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绿茶滋味品质调控技术研究进展

2022-11-16王烨军苏有健方洪生张永利孙宇龙方雅各

中国农学通报 2022年21期
关键词:茶多酚绿茶茶树

廖 珺,王烨军,苏有健,方洪生,张永利,孙宇龙,方雅各

(1安徽省农业科学院茶叶研究所,安徽 黄山 245000;2黄山市洪通农业科技有限公司,安徽 黄山 245000)

0 引言

茶被称为中国国饮,是一种有着悠久历史的非酒精饮料[1]。其中绿茶是中国主要茶类之一,也是最大的消费茶类[2]。绿茶之所以长期深受欢迎,与其独特的滋味有着密切的关系[3]。滋味是绿茶品质评价的核心指标[4]。绿茶主要的滋味特征为苦、涩、鲜、爽,名优绿茶的滋味以鲜爽、浓醇、回甘为最佳。一般来说,绿茶滋味特征中的苦涩味主要来自于多酚类物质和生物碱类物质,鲜爽味主要来自于氨基酸类物质,甜味主要来自于可溶性糖类物质[5]。绿茶的滋味因这些物质间的组成和含量的不同及其相互作用而呈现出不同的特征风格,其中茶多酚、茶氨酸和咖啡碱对绿茶滋味的影响最大[6]。研究表明[7]茶树品种、栽培环境、加工工艺、贮藏条件等因素会影响绿茶中各个呈味物质的含量及比例,从而影响绿茶滋味品质的优劣,因此,探究调控这些关键因素对绿茶滋味品质的影响,能更好地提高其滋味品质。本研究从茶树品种、栽培环境、加工工艺、贮藏条件这4个关键因素对绿茶滋味品质的影响进行论述,并对绿茶滋味品质调控技术的发展趋势进行展望,旨在为改善绿茶的滋味品质提供参考依据。

1 茶树品种对绿茶滋味品质的影响

品种是决定鲜叶中主要内含成分种类和含量的物质基础[8],不同茶树品种因芽叶内含成分种类、含量的差异,直接影响了所制绿茶的滋味品质[9]。

研究表明,大叶品种茶多酚含量较高,氨基酸含量较低,绿茶茶汤滋味浓醇但鲜爽度低;小叶品种茶多酚含量较低,氨基酸含量较高,茶汤滋味淡薄但鲜爽度高;而中叶品种茶多酚和氨基酸含量介于大叶品种和小叶品种之间,因而茶汤滋味也处于二者之间[10]。酚氨比是广泛应用于茶叶适制性的判定指标,陈岱卉等[11]研究茶树品种的适制性与其品质的关系时发现,选取酚氨比小于8的品种制成的绿茶时,滋味品质优。目前,适制绿茶的品种有‘福鼎大毫茶’、‘黄山种’、‘龙井43’、‘龙井长叶’、‘安徽7号’、‘白毫早’、‘福鼎大白茶’等。通过对各品种制成的绿茶滋味品质进行综合评价后,发现内含物质丰富、滋味成分含量均相对较高的品种,滋味品质得分较高[12]。这说明在运用酚氨比讨论绿茶品种适制性时,也要充分考虑茶多酚、游离氨基酸等呈味物质的绝对含量。随着现有资源利用程度不断加深,可利用的遗传变异越来越少,茶树分子育种已成为一个重要研究方向[13]。印度学者利用基因枪获得了低咖啡碱转基因茶树品种,使咖啡碱含量降低44%~60%,可可碱含量降低46%~67%,降低了茶叶的苦味[14]。然而,中国在茶树分子育种方面尚处于起步阶段,应加快研究步伐。

2 栽培环境对绿茶滋味品质的影响

栽培环境是茶树生长的基础,由于茶园的气候环境以及施肥管理等因素的变化,会导致鲜叶内含成分的变化,影响绿茶的滋味品质[16],因此,良好的栽培环境是保障绿茶滋味品质的基础。

研究表明[17]气候适宜、雨量充沛、土壤肥沃的地区种植的茶树芽叶肥壮,持嫩性好,主要滋味成分的合成与积累多,制成的绿茶滋味品质较高;为此,温度、光照、水分、土壤是形成良好栽培环境的主要影响因子。温度对绿茶滋味品质的影响主要表现在随着季节的变化,茶树体内内含成分的代谢也随之变化,其中茶多酚与氨基酸的变化最为明显。夏季鲜叶中茶多酚含量较高,且由于高温不利于含氮化合物的合成,导致氨基酸含量下降,制作的绿茶滋味苦涩,鲜爽味不足[18],因此,主要采取遮阴、铺草等方式降温。冬季由于温度低,不利于绿茶滋味品质的形成,金珊[19]采用大棚栽培提高茶园温度,使得茶叶中茶多酚和咖啡碱含量分别降低4.90%和6.50%,酚氨比和粗纤维含量分别降低12.52%和10.98%,提高了茶汤的浓度和鲜度,降低了苦涩味。此外,有研究表明较大的昼夜温差有利于光合产物的积累,使氨基酸的含量增加,因而可提高绿茶的滋味品质[20]。光照对绿茶滋味品质的影响主要表现在随着光的种类和光照强度的不同,茶树光合作用的强度也不同,从而影响体内滋味物质的合成。研究表明[21-22]漫射光、可见光中的红蓝光及在一定范围内适当减弱光照强度,都有利于含氮化合物的合成且能抑制碳素同化作用,导致鲜叶中茶氨酸等含氮化合物的含量明显增加,而茶多酚的含量相对降低,从而降低了酚氨比,提高了茶叶的滋味品质,因此,合理控制光照十分重要。在夏秋季目前最常采用遮阴处理间接控制茶园内的光照,提高茶树根系对氮的吸收,降低茶树体内茶氨酸的代谢,从而使得茶树体内茶氨酸含量升高,且类黄酮代谢途径相关基因表达模式发生改变,有效改善夏秋茶滋味较苦涩的缺点[23-24]。此外,不同遮光率对绿茶滋味品质的影响也不同,遮光率越高,越能抑制茶树体内儿茶素代谢,从而降低绿茶苦涩味[25]。水分对绿茶滋味品质的影响主要表现在不同的降水量、空气湿度及土壤湿度,茶树的生长发育不同,所制绿茶的滋味品质也不同。若降水量、空气湿度或土壤湿度过低,则茶树生长受阻,体内水解作用加强,蛋白质、茶多酚等含量下降,从而使绿茶滋味品质较差;若过高,会阻碍茶树养分的吸收,使绿茶滋味淡薄。研究表明[26],在降水量、空气湿度或土壤湿度过低时,采用喷灌能及时补给茶园水分,促进茶树生长,提高绿茶的滋味品质;在过高时,采用排水能调节茶园水分,改善茶树生长环境,有利于绿茶良好滋味品质的形成。土壤对绿茶滋味品质的影响主要表现在土壤的类型影响其肥力状况和理化性状,导致鲜叶中主要滋味成分含量也有所差异。研究表明在含腐殖质较多、pH 4.5~6.5的沙壤土中生长的茶树,其鲜叶中氨基酸含量较高,制成的绿茶滋味品质较优[27]。肥培管理可改良土壤环境,对绿茶滋味品质有较大影响。适量施用氮、磷、钾复合肥,可促进茶树对其的吸收,增加茶叶中可溶性糖和氨基酸含量,降低酚氨比[28];施用有机肥,也可改善茶叶滋味品质[29];此外,适当调节土壤中钙、镁、锌、硫等中微量元素的含量,能显著影响茶树鲜叶中儿茶素、氨基酸等的合成,从而提升绿茶滋味品质[30-32]。因此,不同的栽培措施及主要环境因子都会影响绿茶的滋味品质;目前一些新技术手段的应用还有待加强,明确其与茶叶滋味成分之间的分子调控机制,建设优质茶园,可从源头上把控绿茶的滋味品质。

3 加工工艺对绿茶滋味品质的影响

在绿茶的加工过程中,鲜叶在一定的温湿度环境作用下,其内含成分会发生一系列的生化变化,从而逐渐形成不同的滋味品质。茶叶中茶多酚、氨基酸等主要滋味成分在绿茶加工中始终在动态变化,因此,掌握其变化规律是提高绿茶滋味品质的关键。

绿茶基本加工工艺为摊放、杀青、揉捻、干燥。鲜叶摊放过程中,随着水分逐渐散失,一些水解酶活性增强,使得可溶性蛋白水解为氨基酸、大分子碳水化合物水解为可溶性糖、酯型儿茶素水解为简单儿茶素等,导致水浸出物、氨基酸、可溶性糖的含量升高,而茶多酚的含量和组成发生变化,其中酯型儿茶素含量降低。研究表明[33]低温高湿适度摊放能抑制黄烷醇合成基因的下调表达及多酚氧化酶的活性来延缓多酚类物质的氧化水解,且促进部分氨基酸合成基因的上调表达及肽酶的活性来增加氨基酸的含量,以此提高绿茶滋味的鲜爽度和浓度,降低苦涩味。此外,在摊放中加压[34]或黄光处理[33]也有利于提高绿茶滋味品质。由于绿茶是唯一不发酵的茶类,杀青是绿茶的独特加工工艺。杀青过程中,在高温作用下,黄酮苷类物质分解为苷元配质和糖,增强了绿茶的甜醇味;酯型儿茶素发生热解和异构等变化,降低了绿茶的苦涩味;部分蛋白质水解为氨基酸,部分淀粉水解为可溶性糖,部分原果胶物质水解成可溶性果胶,提高了茶汤的鲜爽度和醇厚感。然而,不同杀青方式对绿茶滋味品质的影响也不同。祁丹丹等[35]、赵沙鸥等[36]研究认为,滚筒杀青、蒸汽杀青、微波杀青这3种杀青方式中,微波杀青最有利于绿茶滋味的提升。此外,不同杀青方式相结合对改善绿茶滋味的效果优于单一杀青方式,如电磁滚筒-热风组合杀青叶的氨基酸、可溶性糖等含量均高于电磁滚筒杀青或热风杀青,而茶多酚和黄酮含量均低于电磁滚筒杀青或热风杀青,其制作的绿茶滋味品质优于这2种单一杀青方式[37]。微波-远红外组合杀青绿茶的滋味也显著高于微波杀青和红外杀青[38]。揉捻工序可破坏茶叶细胞组织,使茶汁外溢,促进不同内含成分的化学变化,提高滋味物质的浸出率。揉捻是绿茶塑形的一道工序,不同的揉捻方式会使成品绿茶表现出不同的滋味品质。研究表明[39],与冷揉相比,热揉的氨基酸、可溶性糖等含量较高,茶多酚含量较低,更能降低绿茶的苦涩味;但揉捻压力越大,时间越久,茶汤的苦涩味会越重。在采用不同的揉捻工序加工不同形态的绿茶时,扁形茶和毛峰形茶的滋味品质较高[40]。此外,为了提升绿茶的滋味品质,在揉捻中添加蛋白[41]、鞣酸[42]、单宁酶[3]等添加剂,也可降低酚氨比,减轻绿茶的苦涩味。干燥是绿茶加工的最后一道工序,对滋味品质的形成和固定起重要作用;同时也是儿茶素组分及含量变化较大的一道工序。在高温下,儿茶素发生热解、异构、聚合等反应,使绿茶呈现不同的滋味。研究表明温火长烘有利于绿茶滋味的提升[43]。在研究不同干燥方式对绿茶滋味品质的影响时,发现微波干燥能改善绿茶的苦涩味和粗老气,滋味品质较优[44]。此外,组合的干燥方式如微波-真空干燥[45]比单一干燥方式更有利于绿茶形成优良的滋味品质。由此,绿茶的滋味品质与各加工工序密切相关,但关于关键加工工序的工艺特性与在制品理化变化规律还需进一步明确。

4 贮藏条件对绿茶滋味品质的影响

绿茶的结构疏松多孔,导致在贮藏过程中茶多酚、氨基酸、可溶性糖等内含成分极易受环境因素的影响而发生氧化、降解、聚合等一系列反应,出现陈味、霉味、滋味变淡等不良特征,降低绿茶的滋味品质。因此,适宜的贮藏条件对延长绿茶货架期、减缓滋味的劣变有着重要作用。

导致绿茶滋味品质劣变的环境因素主要有温度、湿度、光照和氧气,其中温湿度的影响最为显著[46]。有研究表明,低温能延缓内含成分的氧化,抑制微生物的生长,从而稳定绿茶的滋味品质;温度越低,绿茶滋味品质的劣变速度越慢[47]。目前,冷库和冰箱常用于贮藏茶叶。王近近等[48]发现风冷冰箱适用于茶叶的短期存储,直冷冰吧适用于长期存储。水是化学反应和微生物生长的介质。在湿度较高的贮藏环境中,绿茶易吸附空气中的水分发生氧化、霉变。崔峰[49]发现当干茶含水量控制在4%左右并结合有效的除湿手段,能有效保持绿茶的滋味品质。除湿剂是最常用的除湿手段,贺杨堃等[50]、邬欣蕾[51]发现与生石灰、分子筛、蒙脱石等常规除湿剂相比,一些新型硅胶复合干燥剂、高吸水树脂食品干燥剂吸湿效果更好且材料环保、重复利用次数多。光照会加速绿茶内含成分的反应,如类胡萝卜素的氧化、氨基酸和多酚类等物质的降解,从而影响绿茶滋味。在避光条件下,能明显减缓内含成分发生化学反应的速度,保持绿茶的滋味品质[52]。当前市面上的遮光包装材料有纸质、陶瓷、金属、复合型材料等,其中高密度聚乙烯、铝箔复合膜、聚酯薄膜等复合而成的双层或三层复合材料不仅遮光而且可塑性高、防潮阻氧性强,保鲜效果最好[53]。氧气是绿茶中内含物质氧化分解的前提,低氧或无氧状态能防止绿茶滋味劣变。常见的除氧方式为真空包装、抽气冲氮和添加除氧剂;其中前2种方式对设备和成本要求高,适用于小包装贮藏;而采用天然除氧剂不仅能除氧祛湿,而且操作简单,结合干燥剂保鲜性能更优[54]。此外,生物保鲜技术[55]、物理磁场休眠技术[56]等也被用于保持绿茶的滋味品质。综上,绿茶在贮藏过程中,任何环境因素及其相互作用都会引起内含成分的变化,导致滋味品质的下降;如何利用节能廉价、绿色环保的贮藏方式保持绿茶的滋味品质是我们要探究的方向。

5 展望

绿茶的滋味品质受茶树品种、栽培环境、加工工艺、贮藏条件等多方面因素的影响,合理调控各个因素对绿茶滋味成分的影响是提升其滋味品质的关键。然而目前,中国茶树的分子育种和营养调控机制的研究还处于起步阶段,智能定向调控的加工技术和节能环保的贮藏方法也较欠缺。鉴于此,今后在育种方面,加强组学技术、分子标记技术、色谱技术等的应用,推进精准化、功能化育种;在栽培方面,运用分子技术手段解析不同栽培措施与绿茶滋味成分代谢间的关系,实现优质化、智能化栽培;在加工方面,加强绿茶加工过程中滋味成分衍变轨迹和变化机理的研究,开发自动化、定向化加工新技术;在贮藏方面,明确不同贮藏条件下绿茶主要滋味成分的代谢变化,探索节能化、绿色化贮藏新方法,将成为调控绿茶滋味品质研究的重点。

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