不同干燥工藝對紅茶滋味和香氣的影響

王婷婷，羅學平*，李麗霞，鐘曉雪，蔣賓，楊麗冉，焦文文，練學燕

（1.四川農業大學園藝學院，四川 成都 611130；2.宜賓職業技術學院現代農業學院，四川 宜賓 644003；3.宜賓川紅茶業集團有限公司，四川 宜賓 644000）

茶葉是世界三大無酒精飲料之一，具有廣泛的消費群體。茶葉可分為紅茶、綠茶、青茶等六大茶類，其中，紅茶是全世界消費量最大的茶類[1]。

干燥是紅茶加工的最后一道工序，對紅茶品質的形成起著重要作用[2]。目前，紅茶的干燥通常采用熱風干燥，具有投資少、效率高、便于裝卸等特點，在國內外廣泛使用[3-4]。但熱風干燥熱效率較低，且容易導致紅茶品質出現高火、煙焦等現象[4]，因此，通過研究干燥工藝技術，對提升紅茶品質具有重要意義。王近近等[5]探索足火工藝參數對紅茶品質的影響，認為足火溫度越高，兒茶素、茶多酚、咖啡堿等含量越高，同時茶黃素、氨基酸、可溶性糖等含量越低，90℃足火40 min為工夫紅茶的較佳足火工藝。羅學平等[6]對四川工夫紅茶干燥工藝感官審評結果表明，毛火溫度達到140℃，或足火溫度達到125℃，茶葉煙焦或高火現象明顯。

目前，除了常規的曬干、烘干和炒干外[7]，一些較新的干燥技術如微波干燥、遠紅外干燥、冷凍干燥、真空干燥等技術在茶葉加工中已有研究和應用[8-9]。齊桂年等[10]采用微波干燥綠茶，認為微波干燥能使葉片受熱更均勻，加工的綠茶有效成分保留較多，香氣損失較少，可降低粗老氣和苦澀味；劉秋彬[11]將冷凍干燥應用于清香型烏龍茶加工，有利于色綠、香高、味厚品質的形成；呂曉騰等[12]采用微波真空干燥方式干燥綠茶，隨著微波功率的增大，綠茶茶葉的干燥速率也在增大，干燥效率較高，但未報道其品質影響。Qu等[13]采用熱風、微波、遠紅外、光波、微波+光波組合進行紅茶干燥，認為微波、微波+光波組合干燥的紅茶具有更新鮮的口感和更明顯的甜味，紅茶品質明顯改善。同時，查閱文獻資料發現，鮮見冷凍干燥、真空干燥等技術在紅茶加工中的研究報道。

因此，以宜賓地區夏季茶原料制作紅茶，探討冷凍干燥、真空干燥、熱風干燥、滾筒干燥以及日光干燥等技術對紅茶香氣和滋味品質的影響，以期為進一步提高夏季茶葉品質、提高茶葉生產經濟效益提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶鮮葉：2021年6月初，分3批次采摘于四川省屏山縣巖門茶場（海拔約900 m）的福選9號茶樹品種一芽二、三葉新梢，每批次50 kg，采摘后及時送宜賓職業技術學院教學茶廠進行紅茶初加工。

癸酸乙酯（用甲醇稀釋，配制成100 ng/mL溶液）、乙酸乙酯、正丁醇、茚三酮（均為分析純）：成都市科隆化學品有限公司；甲醇、乙腈（均為色譜純）：成都金山化學試劑有限公司；表沒食子兒茶素沒食子酸酯（epigallocatechin gallate，EGCG）、表兒茶素沒食子酸酯（epicatechin gallate，ECG）、表沒食子兒茶素（epigallocatechin，EGC）、兒茶素（catechin，D，L-C）、表兒茶素（epicatechin，EC）：成都麥德生物科技有限公司。

1.2 設備與儀器

6CR-40揉捻機：福建佳友茶葉機械智能科技股份有限公司；6CJ-10紅茶發酵機、6CH-941烘焙機：浙江上洋機械股份有限公司；6CP-70瓶式炒茶機：雅安市名山區山峰茶機廠；DZF-6050真空干燥箱、SHB-Ⅲ循環水真空泵、DZKW-6電子恒溫水浴鍋：北京中興偉業儀器有限公司；FD-1A-50冷凍干燥機：北京博醫康實驗儀器有限公司；BSA224S電子天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；VM-500Pro漩渦混勻儀：寧波市鄞州群安實驗儀器有限公司；N4S紫外可見分光光度計：上海儀電分析儀器有限公司；UPT-I-10T超純水機：四川優普超純科技有限公司；LC-16液相色譜儀：島津儀器（蘇州）有限公司；C18色譜柱（250 mm×4.6 mm）：天津市倍思樂色譜技術開發中心；GC-MS 3200氣相色譜質譜聯用儀：北京東西分析儀器有限公司；DB-5MS毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）：美國安捷倫科技有限公司；HS-SPME萃取裝置、57330-U手動固相微萃取進樣器、100 μm非結合型二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS） 萃取頭、20 mL SPME 專用樣品瓶：美國Supelco公司。

1.3 試驗方法

茶鮮葉進廠后，按照萎凋→揉捻→發酵→干燥的工藝流程進行工夫紅茶制作[14]。其中：萎凋采用自然萎凋工藝，萎凋時間16 h～17 h，萎凋溫度23℃～25℃，攤葉厚度3 cm左右，萎凋至制品含水量62%左右進行揉捻；揉捻時間60 min，其中重揉捻20 min；揉捻葉下機解塊后送入紅茶發酵機發酵，發酵溫度25℃、相對濕度95%、時間240 min，期間每隔60 min送風2 min。發酵葉下機后立即用140℃熱風快速初烘3 min，以終止發酵。然后將制品分為5份，分別按照熱風、滾筒、日光、真空和冷凍干燥工藝進行干燥處理，具體參數見表1。不同日期的鮮葉原料共分為3個批次處理。

表1 干燥處理工藝參數Table 1 Parameters of the drying technologies

1.4 檢測方法

1.4.1 感官品質評價

由5位專業評茶人員參照GB/T 23776—2018《茶葉感官審評方法》進行密碼審評[15]。

1.4.2 品質指標測定

茶多酚總量測定采用酒石酸鐵顯色法[16]，兒茶素組分測定采用液相色譜法[17]，氨基酸總量測定采用茚三酮顯色法[16]，茶黃素、茶紅素、茶褐素含量測定采用系統分析法[18]，紅茶濃強度、鮮爽度化學鑒定方法參照文獻[19]的方法。

香氣成分測定采用頂空固相微萃取-氣相色譜質譜聯用（headspace solid-phase microextraction and gas chromatography-mass spectrometry，HP-SPME-GC-MS）法測定。

樣品處理：稱取1.00 g磨碎茶樣于SPME樣品瓶中，加入100 μL 100 ng/mL癸酸乙酯甲醇溶液作內標，再加入5 mL沸水，加蓋密封，然后置于漩渦振蕩器于200r/min速度振蕩1min，讓茶葉充分浸潤，于65℃水浴中平衡5min。將230℃老化1h的100μm PDMS固相微萃取頭插入樣品瓶上部，經固相微萃取吸附60 min后，于氣質聯用儀進樣口解吸5min，進行GC-MS分析。

色譜條件：進樣口溫度230℃，接口溫度230℃，載氣為高純He，流速1.0 mL/min，采用不分流進樣，程序升溫參數參考文獻[20]；質譜條件：離子源為EI源，四極桿溫度230℃，電子倍增器電壓800 V，電子能量70 ev，掃描方式為 Scan，掃描范圍（m/z）35～400。

定性與定量分析：由GC-MS分析得到香氣成分的總離子色譜圖，用計算機檢索NIST 17質譜庫譜圖，結合文獻資料[21-22]，對香氣成分進行定性，并選擇相似指數（similarity index，SI）大于80%以上化合物進行定量分析；定量分析參考顧賽麒等[23]的方法，采用內標半定量法計算各組分的含量。

1.5 數據處理

試驗數據由DPS 7.05統計軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同干燥工藝對感官品質的影響

感官審評是評價茶葉品質優劣最直接有效的方法，其中香氣和滋味是紅茶品質審評的重點[24]。由5位專業評茶人員對不同干燥工藝制作的紅茶感官審評結果見表2。

表2 不同干燥工藝紅茶感官審評結果Table 2 Sensory evaluation results of black tea prepared with different drying methods

從表2數據可知，不同干燥工藝對紅茶感官品質的影響較大，其中熱風干燥、滾筒干燥的紅茶香氣均表現為甜醇，但滾筒干燥的紅茶滋味略帶酸味；日光干燥的紅茶香氣純正，較為平淡；冷凍干燥的紅茶滋味鮮甜，香氣甜醇，帶有花香；真空干燥的紅茶香氣低且具有異雜氣。因此，冷凍干燥的紅茶香味優于熱風干燥、日光干燥，而滾筒干燥和真空干燥的稍差。

2.2 不同干燥工藝對紅茶滋味相關指標的影響

與紅茶滋味密切相關的成分有兒茶素、茶多酚、茶黃素、茶紅素、氨基酸、咖啡堿、茶褐素等，除茶褐素與紅茶品質呈負相關外，其他成分均與紅茶品質呈正相關關系[25]。其中，茶多酚及其氧化產物含量是紅茶滋味濃強度和鮮爽度的重要成分[19]。

5個不同干燥工藝紅茶滋味成分分析見表3、表4。

表3 不同干燥工藝紅茶中兒茶素含量Table 3 Catechin content in black tea prepared with different drying methodsmg/g

表4 不同干燥工藝紅茶滋味成分含量Table 4 Content of flavor components in black tea prepared with different drying technologies

茶葉中的兒茶素主要由EGCG、ECG、EGC等5種單體組成。從表3可知，不同干燥工藝的紅茶中兒茶素總量不同，其中兒茶素總量較高的是冷凍干燥和真空干燥，熱風干燥的兒茶素含量最低。同時，冷凍干燥、真空干燥紅茶的EGCG、EC均顯著高于熱風干燥、滾筒干燥工藝，說明上述兒茶素對溫度和氧氣比較敏感，高溫處理可加速其分解轉化。因此，冷凍干燥是有效防止紅茶中兒茶素降解、轉化的途徑之一。

分析表4數據表明，低溫冷凍干燥有利于紅茶中茶黃素、氨基酸的保留，與其他干燥方式相比茶黃素含量差異顯著，尤其是冷凍干燥紅茶的茶黃素含量顯著高于其他干燥工藝，但冷凍干燥紅茶的茶多酚含量與其他干燥方式差異不顯著；同時，冷凍干燥的紅茶，其茶紅素和茶褐素含量顯著低于其他干燥工藝，尤其是茶褐素含量較低，有利于紅茶鮮甜滋味的形成[2，14]。

進一步采用程啟坤[19]提出的紅茶品質化學鑒定方法對不同干燥工藝制作的紅茶品質進行分析。熱風干燥的紅茶滋味濃強度得分最高，冷凍干燥的紅茶鮮爽度得分最高，綜合品質得分以冷凍干燥得分最高，其次為熱風干燥，與感官審評結果一致。

綜上所述，在上述5種干燥工藝中，冷凍干燥有利于提高紅茶中兒茶素和茶黃素含量，且生成的茶褐素含量較低，從而有利于紅茶鮮甜度和濃醇度品質的提高。

2.3 不同干燥工藝對紅茶香氣成分的影響

應用HS-SPME-GC-MS聯用技術，對5種干燥工藝制作的紅茶香氣成分進行分析，其中冷凍干燥和熱風干燥的紅茶香氣成分總離子流色譜圖見圖1。通過MS解析及與NIST 17質譜庫譜圖進行比對，鑒定得到各個組分，結果見表5。

圖1 冷凍干燥與熱風干燥紅茶香氣成分離子流色譜圖Fig.1 Ion flow chromatograms of aroma components in black tea prepared with freeze drying and hot air drying

表5 不同干燥工藝紅茶中香氣成分含量Table 5 Content of aroma components in black tea prepared with different drying methods

續表5 不同干燥工藝紅茶中香氣成分含量Continue table 5 Content of aroma components in black tea prepared with different drying methods

續表5 不同干燥工藝紅茶中香氣成分含量Continue table 5 Content of aroma components in black tea prepared with different drying methods

烷烴類香氣微弱或幾乎沒有香氣，對茶葉的香氣貢獻率很小，所以在茶葉香氣分析時，常常將其略去[26]。由表5可知，從5種干燥工藝紅茶中共鑒定出香氣成分88種，其中醇類化合物22種，酯類化合物25種，醛類化合物10種，酮類化合物6種，碳氫類化合物20種，其他類5種。不同干燥工藝紅茶鑒定出的香氣成分數量不同，其中熱風干燥紅茶有45種、滾筒干燥36種、日光干燥47種、真空干燥42種、冷凍干燥39種。共有23種香氣成分均存在于5種紅茶之中，其中與紅茶香氣品質形成密切相關的成分有芳樟醇及其氧化物、香葉醇、橙花叔醇、水楊酸甲酯、己酸葉醇酯、己酸己酯、反-2-己烯己酸酯、苯甲醛、苯乙醛、β-紫羅酮、α-法尼烯等。這23種成分是香氣成分的主體成分，占比為80.60%～88.18%，其中滾筒干燥的含量最高，日光干燥的含量最低。

不同干燥工藝制作的紅茶香氣成分之間含量差異較大，結果見圖2。

圖2 不同干燥工藝紅茶香氣成分含量Fig.2 Content of aroma components in black tea prepared with different drying technologies

由圖2可知，在5種紅茶中，香氣成分總量為129.80 ng/g～185.47 ng/g，含量從低到高依次是冷凍干燥、日光干燥、滾筒干燥、真空干燥、熱風干燥。統計表明，在本試驗條件下，紅茶中的香氣成分含量高低與干燥溫度呈極顯著正相關（r=0.958 7），這可能是由于高溫導致香氣成分揮發所致。進一步分析表明，香氣成分含量最高的是醇類，與李麗霞等[27]、徐元駿等[28]對紅茶中香氣成分測定結果結果一致。不同干燥紅茶醇類化合物含量為73.78 ng/g～108.60 ng/g，其中熱風干燥的含量最高，冷凍干燥的最低；其次為酯類，含量為23.68 ng/g～40.09 ng/g，其中熱風干燥的酯類含量最高；碳氫化合物主要是烯烴類，其含量排在第三位，為7.15 ng/g～14.73 ng/g，其中真空干燥含量最高；醛類化合物和酮類化合物含量相對較低。

芳樟醇及其氧化物含量、香葉醇是紅茶中重要的香氣成分，其中芳樟醇及其氧化物含量表現出木香、蘭花香、果實香等[25]，而香葉醇表現出玫瑰花香[29]，兩者在紅茶中的含量比例和含量高低不同，均對紅茶香氣有影響。從試驗數據來看，在熱風干燥、滾筒干燥、日光干燥和冷凍干燥的紅茶中，具有木香、蘭花香、果實香的芳樟醇及其氧化物，以及具有玫瑰花香的香葉醇含量之和達到了46.54 ng/g～53.06 ng/g，遠高于真空干燥紅茶（25.01 ng/g），這可能是真空干燥紅茶香氣表現不佳的原因。

因此，不同干燥處理對紅茶中的香氣種類、香氣數量、各類香氣含量均有影響，其中熱風干燥、滾筒干燥、日光干燥和冷凍干燥有利于芳樟醇及其氧化物含量、香葉醇等香氣成分保留，有利于紅茶花果香、甜香的形成。

3 討論與結論

干燥是茶葉加工重要的工序，它可以去除水分，延長貨架期。同時，在干燥過程中產生美拉德反應、色素降解等變化[25，30]，對紅茶的感官品質、滋味和香氣均有不同程度的影響。

在萎凋、揉捻、發酵等工藝一致的情況下，不同的干燥工藝影響到紅茶的香味[5，6]。熱風和滾筒干燥的紅茶，其氨基酸含顯著低于冷凍干燥和日光干燥，由于熱風干燥溫度高、滾筒干燥時間長，均有利于美拉德反應的進行，導致氨基酸的減少，并產生一系列復雜的風味物質[25]，從而形成甜醇的糖香；而冷凍干燥溫度低，未形成美拉德反應的條件，有利于茶葉中原有香氣物質的保留，從而表現為略帶花香的甜醇香氣。

紅茶中茶多酚及其氧化產物含量是滋味濃強度和鮮爽度的重要成分[13]。對不同干燥工藝的紅茶兒茶素含量差異較大，冷凍干燥、真空干燥紅茶的EGCG、ECG、EC均顯著高于熱風、滾筒干燥工藝，因此，冷凍干燥有利于增強其滋味的濃強度。但需要注意，紅茶發酵程度必須要充足，否則茶多酚含量過高，會導致滋味苦澀[31]。同時，在真空冷凍干燥過程中，干燥環境處于缺氧、低溫條件下，對紅茶鮮爽滋味有利的茶黃素難以進一步氧化形成茶紅素、茶褐素，因此，冷凍干燥有利于紅茶鮮爽度的提高。

茶葉中的香氣成分含量及組成影響到茶葉的香氣品質。共有芳樟醇及其氧化物、香葉醇、橙花叔醇、水楊酸甲酯、己酸葉醇酯、己酸己酯、反-2-己烯己酸酯、苯甲醛、苯乙醛、β-紫羅酮、α-法尼烯等23種香氣成分均存在于5種紅茶之中，占80.60%～88.18%，是香氣成分的主體成分。熱風、滾筒、日光和冷凍等4種工藝干燥的紅茶中，具有木香、蘭花香、果實香等芳香的芳樟醇及其氧化物含量、具有玫瑰花香的香葉醇含量之和達到46.54 ng/g～53.06 ng/g，其含量均高于真空干燥紅茶（25.01 ng/g）。因此，紅茶干燥方式不宜采用真空干燥。

綜上，冷凍干燥有利于紅茶鮮甜滋味的形成，可提高滋味濃醇度和鮮爽度，有利于形成花香，但真空冷凍干燥技術具有能耗高、效率低、加工成本高等問題，需進一步開展工藝優化試驗，為開發的特殊風格紅茶產品提供技術依據；熱風干燥有利于紅茶甜醇濃郁的滋味形成，有利于形成甜醇的糖香，保持其傳統風格。