摘 要
茶葉作為中國(guó)的特產(chǎn)之一是深受全世界廣大消費(fèi)者喜愛(ài)的一種飲品,尤其在中國(guó),茶葉有著深厚的受眾群體和較為成熟的產(chǎn)業(yè)鏈條及加工工藝。我國(guó)種茶和制茶的歷史十分悠久,根據(jù)發(fā)酵程度不同,可以將茶葉分為不發(fā)酵、輕度發(fā)酵、半發(fā)酵、全發(fā)酵4類。該文介紹不同茶類在加工過(guò)程中的關(guān)鍵工藝,比較不同茶類制茶過(guò)程中的化學(xué)變化。通過(guò)比較分析不同茶類制茶過(guò)程中的化學(xué)品質(zhì)變化對(duì)茶葉品質(zhì)(色、香、味、葉底)造成的影響,明確指出六大茶類各自較優(yōu)的加工工藝,使茶農(nóng)在茶樹(shù)栽培和茶葉加工方面得到更好的改進(jìn)。對(duì)提高茶葉理化品質(zhì),豐富茶葉產(chǎn)品類型具有重要的作用。
關(guān)鍵詞
不發(fā)酵茶;發(fā)酵茶;全發(fā)酵茶;制茶;化學(xué)變化
茶樹(shù)原產(chǎn)于中國(guó)西南部山區(qū),是以葉用為主的多年生常綠植物。茶樹(shù)品種繁多,六大茶類(綠茶、黃茶、黑茶、青茶、紅茶和白茶)均有其各自的適制品種。茶作為三大飲料之一,如今已經(jīng)成為人們?nèi)粘I钪械谋匦杵穂1]。作為葉用植物,新梢是茶樹(shù)代謝最為旺盛的部位之一,新梢含有極其豐富的兒茶素、咖啡堿和茶氨酸等特征性次級(jí)代謝產(chǎn)物,其中還包括維生素、氨基酸、茶多酚、咖啡因、礦物質(zhì)、糖類和蛋白質(zhì)等[2]。構(gòu)成茶味的特征物質(zhì)主要有茶多酚、氨基酸、糖類、咖啡堿、果膠等物質(zhì)。其中以茶多酚、氨基酸和咖啡堿對(duì)茶葉品質(zhì)影響最大[3-4]。茶葉中的化學(xué)成分很復(fù)雜,在鮮葉里化學(xué)成分由于品種、自然條件和栽培管理等的不同而異;在同一叢茶樹(shù)上,由于采摘時(shí)間不同,品質(zhì)也不同。在制茶過(guò)程中,由于制法不同,而產(chǎn)生的變化就更大。
茶葉是世界上消費(fèi)最為廣泛的飲料之一,根據(jù)發(fā)酵程度不同可將其分為不發(fā)酵茶、半發(fā)酵茶、全發(fā)酵茶,其制法不同又將其分為六大基本茶類和再加工茶類,即綠茶、紅茶、烏龍茶、黃茶、白茶、黑茶和再加工茶類(花茶)。我國(guó)六大茶類的加工技術(shù)在保持傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上,也隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的發(fā)展,一些新的技術(shù)被應(yīng)用到茶葉加工中,茶葉加工機(jī)械化水平也在不斷提高,加工手段得以改進(jìn)[5]。為此,本文主要比較不同茶類制茶過(guò)程中的化學(xué)變化。明確指出六大茶類各自較優(yōu)的加工工藝,有利于提高茶葉資源的綜合利用率、增加茶葉資源的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。此外,茶葉中含有的降低膽固醇物質(zhì)、抗氧化物質(zhì)、抗衰老、殺菌消炎及大量的膳食纖維等,通過(guò)優(yōu)化加工工藝對(duì)提高茶葉中化學(xué)物質(zhì)含量具有重要作用,可有效提升茶葉的使用價(jià)值。
1 不同茶類的制茶工藝技術(shù)
根據(jù)茶葉的感官風(fēng)味和加工工藝的結(jié)合,茶葉可分為綠茶、紅茶、青茶(烏龍茶)、白茶、黑茶和黃茶[6]。在茶葉加工過(guò)程中一般需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段:初制和精制。茶鮮葉先經(jīng)過(guò)初制加工成為毛茶,再進(jìn)一步精細(xì)加工做成精茶。由于茶葉的色、香、味、形等基本品質(zhì)要素主要是在初制過(guò)程中形成,因此,茶葉品質(zhì)的形成在毛茶的初制加工中起著重要的作用。因此,掌握好初制加工工藝,對(duì)提高茶葉品質(zhì),最大限度地發(fā)揮鮮葉原料的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,具有重要的作用[1]。六大茶類在制茶過(guò)程中有不同的加工工藝[3]如圖1所示。
殺青是綠茶制茶的重要工序,用高溫(220℃)破壞鮮葉中酶的活性,制止鮮葉中多酚類物質(zhì)氧化,以便獲得綠茶應(yīng)有的色、香、味。悶黃是黃茶制茶的關(guān)鍵加工工藝,是在殺青基礎(chǔ)上進(jìn)行的,主要是將殺青和揉捻后的茶葉以濕布蓋之,時(shí)間以幾十分鐘或幾個(gè)小時(shí)不等(如溈山白毛尖的悶黃為5h~6h左右、北港毛尖的悶黃時(shí)間為30min~40min),促使茶葉在水熱作用下進(jìn)行非酶性的自動(dòng)氧化,形成黃色的茶葉和湯色。在悶黃過(guò)程中,進(jìn)行濕熱作用,多酚類化合物總量減少,尤其是表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯[(-)-epigal-locatechingallate,EGCG]和表沒(méi)食子兒茶素[(-)-epigallocatechin,EGC]大量減少,酯型兒茶素自動(dòng)氧化和異構(gòu)化,改變多酚類化合物的苦澀味,形成黃茶特有的金黃色澤和醇香滋味[7]。渥堆是黑茶制茶過(guò)程中的主要工序,是形成黑茶色香味的關(guān)鍵工序,也是決定熟茶品質(zhì)的關(guān)鍵點(diǎn),是指將曬青毛茶堆放成一定高度(通常在70cm左右)后進(jìn)行灑水,上面覆一層麻布進(jìn)行渥堆。通過(guò)渥堆過(guò)程中微生物所分泌的胞外酶的酶促作用,促進(jìn)茶葉酵素作用的進(jìn)行,使之在濕熱作用下發(fā)酵24h左右,溫度控制在35℃~40℃,待茶葉顏色轉(zhuǎn)化到栗紅色,再攤開(kāi)來(lái)晾干,使黑茶擁有獨(dú)特的栗黑色[8]。搖青,是烏龍茶加工中特有的工序,也是形成烏龍茶品質(zhì)的關(guān)鍵措施。搖青過(guò)程中是運(yùn)動(dòng)力與摩擦力二者的協(xié)調(diào)配合,形成茶所特有的香高味醇品質(zhì)[9]。發(fā)酵,俗稱“發(fā)汗”,是紅茶制茶最為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),是形成紅茶色、香、味品質(zhì)特征的關(guān)鍵性工序。一般是將揉捻葉放在發(fā)酵框里,放在發(fā)酵室發(fā)酵,溫度控制在25℃~30℃,相對(duì)濕度95%以上,時(shí)間2.5h~3.5h。
2 不同茶類制茶過(guò)程中的化學(xué)變化
制茶過(guò)程中,由于制法不同,茶葉中主要化學(xué)成分會(huì)發(fā)生不同程度上的酶性氧化和非酶性氧化,特別是多酚類物質(zhì)兒茶素,例如,綠茶在制作加工初始,要經(jīng)過(guò)高溫殺青以破壞鮮葉中酶的活性,制止了酶對(duì)多酚類物質(zhì)的酶促氧化。茶葉的不同加工過(guò)程還導(dǎo)致了不同茶葉香氣、味道、顏色和生物活性的不同[10-11]。
2.1 不發(fā)酵茶
不發(fā)酵茶,又稱綠茶。采摘的鮮葉,不經(jīng)發(fā)酵,直接進(jìn)行殺青、揉捻、干燥等工藝過(guò)程。其沖泡后的茶湯、葉底均以綠色為主調(diào)。與諸種茶類相比,綠茶作為不發(fā)酵茶,是制作工序最少、最貼近自然原生狀態(tài)的茶類。綠茶之間的制作方式差異主要體現(xiàn)在殺青和干燥的方式上。綠茶按照初制過(guò)程的殺青和干燥方式不同,可分為蒸青綠茶、烘青綠茶、炒青綠茶和曬青綠茶4種。根據(jù)茶葉產(chǎn)地不同而不同,例如,杭州的西湖龍井采用炒青方式,利于條索緊結(jié),顯峰苗,色澤綠潤(rùn),香高持久,滋味濃醇,湯色、葉底黃綠明亮;磚茶、沱茶等采用曬青方式,外形完整稍彎曲,峰苗顯露,干色墨綠,香青味醇,湯色、葉底黃綠明亮[12]。
2.1.1 綠茶在殺青過(guò)程中化學(xué)成分的變化
殺青是綠茶加工的首道工序,是在較高的溫度條件下,使鮮葉中的酶活性降低,避免茶葉中多酚類物質(zhì)的氧化,使得茶葉能夠不變色[13-15],殺青方法有蒸汽、熱風(fēng)滾筒、滾筒等,不同殺青方法對(duì)綠茶品質(zhì)有一定影響。王興奎等[12]研究表明,蒸汽殺青后茶湯顏色最佳。采用蒸汽殺青能夠在很短時(shí)間內(nèi)讓溫度迅速升高,殺青時(shí)間短并且比較均勻,降低了茶葉中酶的活性物質(zhì),最大限度地保留葉綠素,沖泡后茶葉即表現(xiàn)出較好的顏色,熱風(fēng)滾筒殺青茶葉香氣表現(xiàn)出栗香。祁丹丹等[16]研究表明,以蒸汽殺青的鮮味最好,醇和鮮爽,蒸汽殺青綠茶中含量較高的黃酮糖苷、原花青素、聚酯型兒茶素等會(huì)在一定程度上增強(qiáng)茶湯的澀味,殺青溫度較高,時(shí)間短,不利于茶葉香氣的保持與形成[17]。Gulati等[18]研究表明,茶樹(shù)鮮葉通過(guò)微波加熱、烘箱加熱或曬干3種方式進(jìn)行干燥,其中,曬干的茶葉中總酚和兒茶素含量最低,而且浸泡液顏色暗淡,帶有輕微的燒焦味;微波加熱的茶葉總酚和兒茶素含量最高,浸泡液顏色鮮艷,味道甜美,帶有一種微妙的愉悅氣味;蒸汽、烘箱干燥的茶,總酚和兒茶素含量介于曬干茶和微波干燥茶之間,浸泡液明亮,帶有鮮味。因此,開(kāi)展綠茶殺青加工中主要滋味物質(zhì)動(dòng)態(tài)變化及其對(duì)滋味品質(zhì)的影響對(duì)提高綠茶加工品質(zhì)具有重要意義[19]。
2.1.2 綠茶在揉捻過(guò)程中化學(xué)成分的變化
揉捻做形是綠茶制茶過(guò)程中追求優(yōu)美外形的關(guān)鍵工序之一,是影響綠茶品質(zhì)的關(guān)鍵因素。研究表明,在香氣方面,未進(jìn)行揉捻的茶葉常呈花香型,揉捻的茶葉多呈清香型,而且香氣濃度及鮮爽度要低一些,這與兒茶素對(duì)香葉醇、芳樟醇等萜烯醇類形成的抑制作用有關(guān)。因?yàn)槿嗄硎共柚绯?,茶多酚及兒茶素就與各種內(nèi)含物混合在一起[20];在滋味方面,氨基酸、可溶性糖和茶多酚是茶湯的主要成分,與未經(jīng)揉捻的名茶相比其含量明顯高于經(jīng)過(guò)揉捻的名茶,殺青葉經(jīng)過(guò)揉捻后,茶葉中各種化學(xué)成分充分混合,在其后熱干燥過(guò)程中的熱物理化學(xué)作用,加速了茶多酚的水解、氧化和異構(gòu)化反應(yīng),致使含量下降;在色澤方面,未揉捻型名茶的外形和葉底的色澤呈現(xiàn)綠色,茶湯清澈嫩綠,而經(jīng)過(guò)揉捻加工的茶葉外型色澤類型同未經(jīng)過(guò)揉捻茶不同,制茶中由于高溫濕熱條件加速了葉綠素的分解,以及脫鎂反應(yīng)使葉綠素轉(zhuǎn)化成黑色的脫鎂葉綠素,致使茶葉色澤變深[20]。
2.1.3 綠茶在干燥過(guò)程中化學(xué)成分的變化
茶葉揉捻后通過(guò)干燥,使滋味品質(zhì)得以固定和發(fā)展,干燥過(guò)程中,不同的干燥方法、干燥溫度及各干燥階段含水量的控制都對(duì)滋味品質(zhì)的形成產(chǎn)生重要的影響。尤其是不同干燥方式(烘干、炒青、曬干),將影響成茶的沖泡浸出率,影響茶葉滋味和香味[21]。與鮮葉、殺青葉相比,經(jīng)過(guò)干燥加工后茶葉中芳香物質(zhì)有明顯的變化,其中低沸點(diǎn)的具有青草氣味的脂肪族醇、醛類物質(zhì)繼續(xù)減少,而有利于綠茶帶有清香或花香的脂類、芳香族類化合物、萜烯類以及使綠茶具有炒香的糖胺反應(yīng)產(chǎn)物吡嗪類、吡咯類、糠醛類等化學(xué)成分的含量都大幅度增加[22]。牟杰等[21]研究表明,半烘炒工藝制成的扁形綠茶中丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸等多數(shù)游離氨基酸組分的含量較高。茶葉干燥時(shí),應(yīng)進(jìn)行炒干高溫(120℃~130℃)快速除掉水分,再采用高溫薄攤,快速烘干法(80℃~90℃),約經(jīng)15min,即達(dá)干燥程度,簡(jiǎn)稱半烘炒工藝。物質(zhì)轉(zhuǎn)化充分,滋味濃烈,適宜于扁形綠茶加工。
2.2 輕度發(fā)酵茶
所謂輕度發(fā)酵茶是指通過(guò)人為或自然因素讓一定量水分進(jìn)入茶葉中促使其發(fā)生了輕度發(fā)酵的茶品。發(fā)酵茶的茶湯顏色轉(zhuǎn)為紅色,與渥堆的熟茶相比,由于發(fā)酵程度比較低,因而保存了茶葉較多的活性。六大茶類中白茶和黃茶屬于輕微發(fā)酵茶。
2.2.1 白茶在制茶中化學(xué)成分的變化
與其他種類的茶相比,白茶加工過(guò)程最簡(jiǎn)單,只需要長(zhǎng)時(shí)間萎凋(萎凋時(shí)間為45h~60h為宜,萎凋36h進(jìn)行第一次并篩,48h進(jìn)行第二次并篩)和干燥過(guò)程,沒(méi)有任何酶失活或發(fā)酵的步驟[23-24]。茶葉在長(zhǎng)時(shí)間萎凋過(guò)程中,會(huì)發(fā)生一系列復(fù)雜的理化變化,從而初步形成白茶特有的品質(zhì)風(fēng)格[25-26]。
2.2.1.1 白茶在萎凋過(guò)程中化學(xué)成分的變化
萎凋是白茶加工過(guò)程的重要工序。張應(yīng)根等[27]研究表明,白茶萎凋過(guò)程中,干物質(zhì)量降低4.2%~4.5%,總糖含量降低50%以上,多酚類化合物含量降低約36%,兒茶素總量降低約49%,其中EGCG的減少幅度最大。在相同溫度和濕度條件下,白茶中兒茶素總量隨環(huán)境濕度升高而顯著降低,隨著環(huán)境溫度升高而顯著下降。潘玉華等[28]研究表明,在濕度相同的情況下,萎凋溫度越高萎凋葉含水量下降幅度越大,同時(shí)萎凋溫度也與毛茶生化成分含量的變化及白茶品質(zhì)的形成具有相關(guān)性。萎凋室溫度22℃、濕度(70±5)%的環(huán)境能使萎凋過(guò)程中失水和理化變化相協(xié)調(diào),利于高品質(zhì)毛茶的形成。白茶萎凋?qū)ο銡獾男纬捎兄匾淖饔茫苡辛糩29]研究表明,與自然萎凋相比,人工萎凋的白茶香氣總量較高,其中香氣化合物種類比較多,人工萎凋過(guò)程,可以針對(duì)白茶的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控萎凋溫度。李鳳娟[30]研究表明,控溫萎凋(20℃,36h)有利于白茶香氣的形成,與室溫萎凋相比,在控溫萎凋條件下,白茶的醇類和醛類香氣化合物的總和較高,香氣更為豐富。陳林海等[31]研究認(rèn)為,白茶萎凋中后期酶活性逐漸下降,可溶性多酚類化合物與氨基酸、氨基酸與糖的互相作用形成新的芳香物質(zhì),使得白茶青草氣減退,香氣顯現(xiàn)。
2.2.1.2 白茶在造形過(guò)程中化學(xué)成分的變化
造形工藝是白茶新工藝,以適應(yīng)新的消費(fèi)需求,是區(qū)別于傳統(tǒng)白茶特有的工序,根據(jù)鮮葉嫩度不同,一般揉捻10min~30min,促進(jìn)白茶外形成條,微卷,色澤暗綠帶褐,香氣和滋味濃郁[32-33]。對(duì)萎調(diào)葉進(jìn)行加濕處理后,葉片恢復(fù)柔軟,可達(dá)到造形的要求。萎凋36h后,采用100℃水進(jìn)行加濕處理,有利于白牡丹茶餅品質(zhì)形成。黃赟[34]研究表明,與散茶相比,緊壓白茶的咖啡堿、色素等含量較高,游離氨基酸、茶多酚等含量偏低;且緊壓茶感官品質(zhì)稍低于散茶,具體表現(xiàn)為滋味鮮醇度稍差,湯色稍暗。李明月[35]研究表明,與不造形白茶比,理?xiàng)l處理的白茶可溶性糖和水浸出物略高,增加了白茶產(chǎn)品茶湯的濃度和甜度。
2.2.1.3 白茶在干燥過(guò)程中化學(xué)成分的變化
白茶經(jīng)干燥可以確定干茶品質(zhì)、提高香氣,以及消除多余水分,有利于貯藏,此階段是為了定色[36]。白茶分烘干、曬干和風(fēng)干3種干燥方式。其中,風(fēng)干和曬干的白茶,毫色呈發(fā)白銀亮,物質(zhì)轉(zhuǎn)化率較低,氨基酸和總糖量等化學(xué)品質(zhì)成分低于烘干的茶樣,成茶香氣降低;烘干白茶,由于熱的作用,可提高白茶品質(zhì),但色澤不如風(fēng)干白茶。現(xiàn)在,高級(jí)白茶多采用焙籠烘焙干燥,溫度控制在120℃~130℃,焙時(shí)約10min,茶葉焙籠如圖2所示。
中低級(jí)白茶采用烘干機(jī)干燥。卓敏等[37]研究表明,在60℃~70℃區(qū)間烘干2h,游離氨基酸總量達(dá)到最高值,可提高茶湯滋味的鮮爽度;水浸出物和可溶性糖總量達(dá)到最大值,兩者含量的增加可以提高茶湯滋味甜度;多酚類化合物和咖啡堿總量處于最低值,兩者的降低與茶湯滋味苦澀味相關(guān)。谷兆騏[38]研究表明,白茶在60℃~70℃處理2h是丹霞1號(hào)和丹霞2號(hào)茶樹(shù)品種夏季單芽原料加工白茶的最佳干燥參數(shù)。白茶干燥溫度的高低對(duì)白茶品質(zhì)特征有不同的影響,高溫干燥有利于白茶滋味甘醇度的提升,低溫干燥有利于白茶清鮮特點(diǎn)的保留。
2.2.2 黃茶在制茶中化學(xué)成分的變化
目前對(duì)于黃茶的研究主要在悶黃工序、品種篩選、香氣類型、功能特性等方面[39]。悶黃是黃茶加工過(guò)程的主要工序,主要利用高溫殺青破壞酶的活性。是形成黃茶獨(dú)特“三黃”品質(zhì)(干茶金黃、湯色杏黃、葉底嫩黃)的關(guān)鍵。
2.2.2.1 黃茶在殺青過(guò)程中化學(xué)成分的變化
黃茶采用高溫殺青,破壞鮮葉中酶的活性物質(zhì),制止鮮葉中多酚類物質(zhì)氧化,同時(shí)散發(fā)鮮葉中的一部分水分,散發(fā)出青草氣味,以便獲得黃茶應(yīng)有的色、香、味品質(zhì)[40]。黃茶殺青鍋溫較綠茶低,一般120℃~150℃之間。殺青時(shí)采用“拋悶結(jié)合,多拋少悶”,營(yíng)造高溫濕熱條件,使葉溫升高,葉綠素受到破壞,更徹底破壞酶的活性,多酚氧化酶(polyphenol oxidases,PPO)、過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)失去活性,多酚氧化酶將簡(jiǎn)單的兒茶素轉(zhuǎn)化為茶黃素,為形成黃茶醇厚滋味及黃色色澤創(chuàng)造良好的條件[41-42]。劉曉慧等[43]研究表明,在殺青方式中,與炒青比,蒸青的氨基酸、茶多酚以及水浸出物含量都比較高,而酚氨比炒青低,采用蒸青的加工方式葉綠素含量低于炒青,因此,采用蒸青的方式更能滿足黃茶黃變。不同的殺青程度對(duì)殺青葉及成品茶的品質(zhì)也有重要的影響[44]。劉漢炎等[45]研究表明,未經(jīng)過(guò)殺青的黃茶其氨基酸、茶多酚和水浸出物含量上升,酚氨比下降,對(duì)茶湯的滋味造成影響。
2.2.2.2 黃茶在悶黃過(guò)程中化學(xué)成分的變化
悶黃是黃茶類加工工藝的關(guān)鍵工序。影響悶黃的因素有很多,其中最主要的是茶葉的含水量、葉溫以及悶黃的時(shí)間。研究表明,隨著悶黃時(shí)間的延長(zhǎng),黃茶內(nèi)含物質(zhì)的含量表現(xiàn)出不同的變化,氨基酸和水浸出物含量先升高后降低,茶多酚、葉綠素總量、咖啡堿含量逐漸降低,酚氨比先降低后略有升高,可溶性糖含量逐漸升高,咖啡堿含量沒(méi)有顯著變化[43]。周繼榮等[46]研究表明,黃茶在不同悶堆時(shí)間(1、4、7、12、19.5h)條件下,茶多酚含量呈下降趨勢(shì)如表1所示。
與鮮葉相比,悶堆19.5h后茶多酚含量減少6.14%,悶堆1h到4h,茶多酚減少最多,從4h到19.5h,茶多酚含量變化不大。氨基酸的含量則呈平穩(wěn)上升然后下降,悶堆1h氨基酸含量達(dá)到最大,為3.12%,在以后的悶堆過(guò)程中其含量變化不大,均保持在3.02%左右。研究表明,從鮮葉到初悶,茶葉經(jīng)過(guò)高溫殺青,葉綠素含量急劇減少,從鮮葉的0.21%降到0.16%,在加工后期,鮮葉溫度較低,葉綠素含量減少緩慢,表明溫度是破壞葉綠素的關(guān)鍵因素[46]。因此,為了保證茶葉品質(zhì),在加工過(guò)程中應(yīng)該控制溫度,減少對(duì)茶葉葉綠素的破壞。
2.2.2.3 黃茶在烘焙過(guò)程中化學(xué)成分的變化
烘焙是黃茶加工的最后一道工藝,是在高溫(140℃~150℃)條件下進(jìn)行,最終使黃茶呈現(xiàn)出棕褐色和微澀的味道。烘焙是咖啡、可可等品質(zhì)和感官特性塑造的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但在茶葉加工中卻很少使用[47]。只有少數(shù)茶葉加工時(shí)使用烘焙工藝,如武夷巖茶和大葉黃茶。在大葉黃茶生產(chǎn)過(guò)程中,加工溫度隨著時(shí)間的推移而逐漸升高,使得大葉黃茶比半發(fā)酵茶的色澤更深。茶多酚的聚合、氧化和降解發(fā)生在高溫過(guò)程中[48]。茶葉中的主要生物活性成分表沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸及二聚體在高溫下可分解為沒(méi)食子酸并聚合成色素[49]。此外,高溫處理會(huì)使茶葉中的糖和氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)(Maillard reactions),從而產(chǎn)生焙烤焦糖的香氣和風(fēng)味[50]。Zhou等[51]研究表明,烘焙是導(dǎo)致兒茶素異構(gòu)化和分解的過(guò)程。大葉黃茶高溫烘焙對(duì)于形成大葉黃茶明顯的化學(xué)特征發(fā)揮了重要作用。烘焙之后EGCG、EGC、表兒茶素沒(méi)食子酸酯[(-)-epicatechin gallate,ECG]、表兒茶素(L-epicatechin,EC)含量明顯降低;兒茶素差向異構(gòu)體沒(méi)食子兒茶素[(-)-gallocatechin,GC]和沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯[(-)-gallocate-chingallate,GCG]顯著增加數(shù)倍。
2.3 半發(fā)酵茶
烏龍茶作為一種傳統(tǒng)的中國(guó)茶(山茶),因其具有抗氧化、抗微生物、降膽固醇、降低癌癥風(fēng)險(xiǎn)等保健功效而在世界范圍內(nèi)廣受歡迎[52]。烏龍茶屬于青茶類,為半發(fā)酵茶,茶葉外形緊結(jié)重實(shí),色澤砂綠或棕褐油潤(rùn),滋味醇厚甘爽,較耐沖泡,葉底綠潤(rùn)或棕褐的品質(zhì)特征[53]。這與曬青、搖青技術(shù)有關(guān)系。
2.3.1 青茶(烏龍茶)在萎凋過(guò)程中化學(xué)成分的變化
目前烏龍茶萎凋主要分為室內(nèi)萎凋、加溫萎凋和日光萎凋3種方式,在烏龍茶生產(chǎn)加工過(guò)程主要采用日光萎凋,原因是日光萎凋可快速葉片散失水分,擴(kuò)大葉片與莖梗間含水量的差異,可以為后期的做青“走水”創(chuàng)造條件[54]。通過(guò)萎凋散發(fā)部分水分,提高葉子韌性,便于揉捻成型,同時(shí)伴隨著失水過(guò)程,酶的活性增強(qiáng),散發(fā)部分青草氣,有利于香氣散發(fā)。苗愛(ài)清等[55]研究表明,萎凋(曬青)使己醇、(順)-3、7-二甲基-1、3、6-辛三烯、橙花叔醇等含量增加。與未經(jīng)過(guò)萎凋、室溫萎凋相比,加溫萎凋香氣成分含量高。王登良等[56]研究表明,較高的光照強(qiáng)度,容易破壞芳香物質(zhì),1,2-苯二甲酸二丁酯、芳樟醇及其氧化物含量明顯減少,香葉醇、法呢醇等烏龍茶香氣的主要成分喪失。在光照強(qiáng)度16774Lx處理?xiàng)l件下,可以使烏龍茶具有稍濃的薔薇香氣。
2.3.2 青茶(烏龍茶)在做青過(guò)程中化學(xué)成分的變化
做青是烏龍茶加工過(guò)程的關(guān)鍵工序,它是由搖青和靜置(攤放)兩者交替進(jìn)行。使鮮葉水分散失以及軟化鮮葉,并起到熱化作用,消除茶葉中的苦澀味,促進(jìn)滋味醇厚。烏龍茶所具有的香韻、味韻品質(zhì)主要是由做青而形成的風(fēng)格品質(zhì)。不同強(qiáng)度的做青在不同溫濕度條件會(huì)對(duì)烏龍茶感官品質(zhì)有影響,尤其香氣成分的變化。
2.3.2.1 做青強(qiáng)度對(duì)青茶品質(zhì)化學(xué)成分的變化
黃福平等[9]研究表明,做青強(qiáng)度對(duì)烏龍茶香氣組成有明顯的影響。在一定的外界環(huán)境條件下,搖青可以促進(jìn)香精油總量大幅度增加,適當(dāng)增加搖青次數(shù)可以促進(jìn)香精油的積累,橙花叔醇、芳樟醇、法呢烯等主要香氣組分相應(yīng)增加。可以認(rèn)為這些組分是優(yōu)質(zhì)烏龍茶的特征性香氣組分,與烏龍茶品質(zhì)有密切相關(guān)性。王爾茂等[57]研究表明,與手工輕做青相比,采自潮州市鳳凰鎮(zhèn)鳳溪村的桂花香型烏龍茶采用機(jī)械重做青降低了茶葉水浸出物中茶多酚和可溶性糖含量,增加了咖啡堿和茶紅素含量;機(jī)械重做青使茶湯的主體和特征香氣組分和含量發(fā)生變化,表現(xiàn)出香氣韻味低下。從茶湯香氣角度上進(jìn)行評(píng)價(jià),桂花香型烏龍茶不適合機(jī)械搖青的重做青方式。
2.3.2.2 不同溫濕度做青對(duì)青茶品質(zhì)化學(xué)成分的變化
不同溫濕度做青對(duì)香氣變化的影響主要在于溫濕度對(duì)酶促反應(yīng)的調(diào)節(jié),其中主要是萜烯類和芳香類配糖體的酶促水解反應(yīng)、脂肪酸的氧化裂解反應(yīng)及類胡蘿卜素的氧化降解反應(yīng)的調(diào)控。金心怡等[58]研究結(jié)果表明,恒溫恒風(fēng)調(diào)控方式能有效降低葉層空氣濕度,改善空氣質(zhì)量,提高制茶品質(zhì)并且可以降低做青投資成本和能耗。采用氣流控制的空調(diào)做青環(huán)境的毛茶品質(zhì)優(yōu)于密閉空調(diào)做青環(huán)境的毛茶品質(zhì)。其中,低溫中濕做青有利于芳香物質(zhì)積累,恒溫恒濕有利于酶促反應(yīng)的穩(wěn)定,封閉系統(tǒng)環(huán)境下做青烏龍茶的香氣散失較少[59]。Wang等[60]采用4種曲霉菌固體發(fā)酵曬青毛茶,并以超聲輔助萃?。╱ltrasonic-assisted extraction,UAE)-上浮溶劑固化(solidification of floating organic drop,SFO)-分散液液微萃取(dispersive liquid-liquid microextraction,DLLME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)的方法提取和鑒定其揮發(fā)性成分。結(jié)果共從中鑒定了63個(gè)揮發(fā)性成分。其中有甜花香的芳樟醇含量最多,達(dá)到曬青毛茶中揮發(fā)性物質(zhì)含量的19.81%。
2.4 全發(fā)酵茶
全發(fā)酵茶即紅茶。紅茶加工過(guò)程中涉及到多種酶的催化作用,特別是水解酶和氧化還原酶,對(duì)紅茶品質(zhì)的形成起著關(guān)鍵作用。
2.4.1 紅茶在萎凋過(guò)程中化學(xué)成分的變化
萎凋是紅茶加工過(guò)程中的首道工序,對(duì)紅茶品質(zhì)的形成有一定的影響。隨著萎凋時(shí)間的延長(zhǎng)和萎凋環(huán)境的變化,鮮葉會(huì)發(fā)生一系列物理狀態(tài)轉(zhuǎn)變和化學(xué)成分變化[61]。紅茶在萎凋過(guò)程中受很多因素的影響,其中主要有溫濕度、萎凋時(shí)間、光照以及光質(zhì)等主要技術(shù)因子,萎凋溫度升高,酶的活性提高愈快。萎凋時(shí)溫度過(guò)高,酶活性雖然迅速激活增加,但是在揉捻發(fā)酵過(guò)程就會(huì)顯著下降,不利于多酚類的酶促氧化[62]。在不通風(fēng)情況下長(zhǎng)時(shí)間萎凋,空氣中的相對(duì)濕度就會(huì)提高,從而導(dǎo)致葉溫升高,萎凋葉內(nèi)的化學(xué)變化加速,造成葉子變紅[63]。丁勇等[64]研究表明,中等風(fēng)力的萎凋方式工效較高、理化品質(zhì)表現(xiàn)較好。萎凋過(guò)程中光照也起著重要的作用,在無(wú)光照條件下,雖然能正常進(jìn)行,但是蛋白質(zhì)降解緩慢,生成的游離氨基酸含量較低,從而導(dǎo)致制成的成茶缺乏鮮爽味、香氣低。Ai等[65]研究表明,黃、橙、紅3種光萎凋處理后,茶的香氣和口感有明顯改善,使茶具有芳香的風(fēng)味和醇香的味道。黃光處理后,兒茶素、茶黃素、氨基酸和香氣成分含量最高,其次是橙色和紅光處理。紅茶在紫外線照射下萎凋,會(huì)呈現(xiàn)強(qiáng)烈的澀味,可能是由于茶黃素、氨基酸和可溶性糖含量低所致。綠光照射對(duì)茶葉的香氣和口感造成了明顯的破壞,可能是由于茶葉中化學(xué)成分含量最低,導(dǎo)致茶葉具有強(qiáng)烈的澀味。混合光萎凋處理無(wú)顯著累積效應(yīng)。因此,為了提高紅茶的整體品質(zhì),建議采用單色黃、橙、紅3種顏色。葉片細(xì)胞的光感受器具有吸收太陽(yáng)光譜的選擇性。葉片細(xì)胞中的光敏色素等組分可以吸收光能,催化酶的生理活性,導(dǎo)致一系列反應(yīng),最終影響紅茶的品質(zhì)[66]。
2.4.2 紅茶在發(fā)酵過(guò)程中化學(xué)成分的變化
發(fā)酵是紅茶制作的獨(dú)特階段,經(jīng)過(guò)發(fā)酵,葉色由綠變紅,形成紅葉紅湯的品質(zhì)特點(diǎn)。在發(fā)酵過(guò)程中,發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)紅茶品質(zhì)形成有一定的影響作用。尹杰等[67]研究表明,隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng),葉條沒(méi)有變化、外形色澤和湯色逐漸變紅、滋味由苦澀味變?yōu)榇蓟?、香氣由青草氣逐漸變?yōu)樘鹣?,即在發(fā)酵溫度30℃、發(fā)酵葉相對(duì)濕度90%,空氣相對(duì)濕度60%,發(fā)酵時(shí)間3.5h處理?xiàng)l件下能夠滿足工夫紅茶對(duì)品質(zhì)的需求,發(fā)酵時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)對(duì)工夫紅茶品質(zhì)都有不利影響。在紅茶不同發(fā)酵時(shí)期,茶黃素、茶紅素和茶褐素是形成茶湯湯色的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[68],尹杰等[67]在工夫紅茶發(fā)酵過(guò)程中主要品質(zhì)成分的變化的研究結(jié)果與Obanda等[69]的研究結(jié)果相似,與未發(fā)酵紅茶相比,發(fā)酵3.5h后,茶紅素含量達(dá)最大值5.42%,增加了1.31%,茶黃素和茶褐素沒(méi)有明顯變化。發(fā)酵至4.0h后,茶紅素含量顯著降低,茶褐素含量顯著增加,這可能是造成茶湯亮度變低和感官得分變低的主要原因。
2.5 后發(fā)酵茶
黑茶屬于后發(fā)酵茶。采摘的鮮葉經(jīng)殺青、揉捻后還需進(jìn)行渥堆。渥堆是黑茶生產(chǎn)的關(guān)鍵工序,茶葉經(jīng)揉捻后在保溫保濕條件下開(kāi)始堆放,利用微生物酶促作用和濕熱作用下的熱物理化學(xué)變化,使茶葉內(nèi)含物發(fā)生復(fù)雜變化,塑造黑茶形成黑茶特有的色、香、味[70]。
2.5.1 殺青對(duì)黑茶品質(zhì)化學(xué)的影響
茶葉色澤主要是由鮮葉的內(nèi)含色素(葉綠素、胡蘿卜素、葉黃素、黃酮類、花青素等)以及色素源物質(zhì)(多酚類物質(zhì)、糖類、氨基酸等)經(jīng)氧化、分解、轉(zhuǎn)化、聚合而成[71]。鮮葉經(jīng)殺青后,其酶活性在高溫作用下幾乎完全被鈍化,大約30%脂溶性色素物質(zhì)被破壞,其中綠色色素(主要是葉綠素a、b)破壞最多,而深色降解產(chǎn)物(主要是黑褐色的脫鎂葉綠素a和黃褐色的脫鎂葉綠素b)形成最多,從而使得茶葉中褐色色素增強(qiáng),葉色失綠[72]。茶葉中的茶褐素常與茶葉中其他的化合物如蛋白質(zhì)結(jié)合形成難溶于水的深色高聚物,這是形成黑茶外形及葉底色澤的重要色素物質(zhì)[73]。
2.5.2 渥堆對(duì)黑茶品質(zhì)化學(xué)的影響
渥堆是黑茶加工過(guò)程中最為關(guān)鍵的工序,也是黑茶色香味形成的重要環(huán)節(jié)。影響渥堆的因素包括茶坯含水率、環(huán)境條件和渥堆時(shí)間等。李衛(wèi)芳[74]研究表明,茶坯最佳含水率在60%~65%,渥堆時(shí)間24、28h時(shí),干茶色澤偏褐色,湯色呈橙黃或棕黃明亮,滋味醇和,香氣純正;茶葉渥堆時(shí)最佳的空氣溫度為28℃左右、空氣濕度為85%時(shí),水浸出物含量最高。王銀誠(chéng)等[75]研究表明,黑茶在渥堆過(guò)程中,茶多酚、兒茶素、氨基酸、茶黃素和茶紅素的含量都呈現(xiàn)下降趨勢(shì),茯磚茶中兒茶素減少的更明顯,茶褐素含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì),而可溶性糖、水浸出物、咖啡堿的含量變化不明顯。陳應(yīng)娟等[8]研究表明,從渥堆不同層次來(lái)看,堆表、堆中、堆底水浸出物含量均呈下降趁勢(shì),堆表降幅最大;黑茶加工過(guò)程中咖啡堿含量是增加的,從鮮葉時(shí)的2.44%增至成品樣時(shí)的3.26%,增幅為33.6%,從渥堆不同層次來(lái)看,堆表增幅最大,為31.08%,堆底次之;游離氨基酸含量、兒茶素含量、可溶性糖含量、粗纖維素含量分別是減少的,對(duì)于渥堆的工序可以隨著翻堆的進(jìn)行,堆表、堆中、堆底的茶坯重新調(diào)換位置,進(jìn)行渥堆,最終使渥堆均勻,實(shí)現(xiàn)黑茶的品質(zhì)轉(zhuǎn)化。
3 問(wèn)題和展望
目前針對(duì)六大茶類不同加工工藝過(guò)程中,如鮮葉攤放時(shí)間的長(zhǎng)短、殺青、揉捻、發(fā)酵、悶黃、干燥以及茶葉的形狀等對(duì)茶葉品質(zhì)的影響都有相關(guān)研究,對(duì)于綠茶在殺青方面優(yōu)選蒸汽殺青或熱風(fēng)滾筒殺青,提高綠茶的感官品質(zhì),同時(shí)在黃茶的悶黃、黑茶的渥堆、紅茶的發(fā)酵、青茶的搖青方面也得到了較好改善。但是,六大茶類品質(zhì)與加工過(guò)程中化學(xué)變化有一定相關(guān)性,在這方面還有待進(jìn)一步研究。不同的制茶技術(shù),產(chǎn)生不同的化學(xué)變化制成各種品質(zhì)不同的茶類。制茶的技術(shù)措施是既要決定制茶的化學(xué)變化的方向,又要控制其化學(xué)變化程度,使之符合各茶類的品質(zhì)要求,以利于優(yōu)良品質(zhì)的形成,并克服不良的化學(xué)變化。凡是對(duì)制茶品質(zhì)有利的反應(yīng),如制紅茶時(shí)多酚類化合物的轉(zhuǎn)化及葉綠素的破壞等,應(yīng)該在人為控制下進(jìn)行。凡是對(duì)制茶品質(zhì)不利的反應(yīng),如制綠茶時(shí)維生素C和葉綠素的破壞以及多酚類化合物的轉(zhuǎn)化等,就應(yīng)該盡量避免或變慢。一切化學(xué)反應(yīng)的速度,也都受人為控制影響。如在鮮葉攤放時(shí),多酚類化合物轉(zhuǎn)化過(guò)快,不論對(duì)任何茶類的品質(zhì)都不利,在萎凋過(guò)程中,水分蒸發(fā)過(guò)慢,不但浪費(fèi)時(shí)間,而且損害品質(zhì);在干燥過(guò)程中,水分氣化過(guò)快過(guò)慢都能影響制茶品質(zhì)。制茶能否獲得預(yù)期要求的產(chǎn)品,須看在制茶過(guò)程中能否有效控制各種反應(yīng)速度。
近年來(lái),茶作為一種飲料,受到越來(lái)越多消費(fèi)者的青睞,提高茶葉品質(zhì)已成為茶葉科研工作者的當(dāng)務(wù)之急。隨著科技技術(shù)以及檢測(cè)手段的快速發(fā)展,茶葉加工設(shè)備不斷在改進(jìn),加工工藝得到改善,茶葉品質(zhì)化學(xué)的研究取得了重大的發(fā)展。六大茶類特有的品質(zhì)特征是多種品質(zhì)化學(xué)成分相互協(xié)調(diào)作用的綜合表現(xiàn),各成分之間不同的感官閾值和呈色香味值、以及不同濃度的配比使其呈現(xiàn)出獨(dú)特的色香味特征。品質(zhì)化學(xué)極為復(fù)雜,受生長(zhǎng)地區(qū)、生長(zhǎng)環(huán)境、加工工藝、加工環(huán)境等多方面的影響[76]。因此,明確六大茶類色香味的呈現(xiàn)機(jī)理,解決不同因素對(duì)茶葉品質(zhì)的影響,對(duì)提高茶葉品質(zhì)有重要的作用。
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