人工光照萎凋对茶叶主要品质成分与酶活性的影响

人工光照萎凋对茶叶主要品质成分与酶活性的影响摘要:采用250 W碘钨灯,研究人工光照萎凋处理对茶叶萎凋叶的β-葡萄糖苷酶､多酚氧化酶､蛋白酶､主要品质成分及香气得分的影响,并与室内自然萎凋茶叶处理进行对比｡结果表明,人工光照对茶叶萎凋叶酶活性的影响在处理3 h时β-葡萄糖苷酶的活性最高,蛋白酶和多酚氧化酶活性均呈先增加后降低的趋势,蛋白酶在人工光照萎凋处理1 h时最大,达4.93 U/g (FW),此时的室内自然萎凋叶为4.33 U/g (FW),多酚氧化酶活性在处理4 h时达最大值,为7.97 U/g (FW),此时的室内自然萎凋叶为5.05 U/g (FW);香气得分情况表明,人工光照萎凋叶香气得分均明显高于室内自然萎凋叶,以萎凋时间为4~6 h的香气得分最高,达到87.6,此时的室内自然萎凋叶为83.6｡人工光照对茶叶萎凋叶主要品质成分的影响表现为茶多酚､可溶性糖含量持续下降,氨基酸含量增加,咖啡碱含量无明显变化｡关键词:茶叶;萎凋;酶活性;品质Effects on Main Quality Components and Enzyme Activity of Tea Leaves by Artificial Light WitheringAbstract: Using 250 W iodine-tungsten lamp, the effect of artificial light withering treatment on tea leaf withering leaf β-glucosidase, polyphenol oxidase (PPO), protease, main quality components and aroma scoring effect was studied, and was compared with indoor natural withering of tea processing. The results show that, in the treatment of 3 h ariificial light, β-glucosidase activity was the highest, protease and PPO activity were increased first and then reduced, protease activity in the treatment of 1 h artificial light was 4.93 U/g(FW), the interior natural withering leaf were 4.33 U/g(FW), the activity of PPO in 4 h reached the maximum value, 7.97 U/g (FW), the indoor natural withering leaf was 5.05 U/g(FW); Aroma score indicated artificial light withering leaf aroma score was significantly higher than indoor natural withering leaf, with the withering time reached 4~6 h aroma scored the highest, reaching 87.6, the indoor natural withering leaf 83.6. The affection performances of tea withering leaf’s main quality components by artificial light treatment were polyphenols, soluble sugar content continued to decline, amino acid content increased, and caffeine content did not change significantly.Key words: tea; withering; enzyme activity; quality; quality在鲜茶叶摊放或萎凋过程中,使用光照处理可以促进茶香形成,光照“晒青”则分别是乌龙茶“做青”和红茶“萎凋”过程中促进香气形成的重要技术方法｡研究认为,光照可以促进萎凋,明显提高乌龙茶和红茶的香味品质[1,2]｡光照可能诱导了鲜叶中某些酶的活性得到增强,促进了糖苷类､脂质类香气前体物质发生酶促氧化降解,从而形成香气[3];同时影响茶多酚､氨基酸､可溶性糖､咖啡碱含量的变化,这进一步促进了萎凋叶香气的形成,为茶叶品质的提高奠定了物质基础｡“日光萎凋”既是传统工艺,也是现代茶叶制作的重要技术方法｡目前乌龙茶和红茶的“日光萎凋”工艺上仍在很大程度上依赖于天气的状况,由于季节､天气和时间差异会导致日光波长与照度的不同,影响了“日光萎凋”工艺的可控性,同时导致制茶工艺技术难以掌控和茶叶品质的不稳定性[4]｡虽然探索人工光照萎凋工艺技术已引起了研究者的关注,但是关于人工光照对鲜茶叶萎凋过程中的酶活性变化､萎凋叶香气变化特征以及品质成分变化的研究报道较少;并且运用人工光照对茶叶进行萎凋处理的生产实例也不多｡基于此,试验从人工光照萎凋处理及萎凋时间对鲜茶叶萎凋产生作用的角度出发,探讨了人工光照萎凋理论的基本原理,采用人工光照光源,对鲜茶叶进行萎凋处理,以室内自然萎凋处理为对照,对人工光照萎凋叶的香气进行评分,测定了茶叶的β-葡萄糖苷酶､多酚氧化酶､蛋白酶活性以及茶多酚含量､氨基酸含量､可溶性糖含量､咖啡碱含量的变化,以期为人工控制光照萎凋作业提供理论依据和技术支撑｡1 材料与方法1.1 材料2011年6月,在四川农业大学茶学系教学茶园采摘福鼎大白茶[Camellia. sinensis(L.) O. Kuntze cv. Fuding Dabaicha]标准的1芽2叶作为原料,采用250 W 碘钨灯作为人工光照光源,调节碘钨灯与鲜叶之间的距离,使光照度稳定在13 600 lx[2];对照为采用室内自然萎凋处理的1芽2叶鲜茶叶｡1.2 方法1.2.1 试验处理将采摘的鲜茶叶薄摊于竹筛上,置于人工光照光源下萎凋,对照处理置于室内自然条件下萎凋,2处理分别在萎凋0､0.5､1､2､3､4､6､9､12 h后取样,对其香气评分后密封,并保存于-20 ℃冰箱中,备用｡1.2.2 萎凋叶香气评分参照文献[5]的方法制定萎凋叶香气评分标准(表1),由5名具有评茶资格的专业人员,分别对人工光照萎凋叶和室内自然萎凋叶的香气进行评价打分,评分结果取平均值｡1.2.3 酶活性测定①β-葡萄糖苷酶活性测定参照江昌俊等[6]的方法｡酶活反应体系为缓冲液(1.2 mL,pH 6.0)､硝基β-D-葡萄糖苷(0.4 mL,10 mmol/L)､0.2 g叶片粗酶提取液(0.4 mL),反应用5 mL 1 mol/L Na2CO3终止｡酶活力单位定义为测定条件下,每分钟水解1 μmol硝基β-D-葡萄糖苷的量｡②多酚氧化酶活性测定参照黄福平等[7]的方法,酶活反应体系为0.5 g叶片粗酶提取液(1 mL)､反应混合液3 mL(含0.1 mol/L､pH 5.6的柠檬酸缓冲液2 mL,0.1%脯氨酸0.4 mL,1%邻苯二酚0.6 mL),准时反应10 min后立即用3 mL偏磷酸终止,4 000 r/min离心10 min后,取上清液测定OD460 nm,以每分钟OD460 nm变化0.1为1个酶活力单位｡③蛋白酶活性测定参照王若仲等[8]的方法,酶活反应体系为1 mL酶液+ 1 mL酪蛋白,反应用2 mL三氯乙酸终止｡酶活力单位定义为反应条件下,1 mL酶液每分钟水解酪蛋白产生的酪氨酸量｡1.2.4 萎凋叶主要品质成分测定品质成分测定参照文献[9]的方法,茶多酚含量采用酒石酸亚铁比色法测定;氨基酸含量采用茚三酮显色法测定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定;咖啡碱含量采用紫外分光光度法测定｡1.3 数据处理试验所得数据采用Excel 2000程序进行统计处理,茶叶香气得分､各测定品质指标均取平均值｡采用两因素试验数据方差分析方法进行统计比较,应用SPSS 16.0软件系统进行差异显著性以及相关性分析｡2 结果与分析2.1 萎凋过程中萎凋叶香气得分的变化表2显示了萎凋过程中人工光照下萎凋叶和室内自然萎凋叶的香气得分情况｡由两因素试验数据的方差分析得出:FA=59**>F0.01(1,36)=7.39,P<0.01;FB=35.97**>F0.01(8,36)=3.04, P<0.01; FAB=6.34**>F0.01(8,36)=3.04,P<0.01;A为萎凋处理方式;B为萎凋时间;AB为萎凋处理方式和萎凋时间互作｡上述结果表明,萎凋处理方式､萎凋时间及其两者互作对萎凋叶香气得分可产生极显著的影响｡随萎凋时间的增加,人工光照萎凋叶和室内自然萎凋叶的香气得分均先增加后降低｡多重比较分析(LSD)表明,人工光照处理萎凋叶的香气得分大于室内自然萎凋叶;两者均在萎凋6 h时的香气得分最高,分别达到了87.6分､83.6分｡2.2 萎凋过程中萎凋叶主要品质成分的变化萎凋过程中茶叶的主要品质成分测定结果见表3,对表3数据进行方差分析,结果表明,萎凋处理方式和萎凋时间对萎凋叶茶多酚含量的变化有极显著的影响(FA=12.98**>F0.01(1,8)=11.26,P<0.01;FB=46.69**>F0.01(1,8)=11.26,P<0.01),经多重比较分析,结果表明,室内自然萎凋叶的茶多酚含量极显著高于人工光照萎凋叶的;在萎凋0~3 h时,茶多酚含量的变化差异不显著,到4､6 h时,则差异显著,而9､12 h时差异反而不显著｡人工光照萎凋叶的氨基酸含量高于室内自然萎凋叶的,同时随萎凋时间的延长缓慢增加｡室内自然萎凋叶的可溶性糖含量显著高于人工光照萎凋叶(F0.05(1,8)=5.32<FA=7.63<F0.01(1,8)=11.26)的｡不同萎凋处理方式对萎凋叶咖啡碱含量的影响差异不显著｡2.3 萎凋过程中萎凋叶β-葡萄糖苷酶活性的变化β-葡萄糖苷酶是与糖苷类香气前体物水解密切相关的内源酶,在乌龙茶､红茶加工过程中,它能水解香叶醇和芳樟醇等芳香物质,与茶叶香气的形成密切相关[10]｡萎凋过程中萎凋叶β-葡萄糖苷酶活性的动态变化如图1所示,由两因素试验数据的方差分析得出:F0.05(1,36)=4.11<FA=7.33*<F0.01(1,36)=7.39,0.01<P<0.05;FB=131.47**>F0.01 (8,36)=3.04,P<0.01;FAB=3.34**>F0.01(8,36)=3.04,P<0.01;此结果表明,萎凋处理方式能显著增强萎凋叶的β-葡萄糖苷酶活性,萎凋时间对萎凋叶β-葡萄糖苷酶活性有极显著的影响,表现为随萎凋时间增加,人工光照处理萎凋叶和室内自然萎凋叶的β-葡萄糖苷酶活性均先增加后降低,结果与香气得分部分有些对应,在3 h时的β-葡萄糖苷酶活性最高,此时的香气评分较高｡2.4 萎凋过程中萎凋叶蛋白酶活性的变化蛋白酶是茶叶中重要的内源水解酶,研究发现在茶叶加工过程中,蛋白酶对茶叶香气形成有相当的影响[11]｡对试验数据进行方差分析,结果表明,在萎凋过程中,人工光照处理萎凋叶的蛋白酶活性变化强于室内自然萎凋处理(FA=240.56**>F0.01(1,36)=7.39,P<0.01; FB=713.10**>F0.01(8,36)=3.04, P<0.01;FAB=104.78**>F0.01(8,36)=3.04,P<0.01)｡在萎凋过程中,人工光照萎凋叶蛋白酶活性呈先增加后降低的趋势(图2),在萎凋1 h达到峰值,为4.93 U/g(FW),此时室内自然萎凋叶的蛋白酶活性为4.33 U/g(FW),此后酶活性持续下降;室内自然萎凋叶蛋白酶活性在萎凋4 h出现峰值,为4.82 U/g(FW),之后持续下降｡2.5 萎凋过程中萎凋叶多酚氧化酶活性的变化多酚氧化酶对茶多酚氧化降解有特别的作用,在萎凋过程中,对形成茶叶品质有重要影响｡图3显示了茶叶多酚氧化酶活性在人工光照萎凋及室内自然萎凋过程中的动态变化,从图3可见,多酚氧化酶活性在人工光照萎凋处理下更强(FA=8.38**>F0.01(1,36)=7.39, P<0.01; FB=3.34**>F0.01(8,36)=3.04,P<0.01;FAB=7.39**>F0.01 (8,36)=3.04, P<0.01),且两处理均先增加后降低,分别在萎凋4 h和3 h达最大值7.97和5.05 U/g(FW)｡此后两者多酚氧化酶活性均下降｡3 小结与讨论萎凋叶香气最高得分所处的时间较β-葡萄糖苷酶活性最大的时间滞后,说明糖苷类香气前体物质转化成游离态香气成分需要一定的时间,而人工光照萎凋和室内自然萎凋过程中,萎凋叶香气得分与β-葡萄糖苷酶活性相关系数分别为0.66和0.81,说明室内自然萎凋中鲜茶叶香气的形成主要来自于β-葡萄糖苷酶催化香气前体类物质转化,而人工光照萎凋可能诱导了鲜茶叶中香气的其他转化途径｡张超等[12]也认为茶叶中的主要香气成分除糖苷类物质降解以外,还存在萜烯类物质合成､Maillard反应产物和脂类物质降解产物等途径｡萎凋初期,人工光照萎凋处理能明显增加萎凋叶蛋白酶的活性;在整个萎凋过程中,人工光照萎凋处理的β-葡萄糖苷酶与多酚氧化酶活性均高于室内自然萎凋处理,并且能增加品质成分的变化幅度以及茶叶香气,个中原因可能是人工光照萎凋处理中温度和光的作用增强了酶活性,从而加快了萎凋叶内部的生化反应,促进了各物质间的转化｡试验结果与前人研究日光萎凋过程中茶叶香气变化的结果[13]是一致的,且人工光照萎凋处理能实现条件可控,因而能作为替代日光萎凋的技术方法,这对稳定乌龙茶和高香型红茶､绿茶的品质具有重要价值｡参考文献:[1] 黄国资,赖兆祥,庞式.乌龙茶人工光照晒青技术初探[J].中国茶叶加工,2006(2):19-20.[2] 张灵枝,王登良,毛明辉.不同光照强度晒青对单枞茶品质的影响[J].食品科学,2005,26(6):185-188.[3] 宛晓春.茶叶生物化学[M].第三版.北京:中国农业出版社,2008.[4] 王力,林智,吕海鹏,等. 茶叶香气影响因子的研究进展[J].食品科学,2010,31(15):293-298.[5] 陆松侯,施兆鹏.茶叶审评与检验[M]. 第三版. 北京:中国农业出版社,2005.[6] 江昌俊, 李叶云. 茶叶中β-D-葡萄糖苷酶活性测定条件的研究[J].安徽农业大学学报,1999,26(2):212-215.[7] 黄福平,梁月荣,陈荣冰,等.做青强度对做青叶蛋白质组成､多酚氧化酶和酯酶同工酶谱的影响[J].茶叶科学,2004,24(1):70-74.[8] 王若仲,杨伟丽,禹利君.乌龙茶加工中蛋白酶活性与相关生化成分的变化[J].茶叶科学,2001,21(1):30-34.[9] 黄意欢.茶学实验技术[M].北京:中国农业出版社,1997.[10] 张秀云,方世辉,夏涛.乌龙茶萎凋做青中β-葡萄糖苷酶活性变化研究[J]. 安徽农业大学学报,2000,27(2):164-166.[11] 孙素,须海荣.蛋白酶及其在茶饮料生产中的应用研究[J].茶叶,2005,31(4):217-219.[12] 张超,卢艳,李冀新,等. 茶叶香气成分以及香气形成的机理研究进展[J].福建茶叶,2005(3):17-19.[13] 王登良,张灵枝,毛明辉,等.不同光波晒青对单枞茶品质的影响[J].食品与生物技术学报,2006,25(2):56-59.。