桑葉烏龍茶制作工藝流程（III）：加工參數的優化

孫 茂 李文楚 李景新 邱國祥 鐘楊生 陳芳艷 林健榮

（1.華南農業大學動物科學學院蠶絲科學系 廣東廣州 510642；2.廣東省倫教蠶種場 廣東順德 528308）

目前，對桑葉烏龍茶的研究仍處于實驗研究和探索階段，尚不夠深入，可開發的食品種類有限（李林等，2017；許淑瓊等，2017），其經濟價值并沒有得到充分推廣與應用，尤其是應用面不廣。同時，桑葉來源的復雜性（Fujimura et al., 2004；俞燕芳等，2018）、桑葉品質的季節變化性（Abou-Arab et al., 1999；郭雅玲等，2016）和加工技術的不成熟性（Hu et al., 2009；林強軒等，2018）導致桑葉食品尚未被列入國家食品安全標準的食品類別中，桑葉在成品流程也尚未系統化、關聯化、配套化（劉青茹等，2017）。總之，現有的桑葉食品開發研究與桑葉食用方式仍然存在諸多不足且需迫切解決優化。

1 材料與方法

1.1 材料

采樣地點位于廣東省倫教蠶種場蠶桑大健康生產科研示范基地廣東省臺山市廣海鎮，此地夏季高溫多雨，冬季溫暖少雨，1月份平均氣溫普遍在0 ℃以上，夏季平均相對濕度80%～85%。桑葉采摘時間：7∶00～11∶00；13∶00～18∶30。桑樹品種：沙-69；果桑與葉桑兼用桑。

利用四分法進行采樣，試樣平攤于地面，用取樣鏟取出樣品約2 kg 作為原始樣品，在帶蓋的特殊茶盒中混合，并通過四分法逐漸減少至1 kg，作為平均樣品，分裝于兩個包裝袋中，抽真空，4 ℃保存，供實驗與檢驗用。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程中活性成分含量變化

工藝流程：桑葉采摘→切葉（一分為二）→殺青→揉壓→烘焙→密封→貯藏。

殺青揉壓工藝： 100 ℃殺青揉壓參數：310 r/min 殺青→18 kPa 揉壓（0.6 kPa 保壓2.5 min）→21.5 kPa 揉壓（保壓同上）；140 ℃殺青揉壓參數：820～840 r/min 殺青→18 kPa 揉壓（保壓同上）→21.5 kPa 揉壓（保壓同上）；180 ℃殺青揉壓參數：870 r/min 殺青→14.5 kPa 揉壓（保壓同上）→18 kPa 揉壓（保壓同上）。

1.2.2 烘焙工藝

輕烘干工藝為90 ℃烘2 h；重烘干工藝為90 ℃烘9 h。在此基礎上，探討桑葉烏龍茶干物質含量、含水量、水浸出物含量、茶多酚含量、可溶性總糖含量和游離氨基酸含量的變化趨勢。

1.2.3 加工工藝優選試驗設計

通過殺青溫度、烘焙溫度和烘焙時長的單因素試驗，分析各種因素對茶多酚含量、游離氨基酸含量和可溶性總糖含量的影響。桑葉烏龍茶通過增加類脂質的通路促進血脂降低、誘導解毒酶、治療動脈粥樣硬化病、抗氧化等功效是酚性物質作用的結果，再加上酚性物質具有提色提亮的功能，而可溶性總糖具有降血糖與抑菌功效，游離氨基酸則具有抗疲勞（Liang et al., 2001 ；Rostagno et al., 2011）的功效，綜合以上指標對桑葉烏龍茶品質影響的重要程度及參考文獻中研究的頻次，給出綜合指標（40%茶多酚含量+35%可溶性總糖含量+25%游離氨基酸含量）以便考量。以綜合指標為分析指標，利用三因素三水平正交試驗，確定出最優加工工藝參數。

（1）單因素試驗設計。

根據已實施的加工工藝條件進行單因素拓展試驗：

烘焙溫度對綜合指標的影響。

為控制單一變量，烘焙時長確定為2 h，殺青溫度為140 ℃，分別在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙溫度條件下測定茶多酚含量、可溶性總糖含量、游離氨基酸含量，探究不同烘焙溫度對各指標的影響。

烘焙時長對綜合指標的影響。

在最優烘焙溫度條件下，分別在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h烘焙時長條件下測定茶多酚含量、可溶性總糖含量、游離氨基酸含量。探討不同烘焙時長對各指標的影響。

（2）正交試驗設計

根據單因素試驗結果，分別對殺青溫度、烘焙溫度、烘焙時長三因素篩選出三個最優值，組成三水平，進行正交試驗。

通過正交試驗得到工藝最優參數后，重復3 次正交結果表征試驗，驗證結果準確性。

1.2.4 數據統計與分析

試驗所得數據用Excel 2018 軟件進行初步運算、線性回歸與非線性回歸處理，再用SPSS 18.0 軟件進行回歸方程擬合度矯正、單因素方差分析（one-way ANOVA）、單樣本T 檢驗、一般線性單變量方差分析，P<0.01 為差異極顯著，0.010.05 為差異不顯著，并利用LSD 與Duncan 檢驗法進行多重比較。

2 結果與分析

桑葉烏龍茶加工工藝中殺青與烘焙兩個處理階段可分為輕殺青與重殺青、輕烘干與重烘干，由此桑葉烏龍茶加工工藝可組合為四種類型：輕殺青、輕烘干；輕殺青、重烘干；重殺青、輕烘干；重殺青、重烘干（傳統桑葉茶工藝）。其中，輕殺青為100 ℃殺青，重殺青為180 ℃殺青，輕烘干為90 ℃烘2h，重烘干為90 ℃烘9 h。

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 烘焙溫度對各指標的影響

（1）烘焙溫度對茶多酚含量的影響。

根據前述方法，并控制單一變量，烘焙時間確定為2 h，分別在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙溫度條件下測定茶多酚含量，結果如圖1所示，且各溫度下的茶多酚含量差異極顯著（P<0.01）。烘焙溫度由70 ℃上升至110 ℃時，茶多酚含量由0.69%升至0.95%，呈明顯的上升趨勢，110 ℃條件下比70 ℃條件下的茶多酚含量約高37.68%；當烘焙溫度達到110 ℃時，茶多酚含量到達最高，為0.95%；當烘焙溫度升高至120 ℃時，茶多酚含量為0.88%，呈明顯的下降趨勢，120 ℃條件下比110 ℃條件下的茶多酚含量約低7.37%。結果顯示110 ℃為最佳烘焙溫度。

（2）烘焙溫度對可溶性總糖含量的影響。

根據前述方法，并控制單一變量，烘焙時間確定為2 h，分別在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙溫度條件下測定可溶性總糖含量，結果如圖2所示，且各溫度下的可溶性總糖含量差異極顯著（P<0.01）。烘焙溫度由70 ℃上升至100 ℃時，可溶性總糖含量由20.26%升至32.53%，呈明顯的上升趨勢，100 ℃條件下比70 ℃條件下的可溶性總糖含量約高60.56%；當烘焙溫度達到100 ℃時，可溶性總糖含量到達最高，為32.53 %；當烘焙溫度繼續升高至120 ℃時，可溶性總糖含量為28.57%，呈明顯的下降趨勢，且120 ℃條件下比100 ℃條件下的可溶性總糖含量約低12.17%。結果顯示100 ℃為最佳烘焙溫度。

（3）烘焙溫度對游離氨基酸含量的影響。

根據前述方法，并控制單一變量，烘焙時長確定為2h，分別在70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃烘焙溫度條件下測定游離氨基酸含量，結果如圖3所示， 且各溫度下的游離氨基酸含量差異顯著（0.01

（4）烘焙溫度對綜合指標的影響。

結合上述指標對桑葉烏龍茶品質影響的重要程度及參考文獻中研究的頻次，給出綜合指標（綜合指標=40%茶多酚含量+35%可溶性總糖含量+25%游離氨基酸含量）以便考量。

橫坐標繪制烘焙溫度（70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃、120 ℃），縱坐標繪制對應的綜合指標，建立散點圖，得出二項式非線性回歸方程為y=-0.004 8x2+0.951 7x-35.096，相關系數R2=0.841 8，結果如圖4所示。該回歸方程相關系數擬合度良好。由該非線性回歸方程計算可得：當烘焙溫度為99 ℃時，綜合指標達到最高，為12.08。

2.1.2 烘焙時間對各指標的影響

（1）烘焙時間對茶多酚含量的影響。

根據前述方法，并在最優烘焙溫度99 ℃條件下，分別在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙時長條件下測定茶多酚含量，結果如圖5所示，且在各時長條件下的茶多酚含量差異不顯著（P>0.05）。烘焙時間由0 h 上升至4 h 時，茶多酚含量由0.33%升至1.00%，呈明顯的上升趨勢，4 h 條件下比0 h 條件下的茶多酚含量約高203%；當烘焙時間達到4 h時，茶多酚含量到達最高，為1.00%；當烘焙時間繼續延長至8 h 時，茶多酚含量為0.87 %，呈明顯的下降趨勢，且8 h 條件下比4 h 條件下的茶多酚含量低13.00 %。結果顯示4 h 為最佳烘焙時長。

（2）烘焙時間對可溶性總糖含量的影響。

根據前述方法，并在最優烘焙溫度99 ℃條件下，分別在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙時長條件下測定可溶性總糖含量，結果如圖6所示，在各時長條件下的可溶性總糖含量差異不顯著（P>0.05）。烘焙時間由0 h 上升至2 h 時，可溶性總糖含量由22.97%升至31.67%，呈明顯的上升趨勢，2 h 條件下比0 h 條件下的可溶性總糖含量約高37.88%；當烘焙時間達到2 h 時，可溶性總糖含量到達最高，為31.67%；當烘焙時間繼續延長至8 h 時，可溶性總糖含量為22.95%，呈明顯的下降趨勢，且8 h 條件下比2 h 條件下的可溶性總糖含量低27.53%。結果顯示2 h 為最佳烘焙時長。

（3）烘焙時間對游離氨基酸含量的影響。

根據前述方法，在最優烘焙溫度99 ℃條件下，分別在0 h、2 h、4 h、6 h、8 h 烘焙時長條件下測定游離氨基酸含量，結果如圖7所示，在各時長條件下的游離氨基酸含量差異不顯著（P>0.05）。烘焙時間由0 h 上升至6 h 時，游離氨基酸含量由0.18 %至0.19 %，呈上升趨勢，6 h 條件下比0 h條件下的游離氨基酸含量約高5.56%；當烘焙時間達到6 h時，游離氨基酸含量到達最高，為0.19%；當烘焙時間繼續延長至8 h 時，游離氨基酸含量為0.18%，呈下降趨勢，且8 h 條件下比6 h 條件下的游離氨基酸含量約低5.26%。結果顯示6 h 為最佳烘焙時長。

（4）烘焙時間對綜合指標的影響。

結合上述指標對桑葉烏龍茶品質影響的重要程度及參考文獻中研究的頻次，給出綜合指標（綜合指標=40 %茶多酚含量+35 %可溶性總糖含量+25 %游離氨基酸含量）以便考量。

橫坐標繪制烘焙時間（0 h、2 h、4 h、6 h、8 h），縱坐標繪制與之對應的綜合指標，建立散點圖，得出二項式非線性回歸方程為y=-0.144 6x2+1.076 2x+8.725 4，相關系數R2=0.683 4，結果如圖 8 所示。該回歸方程相關系數R2>0.60，擬合度良好。由該非線性回歸方程計算可得：當烘焙時長為3.7 h 時，綜合指標達到最高，為10.73。

2.2 正交試驗

以綜合指標為考察指標，利用正交試驗分析法優選桑葉烏龍茶加工工藝參數。根據單因素試驗結果，對殺青溫度、烘焙溫度、烘焙時間3 個關鍵因素進行L9（33）正交優化試驗。試驗設計見表1。

表1 正交試驗設計

根據表1進行正交優化試驗，結果見表2。通過統計分析可得，影響桑葉烏龍茶綜合指標的主次因素排序為：A［殺青溫度（℃）］>B［烘焙溫度（℃）］>C［烘焙時間（h）］。殺青溫度對桑葉烏龍茶綜合指標的影響差異顯著（0.010.05）。

表2 正交試驗結果

綜上所述，三因素的最佳組合為A2B2C3，即殺青溫度為140 ℃，烘焙溫度為99 ℃，烘焙時間為5.7 h。為進一步檢驗最佳組合的真實性與準確性，重復3 次正交結果表征試驗，綜合指標高達12.36。

3 討論

本次單因素試驗是基于工廠加工參數進行的拓展研究。烘焙溫度對茶多酚含量的影響差異極顯著（P<0.01），對可溶性總糖含量的影響也為差異極顯著（P<0.01），對游離氨基酸含量的影響差異顯著（0.010.05）。烘焙時間單因素試驗確認3.7 h 為最佳烘焙時間，此時綜合指標高達10.73。

關于優化桑葉烏龍茶加工工藝的正交試驗暫無報道。本次試驗采用的L9（33）方案的原型為L9（34），在數據處理中應加入空列因素保證完整性。通過統計分析得最佳優選參數：殺青溫度為140 ℃；烘焙溫度為99 ℃；烘焙時間為5.7 h，影響桑葉烏龍茶綜合指標的主次因素排序為：殺青溫度>烘焙溫度>烘焙時間。為實際制茶工藝提供一套可行且優化的操作方案，并找出其中關鍵因素。