滑金杰，王華杰，王近近，李 佳，江用文，王岳梁，袁海波

采用PLS-DA分析毛火方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)的影響

滑金杰1，王華杰1，王近近1，李 佳1，江用文1，王岳梁2，袁海波1※

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江省茶葉加工工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310008； 2. 余姚市姚江源茶葉茶機(jī)有限公司，余姚 315400）

為探究不同毛火方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)的影響，明確新型電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合干燥設(shè)備的毛火效果，該研究以一芽一二葉初展嫩度的“福鼎大白”品種為原料進(jìn)行工夫紅茶加工，設(shè)定電磁滾筒-熱風(fēng)耦合（Rotary pot - Hot air coupling First-Drying with electromagnetic heat，RHFD）、鏈板熱風(fēng)（Chain plate Hot air First-Drying，CHFD）、箱式熱風(fēng)（Box Hot air First-Drying，BHFD）、滾筒式滾炒（Rotary pot First-Drying，RFD）等4種毛火方式，比較所制茶樣的茶多酚、兒茶素、茶色素、可溶性糖、咖啡堿、氨基酸等29個(gè)非揮發(fā)性指標(biāo)，114個(gè)氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）檢測(cè)的揮發(fā)性香氣指標(biāo)，10個(gè)外形和湯色色澤客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)進(jìn)行了毛火方式的熱效率、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本等性能指標(biāo)的分析比較，通過(guò)偏最小二乘判別統(tǒng)計(jì)（Partial Least Squares Discrimination Analysis，PLS-DA）分析毛火方式對(duì)優(yōu)質(zhì)工夫紅茶品質(zhì)的影響，并獲得標(biāo)志性差異化合物。結(jié)果表明：電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火處理下茶多酚和兒茶素總量顯著最低（＜0.05），簡(jiǎn)單兒茶素含量較高，茶紅素和可溶性糖含量、茶黃素綜合指標(biāo)TDE和茶色素綜合指標(biāo)10TFRB最高（＜0.05），毛火方式對(duì)茶黃素總量影響不顯著（＞0.05）；揮發(fā)性化合物總量以RHFD方式最高，RFD方式次之，CHFD方式最低；RHFD毛火方式芳香類、萜烯類等化合物含量最高。電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火升溫快、溫度分布均勻且穩(wěn)定性好，熱效率和生產(chǎn)效率高（分別為50.0%、220 kg/h），生產(chǎn)成本較低（僅0.32元/kg），預(yù)熱時(shí)間僅14 min；所制紅茶在湯色透亮度、香氣甜久度、滋味甜醇度等方面均得到提升，感官總分最高（＜0.05），達(dá)88.1。PLS-DA分析從揮發(fā)性和非揮發(fā)性角度均可將工夫紅茶4種毛火方式顯著區(qū)分，并分別獲得了43種和18種差異化合物，結(jié)合差異性分析獲得標(biāo)志性差異化合物，2,4,6-三（1,1-二甲基乙基）-4-甲基環(huán)己-2,5-二烯-1-酮、香葉醇、3-辛酮、水楊酸甲酯、茶黃素、茶褐素、可溶性糖、表兒茶素等，可作為區(qū)分工夫紅茶毛火方式，以及定向加工甜香、甜醇、高亮等優(yōu)質(zhì)工夫紅茶的指標(biāo)物質(zhì)。該研究為紅茶加工基礎(chǔ)和品質(zhì)提升提供技術(shù)參考和理論指導(dǎo)。

品質(zhì)控制；香氣；工夫紅茶；電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合技術(shù)；毛火；多元統(tǒng)計(jì)；茶色素；香葉醇；性能參數(shù)

0 引 言

茶葉具有獨(dú)特風(fēng)味和保健功能，根據(jù)產(chǎn)品特性和制茶工藝的不同，可分為綠茶、紅茶、黃茶、白茶、黑茶、烏龍茶等。其中紅茶為全發(fā)酵茶，是世界上消費(fèi)量最大的茶類，具有獨(dú)特的紅湯紅葉品質(zhì)，同時(shí)具有防癌抗癌、養(yǎng)肝護(hù)胃、消炎殺菌、抗氧化等多種保健功效[1-2]。紅茶加工一般經(jīng)萎凋→揉捻→發(fā)酵→毛火→足火制成，其中葉水分在毛火工序下散失最多，由發(fā)酵葉的58%～64%降至毛火葉的20%～25%，同時(shí)伴隨著葉水分的大量蒸發(fā)及葉溫的快速上升，葉內(nèi)酶促反應(yīng)被抑制，發(fā)生了大量、劇烈的熱化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)品質(zhì)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和提升，促使茶葉優(yōu)異香氣、滋味、色澤等品質(zhì)的形成[3-4]。紅茶生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛的毛火方式有鏈板式熱風(fēng)毛火、箱式熱風(fēng)毛火、滾筒式滾炒制毛火等。其中，鏈板式熱風(fēng)毛火技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，主要以燃?xì)狻㈦姷葹闊嵩?，通過(guò)加熱空氣，促使熱風(fēng)連續(xù)流動(dòng)穿過(guò)茶樣表面，促進(jìn)水分在熱、風(fēng)的作用下散失，同時(shí)隨著葉溫的升高，紅茶香氣轉(zhuǎn)化逐步完成，具有連續(xù)化高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但存在熱風(fēng)溫度輸出不穩(wěn)定、空間溫度分布不均勻等問題，此外現(xiàn)有燃?xì)馐綗嵩创嬖诔跗谕顿Y較高、熱能傳輸波動(dòng)大、溫控穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，電熱管式熱源存在熱效率低、運(yùn)行成本較高等不足，進(jìn)而易導(dǎo)致所制紅茶出現(xiàn)品質(zhì)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。箱式熱風(fēng)毛火，主要以電能為熱源，適用于中小規(guī)模型茶廠，具有投資少、操作便捷等特點(diǎn)，但整體毛火作業(yè)時(shí)間偏長(zhǎng)，易造成品質(zhì)成分較多損失、香氣濃度不足等問題，此外因多為電熱管式加熱，故箱體內(nèi)上下層空間溫差大，易造成水分散失速率不一、品質(zhì)不穩(wěn)定的現(xiàn)象[5-6]。滾筒式滾炒制毛火，主要以煤柴、燃?xì)?、電等為熱源，通過(guò)茶在制品與筒壁的摩擦滾炒，迅速提升葉溫、散失葉水分，毛火作業(yè)時(shí)間相對(duì)較短，同時(shí)滾炒方式可收縮茶條，利于緊細(xì)彎曲外形的形成，同時(shí)反復(fù)摩擦?xí)?dǎo)致葉細(xì)胞壁大量破壞，及葉內(nèi)生化反應(yīng)加速，進(jìn)而所制紅茶的香氣濃度和滋味強(qiáng)度均顯著提升，然而現(xiàn)有熱源（煤柴、燃?xì)獾龋囟炔▌?dòng)較大、操控性較差，易造成焦葉、異味、葉色發(fā)黃發(fā)灰等現(xiàn)象。此外，一些新型技術(shù)如理?xiàng)l式炒制毛火[7]、微波干燥技術(shù)[8]、低溫真空干燥技術(shù)[9]、遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)[10]、低溫真空-熱風(fēng)聯(lián)合干燥[11]、微波-真空聯(lián)合干燥技術(shù)[12-13]等在毛火工序得到了初步研究和應(yīng)用，但這些毛火技術(shù)多存在熱效率低、溫控不精準(zhǔn)、熱能分布不均勻、連續(xù)化程度低、品質(zhì)不佳不穩(wěn)定等問題。為此本團(tuán)隊(duì)將應(yīng)用廣泛的熱風(fēng)毛火技術(shù)和滾筒式滾炒毛火技術(shù)相結(jié)合，以新型電磁內(nèi)熱技術(shù)為熱源，研制出電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合烘干機(jī)，該設(shè)備是在分段調(diào)控筒壁溫度的電磁內(nèi)熱滾筒殺青（專利號(hào)ZL201020157 446.2）的基礎(chǔ)上，添加了對(duì)熱風(fēng)溫度和熱風(fēng)風(fēng)量的調(diào)控技術(shù)，使得在制品毛火作業(yè)時(shí)同時(shí)受到滾筒筒壁和熱風(fēng)的雙重作用，既保持了在制品與筒壁摩擦促進(jìn)香氣高銳的特點(diǎn)，又能提升毛火熱效率和生產(chǎn)效率，獲得穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的紅茶品質(zhì)。此外現(xiàn)有有關(guān)毛火方式和工藝參數(shù)對(duì)茶葉品質(zhì)形成的研究多集中于綠茶樣品，而毛火方式對(duì)紅茶滋味、湯色和香氣品質(zhì)成分和整體感官風(fēng)味品質(zhì)影響的研究甚少。為此，文章設(shè)定了現(xiàn)有生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的箱式熱風(fēng)毛火、鏈板式熱風(fēng)毛火、滾筒式滾炒毛火等，以及新型電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火等共4種毛火方式，進(jìn)行茶多酚、兒茶素組分、茶黃素組分、氨基酸、茶紅素、茶褐素、可溶性糖、咖啡堿等滋味湯色品質(zhì)成分檢測(cè)，對(duì)茶樣香氣進(jìn)行GC-MS檢測(cè)，同時(shí)對(duì)茶樣外形和湯色色澤屬性進(jìn)行色差儀客觀檢測(cè)，探究毛火方式對(duì)紅茶品質(zhì)成分含量和特色風(fēng)味形成的影響，并進(jìn)行性能參數(shù)和毛火效果的比較，綜合獲得最適的紅茶毛火方式，同時(shí)進(jìn)行PLS-DA統(tǒng)計(jì)分析，以獲得紅茶毛火方式的差異化合物，為優(yōu)質(zhì)紅茶連續(xù)化、標(biāo)準(zhǔn)化和定向化加工提供理論支持及技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料與設(shè)備

茶鮮葉原料：福鼎大白品種，于余姚市姚江源茶葉茶機(jī)有限公司茶園基地采摘，采摘時(shí)間為2017年9月12日，采摘標(biāo)準(zhǔn)為一芽一二葉初展，含水率為78%±1%。

主要儀器與設(shè)備：YJY-20S型連續(xù)攤青萎凋機(jī)，6CR-55型組合式揉捻機(jī)，YJY-20F型多層紅茶發(fā)酵機(jī)，YJY-RY-25型燃油式熱風(fēng)茶葉烘干機(jī)，余姚姚江源茶葉茶機(jī)有限公司；JY-6CHZ-7B型茶葉烘焙提香機(jī)，福建佳友機(jī)械有限公司；6CMG-63A型茶葉滾筒輝鍋機(jī)，浙江新昌縣銀球機(jī)械有限公司；YJY-GH4550-80B型電磁滾筒-熱風(fēng)耦合滾烘機(jī)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所與余姚姚江源茶葉茶機(jī)有限公司聯(lián)合研制；MA-150C 紅外水分測(cè)定儀，德國(guó)賽多利斯公司；LGJ-50C型真空冷凍干燥機(jī)，北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司；CM-5型臺(tái)式分光測(cè)色儀，CM-600d型便攜式分光測(cè)色儀，柯尼卡美能達(dá)（中國(guó)）投資有限公司；Sartorius Quintix224-1CN型分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；Waters 1525 series型高效液相色譜儀，沃特世科技（上海）有限公司；島津UV-3600型紫外-可見近紅外分光光度計(jì)，日本島津公司；JW-B型分液漏斗振蕩器，常州市頂新實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；Pegasus 4D 全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC×GC-TOFMS），美國(guó)LECO公司。

1.2 制茶流程及工藝設(shè)計(jì)

1）萎凋：控溫控濕萎凋，溫度28 ℃，相對(duì)濕度70% ，攤?cè)~厚度5 cm，萎凋12.0 h，至含水率62%~64%，進(jìn)行揉捻。

2）揉捻：以空揉20 min→輕揉15 min→重揉10 min→輕揉15 min→重揉10 min→輕揉5 min→解塊進(jìn)行，總計(jì)75 min。

3）發(fā)酵：控溫控濕發(fā)酵，溫度26 ℃，相對(duì)濕度95%以上，攤?cè)~厚度8 cm，發(fā)酵時(shí)間4.0 h。

4）毛火：設(shè)計(jì)不同的毛火方式，筆者調(diào)研產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用較廣泛的工藝參數(shù)并使用[7,14-16]，烘至葉含水率20%～25%，有明顯刺手感。具體如下：

滾筒式滾炒毛火（Rotary pot First-Drying，RFD）：滾筒溫度160 ℃，滾筒傳動(dòng)轉(zhuǎn)速1 000 r/min，滾筒轉(zhuǎn)速20.0 r/min，毛火時(shí)間3.0 min，投葉量500 kg/h。

鏈板式熱風(fēng)毛火（Chain plate Hot air First-Drying，CHFD）：溫度110 ℃，鏈板傳動(dòng)轉(zhuǎn)速900 r/min，熱風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速1 200 r/min，毛火時(shí)間9.0 min，攤?cè)~厚度2 cm。

箱式熱風(fēng)毛火（Box Hot air First-Drying，BHFD）：溫度110 ℃，樣盤傳動(dòng)轉(zhuǎn)速7 r/min，毛火時(shí)間20.0 min，攤?cè)~厚度2 cm。

電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火（Rotary pot- Hot air coupling First-Drying with electromagnetic heat，RHFD）：滾筒溫度160 ℃，滾筒傳動(dòng)轉(zhuǎn)速1 000 r/min，滾筒轉(zhuǎn)速20.0 r/min，熱風(fēng)溫度110 ℃，熱風(fēng)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速1 050 r/min，毛火時(shí)間3.0 min，投葉量550 kg/h。

5）足火：毛火后攤涼30 min進(jìn)行鏈板式熱風(fēng)足火，溫度100 ℃，葉厚2 cm，鏈板傳動(dòng)轉(zhuǎn)速750 r/min，熱風(fēng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速12 00 r/min，足火11.5 min，至葉含水率＜7%。

1.3 檢測(cè)方法

1.3.1 品質(zhì)生化成分檢測(cè)

以不同毛火方式獲得的紅茶毛樣冷凍干燥樣為檢測(cè)對(duì)象：茶多酚，福林酚試劑比色法（GB/T 8313－2008）；游離氨基酸總量，茚三酮比色法（GB/T 8314－2002）；可溶性糖，蒽酮比色法[17]；兒茶素組分和咖啡堿含量，高效液相色譜（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）法[15]；茶黃素組分，高效液相色譜法[18]，茶黃素、茶紅素、茶褐素等，系統(tǒng)分析法[19]。品質(zhì)相關(guān)綜合評(píng)價(jià)計(jì)算指標(biāo)計(jì)算如下：

TETC=EGCG+GCG+ECG+CG （1）

TSC=EGC+GC+EC+C （2）

TAC=TETC+TSC （3）

10TFRB=(10TFs+TRs)/TBs （4）

CI=100TFs/(TRs+TBs) （5）

TDE=TF/6.4+2.22(TF3G+TF3’G)/6.4+TFDG （6）

TRF=TRs/TFs （7）

式中TETC為4種酯型兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），EGCG為表沒食子兒茶素沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），GCG為沒食子兒茶素沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），ECG為表兒茶素沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），CG為兒茶素沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）；TSC為4種簡(jiǎn)單兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），EGC為表沒食子兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），GC為表沒食子兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），EC為表兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），C為兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）；TAC為8種兒茶素質(zhì)量分?jǐn)?shù)總量（%）。10TFRB為茶色素綜合指標(biāo)，TFs為總茶黃素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），TRs為茶紅素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），TBs為茶褐素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）；CI為湯色指數(shù)；TDE為茶黃素綜合指標(biāo)[20]，TF為茶黃素質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），TF3G為茶黃素-3-沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），TF3′G為茶黃素-3′-沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%），TFDG為茶黃素-3,3′-雙沒食子酸酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）；TRF為茶紅素與茶黃素的比值。

香氣成分檢測(cè)：樣品香氣吸附前處理，紅外輔助頂空固相微萃取技術(shù)（Infrared-Assisted Extraction Coupled to Headspace Solid-Phase Microextraction，IRAE-HS- SPME）；樣品香氣檢測(cè)，氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)法（Gas Chromatography-Mass Spectrometry，GC-MS）[21]。

1.3.2 茶樣外形色澤和湯色色澤屬性檢測(cè)

外形色澤測(cè)定：使用便攜式色差儀進(jìn)行三角5次重復(fù)測(cè)定，獲得毛火樣SL、Sa、Sb、SC、Sh色澤屬性，其中SL值代表外形明亮度，Sa代表外形紅綠色度，Sb代表外形黃藍(lán)色度，SE值代表SL、Sa和Sb的綜合表現(xiàn)，SC代表外形飽和度，Sh代表外形色調(diào)角[19]。

湯色色澤測(cè)定：稱取3.0 g茶樣，150 mL沸純水在審評(píng)杯里浸提5.0 min，后茶水分離，茶湯降至室溫待測(cè)。取茶湯置于比色皿，在CM-5型臺(tái)式分光測(cè)色儀進(jìn)行色差測(cè)定，獲得茶湯色澤屬性值LL、La、Lb，等，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，其中LL值代表湯色明亮度，La代表湯色紅綠色度，Lb代表湯色黃藍(lán)色度。

1.3.3 感官品質(zhì)評(píng)審和熱效率計(jì)算

感官品質(zhì)評(píng)審以感官總分計(jì)算參照GB/T 23776-2018。由5位高級(jí)評(píng)茶員組成品質(zhì)評(píng)定小組，取50 g茶樣至樣品盤，評(píng)外形，后稱取3 g茶樣，加入150 mL沸水沖泡5 min后進(jìn)行密碼審評(píng)，采用評(píng)語(yǔ)與百分制打分相結(jié)合的方式評(píng)定茶葉品質(zhì)，評(píng)定外形、香氣、湯色、滋味、葉底等，每項(xiàng)100分。

感官總分=香氣得分×25%+滋味得分×30%+

外形得分×25%+湯色得分×10%+

葉底得分×10%（8）

熱效率η是評(píng)判制茶設(shè)備性能指標(biāo)的重要參數(shù)，其計(jì)算公式如下：

η=輸出/輸入×100%=/×100% （9）

式中輸出為有效輸出能量，J；輸入為輸入能量，J；為比熱容，J/(kg·℃)；為質(zhì)量，kg；為溫差，℃；為輸入功率，W；為加熱時(shí)間，s。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)重復(fù)3次，每次試驗(yàn)結(jié)果以3個(gè)重復(fù)的平均值表示。采用Origin8.0用于分析不同足火熱傳遞方式下品質(zhì)成分的比較；SAS9.4用于分析不同熱傳遞方式下品質(zhì)成分含量間差異的顯著性；SIMCA-P13用于對(duì)不同熱傳遞方式下對(duì)色澤和滋味影響的主成分分析，通過(guò)偏最小二乘判別統(tǒng)計(jì)（Partial Least Squares Discrimination Analysis，PLS-DA）分析獲得的得分圖進(jìn)行不同毛火方式的判別分析，再通過(guò)預(yù)測(cè)變量重要性（Variables Important in the Projection，VIP）分析，獲得差異化合物。

2 結(jié)果與分析

2.1 毛火方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)成分含量的影響

2.1.1 毛火方式對(duì)茶多酚、兒茶素組分和沒食子酸含量的影響

茶多酚和兒茶素是紅茶重要的呈味物質(zhì)，同時(shí)是形成茶黃素、茶紅素和茶褐素等品質(zhì)成分的關(guān)鍵底物。由表1可以看出，毛火方式對(duì)茶多酚含量影響顯著（<0.05），由大到小為RFD、CHFD、BHFD、RHFD，即在電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火處理下茶多酚的轉(zhuǎn)化量最大，含量最??；兒茶素總量以RHFD顯著低于其他3種處理（<0.05），而RFD、CHFD和BHFD間無(wú)顯著差異（>0.05），然酯型與簡(jiǎn)單兒茶素比（TETC/TSC）受毛火方式顯著影響（<0.05），以RFD最高（0.942），CHFD和RHFD次之（分別為0.598和0.595），BHFD最低，僅0.476，即毛火方式對(duì)兒茶素單體的轉(zhuǎn)化反應(yīng)呈顯著差異影響（<0.05）。

表1 不同毛火方式對(duì)工夫紅茶茶多酚和兒茶素總量的影響

注：同一列不同字母表示在0.05水平上差異顯著性，下同。

Note: The different letters in the same column indicated the difference between the treatments is significantly through LSD test. (=0.05), and the same below. TETC=EGCG+GCG+ECG+CG; TSC=EGC+GC+EC+C

由圖1可以看出，各兒茶素組分中以GC的含量最高，EGC和ECG次之，GCG和C的含量相對(duì)最少，同時(shí)簡(jiǎn)單兒茶素（TSC）的含量顯著高于酯型兒茶素（TETC）的含量（<0.05）。毛火方式對(duì)兒茶素各組分含量影響顯著（<0.05），對(duì)沒食子酸含量無(wú)顯著影響（>0.05），GC、EGCG、GCG、ECG、CG等組分和TETC含量均以RFD處理最高，CHFD次之；EGC組分和TSC含量由大到小為CHFD、BHFD、RHFD、RFD，并呈顯著差異（<0.05）；C組分以BHFD處理極顯著高于其他處理（<0.01），EC組分則以RHFD最高（<0.05）。

注：GA為沒食子酸，GC為表沒食子兒茶素，EGC為表沒食子兒茶素，C為兒茶素，EC為表兒茶素，EGCG為表沒食子兒茶素沒食子酸酯，GCG為沒食子兒茶素沒食子酸酯，ECG為表兒茶素沒食子酸酯，CG為兒茶素沒食子酸酯。RFD為滾筒式滾炒毛火，CHFD為鏈板式熱風(fēng)毛火，BHFD為箱式熱風(fēng)毛火，RHFD為電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火，下同。

茶多酚和兒茶素組分的氧化、聚合及降解等轉(zhuǎn)變受毛火的溫度、時(shí)間及熱傳遞方式等共同影響[22]，毛火溫度越高、時(shí)間越長(zhǎng)，多酚類的氧化和降解反應(yīng)越劇烈。滾筒式滾炒毛火處理下，茶在制品持續(xù)與高溫筒壁接觸，葉溫快速升高，酚類酶促反應(yīng)終止，同時(shí)處理時(shí)間較短，降解反應(yīng)少量進(jìn)行，故茶多酚和兒茶素總量最高；鏈板式熱風(fēng)毛火和箱式熱風(fēng)毛火均是通過(guò)熱空氣的流動(dòng)促進(jìn)葉溫的升高和葉水分的蒸發(fā)，葉溫升速相對(duì)較慢，導(dǎo)致葉內(nèi)酶促反應(yīng)在毛火中持續(xù)進(jìn)行，進(jìn)而茶多酚和酯型兒茶素進(jìn)一步氧化、裂解，簡(jiǎn)單兒茶素含量相對(duì)較高；電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火將熱能同時(shí)以熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流的形式傳遞至茶在制品，葉溫迅速升至160 ℃，持續(xù)高溫處理加速了多酚類的熱降解反應(yīng)，故該處理下茶多酚和兒茶素總量最低。茶多酚和酯型兒茶素減少，簡(jiǎn)單兒茶素的增加有利于協(xié)調(diào)茶湯的滋味，保證茶湯滋味濃度的同時(shí)，減輕了茶湯的苦澀味。

2.1.2 毛火方式對(duì)茶黃素組分、茶紅素和茶褐素含量的影響

茶黃素、茶紅素和茶褐素是兒茶素類經(jīng)酶促和濕熱反應(yīng)形成的氧化聚合產(chǎn)物，對(duì)紅茶的外形色澤、湯色和滋味等品質(zhì)起重要作用，其中茶黃素是紅茶滋味鮮爽度和強(qiáng)度的重要成分，同時(shí)是形成紅茶茶湯“黃金圈”的主要物質(zhì)，茶紅素是構(gòu)成紅茶湯色的主體物質(zhì)，同時(shí)影響滋味強(qiáng)度和收斂性，而茶褐素呈深褐色，是茶湯發(fā)暗和無(wú)收斂性的重要因素[23]。由圖2可以看出，茶黃素組分的形成量由大到小呈TFDG、TF3G、TF、TF3′G的規(guī)律，毛火方式對(duì)TF和TF3G影響顯著（＜0.05），而對(duì)TF3′G、TFDG和茶黃素總量無(wú)顯著影響（＞0.05），即不同茶黃素組分的熱敏性不同，TF3′G和TFDG比TF和TF3G穩(wěn)定[24]，受毛火作業(yè)溫度、時(shí)間及方式的影響較小；而TF和TF3G組分則隨著高溫和長(zhǎng)時(shí)毛火作業(yè)含量減少，由大到小呈RFD、BHFD、CHFD、RHFD的趨勢(shì)。

注：10TF為10倍的茶黃素，10TF3G為10倍的茶黃素-3-沒食子酸酯，10TF3′G為10倍的茶黃素-3′-沒食子酸酯，10TFDG為10倍的茶黃素-3,3′-雙沒食子酸酯,TRs為茶紅素，TBs為茶褐素。

毛火方式對(duì)茶紅素和茶褐素含量影響顯著（＜0.05），茶紅素含量由大到小呈RFD（5.104%）、RHFD（5.058%）、BHFD（4.705%）、CHFD（4.511%）的趨勢(shì)，茶褐素含量由大到小呈CHFD（7.124%）、RFD（6.898%）、BHFD（6.608%）、RHFD（6.206%）的趨勢(shì)。即RFD和RHFD等滾炒毛火方式可快速提升葉溫，終止酶促反應(yīng)，同時(shí)短時(shí)作業(yè)減少茶紅素的高溫裂解，因此可保持葉內(nèi)較高的茶紅素含量、較低的茶褐素含量，而CHFD和BHFD等熱對(duì)流毛火方式，葉溫上升較慢，導(dǎo)致茶紅素進(jìn)一步氧化聚合形成茶褐素等高聚物，同時(shí)毛火作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致茶紅素的高溫裂解較多，因此茶紅素含量較低，茶褐素含量較高。

毛火方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)如表2所示。TDE為評(píng)價(jià)茶黃素4個(gè)組分綜合滋味貢獻(xiàn)能力的指標(biāo)，毛火方式對(duì)TDE指標(biāo)影響差異顯著（<0.05），以RHFD處理最高，BHFD處理最低；茶色素綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)10TFRB以RHFD和RFD處理顯著最高，CHFD處理次之，BHFD最低，湯色指數(shù)CI以RFD處理顯著高于BHFD處理（<0.05）。即電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火可獲得最佳的滋味指標(biāo)TDE和10TFRB，以及較高的湯色指標(biāo)CI。

表2 不同毛火方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響

2.1.3 毛火方式對(duì)氨基酸、可溶性糖和咖啡堿等含量的影響

氨基酸是構(gòu)成紅茶鮮爽滋味的重要成分，亦可通過(guò)與還原糖的縮合反應(yīng)、美拉德反應(yīng)等參與紅茶香氣的形成[25-27]。毛火方式對(duì)氨基酸總量影響顯著（<0.05），由大到小呈BHFD、CHFD、RFD、RHFD的趨勢(shì)（表3），長(zhǎng)時(shí)高溫的箱式熱風(fēng)毛火會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)類的熱裂解反應(yīng)，導(dǎo)致氨基酸含量較高；而電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火作業(yè)時(shí)間短，較滾筒式滾炒毛火耦合了熱風(fēng)處理，氨基酸的脫氨脫羧等反應(yīng)較高，故氨基酸含量最低。

表3 不同毛火方式對(duì)工夫紅茶氨基酸、可溶性糖和咖啡堿含量的影響

可溶性糖是構(gòu)成紅茶茶湯滋味甜醇和厚度的關(guān)鍵物質(zhì)，同時(shí)是形成紅茶香氣的重要前體物質(zhì)[28]。咖啡堿是紅茶重要的滋味物質(zhì)，可以與茶黃素以氫鍵締合形成具有鮮爽味的化合物。由表3可以看出毛火方式對(duì)可溶性糖和咖啡堿含量影響顯著（<0.05），均呈由大到小RFD、RHFD、CHFD、BHFD的趨勢(shì)，RFD和RHFD間無(wú)顯著差異，而箱式和鏈板式熱風(fēng)毛火作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致可溶性糖大量參與美拉德、焦糖化反應(yīng)而含量減少，此外箱式熱風(fēng)毛火作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)于其他3種方式，導(dǎo)致咖啡堿含量最低。

2.1.4 毛火方式對(duì)香氣成分的影響

不同毛火方式所制工夫紅茶含有相同的114種香氣成分，包含18種醇類、16種酯類、11種醛類、14種酮類、7種雜環(huán)類、9種芳香烴類、19種烷類、14種烯類、4種酸類、2種醚類等；其中醇類、酯類、酮類、烯類、醛類等化合物含量較高，含量較高的揮發(fā)性化合物為芳樟醇、苯乙醇、香葉醇、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、3,7,11-三甲基-（E）-1,6,10-十二碳三烯-3-醇，2-（5-甲基-5-乙烯基四氫呋喃-2-基）丙-2-基碳酸乙酯、水楊酸甲酯、鄰苯二甲酸庚-4-異丁酯，苯乙醛、反-2-十一烯醛，6,10-二甲基-（E）-5,9-十一碳二烯-2-酮、反式-紫羅蘭酮、6,6-二甲基-2-亞甲基-,（1S）-二環(huán)[3.1.1]庚烷、2,4（E，E）-庚二烯、1,7,7-三甲基-二環(huán)[2.2.1]庚-2-烯、順式--法尼烯、（E）-2-癸烯、3-己烯基酯-（Z）-己酸、2-己烯基酯（E）-己酸、二甲醚等。

由表4可以看出，毛火方式對(duì)工夫紅茶的揮發(fā)性香氣化合物總量和各類別化合物（除醚類化合物）影響顯著（<0.05），揮發(fā)性香氣化合物總量由大到小呈RHFD（248.205 mg/mL）、RFD（248.015 mg/mL）、BHFD（240.447 mg/mL）、CHFD（232.737 mg/mL）。醇類、酯類、酸類、醚類等化合物的總量和占比均以滾筒式滾炒毛火最高，電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火次之，鏈板式和箱式熱風(fēng)毛火最低；醛類、雜環(huán)類等化合物的總量和占比均以滾筒式滾炒毛火最高，鏈板式和箱式熱風(fēng)毛火次之，電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火最低；酮類化合物則由大到小呈BHFD、RFD、CHFD、RHFD的趨勢(shì)；芳香類、烷類、烯類等化合物總量和占比均以電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火最高，鏈板式和箱式熱風(fēng)毛火次之，滾筒式滾炒毛火最低。其中RFD和RHFD等毛火作業(yè)處理下醇類、酯類、酸類、雜環(huán)類等化合物含量顯著高于BHFD和CHFD等熱風(fēng)毛火作業(yè)（＜0.05），如芳樟醇、苯乙醇、香葉醇、3,7,11-三甲基-（E）-1,6,10-十二碳三烯-3-醇、（3R，6S）-2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氫-2H-吡喃-3-醇、水楊酸甲酯、十六酸乙酯、辛醛、1-（2,6,6-三甲基-1,3-環(huán)己二烯-1-基）-（E）-2-丁烯-1-酮、2-戊基呋喃、1,2,3,5,6,8a-六氫-4,7-二甲基-1-（1-甲基乙基）-,（1S順式）-萘、2,4（E，E）-庚二烯、1,7,7-三甲基-二環(huán)[2.2.1]庚-2-烯、3-己烯基酯-（Z）-己酸、2-己烯基酯（E）-己酸、二甲醚等，而這些物質(zhì)與紅茶的甜花香特征呈顯著正相關(guān)[29]。RHFD處理下香葉醇、己酸己酯、鄰苯二甲酸庚-4-異丁酯、十六酸甲酯、3-苯基-呋喃、1，1，5-三甲基-1，2-二氫萘、正二十一烷、二十烷、反式-環(huán)烯、對(duì)-甲基-1,5,8-三烯等化合物含量顯著高于RFD毛火處理，這有利于減輕紅茶樣品的青草味和悶味[30]，更利于高質(zhì)香氣的形成。

毛火作業(yè)下，在鮮葉中以糖苷結(jié)合狀態(tài)存在的呈青草味的萜烯醇和脂肪醇等在熱的作用下發(fā)生水解反應(yīng)轉(zhuǎn)化成自由態(tài)，進(jìn)而組成花果香、甜香的香氣類型[31-32]。整體上熱傳導(dǎo)式的毛火方式葉與高溫筒壁的持續(xù)摩擦，氨基酸脫氨脫羧反應(yīng)、類胡羅卜素類的氧化反應(yīng)、糖苷類化合物的脫苷反應(yīng)等會(huì)促進(jìn)醇類、酯類、酸類、烯類、芳香類、雜環(huán)類等化合物大量形成，形成豐富的香氣類型；電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火作業(yè)，通過(guò)熱風(fēng)和滾筒雙重作用，對(duì)茶在制品進(jìn)行熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流雙重?zé)嶙饔?，促進(jìn)了醇類、酯類、酸類等化合物的部分轉(zhuǎn)化，加速了芳香類、烷類、烯類等化合物的高量形成，進(jìn)而提升紅茶香氣品質(zhì)。

表4 不同毛火方式對(duì)工夫紅茶香氣成分種類含量的影響

2.2 毛火方式性能指標(biāo)及品質(zhì)效果的比較

2.2.1 毛火方式性能指標(biāo)的比較

不同毛火方式的性能特征差異顯著（表5），箱式熱風(fēng)毛火以電熱管為熱源，升溫慢，且電熱管分布局限，導(dǎo)致溫度波動(dòng)范圍大且分布不均勻，能耗大，熱效率低，僅25%，且為單機(jī)化作業(yè)設(shè)備，不可連續(xù)化，生產(chǎn)效率低；鏈板式熱風(fēng)毛火，通過(guò)鼓動(dòng)熱風(fēng)到達(dá)提升葉溫、促進(jìn)失水的目的，葉升溫較快、溫度分布較均勻，然以熱對(duì)流方式進(jìn)行作業(yè)熱效率較低，僅30%左右，生產(chǎn)成本較高；滾筒式滾炒毛火采用電磁加熱方式加熱筒體，升溫迅速、預(yù)熱時(shí)間短，僅15 min，熱效率可達(dá)48%，同時(shí)溫度穩(wěn)定性佳、溫度分布均勻，且可連續(xù)化作業(yè)，生產(chǎn)效率高，可達(dá)200 kg/h；電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火組合了傳導(dǎo)式和對(duì)流式雙重?zé)嶙饔茫A(yù)熱時(shí)間最短，僅14 min，優(yōu)質(zhì)的保溫材料和溫度探頭，熱能外耗顯著減少，溫度穩(wěn)定性好，熱效率更高，達(dá)50%，同時(shí)葉毛火作業(yè)時(shí)間更短，生產(chǎn)效率達(dá)220 kg/h，同時(shí)可連續(xù)化作業(yè)，操作簡(jiǎn)單。

表5 不同毛火方式性能指標(biāo)比較

注：每種毛火工藝均采用1個(gè)人工進(jìn)行作業(yè)；電費(fèi)按1.0 元·(kW·h)-1計(jì)。

Note: Every first-drying with one manual operations. Charge of electricity is 1 yuan·(kW·h)-1.

2.2.2 毛火方式對(duì)工夫紅茶外形和湯色色澤指標(biāo)的影響

毛火方式對(duì)工夫紅茶外形色澤指標(biāo)SL、Sa、Sb、SC、Sh等均影響顯著（＜0.05），各外形指標(biāo)均呈由大到小RFD、CHFD、RHFD、BHFD的趨勢(shì)（圖3），即短時(shí)的滾炒毛火作業(yè)下，葉與筒體的摩擦有利于外形亮度SL值的提高，該處理下茶紅素含量最高，進(jìn)而外形紅度Sa值最高，可獲得最佳的外形色澤屬性；電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火處理因熱風(fēng)的共同參與導(dǎo)致了外形亮度的降低，各外形指標(biāo)有所降低；箱式熱風(fēng)毛火，因長(zhǎng)時(shí)作業(yè)導(dǎo)致茶褐素較高，失水較慢導(dǎo)致外形屬性最低。

注：SL為外形亮度，Sa為外形紅度，Sb為外形黃度，SC為外形飽和度，Sh為外形色調(diào)角。同一指標(biāo)不同字母表示在0.05水平上差異顯著性，下同。

工夫紅茶湯色指標(biāo)方面（圖4），湯色透亮度LL值和總湯色值TC值以RHFD和BHFD作業(yè)的顯著高于RFD和CHFD作業(yè)（<0.05）；湯色紅度La值和黃度Lb值由大到小呈RFD、CHFD、RHFD、BHFD的趨勢(shì)，即電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火作業(yè)可獲得最佳的湯色透亮度，這與該處理下茶褐素含量最低相一致；滾炒式毛火可獲得最佳的湯色紅度，這與該處理下茶紅素含量最高相一致。

注：LL為湯色透亮度，La為湯色紅度，Lb為湯色黃度，TC為總湯色值。

2.2.3 毛火方式對(duì)工夫紅茶整體感官品質(zhì)的影響

毛火工藝對(duì)工夫紅茶的外形、湯色、香氣、滋味等感官分屬性均影響顯著（表6）。外形和葉底方面，RFD和RHFD等2種含滾炒類毛火作業(yè)下葉與筒壁持續(xù)摩擦，促進(jìn)了茶樣條索完全緊結(jié)，外形潤(rùn)度佳、葉底紅潤(rùn)較亮，故外形和葉底得分最高，這與圖3的結(jié)果一致。湯色方面，RFD處理可獲得最高含量茶紅素，湯色呈“橙紅”，湯色總得分最高；RHFD處理整體呈“橙黃透亮”，湯色透亮度較佳，這與圖4的結(jié)果相一致。香氣方面，以RHFD處理下筒體和熱風(fēng)的共同熱作用促進(jìn)葉內(nèi)揮發(fā)性化合物的充分釋放，故香氣品質(zhì)最佳、得分最高，整體呈“甜香較持久”，這與該處理下?lián)]發(fā)性化合物含量最高相一致（表4）。滋味方面，電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火處理下，可溶性糖含量最高，綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)TDE和10TFRB等最高，可獲得最佳的滋味屬性。整體感官品質(zhì)呈由大到小RHFD、RFD、CHFD、BHFD的趨勢(shì)，即電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火作業(yè)最有利于高品質(zhì)工夫紅茶的形成。

表6 不同毛火工藝對(duì)工夫紅茶感官品質(zhì)的影響

2.3 基于多元統(tǒng)計(jì)分析毛火方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)和特征成分的影響

為進(jìn)一步分析4種毛火方式對(duì)工夫紅茶香氣品質(zhì)的影響，并獲得差異化合物。運(yùn)用SIMCA軟件，基于工夫紅茶114種揮發(fā)性化合物，應(yīng)用偏最小二乘判別分析（PLS-DA）方法分析4種毛火方式對(duì)工夫紅茶香氣品質(zhì)和揮發(fā)性化合物的影響。由圖5得分圖可以看出4種毛火方式可明顯區(qū)分，其中RFD聚在圖的右下側(cè)，RHFD聚在圖的左下側(cè)，BHFD和CHFD聚在圖的左上側(cè)，即不同毛火方式可獲得不同類型的工夫紅茶香氣類型，這與表6的結(jié)果一致。

為了獲得PLS-DA模型下區(qū)分工夫紅茶毛火方式的關(guān)鍵差異揮發(fā)性化合物，根據(jù)“VIP＞1時(shí)即為重要差異化合物”的原則[33-34]，本研究共獲得了43種差異揮發(fā)性化合物（表7），其中VIP＞1.5的物質(zhì)有2,4,6-三（1,1-二甲基乙基）-4-甲基環(huán)己-2,5-二烯-1-酮和香葉醇，這些化合物是區(qū)分4種工夫紅茶毛火方式的潛在標(biāo)志物，同時(shí)他們?cè)趦?yōu)質(zhì)甜香類型紅茶中的含量顯著高于其他類型紅茶。

為進(jìn)一步分析4種毛火方式對(duì)工夫紅茶滋味和湯色品質(zhì)的影響，并獲得差異化合物?；诠し蚣t茶39種非揮發(fā)性成分和指標(biāo)，應(yīng)用PLS-DA分析毛火方式對(duì)工夫紅茶湯色和滋味品質(zhì)形成影響。由圖6得分圖可以看出4種毛火方式可明顯區(qū)分，其中RFD聚在圖的右下側(cè)，RHFD聚在圖的右上側(cè)，BHFD和CHFD聚在圖的左側(cè)，即不同毛火方式可獲得不同類型的工夫紅茶滋味和湯色風(fēng)味。

圖5 不同毛火方式工夫紅茶揮發(fā)性化合物PLS-DA模型的得分圖

表7 工夫紅茶揮發(fā)性化合物PLS-DA模型的VIP表

圖6 不同毛火方式工夫紅茶非揮發(fā)性化合物PLS-DA模型得分圖

為了明確PLS-DA模型下區(qū)分工夫紅茶毛火方式的關(guān)鍵差異非揮發(fā)性化合物，通過(guò)VIP預(yù)測(cè)值分布圖（圖7），獲得了18種差異非揮發(fā)性化合物，如GA、TF、TBs、可溶性糖（SSs）、EC、TFDG等，這些化合物是區(qū)分4種工夫紅茶毛火方式的潛在標(biāo)志物，同時(shí)它們?cè)趦?yōu)質(zhì)甜醇/高亮類型紅茶中的含量顯著高于其他類型紅茶。

圖7 不同毛火方式工夫紅茶揮發(fā)性化合物PLS-DA模型的VIP圖

總體上看，PLS-DA模型可從揮發(fā)性和非揮發(fā)性化合物方面將4種工夫紅茶毛火方式明顯區(qū)分，結(jié)合顯著性分析找到了4種毛火方式的標(biāo)志性差異化合物：2,4,6-三（1,1-二甲基乙基）-4-甲基環(huán)己-2,5-二烯-1-酮、香葉醇、3-辛酮、辛醛、水楊酸甲酯等揮發(fā)性化合物，是區(qū)分毛火方式所制工夫紅茶香氣的差異化合物，同時(shí)可作為后續(xù)定向加工“甜香”工夫紅茶的指標(biāo)物質(zhì)；GA、TF、TBs、SSs、EC、TFDG、10TFRB等非揮發(fā)性化合物和指標(biāo)，是區(qū)分毛火方式所制工夫紅茶湯色和滋味的差異化合物，同時(shí)可作為后續(xù)定向加工“甜醇”和“高亮”工夫紅茶的指標(biāo)物質(zhì)，為優(yōu)質(zhì)工夫紅茶的精準(zhǔn)化加工提供數(shù)字化依據(jù)。

3 結(jié) 論

1）毛火方式對(duì)工夫紅茶兒茶素組分、茶黃素組分、茶紅素、茶褐素、可溶性糖等品質(zhì)成分影響顯著（<0.05）。電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火可促進(jìn)茶多酚和兒茶素的充分轉(zhuǎn)化，促進(jìn)茶黃素和茶紅素的大量生成，該方式下綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)茶黃素綜合指標(biāo)TDE、茶色素綜合指標(biāo)10TFRB、湯色指數(shù)CI等最高，分別達(dá)到0.297、1.394、3.169；該方式下氨基酸大量轉(zhuǎn)化，可溶性糖含量最大，達(dá)到6.058%，香葉醇、己酸己酯、十六酸甲酯等揮發(fā)性化合物含量最高。

2）電磁內(nèi)熱式滾筒-熱風(fēng)耦合毛火具有熱效率高（達(dá)50%）、溫度穩(wěn)定性高且分布均勻、生產(chǎn)效率高（達(dá)220 kg/h）、預(yù)熱時(shí)間短（僅14.0 min）等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)紅茶毛火作業(yè)的精準(zhǔn)、節(jié)能、高效調(diào)控。所制工夫紅茶的湯色透亮度、滋味甜醇度、香氣甜久度等屬性均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的滾炒毛火、鏈板式熱風(fēng)毛火、箱式熱風(fēng)毛火等，綜合品質(zhì)顯著最佳。

3）基于PLS-DA的多元統(tǒng)計(jì)分析可將4種工夫紅茶毛火方式明顯區(qū)分，并獲得了標(biāo)志性差異化合物，如2,4,6-三（1,1-二甲基乙基）-4-甲基環(huán)己-2,5-二烯-1-酮、香葉醇、3-辛酮、水楊酸甲酯、茶黃素TF、茶褐素TBs、可溶性糖SSs、表兒茶素EC等，可作為定向加工優(yōu)質(zhì)工夫紅茶的指標(biāo)物質(zhì)。

[1] Zhang H, Qi R I, Mine Y. The impact of oolong and black tea polyphenols on human health[J]. Food Bioscience, 2019, 29: 55-61.

[2] Hajiaghaalipour F, Sanusi J, Kanthimathi M S. Temperature and time of steeping affect the antioxidant properties of white, green, and black tea infusions[J]. Journal of Food Science, 2016, 81(1): 246-254.

[3] Baptista J, Lima E, Paiva L, et al. Comparison of Azorean tea theanine to teas from other origins by HPLC/DAD/FD. effect of fermentation, drying temperature, drying time and shoot maturity[J]. Food Chemistry, 2012, 132(4): 2181-2187.

[4] Dutta P P, Baruah D C. Drying modelling and experimentation of Assam black tea (), with producer gas as a fuel[J]. Applied Thermal Engineering, 2014, 63(2): 495-502.

[5] 鄭立紅，郭建業(yè)，杜彬，等. 不同干燥方法對(duì)枸杞葉茶品質(zhì)影響的研究[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2012，12(10)：149-154.

Zheng Lihong, Guo Jianye, Du Bin, et al. Study on the effect of different drying techniques on the quality of matrimony vine leaf tea[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2012, 12(10): 149-154. (in Chinese with English abstract)

[6] Wang Q F, Li S, Han X, et al. Quality evaluation and drying kinetics of shitake mushrooms dried by hot air, infrared and intermittent microwave–assisted drying methods[J]. LWT- Food Science and Technology, 2019, 107: 236-242.

[7] 陳根生，袁海波，許勇泉，等. 針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 茶葉科學(xué)，2016，36(2)：139-148.

Chen Gensheng, Yuan Haibo, Xu Yongquan, et al. Design and process optimization of a continuous production line on needle-shaped premium green tea[J]. Journal of Tea Science, 2016, 36(2): 139-148. (in Chinese with English abstract)

[8] Dong J, Ma X, Fu Z, et al. Effects of microwave drying on the contents of functional constituents of Eucommia ulmoides flower tea[J]. Industrial Crops & Products, 2011, 34(1): 1102-1110.

[9] 高明珠，董春旺，葉陽(yáng)，等. 工夫紅茶真空脈動(dòng)干燥特性及數(shù)學(xué)模型研究[J]. 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2016，37(3)：96-101.

Gao Mingzhu, Dong Chunwang, Ye Yang, et al. Drying characteristcs and models of black tea in plused vacuum dryer[J]. Chinese Journal of Agricultural Mechanization, 2016, 37(3): 96-101. (in Chinese with English abstract)

[10] Qu F F, Zhu X J, Ai Z Y, et al. Effect of different drying methods on the sensory quality and chemical components of black tea[J]. LWT-Food Science and Technology, 2019, 99: 112-118.

[11] 劉玉芳，劉曉東，林國(guó)軒，等. 綠茶低溫真空與熱風(fēng)聯(lián)合干燥新工藝研究[J]. 茶葉科學(xué)，2013，33(4)：345-350.

Liu Yufang, Liu Xiaodong, Lin Guoxuan, et al. Green tea drying technology of low-temperature vacuum combined with hot air[J]. Journal of Tea Science, 2013, 33(4): 345-350. (in Chinese with English abstract)

[12] 魏巍，李維新，何志剛，等. 綠茶微波真空干燥特性及動(dòng)力學(xué)模型[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(10)：367-371.

Wei Wei, Li Weixin, He Zhigang, et al. Drying characteristics and dynamics model of green tea by microwave vacuum drying[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2010, 26(10): 367-371. (in Chinese with English abstract)

[13] 張麗晶，林向陽(yáng)，彭樹美，等. 響應(yīng)面法優(yōu)化綠茶微波真空干燥工藝條件[J]. 食品科學(xué)，2009，30(22)：122-125.

Zhang Lijing, Lin Xiangyang, Peng Shumei, et al. Microwave-vacuum drying of green tea leaves[J]. Food Science, 2009, 30(22): 122-125. (in Chinese with English abstract)

[14] 申?yáng)|，申立，茍廷維，等. 理?xiàng)l機(jī)投葉量對(duì)扁形茶品質(zhì)的影響[J]. 貴州茶葉，2016，44(1)：25-28.

Shen Dong, Shen Li, Gou Tingwei, et al. The influence on quality of flat tea of the amount of leaf blade of bar machine[J]. Guizhou Tea, 2016, 44(1): 25-28. (in Chinese with English abstract)

[15] Wang Y, Liu Y, Huo J, et al. Effect of different drying methods on chemical composition and bioactivity of tea polysaccharides[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2013, 62(11): 714-719.

[16] 茹賽紅，曾暉，方巖雄，等. 微波干燥和熱風(fēng)干燥對(duì)金萱茶葉品質(zhì)影響[J]. 化工進(jìn)展，2012，31(10)：2183-2186.

Ru Saihong, Zeng Hui, Fang Yanxiong, et al. Effect of microwave drying and hot air drying on quality of Jin Xuan tea[J]. Chemical Industry Engineering Progress, 2012, 31(10): 2183-2186. (in Chinese with English abstract)

[17] 滑金杰，袁海波，尹軍峰，等. 綠茶電磁滾筒-熱風(fēng)耦合殺青工藝參數(shù)優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31(12)：260-267.

Hua Jinjie, Yuan Haibo, Yin Junfeng, et al. Optimization of fixation process by electromagnetic roller-hot air coupling machinefor green tea[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(12): 260-267. (in Chinese with English abstract)

[18] 滑金杰，袁海波，江用文，等. 萎凋通氧量對(duì)鮮葉品質(zhì)生化成分和酶活性動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的影響[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2016，16(4)：72-79.

Hua Jinjie, Yuan Haibo, Jiang Yongwen, et al. Effect of withering oxygen concentration on dynamic change of main biochemical components and enzymatic activity of tea fresh leaves[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2016, 16(4): 72-79. (in Chinese with English abstract)

[19] 滑金杰，袁海波，姚月鳳，等. 溫度對(duì)茶發(fā)酵葉色澤及茶色素含量的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(12)：300-308.

Hua Jinjie, Yuan Haibo, Yao Yuefeng, et al. Effect of temperature on color and tea pigment content of fermented tea leaves[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(12): 300-308. (in Chinese with English abstract)

[20] Owuor P O, Mcdowell I. Changes in theaflavin composition and astringency during black tea fermentation[J]. Food Chemistry, 1994, 51(3): 251-254.

[21] 張銘銘，江用文，滑金杰，等. 干燥方式對(duì)綠茶栗香的影響[J/OL]. 食品科學(xué)：1-17. [2019-12-11] http://kns.cnki.net/ kcms/detail/ 11.2206.TS.20191112.1402.060.html.

Zhang Mingming, Jiang Yongwen, Hua Jinjie, et al. The effect of drying methods on chestnut-like aroma green tea[J/OL]. Food Science: 1-17. [2019-12-11] http://kns.cnki.net/kcms/detail/ 11.2206.TS.20191112.1402.060. html. (in Chinese with English abstract)

[22] Sagrin M S, Chong G H. Effects of drying temperature on the chemical and physical properties of Musa acuminata Colla (AAA Group) leaves[J]. Industrial Crops and Products, 2013, 45: 430-434.

[23] Dutta R, Stein A, Bhagat R M. Integrating satellite images and spectroscopy to measuring green and black tea quality[J]. Food Chemistry, 2011, 127(2): 866-874.

[24] Su Y L, Leung L K, Huang Y, et al. Stability of tea theaflavins and catechins[J]. Food Chemistry, 2003, 83(2): 189-195.

[25] Sari F, Velioglu Y S. Changes in theanine and caffeine contents of black tea with different rolling methods and processing stages[J]. European Food Research and Technology, 2013, 237(2): 229-236.

[26] Alasalvar C, Topal B, Serpen A, et al. Flavor characteristics of seven grades of black tea produced in Turkey[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(25): 6323-6332.

[27] Scharbert S, Hofmann T. Molecular definition of black tea taste by means of quantitative studies, taste reconstitution, and omission experiments[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(13): 5377-5384.

[28] Cho I H, Peterson D G. Chemistry of bread aroma: A review[J]. Food Science & Biotechnology, 2010, 19(3): 575-582.

[29] Schuh C, Schieberle P. Characterization of the key aroma compounds in the beverage prepared from Darjeeling black tea quantitative differences between tea leaves and infusion[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2006, 54(3): 916-924.

[30] Yang Z Y, Baldermann S, Wantanabe N. Recent studies of the volatile compounds in tea[J]. Food Research International, 2013, 2(53): 585-599.

[31] Kinoshita T, Hirata S, Yang Z Y, et al. Formation of damascenone derived from glycosidically bound precursors in green tea infusions[J]. Food Chemistry, 2010, 123(3): 601-606.

[32] Mizutani M, Nakanishi H, Ema J I, et al. Cloning of-primeverosidase from tea leaves, a key enzyme in tea aroma formation[J]. Plant Physiology, 2002, 130(4): 2164-2176.

[33] Lenhardt L, Bro R, Zekovic I, et al. Fluorescence spectroscopy coupled with PARAFAC and PLS DA for characterization and classification of honey[J]. Food Chemistry, 2015, 175: 284-291.

[34] 公麗艷，孟憲軍，劉乃僑，等. 基于主成分與聚類分析的蘋果加工品質(zhì)評(píng)價(jià)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30(13)：276-285.

Gong Liyan, Meng Xianjun, Liu Naiqiao, et al. Evaluation of apple quality based on principal component and hierarchical cluster analysis[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(13): 276-285. (in Chinese with English abstract)

Influences of first-drying methods on the quality of Congou black tea using partial least squares-discrimination analysis

Hua Jinjie1, Wang Huajie1, Wang Jinjin1, Li Jia1, Jiang Yongwen1, Wang Yueliang2, Yuan Haibo1※

(1.310008; 2315400,)

Processing of Congou black tea usually includes five procedures: withering, rolling, fermentation, first-drying and second-drying. Water content of a tea leaf is an important indicator for the black tea processing, particularly water loss most in first-drying, from 58%-64% of the fermented leaves to 20%-25% of the first-drying leaves. With a large amount of evaporation from leaf water and a rapid rise of leaf temperature, the enzymatic reaction in the leaves can be inhibited, while a large number of violent thermochemical reactions occur, in order to promote the transformation and upgrade of quality substances, and thereby to obtain the formation of excellent aroma, taste, color and other qualities of black tea. In this paper, two leaves and a bud of Fuding Dabai species were selected as raw material to make trial production of Congou black tea, in order to explore the influence of rotary pot-hot air coupling first-drying with electromagnetic heat on first-drying characteristic and quality formation of Congou black tea. Four methods were used, including chain plate hot air first-drying (CHFD), box hot air first-drying (BHFD), rotary pot first-drying (RFD), and rotary pot - hot air coupling first-drying with electromagnetic heat (RHFD). Multiple features and indicators were compared, such as 29 kinds of non-volatile tea indexes (polyphenols, catechins, tea pigments, soluble sugar, caffeine, amino acids, et al), 114 kinds of volatile aroma indexes that tested by GC-MS/MS, 10 kinds of evaluation indexes of leaf shape and liquor color, quality evaluation of artificial sensory and performance indexes of first-drying methods (production efficiency, energy cost, thermal efficiency, etc.). Partial least squares-discrimination analysis (PLS-DA) was then used to analyze the influence of first-drying methods on the taste, liquor color, and aroma quality formation of high-quality Congou black tea, finally to obtain the typical features of difference compounds. The results show that: 1) in RHFD treatment, the contents of tea polyphenols and total amount of catechins were the lowest, and the contents of total simple catechins, thearubigins, soluble sugar, TDE and 10TFRB were the highest, whereas the effect of first-drying methods on the total amount of theaflavins was not significant (<0.05); 2) the total amount of volatile compounds was observed in the order of RHFD, RFD, BHFD, and CHFD; 3) the RHFD treatment can achieve the highest content of aromatic hydrocarbons, and terpenes. The rotary pot-hot air coupling first-drying (RHFD) method indicated some advantages, including fast heating (only 14 minutes), uniform temperature distribution and good stability, high thermal efficiency (50.0%), high production efficiency (220 kg/h), and low production cost (only 0.32 Yuan/kg). Moreover, the black tea after RHFD treatment has been significantly improved, indicating soup color brightness (La value), aroma sweetness, taste sweetness and refreshing, and the total score of sensory quality reaches the highest (88.1). PLS-DA also shows that Congou black tea can be distinguished by four kinds of first-drying methods from non-volatile (43 types obtained) and volatile (18 types obtained) compounds. The typical compounds are obtained, such as 2,4,6-tris(1,1-dimethylethyl)-4-methylcyclohexa-2,5-dien-1-one, geraniol, 3-octanone, methyl salicylate, theaflavin (TF), theabrownins (TBs), total soluble sugar (SSs), epicatechin (EC). These compounds can be used as indicators to identify the first-drying methods of Congou black tea, and then to produce “sweet fragrance aroma”, “sweet alcohol taste”, “high brightness liquor color” and other high-quality Congou black tea. This study can provide a technical reference and theoretical guidance to process much high quality of black tea.

quality control; flavour; Congou black tea; rotary pot-hot air coupling technology with electromagnetic heat; first-drying; multivariate statistical analysis; tea pigments; geraniol; performance parameter

滑金杰，王華杰，王近近，等. 采用PLS-DA分析毛火方式對(duì)工夫紅茶品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(8)：260-270.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.08.032 http://www.tcsae.org

Hua Jinjie, Wang Huajie, Wang Jinjin, et al. Influences of first-drying methods on the quality of Congou black tea using partial least squares-discrimination analysis[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(8): 260-270. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.08.032 http://www.tcsae.org

2020-01-07

2020-03-13

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP-TRICAAS）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFD0400802）；國(guó)家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系紅茶加工崗位（CARS-23）

滑金杰，安徽阜陽(yáng)人，助理研究員，從事茶葉精準(zhǔn)化加工與定向化調(diào)控研究。Email：huajinjie@tricaas.com

袁海波，江蘇江陰人，副研究員，從事茶葉加工與茶飲料工程研究。Email：192168092@ tricaas.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.08.032

TS272.5+1

A

1002-6819(2020)-08-0260-11