茶葉屬季節性生產、全年性消費產品,因其特殊的疏松多孔結構,品質成分在加工、運輸、貯藏、銷售等過程中極易受水分、溫度、光照、氧氣的影響發生氧化、降解、聚合等一系列理化反應,導致茶葉色澤暗淡、香氣減弱、滋味口感下降,甚至陳化劣變。自動氧化是茶葉劣變的根本原因之一,不當的貯藏條件是加速茶葉陳化的重要原因,其中水分和溫度對茶葉品質的影響尤為顯著。溫度與茶葉品質的穩定關系密切,且低溫貯藏有利于減緩內含成分的氧化,穩定茶葉品質。
紅茶是我國傳統六大茶類之一,屬于全發酵茶,加工過程中茶多酚適度轉化為茶黃素、茶紅素及茶褐素等物質。工夫紅茶是我國特色紅茶,其中祁門紅茶(以下簡稱為祁紅)因其獨特的香味“祁門香”享譽國內外,與印度的大吉嶺紅茶和斯里蘭卡的烏瓦茶并稱世界三大高香紅茶;云南工夫紅茶(以下簡稱為滇紅)以特有的香高味濃而著稱,是深受消費者喜愛的典型工夫紅茶代表。通常認為紅茶在貯藏過程中品質較穩定,貯藏方式往往采取自然存放,對包裝方式和貯藏條件沒有嚴格要求,貯藏期限不夠明確。
目前對于紅茶貯藏方面的研究仍不夠全面,一是對環境因素的控制不夠全面,可能會忽視溫度的影響;二是較長的貯藏期限給相關研究帶來一定挑戰。研究以祁紅和滇紅兩種工夫紅茶為研究對象,采用高溫加速陳化貯藏模型,研究工夫紅茶感官品質、非揮發性成分在貯藏過程中的變化規律,為工夫紅茶的科學貯藏提供理論指導。
01
材料與方法
1、試驗材料
祁門紅茶,購自祁門縣雙輝源茶廠,祁門櫧葉種,手工采摘,茶葉等級一級,生產日期為2018年4月19日;云南大葉種紅茶,購自云南鳳慶茶廠,茶葉等級一級,生產日期為2018年7月2日。
2、試驗方法
(1)樣品貯藏
將祁紅、滇紅兩種不同茶樣無包裝散放,分別置于40 ℃、50 ℃恒溫恒濕培養箱中(±0.1 ℃),避光貯存,培養箱相對濕度為30%~35%,分別于1、2、4、6、8、10周取樣檢測。對照為室溫條件下無包裝散放的兩種茶樣,避光貯存。
(2)常規理化指標測定
水分測定參照GB/T 31740.2—2015附錄C中水分含量的檢測方法;茶多酚總量測定參照GB/T 8313—2018中福林酚比色法;游離氨基酸總量測定參照GB/T 8314—2013中茚三酮法;可溶性蛋白測定采用考馬斯亮藍比色法。
(3)感官審評
祁紅、滇紅審評參照GB/T 23776—2018 茶葉感官審評方法,采用百分制和評語結合的方式,對茶樣進行外形、香氣、湯色、滋味、葉底的審評。取3 g干茶,茶水比1∶50,以沸水沖泡5 min。審評小組由10位具有國家中高級評茶員資格的審評人員(6位女性,4位男性,年齡20~40歲)組成。
(4)數據統計分析
數據結果以“平均值±標準差”的方式表示,采用SPSS 26.0進行方差分析,SIMCA-P 14.1軟件進行正交偏最小二乘判別分析(Orthogonal partial least squares discriminant analysis OPLS-DA)。
02
結果與分析
1、祁紅和滇紅在高溫加速陳化貯藏模型中感官品質的變化
祁紅和滇紅在高溫加速陳化貯藏模型中感官品質的變化見表1。祁紅和滇紅在40 ℃和50 ℃貯藏條件下,外形、香氣、湯色、滋味、葉底五個指標的感官審評得分都呈現先上升后降低的現象,貯藏1、2周后品質較好。貯藏過程隨溫度和時間的增加,茶葉逐漸失去光鮮的色澤。對于祁紅、滇紅兩種工夫紅茶來說,加溫條件貯藏10周后,香氣、滋味、湯色和葉底評分均逐漸下降,其中滋味感官品質下降最為顯著,且50 ℃高溫下茶葉品質綜合得分較40 ℃下低,說明高溫加速了茶葉的劣變,所采用的加速陳化模型較為可靠。
短時間的貯藏對茶葉干茶色澤、湯色、滋味以及香氣品質均有所提升,其原因可能在于短時間貯藏能促使茶多酚、氨基酸、茶黃素、茶紅素等成分含量達到較適宜的比例,茶湯品質較優,超過一定時間對干茶色澤、湯色、香氣、葉底色澤會產生負面影響。實驗審評結果與上述已有研究結果一致,貯藏1周后,祁紅、滇紅的感官審評得分部分有上升趨勢,而后隨貯藏時間增加品質得分呈下降趨勢。干茶色澤主要來自葉綠素水解產物及茶多酚氧化產物的綜合作用,以及胡蘿卜素、黃酮類化合物、果膠等物質在茶葉干燥過程中凝固在干茶表面,此外茶黃素、茶紅素和茶褐素等呈色物質的氧化聚合是紅茶干茶色澤變化的主要原因。
2、祁紅和滇紅在高溫加速陳化貯藏模型中理化指標的變化
(1)含水率的變化
茶葉含水量是影響茶葉品質的主要因素。水分不僅是茶葉內含成分反應的溶劑,也是微生物繁殖的必要條件。茶葉貯藏過程中水分由茶葉自身含水量和空氣濕度兩方面決定。茶葉貯藏含水量為3%~5%是較為理想的狀態;當含水量達10%時,茶葉就會開始霉變。已有相關研究指出,低溫對茶葉的吸濕有一定的抑制作用,但對于相對高溫環境下貯藏茶葉的研究鮮有報道。
實驗中茶樣初始含水率分別為6.59±0.31%、6.91±0.22%。
由上圖可知,在40 ℃、50 ℃條件下,隨著貯存時間的延長茶樣含水率呈現整體下降趨勢;而常溫貯藏條件下兩個茶樣含水量逐漸上升。貯藏10周后40 ℃和50 ℃加溫條件下工夫紅茶含水率約比對照組低3%~4%,始終維持在4%~5%的較為理想狀態,表明含水率并非是該加速模型中影響茶樣品質變化的主要因素。
(2)茶多酚含量的變化
以兒茶素為主體的黃烷醇類是茶葉中的主要多酚類物質,也是引起茶湯澀味的主要成分。紅茶經過發酵,多酚類化合物發生酶促氧化聚合等反應,部分轉化成紅茶色素。
研究表明紅茶在貯藏過程中茶多酚整體呈現減少趨勢,隨著貯藏時間的延長,茶多酚的氧化產物中褐色物質茶褐素逐漸增加,黃棕色物質茶黃素減少。
(3)可溶性蛋白含量的變化
茶葉中蛋白質的含量約為20%~30%,其中大部分難溶于水,少量溶于水的蛋白質對茶湯亮度和滋味具有重要作用。
初始祁紅、滇紅茶樣可溶性蛋白含量分別為42.1 mg/g、40.0 mg/g。
由上圖可知,在實驗中茶樣隨著貯藏時間的延長,可溶性蛋白有一定的波動但整體呈下降趨勢,10周后祁紅、滇紅相對于初始狀態下可溶性蛋白含量分別下降了9.2 mg/g、9.8 mg/g,40 ℃加溫條件下祁紅、滇紅下降了12.1 mg/g、13.3 mg/g,50 ℃下分別下降了13.7 mg/g、14.3 mg/g。蛋白質在貯藏過程中可能和茶多酚和茶色素發生絡合生成更大分子色素類物質,對茶湯滋味和色澤產生負面影響。
(4)游離氨基酸含量的變化
氨基酸既是茶湯鮮爽味的主要呈味物質,也與部分香氣的形成和轉化具有密切關系。研究表明,茶葉貯藏過程中氨基酸一般呈波浪形起伏變化趨勢,可能因為貯藏過程中茶葉可溶性蛋白一方面在進行著部分水解形成游離氨基酸,另一方面氨基酸又與茶黃素、茶紅素作用形成深暗色的高聚物,因此氨基酸變化較為復雜。但是長時間貯藏會導致對茶葉滋味和香氣具有重要作用的氨基酸如茶氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等大量被氧化。
研究中祁紅和滇紅初始茶樣的游離氨基酸含量分別為43.1 mg/g、31.5 mg/g。
由上圖可知,隨著貯藏時間的延長,游離氨基酸含量呈現整體下降趨勢,40 ℃貯藏條件下祁紅、滇紅分別下降了24.7 mg/g、17.9 mg/g,50 ℃下分別下降了26.8 mg/g、20.3 mg/g,且均低于對照組含量。
3、祁紅和滇紅在高溫加速陳化貯藏模型中湯色的變化
茶葉色澤屬性能綜合反映茶葉的品質水平,在色度的維矩形空間中,a*值代表紅綠色度,正值為紅,負值為綠;b*值代表藍黃色度,正值為黃,負值為藍;L*代表明度,0代表黑,100代表白。
由圖2可知,與對照組相比,隨著貯藏環境溫度的增加,L*值呈增加趨勢,a*值、b*值呈現減少趨勢,表明在貯藏過程中茶湯明亮度上升,紅度和黃度下降,隨貯藏環境溫度的增加茶湯色澤會更加灰暗。茶黃素和茶紅素在貯藏過程中和蛋白質、咖啡堿等進一步絡合形成茶褐素等大分子物質,是導致茶湯色度發生變化的重要原因。
03
討論
工夫紅茶作為主要的紅茶種類,近年來受到越來越多的關注和喜愛。消費升級和品位提升對紅茶品質提出了更高要求。紅茶不像綠茶,貯藏不當會在較短時間內出現品質的顯著下降;也不像黑茶、白茶具有貯藏后風味改善升值的特點,故其貯藏品質方面的研究比其它茶類相對滯后。紅茶中同樣含有茶多酚、氨基酸、蛋白質、茶色素等內含成分,在水分、溫度、氧氣、光照等條件下會發生氧化、降解、聚合等反應,影響茶葉品質。
加速破壞性試驗通過將食品樣品置于一個或多個溫度、濕度、氣壓和光照等外界因素高于正常水平的環境中,促使樣品在短于正常的劣變時間內達到劣變終點,從而在較短時間推算出食品品質變換和保質期的方法。
溫度是最關鍵的食品劣變影響因素,設計加速破壞性試驗時常將溫度作為關鍵因素。
(1)含水率。實驗中在40 ℃和50 ℃加溫貯藏條件下,與對照組相比茶樣的含水率呈下降趨勢,10周后含水率約為4%~5%。一般認為,單分子層狀態是脫水食品貯藏保鮮的最佳狀態。茶葉在單分子層狀態的含水量為4%~5%,干茶含水量低于單分子層狀態的含水量時,單分子層狀態被破壞,茶葉內含成分氧化速度加快。這表明研究所采用的加速溫度相對溫和,不會對茶葉外形和內含成分造成快速極端破壞,該加溫模型下研究茶葉品質劣變具有可參考價值。
(2)茶多酚與氨基酸、蛋白質。在研究模型中,祁紅和滇紅在40 ℃和50 ℃貯藏10周后,茶多酚含量的下降幅度大約在50%~75%,而常溫對照組下降約17%。蛋白質和氨基酸變化比較一致,下降幅度約30%~40%,常溫對照組下降約15%。茶多酚含量下降速度快于氨基酸,這可能是短期貯藏一段時間后在適度范圍內酚氨比降低、茶湯滋味改善的重要原因。
(3)色度。貯藏后茶湯紅度和黃度下降,亮度提高,但高溫貯藏和常溫對照相比差距不大。10周后a*值下降約34%~43%,b*值下降約13%~18%,L*值上升約19%~23%。整體上茶樣在50 ℃比40 ℃條件下的陳化速度更快,但兩個溫度下差距并不明顯。多酚含量的適度下降以及氨基酸、蛋白質比例的變化可能是工夫紅茶在貯藏早期品質有所提升的主要原因。
有研究表明,其它條件等同的情況下,較低溫度下茶多酚類物質氧化相對減少,Vc氧化減慢,感官上茶葉色澤變化不大,茶香輕微變淡。溫度每升高10 ℃,綠茶湯色和干茶色澤的褐變速度也隨之增加3倍~5倍。研究中貯藏10周時感官品質已出現明顯下降,主要內含成分特別是茶多酚含量降低顯著,超過50%。未來在其他較低溫度條件下如30 ℃開展工夫紅茶保質期研究,參考雙實驗溫度或多試驗溫度法,可初步推算不同溫度下工夫紅茶的保質期。