光質萎凋對不同茶樹品種紅茶品質的影響

羅紅玉，王 奕，吳 全，袁林穎，楊 娟，張 瑩，王 杰，鄔秀宏，鐘應富,

（1.重慶市農業科學院茶葉研究所，重慶永川 402160；2.重慶市茶葉工程技術研究中心，重慶永川 402160；3.國家茶葉產業技術體系重慶綜合試驗站，重慶永川 402160）

紅茶是我國六大茶類中重要組成部分。2019年，我國紅茶產量30.72萬噸，同比增長17.29%，占茶葉總產量11%[1]。萎凋是紅茶加工的第一道工序，即將采回的茶鮮葉進行薄攤，散失一部分水分的工藝處理過程[2]，萎凋與后續的制茶工序以及茶葉品質關系密切，在萎凋過程中，發生一系列代謝物質變化，為紅茶品質的形成奠定了物質基礎。研究表明，以迎霜1芽2葉為原料加工紅茶，控制光強2000 lx，紅光萎凋組的茶氨酸、酯型兒茶素含量低于藍光組，但均低于無光組，紅光、藍光分別對茶葉香氣、滋味有促進作用，以紅光萎凋品質最優[3]。而以福鼎大白茶1芽1、2葉為原料，控制黃光強度（1266.7±155.7） lx，處理后紅茶游離氨基酸含量提高6.8%，提高了香氣的甜度以及滋味的鮮爽度和甜度[4]。以白光為光源，6000 lx光照強度下茶鮮葉的柔軟性及彈性最好、干茶外形以及湯色佳[5]。

以上研究由于所選茶樹品種不同，導致最佳萎凋光質不同，使得紅茶光質萎凋生產上光源的選擇難以確定。為了明確不同茶樹品種具體的萎凋光質，本實驗以重慶具代表性的茶樹品種福鼎大白茶、蜀永1號以及四川中小葉種茶鮮葉為原料加工紅茶，系統比較不同的光質、光強萎凋對所制紅茶感官品質和理化品質的影響，分析光質、光強與萎凋葉及紅茶品質間的相關性，以期明確不同茶樹品種紅茶最佳的光質萎凋工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

茶鮮葉 福鼎大白茶（Camellia sinensiscv.‘Fuding-dabaicha’）、蜀永1號、四川中小葉種茶鮮葉1芽2葉開展，茶鮮葉于2019年6月采自重慶市農業科學院茶葉研究所實驗茶園（北緯29°75′，東經105°71′，海拔440 m）；硫酸亞鐵、酒石酸鉀鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、水合茚三酮、氯化亞錫、蒽酮、硫酸、乙酸乙酯、乙醇、碳酸氫鈉、草酸、正丁醇 均為分析純，均購于重慶寰衛化工有限責任公司。

LED燈（紅光660 nm、黃光585 nm、藍光460 nm）

廈門鑫寶亮光電有限公司；光質萎凋槽 自制；6CR-25揉捻機 四川省名山縣山峰茶機廠；JY-6CFJ-4B茶葉全自動發酵機 福建佳友茶葉機械智能科技股份有限公司；6CH-54茶葉烘焙箱 福建安溪興民茶葉機械廠；HB43-S水分測定儀 梅特勒-托利多國際股份有限公司；TU1901紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 茶鮮葉→萎凋→揉捻→發酵→干燥。具體工藝參數為：萎凋—葉層厚度3～5 cm，室內溫度28 ℃，時間12～16 h；揉捻—2.5 kg/桶、50 r/min，空揉15 min、輕揉20 min、中揉35 min、重揉20 min；發酵—溫度28 ℃、相對空氣濕度98%、時間3～5 h；干燥—熱風干燥厚度1～2 cm、90 ℃烘至水分含量7%以下。

1.2.2 萎凋方法 在28 ℃條件下，采用3種不同的LED光源（紅光660 nm、黃光585 nm、藍光460 nm，光強分別為1000、1500、2000 lx）進行茶鮮葉萎凋處理，對照為室內自然萎凋處理。被照射葉量2.5 kg、攤葉厚度3～5 cm。

1.2.3 樣品處理 按照上述萎凋方法，在萎凋結束時，取150 g萎凋葉，經蒸汽殺青2 min、80 ℃烘干，用于測定萎凋葉中的主要生化成分。萎凋結束后，按照上述加工方法制作紅茶，用于檢測紅茶感官品質和紅茶中的主要生化成分。主要生化成分測定包括茶多酚、游離氨基酸、可溶性糖、茶黃素、茶紅素、茶褐素。

1.2.4 檢測方法 茶葉感官評價參考GB/T 23776-2018，由3位高級評茶員分別計分，再計算出平均分；茶多酚測定參考GB/T 8313-2002；氨基酸測定采用GB/T 8314-2013，游離氨基酸標準曲線方程為y=1.8x-0.0498，R2=0.9638；可溶性糖測定采用硫酸-蒽酮比色法[6]，可溶性糖標曲方程為y=3.1137x-0.0841，R2=0.9979；茶黃素、茶紅素、茶褐素測定采用分光光度法[7]。

1.3 數據處理

采用SPASS 17.0軟件進行單因素方差分析，用最小顯著差異法（LSD）比較同一品種不同光質、光強處理下各平均值的差異顯著性，用Pearson相關分析檢驗光質、光強與紅茶品質的相關顯著性，測定結果以“平均數±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同萎凋光質、光強對紅茶感官品質的影響

如圖1～圖3所示，在三種光質萎凋條件下，隨光強增加，福鼎大白茶所制的紅茶綜合感官品質呈升高趨勢，蜀永1號所制紅茶黃光組先升后降，紅光、藍光組無顯著變化（P＞0.05），四川中小葉種所制紅茶感官品質在黃光組、藍光組先升后降，紅光組逐漸降低。其中，福鼎大白茶所制紅茶中，2000 lx黃光組感官品質最好，得分最高為91.3分，與1500 lx黃光組、1500和2000 lx藍光組無顯著差異，但顯著高于其余組（P＜0.05），其干茶外形烏黑、潤、有金毫，湯色紅、明亮，甜香中帶花香，滋味甜醇、爽口，葉底紅、明亮，1500 lx黃光組甜香中帶花香，且葉底紅勻、明亮。

圖1 不同光質、光強萎凋對福鼎大白茶感官品質影響Fig.1 Effect of different light quality and intensity withering on the sensory assessment of fuding-dabaicha black tea

圖2 不同光質、光強萎凋對蜀永1號感官品質影響Fig.2 Effect of different light quality and intensity withering on the sensory assessment of No.1 of shuyong black tea

圖3 不同光質、光強萎凋對四川中小葉種感官品質影響Fig.3 Effect of different light quality and intensity withering on the sensory assessment of sichuan-zhongxiaoyezhong black tea

蜀永1號所制紅茶中，1500和2000 lx黃光組感官品質最好，得分最高分別為90.6和89.4分，干茶外形烏褐、潤、有金毫，湯色紅濃、明亮，甜香明顯，滋味較濃、醇，葉底紅、亮。四川中小葉種所制紅茶中，1500 lx黃光組感官品質最好，得分最高，91.8分，干茶烏黑、油潤、有金毫，湯色紅濃、明亮，甜香高銳，滋味甜醇、爽口，葉底紅、較勻、明亮，1500 lx藍光組紅茶感官品質較好，干茶烏褐、較油潤、有金毫，湯色紅、明亮，甜香高銳，滋味甜醇、爽口，葉底紅勻、明亮。三個品種所制紅茶的對照組得分均最低，干茶潤度、湯色紅度、香氣甜度、滋味醇度和葉底紅度均較差。與張貝貝[8]研究結果一致，即不同光質對紅茶香氣和滋味影響顯著，而且紅光、黃光和藍光有利于提升紅茶感官品質，可能是由于光照促進了萎凋葉光合作用，一定程度上提高了萎凋葉的逆境耐受力[9]，更有利于促進生化成分的轉化所致。

2.2 不同萎凋光質、光強對紅茶及萎凋葉茶多酚含量的影響

圖4 不同光質、光強萎凋所制紅茶及萎凋葉茶多酚含量Fig.4 Tea polyphenol content of black tea and withered leaf under different light quality and intensity withering

如圖4所示，在三種光質萎凋條件下，隨光強增加，三個品種紅茶中茶多酚含量呈降低趨勢或無明顯變化，四川中小葉種紅茶對照組的茶多酚含量最低，而福鼎大白茶和蜀永1號紅茶對照組茶多酚含量則較高；光照對于萎凋葉中茶多酚含量的影響規律不盡一致。其中，福鼎大白茶所制紅茶中，1000 lx藍光組茶多酚含量最高，為16.9%，但在對應的萎凋葉中，含量則最低，為29.0%，顯著低于其余組（P＜0.05）；而黃光組、2000 lx紅光組、2000 lx藍光組紅茶的茶多酚含量最低，其中，黃光組茶多酚含量分別為15.5%、15.6%、14.5%，而在對應的萎凋葉中，茶多酚含量則較高。

蜀永1號紅茶中，1000 lx黃光組茶多酚含量最高，為31.7%，其次是1000和2000 lx藍光組，三者無顯著差異，且在對應的萎凋葉中，茶多酚含量也最高；而紅光組、1500 和2000 lx黃光組紅茶最低，其中，1500 lx黃光組含量為27.2%，且在對應的萎凋葉中，茶多酚含量也較低，表現出與福鼎大白茶實驗組截然相反的變化趨勢。

四川中小葉種紅茶中，1500、2000 lx紅光組以及1500 lx黃光組茶多酚含量相對較低，但其對應的萎凋葉則較高，表現出與福鼎大白茶實驗組相似的變化趨勢。而張貝貝[8]研究表明，不同的光質萎凋對紅茶茶多酚含量無顯著影響，與本實驗結果有所不同，可能是所選茶樹品種、光強不同的原因導致存在差異。茶多酚含量的升降，可能與光質激發了多酚氧化酶（PPO）活性[10]以及PPO活性具有光敏性有關[11]。

2.3 不同萎凋光質、光強對紅茶及萎凋葉游離氨基酸含量的影響

如圖5所示，三種光質對所試品種紅茶以及萎凋葉中游離氨基酸含量的影響規律存在明顯差異，但經萎凋后，萎凋葉中的游離氨基酸含量均顯著高于茶鮮葉，這與多數研究結果一致[4,10-11]。福鼎大白茶實驗組中，光質萎凋能較好保持或提升萎凋葉游離氨基酸含量，紅茶中游離氨基酸含量經光質萎凋后則有升有降；其中，1500 lx藍光組紅茶氨基酸含量最高，為3.7%，與對照組、1000 lx紅光組、1000 lx黃光組紅茶無顯著差異，但顯著高于其余組（P＜0.05），1500 lx紅光組紅茶最低，為3.2%；而1000 lx黃光組萎凋葉最低，為3.4%，其余組之間無顯著差異（P＞0.05）。

蜀永1號實驗組中，隨光強增加，對應的紅茶與萎凋葉中，黃光組、藍光組的游離氨基酸含量先升后降，而紅光組紅茶降低、萎凋葉卻先升后降；各組紅茶的氨基酸含量無顯著差異，對照組、2000 lx紅光組、2000 lx藍光組萎凋葉的氨基酸含量最低，其余組萎凋葉差異不顯著，但1500 lx黃光組紅茶和萎凋葉相對較高，分別為2.8%、3.2%。

四川中小葉種實驗組中，隨光強增加，各組紅茶及萎凋葉中的游離氨基酸含量總體呈降低趨勢；1500 lx紅光組、1500 lx藍光組紅茶的氨基酸含量較低，分別為3.0%、3.1%，其余組紅茶無顯著差異；對照組、2000 lx紅光組、2000 lx藍光組萎凋葉的氨基酸含量較低，其余組萎凋葉則較高；而黃光組紅茶及萎凋葉的氨基酸含量相對保持較高，三種光強所制紅茶氨基酸含量分別為3.4%、3.4%、3.3%。栽培上認為藍光會降低茶鮮葉碳氮比，促進蛋白質、氨基酸的合成[12-13]，與本實驗結果存在差異，可能是所選的光強不同造成的。研究發現，蛋白水解、氨基酸合成途徑均對茶葉萎凋葉游離氨基酸的積累有貢獻作用，其中，蛋白水解途徑的貢獻作用更大[13-15]。

圖5 不同光質、光強萎凋所制紅茶及萎凋葉游離氨基酸含量Fig.5 Amino acids content of black tea and withered leaf under different light quality and intensity withering

2.4 不同萎凋光質、光強對紅茶及萎凋葉可溶性糖含量的影響

如圖6所示，三種光質對所試品種紅茶以及萎凋葉中可溶性糖含量的影響規律存在明顯差異。福鼎大白茶實驗組中，與對照組相比，光質萎凋對紅茶中可溶性糖含量無顯著影響，但能提升萎凋葉中可溶性糖含量；2000 lx紅光組、2000 lx黃光組紅茶最高，均為5.2%；2000 lx紅光組萎凋葉最高，為4.9%，對照組萎凋葉最低，為4.3%，其余組無顯著差異（P＞0.05）。

蜀永1號實驗組中，與對照組相比，光質萎凋能保持或提升紅茶中可溶性糖含量，能保持或降低萎凋葉中可溶性糖含量；1000 lx黃光組以及各藍光組紅茶可溶性糖含量最高，分別為5.2%、5.0%、5.2%、5.2%，其余組間無顯著差異；1000 lx紅光組以及2000 lx黃光組萎凋葉最低，均為4.9%，其余組間無顯著差異（P＞0.05）。

圖6 不同光質、光強萎凋所制紅茶及萎凋葉可溶性糖含量Fig.6 Soluble sugar content of black tea and withered leaf under different light quality and intensity withering

四川中小葉種實驗組中，與對照組相比，光質萎凋能保持或降低萎凋葉中可溶性糖含量，紅茶中的可溶性糖含量則有升有降，隨光強增加，紅光組、黃光組紅茶中可溶性糖含量先降后升，藍光組紅茶逐漸升高；藍光組紅茶可溶性糖含量高于其余組，以2000 lx藍光組最高，為5.3%，1500 lx紅光組紅茶最低，為4.2%；藍光組萎凋葉高于其余組萎凋葉，以1500 lx藍光組最高，為5.3%，1000 lx黃光組、對照組萎凋葉較高，分別為5.0%、5.2%，其余均較低。有研究表明，光照萎凋可以促進可溶性糖的積累[8,16]。在萎凋過程中，可溶性糖含量的動態變化是糖類分解和呼吸作用，以及光合作用的共同結果。

2.5 不同萎凋光質、光強對紅茶色素含量的影響

圖7 不同光質、光強萎凋所制紅茶茶色素含量Fig.7 Pigment content of black tea under different light quality and intensity withering

如圖7所示，三種光質對所試品種紅茶色素含量的影響規律存在明顯差異。福鼎大白茶實驗組中，與對照組相比，光質萎凋能保持或提升茶黃素含量，其中黃光能保持或提升茶紅素含量，藍光能降低茶褐素含量；2000 lx紅光組、1500 lx藍光組的茶黃素含量最高，分別為0.283%、0.288%，二者無顯著差異，其茶紅素、茶褐素含量相對較低，茶黃素與茶紅素比值分別高達0.182、0.164，茶黃素與茶褐素比值分別高達0.089、0.101；1500 、2000 lx黃光組茶黃素、茶紅素含量較高，茶黃素含量分別為0.225%、0.229%，茶紅素含量分別為2.211%、2.049%；茶褐素含量較低分別為3.081%、3.025%。

蜀永1號試驗組中，與對照組相比，光質萎凋能保持或降低茶黃素、茶紅素含量，藍光能降低茶褐色含量；2000 lx紅光組和對照組的茶黃素含量最高，分別為0.410%、0.408%，明顯高于其余組，2000 lx紅光組茶黃素與茶紅素的比值最高為0.118，1000 lx黃光組茶黃素、茶紅素含量較高，分別為0.375%、4.091%，而茶褐素含量則較低，為2.582%，明顯低于對照，茶黃素與茶褐素、茶紅素與茶褐素的比值最高，分別為0.145、1.584。

四川中小葉種實驗組中，與對照組相比，光質萎凋能保持或提升茶黃素含量，這與張貝貝[8]的研究結果一致，但紅光和黃光同時也會促進茶褐素的生成；2000 lx黃光組的茶黃素含量最高，為0.348%，顯著高于其余處理，其茶紅素含量最高，為3.064%，與1500 lx紅光組、1500 lx藍光組無顯著差異，但顯著高于其余組（P＜0.05），其茶黃素與茶紅素比值最高，為0.114，茶黃素與茶褐素比值最高，為0.101，而1500 lx藍光組茶黃素含量較高，為0.280%，與1000、1500 lx紅光組無顯著差異，但顯著高于其余組，其茶褐素含量較低，為2.937%，茶紅素與茶褐素比值最高，為1.025。茶黃素、茶紅素、茶褐素是茶多酚經多酚氧化酶以及過氧化物酶催化而成，三種光質對所試品種紅茶色素含量的影響不同，與品種間酶活性大小以及酶對光質的敏感性有關。

2.6 萎凋光質、光強與紅茶品質的相關性

由于不同的萎凋光質、光強對紅茶及其萎凋葉品質的影響規律存在差異，為進一步探尋光質萎凋對紅茶品質的影響規律，本文分析了光質萎凋與紅茶品質的相關性。

從表1可知，對于福鼎大白茶，紅光、黃光光強與萎凋葉、紅茶中的茶多酚含量均呈負相關，但不顯著，而藍光光強則與萎凋葉中茶多酚含量呈顯著正相關，相關系數為0.998，與紅茶茶多酚含量呈顯著負相關，相關系數為-0.999；黃光光強與萎凋葉、紅茶中的游離氨基酸含量之間的相關系數分別為0.991、-0.811，而藍光光強則與萎凋葉中的游離氨基酸呈較大負相關，相關系數為-0.993；紅光光強與萎凋葉中的可溶性糖含量呈較大正相關，相關系數為0.994，黃光光強與萎凋葉、紅茶中的可溶性糖含量相關系數分別為-0.92、0.997；紅光光強與茶黃素含量具有較大正相關、與茶紅素含量具有較大負相關，相關系數分別為0.906、-0.939，而黃光、藍光光強則與三種茶色素之間具有較大負相關，其中，黃光光強與茶紅素含量具有顯著負相關，系數為-0.999。

對于蜀永1號，三種光質的光強與萎凋葉中茶多酚含量間存在不同程度的負相關，其中，黃光光強與萎凋葉、紅茶中茶多酚含量之間的負相關程度較大，系數分別為-0.969、-0.944；三種光質的光強與萎凋葉中游離氨基酸含量間存在不同程度的負相關，其中，紅光光強與萎凋葉、紅茶中游離氨基酸含量之間的負相關程度較大，系數分別為-0.721、-0.967；紅光光強與萎凋葉及紅茶中的可溶性糖含量間存在較大正相關，系數分別為0.995、0.988，而黃光光強則與萎凋葉及紅茶中的可溶性糖含量間存在較大負相關，系數分別為-0.911、-0.920；紅光、藍光光強與紅茶茶黃素含量間存在一定正相關，后兩者間相關系數較大為0.987，黃光、藍光光強與紅茶茶褐素含量間存在較大正相關，系數分別為0.987、0.911。

對于四川中小葉種，紅光光強與萎凋葉、紅茶中的茶多酚含量間存在一定負相關，系數分別為-0.629、-0.773，而黃光、藍光則與之存在一定程度正相關，其中藍光光強與萎凋葉、紅茶中的茶多酚含量間的相關系數較大，分別為0.803、0.987；三種光質的光強與萎凋葉、紅茶中的游離氨基酸含量間均存在負相關，與萎凋葉中的游離氨基酸含量間的負相關性較大，系數分別為-0.979、-1、-0.935，其中，黃光光強與紅茶中的游離氨基酸含量間存在較大負相關，系數為-0.997；黃光光強與萎凋葉、紅茶中的可溶性糖含量間存在一定負相關，藍光光強與紅茶中的可溶性糖含量間存在較大正相關，系數為0.973；紅光光強與茶黃素、茶褐素含量均存在負相關，其中，與茶褐素含量存在較大負相關，系數為-0.998，而黃光光強則與三種色素含量間存在正相關，其中，與茶褐素含量間存在極顯著正相關，系數為1，藍光光強與茶褐素含量間存在負相關，系數為-0.791。

3 討論

茶鮮葉在采后未經過殺青時，仍然具有一定生理活性，其光合、呼吸作用仍在繼續，光敏色素和酶可以在不同光質條件下響應應激反應[17]。光作為一種能源物質和信號分子，為茶葉生產提供能量需求和傳導物質代謝信號，光照處理對茶鮮葉的生理特征和化學特征以及茶葉感官品質和化學品質影響顯著[10]。項目組前期通過檢測葉綠素熒光參數發現，紅光、黃光、藍光可以提高萎凋葉逆境耐受力，藍光效果最好，黃光效果居中[9]。已有研究表明，光質萎凋能顯著提高茶葉中蛋白酶活性以及游離氨基酸含量，并調控游離氨基酸組成[3,18]，主要是因為蛋白水解導致氨基酸的積累和組分的變化[13-15]。光質萎凋可改變茶葉揮發性香氣物質種類，提高香氣總量，促進β-葡萄糖苷酶活性，從而促進具有花香、甜香物質的形成，進而提升茶葉品質[19-23]。而光質萎凋對可溶性糖含量、茶多酚的影響規律不盡一致[10-11,24]，但光質萎凋可以降低酯型兒茶素含量[16]。

表1 光質、光強與萎凋葉及紅茶品質間的相關性Table 1 Correlation analysis between the quality and intensity of light and the quality of withered leaf and black tea

4 結論

實驗表明，與對照相比，光質萎凋能保持或提升福鼎大白茶、蜀永1號萎凋葉游離氨基酸含量，但過強的光照則會降低四川中小葉種萎凋葉游離氨基酸含量；藍光可提升蜀永1號、四川中小葉種紅茶可溶性糖含量，還可降低福鼎大白茶、蜀永1號紅茶茶褐素含量，光質可保持或提升四川中小葉種茶黃素含量，但紅光和黃光會促進其茶褐素的生成。相關分析表明，黃光光強與福鼎大白茶紅茶可溶性糖含量呈顯著正相關，與四川中小葉種茶褐素含量存在極顯著正相關，與蜀永1號萎凋葉和紅茶茶多酚含量呈較大負相關，但不顯著，而藍光光強與四川中小葉種紅茶可溶性糖含量呈較大正相關，但不顯著。綜合感官品質發現，福鼎大白茶紅茶最佳的萎凋光質為1500 lx黃光、2000 lx黃光，兩者紅茶茶多酚含量較低，分別為15.6%、14.5%，茶紅素含量較高，分別為2.211、2.049%，而茶褐素含量較低分別為3.081、3.025%；蜀永1號紅茶最佳的萎凋光質為1500 lx黃光，紅茶游離氨基酸含量最高為2.8%；四川中小葉種紅茶最佳的萎凋光質為1500 lx黃光、1500 lx藍光，前者游離氨基酸含量較高，為3.4%，后者茶黃素含量較高，為0.280%，茶褐素含量較低，為2.937%。故1500 lx黃光有利于提升所選品種紅茶品質。本實驗僅比較了不同光質、光強對不同茶樹品種紅茶感官品質及主要理化品質的影響，缺少對多酚、氨基酸組分以及香氣組分的檢測分析。在萎凋過程中，茶鮮葉內部發生著系列代謝物質變化。采用蛋白組學、代謝組學、轉錄組學等多組學技術研究可從整體水平上研究采后茶鮮葉對光照的響應，可找準代謝的關鍵調控位點，為改進制茶工藝、提升茶葉品質提供更準確的理論依據。