普洱茶貯藏過程中含水量與多酚變化的相關(guān)性分析研究

2022-05-18 01:45:08單治國張春花滿紅平李國鑫陳小強

食品安全導(dǎo)刊 2022年7期

單治國，張春花*，滿紅平，李國鑫，陳小強

（1.普洱學(xué)院，云南普洱 665000；2.普洱市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測中心，云南普洱 665000）

普洱茶隸屬于黑茶，在我國具有較為淵源的發(fā)展歷程，自東漢開始普洱府轄地就已經(jīng)有相關(guān)記載，至唐宋時期普洱茶進入茶葉貿(mào)易市場，“茶馬古道”正是在該階段出現(xiàn)的，伴隨時間推移，普洱茶受眾分布愈發(fā)廣泛，明朝甚至有“士庶所用皆普茶”的記載。除商業(yè)價值外，有關(guān)普洱茶藥用價值的論述也由來已久，《本草綱目拾遺》中，認為普洱茶有消食化痰、刮腸通泄等作用，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論興盛的背景下，普洱茶醒酒、清食等效用也進一步被證實[1]。普洱茶的貯藏工藝最早可追溯至唐宋時期，近年來伴隨檢測儀器、手段的進步，成分、含量篩查成為可能，越來越多的學(xué)者投入到普洱加工、貯存技藝的研究中來。從現(xiàn)有理論成果上看，普洱茶品質(zhì)與貯藏過程有較大關(guān)聯(lián)，溫度、氧氣等因素均會影響普洱茶化學(xué)成分的轉(zhuǎn)化進程，其中水分貫穿整個發(fā)酵過程，作用尤其明顯，因此有必要從相關(guān)性角度出發(fā)展開分析討論。有學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn)，多種因素可對普洱茶品質(zhì)造成影響。多酚類衍生物是兒茶素、黃酮等眾多化合物的集成，其口感較澀同時收斂性強，是普洱茶苦澀、回甘的主要源頭。多酚在茶葉干重中占比適中，維持在15%～30%，當(dāng)干茶被制成茶湯后，其在水浸出物中占比會進一步提升，最高可達60%～75%，對茶湯滋味、湯色均有較大的貢獻。從茶多酚化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，多羥基是其主要的、共通的一種結(jié)構(gòu)類型，在普洱茶長期的貯存過程中，這種結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生氧化、脫氫反應(yīng)，并進一步生成醌，最終聚合形成褐變物質(zhì)，茶紅素（Thearubin TR）、茶黃素（Theaflavin TF）以及茶褐素（Thearubicin TB）等均是極具代表性的種類，其中TB味道較淡，可以使茶湯發(fā)暗；TR可溶于水，以游離狀態(tài)存在，是構(gòu)成茶色的主要成分，還可以影響滋味的濃強程度，三者在貯存環(huán)節(jié)的比例關(guān)系、轉(zhuǎn)化情況在一定程度上決定了普洱茶的總體品質(zhì)[2]。除此之外，含水量的作用對普洱茶品質(zhì)影響同樣極為關(guān)鍵，普洱茶中的水分可以為反應(yīng)提供介質(zhì)，同時也可作為原料直接參與反應(yīng)變化，為新物質(zhì)的生成提供氫離子和氫氧根離子，此外，水分還具有一定的吸氧作用，可以為物質(zhì)轉(zhuǎn)化提供強大助力，促進微生物的生長代謝。從貯藏角度分析，伴隨貯藏時間推移，普洱茶中茶多酚、兒茶素總量會出現(xiàn)較為明顯的下降，從而緩解茶葉苦澀特性，增強醇厚、回甘之感[3]。但整體來看，已有文獻中并未明確各要素及成分變化的相關(guān)性特征，亟待補充和完善，本文聚焦于此，就含水量、多酚變化的相關(guān)關(guān)系、影響機理等進行深入探究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大葉種曬青毛茶。色譜純乙腈、乙酸，天津渤?；ぜ瘓F供銷有限公司；70%甲醇水溶液，山東億鵬化工有限公司；10%福林酚試劑，北京應(yīng)成基業(yè)化工有限責(zé)任公司。

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平（上海企戈實業(yè)有限公司，GHZ-C50001），精度為0.001 g；離心機（上海企戈實業(yè)有限公司，LC-04F），轉(zhuǎn)速為3 500 r/min；液相色譜儀（珠海藍網(wǎng)電氣設(shè)備有限公司，LWS-2600）；分光光度計（陜西德祥實驗設(shè)備有限公司，DN6000）。

1.3 試驗方法

本次試驗采用同樣地區(qū)、同批次的大葉種曬青毛茶，將樣本平均分為4組并進行加水增濕操作，使其濕度分別達到30%、45%及60%，為排除無關(guān)變量干擾，實驗室溫度、供養(yǎng)條件均保持一致，模擬渥堆、自然發(fā)酵，每堆用量均為4 kg，平均6 d進行一次翻堆操作，樣本組分別命名為S1、S2及S3，水分測定時，應(yīng)當(dāng)兼顧樣堆表面、內(nèi)芯。

1.3.1 含水量測定方法

為確保普洱茶茶樣增濕達到設(shè)計標準，在操作完成后，還應(yīng)進行必要的含水量測定，從茶堆表面、內(nèi)芯分別取5 g樣本，將其置于指定烘干器皿中，注意器皿必須經(jīng)過干燥箱1 h的預(yù)處理，冷卻至室溫后稱重，數(shù)值精確到0.001 g。隨后將試樣連同器皿一同送入120 ℃干燥箱，皿蓋應(yīng)當(dāng)打開斜靠在旁邊，加熱時長為1 h，取出后放置在干燥箱內(nèi)，等待其冷卻至室溫后稱重、記錄，計算過程如下：

式中：m1表示試樣與烘皿烘干前質(zhì)量，g；m2表示試樣與烘皿烘干后質(zhì)量，g；m0則表示試樣質(zhì)量，g。

1.3.2 茶多酚及兒茶素測定方法

（1）兒茶素測定方法。兒茶素測定主要采用高效液相色譜法（High Performance Liquid Chromatography，HPLC），用于測定的茶樣應(yīng)當(dāng)處于磨碎狀態(tài)，接著稱取0.2 g置于離心管中，加入經(jīng)過預(yù)熱的70%甲醇水溶液，加入量控制在5 mL即可，充分攪拌后送入水浴，維持時間為10 min，過程中注意觀察、攪拌，完成后冷卻至室溫送入離心機，離心時間同樣為10 min。上清液放置于容量瓶儲存，殘渣則重復(fù)上述操作進行二次提取，完成后與原上清液合并，定容至10 mL并搖勻，過濾后儲存待用，后續(xù)所有測定操作應(yīng)當(dāng)控制在24 h以內(nèi)，以防母液失效[4]。測試環(huán)節(jié)取2 mL母液，將其轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶，并定容搖勻、過濾，最后采用高效液相色譜儀完成最終含量測定。

（2）茶多酚母液的制備。與兒茶素步驟基本相同，測定環(huán)節(jié)需要取1.0 mL母液置于容量瓶之中，定容搖勻，再吸取1.0 mL放置于試管內(nèi)部等待測定操作，接著取同等量的沒食子酸工作液、清水，同樣放置在試管內(nèi)部，分別加入適量福林酚試劑，等待3～ 8 min充分反應(yīng)之后，加入適量的碳酸氫鈉溶液，定容搖勻。將幾組試劑放置在室溫條件下，等待 60 min后，即可借助分光光度計開展吸光度測定。

1.3.3 茶色素測定方法

取3 g茶樣，將其放置于250 mL錐形瓶中，并加入適量沸水進行水浴提取，提取時間持續(xù) 10 min，完成后及時用脫脂棉進行過濾[5]。待到茶湯冷卻至室溫后，取30 mL置于分液漏斗中，加入適量乙酸乙酯，按照標準振蕩5 min促進分層，分層后的液體要分開盛放。隨后吸取2 mL乙酸乙酯層置于容量瓶中，加95%乙醇定容，定容后液體總量為 25 mL，搖勻并移至試管中，測定時以95%乙醇作參照，采用分光光度計進行輔助測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶多酚總量變化

茶多酚是決定普洱茶茶湯品質(zhì)的關(guān)鍵要素，濃度、收斂性等指標均會受到該物質(zhì)的影響。由表1知，在茶葉原樣本的測定中，茶多酚含量顯示為24.06%，間隔18 d后對3組樣本進行再次測定，發(fā)現(xiàn)茶多酚含量分別降低至5.69%、5.31%及3.24%，降幅分別為76.35%、77.93%及86.58%，說明初始含水量越高的樣本中，茶多酚流失速度越快，最終含量越少，這種狀況可能是由于含水量越高的茶堆中，濕熱作用越明顯，茶多酚轉(zhuǎn)換也就越發(fā)頻繁，因此含水量、茶多酚整體上呈現(xiàn)出負相關(guān)性，當(dāng)含水量為60%時，茶多酚含量最低。

表1 茶多酚總量變化（單位：%）

2.2 兒茶素類物質(zhì)含量變化

兒茶素測定值如表2所示。兒茶素是多酚主要成分，總體占比高達70%～80%，其單體構(gòu)成較為復(fù)雜，本文主要針對其中6種物質(zhì)含量展開測定，探究其與含水量之間的相關(guān)關(guān)系。從兒茶素總體變化情況可以看出，原茶堆測定值為131 mg/g，經(jīng)過發(fā)酵后測定，發(fā)現(xiàn)3組含量分別為6.57 mg/g、2.81 mg/g及1.18 mg/g，下降趨勢十分明顯，降幅均已經(jīng)超過了95%，同時，含水量越高的組別中，兒茶素含量的最終測定值越低，同樣呈現(xiàn)反比例關(guān)系。

表2 兒茶素測定值（單位：mg/g）

如表3所示，間隔6 d、12 d、18 d對茶堆中表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin Gallate， EGCG）含量進行測定，發(fā)現(xiàn)初次翻堆之后，其含量出現(xiàn)了急劇下降，原茶堆測定值為45.59 mg/g，但初次翻堆后的測定值只有0.71 mg/g、0.69 mg/g及 0.65 mg/g，第二次翻堆過后，并沒有發(fā)生明顯變化，至發(fā)酵完成，3組EGCG含量均達到0 mg/g，這說明含水量對該物質(zhì)的消耗影響不強，相關(guān)關(guān)系不明顯。

表3 EGCG測定結(jié)果（單位：mg/g）

如表4所示，在表兒茶素沒食子酸酯（Epicatechin Gallate，ECG）含量的測定中，初次翻堆后3組均出現(xiàn)明顯下降，由原本的32.12 mg/g下降到了6.52 mg/g、5.87 mg/g及5.46 mg/g，間隔一段時間進行再次測定后發(fā)現(xiàn)，3組中ECG含量降速減緩，最終測定數(shù)值為3.17 mg/g、2.11 mg/g及0.58 mg/g，含水量越高的組別中，該物質(zhì)含量越低，二者之間同樣為負相關(guān)性。

表4 ECG測定值（單位：mg/g）

如表5所示，在普洱茶3組試樣中，沒食子兒茶素沒食子酸酯（Gallocatechin Gallate，GCG）含量整體呈現(xiàn)下降趨勢，初次翻堆后這種變化并不明顯，后隨著發(fā)酵過程的推進，S3組GCG含量降幅明顯增大，下降速度加快，再次翻堆后測定值已經(jīng)達到0 mg/g，而S2、S1組則要等到第3、4次翻堆之后，才能實現(xiàn)零含量，這說明含水量高低可以影響GCG轉(zhuǎn)換速度，但總量之間并不會出現(xiàn)明顯的相關(guān)關(guān)系。

表5 GCG測定值（單位：mg/g）

如表6所示，伴隨發(fā)酵進程的深化，表沒食子兒茶素（Epigallocatechin，EGC）含量緩慢下降，3組茶堆均在首次翻堆后出現(xiàn)大幅度下降，含水量越高的組別降幅最大，并且會在后續(xù)的測定中最先達到低點，到發(fā)酵結(jié)束，3組含量分別為1.62 mg/g、 0.77 mg/g及0.45 mg/g，說明含水量、EGC含量之間是存在負相關(guān)關(guān)系，同時含水量高的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)化速度會相對較快。

表6 EGC測定值（單位：mg/g）

如表7所示，對表兒茶素（epicatechin，EC）含量進行跟蹤測定后發(fā)現(xiàn)，直至第2次翻堆，3個組別均未出現(xiàn)明顯變化，但后期含水量較高的S2、S3組中，EC含量下降速度明顯增快。

表7 EC測定值（單位：mg/g）

2.3 茶色素總量變化

通過上述分析，基本確定了茶多酚、含水量之間存在相關(guān)關(guān)系，推測這可能是由于含水量越多的茶堆中，化合物反應(yīng)進程越頻繁，多酚被充分轉(zhuǎn)化成了其他物質(zhì)，對茶色素含量的跟蹤、測定進一步證實了這一作用機理。其中茶黃素呈現(xiàn)先增后減的趨勢，其中含水量最少的S1組最大值達到0.26%，主要于第3次翻堆時出現(xiàn)，其余2組則分別為0.43%和0.36%，于第2次翻堆時出現(xiàn)，最終3組含量均在0.1%以下，其中含水量最高的S3組中，茶黃素含量最低，為0.02%（見圖1）。茶褐素則在發(fā)酵進程中，呈現(xiàn)出明顯的上升狀態(tài)，最終可達9.49%、9.72%及10.83%（見圖2），這些變化情況均說明了含水量是通過促成氧化反應(yīng)，推動茶多酚轉(zhuǎn)化，進而對其含量造成影響的。