素沒食子酸酯（gallocatechin gallate,GCG）等組分的積累,以BHSD和FISD處理最低；整體上簡(jiǎn)單兒茶素的保留量顯著高于酯型兒茶素（P＜0.05）,其中總簡(jiǎn)單兒茶素（total simple catechins,TSC）含量以RPSD、CMSD顯著最高,FISD處理顯著最低,而總酯型兒茶素（total ester-type catechins,TETC）含量以WMSD處理最高,BHSD處理顯著最低,總兒茶素（total amount catechins,TAC）含量以RPSD、CMSD、WMSD等處理最高,FISD處理顯著最低,TETC/TSC值則以FISD處理顯著最高,其他4 種方式無顯著差異。

足火下多酚和兒茶素含量的變化受足火溫度、時(shí)間及受熱方式的共同影響,一方面影響兒茶素組分的氧化、降解等反應(yīng)；另一方面導(dǎo)致細(xì)胞破碎率顯著不同,進(jìn)而影響生化成分的含量和浸出率。不同方式比較,以WMSD方式處理時(shí)間最短,故多酚和酯型兒茶素的氧化降解顯著最少,保留量顯著最大,而RPSD和CMSD使得茶樣持續(xù)與高溫鍋壁直接接觸、多次摩擦,復(fù)雜兒茶素類大量氧化降解,同時(shí)細(xì)胞破損率較大,進(jìn)而導(dǎo)致簡(jiǎn)單兒茶素含量顯著最高。兒茶素是構(gòu)成紅茶滋味濃度和收斂性的關(guān)鍵成分,適當(dāng)?shù)膬翰杷亟M分配比和總量能協(xié)調(diào)茶湯滋味,濃爽且不苦澀,過高則茶湯苦澀味較重,過低則茶湯輕淡無味。

表1 不同足火熱傳遞方式下紅茶樣品的茶多酚、兒茶素組分和總量比較Table 1 Contents of tea polyphenols, and individual and total catechins in black tea under different secondary-drying heat transfer modes

2.1.2 足火熱傳遞方式對(duì)茶黃素組分、茶紅素、茶褐素等含量的影響

茶黃素和茶紅素是兒茶素的氧化產(chǎn)物,對(duì)紅茶的湯色和滋味品質(zhì)形成具有決定性作用,茶黃素是影響湯色亮度、滋味強(qiáng)度和鮮爽度的重要物質(zhì),茶紅素是湯色紅、滋味收斂的主要貢獻(xiàn)物,而茶褐素則使湯色發(fā)暗,對(duì)紅茶品質(zhì)不利[24-25]。

表2 足火熱傳遞方式對(duì)紅茶樣品茶黃素組分、茶紅素、茶褐素等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響Table 2 Effects of secondary-drying heat transfer modes on contents of theaflavins, thearubigins, and theabrownins in black tea

如表2所示,足火熱傳遞方式對(duì)茶黃素-3-沒食子酸酯（theaflavin-3-gallate,TF-3-G）和茶黃素-3,3'-雙沒食子酸酯（theaflavin-3,3'-gallate,TF-D-G）組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)有顯著性影響,而對(duì)TF和茶黃素-3'-沒食子酸酯（theaflavin-3'-gallate,TF-3'-G）組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響相對(duì)較小,CMSD和RPSD等熱傳導(dǎo)方式處理下的茶黃素組分及總量和茶褐素質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他處理,BHSD顯著最低；不同殺青方式茶紅素質(zhì)量分?jǐn)?shù)雖有差異,但未達(dá)到顯著水平；10TFRB以WMSD方式顯著最高,FISD和CMSD方式顯著最低。即熱傳導(dǎo)足火下細(xì)胞破損率較大,有利于茶黃素的浸出,但由于溫度高、時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致茶褐素大量轉(zhuǎn)化形成,短時(shí)的熱輻射足火有利于茶黃素的保留,箱式熱風(fēng)足火的長(zhǎng)時(shí)作業(yè)使得茶黃素裂解聚合為茶紅素和茶褐素,但由于其細(xì)胞破損率低,浸出率相對(duì)較低,整體以微波足火最優(yōu),可獲得較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的茶黃素和茶紅素,較低質(zhì)量分?jǐn)?shù)的茶褐素。

2.1.3 足火熱傳遞方式對(duì)黃酮苷組分和總量的影響

黃酮苷在紅茶中的含量較低,但其閾值極低,是茶湯澀味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì),且對(duì)咖啡堿苦味有顯著增強(qiáng)作用[26-29]。足火熱傳遞方式對(duì)黃酮苷組分和總量有顯著性影響（圖1）,本研究鑒定出8 種黃酮苷組分,除牡荊素葡萄糖苷（vitexin-glucoside,Vit-Glc）外,其他7 種黃酮苷組分均以RPSD和CMSD等熱傳導(dǎo)足火處理顯著最高（P＜0.05）,WMSD和FISD等熱輻射足火處理次之,BHSD的熱對(duì)流足火處理顯著最低,Vit-Glc、Kea-Glc等組分則呈現(xiàn)CMSD（0.262 g/kg）＞FISD（0.258 g/kg）＞W(wǎng)MSD（0.227 g/kg）＞BHSD（0.198 g/kg）＞RPSD（0.111 g/kg）的趨勢(shì),即不同黃酮苷組分的轉(zhuǎn)化機(jī)制不同。通過聚類分析可看出,熱輻射與熱對(duì)流下的3 種方式聚為一類,熱傳導(dǎo)下的2 種方式聚為另一類,即與熱傳導(dǎo)相比,熱輻射和熱風(fēng)對(duì)流之間差異較小,熱傳導(dǎo)為葉與筒體熱源直接接觸,葉溫高、葉組織破損,結(jié)合態(tài)的黃酮苷水解,游離態(tài)的黃酮苷組分含量高,且較易浸出,整體上茶湯中的黃酮苷組分顯著最高；而熱對(duì)流較熱輻射,足火時(shí)間過長(zhǎng),導(dǎo)致黃酮苷熱降解,含量相對(duì)最低。

圖1 不同足火熱傳遞方式下紅茶樣品中黃酮苷組分和總量的分布熱圖Fig.1 Thermograms of flavonoid glycosides in black tea under different secondary-drying heat transfer modes

2.1.4 足火熱傳遞方式對(duì)氨基酸組分及總量和可溶性糖含量的影響

氨基酸是構(gòu)成紅茶鮮爽滋味的重要成分[24,30],亦是紅茶香氣形成的重要底物,在干燥過程中與還原糖發(fā)生縮合反應(yīng)、美拉德反應(yīng),形成揮發(fā)性雜環(huán)類化合物,包括吡嗪、吡啶、吡咯、呋喃等,此外在熱作用下,氨基酸的脫羧、脫氨反應(yīng)會(huì)形成吲哚、醇類、醛類等芳香族物質(zhì)[31-32]。5 種足火熱傳遞方式對(duì)各氨基酸組分影響顯著（圖2）,以CMSD和RPSD處理下各氨基酸組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著最高（P＜0.05）,BHSD處理下氨基酸損失量最大、保留量最小,FISD次之,主要的氨基酸組分,如茶氨酸（L-theanine,The）、谷氨酸、天冬酰胺（asparagine,Asn）、γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）等呈現(xiàn)相同的差異規(guī)律：CMSD＞RPSD＞FISD＞W(wǎng)MSD＞BHSD?？扇苄蕴且嗍遣铚鸫甲涛逗拖銡庑纬傻闹匾A(chǔ)物質(zhì)[33],不同足火方式比較以CMSD和RPSD顯著最高（P＜0.05）,質(zhì)量分?jǐn)?shù)均在5.05%以上,FISD方式下顯著最低,僅4.74%（數(shù)據(jù)未給出）。

整體上看,熱傳導(dǎo)足火有利于可溶性糖和氨基酸組分的保留和浸出,這與葉破損率大、組分浸出率高相關(guān),同時(shí)持續(xù)摩擦,促進(jìn)蛋白質(zhì)和不溶性多糖的水解,進(jìn)而形成最多的氨基酸和可溶性糖,而熱輻射處理時(shí)間短且葉細(xì)胞保持較完整,氨基酸組分和可溶性糖的含量適中,而熱對(duì)流足火干燥時(shí)間過長(zhǎng),導(dǎo)致氨基酸和可溶性糖過度反應(yīng),且葉細(xì)胞破損率低,故含量最低。氨基酸和可溶性糖的保留量過高,則表明足火過程中呈香反應(yīng)進(jìn)行不足,不利于香氣品質(zhì)形成,保留量過低,則會(huì)導(dǎo)致茶湯滋味甜醇度、鮮爽度下降,故應(yīng)保持適中的氨基酸和可溶性糖含量。

圖2 不同足火熱傳遞方式下氨基酸組分、總量和可溶性總糖分布熱圖Fig.2 Thermograms of amino acid composition and soluble sugars in black tea under different secondary-drying heat transfer modes

2.1.5 足火熱傳遞方式對(duì)感官品質(zhì)的影響

表3 足火熱傳遞方式對(duì)工夫紅茶感官品質(zhì)的影響Table 3 Effects of secondary-drying heat transfer modes on sensory quality of black tea

不同熱傳遞足火方式對(duì)工夫紅茶感官品質(zhì)影響如表3所示,足火熱傳遞方式對(duì)紅茶的湯色、香氣、滋味等內(nèi)質(zhì)影響顯著,對(duì)外形和葉底的影響較小。CMSD和RPSD處理下茶湯紅亮,而其他3 種方式下呈橙紅亮,這點(diǎn)與熱傳導(dǎo)下葉細(xì)胞破損率大、成分浸出快相對(duì)應(yīng),香氣和滋味均以FISD方式最優(yōu),呈甜香顯、滋味濃爽的品質(zhì),而熱傳導(dǎo)下較高含量的兒茶素、黃酮苷、茶褐素等導(dǎo)致茶湯澀味,滋味不佳,氨基酸和可溶性糖的較高保留,導(dǎo)致香氣品質(zhì)形成不足,整體感官品質(zhì)呈FISD＞W(wǎng)MSD＞BHSD＞RPSD＞CMSD的規(guī)律,即遠(yuǎn)紅外足火方式所制工夫紅茶的感官品質(zhì)最佳。

2.2 足火熱傳遞方式對(duì)工夫紅茶客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響

2.2.1 足火熱傳遞方式對(duì)茶樣外形和湯色色澤屬性的影響

表4 足火熱傳遞方式對(duì)工夫紅茶外形及湯色色澤屬性的影響Table 4 Effects of secondary-drying heat transfer modes on color attributes in black tea and infusion

由表4可知,足火熱傳遞方式對(duì)茶樣外形和湯色色澤屬性影響顯著,其中RPSD、CMSD、WMSD等方式處理下的外形亮度L值和黃度b值顯著高于其他2 個(gè)處理（P＜0.05）,而外形紅度a值以微波足火最優(yōu),這點(diǎn)與感官審評(píng)的外形結(jié)果（表2）較一致。湯色方面,以RPSD、CMSD處理下的湯色紅度La值和黃度Lb值顯著最高,WMSD處理次之,箱式熱風(fēng)足火顯著最低；熱傳導(dǎo)處理茶湯中品質(zhì)成分的浸出較高,光線透過率低,故茶湯透亮度LL值顯著最低,結(jié)合感官審評(píng)結(jié)果,熱傳導(dǎo)足火方式可獲得較優(yōu)的紅亮湯色的工夫紅茶。

2.2.2 足火熱傳遞方式對(duì)茶湯滋味影響的電子舌分析

本研究用較為先進(jìn)的7 根傳感器電子舌,包含酸（SRS）、甜（SWS）、苦（BRS）、咸（STS）、鮮（UMS）5 個(gè)滋味分屬性和2 個(gè)綜合屬性（GPS、SPS）。根據(jù)響應(yīng)值信號(hào)雷達(dá)圖（圖3）可看出,FISD、WMSD的電子舌響應(yīng)輪廓圖基本一致,CMSD、RPSD的電子舌響應(yīng)輪廓圖大體一致,僅強(qiáng)度存在差異,即通過電子舌對(duì)工夫紅茶茶湯的響應(yīng)雷達(dá)圖可以明顯區(qū)分3 類足火方式。通過雷達(dá)圖可得,FISD和WMSD對(duì)SRS、GPS響應(yīng)良好,對(duì)UMS響應(yīng)強(qiáng)烈,BHSD對(duì)SWS、SPS、GPS響應(yīng)最強(qiáng)烈,響應(yīng)值達(dá)到7以上,而CMSD和RPSD對(duì)STS、BRS有較強(qiáng)的響應(yīng),響應(yīng)值均高于7,而對(duì)SRS、SWS、GPS響應(yīng)較差。即通過電子舌滋味分析,熱輻射和熱對(duì)流處理下的工夫紅茶甜味值和鮮味值較高,苦味值較低,綜合屬性較優(yōu),而熱傳導(dǎo)處理低,綜合表現(xiàn)較差,這點(diǎn)與人工感官結(jié)果較一致。

圖3 不同足火熱傳遞方式下工夫紅茶茶湯電子舌傳感器響應(yīng)強(qiáng)度雷達(dá)圖Fig.3 Radar charts of electronic tongue sensor response intensity for black tea infusion under different secondary-drying heat transfer modes

2.3 基于PLS分析不同足火熱傳遞方式下工夫紅茶色澤和滋味的關(guān)鍵差異物

圖4 不同足火熱傳遞方式工夫紅茶湯色的PLS得分圖Fig.4 PLS score plot for black tea infusion color under different secondary-drying heat transfer modes

PLS已廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析中,相比于PCA其具有監(jiān)督作用,可得出科學(xué)客觀的分類結(jié)果[34-35]。基于工夫紅茶茶湯的62 個(gè)品質(zhì)成分,以湯色色差值（LL、La、Lb）為因變量,分析影響5 種足火方式所制工夫紅茶湯色屬性的關(guān)鍵差異物。從圖4的PLS得分圖可看出,3 類熱傳遞方式可明顯區(qū)分,其中CMSD、RPSD聚在圖的左側(cè)；FISD、WMSD聚在圖的右上方,BHSD在圖的右下方。參考湯色色差值及感官審評(píng)結(jié)果可知,BHSD湯色透亮度不如FISD、WMSD,紅度不及CMSD和RPSD,因此得分相對(duì)較低。采用交叉驗(yàn)證法對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,共篩選出了4 個(gè)主成分,模型對(duì)自變量擬合指數(shù)R2X（cum）＝0.951,說明4 個(gè)主成分解釋95.1%的X變量；對(duì)因變量的擬合指數(shù)R2Y（cum）＝0.992,說明4 個(gè)主成分解釋99.2%Y變量；模型預(yù)測(cè)指Q2（cum）＝0.968,說明模型對(duì)不同足火熱傳遞方式所獲成品湯色的預(yù)測(cè)能力為96.8%,表明該模型穩(wěn)定可靠。

為進(jìn)一步找出區(qū)別不同足火熱傳遞方式工夫紅茶茶湯的關(guān)鍵變量,由PLS模型的變量投影重要性（variable importance in projection,VIP）圖（圖5）,以VIP值大于1為界限進(jìn)行篩選,可以看出茶黃素、TF-D-G、Arg、Pea、Cit、TF-3-G、咖啡堿（caffeine,CAF）、可溶性糖、EGCG等39 個(gè)品質(zhì)成分為差異成分。對(duì)差異性成分含量做顯著性分析,發(fā)現(xiàn)熱傳導(dǎo)方式所獲茶湯中茶黃素、TF-D-G、TF-3-G、可溶性糖、Arg、Pea顯著高于其他兩類方式,可作為區(qū)分3 類足火熱傳遞方式工夫紅茶湯的標(biāo)志性品質(zhì)成分。

基于62 個(gè)品質(zhì)成分,以外形色差屬性（L、a、b）為因變量,分析影響5 種足火熱傳遞方式所制工夫紅茶外形色澤的關(guān)鍵差異物。熱傳導(dǎo)足火可與另外兩類方式明顯區(qū)分,CMSD、RPSD聚在PLS得分圖（圖6）的右側(cè),BHSD、FISD、WMSD等聚在圖左側(cè)。采用交叉驗(yàn)證法對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,共篩選出了4 個(gè)主成分,模型對(duì)自變量擬合指數(shù)R2X（cum）＝0.943,說明4 個(gè)主成分解釋94.3%,擬合指數(shù)R2Y（cum）＝0.861,說明4 個(gè)主成分解釋86.1%對(duì)Y變量；模型預(yù)測(cè)指數(shù)Q2（cum）＝0.658,說明模型對(duì)不同方式所獲成品外形色澤的預(yù)測(cè)能力為65.8%,表明該模型尚可行。

圖5 工夫紅茶湯色PLS模型的VIP條形圖Fig.5 Variable importance in projection (VIP) bar plot of PLS model for black tea infusion color

圖6 不同足火熱傳遞方式工夫紅茶外形色澤的PLS得分圖Fig.6 PLS score plot for black tea color under differentsecondarydrying heat transfer modes

由不同足火熱傳遞方式工夫紅茶外形色澤PLS模型獲得的VIP圖（圖7）顯示,Vit-Glc、天冬酰胺（Asn）、總茶黃素、茶黃素、TF-3'-G、茶紅素、茶褐素、Cit、尿素、谷氨酸、沒食子酸、Gly等16 個(gè)品質(zhì)成分為差異成分。對(duì)差異性成分含量進(jìn)行顯著性分析,發(fā)現(xiàn)不同方式下茶黃素、TF-3'-G、總茶黃素、茶褐素、Vit-Glc、Cit、Gly等成分存在顯著差異,可作為區(qū)分3 類足火熱傳遞方式工夫紅茶外形色澤的標(biāo)志性品質(zhì)成分。

以電子舌的7 根傳感器響應(yīng)值為因變量,以檢測(cè)到的62 種品質(zhì)成分為自變量,分析影響3 種足火熱傳遞方式所制工夫紅茶滋味屬性的關(guān)鍵差異物。由圖8可知,3 類足火熱傳遞所獲茶湯滋味可較好區(qū)分,其中CMSD、RPSD分布在圖的左上方,BHSD在圖的右上方,FISD、WMSD在圖的右下方。采用交叉驗(yàn)證法對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,共篩選出了4 個(gè)主成分,模型對(duì)自變量擬合指數(shù)R2X（cum）＝0.950,說明4 個(gè)主成分解釋95.0%的X變量；對(duì)因變量的擬合指數(shù)R2Y（cum）＝0.955,說明4 個(gè)主成分解釋95.5%對(duì)Y變量；模型預(yù)測(cè)指數(shù)Q2（cum）＝0.838,說明模型對(duì)不同方式所獲成品滋味的預(yù)測(cè)能力為83.8%,表明該模型穩(wěn)定可靠。

圖8 不同足火熱傳遞方式工夫紅茶滋味的PLS得分圖Fig.8 PLS score plot for black tea infusion taste under different secondary-drying heat transfer modes

由不同足火熱傳遞方式工夫紅茶滋味PLS模型獲得的VIP圖如圖9所示,以VIP值大于1為界限進(jìn)行篩選,可以看出茶黃素、TFDG、茶紅素、茶褐素、尿素、沒食子酸、Que-Glc-Gen、山柰酚-3-O-蕓香糖苷（kaempferol-3-O-rutinoside,Kae-Rut）、EGCG、GCG、CAF、Cit、Gly、Arg等18 個(gè)品質(zhì)成分為差異成分。對(duì)差異性成分含量做顯著性分析,發(fā)現(xiàn)不同足火熱傳遞方式所獲工夫紅茶TF-D-G、茶褐素、Que-Glu-Ge、Kae-Rut、Arg、Cit、Gly等成分存在顯著差異,可以作為區(qū)分3 種足火熱傳遞方式工夫紅茶茶湯滋味的標(biāo)志性品質(zhì)成分。

圖7 工夫紅茶外形色澤PLS模型的VIP條形圖Fig.7 VIP bar plot of PLS model for black tea color

圖9 工夫紅茶滋味PLS模型的VIP圖Fig.9 VIP Bar plot of PLS model for black tea infusion taste

總體上看,PLS模型可將3 類足火方式所制工夫紅茶從湯色和滋味角度明顯區(qū)分,而外形方面則分為熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對(duì)流兩類。通過PLS模型,結(jié)合顯著性分析找到了3 種足火熱傳遞方式所制工夫紅茶在湯色、滋味、外形等感官分屬性上的標(biāo)志性差異化合物：湯色差異成分為茶黃素、TF-D-G、TF-3-G、可溶性糖、Arg、Pea等；外形色澤差異成分為茶黃素、TF-3'-G、總茶黃素、茶褐素、Vit-Glc、Glc、Cit、Gly等；滋味差異成分為茶黃素、TF-D-G、茶褐素、Que-Glc-Gen、Kae-Rut、Arg、Cit、Gly,等。茶黃素是紅茶滋味強(qiáng)度和鮮度的重要成分,也是紅茶湯色“金圈”和“亮”的重要成分,由差異性分析看出茶黃素組分和總量對(duì)工夫紅茶湯色、外形色澤、滋味等屬性均有顯著影響,是區(qū)分3 種工夫紅茶足火熱傳遞方式的標(biāo)志性品質(zhì)成分,茶褐素是造成紅茶色澤發(fā)暗、滋味欠醇無收斂的重要因素,差異性分析可以看出茶褐素對(duì)工夫紅茶外形色澤和滋味均呈顯著影響,Arg對(duì)工夫紅茶湯色和滋味影響顯著,這些差異性化合物可作為后續(xù)定向化加工“甜醇”和“高亮”工夫紅茶的代表性物質(zhì),用于制茶工藝方式及參數(shù)的篩選優(yōu)化,為優(yōu)質(zhì)工夫紅茶的精準(zhǔn)化加工提供數(shù)字化依據(jù)。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)以工夫紅茶為研究對(duì)象,設(shè)定熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對(duì)流等3 類5 種足火熱傳遞方式,檢測(cè)茶湯內(nèi)60余種品質(zhì)成分,同時(shí)對(duì)茶湯湯色、滋味、外形色澤等屬性進(jìn)行客觀指標(biāo)檢測(cè),探究足火熱傳遞方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)成分和色澤、滋味品質(zhì)的影響,結(jié)果表明：

不同熱傳遞方式成茶外形不同,細(xì)胞破碎率存在差異,導(dǎo)致物質(zhì)浸出率不同。熱傳導(dǎo)有利于可溶性糖、氨基酸保留和浸出,熱輻射利于保留茶多酚。熱傳導(dǎo)足火檢測(cè)到的氨基酸組分、黃酮苷組分、兒茶素組分、茶黃素組分、茶黃素、茶褐素含量最高,其次是熱輻射足火,熱對(duì)流足火最低。

熱輻射和熱對(duì)流足火干茶色澤紅度值a、茶湯透亮度LL值高,而熱傳導(dǎo)茶湯紅度值La、黃度值Lb高。電子舌可通過傳感器響應(yīng)值將不同足火方式進(jìn)行區(qū)分,熱對(duì)流足火的甜味響應(yīng)值高,熱輻射的酸味和鮮味明顯,熱傳導(dǎo)苦澀味偏重掩蓋了鮮甜味。

PLS模型可將三類方式所制工夫紅茶從湯色和滋味角度明顯區(qū)分,而外形方面熱傳導(dǎo)明顯區(qū)分于熱輻射和熱對(duì)流足火方式,PLS分析結(jié)合顯著性分析找到關(guān)鍵差異化合物：湯色差異成分為茶黃素、TF-D-G、TF-3-G、可溶性糖、Arg、Pea等；外形色澤差異成分為茶黃素、TF-3'-G、總茶黃素、茶褐素、Vit-Glc、Glc、Cit、Gly等；滋味差異成分為茶黃素、TF-D-G、茶褐素、Que-Glc-Gen、Kae-Rut、Arg、Cit、Gly等。

熱輻射和熱對(duì)流差異小,均可形成色澤烏潤(rùn),滋味濃爽的品質(zhì),熱傳導(dǎo)利于形成湯色紅亮的品質(zhì),但滋味較濃帶澀,綜合考慮茶葉品質(zhì)和能耗,熱輻射傳遞方式更符合生產(chǎn)需求。本實(shí)驗(yàn)僅從3 類熱傳遞方式進(jìn)行研究和討論,干燥參數(shù)如何優(yōu)化,不同的熱傳遞方式如何進(jìn)行有效聯(lián)合還待進(jìn)一步研究,以更好地改善和提高紅茶品質(zhì)和指導(dǎo)生產(chǎn)。