桔梗葉綠茶優(yōu)化加工工藝研究

左憲強(qiáng)，田洪嶺，郭淑紅，許陶瑜，吳昌娟，裴帥帥，王秋寶

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，山西汾陽 032200）

桔梗，別名包袱花、鈴鐺花、僧帽花，多年生草本植物，是一種常用中藥[1]，也廣泛用作食品，分布全國(guó)各地，山西省也有大面積栽培。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)桔梗根的研究較多，而對(duì)桔梗葉的研究報(bào)道較少。由于人們的傳統(tǒng)習(xí)慣，注重桔梗根的研究利用，對(duì)其葉大部分未被利用而廢棄。根據(jù)2019 年11 月對(duì)桔梗葉綠茶和桔梗根切片的藥用成分測(cè)定發(fā)現(xiàn)，桔梗葉茶中的總酚含量32.94（mg/g 干質(zhì)量） 和類黃酮含量79.635 1（mg/g 干質(zhì)量） 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于桔梗根切片總酚含量5.287 7（mg/g 干質(zhì)量） 和類黃酮含量5.087 4（mg/g 干質(zhì)量），所以開展桔梗葉的開發(fā)利用研究對(duì)于提高桔梗種植效益、變廢為寶、保護(hù)環(huán)境具有重要意義。

桔梗具有止咳祛痰[2]、宣肺[3]、排膿[4]、消腫的功能，為中醫(yī)常用藥。利用傳統(tǒng)的針形名優(yōu)綠茶制茶工藝和中藥炮制方法，結(jié)合先進(jìn)的現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)桔梗葉綠茶的研究與開發(fā)，用于改善人們的生活質(zhì)量，以及藥用植物的綜合利用顯得尤為必要。

針對(duì)桔梗葉綠茶加工工藝中影響品質(zhì)的主要因素：攤青、殺青、揉捻、初烘干，采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化加工工藝技術(shù)試驗(yàn)探討，尋求最佳工藝參數(shù)，為桔梗葉綠茶加工提供技術(shù)方法和理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

試驗(yàn)于2019 年5 月中旬在山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所藥材課題組實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，供試桔梗葉選用山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所藥材課題組征集的農(nóng)家品種，鮮葉要求機(jī)械收割，人工挑選去莖留葉。采摘時(shí)間為上午10 時(shí)左右，未顯花果苗的鮮葉，據(jù)研究此時(shí)黃酮含量較高[5-6]。

設(shè)備：茶葉滾筒殺青機(jī)、茶葉揉捻機(jī)、烘干機(jī)、理?xiàng)l機(jī)、茶葉提香機(jī)、溫度計(jì)、托盤天平，150 mL審評(píng)杯、秒表等。

1.2 試驗(yàn)方法

采用針形名優(yōu)綠茶制茶工藝[7-8]：鮮葉攤青[9]→殺青[10]→揉捻[11]→做形→初烘干→攤涼回潮→足烘→桔梗葉綠茶成品。

采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)，因素水平編碼（見表1）。鮮葉攤青厚度統(tǒng)一為3 cm，殺青時(shí)間統(tǒng)一為4 min，每次投料量7 kg，初烘時(shí)間統(tǒng)一為30 min。

因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

1.3 感官審評(píng)方法及標(biāo)準(zhǔn)

按GB/T 23776—2009《茶葉感官審評(píng)方法》 進(jìn)行感官審評(píng)。

試驗(yàn)茶樣品的外形、香氣、湯色、滋味和葉底分值由茶葉專業(yè)評(píng)審人員直接給出，綜合評(píng)分和內(nèi)質(zhì)評(píng)分用各因素加權(quán)法計(jì)算，計(jì)算公式：綜合評(píng)分=0.25*外形分+0.25*香氣+0.10*湯色分+0.3*滋味分+0.10*葉底分；內(nèi)質(zhì)評(píng)分=0.25*香氣+0.10*湯色分+ 0.3*滋味分+ 0.10*葉底分。

試驗(yàn)評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)使用SPSS 18 軟件進(jìn)行二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官審評(píng)

按GB/T 23776—2009《茶葉感官審評(píng)方法》 對(duì)各試驗(yàn)處理樣品進(jìn)行感官審評(píng)。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理樣品感官審評(píng)結(jié)果見表2。

2.2 回歸分析與t 檢驗(yàn)

應(yīng)用SPSS 18 軟件對(duì)試驗(yàn)處理樣品感官審評(píng)結(jié)果（見表2） 進(jìn)行二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的回歸統(tǒng)計(jì)分析得出感官審評(píng)值Y 與參試因素Xi之間關(guān)系的回歸總方程式：

檢驗(yàn)結(jié)果：影響Y 的主次順序是X2（殺青） X3＞（揉捻） ＞X4（烘干） ＞X1（攤青），且均為正相關(guān)，均顯著。交互作用：X1與X2，X1與X3，X2與X4均顯著。決定系數(shù)R2=0.807，F(xiàn)回=4.769*，說明回歸方程Y 與X 之間的回歸關(guān)系與實(shí)際吻合程度很好。

回歸系數(shù)與t 檢驗(yàn)見表3。

表3 回歸系數(shù)與t 檢驗(yàn)

2.3 方程的最優(yōu)解

在試驗(yàn)因素水平-2≤xi≤2（i=1,2,3,4） 約束條件下，依據(jù)方程（1） 式，分別對(duì)X1，X2，X3，X4求偏導(dǎo)數(shù)，并令其等于零得：

解該方程組得最優(yōu)解，即參試因素的最佳優(yōu)化組合：X1=0.162（攤青1.1 h），X2=0.846（殺青268.5 ℃），X3=0.888（揉捻24.4 min），X4=-0.050（烘干79.5 ℃），將最優(yōu)解的編碼值依次代入方程（1） 式得Y 的最佳指標(biāo)值：Ymax=90.445。

2.4 單因素效應(yīng)解析

2.4.1 攤青效應(yīng)解析

依據(jù)回歸方程（1） 式，令X2、X3、X4為0 得X1對(duì)Y 影響的單因素回歸子方程：

單因素效應(yīng)見圖1。

2.4.2 殺青效應(yīng)解析

依據(jù)回歸方程（1） 式，令X1、X3、X4為0 得X2對(duì)Y 影響的單因素回歸子方程：

2.4.3 揉捻效應(yīng)解析

依據(jù)回歸方程（1） 式，令X1，X2，X4為0 得X3對(duì)Y 影響的單因素回歸子方程：

2.4.4 烘干效應(yīng)解析

依據(jù)回歸方程（1） 式，令X1，X2，X3為0 得X4對(duì)Y 影響的單因素回歸子方程：

2.5 交互作用解析

從上述最優(yōu)解和單因素效應(yīng)值分析，看出二者有明顯的差異，其原因就是交互作用所致，下面對(duì)t檢驗(yàn)達(dá)顯著的X1與X2，X1與X3，X2與X4交互作用解析。

2.5.1 攤青與殺青的交互作用解析

依據(jù)回歸方程（1） 式，令X3，X4為0 得X1與X2對(duì)Y 影響的交互效應(yīng)子方程：

根據(jù)該交互效應(yīng)子方程可以用Matlab 軟件繪出交互效應(yīng)圖。

X1與X2對(duì)Y 的影響見圖2。

2.5.2 攤青與揉捻的交互作用解析

依據(jù)回歸方程（1） 式，令X2，X4為0 得X1與X3對(duì)Y 影響的交互效應(yīng)子方程：

根據(jù)該交互效應(yīng)子方程可以繪出交互效應(yīng)圖。

X1與X3對(duì)Y 的影響見圖3。

2.5.3 殺青與烘干的交互作用解析

依據(jù)回歸方程（1） 式，令X1，X3為0 得X2與X4對(duì)Y 影響的交互效應(yīng)子方程：

根據(jù)該交互效應(yīng)子方程可以繪出交互效應(yīng)圖。

X2與X4對(duì)Y 的影響見圖4。

3 樣品成分測(cè)定

2019 年11 月將試驗(yàn)優(yōu)良樣品送“蘇州科銘生物技術(shù)有限公司”檢測(cè)結(jié)果如下。

樣品成分檢測(cè)結(jié)果見表7。

表7 樣品成分檢測(cè)結(jié)果/ mg·g-1 干質(zhì)量

檢測(cè)報(bào)告表明，桔梗葉綠茶中的總酚含量32.94（mg/g 干質(zhì)量） 和類黃酮含量79.635 1（mg/g 干質(zhì)量） 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于桔梗根切片5.287 7（mg/g 干質(zhì)量） 和5.087 4（mg/g 干質(zhì)量）。開展桔梗葉的開發(fā)利用研究對(duì)于提高桔梗種植效益、變廢為寶、保護(hù)環(huán)境非常重要。

4 結(jié)論

通過二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)和回歸分析及檢驗(yàn)，得到了桔梗葉綠茶感官審評(píng)值與參試因素之間的回歸方程；明確了影響茶葉品質(zhì)的主次順序是X2（殺青） ＞X3（揉捻） ＞X4（烘干） ＞X1（攤青），且均為正相關(guān)，均顯著；決定系數(shù)R2=0.807，說明回歸方程Y 與X 之間的回歸關(guān)系與實(shí)際吻合程度很好。

通過回歸方程的解析，方程的最優(yōu)解與單因素效應(yīng)值差異較大，表明參試因素之間交互作用明顯。方程的最優(yōu)解是參試因素對(duì)桔梗葉綠茶感官審評(píng)值的單作、交互作用綜合平衡的結(jié)果，即試驗(yàn)的最佳優(yōu)化加工工藝組合為攤青時(shí)間1.1 h，殺青溫度268.5 ℃，揉捻時(shí)間24.4 min，烘干溫度79.5 ℃，Ymax=90.445。

由于采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)條件的限制，只對(duì)攤青、殺青、揉捻、初烘及其5 個(gè)水平進(jìn)行了試驗(yàn)研究，而對(duì)殺青時(shí)間4 min 以外的其他時(shí)間、后續(xù)烘干等因素未列入試驗(yàn)，所以試驗(yàn)結(jié)果僅作為后續(xù)試驗(yàn)的參考。