潘 科，沈 強，申 東，杜 曉*

（1.四川農業(yè)大學園藝學院，四川 雅安 625014；2.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽 550006）

紅茶通氧發(fā)酵過程中發(fā)酵葉相變化分析

潘 科1,2，沈 強2，申 東2，杜 曉1,*

（1.四川農業(yè)大學園藝學院，四川 雅安 625014；2.貴州省茶葉研究所，貴州 貴陽 550006）

采用黔湄419、黔湄502、黔湄601、黔湄809和福鼎大白茶品種的茶青為原料，利用自制的通氧發(fā)酵裝置進行通氧發(fā)酵，以自然發(fā)酵為對照；每15 min記錄1 次發(fā)酵葉感官品質變化情況，測定葉溫及pH值。結果表明：通氧發(fā)酵處理前期葉面升溫迅速且高于自然發(fā)酵葉溫；明顯加快發(fā)酵過程中葉面色澤的紅變，促進特征香氣的形成；發(fā)酵過程中，發(fā)酵葉pH值均呈降低趨勢，通氧發(fā)酵處理降低速度更快；感官審評結果表明，通氧發(fā)酵樣品品質整體不低于自然發(fā)酵樣品。

紅茶；通氧發(fā)酵；感官品質；葉溫；pH值

發(fā)酵是形成紅茶品質風味的關鍵工序，其實質是以多酚類化合物為主體的酶促氧化作用，伴隨著鮮葉其他內含物質產生一系列的氧化、聚合、縮合等復雜的化學變化，形成茶色素等有色物質及其他物質，綜合形成紅茶品質風味[1]。夏濤[2]、侯冬巖[3]、任洪濤[4]和王秋霜[5]等先后對紅茶工序進行研究，結果表明，萎凋、發(fā)酵、干燥工序是影響紅茶香氣形成的關鍵工序；侯冬巖等[6]研究表明，紅茶中具有較高的茶多酚含量和較強的抗氧化性能，而陳金娥等[7]研究則表明，紅茶的抗氧化作用主要來自茶多糖；Nabarun等[8-9]研究表明，隨著紅茶發(fā)酵時間的延長，茶黃素呈先增加后較少的趨勢；Martin等[10]研究也表明，隨著紅茶發(fā)酵程度的加深，茶黃素和茶紅素呈先增加后降低的趨勢，茶褐素呈增加趨勢，逐漸形成紅茶色澤紅潤、香氣高爽、湯色紅亮、滋味醇厚的獨特品質風味[11]。劉曉東等[12]研究表明，發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵葉茶湯吸光值呈小→大→小的變化規(guī)律，符合工夫紅茶發(fā)酵過程中茶黃素含量的變化規(guī)律。

貴州茶區(qū)全年溫度相對偏低，紅茶發(fā)酵時間較長，春季6～8 h，夏季3～4 h，產業(yè)急需更先進的紅茶加工技術，促進產業(yè)升級發(fā)展。本實驗采用自制通氧發(fā)酵裝置，對比研究通氧發(fā)酵與自然發(fā)酵過程中制品的變化差異，試圖通過加工方法的改變，縮短紅茶加工時間，為研制紅茶連續(xù)化發(fā)酵設備奠定技術基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

黔湄502、黔湄601、黔湄419、黔湄809、福鼎大白茶茶樹品種。黔湄601、黔湄419、黔湄809采摘標準為獨芽；黔湄502采摘標準為一芽一葉；福鼎大白茶采摘標準為一芽二、三葉。茶青均采自貴州省茶葉研究所湄潭基地茶園。

1.2 儀器與設備

STRS1550手持式紅外線測溫儀 北京吉安諾科技發(fā)展有限公司；PHS-25 pH計 上海精密儀器儀表有限公司。

1.3 方法

紅茶加工工藝：茶青→萎凋→揉捻→通氧發(fā)酵/自然發(fā)酵→干燥。

通氧發(fā)酵設備：自制通氧發(fā)酵裝置，已獲實用新型專利授權，專利號：ZL201220113859.X。

自然發(fā)酵設備：竹簍、濕毛巾，每30 min翻拌茶堆1 次。

每15 min觀察1 次，詳細記錄發(fā)酵葉相變化狀況，感官判定參照DB52/T 639—2010《貴州紅茶 工夫紅茶加工技術規(guī)程》[13]。

1.4 檢測項目與方法

1.4.1 發(fā)酵葉溫測定

每次取樣時，分別快速測定發(fā)酵葉中心溫度，每次測3 個點，取平均值。

1.4.2 發(fā)酵葉pH值測定

參考土壤pH值測定方法[14-15]。取發(fā)酵過程中發(fā)酵葉1.000 g，用碾缽粉碎，放入50 mL小燒杯中，加入10 mL去離子水，攪拌均勻。用預先校準好的pH計測定溶液pH值。發(fā)酵葉pH值等于pH計測得值減去1。

1.5 感官審評方法

按GB/T 23776—2009《茶葉感官審評方法》進行感官分析，采用3 g茶樣、150 mL沸水、沖泡5 min、密碼評審。評定外形色澤、湯色、香氣、滋味和葉底，按每項滿分100 分計，總分采用加權法，計算見下式。

品質總分=外形色澤×0.25+湯色×0.10+香氣× 0.25+滋味×0.30+葉底×0.1

2 結果與分析

2.1 發(fā)酵過程中葉相變化

在發(fā)酵過程中間隔15 min記錄自然發(fā)酵與通氧發(fā)酵葉色和香氣變化，感官判定參照DB52/T 639—2010。由表1可知，不同品種原料發(fā)酵葉色澤紅變速度通氧發(fā)酵處理明顯快于自然發(fā)酵，青草氣消失的速度明顯快于自然發(fā)酵，出現花果香的時間明顯早于自然發(fā)酵。在發(fā)酵葉色澤、香氣變化方面，不同品種存在之間存在差異。

2.2 發(fā)酵過程中葉溫變化情況

表1 紅茶發(fā)酵過程感官品質變化Table 1 Changes in sensory quality during fermentation

圖1 原料發(fā)酵過程中葉溫變化情況Fig.1 Changes in leaf temperature during fermentation

通氧發(fā)酵與自然發(fā)酵過程中葉溫變化測定結果及趨勢見圖1a～d。在發(fā)酵剛進行時，通氧處理葉溫均高于自然發(fā)酵處理。黔湄502、黔湄601、福鼎大白茶品種自然發(fā)酵處理葉溫沒有明顯的升高趨勢，而4 個品種通氧發(fā)酵處理葉溫上升明顯。4 個品種通氧發(fā)酵處理葉溫在一定時間內均高于自然發(fā)酵葉溫，之后開始低于自然發(fā)酵的葉溫。整體上，4 個茶樹品種的自然發(fā)酵葉溫較平穩(wěn)，而通氧發(fā)酵的葉溫在發(fā)酵前期升溫較明顯且較快，后期下降速率較快，最終低于相應的自然發(fā)酵葉溫。不同品種處理，發(fā)酵初始階段溫度差異較大。

2.3 發(fā)酵過程中發(fā)酵葉pH值變化情況

圖2 原料發(fā)酵過程中發(fā)酵葉pH值變化情況Fig.2 Changes in leaf pH during fermentation

通氧發(fā)酵與自然發(fā)酵過程中發(fā)酵葉的pH值結果及趨勢見圖2a～d。4 個品種自然發(fā)酵、通氧發(fā)酵2 種處理方式的pH值都呈降低趨勢。對應同一取樣時間點，通氧發(fā)酵處理pH值低于自然發(fā)酵處理。發(fā)酵過程中發(fā)酵葉pH值變化幅度在4.38～5.01之間，黔湄419、黔湄502和黔湄601這3 個品種，pH值相近，變化幅度也相近，福鼎大白茶品種pH值略高于3 個黔湄系列的品種，但整體變化趨勢相同。

2.4 感官審評結果

由表2可知，黔湄502樣品采用的是一芽一葉原料，福鼎大白茶樣品采用一芽二、三葉，黔湄601、黔湄419、黔湄809樣品采用的是獨芽原料。由于受傳統(tǒng)審評方式所限，黔湄502、福鼎大白茶樣品在外形及葉底比較方面，均差于其他樣品，但在滋味、香氣、湯色比較方面不差于其他樣品。黔湄419樣品出現的高火味是由于后續(xù)干燥過程中溫度過高造成，與發(fā)酵階段沒有關系。感官審評結果表明，通氧發(fā)酵樣品的品質不低于自然發(fā)酵樣品，說明紅茶進行通氧發(fā)酵處理在技術上是可行的。

表2 樣品感官審評結果Table 2 Sensory evaluation of fermented tea leaves under different conditions

3 討 論

3.1 通氧處理與發(fā)酵葉感官品質變化

工夫紅茶發(fā)酵過程中，葉面色澤一般呈現出青綠、黃綠、黃、紅黃、黃紅、紅、紫紅到暗紅色的變化過程；香氣一般呈現出青氣、清香、花香、果香、熟香而后逐漸低淡的變化過程[16]。葉面色澤及香氣的變化常常作為判斷紅茶發(fā)酵是否適度的重要手段。本實驗采用通氧發(fā)酵方法，與自然發(fā)酵相比較，葉面色澤的紅變速度明顯加快，同時，香氣的遞漸變化趨勢也表現出與之相對應的加快。葉面色澤及香氣的變化屬于感官變化，感官變化的加快說明與之相對應的化學物質在通氧發(fā)酵過程中得到了快速發(fā)展。

3.2 通氧處理與發(fā)酵葉葉溫變化

酶促氧化作用是影響紅茶特有品質特征形成的主要化學變化，這一學說已得到學術界的一致認可[17-18]。氧化變化是屬于放熱反應，因此，紅茶發(fā)酵的前期階段發(fā)酵葉的葉溫將會增加，隨著多酚類的氧化反應逐漸減弱，釋放能量逐漸減少，發(fā)酵葉葉溫也會降低。本實驗中通氧發(fā)酵處理的前30～60 min內，葉溫在快速增加，明顯高于自然發(fā)酵，說明通氧發(fā)酵處理酶促氧化反應更為劇烈，隨著通氧的繼續(xù)進行，發(fā)酵葉溫也逐漸降低，說明酶促氧化作用開始減弱，這與酶活性的降低有著密切的關系，證明影響紅茶氧化發(fā)酵的最主要因子是茶葉中各種氧化酶類。

3.3 通氧處理與發(fā)酵葉pH值變化

實驗表明，紅茶在發(fā)酵過程，發(fā)酵葉中有機酸的含量會不斷增加，包括蛋白質水解生成氨基酸，酯型兒茶素類水解生成沒食子酸等[16,19]。本實驗中pH值隨著發(fā)酵時間的增加一直表現出下降的趨勢，且通氧處理較與之時間對應的自然發(fā)酵處理，下降速度略快，特別是在通氧處理的前30 min，下降速度最快。與之對應的發(fā)酵葉葉溫也出現了類似的趨勢，說明葉溫的升高，促進了發(fā)酵葉內各水解酶類的活性，加速了有機酸的積累，導致了pH值的快速下降。

3.4 樣品感官審評結果

按照按GB/T 23776—2009審評方法，以及相應地方標準（如貴州省地方標準DB52/T 641—2010《貴州工夫紅茶》）的要求，以及長期以來從業(yè)人員對茶葉感官品質評審形成的固定模式，習慣性地將嫩度高的茶葉定位為更好的茶葉。在本實驗中，黔湄502和福鼎大白茶2 個品種的3 個茶樣除外形和葉底審評得分低于其他茶樣，而滋味、香氣、湯色等內在品質的評審得分并不低于其他樣品。茶葉的 本質屬性是飲料，而不是用來觀賞的工藝品。以現在的審評方式，必然引導市場偏離茶葉的本質屬性，不利于茶產業(yè)的健康發(fā)展。

4 結 論

工夫紅茶發(fā)酵過程是一個復雜的反應體系，其主體反應是以多酚類為主的酶促氧化反應，同時伴隨著水解、異構、合成和降解等其他反應。各種化學反應之間通過彼此生成的新物質發(fā)生聯(lián)系，改變體系內的環(huán)境因子，影響各種反應的繼續(xù)進行。本實驗中設計的處理，除通氧環(huán)節(jié)外，其他環(huán)節(jié)均同時進行，以自然發(fā)酵作為對照，針對通氧對工夫紅茶發(fā)酵過程中葉面色澤變化，香氣特征變化，發(fā)酵葉溫度、pH值的變化進行研究。在本實驗設定條件下，主要得出以下結論：1）較之自然發(fā)酵，通氧處理能明顯的加快工夫紅茶發(fā)酵過程中葉面色澤的紅變，促進紅茶特征香氣的形成，可以縮短發(fā)酵時間。2）較之自然發(fā)酵，通氧發(fā)酵能促進發(fā)酵前期葉面升溫且高于自然發(fā)酵葉溫。后期繼續(xù)通氧則葉面溫度下降較快且低于自然發(fā)酵葉溫。3）無論是自然發(fā)酵還是通氧發(fā)酵，反應系統(tǒng)的pH值都呈降低趨勢?？傮w上，通氧發(fā)酵使發(fā)酵葉pH值降低更快。4）感官審評結果表明，通氧發(fā)酵樣品綜合品質不低于自然發(fā)酵樣品，說明紅茶通氧發(fā)酵在技術上是可行的。5）一芽一葉，一芽二、三葉的原料，也能加工出內在品質不低于獨芽原料的工夫紅茶。

[1] 趙文霞, 黃亞輝. 紅茶發(fā)酵技術研究進展[J]. 福建茶葉, 2011, 33(3): 8-11.

[2] 夏濤, 童啟慶. 淺談紅茶加工中香氣的形成與調控措施[J]. 蠶桑茶葉通訊, 1996(4): 13-15.

[3] 侯冬巖, 回瑞華, 李鐵純, 等. 正山小種紅茶駿眉系列的香氣成分研究[J]. 食品科學, 2011, 32(22): 285-287.

[4] 任洪濤, 周斌, 方林江, 等. 云南紅茶加工過程中香氣成分的變化[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2013, 39(3): 187-191.

[5] 王秋霜, 陳棟, 吳華玲. 紅茶香氣研究進展[J]. 廣東農業(yè)科學, 2011, 38(18): 86-88.

[6] 侯冬巖, 回瑞華, 劉曉媛, 等. 紅茶茶多酚及抗氧化性能測定[J]. 食品科學, 2005, 26(8): 367-370.

[7] 陳金娥, 豐慧君, 張海容. 紅茶、綠茶、烏龍茶活性成分抗氧化性研究[J]. 食品科學, 2009, 30(3): 62-66.

[8] NABARUN B, SOHAN S, BIPAN T, et al. Monitoring of black tea fermentation process using electronic nose[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 80(4): 1146-1156.

[9] NABARUN B, SOHAN S, BIPAN T, et al. Detection of optimum fermentation time for black tea manufacturing using electronic nose[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2007, 122(2): 627-634.

[10] MARTIN O, OWUOR P O, RICHARD M. Change in the chemical and sensory quality parameters of black tea due to variations of fermentation time and temperature[J]. Food Chemistry, 2001, 75(4): 395-404.

[11] MOAZZAM H A, BABAK R, REZA H A. Optimal fermentation time and temperature to improve biochemical composition and sensory characteristics of black tea[J]. Australian Journal of Crop Science, 2012, 6(3): 550-558.

[12] 劉曉東, 劉玉芳, 甘春萍, 等. 工夫紅茶發(fā)酵過程中發(fā)酵葉茶湯吸光值變化的研究[J]. 茶葉科學, 2011, 31(4): 300-304.

[13] DB52/T 639—2010貴州紅茶 工夫紅茶加工技術規(guī)程[S].

[14] 李海玲. 土壤pH值的測定: 電位法[J]. 土壤肥料, 2011(13): 47-48.

[15] 馮林. 工夫紅茶通氧發(fā)酵技術及其化學成分變化研究[D]. 重慶: 西南大學, 2012.

[16] 金心怡, 陳濟斌, 吉克溫. 茶葉加工工程[M]. 北京: 中國農業(yè)出版社, 2003.

[17] BOKUCHAVA M A. 制茶工藝學與生物化學[M]. 杭州: 中國科學院茶科所情報資料室, 1982.

[18] EKANA-YAKE A. Research communication extent of non-enzymic oxidation in bleak tea processing[J]. Sri Lanka Journal of Tea Science, 1987, 56(2): 83-86.

[19] 宛曉春. 茶葉生物化學[M]. 北京: 中國農業(yè)出版社, 2008.

Changes in Sensory and Physico-chemical Characteristics of Tea Leaves during Aerobic Fermentation for Black Tea

PAN Ke1,2, SHEN Qiang2, SHEN Dong2, DU Xiao1,*
(1. College of Forestry and Horticulture, Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China; 2. Guizhou Tea Research Institute, Guiyang 550006, China)

Fresh tea leaves from different tea cultivars, Qianmei 419, Qianmei 502,Qianmei 601,Qianmei 809 and Fudingdabaicha were fermented in a laboratory-made aerobic fermentor to produce black tea in comparison to natural fermentation. Changes in sensory quality were recorded at 15-min intervals during the fermentation, and leaf temperature and pH were measured as well. The results showed that during the early stage of aerobic fermentation, the leaf temperature went up quickly to a level higher than that of natural fermentation. Aerobic fermentation accelerated the color alteration of tea leaves to red and facilitated the formation of characteristics aroma. During the fermentation process, the pH value of fermented tea leaves showed a downward trend under both conditions, but decreased faster under aerobic condition. The results of sensory evaluation showed that the overall quality of black tea from aerobic fermentation was as good as that from natural fermentation.

black tea; aerobic fermentation; sensory quality; leaf temperature; pH value

S571.1

A

1002-6630（2014）15-0198-04

10.7506/spkx1002-6630-201415040

2013-07-30

貴州省農業(yè)科學院專項資金項目（2012017）；貴州省農業(yè)攻關項目（20133013）

潘科（1984—），男，助理研究員，博士研究生，主要從事茶葉加工研究。E-mail：panke840215@126.com

*通信作者：杜曉（1963—），男，教授，博士，主要從事茶葉質量檢驗研究。E-mail：duxian@vip.163.com