萎凋前后冷冻对夏秋红茶品质的影响

红茶以其独特的风味特征,已成为全球消费量最大的茶类[1]。近年来,随着新式茶饮市场的迅速崛起,我国红茶消费需求持续增长,但国内原料供给不足导致进口依赖度显著上升。据海关统计,2024年我国红茶进口量达4.19万t。与此同时,作为世界茶叶主产国,我国在夏秋茶季节普遍存在茶资源利用率偏低的问题。夏秋季茶鲜叶因光温条件影响,碳代谢旺盛,往往表现为茶多酚含量较高、氨基酸含量较低,所制红茶易出现滋味苦涩、香气不足等品质缺陷,难以满足茶饮料产业对原料的风味要求,造成大量夏秋茶资源未得到有效利用[2]。因此,如何通过加工技术创新提升夏秋红茶品质,已成为提高茶资源综合效益、缓解产业供需矛盾的重要研究课题。目前,国内外学者围绕红茶加工与品质调控开展了广泛研究,其中冷冻处理作为一种物理改性技术,被证实可通过破坏细胞结构、调控相关酶活性,促进茶黄素等关键风味物质的形成,从而改善红茶综合品质[3-5]。然而,现有研究多聚焦于单一加工阶段或固定时长的冷冻处理[4-6],关于在不同工序节点(如萎凋前后)施加不同时长冷冻处理对夏秋红茶风味品质形成的影响机制,目前仍缺乏系统性研究。因此,本研究以夏秋茶鲜叶为原料,在传统红茶加工工艺基础上,分别于萎凋前后阶段对鲜叶或萎凋叶设置2、4、6、12 h的冷冻处理,系统分析不同处理条件下成品茶的感官品质、主要理化成分与风味特征,探究冷冻处理关键参数对红茶品质形成的作用机制,以期为提升夏秋茶资源利用率及红茶加工技术水平提供理论依据与实践参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茶鲜叶原料于2024年5月下旬采摘于嵊州市崇仁镇,茶树品种为鸠坑群体种,采摘标准为一芽二叶。

1.2 仪器与设备

BCD-502W(KA50NE20TI)冰箱,博西华家用电器有限公司;6CRM-25揉捻机,浙江春江茶叶机械有限公司;JY-6CHZ-7BG型茶叶烘干机,福建佳友机械有限公司;Agilent1260高效液相色谱仪,美国Agilent公司;SAAB-57330U手动SPME进样器、PDMS/DVB(65 μm)聚二甲硅氧烷/二乙烯基苯萃取头,美国Supelco公司;GCMS-TQ8040三重四极杆气相色谱-质谱联用仪,日本岛津公司;Hotplate-Stirrers热板搅拌器,美国Torrey Pines Scientific公司。

1.3 实验方法

采集的鲜叶平均分为9份,其中1份按常规红茶加工工艺制成成品,作为对照茶样;4份鲜叶放入-20 ℃的冰箱中,分别冷冻2、4、6、12 h,冷冻结束后放入萎凋槽鼓冷风10 min,及时吹干表面水分,随后进行自然萎凋,后续工艺处理同对照;4份鲜叶进行自然萎凋,萎凋结束后放入-20 ℃的冰箱中,分别冷冻2、4、6、12 h,冷冻结束后放入萎凋槽鼓冷风10 min,及时吹干表面水分,后续工艺处理同对照。各处理组分别在相同工艺参数条件下进行萎凋(至含水量为60%左右),揉捻50 min(室温,轻-重-轻加压方式)、控温控湿发酵2.5～4 h(温度30 ℃,湿度95%,当叶色转为黄红色、透出花香或果香为发酵适度)、初烘(温度120 ℃,15～20 min)、足干(温度75 ℃,0.5～1 h)处理,共计9个成品茶样,具体工艺参数如表1所示。

参照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》,由5名专业审评员组成感官审评小组,采用密码审评方式对茶样进行感官评价。依次评价外形、汤色、香气、滋味与叶底5项因子,各因子评分采用加权法处理,最终以百分制计算总分。

1.3.3 主要品质成分测定

水浸出物的测定参照GB/T 8305—2013《茶水浸出物测定》;茶黄素、茶红素与茶褐素的测定采用系统分析法[7];可溶性糖的测定采用蒽酮硫酸法[8];游离氨基酸的测定参照GB/T 8314—2013《茶游离氨基酸总量测定》。茶多酚和儿茶素含量的测定参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》。

1.3.4 挥发性成分的测定

样品前处理:开启金属加热器预热40 min,待温度稳定在60 ℃后,准确称取5.0 g茶样于顶空瓶中,密封后置于加热器中平衡10 min,随后将老化20 min后的PDMS/DVB固相微萃取纤维头通过瓶盖橡胶垫插入顶空瓶,推出纤维头进行吸附,吸附40 min后进行GC-MS分析。

GC条件:进样口温度220 ℃,不分流,进样时间3.5 min;色谱柱为SH-Polar Wax(30 m×0.25 mm, 0.25 μm);载气为高纯度He(纯度>99.999%),流速1.0 mL/min;升温程序为初始温度50 ℃,随后以3 ℃/min升温至220 ℃,保持5 min。

MS 条件:离子源温度200 ℃,电离方式EI,电离能70 eV,全扫描模式,扫描质量范围35～500 m/z。

挥发性成分的鉴定采用Smart MRM数据库进行串联质谱检索,并结合人工解析。以质谱匹配度大于90%作为物质鉴定标准。通过比对各峰的保留时间、基峰、质荷比及相对丰度,结合相关质谱文献进行比对验证。各成分的相对含量采用峰面积归一化法计算。

1.4 数据分析

所有数据均重复测定3次,结果以3次重复的“平均值±标准差”表示。采用SPSS 29.0软件进行差异显著性分析;利用SIMCA 14.1软件进行多元统计分析;变量投影重要性(variable importance in projection,VIP)图通过迈维云平台绘制。

2 结果与分析

2.1 感官品质评价

感官评价结果(表2)表明,与对照(CK)相比,各冷冻处理组的总分均高于对照组,表明冷冻处理对红茶品质具有普遍改善作用。具体而言,鲜叶冷冻处理的红茶品质变化呈现时间依赖性:随着冷冻时间延长,其香气由CK的“略青”向“微甜”“略甜”转变,滋味醇厚度与浓度明显提升,其中冷冻6 h(F6)的总分最高(92.05分)。然而,当冷冻时间延长至12 h(F12),茶样外形匀整度下降,滋味出现“微苦”,总分明显下降,表明过长时间的冷冻对感官品质产生不利影响。基于此,鲜叶冷冻的较适宜时间范围为4～6 h。萎凋叶冷冻处理同样改善了红茶的感官品质,其滋味趋于醇厚,香气呈现“甜”或“较甜”特征,其中W6的感官评分为该组最高(91.70分)。与鲜叶冷冻组相比,萎凋叶冷冻组的总分波动范围较小,较佳处理时间亦为4～6 h。总的来说,2种冷冻方式所制红茶在风格上存在差异(以冷冻6 h为例):鲜叶冷冻处理的滋味浓度更高,而萎凋叶冷冻处理的甜香更为突出。尽管两者总分相近,但其风味特征各具特点,这为红茶产品的多样化开发提供了可能。

2.2 主要品质成分分析

不同冷冻方式(鲜叶冷冻F、萎凋叶冷冻W)及冷冻时长对红茶的主要品质成分含量具有显著影响。由表3可知,除F6外,其余冷冻处理的水浸出物含量均显著低于对照(CK)。2种冷冻处理均使茶多酚含量显著下降,且下降幅度在萎凋叶冷冻组更为明显。茶多酚含量的适度降低有利于减轻茶汤的收敛性与苦涩味[9]。茶黄素含量随冷冻时间延长显著上升,在冷冻6 h(F6、W6)时达到峰值,分别为1.08%与1.11%,显著高于CK(0.64%,P<0.05)。但冷冻时间延长至12 h(F12、W12)时,茶黄素含量有所下降。茶红素含量在各处理间波动较大,未呈现明显规律。茶褐素含量变化趋势与茶黄素相似,2种冷冻处理均使其含量高于对照,提示冷冻处理(尤其是长时间冷冻)可能促进茶多酚的氧化聚合,进而引起茶褐素的积累。可溶性糖含量在鲜叶冷冻处理中呈先升后降趋势,于F6时达到最高值(7.04%),显著高于CK,当冷冻时间延长至F12时,其含量较F6显著下降。在萎凋叶冷冻组中,各处理的可溶性糖含量均显著低于CK。游离氨基酸含量在2种冷冻处理间呈现相反变化趋势。在鲜叶冷冻处理组中,游离氨基酸含量随冷冻时间延长显著下降,而在萎凋叶冷冻组中,除W4处理与对照(CK)无显著差异外,其余各处理的游离氨基酸含量均显著高于CK。

儿茶素是构成茶多酚的主体成分,其组成与含量对茶汤的苦涩味强度及整体风味的协调性具有重要影响。根据结构差异,儿茶素可分为酯型儿茶素和非酯型儿茶素两大类,酯型儿茶素有强烈的苦涩味,主要包括表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechingallate,ECCG)、表儿茶素没食子酸酯(epicatechingallate,ECG)、没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate,GCG)和儿茶素没食子酸酯(catechingallate,CG);非酯型儿茶素滋味相对柔和,且常伴有明显的回甘特征,主要包括儿茶素(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)[10]。由表4可知,经冷冻处理后,各处理组中儿茶素总量、酯型儿茶素含量、非酯型儿茶素含量、酯型与非酯型儿茶素的比值均较未冷冻对照组显著下降,表明冷冻处理总体上促进了儿茶素的降解或转化,从而可能改善茶汤的感官品质。在鲜叶冷冻(F)处理中,随着冷冻时间的延长,儿茶素总量、酯型与非酯型儿茶素含量均呈逐步下降趋势。而在萎凋叶冷冻(W)处理中,酯型儿茶素含量的降低更为显著,尤其在W4与W6处理中,酯型儿茶素总量分别降至10.85 mg/g与10.88 mg/g,显著低于对照组及鲜叶冷冻组。其中,EGCG在W6处理中含量最低(5.71 mg/g),酯型与非酯型儿茶素的比值也整体低于鲜叶冷冻组,进一步说明萎凋后进行冷冻处理更有利于调节儿茶素组成比例,降低苦涩物质占比,从而提升茶汤滋味的协调性。

综上所述,冷冻处理显著影响红茶的主要品质成分,且不同处理阶段的效果存在差异。鲜叶冷冻有助于保留水浸出物与可溶性糖,奠定其“浓强”口感基础;而萎凋叶冷冻则在提升茶黄素与游离氨基酸含量方面更具优势,有助于形成“鲜爽”风味。二者均能通过优化儿茶素组成减轻苦涩感,但因其物质基础不同,最终塑造出差异化的风味风格。结合感官评价结果,2种处理方式均以冷冻6 h为较优工艺。

2.3 挥发性成分分析

为进一步明确不同阶段冷冻处理对红茶挥发性成分的影响,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对对照样(CK)、鲜叶冷冻样(F6)与萎凋叶冷冻样(W6)的挥发性成分进行鉴定。从3个红茶样品中共鉴定出挥发性化合物61种,根据化学结构可归类为醇类(16种)、碳氢类(12种)、醛类(10种)、酮类(9种)、酯类(9种)及其他类(5种)。其中,F6与W6处理的挥发性成分种类与数量相同(均为61种),且均较CK新增γ-十二碳内酯、薰衣草内酯和乙酸-4-丙基环己酯3种特征香气成分,表明适宜的冷冻处理有助于增强红茶的清甜果香属性。

由图1可知,3个红茶样品6类挥发性成分的相对含量呈现显著差异。具体来看,3个红茶样品的香气组分均以醇类为主,与周方等[2]、魏昊等[11]的研究结果相似,其相对含量占比最高(58.42%～60.33%),主要包括芳樟醇(14.37%～18.47%)、反式-芳樟醇氧化物(呋喃型)(8.59%～11.05%)、苯乙醇(6.26%～7.63%)和苯甲醇(5.39%～7.56%)等,这些物质共同构成了红茶典型的花果香物质基础。虽然3个红茶样品的醇类总含量无显著性差异,但关键组分存在明显分化,其中芳樟醇以CK含量最高,苯乙醇与苯甲醇以W6最高而CK最低,反式-芳樟醇氧化物(呋喃型)则以F6最高而CK最低。酮类为第二大类组分(9.33%～11.38%),W6中其相对含量显著高于F6和CK,其中以青草气特征的(E,E)-3,5-辛二烯-2-酮(4.97%～7.62%)为主。醛类中壬醛(1.91%～2.41%)、(E,E)-2,4-庚二烯醛(1.22%～1.57%)与β-环柠檬醛(0.77%～1.19%)含量较高;冷冻处理后,壬醛(脂肪香、花香)、(E,E)-2,4-庚二烯醛(脂肪香、坚果香)含量显著上升,而β-环柠檬醛(青草、柑橘香)显著下降。酯类中水杨酸甲酯(冬青香)为主要贡献物质(3.68%～5.07%),可能是红茶果香特征的重要来源[11]。碳氢类(7.32%～9.44%)以烷类为主,CK中其相对含量最高,其中具有青草味的(E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯(2.39%)显著高于F6(0.22%)和W6(0.22%)。其他类成分主要为2-正戊基呋喃(3.68%～5.07%)与己酸(1.73%～3.74%),冷冻处理后具有果香、脂肪香特征的己酸含量显著升高,进一步丰富了红茶的香气层次。

对检测到的61种挥发性化合物进行主成分分析(principal component analysis, PCA),如图2-a所示,PCA的拟合系数为R2X=0.912,Q2=0.747,CK样品独立分布于Y轴左侧,F6与W6分布于Y轴右侧,且相距较近。层次聚类分析(hierarchical cluster analysis, HCA)结果(图2-b)显示,所有样品被分为2组,其中CK样品聚为一类,F6与W6聚为另一类,该结果与PCA结果一致。为了筛选关键差异挥发性代谢物,本研究进一步构建了有监督的正交偏最小二乘判别分析(orthogonal partial 1east squares-discriminant analysis, OPLS-DA)模型(图2-c)。拟合参数R2X=0.911,R2Y=0.994,Q2=0.978,表明模型稳定可靠。经200次置换检验验证(图2-d),Q2回归线与Y轴截距小于0(R2=0.541, Q2=-0.314),表明模型未出现过拟合[12]。OPLS-DA得分图显示,3个红茶样品分离明显、各自独立分布,重复样本聚类良好,表明冷冻处理对红茶挥发性成分组成的影响具有显著性和稳定性。

进一步通过OPLS-DA模型筛选出VIP>1的22种差异挥发性代谢物(表5、图3)。其中,芳樟醇、顺式-芳樟醇氧化物(呋喃型)、反式-芳樟醇氧化物(呋喃型)、壬醛以及(3R, 6S)-2,2,6-三甲基-6-乙烯基四氢-2H-吡喃-3-醇等,是构成3个红茶样品花果香特征的共同核心组分。不同处理的红茶在特征香气成分上存在显著差异。在鲜叶冷冻处理(F6)中,以糖苷形式储存的芳樟醇含量显著下降,其相对含量为三者中最低,而顺式-芳樟醇氧化物(呋喃型)、反式-芳樟醇氧化物(呋喃型)的相对含量为三者中最高。这可能是因为冷冻过程破坏了茶叶细胞结构,使原本区域化储存的芳樟醇糖苷与β-糖苷酶等水解酶充分接触,从而加速其水解与后续氧化转化[13]。鲜叶细胞在冷冻阶段即发生损伤,解冻后氧化酶与游离芳樟醇接触效率可能提高,加之可能的代谢应激效应,共同促进芳樟醇向顺式-和反式-芳樟醇氧化物(呋喃型)转化。这一转化也许是红茶香气从清新花香转向清甜花香的主要原因之一。在萎凋叶冷冻处理(W6)中,芳樟醇的含量也显著下降,但高于鲜叶冷冻组,猜测与冷冻方式不同导致的芳樟醇氧化速率或转化途径差异有关[14]。同时,W6中壬醛、反-2-辛烯醛、柠檬醛等具有脂肪香与花果香特征的醛类物质显著增加。这可能是由于萎凋后的冷冻处理进一步激活了脂氧合酶与氢过氧化物裂解酶等相关酶系,从而促进脂肪酸衍生物的合成[15-16];同时,氨基酸的Strecker降解、类胡萝卜素的氧化裂解以及糖苷水解释放的萜烯醇进一步氧化等途径,也可能共同促进了这些特征香气醛类的生成[17-18]。这些成分共同赋予W6样品突出的脂肪-花果香属性,可能是其呈现更浓郁“甜香”感官特征的重要物质基础。

综上,冷冻处理通过调控红茶挥发性成分的组成与含量,显著影响其香气特征。鲜叶冷冻处理主要促进芳樟醇氧化物类花香物质的形成,而萎凋叶冷冻处理则更有利于脂肪香、果香类成分的积累。

3 讨论

萎凋作为红茶加工的重要工序,通过调控鲜叶水分散失引发系列理化变化:物理方面,细胞失水导致膜结构松弛、透性提高[19];化学方面,组织酸化和酶活性增强促进蛋白质水解为游离氨基酸、多糖降解为可溶性糖,以及儿茶素类物质的初步氧化[9,13]。这些变化不仅奠定了红茶风味前体物质基础,也为后续酶促氧化创造了适宜微环境。本研究系统分析了萎凋前后冷冻对红茶品质成分的差异化影响。结果表明,2种冷冻方式在茶黄素、儿茶素、水浸出物、可溶性糖及游离氨基酸等关键成分方面具有显著差异:萎凋叶冷冻在促进茶黄素积累方面具有更高效率和更快响应,并能更有效降低酯型儿茶素含量、酯型与非酯型儿茶素的比值;鲜叶冷冻则显著提高可溶性糖含量,且适宜时长的冷冻(F6)有利于保留水浸出物;游离氨基酸含量在2种处理中呈现相反变化趋势。上述差异可能与冷冻作用机制与处理顺序(萎凋前或后)的交互效应有关。冷冻通过低温诱导细胞内外水分结晶,冰晶形成导致细胞结构破损,膜透性增加,从而促进后续加工中酶与底物接触、加速氧化聚合[3]。

茶黄素是红茶发酵过程中多酚类物质氧化聚合形成的关键品质成分,它不仅赋予茶汤明亮色泽与鲜爽滋味,也是红茶多种健康功效的重要物质基础[9,20]。然而,红茶中茶黄素含量通常较低(约占红茶干重的0.5%～3.0%[20]),且其生物利用度易受加工条件的影响。因此,探索有效提升茶黄素含量的加工工艺具有重要意义。研究表明,添加外源酶[21]、优化萎凋工艺(如日光萎凋[22]、可控光萎凋[23]、动态萎凋[24])、脉冲电场预处理[25]及冷冻处理[26]等方法,可通过改善酶促氧化条件或改变物料的物理状态,有效提升茶黄素含量。其中,冷冻处理因其能有效破坏茶叶细胞结构、促进内含物释放,展现出良好的应用前景。值得注意的是,不同冷冻方式及其处理时长对茶黄素形成的影响具有显著差异。本研究分别对鲜叶和萎凋叶设置了梯度冷冻时长,系统比较了2种不同冷冻阶段下茶黄素的积累规律。结果表明,2种冷冻处理均能显著提高茶黄素含量,但从积累效率来看,萎凋叶冷冻处理的效果显著优于鲜叶冷冻,该结果与侯炳豪等[5]的研究结论一致。具体而言,本研究发现,萎凋叶冷冻2 h(W2)时,茶黄素含量已显著提高,较对照(CK)高出53.13%,而鲜叶冷冻需至6 h(F6)后,茶黄素含量才出现显著提升。这一差异可能与不同处理阶段下茶叶细胞结构、酶活性及物质转化的动态变化有关。鲜叶含水量高,细胞结构完整,通透性较低,且多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)等关键酶尚未被充分激活。此时进行短时冷冻(如2、4 h),虽能引起一定的细胞结构破坏,但可能不足以大幅提高细胞膜透性,同时低温易抑制PPO活性,从而可能限制必要的物质转化。此外,在融冻过程中,PPO与底物突然大量接触,可能引发剧烈的氧化反应,反而对酶活性产生部分抑制[27],这或许延缓了茶黄素的形成。随着冷冻时间延长至6 h,细胞破损程度显著加深,膜透性进一步增大,PPO与底物的接触更为充分,且部分酶在长期低温胁迫下可能逐渐适应并恢复一定活性,这也许是推动茶黄素在F6后显著积累的原因之一。相比而言,萎凋叶则因前期失水导致细胞膜透性提高,此时冷冻不仅能进一步破坏细胞结构,还可能因细胞液浓缩与pH下降增强PPO对低温的耐受性,使其在后续揉捻与发酵阶段维持较高活性水平,这可能是其更高效促进茶黄素合成的原因之一。此外,其适时终止发酵也可有效防止茶黄素的过度氧化与降解损失[28]。

本研究还发现,茶黄素的积累与冷冻时间呈非线性关系。在萎凋叶冷冻组中,当冷冻时长为6 h(W6)时,茶黄素含量达到峰值(1.11%);延长冷冻至12 h(W12)后,茶黄素含量较W6下降20.72%,而茶红素占比相应上升。这一动态变化可能与PPO和过氧化物酶(peroxidase,POD)活性之间的竞争关系及其相对比值的变化有关。研究表明,PPO和POD共同参与儿茶素的氧化聚合,但两者催化方向存在差异,较高的PPO活性及PPO/POD活性比值有利于茶黄素的积累,并抑制其过度转化[29]。短时冷冻(如冷冻时长≤6 h)对PPO与POD活性均有抑制,但两者活性比例可能保持相对稳定;而长时冷冻可能因对PPO的抑制强于POD,导致PPO/POD活性比值下降,进而可能推动茶黄素向茶红素转化[30]。不过,上述定量关系尚需通过直接测定本研究条件下的酶活性加以验证。因此,基于文献推测,在冷冻工艺中通过调控冷冻时长以维持适宜的PPO/POD活性比例,可能是促进茶黄素高效、稳定形成的关键潜在机制之一。该推测有待后续研究通过系统测定不同冷冻处理下的PPO与POD活性的动态来直接验证。

在儿茶素组成方面,萎凋叶冷冻能更显著降低酯型儿茶素(尤其是EGCG和ECG)含量及酯型与非酯型儿茶素的比值,表明冷冻处理不仅通过物理效应促进物质释放,更可能通过调控酶促路径影响儿茶素转化方向,从而改善茶汤滋味协调性。水浸出物含量在多数冷冻处理中低于对照,与CHUNG等[3]的研究结果一致,可能与冷冻引起的褐变反应导致部分可溶性物质转化有关。值得注意的是,F6处理与对照无显著差异,提示适宜的鲜叶冷冻时长可在细胞破损与内含物保留之间达到平衡。可溶性糖含量的变化呈现阶段性特征:鲜叶冷冻处理的可溶性糖含量显著高于对照(CK),这可能源于冷冻造成的细胞物理破损使细胞内糖类物质更易溶出[5]。然而,在萎凋叶冷冻组中,可溶性糖含量整体显著低于CK。这可能是由于在萎凋过程中部分糖类代谢转化为氨基酸,或在干燥阶段受水热作用影响,部分糖类发生焦糖化反应或羰氨反应,进而生成醛类等香气物质[9]。游离氨基酸的变化进一步体现了冷冻时机的重要性:在鲜叶冷冻处理组中,游离氨基酸含量随冷冻时间延长显著下降,结果与黄建琴等[28]、侯炳豪等[5]的研究结果相似。推测鲜叶冷冻在初始阶段即抑制了蛋白酶活性,从而阻碍了蛋白质的正常水解进程,致使氨基酸生成受限。而在萎凋叶冷冻组中,除W4处理与对照(CK)无显著差异外,其余各处理的游离氨基酸含量均显著高于CK。已有研究[5]表明,萎凋叶冷冻(-20 ℃, 2 h)处理的游离氨基酸含量显著高于常规处理及相同冷冻条件下的鲜叶冷冻处理。这可能是因为前期自然萎凋阶段已积累大量氨基酸[15],后续冷冻可有效抑制氨基酸的进一步转化或氧化损失,有利于其保留[12],因此含量显著高于对照[5]。这一结果凸显了萎凋在风味前体形成中的关键作用。

综上所述,冷冻处理对红茶品质成分的影响具有显著阶段特异性。萎凋叶冷冻在促进茶黄素合成、优化儿茶素组成和保留游离氨基酸方面优势明显,鲜叶冷冻则在促进可溶性糖溶出方面表现突出。研究结果为红茶加工中冷冻技术的阶段选择与参数优化提供了理论依据,也为通过物理手段定向调控红茶品质提供了科学参考。未来可结合酶活性动态监测与代谢组学分析,进一步阐明冷冻调控的分子机制,推动该技术在红茶加工中的应用。

4 结论

本研究以夏秋茶鲜叶为原料,分别对鲜叶与萎凋叶进行梯度冷冻时长处理,分析不同阶段冷冻处理对夏秋红茶品质的影响。结果表明,鲜叶冷冻与萎凋叶冷冻处理均能有效提升红茶品质。在感官品质方面,冷冻处理减轻了茶叶青味,提高了醇厚度,并使甜香特征更为凸显。在理化成分方面,2种冷冻处理均显著降低儿茶素总量、酯型儿茶素含量与非酯型儿茶素含量,并显著提升茶黄素与茶褐素的含量(P<0.05),但导致水浸出物含量下降。鲜叶冷冻处理使可溶性糖含量增加、游离氨基酸含量减少,而萎凋叶冷冻处理则呈现相反趋势。在香气组成方面,鲜叶冷冻样品中顺式-芳樟醇氧化物(呋喃型)与反式-芳樟醇氧化物(呋喃型)的相对含量显著高于对照组与萎凋叶冷冻样品,这可能是其清甜花香的主要贡献物质。萎凋叶冷冻样品中壬醛、反-2-辛烯醛、柠檬醛等具有脂肪香与花果香特征的成分显著积累,赋予红茶显著的甜香属性。2种处理方式均以冷冻6 h(F6、W6)处理的综合品质最优,且各具特色:鲜叶冷冻茶汤滋味更为浓郁,萎凋叶冷冻甜香特征更为突出。

总体而言,对鲜叶与萎凋叶进行适度冷冻处理均有利于提升红茶品质。相比而言,萎凋叶冷冻的综合效益更为显著:相较于鲜叶冷冻,萎凋叶冷冻在茶黄素和游离氨基酸含量提升方面更具优势,且其含水率降低与体积缩减有利于减少冷冻能耗及仓储成本,同时可通过“加工时段弹性化”缓解鲜叶集中堆积导致的变质风险,尤其适用于季节性大规模生产。本研究结果不仅验证了冷冻技术对红茶品质调控的普适性,还通过阶段选择与时间阈值的协同机制解析,为优化茶黄素定向合成、平衡生产效率与产品品质提供了工艺设计依据,表明萎凋叶冷冻处理在红茶生产中具有显著的实用价值与推广前景。

[1] LUO Q Q, ZHANG D, ZHOU J T, et al.Oxidation of tea polyphenols promotes chlorophyll degradation during black tea fermentation[J].Food Research International, 2024, 196:115016.

[2] 周方, 朱盛尧, 向红, 等.夏季 “黄金茶1号” 所制绿茶和红茶品质差异分析[J].食品与发酵工业, 2025, 51(19):385-393.ZHOU F, ZHU S Y, XIANG H, et al.Analysis of the quality differences between processing green tea and black tea of ‘Huangjincha 1’ in summer[J].Food and Fermentation Industries, 2025, 51(19):385-393.

[3] CHUNG H S, YOUN K S.Effect of freezing treatment in tea preparation using Camellia sinensis leaves[J].Journal of Food Science and Technology, 2020, 57(11):4193-4200.

[4] 夏益民, 王近近, 袁海波.不同冷冻和摇青工艺的红茶品质比较分析[J].现代食品科技, 2023, 39(2):280-289.XIA Y M, WANG J J, YUAN H B.Comparison on the quality of black tea prepared by different freezing and shaking processes[J].Modern Food Science &Technology, 2023, 39(2):280-289.

[5] 侯炳豪, 陈佳豪, 黄浩, 等.冷冻处理对茶鲜叶与萎凋叶细胞破损率及红茶茶黄素含量影响研究[J].茶叶通讯, 2020, 47(3):421-426.HOU B H, CHEN J H, HUANG H, et al.Effects of freezing treatments on the cell breakage rate of fresh and withered tea leaves and the content of theaflavins in black tea[J].Tea Communication, 2020, 47(3):421-426.

[6] 赖兆祥, 苗爱清, 庞式, 等.不同萎凋工艺加工英红九号红茶品质研究[J].江西农业学报, 2011, 23(10):131-132.LAI Z X, MIAO A Q, PANG S, et al.Study on quality of black tea yinghong No.9 processed by different withering Crafts[J].Acta Agriculturae Jiangxi, 2011, 23(10):131-132.

[7] 张正竹. 茶叶生物化学实验教程[M].北京:中国农业出版社, 2009.ZHANG Z Z.Tea Biochemistry Experiment Course[M].Beijing:China Agriculture Press, 2009.

[8] 张湘琳, 凌智辉, 胡维霞, 等.不同温度热风萎凋对红茶萎凋叶及成茶品质的影响[J].茶叶科学, 2024, 44(3):483-492.ZHANG X L, LING Z H, HU W X, et al.Effects of different temperature hot air withering on withered leaves and tea quality of black tea[J].Journal of Tea Science, 2024, 44(3):483-492.

[9] 宛晓春. 茶叶生物化学[M].3版.北京:中国农业出版社, 2003.WAN X C.Tea Biochemistry[M].3rd ed.Beijing:China Agriculture Press, 2003.

[10] 孟鑫, 朱艳, 汪芳, 等.窨制方式对玫瑰红茶品质的影响[J].中国食品学报, 2024, 24(4):266-277.MENG X, ZHU Y, WANG F, et al.Effects of scenting methods on the quality of rose black tea[J].Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2024, 24(4):266-277.

[11] 魏昊, 蓝天梦, 缪伊雯, 等.基于感官组学分析不同足火方式对金牡丹工夫红茶香气的影响[J].茶叶科学, 2023, 43(1):109-123.WEI H, LAN T M, MIAO Y W, et al.Analysis of the effect of different full firing methods on the aroma of Jinmudan congou black tea based on sensomics characterization[J].Journal of Tea Science, 2023, 43(1):109-123.

[12] 吴少玲, 王治会, 商虎, 等.不同堆青时间对白茶风味品质的影响[J].茶叶科学, 2023, 43(1):78-90.WU S L, WANG Z H, SHANG H, et al.Effect of pile-up processing duration on flavor quality of white tea[J].Journal of Tea Science, 2023, 43(1):78-90.

[13] NTEZIMANA B, LI Y C, HE C, et al.Different withering times affect sensory qualities, chemical components, and nutritional characteristics of black tea[J].Foods, 2021, 10(11):2627.

[14] 晏朵, 余鹏辉, 龚雨顺.萎凋过程中环境胁迫对茶叶品质影响研究进展[J].茶叶科学, 2025, 45(1):1-14.YAN D, YU P H, GONG Y S.Research progress on the impact of environmental stresses on tea quality during the withering process[J].Journal of Tea Science, 2025, 45(1):1-14.

[15] HUANG W J, FANG S M, SU Y L, et al.Insights into the mechanism of different withering methods on flavor formation of black tea based on target metabolomics and transcriptomics[J].LWT, 2023, 189:115537.

[16] QI D D, SHI Y L, LU M, et al.Effect of withering/spreading on the physical and chemical properties of tea:A review[J].Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2024, 23(5):e70010.

[17] 姜燕华, 曾小敏, 秦芳婷, 等.干燥温度对‘望海茶1号’所制刀切绿茶风味品质的影响[J].食品科学, 2025, 46(13):223-231.JIANG Y H, ZENG X M, QIN F T, et al.Effect of drying temperature on the flavor quality of cut green tea produced from the cultivar ‘Wanghaicha No.1’[J].Food Science, 2025, 46(13):223-231.

[18] 李张伟. 凤凰单丛茶加工过程中挥发性香气成分和生化成分的变化[J].食品与机械, 2024, 40(2):152-160;167.LI Z W.Changes of volatile aroma components and biochemical components in Fenghuang Dancong tea during processing[J].Food &Machinery, 2024, 40(2):152-160;167.

[19] 夏涛. 制茶学[M].3版.北京:中国农业出版社, 2016.XIA T.Tea Processing[M].3rd ed.Beijing:China Agricultural Press, 2016.

[20] 张睿, 张艺华, 周家萍.茶黄素的生物活性、作用机制和应用研究进展[J].食品工业科技, 2025, 46(10):408-417.ZHANG R, ZHANG Y H, ZHOU J P.Research progress on the bioactivity, mechanisms, and applications of theaflavins[J].Science and Technology of Food Industry, 2025, 46(10):408-417.

[21] YANG L J, ZHANG M X, JIANG H Y, et al.Theaflavins are improved by the oxidation of catechins in tannase treatment during black tea fermentation[J].Molecules, 2025, 30(3):452.

[22] ZHU C, ZHANG S T, ZHOU C Z, et al.RNA methylome reveals the m6A-mediated regulation of flavor metabolites in tea leaves under solar-withering[J].Genomics, Proteomics &Bioinformatics, 2023, 21(4):769-787.

[23] LIN J Z, LIU F, ZHOU X F, et al.Effect of red light on the composition of metabolites in tea leaves during the withering process using untargeted metabolomics[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2022, 102(4):1628-1639.

[24] HOU Z W, WANG Y J, XU S S, et al.Effects of dynamic and static withering technology on volatile and nonvolatile components of Keemun black tea using GC-MS and HPLC combined with chemometrics[J].LWT, 2020, 130:109547.

[25] YEO H, KIM S Y, SHAHBAZ H M, et al.Effects of pulsed electric field pretreatment on black tea processing and its impact on cold-brewed tea[J].Foods, 2024, 13(1):164.

[26] MUTHUMANI T, SENTHIL KUMAR R S.Studies on freeze-withering in black tea manufacturing[J].Food Chemistry, 2007, 101(1):103-106.

[27] 夏涛, 童启庆.冷冻萎凋对茶叶多酚氧化酶和β-葡萄糖苷酶活性的影响初探[J].浙江农业大学学报, 1997, 23(1):108-110.XIA T, TONG Q Q.Effects of freeze withering on polyphenol oxidase and β-glucosidase activity of tea leaves[J].Journal of Zhejiang Agricultural University, 1997, 23(1):108-110.

[28] 黄建琴, 王文杰, 丁勇, 等.冷冻萎凋对工夫红茶品质的影响[J].中国茶叶, 2005, 27(2):18-19.HUANG J Q, WANG W J, DING Y, et al.Investigation on the influence of freeze-withering process on the quality of Congo black tea[J].China Tea, 2005, 27(2):18-19.

[29] 江用文, 滑金杰, 袁海波, 等.不同茶树品种悬浮发酵对茶黄素形成的影响[J].食品科学, 2018, 39(20):71-77.JIANG Y W, HUA J J, YUAN H B, et al.Effect of different tea cultivars on theaflavin formation during suspended fermentation[J].Food Science, 2018, 39(20):71-77.

[30] 牛小军, 黄海涛, 李红莉, 等.不同冷冻胁迫时间对茶鲜叶中酶活性和营养成分的影响[J].中国茶叶, 2023, 45(9):37-42.NIU X J, HUANG H T, LI H L, et al.Effects of different freezing stress times on the enzymatic activities and nutritional compositions in new tea shoots[J].China Tea, 2023, 45(9):37-42.