馬邊夏秋季機采鮮葉制茯磚茶品質化學變化規(guī)律研究

李恒彪,夏 雪,鄧國軍,趙以橋,胥 偉,3*

(1. 馬邊星農(nóng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司,四川 樂山 614600;2. 四川農(nóng)業(yè)大學園藝學院,成都 611130;3. 精制川茶四川省重點實驗室,成都 611130)

黑茶作為我國六大茶類之一,歷史悠久,品種繁多。黑茶的主產(chǎn)地包括四川、湖南、湖北、云南、廣西等[1],盡管在不同的地區(qū)制作工藝存在一些差異,但渥堆這一環(huán)節(jié)是黑茶制作過程中的核心[2]。渥堆是通過將茶葉堆放在適宜的環(huán)境中,加濕、保溫,促使茶葉發(fā)酵、氧化和微生物降解等過程。在這個過程中,茶葉中發(fā)生以多酚化合物氧化聚合為主的一系列化學反應,賦予茶葉獨特的風味和口感。同時,渥堆過程中微生物的參與,進一步調整了茶葉中的化學成分,使其更加柔和可口[3]。

茯磚茶生產(chǎn)加工技術起源于陜西涇陽,1941年傳入四川,是四川黑茶西路邊茶中重要的產(chǎn)品,但市場份額一直較弱,屬于生產(chǎn)歷史悠久但市場份額偏低的一款產(chǎn)品。目前,市場上的茯磚茶生產(chǎn)主要源于湖南[4],因其獨特的發(fā)花工序而備受矚目。在發(fā)花過程中,茶磚內部生長出大量“金花”顆粒,金花學名“冠突散囊菌”,在發(fā)花過程中調控茯磚茶品質形成方面發(fā)揮著關鍵的作用[5]。它參與了茶葉內部生化成分的轉變,促使形成茯磚茶橙紅明亮的湯色和醇和的滋味,賦予其獨特的品質。現(xiàn)代科學研究也在不斷豐富茯磚茶品質形成各方面的相關研究,從產(chǎn)地[6]到制作工藝[7],各個環(huán)節(jié)都進行精細化管理和優(yōu)化,以確保茶葉的質量和口感。四川茯磚茶的生產(chǎn)工藝及品質形成研究是豐富四川茶產(chǎn)品結構的一個重要內容。

勞動力不斷減少的今天,機采技術的應用不斷得到加強,但對應鮮葉的加工技術還有待進一步提高。為了促進機采鮮葉制茯磚茶技術的成熟,本研究開展了加工過程中生化成分含量的檢測研究,以期為機采鮮葉制茯磚茶提供相關參考。

1 材料及方法

1.1 試驗材料

以馬邊彝族自治縣夏秋季機采鮮葉原料。

1.2 試驗方法

1.2.1 綠毛茶制備 取同批機采鮮葉,于攤青槽中自然攤放3h后,高溫蒸汽殺青,待殺青葉冷卻后進行揉捻,解塊置于烘干機上90℃烘干至含水量5%～6%左右,制得綠毛茶,備用。

1.2.2 渥堆發(fā)酵過程中不同部位茶樣主要生化成分測定 將綠毛茶覆水渥堆發(fā)酵21d,含水量35%,堆高1.5～2m,于第10d進行翻堆。渥堆發(fā)酵完成后置于烘干機上90℃烘至足干。渥堆過程中分別于第3d、第7d、第10d、第14d、第17d、第21d取堆芯及堆表處茶樣,按照表1所示方式測定其水浸出物、茶多酚、兒茶素、游離氨基酸、咖啡堿、可溶性糖含量,重復測定3次。

表1 茶葉生化成分測定方法

1.2.3 發(fā)花過程中茶樣含水量及主要生化成分測定 將渥堆完成后茶樣稱重、蒸茶、壓制,然后置于起始溫度為28℃、濕度85%發(fā)花室發(fā)花21d,發(fā)花過程中第10d開始提高發(fā)花車間溫度,每日提高1～2℃,直至發(fā)花車間溫度達到45℃。同時分別于發(fā)花第0d、第7d、第14d、第21d取茶樣備測,測定其水浸出物、茶多酚、兒茶素、游離氨基酸、咖啡堿、可溶性糖含量,重復測定3次。

1.3 統(tǒng)計分析方法

實驗數(shù)據(jù)處理采用Excel 2019;數(shù)據(jù)方差分析采用SPSS;圖形繪制采用Origin。

2 結果與分析

2.1 渥堆時間對不同渥堆部位茶葉主要生化成分影響

由圖 1可知,不同渥堆部位茶葉水浸出物含量在渥堆過程中都呈下降趨勢。堆芯處茶葉水浸出物含量由36.58%下降至31.24%,堆表處茶葉水浸出物含量由35.62%下降至31.35%,這可能與渥堆過程中微生物活動消耗茶葉內含成分有關。

渥堆過程中游離氨基酸含量整體呈現(xiàn)下降趨勢。氨基酸作為微生物生存所需的重要氮源,為微生物的生殖生長提供營養(yǎng)物質[12],同時氨基酸還可以在酶的催化作用下轉化成某些芳香物質,參與茶葉香氣構成[13],使之呈現(xiàn)出整體下降的趨勢。堆芯處茶葉游離氨基酸含量在第10～14d顯著降低,由3.28%下降至2.45%,渥堆后期變化不顯著,堆表處茶葉游離氨基酸含量在第3～10d顯著降低,之后趨于穩(wěn)定。不同渥堆部位茶葉在渥堆過程中的游離氨基酸下降速率不同。呈現(xiàn)出這一變化的原因可能與微生物受到渥堆環(huán)境溫濕度影響有關。

茶葉可溶性糖含量在渥堆過程中逐漸降低。不同渥堆部位可溶性糖含量都在第3～14d變化顯著,而渥堆后期堆芯處可溶性糖含量下降速率明顯高于堆表處。由于糖類為微生物的生殖生長提供碳源,同時微生物活動過程中產(chǎn)生能夠水解茶葉中多糖的酶類,從而呈現(xiàn)出渥堆過程中茶葉可溶性糖含量逐漸下降的趨勢[14]。

堆芯處茶葉茶多酚與兒茶素含量與游離氨基酸含量下降趨勢基本一致,在第10～14d顯著降低,茶多酚含量由11.26%下降至9.89%,兒茶素含量由8.66%下降至6.03%,后期變化不顯著,堆表處茶多酚含量前期下降緩慢,后期變化顯著,兒茶素含量變化則與堆芯處相似。在渥堆過程中,茶多酚逐漸轉化成茶黃素、茶紅素、茶褐素,從而使多酚類物質含量逐漸降低,這與前人的研究結果相同[15]。

茶葉中的咖啡堿含量在渥堆過程中變化不明顯,這可能與咖啡堿獨特的環(huán)狀結構使咖啡堿具有穩(wěn)定的化學性質有關[16]。

圖1 渥堆過程中不同部位茶葉主要生化成分變化

2.2 發(fā)花過程中茶葉主要生化成分變化

由圖 2可知茶葉在發(fā)花過程中水浸出物含量變化呈先上升后下降的趨勢,整體變化幅度較小。在0～7d之間,茶葉水浸出物含量由29.31%顯著升高至31.39%,在此之后緩慢下降。這可能是由于冠突散囊菌等微生物分泌的胞外酶將茶葉中的大分子物質分解為多種小分子水溶性物質,從而使茶葉水浸出物含量增加[17]。可溶性糖含量變化趨勢與水浸出物含量變化相同,在0～7d之間顯著升高,之后緩慢下降,整個發(fā)花階段可溶性糖含量由2.97%下降到2.82%,整體減少了5.25%,變化幅度較小。發(fā)花過程中,茶多酚、兒茶素、氨基酸、咖啡堿含量都呈下降趨勢。茶多酚含量從8.31%下降至6.03%,整體降低了27.44%,且下降趨勢較為穩(wěn)定,兒茶素含量由5.91%下降至4.75%,發(fā)花前期含量較為穩(wěn)定,中后期含量逐漸下降,發(fā)花過程中,茶多酚、兒茶素等在濕熱作用和氧化作用下逐漸轉化,酯型兒茶素轉變?yōu)楹唵蝺翰杷?同時由于微生物活動,將簡單兒茶素轉化成其他物質,當消耗量大于生成量時,則呈現(xiàn)出下降趨勢[18]。游離氨基酸含量在發(fā)花前期變化不顯著,在發(fā)花中期顯著下降。主要是由于微生物釋放的蛋白質水解酶分解蛋白質生成更多的游離氨基酸,同時其生長發(fā)育又不斷將游離氨基酸消耗,同時氨基酸還與還原糖發(fā)生縮合反應生成生物堿[19],從而整體呈現(xiàn)下降趨勢。發(fā)花過程中咖啡堿含量下降幅度較小,從4.92%下降至4.48%,整體降低了9.35%,這也與前人的研究結果相同[12]。

圖2 發(fā)花過程中茶葉主要生化成分變化

3 討論與結論

試驗以馬邊彝族自治州夏秋季機采鮮葉為原料,旨在深入研究茯磚茶品質形成的過程。通過對茯磚茶渥堆過程中各重要生化成分的含量進行分析,揭示了它們呈現(xiàn)出不同的變化趨勢。研究結果表明,在渥堆過程中,茶葉中水浸出物、游離氨基酸、茶多酚、可溶性糖、兒茶素含量都呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢,而咖啡堿由于其化學性質比較穩(wěn)定,在渥堆過程中變化不明顯。這些重要生化成分的變化在茯磚茶品質形成中起著關鍵作用。值得注意的是,不同渥堆部位的茶葉主要生化成分下降速率存在差異,主要是因為渥堆過程中的濕度、溫度以及通風等環(huán)境條件的差異,導致堆芯處茶葉與堆表處茶葉的生化成分變化不同。因此,為了促進茯磚茶品質的形成,必須在渥堆過程中及時進行翻堆操作,以確保各部位茶葉均能得到充分的渥堆處理。而合理地控制渥堆過程中的濕度、溫度以及通風等環(huán)境條件,可以調控渥堆過程中生化反應的進行,從而更好地保持和提升茯磚茶的品質[20]。

在發(fā)花過程中,茶葉主要生化成分都呈下降趨勢。然而,這種變化與渥堆過程中的變化不同。在發(fā)花過程的初期階段,茶葉中水浸出物及可溶性糖含量顯著上升,這是由冠突散囊菌的介入所引起的,隨著發(fā)花過程的不斷進行,茶葉中的水浸出物及可溶性糖含量開始逐漸下降,整體呈現(xiàn)出一個下降的趨勢。咖啡堿在發(fā)花過程中也呈現(xiàn)出降低的趨勢。咖啡堿是茶葉中的一種重要生物堿,具有提神醒腦的功效[21]。在發(fā)花過程中,咖啡堿的含量逐漸減少,這可能是由于冠突散囊菌等微生物的代謝活動與咖啡堿相互作用,導致咖啡堿在發(fā)花過程中發(fā)生一定程度的轉化或降解。發(fā)花過程中茶葉主要生化成分的變化是一個相對平衡的過程,涉及多種生物化學反應和微生物的相互作用,冠突散囊菌作為一種重要的微生物參與其中,其代謝活動和酶的作用對茯磚茶的化學組成和風味產(chǎn)生深遠影響。

總體而言,渥堆、發(fā)花過程中茶葉的主要生化成分變化都呈現(xiàn)出一定的規(guī)律,這些規(guī)律為我們優(yōu)化茶葉生產(chǎn)工藝、提高茯磚茶品質提供了有益的參考依據(jù)。隨著科學研究的不斷深入,我們對于茶葉的生化成分變化和品質形成機制將有更全面的認識,并在實踐中不斷取得新的突破和進展。