绿茶作为我国茶叶生产的主体茶类,消费量占茶叶总消费量的70%以上[1],根据形状不同,名优绿茶可分为扁形、针形、卷曲形、珠形等。永川秀芽作为针形名优绿茶的典型代表,具有外形紧直细秀、色泽鲜润翠绿、汤色清澈绿亮、香气鲜嫩高长、滋味鲜醇回甘的独特品质[2],是重庆具有区域公用品牌及浓郁地方特色的茶产品,其2023年品牌估值达32.16亿元,居全国第43位[3]。
永川秀芽的加工工序主要包括杀青、揉捻、做形(理条)和干燥等,其中揉捻工序包括初揉和复揉,不仅是初步成条的关键工序,而且可以破坏杀青叶的细胞组织,使茶汁溢出,提高成品茶的浸出率和耐泡度,为后续工序中的热化学反应、生化成分进一步转化和降解奠定基础[4],然而目前针形名优绿茶加工工艺研究主要集中于杀青、做形和干燥工序[5-10],而关于揉捻工序对其风味品质影响的研究较少。孙奥[11]采用代谢组学检测不同加工阶段日照绿茶后发现,未揉捻茶叶通常呈花香型,揉捻后茶叶多呈清香型,鲜爽度及香气浓度略低。李佳等[12]根据揉捻时间将揉捻分为轻度(10 min)、中度(15 min)、重度(20 min),提出轻度揉捻下成茶条索紧结匀齐、显毫、滋味浓醇。董晨等[13]对鄂茶10号杀青叶进行不同时间揉捻处理,结果发现随着揉捻时间的延长,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量呈下降趋势,茶叶绿色度和色泽协调性随之下降,揉捻10～20 min绿茶感官品质较好。李宏娅等[14]研究了揉捻次数和揉捻时间对绿茶品质的影响,得出二次揉捻处理的绿茶品质较好,重揉时间对水浸出物含量的影响较大,而揉捻次数对浸出速率的影响较大。上述研究表明,揉捻工艺是针形名优绿茶品质(外形、滋味和香气等)形成的关键工序,但相关工艺参数研究主要集中于揉捻时间和压力,对品质的研究也多限于常规成分和感官品质,关于揉捻频率(即揉捻机转速)对针形名优绿茶品质形成的系统研究尚未见报道。
基于此,本研究以‘福鼎大白茶’一芽一叶鲜叶为原料加工永川秀芽,研究不同揉捻频率处理对永川秀芽感官品质、色泽属性、生化成分、滋味属性和香气成分的影响,结合多元统计学分析方法,明确最佳揉捻频率,旨在为永川秀芽精准化加工和品质提升提供理论依据和技术指导。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
鲜叶原料于2023年春季(3月上旬),重庆市农业科学院茶叶研究所科技示范茶园,品种为‘福鼎大白茶’,采摘标准为一芽一叶。
咖啡碱、没食子酸、儿茶素(catechin,C)、表儿茶素(epicatechin,EC)、没食子儿茶素(gallocatechin,GC)、表没食子儿茶素(epigallocatechin,EGC)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechin gallate,ECG)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate,GCG)、表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)标准品,美国Sigma公司;甲醇、冰乙酸(均为色谱纯)、福林酚、水合茚三酮、谷氨酸、硫酸、蒽酮、葡萄糖、谷氨酸钠、二水盐酸奎宁、单宁酸、酒石酸、NaCl(均为分析纯),重庆铂锶钛科技有限公司。
1.2 仪器与设备
Isenso Smartongue电子舌,上海瑞玢科技有限公司;Agilent 7890A-5977B GC-MS联用仪、Agilent-1200型高效液相色谱仪,安捷伦科技有限公司;Multiskan GO酶标仪,赛默飞世尔科技有限公司;CR410便携式色差计,柯尼卡美能达投资有限公司;3-30K冷冻离心机,德国Sigma公司;6CZQC-300Z型蒸汽杀青机,雅安市创宇机械有限公司;DXCWS-31型茶叶微波杀青干燥设备,宜兴市鼎新微波设备有限公司;6CR-25型揉捻机,浙江上洋机械有限公司;6CL-12/80型茶叶理条机,四川省登尧机械设备有限公司;JY-6CHZ-7B型茶叶烘焙机,福建佳友茶叶机械智能科技股份有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 加工工艺
永川秀芽加工工艺流程:
鲜叶→摊放→杀青→冷却回潮→初揉→二青→冷却回潮→复揉→理条→毛火(85 ℃,10 min)→足火(85 ℃,10 min)
初揉和复揉均采用相同揉捻工艺,依据“先轻后重、逐步加压、轻重交替、最后不加压”[15]设置揉捻压力为轻揉+中揉+重揉+空揉,根据揉捻机机型和前期预实验结果设置投叶量为2 kg,参考钟应富等[16]研究结合预实验结果设置揉捻各阶段时间:轻揉3 min→中揉9 min→重揉6 min→松揉2 min,依据“揉捻初期速度宜慢、中期适当加速、最后慢速解团”[17]和牟春林等[18]关于绿茶揉捻转速的研究设置试验方案,详见表1。
表1 不同揉捻处理 单位:r/min
Table 1 Different rolling treatments
编号处理不同揉捻方式频率轻揉中揉重揉松揉B1慢-快-中-慢38584838B2慢-中-中-慢38484838B3慢-慢-中-慢38384838B4慢-中-快-慢38485838B5慢-中-慢-慢38483838B6慢-慢-慢-慢38383838
1.3.2 检测方法
1.3.2.1 生化成分、感官品质、干茶色泽测定
水浸出物的测定参照GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》;茶多酚的测定采用福林酚法,儿茶素组分、没食子酸、咖啡碱的测定采用HPLC检测,参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》;可溶性总糖采用AlCl3比色法[19];游离氨基酸的测定采用茚三酮比色法,参照GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》;感官审评方法依据GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》、GB/T 14487—2017《茶叶感官审评术语》进行;叶绿素组分的测定采用分光光度法[20];干茶色泽的测定和衍生指标计算参照王杰等[21]的研究方法。
1.3.2.2 电子舌测定[22]
采用15 mL 0.01 mol/L KCl溶液对电子舌传感器进行活化和预热,再用清洗溶液(超纯水)和标准品交替检测,信号值在0.5～10 V为宜,取6次平行。标准品检测结束后,对传感器进行优化,对原始信号值进行偏最小二乘(partial least square,PLS)分析,建立模型。PLS模型建立和优化成功后,对样本进行检测(冲泡方法同感官审评方法),预测各滋味属性浓度。
1.3.2.3 香气成分检测
样品萃取:将茶样碾磨成茶粉,准确称取1.00 g茶样,置于50 mL萃取瓶,加入8 mL沸水,60 ℃水浴平衡10 min,插入SBSE吸附子,顶空吸附60 min,取出吸附子立即放入脱附管。
热脱附条件:TD100系统中进行热脱附,一级热脱附280 ℃解析10 min后进入冷阱;二级热脱附冷阱300 ℃解析5 min后进样。
气相色谱条件:采用DB-Wax毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm),载气为氦气,柱流量1.5 mL/min,自动无分流进样。升温程序:起始温度50 ℃保持5 min,以1.5 ℃/min上升至170 ℃,再以10 ℃/min上升至210 ℃保持20 min。
质谱条件:电离方式电子电离源(electron ionization,EI),离子源温度230 ℃,电子能量70 eV,扫描范围50～650 amu。对获得的GC-MS图谱与NIST(national institute of standards and technology)谱库提供的标准质谱图进行对照鉴定香气物质,通过NIST标准参考数据库查询保留指数(retention index,RI),结合正构烷烃(C8～C23)测量计算保留指数进行对比定性,按峰面积归一化法计算各种香气成分的相对百分含量。
1.4 数据统计与分析
所有指标检测重复3次,结果取平均值。采用SPSS 26对数据进行显著性分析(Duncan法),SIMCA 14.1对香气成分进行正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least-squares discriminant analysis,OPLS-DA),Origin 2021绘制柱状图,TBtools绘制热图和进行聚类分析。
2 结果与分析
2.1 变频揉捻对永川秀芽感官品质的影响
由表2可知,与固定频率(B6)相比,变频揉捻处理茶样的外形、汤色、滋味、叶底得分均有不同程度升高,不同揉捻频率所制永川秀芽的感官审评综合得分由高到低为B5>B2>B3>B4>B1>B6,综合得分以重揉慢速(B5)最优(92.75分),具有汤色嫩绿明亮,香气嫩香、清香,滋味醇、鲜爽等特点。中揉或重揉快速(B1、B4)和固定频率(B6)时,茶样外形均出现断碎情况,香气出现栗香,汤色因黄度较高而得分较低,滋味鲜爽度不足,叶底黄度高而明亮度和完整度低。
表2 变频揉捻对永川秀芽感官品质的影响
Table 2 Effect of variable frequency rolling on sensory quality of Yongchuan Xiuya tea
样品编号外形(分数)/25%汤色(分数)/10%香气(分数)/25%滋味(分数)/30%叶底(分数)/10%评语评语评语评语评语总分B1较深绿、润、有断碎、尚紧细、直(87.67±0.58d)较黄绿、明亮(87.67±0.58e)栗香(87.03±0.35e)醇、尚鲜(88.50±0.50d)较黄绿、亮、尚完整(89.33±0.29d)87.93±0.18dB2较深绿、润、紧细、直、较完整(90.33±0.58c)黄绿、明亮(91.20±0.35c)清香(90.40±0.36b)醇、鲜爽(91.23±0.21b)黄绿、明亮、较完整(91.00±0.20c)90.77±0.28bB3较深绿、润、尚完整、尚紧细、直(86.50±0.50e)绿、明亮(93.07±0.12b)清香、较弱(88.33±0.31d)醇、较鲜(90.20±0.20c)黄绿、明亮、完整(93.30±0.26b)89.41±0.09cB4深绿、润、有断碎、紧细、直(93.17±0.29a)黄绿、明亮(89.80±0.35d)栗香(84.70±0.26f)较醇、尚鲜(86.33±0.58e)较黄绿、亮、尚完整(86.73±0.31e)88.02±0.26dB5深绿、润、较紧细、直(91.67±0.29b)嫩绿、明亮(94.73±0.25a)嫩香、清香(91.53±0.50a)醇、鲜爽(93.30±0.26a)嫩绿、明亮、柔软、完整(94.83±0.76a)92.75±0.14aB6较深绿、润、有断碎、较紧细、直(84.33±0.58f)较黄绿、亮(84.70±0.26f)嫩香、有栗香(89.27±0.25c)较醇(84.00±1.00f)较黄绿、亮、尚完整(85.53±0.42f)85.62±0.43e
注:不同样品各指标间不同字母表示差异显著(P<0.05),相同字母表示差异不显著(下同)。
2.2 变频揉捻对永川秀芽干茶色泽的影响
由表3可知,B6的L*值显著低于其他绿茶,说明其亮度显著低于其他绿茶;B4、B5的b*值显著低于其他绿茶,b*/a*显著高于其他绿茶,说明B4、B5的黄度较其他绿茶低;B1～B6的a*值无显著差异,但B4、B5的Hab显著高于其他绿茶,各样品Hab范围为101.32°～108.89°,说明样品主要呈黄绿色,B4、B5的绿度较其他绿茶高;B4、B5的Sab、Cab显著低于其他绿茶,说明B4、B5的色彩饱和度、色调彩度较其他绿茶低。由此可得,与固定频率(B6)相比,B1～B5的干茶亮度增加,B4、B5的绿度显著高于其他绿茶,而黄度、色彩饱和度和色调彩度显著低于其他绿茶。
表3 变频揉捻对永川秀芽干茶色泽的影响
Table 3 Effect of variable frequency rolling on the color of Yongchuan Xiuya tea
样品编号L∗a∗b∗b∗/a∗SabCabHab/°B129.97±0.13b-0.09±0.01a0.46±0.01a-5.04±0.74b0.02±0.00a0.47±0.01a101.41±1.55bB230.45±0.10a-0.09±0.01a0.45±0.02a-5.05±0.56b0.02±0.00a0.46±0.02a101.32±1.25bB330.48±0.16a-0.10±0.02a0.46±0.02a-4.79±0.99b0.02±0.00a0.47±0.02a102.15±2.15bB430.47±0.10a-0.09±0.01a0.27±0.03b-2.94±0.26a0.01±0.00b0.29±0.03b108.89±1.52aB530.41±0.14a-0.08±0.01a0.25±0.02b-2.98±0.33a0.01±0.00b0.26±0.02c108.73±2.18aB629.49±0.07c-0.09±0.02a0.46±0.03a-4.93±0.69b0.02±0.00a0.47±0.03a101.67±1.83b
注:L*、a*、b*、b*/a*、Sab、Cab、Hab分别代表亮度、红绿度、黄蓝度、色相、色彩饱和度、色调彩度、色相角,其中Hab范围为0°～360°,0°(360°)、90°、180°、270°分别代表红色、黄色、绿色、蓝色。
2.3 变频揉捻对永川秀芽主要生化成分的影响
2.3.1 生化成分含量分析
由图1-a和图1-b可知,揉捻频率对永川秀芽的水浸出物(40.25%～45.90%)、茶多酚(20.43%～25.18%)、游离氨基酸(3.08%～3.65%)、可溶性总糖(2.66%～3.27%)、咖啡碱(2.85%～3.99%)、没食子酸(0.46%～0.67%)、叶绿素a(0.51～1.22 mg/g)、叶绿素b(0.24～0.44 mg/g)、总叶绿素(0.84～1.63 mg/g)的含量均有显著影响。与固定频率(B6)相比,B1～B5的水浸出物含量均不同程度增加,其中B5增加幅度最大(14.04%);B1～B5的茶多酚含量均显著增加,其中B5增加幅度最大(23.25%);B1～B5的游离氨基酸含量均显著增加,其中B5增加幅度最大(18.51%);B1的可溶性总糖、咖啡碱含量显著减少,减少幅度分别为5.00%、5.94%,没食子酸含量无显著变化;B2～B5的可溶性总糖含量均显著增加,其中B2增加幅度最大(16.79%);B2～B5的咖啡碱含量均显著增加,其中B2增加幅度最大(31.68%);B2～B5的没食子酸含量均显著增加,其中B2增加幅度最大(45.65%);B3的叶绿素a含量显著减少,叶绿素b含量显著增加,总叶绿素含量无显著变化,B1、B2、B4、B5的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素均显著增加。
a-常规生化成分;b-叶绿素组分;c-儿茶素组分
图1 变频揉捻对永川秀芽主要生化成分的影响
Fig.1 Effect of variable frequency rolling on the main biochemical components of Yongchuan Xiuya tea
注:不同样品各指标间不同字母表示差异显著(P<0.05),相同字母表示差异不显著(下同)。
由图1-c可知,各样品的儿茶素组分中,组成以酯型儿茶素为主,EGCG含量最高,其次是EGC、ECG和EC,GC、C和GCG含量最低(1%以下)。与固定频率(B6)相比,B1的各类儿茶素均不同程度地减少;B2除C、GCG无显著变化外,其他儿茶素均显著增加;B3的GC显著减少,C、EC无显著变化,其他儿茶素均显著增加;B4的GCG显著减少,ECG、GC、C无显著变化,其他儿茶素均显著增加;B5的GCG显著减少,C无显著变化,其他儿茶素均显著增加。由此可得,变频揉捻可增加永川秀芽的水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、叶绿素b含量,其他成分有增有减。
2.3.2 生化成分热图和聚类分析
以生化成分数据为变量进行聚类分析,结果见图2。B1、B6聚为第一大类,B2～B5聚为第二大类,各类生化成分含量均较低是B1、B6聚类的重要原因。第二大类中,B2、B5聚为一小类,大部分生化成分含量均较高;B3单独聚类,GCG、ECG含量高;B4单独聚类,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量较高,这可能是B4外形色泽深绿、得分较高的重要原因。
图2 生化成分层次聚类热图
Fig.2 HCA heatmap of biochemical components
2.4 变频揉捻对永川秀芽茶汤滋味属性的影响
电子舌检测结果见图3,各绿茶样品的苦味质量浓度范围为2 243.26～2 446.72 μg/mL,涩味质量浓度范围为10 444.55～11 348.44 μg/mL,鲜味质量浓度范围为2 977.28～3 251.57 μg/mL,咸味质量浓度范围为169.09～212.68 μg/mL,酸味质量浓度范围为376.10～528.80 μg/mL。与固定频率(B6)相比,B1的苦味、涩味略有减少,咸味、酸味减少幅度较大;B2～B5的苦味、涩味、鲜味均有不同程度增加,咸味、酸味均有不同程度减少;B4的苦味、涩味增加幅度最大,分别为7.50%、7.31%;B5的鲜味增加幅度最大(9.21%),酸味减少幅度最大(28.88%);B1的咸味减少幅度最大(20.50%)。由此可得,重揉快速(B4)会增加茶汤苦涩味;固定频率(B6)时茶汤酸、咸味高而鲜味低,因此茶汤滋味得分最低;针对不同的揉捻阶段、揉捻压力,采用合适的变频揉捻技术(B5)将调节呈味物质的含量及比例,有利于茶汤滋味品质提高,具体表现为鲜味增加、酸味降低。
图3 变频揉捻对永川秀芽茶汤滋味属性的影响
Fig.3 Effect of variable frequency rolling on taste properties of Yongchuan Xiuya tea
2.5 变频揉捻对永川秀芽香气成分的影响
2.5.1 香气种类和组成分析
经GC-MS检测分析,永川秀芽的香气成分主要有38种,可分为醇类(14种)、醛类(6种)、酯类(5种)、烯类(6种)、酮类(4种)、其他(3种)。由图4可知,永川秀芽的香气组成主要以醇、醛、酯类为主,醇类物质种类最多,含量最高。与固定频率(B6)相比,变频揉捻后茶样香气种类大致相同,但各香气组成和含量发生了变化。与固定频率(B6)相比,醇类含量除B1、B5略有增加(增幅分别为0.39%、2.67%)外,其余茶样均有不同程度减少(减幅为3.69%～6.75%);醛类含量除B5增幅为13.51%外,其余茶样均有不同程度减少(减幅为7.46%～10.94%);B1～B5的酯类含量均增加(增幅为23.01%～87.18%);B1～B5的烯类含量均减少(减幅为17.19%～33.58%);B1～B5的酮类含量均增加(增幅为6.76%～26.92%);B1～B5的其他类含量均减少(减幅为7.47%～55.19%)。由此可得,变频揉捻后,永川秀芽香气组分的酯类、酮类含量增加,烯类、其他类含量减少,醇类、醛类含量有增有减。
图4 变频揉捻对永川秀芽香气成分组成的影响
Fig.4 Effect of variable frequency rolling on aroma components of Yongchuan Xiuya tea
2.5.2 香气成分热图和聚类分析
以香气成分数据为变量进行聚类分析,结果见图5。B1、B3聚为一小类,其氧化芳樟醇II(呋喃型)、反-3,7-芳樟醇氧化物I含量较高;B2、B4聚为一小类,其1-乙基-2-甲酰吡咯、顺-茉莉酮、橙花叔醇含量较高;B5单独聚类,其戊醛、α-杜松醇、β-芳樟醇、壬醛、1-辛烯-3-醇、2,3-辛二酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、庚醛、氧化芳樟醇I(呋喃型)、反-丁酸-3-己烯酯、己醇含量较高;B6单独聚类,其4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、2-乙烯基四氢-2-甲基-5-(1-甲基乙基)呋喃、反-3,7-芳樟醇氧化物II、4-己烯-1-醇-乙酸酯、二甲硫、顺-己酸-3-己烯酯、δ-杜松烯、顺-β-罗勒烯、β-月桂烯、苯甲醛、1-乙基-2-甲酰吡咯、α-法尼烯、木罗醇、1-辛烯-3-醇含量较高。
图5 香气成分层次聚类热图
Fig.5 HCA heatmap of aroma components
2.5.3 香气成分OPLS-DA
基于上述香气成分检测结果建立OPLS-DA模型,模型X轴方向累计解释率
轴方向累计解释率
模型的累计预测率Q2=0.988,说明该模型能较好解释和预测不同样本间的差异,能较好反映固定频率、变频揉捻永川秀芽之间香气成分的不同。为进一步挖掘香气差异关键成分,根据变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)>1且组间差异性显著(P<0.05)共筛选出11种香气成分,其相对含量和VIP值见表4。按VIP值由大到小排序,香气差异物质分别为二甲基戊酸甲酯、壬醛、3-己烯-1-醇、β-芳樟醇、1-戊醇、顺-茉莉酮、二甲硫、α-杜松烯、脱氢芳樟醇、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、己醇,其中醇类有5种,说明变频揉捻技术对醇类香气成分影响较大。
表4 不同揉捻处理永川秀芽主要差异香气物质相对含量和VIP值
Table 4 The relative content of main differential aroma substances and VIP value of Yongchuan Xiuya tea under different rolling treatments
编号挥发性物质RI香气描述相对含量/%B1B2B3B4B5B6VIP值1二甲基戊酸甲酯823甜的青香和果香16.42±0.06a16.19±0.42a13.58±0.14b12.85±0.07c9.72±0.18d5.99±0.11e2.332壬醛1 097油脂气味和甜橙气息11.84±0.04d12.49±0.03c12.31±0.20c12.35±0.16c15.53±0.20a13.67±0.16b1.4633-己烯-1-醇871青草气5.60±0.33a4.69±0.01b4.50±0.03b2.73±0.06e4.13±0.04c3.22±0.08d1.434β-芳樟醇1 099花香5.04±0.06f5.70±0.06d5.52±0.06e6.34±0.03c8.55±0.03a7.29±0.06b1.4151-戊醇768甜香、花香7.29±0.06a5.65±0.06f6.60±0.03d7.15±0.01b6.77±0.10c6.45±0.01e1.406顺-茉莉酮1 427茉莉花香3.54±0.07a3.96±0.78a2.68±0.07b3.81±0.04a2.00±0.07bc1.62±0.04c1.287二甲硫514海鲜般特殊气味物质0.74±0.01d0.74±0.03d1.84±0.03c2.08±0.03a0.64±0.01e1.92±0.04b1.228α-杜松烯1 532木香2.06±0.03f2.18±0.04e2.67±0.03c3.77±0.03b2.42±0.06d4.02±0.04a1.219脱氢芳樟醇1 098花果香2.20±0.01b1.78±0.06c2.68±0.04a1.52±0.01d1.19±0.04e2.15±0.07b1.12104,8-二甲基-1,3,7-壬三烯1 101-2.58±0.08c2.09±0.10d2.99±0.04a1.82±0.04e2.77±0.06b3.03±0.04a1.1011己醇861清香、果香2.70±0.04a1.83±0.04e1.78±0.04e2.25±0.03c2.55±0.03b2.09±0.04d1.03
注:“-”表示未找到相关香气描述。
由表4可知,与固定频率(B6)相比,B1的二甲基戊酸甲酯、3-己烯-1-醇、1-戊醇、顺-茉莉酮、己醇含量均显著增加,增幅分别为174.12%、73.91%、13.02%、118.52%、29.19%,脱氢芳樟醇含量无显著变化,其他香气成分显著减少;B2的二甲基戊酸甲酯、3-己烯-1-醇、顺-茉莉酮含量显著增加,增幅分别为170.28%、45.65%、144.44%,其他香气成分显著减少;B3的二甲基戊酸甲酯、3-己烯-1-醇、1-戊醇、顺-茉莉酮、脱氢芳樟醇含量均显著增加,增幅分别为126.71%、39.75%、2.33%、65.43%、24.65%,4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯含量无显著变化,其他香气成分显著减少;B4的二甲基戊酸甲酯、1-戊醇、顺-茉莉酮、二甲硫、己醇含量均显著增加,增幅分别为114.52%、10.85%、135.19%、8.33%、7.66%,其他香气成分显著减少;B5的二甲基戊酸甲酯、壬醛、3-己烯-1-醇、β-芳樟醇、1-戊醇、己醇含量均显著增加,顺-茉莉酮含量无显著变化,其他香气成分显著减少。
3 结论与讨论
永川秀芽作为针形名优绿茶典型代表,其揉捻工艺一方面要求细胞破碎率达到50%～60%,增加黏稠性便于后期成条,同时增加物质浸出率和耐泡度,另一方面又要保持条索完整、锋苗显露的外形要求[16-17]。因此,在揉捻压力和揉捻时间固定的情况下,揉捻频率成为揉捻过程中最重要的工艺控制参数。本研究中感官审评综合得分由高到低为B5>B2>B3>B4>B1>B6(固定频率),说明针对不同的揉捻阶段和不同的揉捻压力,采用不同的频率(即揉捻机转速)将有利于永川秀芽感官品质的提高。B6(固定频率)的感官得分最低,且大部分生化成分含量显著低于其他样品,可能与揉捻转速较慢、细胞破碎率不够、内含成分未能充分接触和转化有关;B1(中揉快速)、B4(重揉快速)感官得分相对较低,可能是由于揉捻转速较快,一方面造成茶叶颗粒间内摩擦力过大、碎茶率增大,影响整体品质[23],另一方面随着揉捻程度加深,细胞破碎率提高,溢出茶汁将加快氧化反应,导致香气、滋味品质降低[17];茶汤滋味属性结果表明,B4苦涩味增幅最大,B1滋味各属性均较低,B6酸、咸味高而鲜味低,此结果与感官审评结果一致。变频揉捻可增加永川秀芽的干茶亮度、水浸出物、茶多酚、游离氨基酸、叶绿素b含量,可能是由于变频揉捻增大了绿茶的细胞破损率,加速了细胞内水解作用,生成了较多的水溶性产物,进而增加茶汤整体的滋味及丰富度[24]。B4、B5的外形呈深绿色且绿度显著高于其他样品,这可能与其叶绿素a(呈墨绿色)、叶绿素b(呈黄绿色)以及总叶绿素显著高于其他样品有关。B1～B5的茶多酚含量较B6增加,但儿茶素各组分有增有减,或无显著变化,单体与主体变化趋势不同,可能与酯型儿茶素、非酯型儿茶素间的相互转化有关[25]。非酯型儿茶素滋味醇和,收敛性较弱,回味爽口;酯型儿茶素苦涩味和收敛性强,识别阈值低,相同浓度下易被感知,贡献度更高[26];永川秀芽以酯型儿茶素为主,这可能是其滋味醇厚的重要原因。
本研究采用OPLS-DA方法筛选出11种差异香气成分,其中醇类物质最多(5种),多表现特殊的花果香;含量占比最高的是二甲基戊酸甲酯和壬醛,主要贡献了甜香、果香、脂香;采用相同原料、不同揉捻工艺加工的永川秀芽的关键呈香成分组成相近,但含量存在差异,这可能与香气前体物质的转化、形成途径,相关酶活性等存在差异有关[27],进而影响样品的香气得分和特征。变频处理后,5个茶样的二甲基戊酸甲酯、顺-茉莉酮含量显著增加,4个茶样的3-己烯-1-醇、1-戊醇含量显著增加;说明变频揉捻有利于这4种香气物质的形成;B5的6种关键呈香成分含量均显著增加,可能是其呈现嫩香和清香、香气得分最高(91.53分)的重要原因。杨娟等[28]研究认为,β-芳樟醇、顺-茉莉酮等是清香型针形绿茶特征香气成分,而4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、壬醛、二甲硫等是栗香型针形绿茶特征香气成分;此外,二甲硫也被认为是绿茶呈现“新茶香”的关键香气物质[29]。3-己烯-1-醇的呈香特征与其含量高度相关,含量过高时会使绿茶呈生青气味,适量时可使绿茶呈现清香气味[30],因此后续可从感官阈值测定、香气成分的相互作用(如协同、加成和掩蔽等)开展相关研究。
综上所述,本研究提出一种最适永川秀芽品质提高的变频揉捻技术(揉捻时间为轻揉3 min→中揉9 min→重揉6 min→松揉2 min,揉捻频率为轻揉慢速→中揉中速→重揉慢速→松揉慢速),加工后绿茶具有汤色嫩绿明亮,香气嫩香、清香,滋味醇、鲜爽等特点。
[1] PAN S Y, NIE Q, TAI H C, et al.Tea and tea drinking:China’s outstanding contributions to the mankind[J].Chinese Medicine, 2022, 17(1):27.
[2] 杨娟, 吴全, 钟应富.重庆市针形名优绿茶研究与发展概述[J].中国茶叶, 2019, 41(10):46-49.
YANG J, WU Q, ZHONG Y F.Research and development of needle-shaped famous green tea in Chongqing[J].China Tea, 2019, 41(10):46-49.
[3] 胡晓云, 魏春丽, 李彦雯, 等.2023中国茶叶区域公用品牌价值评估报告[J].中国茶叶, 2023, 45(6):26-38.
HU X Y, WEI C L, LI Y W, et al.2023 China tea regional public brand value evaluation report[J].China Tea, 2023, 45(6):26-38.
[4] QIU A D, WU S H, CHEN Y Q, et al.Dynamic changes of color, volatile, and non-volatile components during mechanized processing of green tea[J].Journal of Food Processing and Preservation, 2022, 46(8):e16797.
[5] 赵瑶, 倪德江.滚筒和蒸汽杀青针形名优绿茶机制过程中主要化学成分及香气组成的对比研究[J].中国茶叶加工, 2014(1):19-24.
ZHAO Y, NI D J.Comparative study on the chemical component and frangrance of roller and steaming de-enzyming needle-shaped famous green tea in the machine-processing[J].China Tea Processing, 2014(1):19-24.
[6] 孙慕芳, 郭桂义, 张洁.蒸青绿茶和炒青信阳毛尖绿茶香气品质的GC-MS分析[J].食品科学, 2014, 35(12):151-155.
SUN M F, GUO G Y, ZHANG J.Analysis of aroma quality of steamed green tea and roasted Xinyang Maojian tea by GC-MS[J].Food Science, 2014, 35(12):151-155.
[7] 罗红玉, 吴全, 钟应富, 等.变温变频理条工艺对针形茶品质的影响[J].食品科学, 2018, 39(13):119-124.
LUO H Y, WU Q, ZHONG Y F, et al.Effects of shaping at variable temperatures and variable frequencies on quality of needle-shaped green tea[J].Food Science, 2018, 39(13):119-124.
[8] 邱安冬, 武世华, 陈玉琼, 等.不同做形方式对湖北条形绿茶品质的影响[J].华中农业大学学报, 2021, 40(6):195-202.
QIU A D, WU S H, CHEN Y Q, et al.Effects of shaping methods on quality of strip famous green tea of Hubei Province[J].Journal of Huazhong Agricultural University, 2021, 40(6):195-202.
[9] 郑杰, 易超, 冯雨, 等.顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法对比分析毛火温度对信阳毛尖茶香气成分的影响[J].食品安全质量检测学报, 2023, 14(9):160-168.
ZHENG J, YI C, FENG Y, et al.Comparative analysis of the effects of Maohuo temperature on the aroma components of Xinyang Maojian tea by headspace-solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry[J].Journal of Food Safety &Quality, 2023, 14(9):160-168.
[10] 王晶晶, 朱尧, 张嘉琳, 等.信阳毛尖茶干燥工艺参数的优化[J].食品科技, 2023, 48(5):70-75.
WANG J J, ZHU Y, ZHANG J L, et al.Optimization of drying process parameters of Xinyang Maojian tea[J].Food Science and Technology, 2023, 48(5):70-75.
[11] 孙奥. 基于代谢组学技术探究日照绿茶加工过程中风味物质的动态变化[D].济南:山东师范大学, 2023.
SUN A.Dynamic changes of flavor compounds in Rizhao green tea processing based on metabonomics technology[D].Jinan:Shandong Normal University, 2023.
[12] 李佳, 李亚莉, 张国强.不同杀青与揉捻时间对峨山绿茶品质的影响[J].农村经济与科技, 2019, 30(16):104-105.
LI J, LI Y L, ZHANG G Q.Effects of different fixing and kneading time on the quality of Eshan green tea[J].Rural Economy and Science-Technology, 2019, 30(16):104-105.
[13] 董晨, 何畅, 朱珺语, 等.不同做形方式对鄂茶10号优质绿茶品质的影响[J].云南农业大学学报(自然科学), 2020, 35(1):139-148.
DONG C, HE C, ZHU J Y, et al.Effect of shaping methods on the quality of E-Cha No.10 green tea products[J].Journal of Yunnan Agricultural University (Natural Science), 2020, 35(1):139-148.
[14] 李宏娅, 李伟, 汪艳霞, 等.不同揉捻工艺对绿茶浸出率的影响[J].特产研究, 2022, 44(6):69-76.
LI H Y, LI W, WANG Y X, et al.Effects of different rolling processes on the extraction rate of green tea[J].Special Wild Economic Animal and Plant Research, 2022, 44(6):69-76.
[15] 张贤溪, 金山峰, 吴瑞梅, 等.茶叶揉捻机自动加压装置结构优化设计[J].南方农机, 2023, 54(21):23-26;51.
ZHANG X X, JIN S F, WU R M, et al.Structural optimization design of automatic pressurization device of tea rolling machine[J].China Southern Agricultural Machinery, 2023, 54(21):23-26;51.
[16] 钟应富, 李中林, 袁林颖, 等.条形绿名茶揉捻技术对其色泽品质的影响[J].西南园艺, 2005(4):12-13;16.
ZHONG Y F, LI Z L, YUAN L Y, et al.The effect on rolling technology for the colour and lustre of straight famous green tea[J].Southwest Horticulture, 2005(4):12-13;16.
[17] 陈侠, 杨亦扬, 皮杰, 等.茶叶揉捻工艺技术研究现状和发展趋势[J].中国茶叶, 2022, 44(12):9-15.
CHEN X, YANG Y Y, PI J, et al.Research status and development trend of tea rolling technology[J].China Tea, 2022, 44(12):9-15.
[18] 牟春林, 潘科, 张海伟, 等.两种揉捻转速在“绿宝石” 茶加工中的对比试验[J].山地农业生物学报, 2010, 29(3):269-271.
MU C L, PAN K, ZHANG H W, et al.Effects of two kinds of rotational speed of rub twist on the quality of emerald tea processing[J].Journal of Mountain Agriculture and Biology, 2010, 29(3):269-271.
[19] 黄意欢. 茶学实验技术[M].北京:中国农业出版社, 1997:120-135.
HUANG Y H.Experimental Technique of Tea Science[M].Beijing:China Agriculture Press, 1997:120-135.
[20] 王璟, 高静, 刘思彤, 等.基于色差系统的黄茶外观色泽评价模型构建及其关键物质基础分析[J].食品科学, 2017, 38(17):145-150.
WANG J, GAO J, LIU S T, et al.Establishment of an evaluation model for color of yellow tea based on color difference and analysis of key pigments[J].Food Science, 2017, 38(17):145-150.
[21] 王杰, 张莹, 常睿, 等.基于不同颜色模型定量预测永川秀芽在制品含水率[J].食品科学, 2022, 43(10):308-314.
WANG J, ZHANG Y, CHANG R, et al.Quantitative prediction of the moisture content in work-In-process Yongchuan xiuya tea based on different color models[J].Food Science, 2022, 43(10):308-314.
[22] 常睿, 罗红玉, 张丽, 等.不同萎凋温度和时间对夏季白茶品质的影响[J].南方农业学报, 2023, 54(7):2060-2070.
CHANG R, LUO H Y, ZHANG L, et al.Effects of different withering temperatures and times on the quality of summer white tea[J].Journal of Southern Agriculture, 2023, 54(7):2060-2070.
[23] 李兵, 李为宁, 柏宣丙, 等.基于EDEM的茶叶揉捻机参数优化及试验研究[J].茶叶科学, 2020, 40(3):375-385.
LI B, LI W N, BAI X B, et al.Parameter optimization and experimental study of tea twisting machine based on EDEM[J].Journal of Tea Science, 2020, 40(3):375-385.
[24] 董晨, 曲凤凤, 艾仄宜, 等.揉捻时间对鄂茶10号优质绿茶品质的影响[J].湖北农业科学, 2018, 57(16):83-87.
DONG C, QU F F, AI Z Y, et al.Effect of rolling time on quality of green tea E-Cha No.10[J].Hubei Agricultural Sciences, 2018, 57(16):83-87.
[25] TONGSAI S, JANGCHUD K, JANGCHUD A, et al.Relationship between sensory and chemical properties of Assam green teas under different pan-firing and rolling time conditions[J].International Journal of Food Science &Technology, 2022, 57(5):3116-3127.
[26] 王海利. 龙井绿茶品质判别与保质期预测模型的建立及应用研究[D].无锡:江南大学, 2019.
WANG H L.Study on the quality discrimination and shelf life prediction model for Longjing green tea and their application[D].Wuxi:Jiangnan University, 2019.
[27] 尤秋爽, 石亚丽, 朱荫, 等.加工工艺对绿茶关键呈香成分的影响[J].食品科学, 2023, 44(8):194-200.
YOU Q S, SHI Y L, ZHU Y, et al.Effect of different processing technologies on the key aroma-active compounds of green tea[J].Food Science, 2023, 44(8):194-200.
[28] 杨娟, 徐泽, 吴全, 等.重庆针形名优绿茶香气特征及成分分析[J].食品与发酵工业, 2022, 48(18):256-264;270.
YANG J, XU Z, WU Q, et al.Analysis of aroma characteristics and components of Chongqing famous needle shaped green tea[J].Food and Fermentation Industries, 2022, 48(18):256-264;270.
[29] TONTUL I, TORUN M, DINCER C, et al.Comparative study on volatile compounds in Turkish green tea powder:Impact of tea clone, shading level and shooting period[J].Food Research International, 2013, 53(2):744-750.
[30] 高远. 翠绿芽茶生青气味特征成分及制茶品质研究[D].雅安:四川农业大学, 2018.
GAO Y.Green aroma characteristic substance of emerald bud tea and its processing quality study[D].Ya’an:Sichuan Agricultural University, 2018.