茶树花干燥工艺优化与窨制红茶品质初探

茶树花干燥工艺优化与窨制红茶品质初探

374阅读 2026-01-15 11:22 权威

茶树是我国重要的植物资源,相比茶叶,茶树花作为茶树的生殖器官,年产量可达40亿千克,但是一直以来因开发不足、市场认知有限等原因,大量茶树花在自然脱落后被直接降解,造成资源浪费。

近年来,随着人们对天然植物资源综合利用的关注,茶树花作为茶树副产物逐渐受到重视。目前已有部分茶树花相关产品实现商品化,如以茶树花为原料的花茶饮品、复合型功能性保健品以及化妆品等。这些产品的推出不仅拓宽了茶树花的利用途径,也为茶产业的多元化发展提供了新的思路。然而,与茶叶产业相比,茶树花产品的研发仍处于起步阶段。尽管当前茶树花资源的开发利用程度较低,但其所富含的独特成分使其开发前景十分广阔。

研究表明,茶树花次生代谢物的组成与茶叶非常相似,主要包括非挥发性物质和挥发性物质两大类。非挥发性物质主要包括茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸及可溶性糖等,挥发性物质则以醇类(如苯乙醇、苏合香醇、芳樟醇)和酮类(如苯乙酮、α-紫罗兰酮、β-紫罗兰酮)化合物为主,还富含醛类、萜烯类、烷烃类等。这些挥发性物质的组合赋予了茶树花清新自然、蜜香馥郁的独特香气。同时,非挥发性成分呈现出涩、苦、鲜、甜交织的丰富滋味,形成了茶树花多层次的口感体验。这些丰富的特征性次生代谢物不仅带来了宜人的风味,更赋予了茶树花产品多种保健功效。例如,以儿茶素为主体(占茶多酚总量的70%~80%)的黄烷醇类就因其具有抗氧化功能和调节代谢的功能而备受关注。这也使茶树花成为兼具滋味与健康益处的产品。而且茶树花中的咖啡碱含量显著低于茶叶。因此,干燥后的茶树花可作为一种低咖啡碱茶饮原料。

除了作为低咖啡碱的新式健康饮品外,茶树花独特的芳香特质也为其在传统花茶窨制工艺中的应用提供了新的可能。花茶是一种以茶叶为坯,利用香花进行窨香的茶类饮品。前人根据香花释香类型的不同,将香花划分为“气质花”与“体质花”。前者如茉莉花,其香气物质主要以结合态糖苷前体形式存在于植物组织中,需在窨制过程中由内源酶水解释放,边开放边释香,故多采用花蕾进行窨制。后者如玫瑰花,其香气物质则以游离态直接存于花朵中,故采用已开放的花朵进行窨制。茶树花富含黄酮醇苷类物质,这是典型的香气前体。其香气释放主要依赖于这些前体物质的转化,因此茶树花更倾向于归类为“气质花”。但相较于茉莉花、玫瑰花等常见茶用香花,茶树花作为窨制香料的应用相对滞后。事实上,茶树花凭借其独特的芳香物质组成和比例,完全具备成为新型茶用香花的潜力。

有研究表明,热风干燥过程中,不同温度条件会显著影响茶树花的干燥动力学特征、生物活性成分的保持以及感官品质属性。此外,采用微波辅助干燥结合热风干燥的方式,则能够在缩短干燥时间的同时,有效提高茶树花中功能性营养物质的保留率,改善其风味品质,增强抗氧化特性。研究重点比较不同干燥工艺制备的茶树干花及窨制红茶产品的品质特征,旨在为茶树花创新产品的开发及高附加值利用提供科学依据与实践思路。

01

材料与方法

1、试验材料

茶树鲜花样品于2024年11月在安徽白云春毫茶业开发有限公司基地采摘,为群体种的完全盛开鲜花。使用冻干机将茶树鲜花真空冷冻干燥制得冻干茶树花(冷阱温度-56℃,压强0.3hPa,冷冻干燥48h)。使用低温慢烘工艺(55℃烘焙5h)和高温快烘工艺(90℃烘焙2h)分别将茶树鲜花以制成两组烘干茶树花样品;将庐州红茶(安徽白云春毫茶叶开发有限公司,一级)与新鲜茶树花,按6∶1的比例混合均匀后,窨制10h,窨制完成之后,于80℃干燥2h,制成茶树花窨制的红茶样品,同期以庐州红茶作为对照组。

2、试剂与仪器

葡萄糖(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)、蒽酮(分析纯,上海麦克林生化科技有限公司)、浓硫酸(分析纯,成都金山化学试剂有限公司)、乙腈(色谱纯,ACS)、甲醇(色谱纯,ACS)、乙酸(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)、福林酚试剂(分析纯,北京索莱宝科技有限公司)、磷酸二氢钾(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)、水合茚三酮(分析纯,上海麦克林生化科技有限公司)、十二水磷酸氢二钠(分析纯,西陇科学股份有限公司)。

恒温水浴锅(DK-8D,上海一恒科学仪器有限公司),超低温冰箱(真空冷冻干燥E40086FV-ULTS,赛默飞),Curling迷你涡旋仪(莫纳生物科技有限公司),分析天平(BCE223-1CCN,赛多利斯),电热鼓风干燥箱(DHG-9123A,上海一恒科学仪器有限公司),高速冷冻台式离心机(5810R,Eppendorf),数控超声波清洗器(KQ5200DE,昆山舒美),循环水式真空泵(SHZ-D(III),予华仪器有限责任公司)。

3、感官审评

茶树干花感官审评参照黄潇等的方法和GB/T23776—2018《茶叶感官审评方法》中绿茶部分进行;茶树花窨制红茶感官审评参照花茶部分进行。

4、内含物成分分析方法

(1)挥发性香气成分定性定量分析

准确称取磨碎的茶树干花、红茶与茶树花窨制红茶样品0.2g置于20mL顶空瓶中,加入1μL癸酸乙酯(100μg/mL)作为内标,立即封口。用SPME纤维头(PDMS/DVB,65μm)吸附顶空的挥发性物质40min后,使用HP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm,Agilent,CA,USA)毛细管色谱柱进行GC-MS分析。

使用Agilent8890A气相色谱-火焰离子化检测器(GC-FID;GC,California,USA)分析样品中的气味活性化合物。氦气作为载气(99.999%),采用不分流模式进样,进样量为3μL。HP-5MS柱升温程序如下:初始温度为35℃保持5min,以6℃/min升至110℃,然后4℃/min至230℃,并保持7min。MS离子源温度230℃,四极杆温度150℃,电离方式EI,电子能量70eV,全扫模式,离子扫描范围30~350m/z,溶剂延迟0min。SPME纤维头插入进样口解吸附5min后进行检测。

研究中的香气挥发物的定性分析主要采用MS离子图比对NIST谱库和保留指数鉴定(RI),其中谱库比对是将化合物的质谱碎片信息与NIST23数据库进行比对,使用GC-MS按照上述温度程序测定了正构烷烃(C7-C40)的保留时间,计算得到相应的保留指数,香气挥发性物质采用内标法进行相对定量。

(2)儿茶素与咖啡碱含量测定

儿茶素类和咖啡碱含量测定采用高效液相色谱(HPLC)法进行。称取50mg干茶粉于5mL离心管中,加入2mL80%甲醇,涡旋混匀后在超声震荡仪中超声萃取10min,期间每隔5min颠倒混匀,之后在高速离心机中8000r/min离心10min,取上清。在残渣中加入2mL80%甲醇,重复上述操作,取上清。在残渣中加入1mL80%甲醇,重复上述操作,合并上清后使用80%甲醇定容至5mL,定容后上清过0.22μm有机相滤膜后转入进样瓶中。

液相分析在配备有C18柱(5μm,4.6mm×250mm)的ArcHPLC系统上进行。流动相A相为0.1%(V/V)的乙酸水溶液,B相为100%乙腈,检测波长278nm,柱温设置30℃,样品室温度设置12℃,流速设置1mL/min,进样量10μL。每个样品进行3次重复。

(3)其他内含成分测定

茶多酚含量采用GB/T8313—2018法测定;游离氨基酸采用GB/T8314—2013法测定;水浸出物采用GB/T8305—2013法测定;可溶性糖采用蒽酮比色法测定。

5、数据统计分析

采用GraphPadPrism10和MicrosoftOfficeExcel进行统计分析。香气物质的相关信息,在ChemicalBook网站(https://m.chemicalbook.com/ProductIndex.aspx)和PubChem网站(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)获取。

02

结果与分析

1、不同干燥工艺处理的茶树干花特征性风味物质分析

(1)茶树干花产品的感官审评

对不同干燥工艺制得的茶树干花样品进行感官审评结果如表1和图1所示。各干燥工艺制得样品感官审评总分由高到低排序为:低温慢烘(89.30分)>真空冷冻干燥(86.25分)>高温快烘(84.35分)。低温慢烘制得的茶树花外形匀整、色泽鲜亮,在保留较多茶树花香气的同时又提升了茶树干花产品饮用的口感。

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(2)干燥工艺对茶树干花挥发性物质的影响

采用GC-MS对三种不同干燥工艺(真空冷冻干燥、低温慢烘和高温快烘)制得茶树干花的挥发性物质的种类及含量进行检测分析(图2)。各样品挥发性香气化合物总量由高到低顺序为:真空冷冻干燥样品(20534.52μg/kg)>低温慢烘样品(9755.71μg/kg)>高温快烘样品(7409.98μg/kg)。

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不同干燥工艺对茶树干花的挥发性成分有显著影响。研究在真空冷冻干燥、低温慢烘和高温快烘的样品中分别鉴定出21、46和33种挥发性组分,其中11种为三者共有(图3)。两种烘干工艺虽然降低了某些原有成分的含量,但显著增加了挥发性物质的种类。例如,真空冷冻干燥样品中高含量的苯乙酮(花香,16449.02μg/kg),在低温慢烘和高温快烘样品中分别降至2322.45μg/kg和1990.4μg/kg。与此同时,烘干处理促进了苏合香醇(甜栀子/风信子味)和苯乙醇(玫瑰花香)等物质的生成,并产生了α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮等新的花香成分。

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两种烘干工艺之间也存在明显差异。低温慢烘样品含有其特有的反式-2-己烯醛(绿叶清香,424.75μg/kg)和4-甲基-1-戊醇(坚果味,259.74μg/kg)。而在共有成分方面,高温快烘样品中的苯乙醇(玫瑰花香)含量则高于低温慢烘样品。

为探究不同干燥工艺对茶树干花挥发性成分总体轮廓的影响,通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型进行分析发现,三种干燥方式的样品在得分图上实现了明显的分离,组内样品重复性良好,而组间差异显著。图4a表明三种干燥工艺导致了茶树干花挥发性物质谱的显著分化。同时,置换检验结果(图4b)显示Q2回归线截距为负值,表明该模型稳健可靠,无过拟合风险。

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(3)干燥工艺对茶树干花主要滋味物质含量的影响

不同干燥工艺对茶树干花的主要滋味物质含量有显著影响,结果如图5、图6所示。高温快烘对热敏性物质的破坏最为明显,其茶多酚含量(7.27%)和各类儿茶素含量均为三组中最低。与之相比,真空冷冻干燥在保留核心成分方面表现最佳,其游离氨基酸含量高达3.61%,并能最大程度地保存儿茶素;但该工艺的缺点是可溶性糖含量最低。而低温慢烘则展现出独特的平衡优势:它不仅拥有最高的水浸出物含量,并且在关键儿茶素(如EGCG)的保留效果上与真空冷冻干燥并无显著差异。因此,尽管真空冷冻干燥是保存滋味物质的理论最优工艺,但考虑到成本因素,在关键品质指标上表现相当且水浸出物更优的低温慢烘,是兼顾品质与经济效益的理想选择。

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2、茶树鲜花窨制庐州红茶特征性风味物质分析

(1)茶树花窨制庐州红茶产品的感官审评

对庐州红茶与茶树花窨制庐州红茶样品进行感官审评,结果如表2,图7所示。茶树花窨制红茶在感官审评中总得分为88分,比庐州红茶得分高出3.5分。二者外形、汤色、滋味和叶底的得分相差不大;茶树花窨制红茶香气呈现甜香与花香,审评得分高达93分,显著高于庐州红茶。这表明茶树花的窨制显著改善了庐州红茶的香气特征,赋予其更馥郁的花香和甜香,从而提升了产品的整体感官品质。

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(2)茶树花窨制对庐州红茶香气品质的影响

使用GC-MS对庐州红茶与茶树花窨制红茶的挥发性成分进行检测分析(图9),结果表明,窨制工艺在香气含量和丰富度上均对红茶有显著提升。在总量与种类上,窨制红茶的挥发性物质总含量(9134.39μg/kg)显著高于原茶(3421.52μg/kg)。同时,挥发物种类从26种增加到30种,并引入了12种茶坯本身不具备的香气物质,特别是在酯类(由8种增至11种)和醇类(由3种增至5种)的种类上更为丰富,这表明窨制过程可能促进了物质的转化与积累。

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在核心香气成分上,变化尤为关键。一方面,红茶原有的特征香气得到增强,如苯乙醇(玫瑰花香)含量从600.59μg/kg提升至992.31μg/kg。另一方面,窨制过程成功地将茶树花的高浓度特征花香赋予红茶,其中新引入的苯乙酮(花香)含量高达4619.37μg/kg,此外还新增了苯甲醇(温和芳香,1035.23μg/kg)和苏合香醇(甜栀子味,418.08μg/kg)等重要组分。

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03

讨论

1、低温慢烘是制备茶树干花的较优工艺

研究对三个不同干燥工艺处理得到的茶树干花进行感官审评,结果显示,低温慢烘样品综合得分最高为89.30分,其香气清甜、滋味回甘明显,且叶底完整,该工艺能较好地协调茶花的香气与滋味品质和维持茶树花的外形。

使用GC-MS对上述三种干燥工艺(真空冷冻干燥、低温慢烘、高温快烘)制得茶树花的挥发性成分进行检测分析:三种工艺中,低温慢烘样品含有最为丰富的芳香物质(共鉴定出46种挥发性组分,总量为9755.71μg/kg)。同时含有较多清香、花香物质如苏合香醇(2326μg/kg,新鲜甜栀子味、风信子味)、苯乙酮(2322.45μg/kg,花香)等。对三个样品的主要滋味物质进行检测分析表明,低温慢烘茶树干花内含物质含量接近真空冷冻干燥茶树花,且香气更为丰富,滋味更为协调。

因此,低温慢烘工艺更适合茶树干花产品的开发,其在保留茶花特征风味的同时,能较好平衡品质与加工效率,具有较高应用价值;未来可以进一步优化其工艺参数,如温度梯度控制、烘干时间调整等,以开发更优品质的茶树花产品,此外,茶树花与茶叶相比,除了咖啡碱含量比较低外,还有黄酮苷和茶皂苷含量比较丰富,在后续的茶树花研究中可以深入研究。

2、茶树花窨制工艺可以大幅提升庐州红茶的香气品质

对庐州红茶和茶树花窨制红茶进行的感官审评表明,窨制红茶样品(88.00分)的综合得分高于前者(84.50分),其主要优势体现在香气表现的提升上。同时,GC-MS对庐州红茶和茶树花窨制红茶挥发性成分的检测结果表明:茶树花窨制工艺使得庐州红茶富含多种关键香气物质,如苯乙酮(4619.37μg/kg,花香)、苯乙醇(992.31μg/kg,玫瑰花香)和苏合香醇(418.08μg/kg,新鲜甜栀子味、风信子味)等。

因此,茶树花窨制工艺可以有效提升庐州红茶香气品质,具有开发花香型特色红茶产品的潜力。未来可以通过优化红茶的窨制配方,进一步提升庐州红茶香气品质与风味层次。

作者简介:崔惠荔

茶树花干燥工艺优化与窨制红茶品质初探

山东潍坊人,安徽农业大学茶业学院硕士研究生,主要从事茶叶品质方面研究。

基金项目:安徽省海外引才计划创新人才项目

具体内容详见《中国茶叶加工》杂志,2025年第3期文章《茶树花干燥工艺优化与窨制红茶品质初探》,页码:33-41,作者:崔惠荔,陈昌昊,刘朱,孙伟华,严莉,费月*,石琳*。

引用格式:崔惠荔,陈昌昊,刘朱,等.茶树花干燥工艺优化与窨制红茶品质初探[J].中国茶叶加工,2025(3):33-41.

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