毛火后悶堆處理對夏季紅茶品質的影響

周秦羽，屈青云，項 希，李蘭蘭，徐洋洋，王繼國，劉 峰，李 適，龔志華，肖文軍,*

（1.湖南農業大學 茶學教育部重點實驗室，湖南 長沙 410128；2.石門縣茶祖印象太平茶業專業合作社，湖南 常德 415300）

根據茶樹生育特性及采制時間，春茶、夏茶和秋茶的產量比例大致為4∶3∶3[1]。由于夏秋季節光照強、氣溫高，茶樹體內氮代謝較低，碳代謝旺盛，致使茶鮮葉中茶多酚、咖啡堿、花青素等含量較高，氨基酸含量較低，酚/氨比值較大[2]，加工出的茶葉滋味苦澀、感官品質較差，導致40%～50%夏秋茶被棄采。如何通過創新工藝技術提高夏秋茶品質和資源利用率，是促進茶產業提質增效的重要發展方向。

近年來，隨著茶葉消費群體的不斷擴大和逐步年輕化，高品質紅茶的消費需求逐年遞增。茶黃素是紅茶的關鍵品質成分和功能成分[3]，中國傳統工藝加工紅茶的茶黃素含量普遍偏低，而印度、斯里蘭卡等國生產的紅茶茶黃素含量則顯著高于我國紅茶，導致我國紅茶國際市場占有率低[4-5]。同時，國內除了少數知名品牌紅茶外，我國其他紅茶大多香氣不高、品質不穩定[6]，通過創新工藝技術加工出高香、高茶黃素將是發展趨勢。研究表明，萎凋時加入冷凍、加壓處理或引用烏龍茶的搖青工藝，或采用紫外光照射[7]，以及在發酵過程中，采用變溫發酵或加溫加濕發酵、添加外源酶或化學添加劑[8]等技術方法，都能不同程度提高紅茶茶黃素含量和香氣品質。

研究表明，經過毛火初干后，紅茶中的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化物酶（peroxidase，POD）等酶類均未完全失活，其活性分別降至萎凋時的8%和7.5%左右[3,9]，同時茶多酚、兒茶素等內含成分也有一定的殘留[10]，具有悶堆的生化基礎，但鮮見報道。為此，本研究在傳統紅茶加工工藝的基礎上，對傳統毛火初干（110 ℃，10 min）后的紅茶進行悶堆處理，從感官品質、滋味品質成分和香氣品質成分3 方面分析探討毛火初干后的悶堆處理對紅茶品質的影響及其應用于紅茶加工中的可行性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶樹品種‘碧香早’夏季一芽二葉采自石門縣茶祖印象太平茶廠。

甲醇、碳酸鈉、福林-酚、磷酸氫二鈉、茚三酮、三氯化鋁、蒽酮、無水葡萄糖、醋酸乙酯、正丁醇、草酸、碳酸氫鈉（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；沒食子酸（分析純） 上海瑞永生物科技有限公司；磷酸二氫鉀、氯化亞錫（均為分析純） 西隴化工股份有限公司；谷氨酸 美國Sigma公司；濃硫酸（優級純） 株洲市星空化玻有限責任公司；95%乙醇（分析純） 天津市恒興化學試劑制造有限公司。

1.2 儀器與設備

6CDC-65型龍井鍋 寧波北倉電器開關廠；WGL-230B電熱鼓風干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；6CWL-90型調速搖青機、6CHZ-9B型茶葉烘焙機 福建佳友茶葉機械智能科技股份有限公司；TDZ4臺式低速離心機 湖南赫西儀器裝備有限公司；40型揉捻機浙江上洋機械股份有限公司；HH型數顯恒溫水浴鍋上海精宏實驗設備有限公司；101A-2型電熱鼓風干燥箱上海市實驗儀器總廠；722E型可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司；LC-2010AHT高效液相色譜儀、GCMSQP2010型氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 紅茶加工工藝和茶樣制備

紅茶加工工藝和茶樣制備流程，如圖1所示。對照茶樣編號為C，悶堆處理1、2、3、4、8、12、16、20、24 h的茶樣編號分別為H1、H2、H3、H4、H8、H12、H16、H20、H24。

圖1 紅茶加工工藝及茶樣制備流程圖Fig.1 Flow chart of black tea processing and tea sample preparation

1.3.2 茶樣品質分析

1.3.2.1 感官審評

參照GB/T 23776—2018《茶葉感官 審評方法》進行，評分法與評語法相結合，審評項目包括外形（25%）、香氣（25%）、湯色（10%）、滋味（30%）和葉底（10%），總分100 分，感官審評中干茶外形得分均以25 分計。由專業人員對不同悶堆時間的5 個樣品進行審評，評分取平均值。

1.3.2.2 滋味品質成分分析

水分含量：參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》進行測定；水浸出物含量：按GB/T 8305—2013《茶水浸出物的測定》全量法測定；游離氨基酸含量：按GB/T 8314—2013《茶 游離氨基酸總量測定》茚三酮比色法測定；可溶性糖含量：采用蒽酮比色法測定；茶多酚含量：按GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》測定；茶黃素、茶紅素、茶褐素含量：采用系統分析法測定[11]；兒茶素組分和咖啡堿含量：采用高效液相色譜法檢測[12]。

1.3.2.3 香氣品質成分分析

為比較對照樣和悶堆處理茶樣香氣間的差異，同時選出悶堆處理茶樣中最優悶堆時間，選取對照（C）、1、2、3、4、8、12、16、20、24 h的茶樣進行香氣成分檢測。采用頂空固相微萃取的方法對茶樣中的香氣成分進行萃取[13-14]，采用氣相色譜-質譜聯用法進行檢測。

色譜條件：色譜柱HP-5MS（30 m×250 μm，0.25 μm）；進樣口溫度250 ℃；升溫程序：40 ℃保持3 min，以3 ℃/min升溫至85 ℃，保持5 min，以3 ℃/min升溫至160 ℃，最后以10 ℃/min升溫至240 ℃，保持5 min；流速1.0 mL/min，不分流進樣。

質譜條件：電子電離源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃，接口溫度280 ℃；電子倍增器電壓350 V；全掃描；質量掃描范圍34～400 u。

對加工過程中的茶葉香氣成分進行定性和定量分析，并根據樣品中總離子流圖中各色譜峰的質譜信息，經計算機在NIST98.L標準譜庫的檢索，并結合相關文獻核對，確定其化學成分，同時采用峰面積歸一化法定量，得到各組分的相對含量（組分峰面積占總峰面積的百分比[15-16]）；再結合保留時間、質譜、實際成分和保留指數等參數進一步確定部分組分。

1.4 數據統計分析

運用Excel進行數據處理，并計算回歸方程；采用SPSS 21.0進行差異顯著性分析，數據統計結果以±s表示；P＜0.05，差異顯著。

2 結果與分析

2.1 毛火初干后的悶堆處理對紅茶感官品質的影響

由表1可知，從綜合評分來看，悶堆時間在1～4 h的茶樣，感官品質都優于對照樣；4 h之后，隨著悶堆時間的延長，湯色、香氣、滋味、葉底評分勻呈下降趨勢，綜合評分由93.63下降到89.75；24 h后，湯色變紅暗，可能是由于悶堆時間過長，使紅茶中的茶黃素、茶紅素發生轉化而使其含量以及茶湯亮度降低，并呈現葉底紅暗、滋味變淡、鮮爽度降低的品質[4]。

表1 毛火初干后悶堆時間對紅茶感官品質的影響Table 1 Effect of different piling times after first drying on the sensory quality of black tea

2.2 毛火初干后的悶堆處理對紅茶滋味品質成分的影響

2.2.1 對水浸出物、茶多酚、氨基酸、可溶性糖含量的影響

表2顯示，隨著悶堆時間的延長，水浸出物含量呈逐漸降低趨勢，前12 h下降較慢，12～24 h下降較快；與C組相比，各處理組的水浸出物含量均顯著降低（P＜0.05），C組水浸出物質量分數為39.97%，H24組為33.39%，下降了6.58%，其原因可能是多酚類物質與蛋白質結合形成了非水溶性物質，從而導致水浸出物含量減少[17]。10 個茶樣的茶多酚質量分數在16.38%～20.77%之間，與C組相比，各處理組茶多酚含量均顯著降低（P＜0.05）。在悶堆過程中，茶多酚含量總體一直呈降低趨勢，前8 h降低緩慢，后16 h降低幅度變大，經相關性分析表明，茶多酚含量與悶堆時間呈負相關，其線性回歸方程為y=-0.192 5x+20.992，與變化趨勢一致，其含量降低的主要原因是殘留兒茶素底物及酶活性發生了酶促氧化和非酶促氧化、轉化及聚合等系列反應[18]。

表2 毛火初干后的悶堆時間對茶樣水浸出物、茶多酚、氨基酸、可溶性糖含量的影響Table 2 Effect of piling time after first drying on the contents of water extract, tea polyphenols, amino acids and soluble sugars in black tea

氨基酸含量總體變化不顯著，與C組（2.11%）相比，除H8組（2.08%）外，其他各處理組的氨基酸含量顯著降低（P＜0.05），其原因可能是在悶堆處理時氨基酸分解轉化成其他物質，使茶湯變暗，滋味變淡，同時也可能與氨基酸能夠進一步通過酶的作用脫羧、脫氨形成芳香物質相關[19-20]。H1組可溶性糖質量分數為3.01%，對比C組的2.96%略微升高，但兩組之間無顯著差異；悶堆1 h后，各茶樣可溶性糖含量均低于C組且具有顯著性（P＜0.05），同時隨著悶堆時間的延長，其含量呈現小幅度的波動變化，悶堆12 h之后呈下降趨勢，可能是由于在悶堆處理后期，多種微生物作用，呼吸消耗掉大量的可溶性糖，使其含量降低[21]。

2.2.2 對茶黃素、茶紅素、茶褐素含量的影響

表3表明，在悶堆處理過程中，前20 h的茶黃素含量與C組相比顯著增加（P＜0.05），其中H3組的茶黃素質量分數達到最大值0.62%；H24組（0.34%）與C組（0.41%）比較顯著降低（P＜0.05）；前4 h的茶黃素含量增加，其可能原因是，隨著悶堆處理的進行，在酶的作用下，多酚類物質轉化成茶黃素；后期茶黃素的含量呈下降趨勢，是因為茶黃素進一步氧化成茶紅素。茶紅素的含量與C相比均顯著增加（P＜0.05），同時在悶堆過程中茶紅素含量前8 h增加，后期降低，H8組時達到最高9.59%，前期茶黃素氧化形成茶紅素，使其含量增加，后期茶紅素氧化形成茶褐素而使含量降低。與C組相比，茶褐素在悶堆的過程中量顯著增加（P＜0.05），且悶堆時間越久，茶褐素含量越高，茶湯顏色越深，茶湯品質越差[22]，這與感官審評結果一致。一般茶紅素/茶黃素的比值為10～15時[3]，紅茶湯品質優良，表3中悶堆時間4 h及4 h之前，茶紅素/茶黃素比值均在10～15之間，綜上說明悶堆3 h有利于提高紅茶茶黃素含量，進而提高紅茶品質。

表3 毛火初干后的悶堆時間對茶樣茶黃素、茶紅素及茶褐素含量的影響Table 3 Effect of piling time after first drying on the contents of theaflavins, thearubigins, and theabrownine in black tea

2.2.3 對兒茶素、咖啡堿含量的影響

由表4可知，隨著紅茶悶堆時間的延長，各茶樣咖啡堿的含量與C組相比均顯著提高（P＜0.05），其中H24組含量最高，比C組上升0.75%。簡單兒茶素、酯型兒茶素以及總兒茶素悶堆處理的茶樣與C組相比，含量顯著降低（P＜0.05），同時隨悶堆時間的延長其含量呈緩慢降低趨勢，簡單兒茶素由0.70%降低到0.47%，酯型兒茶素由1.48%降低到0.69%，總兒茶素由2.18%降低到1.16%，其中表沒食子酸兒茶素質量分數（0.47%下降至0.33%）下降趨勢較平緩；兒茶素質量分數（由0.11%至未檢出）在悶堆處理后期其成分基本檢測不到；表兒茶素質量分數（0.08%～0.23%）呈波動變化，在悶堆3 h時達到最高0.23%，表沒食子兒茶素沒食子酸酯隨著悶堆時間的延長，呈現下降趨勢，質量分數由1.05%下降到0.36%；沒食子酸兒茶素沒食子酸酯質量分數（由0.14%降至0.07%）在悶堆1～3 h呈上升趨勢，4～24 h呈下降趨勢，但各樣品沒食子酸兒茶素沒食子酸酯含量均高于C組；各樣品的表兒茶素沒食子酸酯質量分數（由0.62%降至0.26%）均低于C組，且隨著悶堆時間的延長其含量呈下降趨勢。酯型兒茶素比總兒茶素的比值各茶樣與C組相比，H2組和H4組無顯著差異，其他組顯著降低（P＜0.05），H3組（0.65%）與C組（0.70%）降低最多。由于酯型兒茶素是茶湯苦澀味的主要物質之一，因此，適度悶堆，可以降低茶湯的苦澀味，改善紅茶品質。

表4 毛火初干后的悶堆時間對茶樣中的兒茶素、咖啡堿含量的影響Table 4 Influence of pilling time after first drying on the contents of catechin and caffeine in black tea

2.3 毛火初干后的悶堆處理對紅茶香氣品質成分的影響

表5、6表明，在8 個具有代表性的不同悶堆時間茶樣中共含有143 個香氣組分，其中，醇類化合物的數量最多（52 種），烯類和酯類次之（分別為27 種和17 種），酚類最少（只有2 種）。與對照C組相比，悶堆處理后的茶樣增加了烯醛類和內酯類，H2、H16、H20還增加了烯酯類。在所有茶樣中，醇類所占比重最多，相對含量均超過50%；C組中相對含量為其次的是酯類（14.27%），而經過悶堆處理后的茶樣相對含量其次的均為酮類物質。醇類和酮類物質是紅茶香氣的主要成分[23]。

表5 毛火初干后的悶堆時間對茶樣主要香氣化合物的影響Table 5 Influence of pilling time after first drying on major aroma compounds in tea samples identified by GC × GC-TOF-MS analysis

在8 個茶樣中共鑒定出52 種醇類，C組、H1組、H2組、H3組、H4組、H8組、H16組、H20組的相對含量分別為52.59%、57.78%、55.99%、57.33%、56.89%、59.66%、57.65%、52.22%。與C組相比，前16 h醇類相對含量均增加，增加幅度由大到小依次為H8組、H1組、H16組、H3組、H4組、H2組，分別增加了7.70%、4.98%、5.06%、4.74%、4.30%、3.40%，這與感官審評一致。

研究表明，酮類化合物形成于發酵階段，是花香特征的物質基礎[24]。與C組（6.41%）相比，悶堆處理后茶樣的酮類物質相對含量均有增加，且主要增加了1,3,7-三甲基-3,7-二氫-1H-嘌呤-2,6-二酮、4-[2,2,6-三甲基-7-氧雜二環[4.1.0]庚-1-基]-3-丁烯-2-酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮（果香[25]），增加了果香，減少了紫羅蘭酮和大馬士酮，這與劉盼盼等[26]的實驗結果一致。

續表5

續表5

表6 毛火初干后的悶堆時間對茶樣主要呈香物質組成及含量的影響Table 6 Influence of pilling time after first drying on major aroma components of black tea

3 討 論

茶黃素是紅茶中的主要成分，對紅茶品質起決定作用[27-28]，茶黃素含量越高，紅茶品質越好。紅茶加工過程中，茶黃素的形成是通過萎凋提高鮮葉中酶的活性，并在發酵階段利用酶促氧化作用，促使茶葉中兒茶素類氧化聚合。由茶黃素的形成機理可知，萎凋和發酵是茶黃素形成的關鍵過程，因此，在高茶黃素含量紅茶的加工創新技術改進過程中，主要是對萎凋和發酵技術進行工藝優化[4]。本實驗則是在毛火干燥后進行悶堆處理，王近近等[10]研究發現，紅茶經過毛火干燥后，還有兒茶素底物殘留；相關研究發現，紅茶毛火干燥后PPO、POD均殘留有活性，且殘余部分的酶蛋白正是那些在發酵中發揮作用的高分子組分[29-30]，豐金玉等[31]研究中也證實了這一點。本實驗在傳統工藝的基礎上對紅茶毛火初干后進行悶堆處理，利用殘留的兒茶素、PPO和POD的活性，綜合分析感官審評結果、主要品質成分含量及其香氣成分結果表明，經過悶堆3 h后得到的紅茶品質最佳，其茶黃素含量顯著提高（P＜0.05），由0.41%增加到0.62%，茶紅素/茶黃素比值較優，其滋味醇較爽，湯色紅橙明亮，帶甜香；醇類香氣物質總相對含量由52.25%上升到57.33%，酮類物質增加了具有果香的1,3,7-三甲基-3,7-二氫-1H-嘌呤-2,6-二酮、4-[2,2,6-三甲基-7-氧雜二環[4.1.0]庚-1-基]-3-丁烯-2-酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮。由此可見，適度的悶堆處理，能夠利用殘留的兒茶素在殘留的酶活性下進一步氧化形成茶黃素，從而形成高茶黃素紅茶，提高紅茶品質，說明毛火初干后的悶堆工藝技術在提高紅茶品質的生產實踐中具有可行性。

此外，由于本次實驗只是探究了紅茶悶堆不同時間對紅茶品質的影響，但對于悶堆處理對茶黃素組分的影響并未進行具體分析；同時，悶堆處理的理化條件，如具體酶參與了悶堆處理，及其酶活性，以及悶堆時的室內溫度、濕度、茶葉含水量等，是否會影響紅茶品質均有待于進一步探究。

4 結 論

研究結果表明，在紅茶加工過程中，對毛火初干后的茶樣進行悶堆3 h，能顯著提高紅茶的品質，茶湯紅橙明亮，滋味醇爽，甜香顯露；茶樣中茶多酚、酯型兒茶素顯著降低（P＜0.05），分別降低1.04%、0.37%，茶黃素含量顯著增加（P＜0.05），由0.41%增加到0.62%；醇類香氣物質相對含量由52.25%增加到57.33%，酮類香氣物質增加了具有果香的1,3,7-三甲基-3,7-二氫-1H-嘌呤-2,6-二酮、4-[2,2,6-三甲基-7-氧雜二環[4.1.0]庚-1-基]-3-丁烯-2-酮和6-甲基-5-庚烯-2-酮。由此提示毛火初干后的悶堆工藝技術在提高紅茶品質的生產實踐中具有可行性。