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白茶風味品質形成與調控技術研究進展

2024-01-12 11:33陳林陳鍵宋振碩王麗麗張應根項麗慧林清霞
中國茶葉加工 2023年4期
關鍵詞:白牡丹白茶鮮葉

陳林,陳鍵,宋振碩,王麗麗,張應根,項麗慧,林清霞

(福建省農業科學院茶葉研究所,福建福州 350013)

白茶發源和主產于福建,系中國傳統六大茶類中的特色小眾茶類。 由于其制法獨特、不炒不揉,芽葉外形自然舒展、內質清甜爽口,另因具有潛在的“三降三抗”等保健功效而廣為消費者青睞[1-2]。 隨著國內外白茶飲用熱潮的興起,大力推動了白茶產區的向外擴張和產銷量的逐年攀升。近年貴州、 江西和湖北等省白茶產量日益增加(2011 年~2022 年《中國農村統計年鑒》),并在印度、斯里蘭卡和肯尼亞等國均有生產。 2022 年全國白茶產量達9.45 萬噸, 其中福建白茶占全國65%以上,且主要集中在福鼎、政和、建陽和松溪等地。 根據茶樹品種和芽葉嫩度的不同,現行國家標準GB/T 22291—2017《白茶》[3]將白茶分為白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉4 種產品類型,即以大白茶或水仙茶樹品種采制的白茶稱之為白毫銀針(單芽)和白牡丹(一芽一、二葉),以群體種茶樹嫩梢為原料加工而成的白茶謂之為貢眉,而以大白茶、水仙或群體種茶樹嫩梢或葉片制成的白茶統稱為壽眉。 受鮮葉原料、加工技術、貯藏年份和品飲方式等諸多因素的影響,不同產區白茶產品的風味品質存在一定的地域差異[4-7]。 如閩東地區白牡丹色澤較灰綠,口感清鮮顯淡,適銷歐美市場;閩北地區白牡丹色澤鐵灰,口感較濃厚,主銷香港、澳門及東南亞傳統市場[8]。 國內其他產區分別應用各自選育品種、地方群體品種及特異葉色品種,結合傳統工藝制成多種白茶產品(如貴州甕安白茶、江西資溪白茶和四川沐川紫芽白茶等),其風味品質各具特色。 隨著科學技術的不斷進步和多茶類加工技術的融合創新,國內白茶產品的種類日漸豐富而多元。 文章重點介紹了現有白茶產品的主要種類與品質影響因素,并對其風味品質形成的生化基礎、加工和貯藏過程生化成分的動態變化、萎凋過程生化成分的代謝機理及主要生產調控技術進行了總結與展望,以期為實現白茶產品的分類評價與風味品質的定向控制提供參考依據。

1 白茶產品主要種類與品質影響因素

茶樹種植環境、生育樹齡、栽培措施和采摘季節等均為影響白茶品質的重要因素[9-14],但茶樹品種特性、鮮葉采摘標準、產品貯藏年份和生產制作工藝, 同時結合同類產品感官品質的等級差異仍為國內白茶產品的主要分類依據。 福建適制白茶的主要茶樹品種有 ‘福鼎大毫茶’‘福鼎大白茶’‘政和大白茶’‘福安大白茶’‘福建水仙’‘歌樂茶’‘九龍大白茶’及地方群體種等[15],另由‘福鼎大白茶’(♀)與‘云南大葉種’(♂)自然雜交選育的福云系列品種(如‘福云6 號’等)[16]均可獲得較好的白茶品質。在傳統白茶生產工藝的基礎上,云南茶區亦以‘云南大葉種’茶鮮葉制成了“云白毫”“月光白”和“云壽”等多種與福建相似的白茶產品類型[6,17]。具有不同遺傳背景的地方群體品種由于其幼嫩芽葉生化組成復雜而多樣,制成白茶(如建陽小白茶[18])外形細秀、滋味清甜甘爽,故在不同茶區廣為試制。 天然濃郁的花果香型和醇厚回甘的品種韻味是烏龍茶有別于其他茶類的典型特征。已有研究表明[19-20],以‘茗科1 號’‘黃觀音’‘金牡丹’等高香型烏龍茶品種一芽一、二葉制成白茶的滋味濃度有所改善,并帶有明顯的花香特征。在陰涼、干燥、通風、無異味且相對密封避光的貯存環境條件下,自然陳化五年及以上的老白茶[21]外形黃褐、湯色橙黃或橙紅,其特殊的“陳香”“陳韻”等香氣特征使其明顯有別于當年新制白茶。 傳統白茶外形松拋,滋味相較淡薄,且不利于倉貯運輸。 福建福鼎等地在鮮葉(一芽二、三葉)萎凋后引入輕揉捻工序, 并結合干燥整形制成的新工藝白茶條索緊卷、湯色橙紅、滋味濃醇清甘[22]。此外,為便于白茶包裝貯運, 壓餅造型被廣泛應用于不同規格新老白茶緊壓產品的加工制作[23-24]。由于其通常采用蒸壓定型和低溫慢烘, 在一定程度上促進了茶葉胞內成分的滲出和轉化, 故緊壓白茶湯色略深、滋味相對醇厚,并能有效改變白茶產品的香氣品質和香型特征[25-27]。

2 白茶風味品質形成的基本生化原理

2.1 白茶特征風味品質形成的生化基礎

為探明白茶特征滋味品質形成的生化基礎,TAN 等[28]對58 只不同年份商品白茶(白毫銀針、白牡丹、壽眉和緊壓白茶)中的兒茶素、水解單寧、酚酸、黃酮醇苷、生物堿、茶氨酸和4 種主要茶黃素進行了分析測定, 結果表明各類型白茶中的這些化學組分存在顯著差異。 白毫銀針(早春生產)中的兒茶素、水解單寧、酚酸、茶氨酸和咖啡堿含量高于白牡丹(晚春生產)和壽眉(秋季生產)。 由于茶葉中游離氨基酸直接影響了白茶的鮮爽滋味,張丹丹等[29]對46 只福建白茶(白毫銀針、白牡丹和貢眉)進行檢測分析,結果顯示3 種類型白茶的氨基酸總量高低依次為貢眉、 白毫銀針和白牡丹,其中基于賴氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸和亮氨酸建立的Fisher 線性判別模型可對27 只市售白茶進行較好的類別預測;陳思肜等[30]亦對3 種不同等級(特級、一級和二級)白牡丹進行了游離氨基酸組成分析, 結果發現游離氨基酸組分與白牡丹品質等級密切相關, 并通過協同作用對白牡丹質量等級產生整體性的品質貢獻。 此外,YANG 等[31]結合味覺等效定量和滋味強度值(DoT)測定對白毫銀針、白牡丹、壽眉的化學成分進行了非靶向代謝組學分析,結果表明兒茶素、二聚兒茶素、氨基酸、 酚酸、 黃酮醇/黃酮苷和香氣前體的含量在3種類型白茶中均存在顯著差異; 茶氨酸、 天冬氨酸、天冬酰胺和單磷酸腺苷(AMP)與白茶的鮮味呈正相關,黃烷-3-醇、聚酯型兒茶素類、原花青素B3 和可可堿與白茶的苦味和澀味呈正相關;茶湯中的 (-)-表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG)、(-)-表兒茶素沒食子酸酯(ECG)、3-沒食子?;鼘幩?、咖啡堿和γ-氨基丁酸(GABA)為白茶關鍵滋味化合物。

在白茶特征香氣成分篩選和鑒定方面,劉琳燕等[32]對不同年份白茶(白毫銀針、白牡丹和壽眉)的香氣成分檢測結果顯示,芳樟醇及其氧化物、香葉醇、水楊酸甲酯、苯甲醛、苯乙醇是白茶清鮮毫香的物質基礎。 芳樟醇、香葉醇等醇類化合物在白毫銀針中的含量較高,α-紫羅酮、β-紫羅酮、香葉基丙酮等在壽眉中的含量較高。 陳年白茶中的芳樟醇及其氧化物、香葉醇、水楊酸甲酯、苯乙醇、橙花叔醇、香葉醛等花果香型香氣成分減少,雪松醇、二氫獼猴桃內酯、2-甲基萘、柏木烯、β-柏木烯等含量增加,并與苯甲醛、α-紫羅酮、β-紫羅酮、 香葉基丙酮等協同形成陳年白茶特殊的陳香帶有棗香、梅子香的香型特征。 此外,CHEN 等[33]從白毫銀針、白牡丹和壽眉中共鑒定出238 種揮發性化合物,其中103 種揮發性化合物為3 種類型白茶的極顯著差異化合物;從供試茶樣中共鑒定出25 種主要呈現為清(青)香、花果香和甜香的香氣活性化合物,其中包括9 種醇類、6 種醛類、5 種酮類和5 種其他化合物。 FENG等[34]通過分子感官組學分析表明,在4 種類型白茶(白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉)茶湯中鑒定出179 種揮發性成分, 但僅15 種成分被認為是白茶主要特征香氣成分,其中源自氨基酸反應產生的二甲硫、3-甲基丁醛、 苯乙醛等為白茶果香和清香風味奠定了物質基礎,而來自糖苷和類胡蘿卜素降解的香葉醇、芳樟醇和紫羅蘭酮有助于形成白茶甜花香特征。

2.2 白茶加工過程生化成分的動態變化

白茶制作主要包括萎凋和干燥2 道工序,其中萎凋是形成白茶風味品質的關鍵工序。 在此過程,茶鮮葉伴隨水分的不斷散失,葉色由鮮綠、翠綠轉為暗綠,葉質韌性和可塑性增強,與此同時其內質發生了較為復雜的代謝變化[35-38]。 通過對14個茶樹品種春茶鮮葉在控溫控濕環境[20~22 ℃、相對濕度(RH)35%~45%]條件下萎凋失水變化的跟蹤監測結果表明, 茶樹鮮葉失水速率總體呈現為“先快后慢”的變化趨勢,且茶樹新梢萎凋失水速率存在明顯的品種差異[39]。 不同茶樹品種鮮葉在失水過程中的主要品質成分(水浸出物、 咖啡堿、可溶性糖和游離氨基酸)隨失水程度的增加呈升高趨勢,茶多酚和兒茶素總量在萎凋后期(鮮葉減重率≥45%)明顯減少[40-42]。 為闡明白茶加工過程生化成分的動態變化規律,DAI 等[37]研究了‘福鼎大白茶’ 一芽三葉在加溫除濕萎凋過程中代謝物的變化趨勢,結果表明萎凋葉(36 h)中的氨基酸(酪氨酸、纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、脯氨酸和異亮氨酸)以及兒茶素二聚體(茶黃素、茶黃素-3-沒食子酸酯、 茶黃素-3,3'-雙沒食子酸酯、聚酯型兒茶素A 和聚酯型兒茶素B)含量相較鮮葉增加了5 倍以上, 而兒茶素類(沒食子兒茶素、沒食子兒茶素沒食子酸酯和兒茶素)和香氣前體物質(苯甲醇櫻草糖苷、芳樟醇及其氧化物櫻草糖苷)均有顯著降低。ZHAO 等[43-44]分析了‘福建水仙’一芽二葉萎凋過程中堿基、核苷、核苷酸和寡肽的動態變化,結果顯示腺嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶、胞苷、單磷酸腺苷和鳥苷酸等6 種化合物表現出不同程度的下降; 蛋白質降解分為0~12 h 和30~42 h 兩個活性階段,且表現為同時而非逐步切割降解模式。

類胡蘿卜素、脂質、糖苷和糖/氨基酸等均是茶葉香氣成分的重要先質來源[45]。 FENG 等[46]比較了同一種植區域的‘龍井43’春季一芽三葉加工成6 大茶類(綠茶、白茶、黃茶、烏龍茶、紅茶和黑茶)的香氣組成差異,結果發現脂肪酸氧化和糖苷水解是白茶香氣成分的主要來源。 陳維等[47]分析了不同萎凋時間‘英紅九號’白茶香氣化合物的組成及含量, 結果表明不同萎凋時間白茶的香氣化合物組成較為相似,其中芳樟醇、水楊酸甲酯等多數化合物含量隨著萎凋進行先升后降, 而苯甲醛和β-香葉烯含量在萎凋(30 h)過程中總體持續上升。 陳勤操[48]研究了‘福鼎大毫茶’一芽一葉在白茶加工過程中揮發性成分的變化規律, 結果顯示萎凋過程中大部分非酯類脂肪酸來源的揮發物(FADVs)含量增加,酯類FADVs 含量先增加后下降,或后期大量增加;絕大部分氨基酸來源的揮發物含量在中后期大量增加; 揮發性萜類化合物呈多樣性變化,單萜中醇類、倍半萜中的烯烴類成分含量增加,而單萜中烯烴類、倍半萜中的醇類成分含量下降或保持穩定; 干燥后大部分烯烴類、醇類、部分酯類物質含量顯著降低;部分烷烴類、醛類、 大部分酮類、 部分酯類物質含量顯著上升。WANG 等[49]研究發現秋季‘鄂茶1 號’一芽一葉的香氣成分數量和種類在萎凋過程中不斷增加,其中2-己烯醛及其衍生物在12 h 含量最高,芳樟醇及其氧化物、香葉醇、橙花醛、β-羅勒烯等萜烯類揮發物和揮發性的苯丙素類/苯類化合物 (苯乙醇、苯甲醛、苯甲醇)、β-紫羅酮、水楊酸甲酯和香葉酸甲酯含量顯著增加,而反式-橙花叔醇含量則在萎凋3 h 后達到最高。 由于鮮葉原料、 加工環境、茶樣制備和檢測方法等方面的差異,選用某一茶樹品種鮮葉原料并通過單批次白茶工藝試驗所呈現出的香氣成分動態變化趨勢并非完全一致。為此,陳林等[50]對茗科1 號等10 個適制烏龍茶品種鮮葉的萎凋在制品及其成品茶(簡稱花香白茶)進行了香氣成分檢測分析, 結果表明鮮葉萎凋減重率達30%~60%時,為影響白茶香氣品質形成的關鍵發展階段, 并在萎凋后期 (鮮葉減重率≥45%) 和干燥工序對花香白茶香氣品質形成具有較為明顯的促成作用。

2.3 白茶貯藏過程生化成分的動態變化

在白茶貯藏過程非揮發性成分的動態變化方面,NING 等[51]對4 批不同貯存年份(1993 年~2013年)白茶中的沒食子酸、咖啡堿、兒茶素和氨基酸進行了測定,結果表明貢眉的氨基酸含量最高、壽眉的氨基酸含量最低; 兒茶素和氨基酸含量隨貯藏時間的增加呈下降趨勢, 沒食子酸含量隨貯藏時間的增加呈上升趨勢。 FAN 等[52]通過對5 批不同年份(2007 年~2019 年)白牡丹的廣靶向代謝組學和茶湯感官特征分析結果顯示,茶湯澀味、鮮味降低和褐變增加與大量黃酮類化合物、 單寧和氨基酸的減少和轉化有關,而酚酸、有機酸、糖類和醇類總量在長期貯藏過程中有顯著增加。 ZHAO等[53]將同一栽培茶園、茶樹品種、加工參數及相同采摘標準(一芽二葉)制備的不同批次(30 天內)白茶視為生物學重復, 分析了10 批不同年份(2005 年~2017 年)白茶中主要品質成分的化學變化, 結果表明多酚總量隨著貯藏年限的增加而逐漸減少,而總黃酮、茶紅素和茶褐素含量則有所增加; 分別對貯藏1 年、7 年和13 年的3 組代表性年份白茶進行非靶向代謝組學分析, 結果發現大多數差異代謝產物與黃酮醇苷和黃酮苷代謝有關, 由此表明酚類物質在貯藏過程中的動態變化至關重要。 DAI 等[54]對來自2 個不同廠家貯藏1年、2~4 年和>4 年的3 組白茶 (白毫銀針和白牡丹) 進行了檢測分析, 結果表明白茶中的兒茶素類、原花青素類、聚酯型兒茶素類、茶黃素類、黃酮醇-O-苷、黃酮-C-苷及絕大部分氨基酸等均在長時間貯藏后(>4 年)呈下降趨勢;尤其值得關注的是源自茶氨酸Strecker 降解和環化并與兒茶素鍵合生成8-C-N-乙基-2-吡咯烷酮取代的兒茶素類化合物(EPSFs)[55]在白茶貯藏過程中顯著增加,且與貯藏年份呈正相關關系。 在此基礎上,XIE 等[56]進一步對來自3 個不同廠家貯藏1 年、3 年、7年和≥10 年的4 組白茶(白毫銀針、白牡丹和壽眉)進行了類似的非靶向代謝組學分析,結果發現白茶中的兒茶素、黃酮(醇)苷、氨基酸、核苷、有機酸、香氣前體、脂質和碳水化合物等大多數代謝物隨著貯藏時間的增加而減少, 但EPSFs 和焦谷氨酸有所增加;另通過對24 種與貯藏有關的化合物的絕對定量與線性回歸分析結果顯示, 基于EPSFs 的5 個組合指標對白茶的貯藏年份具有良好的預測能力。

在白茶貯藏過程揮發性成分的動態變化方面,WU 等[57]對4 組不同年份(1 年、3 年、5 年和8年)白茶樣品的揮發性成分進行了檢測分析,結果顯示除3-甲基丁酸、乙酸乙酯、丁酸乙酯漸有增加外,絕大多數(18/26)作為區分4 組年份白茶的差異性化合物均隨貯藏年份的增加而趨向減少。ZHU 等[58]分析了4 組不同年份(1 年、4 年、6 年和8 年)白毫銀針、白牡丹和壽眉中內酯和萜類的對映體分布,結果表明(2S,5S)-氧化芳樟醇A、(2S,5R)-氧化芳樟醇B、(2R,5S)-茶香螺烷B 和S-芳樟醇在3 種類型白茶中的對映體比值(ERs) 與貯藏時間呈負相關, 而 (1R, 2S)-表茉莉酸甲酯的ERs 則與貯藏時間呈相反的分布趨勢; 二氫獼猴桃內酯2 種對映體和S-芳樟醇在3 種類型白茶中分別表現出相似的增減變化趨勢。此外,石碧瀅等[59]對‘福鼎大毫茶’‘政和大白茶’和‘福建水仙’制成的不同年份(2 年、4 年、6 年、8 年和12 年)白牡丹進行了感官品質評定和非揮發性成分與揮發性成分檢測分析, 結果發現白牡丹在貯藏過程中滋味由清甜爽口向甘甜、陳醇轉變,這一變化與茶多酚、游離氨基酸含量的下降以及酚氨比值、可溶性糖、黃酮、茶紅素含量的增長正相關;香氣由清香、花香向陳香轉變,其與醇類揮發物的下降以及不同年份間的12 種關鍵差異成分(芳樟醇、異丁醛、α-法尼烯、正己醛、芳樟醇氧化物Ⅱ、4-異丙基甲苯、橙花醚、順式芳樟醇氧化物、順-2-戊烯-1-醇、水楊酸甲酯、苯乙醇和青葉醇)的變化密切相關。 滋味和香型由于茶樹品種的不同而存在差異, 而同一非揮發物或揮發物在不同品種中的風味貢獻也有所差異。

2.4 白茶萎凋過程生化成分的代謝機理

為探明白茶萎凋過程生化成分的代謝機理,XU 等[60]分析了‘龍井43’一芽二葉在萎凋(0~24 h)過程中脫落酸(ABA)、水楊酸(SA)、茉莉酸(JA)及兒茶素、茶氨酸、咖啡堿等關鍵代謝產物的動態變化,結果表明ABA 含量在0~9 h 呈上升趨勢, 后呈下降趨勢,JA 持續上升,SA 含量無顯著變化;除沒食子兒茶素(GC)和表兒茶素(EC)外, 其他關鍵成分的數量在24 h 時顯著減少,且在萎凋過程中ABA 可能參與了茶氨酸的代謝調節。 ZHOU 等[61]通過植物化學分析檢測發現,‘福云6 號’一芽二葉在萎凋(0~48 h)過程中總兒茶素和淀粉含量持續下降,茶黃素、GABA、麥芽糖和可溶性糖含量顯著升高;α-淀粉酶 (AMY)、β-淀粉酶(BAM)、總淀粉酶和谷氨酸脫羧酶(GAD)活性的升高可能與GABA 和麥芽糖的積累有關。轉錄組測序分析結果顯示,參與兒茶素生物合成的大多數差異表達基因(DEGs)的轉錄水平被明顯抑制,而參與兒茶素氧化的DEGs 則明顯上調,這可能與兒茶素含量的減少和茶黃素含量的增加有關; 參與GABA 生物合成的DEGs 被大幅上調,且精胺合成酶(SPMS)基因的下調可以減少將亞精胺轉化為GABA 的競爭;AMY 和BAM 基因的上調可觸發淀粉的降解,導致可溶性糖含量的增加。 CHEN 等[62]采用非靶向代謝組學和非標記(Label free)蛋白質組學技術對‘福鼎大毫茶’一芽一葉在白茶加工過程中的滋味成分進行綜合分析,結果表明失水脅迫改變了采后鮮葉的生理平衡,從而引發了鮮葉蛋白質組和風味化合物的顯著變化,其中游離氨基酸、茶黃素類和核苷酸顯著增加與兒茶素類、原花青素類、聚酯型兒茶素和酚酸類物質的顯著降低有助于白茶清甜鮮爽滋味品質的形成。 NI 等[63]對在室內自然萎凋(0~15 h)過程中的‘農抗早’一芽二葉進行了非靶向代謝組學和串聯質譜標記(TMT)蛋白質組學聯合分析,結果顯示茶鮮葉因失水脅迫發生了淀粉和蔗糖代謝的上調及輕微單調的代謝轉化,其中蛋白質降解引起多種氨基酸含量增加,兒茶素和黃酮類化合物的生物合成受到抑制,而糖苷鍵合態揮發物隨其代謝的增強而減少。 DENG 等[64]應用廣靶向代謝組學和TMT 蛋白質組學技術研究了‘福鼎大毫茶’一芽二葉在白茶加工過程中的黃酮苷類變化機理,結果發現隨著萎凋時間的延長,主要黃酮苷類化合物含量顯著下降,黃酮苷元和水溶性糖類含量增加。 然而這些化合物的變化趨勢與相關生物合成途徑蛋白的表達模式并不一致,推測認為黃酮苷的降解可能與茶葉在萎凋過程中的抗氧化作用有關。

在白茶萎凋過程揮發性成分的代謝調控研究方面,CHEN 等[38]檢測分析了‘福鼎大毫茶’一芽一葉在白茶加工過程中香氣成分的形成與動態變化, 結果表明揮發性成分的前體氨基酸和糖苷鍵合態揮發物參與了白茶香氣品質的形成, 且相應揮發物和糖苷鍵合態揮發物在萎凋24 h 過程中的變化趨勢與香氣相關關鍵基因的差異表達分析結果基本一致。然而,WANG 等[49]研究認為‘鄂茶1號’ 一芽一葉萎凋過程中揮發物總量和數量的增加并非完全依賴于糖苷鍵合態香氣成分的水解,且萜類化合物和α-亞麻酸代謝相關基因的上調表達可促進揮發物的從頭生物合成。DENG 等[65]基于揮發物與轉錄組學分析結果顯示,‘福鼎大毫茶’ 一芽二葉在白茶萎凋過程中隨著萎凋時間的延長,主要香氣成分含量顯著增加,感官評價得分和Owuor 風味指數(OFI)也有所增加。白茶萎凋過程中積累的芳香物質主要是揮發性萜烯和酯類,變化趨勢在很大程度上與α-亞麻酸代謝途徑的基因表達一致, 而揮發物的變化趨勢與萜類生物合成途徑基因表達之間的相關性更為復雜, 并由JA 信號通路誘導。

3 白茶風味品質調控技術

3.1 基于鮮葉原料的風味品質調控

除地方群體品種外, 多數適制白茶的品種芽頭肥壯、茸毛較多,且具有高氨基酸含量特征,另輔以自然成形的生產工藝,芽心肥壯、茸毛潔白、芽葉連枝、 清甜顯毫香等審評術語常被用于白茶產品風味品質的感官評價[66]。葉乃興等[67]分別測定了‘福鼎大毫茶’‘福安大白茶’等適制白茶品種嫩梢茸毛和茶身、白茶茶毫和茶身的生化成分,結果表明茶樹嫩梢茸毛具有高氨基酸含量和低酚氨比特性, 對白茶風味品質的形成具有重要作用。 LI等[68]通過代謝譜分析結果顯示,‘福鼎大白茶’茸毛中的兒茶素、黃酮醇、咖啡堿、茶氨酸和香氣組分對白茶品質均有不同程度的貢獻, 且在白茶茶毫和鮮葉茸毛均存在一些在茶身中沒有發現或含量較低的揮發性化合物和黃酮醇類, 其中包括苯甲酸衍生物、脂質氧化衍生物和單萜衍生物。由此可見, 茶樹嫩梢的多茸毛特征及在加工過程中的保留對白茶品質的形成具有積極的調控作用。

白茶相對其他茶類進行了較少的加工處理,其鮮葉原料的特性在很大程度上決定了成品白茶的品質等級。為探明烏龍茶品種鮮葉原料的白茶適制特性,陳林等[19]綜合比較了‘茗科1 號’等5 個福建烏龍茶品種和‘福鼎大毫茶’等3 個傳統白茶品種在相同采摘標準和工藝條件下制成白茶的風味品質,結果表明適制烏龍茶品種制成白茶雖然外形色澤不及傳統白茶品種, 但將其應用于開發花香型白茶具有較為明顯的內質優勢。傳統白茶加工用種鮮葉及其采制白茶以碳氫化合物為其主要特征或較高含量香氣成分,而適制烏龍茶品種鮮葉及其制成白茶則富含醇類、醛類、 酮類及酯類等多種花香成分。 值得關注的是,由于不同嫩度鮮葉(如一芽二、三葉和中、小開面二至四葉)有著明顯不同的品質化學輪廓[69-71], 選用頂端優勢明顯且持嫩性好的大白茶春季新梢(一芽四、五葉)按傳統工藝制成的白茶經沸水沖泡具有明顯的奶香風味[72-73],其可為基于茶樹鮮葉原料采摘差異的新型白茶產品開發提供思路[67]。

3.2 基于萎凋工藝的風味品質調控

3.2.1 萎凋方式對白茶品質的影響

白茶加工常見萎凋(晾青)方式主要有日光萎凋、室內自然萎凋、熱風萎凋及復式萎凋等[74]。 然而無論采用何種萎凋方式, 其本質均為通過改變光照、溫度、相對濕度和通氣狀況等外界環境因子實現茶鮮葉水分的逐步散失(物理萎凋),并促使在制品內含成分向既定的產品風味發生目標轉化(化學萎凋)。 王子浩等[75]以信陽群體種一芽二葉鮮葉為原料,探討了3 種不同萎凋方式(室內自然萎凋、24 ℃恒溫萎凋和復式萎凋) 對白茶感官品質和生化成分的影響,分析認為復式萎凋32 h 是信陽群體種加工白茶相對最佳的萎凋方法。 WU等[76]考察了室內自然萎凋、萎凋槽熱風萎凋和日光萎凋對白茶香氣品質的影響, 結果表明日光萎凋白茶具有更為明顯的花香, 萎凋槽熱風萎凋較顯青氣。通過揮發性成分檢測結果顯示,日光萎凋白茶的花香主要來源于香葉醇和芳樟醇的增加,而萎凋槽熱風萎凋白茶的強烈青草氣主要歸因于己醛的增加。 ZOU 等[77]使用非靶向代謝組學和轉錄組學分析了日光萎凋對白茶非揮發性成分的影響, 結果發現日光萎凋處理的白茶比室內自然萎凋處理的白茶略顯苦澀,且其與莽草酸、苯丙烷和類黃酮生物合成途徑中關鍵基因的上調表達而引起白茶中黃酮類和黃酮苷類化合物含量顯著增加有關。

3.2.2 光照條件對白茶品質的影響

在光照(光質和光強)對白茶品質調控方面,羅玲娜等[78]以無光萎凋為對照,采用紅光、黃光、綠光、藍光和白光5 種發光二極管(LED)光源開展白茶光照萎凋試驗,結果表明LED 光照萎凋對白茶外形、香氣和滋味均有明顯影響;光照萎凋品質均優于無光萎凋, 且以黃光萎凋的白茶感官綜合品質最佳。 黃藩等[79]以四川群體種一芽二葉為原料,比較了無光(對照組)、日光、紅光、黃光和藍光萎凋對貢眉白茶感官品質和生化成分的影響,結果發現4 個光照組均優于對照組的白茶品質,且以紅光萎凋的可溶性糖、 水浸出物、 咖啡堿、EGCG 和游離氨基酸總量最高,更有益于形成“醇厚鮮甜”的滋味特征。 以‘福鼎大白茶’單芽、一芽一葉和一芽三葉為原料, 采用紅光和黃光萎凋均可提高白毫銀針、白牡丹、壽眉白茶的感官品質,且以紅光萎凋效果最優[80-81]。 由此可見,紅光和黃光萎凋均可提高白茶風味品質, 但其較適光強和輻照時長仍有待進一步探究。

3.2.3 控溫控濕對白茶品質的影響

白茶加工過程中的萎凋工序歷時較長,在20~25 ℃、RH 70%的環境條件下, 其萎凋歷時長達50~60 h[82]。 在環境溫濕度對白茶品質調控方面,郭麗等[83]考察了低(25 ℃,RH 55%)、中(30℃,RH 65%)和高(35 ℃,RH 75%)3 種萎凋溫濕度對白茶感官品質及其主要化學成分的影響,結果表明中等程度溫濕度下萎凋26 h 處理的白茶品質最優,但各處理水浸出物、茶多酚、游離氨基酸和咖啡堿等品質成分并無顯著差異。 潘玉華等[84]研究顯示,在保持RH 70%±5%條件下,室溫22℃與其他處理(18 ℃或26 ℃)相比,白茶在制品的失水速度和理化變化較為協調, 其游離氨基酸和可溶性糖總量顯著增高,茶多酚總量顯著降低,有利于加工高品質白茶。 林清霞等[85]比較了在控濕(RH 60%~80%)條件下,3 種環境溫度(20 ℃、25℃和30 ℃) 對15 個茶樹品種鮮葉萎凋失水和白茶品質的影響, 結果表明溫度升高能明顯縮短萎凋歷時,25 ℃下獲得白茶品質最優。 張應根等[86]以茶鮮葉萎凋減重率達45%為環境調控節點, 研究了持續低溫除濕(20±2 ℃,RH 55%±5%)、持續高溫除濕(30±2 ℃,RH 35%±5%)、先高溫除濕后低溫除濕和先低溫除濕后高溫除濕4 種不同控溫除濕萎凋方式對‘福安大白茶’等6 個茶樹品種鮮葉所制白茶風味品質的影響, 結果發現采用持續高溫除濕和先低溫除濕后高溫除濕萎凋處理的同一茶樹品種白茶的外形和湯色等較為相近; 持續低溫除濕萎凋處理的白茶滋味略淡、稍帶青氣,且與先高溫除濕后低溫除濕萎凋加工的白茶具有較為類似的品質特征。 此外,周有良[87]比較了自然萎凋(18~25 ℃,RH 67%~80%)與控溫萎凋(29~35 ℃,RH 65%~75%)對白茶香氣總量的影響,結果表明與自然萎凋相比,控溫萎凋的白茶香氣總量較高,香氣化合物種類較多。 李鳳娟[88]研究表明,控溫萎凋(20 ℃)能有效改善夏季白茶的香氣品質,且比室內自然萎凋(25~30 ℃)具有更為豐富的醇類和醛類等香氣成分。

3.2.4 攤青工藝對白茶品質的影響

在茶鮮葉萎凋過程中除可直接改變外界環境因子外,采用不同攤青工藝(“并篩”和“堆青”)間接改變在制品局域加工環境以實現白茶風味品質目標轉化為生產上較為普遍的加工技術措施。 目前國內學者考察了堆青起始含水率、堆青溫度、堆青歷時及其部分復合因子對白茶品質的影響,而基于攤青工藝(并篩或堆青起始時間、攤青厚度和攤青歷時) 的白茶風味品質耦合調控卻鮮有見報[89-91]。 為此,項麗慧等[92]在控溫除濕環境(20~22℃,RH 55%~65%)中以基于靜態攤晾于水篩加工而成的白茶為對照,在不同茶鮮葉減重率(65%、70%和75%)時對在制品進行并篩或堆青處理。 結果發現各處理制成的白茶呈現出較為相似的感官品質特征, 但堆青處理相較并篩處理及對照茶樣的香氣鮮度下降而滋味甜度提高。 堆青處理可通過促進脂肪酸代謝,增加烷烴類、降甲異戊二烯類和醛類化合物含量來有效調節白茶樣品的生化組成;橙花醇、檸檬醛和香草醛等23 種化合物可視為其與對照/并篩工藝組茶樣相互區分的主要特征標識物(群)。

3.3 基于干燥技術的風味品質調控

3.3.1 干燥方式對白茶品質的影響

干燥是白茶風味品質發展和形成的定型階段,其中烘干、曬干或陰干等為白茶干燥的幾種常見方式。 張玉琴[93]對4 種不同干燥方式(陰干、烘干、曬干和陰曬結合)制成的福鼎地方群體種白茶進行了非靶向代謝組學分析, 結果表明相比于陰干白茶樣,烘干樣中的櫻黃素、根皮素等20 種代謝物顯著上調,1,2,3,6-四-O-沒食子酰-D-葡萄糖、2α-羥基熊果酸等25 種代謝物顯著下調;曬干樣中的短葉蘇木酚酸甲酯、L-甲硫氨酸等9 種代謝物顯著上調,十九碳三烯-5, 14-二醇、二十碳二烯酸等10 種代謝物顯著下調;陰曬結合樣中的2, 4, 6-三羥基苯甲酸甲酯、5-羥基-3, 7, 4'-三甲氧基黃酮等10 種代謝物顯著上調,二十碳二烯酸、 槲皮素-3-O-阿拉伯糖苷等5 種代謝物顯著下調。 黃剛驊等[94]比較分析了上述4 種烘干方式制成云南白茶的香氣品質, 結果發現陰干白茶具清香帶毫香, 曬干與陰曬結合白茶呈清香帶花香并有日曬味,烘干白茶顯花香;4 種白茶中的茶香螺烷、 反式青葉醇、 己醇、2, 2, 3-三甲基-環丁酮、1-辛烯-3-醇、3, 5-辛二烯-2-酮、 苯甲酸甲酯、(E)-2-辛烯醇、 苯甲醇的相對含量存在明顯差異。

3.3.2 干燥條件對白茶品質的影響

熱源、 溫度和時間等均是影響白茶風味品質的重要干燥因子。 林章文等[95]分析了白牡丹經電焙(75 ℃,2 h)與炭焙(55~65 ℃或70 ℃,2 h)后的主要滋味與香氣成分, 結果顯示電焙與炭焙白茶的游離氨基酸、咖啡堿、茶多酚和可溶性糖含量無顯著差異, 但電焙白茶有較高的水浸出物和兒茶素總量。炭焙白茶的二十烷、香葉醇與苯乙醇等相對含量高于電焙白茶, 而電焙白茶的β-紫羅蘭酮、β-環檸檬醛與香葉基丙酮等相對含量高于炭焙白茶。相較低溫炭焙白茶,高溫炭焙白茶中與炭火、 木質香氣有關的α-柏木烯、δ-杜松烯等成分含量較高,而與花果香有關的苯乙醛、橙花醇、芳樟醇和二氫獼猴桃內酯等成分含量較低。 吳全金等[96]比較了電焙(50~70 ℃,80~90 min)和炭焙(60~70 ℃,7~8 h)白毫銀針、白牡丹和壽眉的感官品質及其主要滋味與香氣成分差異, 結果發現炭焙白茶的品質均優于電焙白茶。 炭焙銀針和壽眉花香較顯、滋味更為醇和潤滑,且炭焙與電焙白茶的兒茶素組分及總量、茶多酚、咖啡堿、水浸出物含量存在顯著差異,并認為呈天然清香、花果香或甜香的芳樟醇、香葉醇、2-苯乙醇和月桂烯是炭焙白茶的重要香氣物質。 此外,干燥溫度(50 ℃、80℃與100 ℃)對白茶品質存在不同程度的影響,如低溫干燥有利于白茶清鮮特點的保留, 而高溫干燥則有利于白茶滋味甘醇度的提升[97]。喬小燕等[98]以‘丹霞2 號’夏季萎凋葉(單芽)初烘毛茶為原料,分析了11 個溫度梯度復烘干燥(45~120 ℃,2 h)對白茶揮發性成分的影響,結果表明醇類、酯類相對含量隨干燥溫度升高呈降低趨勢; 酮類、醛類、碳氫化合物、呋喃類相對含量則呈增加趨勢。60 ℃、100 ℃和120 ℃是白茶香氣輪廓發生變化的臨界點,且低溫組酯類、芳香烴和單萜烯含量較低,中溫組酯類含量高、芳香烴和單萜烯含量較低而高溫組則相反。 葉靖平等[99]以‘凌云白毫茶’秋季一芽二葉為原料進行白茶試制, 結果發現將萎凋葉含水量控制在25%左右(歷時36~48 h)時,烘干溫度控制在70~80 ℃可獲得較好的白茶品質。

3.4 基于壓餅造型的風味品質調控

白茶餅主要以散茶為原料,經蒸濕壓制、低溫慢烘而成, 與散茶相比在風味品質上發生明顯變化。 林宏政等[26]分析了壓餅工藝對白牡丹風味品質的影響,結果表明散茶色澤鮮綠、滋味濃、香氣以嫩香為主,而茶餅色澤發黃、滋味濃醇、香氣以果香與甜香為主。與散茶相比,葉綠素、水浸出物、茶多酚、黃酮與“茶三素”含量顯著降低,而氨基酸、可溶性糖含量顯著增加;茶餅的醇類香氣總量和香葉醇相對含量明顯減少,而芳樟醇氧化物、烯類、酮類、酯類和雜氧化合物相對含量均有大幅增加。 為探明壓餅過程各關鍵點對白茶風味品質的影響,李鑫磊等[100]對白茶壓餅過程的原料樣(白牡丹和壽眉)、蒸汽樣、濕悶樣、壓餅打散樣和壓餅烘干樣進行了感官品質比較和主要生化成分檢測,結果發現茶多酚、茶紅素經壓餅后有所提高,且緊壓后的長時烘干固定作用是形成白茶餅風味品質的關鍵工序。 張丹等[101]亦探討了茶餅壓制過程的濕熱處理、 濕熱壓制和烘干工序對白茶餅品質的影響,結果顯示4 種類型白茶(白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉) 經濕熱處理后的茶湯內含成分更為豐富,且更有利于提升貢眉和壽眉的風味品質。壽眉經壓餅(尤其是濕熱壓制)后除可溶性糖、茶多糖和氨基酸含量顯著降低外,水浸出物、茶多酚、兒茶素、可溶性蛋白質、黃酮類和沒食子酸含量均有顯著增加。

為避免直接以萎凋葉壓制成餅后引起原有白茶風味特征的改變,張應根等[102]以‘福鼎大毫茶’一芽二、 三葉鮮葉為原料, 對其進行恒溫恒濕(25~30 ℃、RH 65%~75%)萎凋,而后將減重率達60%的萎凋葉直接壓制成小塊茶餅(5 cm×5 cm),結果表明該小塊茶餅外觀緊實平整、 色澤鮮亮,花香明顯且略帶甜香、味濃醇鮮爽,其風味特征與散茶無顯著性差異。 林冬純等[25]對萎凋葉松壓茶餅進行了5 個不同溫度梯度(60~100 ℃)的烘干試驗,結果發現80 ℃干燥能提高萎凋葉松壓茶餅的鮮甜度及愉悅香氣物質的含量,并可獲得最佳的風味品質。 此外,壓餅處理對陳化白茶香氣種類和含量均有較大影響。 傅海峰等[27,103]分析比較了3 個不同年份(2016 年~2018 年)陳年壽眉散茶、 當年壓制陳年壽眉餅茶和2019 年壓制陳年壽眉餅茶的風味品質差異,結果表明隨貯藏年份的增加,“先壓后藏”與“先藏后壓”壽眉餅茶均優于壽眉散茶的香氣品質,且“先壓后藏”更有利于提升壽眉白茶的內質風味。 為探明壓餅處理對陳化白茶香氣的影響,陳志達等[104]對貯藏陳化3年后的3 種類型白茶(白毫銀針、白牡丹和壽眉)散茶和茶餅進行了揮發性成分檢測,結果顯示陳化茶餅的芳樟醇及其氧化物、己酸甲酯與β-紫羅酮等花果香物質明顯減少,而雪松醇、雪松烯、酸龍腦酯與α-蒎烯等具有木香、 藥香物質大幅增加,且陳化后的白牡丹和壽眉相較白毫銀針茶餅香氣品質更佳。

3.5 基于創新工藝的風味品質調控

為進一步豐富白茶產品市場種類, 除通過引入輕揉捻和干燥整形工序制作新工藝白茶外,近年相關茶企在原有白茶加工技術基礎上進行了局部工藝調整與再加工技術創新, 并生產出花香白茶、γ-氨基丁酸白茶、做形白茶、金花白茶、香花白茶等獨具特色的白茶產品(見表1)[105]。

表1 特色白茶主要工藝特點與產品特征Table 1 Main process characteristics and product features of specialty white tea

3.6 基于倉貯陳化的風味品質調控

白茶通常要求在無味、 避光且溫濕度適宜(<25 ℃、RH<50%)的環境條件下進行貯藏[117]。 受水分、溫度、光線、氧氣和微生物等外界環境因素的影響, 白茶風味品質在貯藏過程中將發生明顯變化,主要表現為苦澀味減弱,甜度、厚度、順滑度和酸味增強,并能產生一些令人愉悅的花蜜香、梅子香、棗香和藥香等“陳香”特征[21,24]。 為滿足市場對老白茶的消費需求,紫外線照射、加溫控濕以及供氧處理等多種處理技術被嘗試應用于實現白茶的快速陳化,并已取得較好的研究成果[118-120]。

4 研究展望

21 世紀以來,白茶產業切入了“穩固脫貧基礎、助力鄉村振興”發展的快車道,并呈現出“產銷兩旺”的良好發展態勢,同時與其風味品質、生化成分、健康功效、加工技術、生產裝備、飲用方式、精深加工等為主題的相關研究大幅涌現。 從茶園鮮葉培育、工廠加工存貯,再到市場流通飲用,其中任一環節均有多種因素在協同影響消費者對白茶產品風味品質和保健屬性的終端體驗。在白茶風味品質研究方面,科研人員借助分子感官組學、代謝組學、轉錄組學和蛋白組學等技術平臺剖析了白茶的品質化學特征、在加工和貯藏過程中生化成分的動態變化及茶鮮葉萎凋過程中生化成分的代謝機理。 在生產調控技術方面,基于鮮葉原料選用(茶樹品種和采摘標準等)、萎凋環境控制(光照、溫度、濕度和通風狀況等)、制茶工藝(初加工和再加工)和倉貯陳化技術等的創新應用,有力推動了白茶產業的轉型升級和提質增效。 盡管如此,在白茶風味品質與生產調控的理論研究與技術應用方面仍有許多尚待解決的問題:

1) 白茶加工過程的工藝技術條件相對溫和,其相對鮮葉主要品質成分持有豐度的增減變幅較為有限[121-122]。白茶通常具有明顯的耐泡特性[123],推測在很大程度上與其不炒不揉從而保持了細胞壁和質膜結構的相對完整密切相關。 隨著白茶產品的多元化發展, 關注茶葉品質成分在加工過程變化的同時,要更加聚焦到那些增減變幅較大、感官閾值較低的風味化學成分, 尤其是那些易于沖泡浸出或能呈現特定產品品質特征的揮發性成分。

2)分子感官組學是一門在分子水平上研究食品感官質量的新興多學科交叉技術, 并被逐步應用于多種茶類產品關鍵特征風味物質的篩選與鑒定[124-125]。 盡管FENG 等[34]已經通過分子感官組學明確了4 種傳統白茶(白毫銀針、白牡丹、貢眉和壽眉)主要特征香氣成分,然而考慮到白茶產品種類的多樣性和復雜性, 仍有必要運用該方法研究并繪制出與各類白茶產品特征成分相關的白茶感官品質風味輪[126-127],從而為白茶產品標準制定、質量評價與品質控制及其向深加工領域的延升提供更加客觀的可視化參考依據。

3)為探明茶鮮葉(離體茶樹新梢)組織細胞在損傷、光照、失水和“饑餓”等多重脅迫條件下的特殊凋亡與品質調控機制[128-129],多種組學平臺技術被單獨或聯合應用于白茶風味品質形成的萎凋機理研究,并在微觀視角較好地呈現出初級和次級代謝物在茶鮮葉萎凋過程的增減變化。 茶樹鮮葉原料中代謝物的含量與比例受茶樹品種、芽葉嫩度、生育樹齡、農藝措施、產地環境和收獲季節等諸多因素影響,但現有研究多基于單批次茶鮮葉在萎凋過程的重復取樣和檢測分析,且因生物系統的復雜性和各組學技術的自身局限(如代謝物覆蓋范圍有限、代謝通路不完整或組學注釋信息缺失等), 仍有很大部分生化成分的變化規律及其因果關系尚屬未知并有待挖掘與機理驗證。

4) 白茶加工在某種意義上可視為在特定生產環境條件下,對茶鮮葉進行低溫緩慢失水(萎凋)和加熱快速干燥的過程,且后者對前者具有一定的品質補償作用[130]。 因此,在制品失水速率是影響和調控白茶特征風味品質形成的關鍵技術指標。 已有研究表明茶鮮葉萎凋過程中主要表現為兒茶素、碳水化合物、葉綠素、類胡蘿卜素、脂類和脂肪酸的減少,游離氨基酸、咖啡堿和有機酸的增加,以及可溶性糖、香氣揮發物和多酚氧活酶活性的改變[37-38,131]。在此過程,如何選擇合適的光源及協同“控溫控濕”等技術措施以縮短萎凋歷時并實現白茶風味品質的靶向控制尚待進一步探究[132]。

5)白茶制作工藝流程相較簡單,其加工環境與配套裝備更易實現機械化、 連續化和自動化控制[133-136]。 隨著茶葉品質理化檢測設備逐步向便攜式發展[137],尤其是近紅外光譜作為一種操作簡單、樣品無損的茶葉水分和品質成分快速分析檢測技術, 其將為白茶在加工過程中的理化狀態提供必要的實時監測信息[138]。 然而由于鮮葉原料理化狀態的客觀異質性, 該技術檢測靈敏度有限且仍較難實現在制品的高覆蓋監測。此外,在制品關鍵理化品質指標與白茶加工裝備的工藝參數間尚未建成良好的在線反饋控制數學模型[139-140]。 這些問題均對未來白茶智能化加工和高質量無人工廠建設提出了新的挑戰[141]。

白茶風味品質的形成與生產調控技術是一項復雜而錯綜的系統工程。除了選擇專用茶樹品種和培育優質鮮葉原料外,還可通過鮮葉低溫處理[142-143]、噴灑外源酶[144]等其他加工技術措施來有效調節白茶的風味品質。 實現白茶產品加工品質的目標轉化和定向調控,通常需要結合多個學科知識,如生命科學、食品科學、工業科學和信息科學等。 隨著科技的不斷發展, 白茶風味品質特征及相關化學成分的形成途徑將更為明晰, 通過借助加工品質在線實時監測與自動化反饋控制的精準應用,必將有力推動多元化白茶產品加工制造的高效化和智能化。

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