黑茶是中国六大茶类之一，因其减肥、降血脂、调节肠胃等功能而广受国内外消费者的欢迎。制作黑茶(如青砖、茯砖等)采用的原料一般为一芽四五叶及以上成熟度较高的原料，外形比较粗大，其干茶外形和冲泡后叶底的美观度不佳，限制了消费者多元化的消费需求。研究表明，鲜叶原料的成熟等级与其所制干茶的外形品质呈负相关，嫩度越高的原料越利于干茶外形的塑造。在传统黑茶加工中，所采用的成熟原料往往存在氟含量偏高而带来饮用安全问题，不利于黑茶的发展。
课题组曾对不同品种绿毛茶原料与黑茶品质的关系展开了研究，在将13个品种的绿毛茶原料进行渥堆发酵后发现，鄂茶10号所制黑茶干茶棕褐、汤色橙黄、陈香高长、滋味甜醇协调，综合品质优异。市面上流行的黑茶一般是以成熟度较高的原料加工制作，还未见以纯芽头为原料加工的黑茶。课题组首次以鄂茶10号的单芽为实验材料，采用三因素(湿坯含水量、渥堆温度和湿度)三水平的正交试验方法，进行黑茶渥堆工艺优化，旨在为优质黑茶产品的开发提供理论依据。
(资料图片仅供参考)
01
材料与方法
1、材料与设备
2015年9月，晒青毛茶(鲜叶原料为鄂茶10号，单芽)购于湖北宣恩县伍台昌臣茶业有限公司。
加工设备：DHG-9246A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)和RXZ-328Z型人工气候箱(宁波江南仪器厂)。检测仪器：WSC-S型测色色差计(上海精密科学仪器有限公司)、AUY220型电子分析天平(Shimadzu，日本)、1260 Infinity型高效液相色谱仪(Agilent，美国)和722N型可见分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司)。
2、加工方法
试验设茶坯含水量(32%、35%和38%)，渥堆温度(40 ℃、45 ℃和50 ℃)、渥堆湿度(70%、80%和90%)三因素三水平，进行正交试验，处理组合见表1。首先将晒青绿茶原料混匀，然后每个处理取2.5 kg，采用喷洒方式，使茶坯含水量至设定数值;其次将充分吸收水分的茶坯放入茶筐，并在表面覆盖湿润纱布;最后将茶筐置于RXZ-328Z型人工气候箱进行渥堆发酵，每3 d进行1次解块翻堆，其中于第12 d前后扦样审评，以判断适宜的渥堆时长，最终确定单芽原料渥堆时长为13 d。茶叶渥堆结束进行烘干，初烘温度105 ℃，时间1 h。初烘叶摊凉回潮1 h后在95 ℃下复烘，至干茶含水量6%左右。
3、分析方法
参照GB/T 23776—2018茶叶感官审评方法，单项审评满分为100，试验选用单芽试制黑茶，因此将外形分成外形形状和外形色泽单独加权，加权评分按照外形形状10%、外形色泽10%、汤色15%、香气25%、滋味30%、叶底10%计算品质总分。茶叶含水量测定采用120 ℃快速检测法。理化成分测定：可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸比色法测定，茶多酚含量根据GB/T 8313—2018中的福林酚比色法测定，游离氨基酸含量根据GB/T 8314—2013中的茚三酮比色法测定，水浸出物含量根据GB/T 8305—2013中的减压抽滤法测定，儿茶素组分采用高效液相色谱法。茶黄素、茶红素和茶黄素含量检测采用有机试剂提取-系统分析法。干茶和茶汤色泽分析使用色差计法。
4、数据处理
数据结果表示为mean ± SD，实验重复三次。采用Excel和SPSS Statistics 20进行数据分析，并在p<0.05水平考虑显著性。
02
结果与分析
1、感官审评结果
各茶样感官审评结果如表2所示，外形色泽得分较高的为9号和5号，同为93分，渥堆发酵条件对单芽黑茶外形色泽得分的影响程度大小依次为含水量>温度>湿度。研究采用的鄂茶10号单芽原料较为细嫩，所制干茶的外形紧细，形状美观，极差分析显示3个因素对外形形状得分的影响不显著。在汤色方面，6号处理汤色最佳(红明，93分)，3号处理次之(红明，92.5分)。在香气方面，9号处理茶叶香气陈香较高(91分)，之后为5号和8号处理。在滋味方面，8号处理的滋味尚甜醇(89.5)，9号处理89分次之。在叶底方面，8号处理得分最高(92分)，之后为5号处理(91.7分)和9号处理(91.5分)。
极差分析(表3)显示渥堆条件对汤色、香气、滋味、叶底得分和总分的影响程度大小依次为温度>含水量>湿度，得分最高的参数组合为A3B2C3，即茶坯含水量38%、渥堆温度45 ℃、渥堆湿度90%。
2、色差分析
各茶样干茶的色差参数和极差分析结果如表4和表5所示，不同正交组合条件对干茶L*值、a*值、b*值和b*/a*值的影响规律不尽相同。渥堆发酵条件对干茶L*值的影响程度大小依次为含水量>温度>湿度，黑茶明亮度随茶坯含水量的增加而提高。在不同处理中，2号处理的L*值(亮度)最高(41.43±0.02)，8号处理的最低(28.16±0.02)。对于干茶a*值，各因素影响程度大小依次为温度>湿度>含水量，随着茶坯含水量和温度的升高，干茶a*值降低。在9个处理中，a*值以1号处理最高(3.33±0.24)，9号处理最低(-2.02±0.08)。同时可以看出，干茶b*值主要受温度的影响，其次是含水量和湿度。在不同处理中，b*值含量以2号处理最高(23.69±0.10)，1号处理最低(17.79±0.20)。
结合审评数据(表2)可知，9个处理的干茶色泽均以红绿色泽为主，整体感官色泽表现为棕褐色，其中3号、5号及9号b*/a*值为负值，表示颜色偏绿，红色不显;其他处理b*/a*值为正值，其b*/a*值越小，红色色调占比越大。渥堆发酵条件对单芽黑茶干茶b*/a*值的影响程度大小依次为湿度>含水量>温度，b*/a*值随着茶坯含水量的升高呈现先降后升的趋势，随着温度和湿度的升高而下降。这些结果显示单芽黑茶在渥堆发酵过程中保持茶坯的高含水量和适当降低温湿度，有利于干茶色泽品质的形成。
不同正交组合条件对鄂茶10号单芽黑茶茶汤的L*值、a*值和b*值影响如表4和表5所示。6号处理的茶汤L*值最高(45.37±0.05)，5号处理L*值最低(40.73±0.03)，L*值随着茶坯含水量和湿度的升高而降低，随温度的升高呈现先降后升的趋势。极差分析结果表明，各因素的影响程度大小为含水量>温度>湿度。各因素对茶汤a*值的影响程度表现为温度>含水量>湿度，在渥堆温度为45 ℃和茶坯较高含水量(38%)下所制黑茶的a*值较高。在不同处理中，4号处理a*值最高(9.37±0.04)，6号处理最低(5.74)。茶汤b*值主要受茶坯含水量的影响较大，其次是温度和湿度。b*值随着茶坯含水量和温度的升高而下降，随着湿度的升高呈现先升后降的趋势。
由表4可知，1、2、3、6号茶汤色泽以红绿色调为主，其余组以红黄色调为主。渥堆发酵条件对茶汤b*/a*值的影响程度大小依次为含水量>湿度>温度。研究发现，对于单芽黑茶，在较高的茶坯含水量和湿度条件下渥堆发酵，茶汤色泽较为红明。
3、理化成分分析
不同正交组合条件对鄂茶10号单芽黑茶主要品质成分含量的影响如表6所示，极差处理如表7所示。茶多酚含量以2号处理最高(144.31±0.49 mg/g)，9号处理最低(30.42±0.92 mg/g)。9号和5号处理因茶多酚含量较低，其滋味较为醇和(表2)，其它组(1号、2号等)茶多酚含量较高的茶叶偏涩，并带有绿茶滋味。茶多酚是一类存在于茶叶中的多元酚的混合物，其中以儿茶素为主体成分，占多酚类物质总量的70%~80%。
各处理对儿茶素组分含量的影响如表8所示，极差处理如表9所示。9号处理中儿茶素含量较低，这与茶多酚总量的结果相一致。研究表明，渥堆过程中的湿热作用会促进酚类物质(以儿茶素为主)生成茶黄素、茶红素和茶色素。茶黄素含量6号处理最高，达到0.78±0.01 mg/g，9号处理最低，仅为0.29±0.01 mg/g。茶红素含量2号处理最高，达到12.97±0.09 mg/g，5号处理最低，仅为5.58±0.34 mg/g。茶褐素含量则以5号处理最高(39.40±0.13 mg/g)，2号处理最低(19.08±0.16 mg/g)。研究发现，茶褐素随着茶坯含水量的升高而升高，说明较高含水量的茶坯利于渥堆的充分进行。
可溶性糖和游离氨基酸是形成黑茶滋味的重要物质基础，它们在黑茶渥堆过程会因微生物作用、酶促反应和非酶促反应含量大幅度降低，通过降低幅度可以判断渥堆的程度。从分析结果可以看出，可溶性糖含量以7号处理最高(45.25±0.82 mg/g)，9号处理最低(25.69±0.12 mg/g);游离氨基酸含量以1号处理最高(29.47±0.40 mg/g)，9号处理最低(10.15±0.11 mg/g)。相应地水浸出物含量以1号处理最高，9号处理最低。
极差分析表明，茶多酚的变化受茶坯含水量的影响最大，而茶色素、可溶性糖等则主要受温度的影响。儿茶素组分受渥堆因素的影响程度不尽相同，如EGCG受湿度的影响最大，ECG和C主要受茶坯含水量的影响，而GC和EGC主要受温度的影响。
讨论
在中国黑茶主要有普洱、茯砖、青砖、六堡茶等种类，不同黑茶的工艺存在差异，但渥堆工艺为黑茶工艺所共有的，且至关重要，制定适宜的渥堆工艺是提高黑茶品质的关键。渥堆是指以茶叶为基质，在湿热作用和微生物作用下发生一系列氧化、水解、聚合、次生代谢转化等反应，促进茶叶内含物质发生变化，形成黑茶特有品质。研究表明，黑茶渥堆时湿坯含水量、渥堆温度、湿度是决定渥堆好坏的关键因素。研究采用正交实验的方法，对渥堆工艺参数进行优化。一般认为，黑茶渥堆应在高温高湿条件下进行。有研究表明当晒青毛茶原料加水量25%~35%，渥堆温度35~65 ℃，发酵室湿度70%~90%，利于普洱茶品质形成。试验同样发现较高的湿度环境促进了单芽黑茶品质的形成。在较高湿度下，茶多酚、可溶性糖等物质变化较大，渥堆发酵较为充分。值得注意的是，试验采用的是单芽原料，与传统粗老原料相比，茶叶经过洒水回软后，在渥堆过程中茶条之间更加紧密，密度大，更能保温保湿，这在赤壁青砖茶产区优质原料渥堆时已得到体现。不同的是粗老原料渥堆要求更高的温度(50~60 ℃)才能促进物质的转化，形成黑茶特有品质。而对于单芽原料渥堆，由于茶堆质地紧密，且叶质细嫩，不同部位渥堆进程较为一致，适度高温就能满足渥堆要求。
黑茶渥堆过程存在的湿热反应和微生物作用，会引起物质间发生剧烈变化，其风味物质的变化机制一直以来都是研究热点和难点。研究表明，在黑茶的渥堆过程，主要以茶多酚为主体发生氧化、分解、聚合等一系列反应，生成茶色素、甲基化物质，并与氨基酸、可溶性糖等物质共同影响黑茶的品质。试验发现9号处理茶多酚含量最低，这可能是其滋味品质最佳的重要原因。茶多酚是形成黑茶品质的重要活性物质，在茶汤中呈苦涩味，有较强的刺激性，渥堆过程中多酚类物质含量的降低有利于黑茶滋味品质的形成。渥堆过程中茶多酚的氧化聚合形成茶黄素、茶红素、茶褐素等物质。茶黄素是茶汤“亮”的主要成分，茶红素是茶汤“红”的主要成分，茶褐素是茶汤“褐”的主要成分，由儿茶素氧化聚合形成的色素物质参与了黑茶色泽品质的形成。试验同样发现，在不同处理间，以茶多酚的差异变化最显著，并结合可溶性糖、游离氨基酸、水浸出物、色差等指标，综合评价不同因素对渥堆品质的影响。
试验首次采用鄂茶10号单芽原料加工黑茶，干茶外形紧细，从根本上解决了传统黑茶外形粗老的问题，丰富了黑茶产品。同时，由于茶树具有较强的聚氟特性，成熟度低的原料聚氟少，而成熟度高的原料往往累积氟较多。采用单芽原料加工的黑茶则避免了氟含量超标问题。结合工艺优化和生产实际，鄂茶10号单芽晒青绿毛茶渥堆适宜的条件为控制茶坯含水量35%~38%、渥堆温度45~50 ℃、环境湿度80%~90%。最佳工艺为茶坯含水量38%、渥堆温度45 ℃、环境湿度90 %。
作者简介：
李玉川
河南滑县人，华中农业大学园艺林学学院博士研究生，研究方向为茶叶加工与品质调控。
倪德江
教授，博士生导师，华中农业大学茶学系主任，园艺植物生物学教育部重点实验室办公室副主任，主要研究方向为茶叶加工与功能化学。
基金项目：国家重点研发计划课题(2021YFD1000401);湖北省水利厅科技项目(HBSLKJTG202001);云南省科技人才和平台计划计划项目(202005AF150075)
具体内容详见《中国茶叶加工》杂志，2023年第1期文章《优质黑茶渥堆工艺优化》，页码：10-16，作者：李玉川，董晨*，陈玉琼，余志，陈学礼，黄申逵，陈省忠，倪德江*。
引用格式：李玉川, 董晨, 陈玉琼,等. 优质黑茶渥堆工艺优化[J]. 中国茶叶加工, 2023(1): 10-16.
来源：中国茶叶加工
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