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1、黑茶初制中主要色素物质的变化与色泽品质的形成摘要本文:用Y 4层色谱扫描法和分光光度法，分别测定了黑茶初制中叶绿素及其降解产物、类胡萝卜素主要组分和茶多酶氧化产物(TF, TR和TB)的变化。结果表明，在杀青、握堆和千燥中，由于湿热作用和环境酸化，蓝绿色或黄绿色的叶绿素及其酶解产物叶绿酸醋急剧降解(尤其是叶绿素a和叶绿酸酷a )yp一胡萝卜素、叶黄素和新黄质虽比叶绿素相对稳定，但在各工序中亦逐渐降解。叶绿素的主要降解产物是灰黑或黄褐色的脱镁叶绿素，而灰黑或褐黑色的脱镁叶绿酸醋形成较少。握堆期间，由于Chl/Car和Chl/Phy之比值不断下降，使得外形色泽由黄绿转变成黄褐色或黑褐色。同时，茶多
2、酚因微生物酶促氧化和自动氧化形成了少量TF, TR和TB，这对黑茶橙黄明亮汤色的形成将起到积极的作用。此外，在遏堆后期还形成了其他茶类中尚未发现的未知色素UFOs(黄揭色)和UF02(灰黑色)。关键词:黑茶，握堆，色泽，脂溶性色素，水溶性色素前言色泽是茶叶品质四大因子之一。迄今为止，人们只重视对成茶色泽和汤色的感官审评，而忽视了对色素物质的系统研究，显然，色素物质是形成茶叶色泽的基础。对于黑茶来说，研究色素物质的变化将有助于探明黑茶色泽品质的形成机理。为此，本文运用薄层色谱扫描定量法和分光光度法，分别分析了黑茶初制各工序中叶绿素及其降解产物、类胡萝卜素主要组分及茶多酚氧化产物(茶黄素、茶红素和
3、茶褐素)的变化，以期探明黑茶色泽形成的生化基础。材料和方法(一)黑茶初制工艺与取样见前文黑茶浸堆(堆积发酵)中微生物种群的变化。(二)脂溶性色素与水溶性色素分析叶绿素及其降解产物、类胡萝卡素组分按黄孝原等的方法分析，但对推动剂的比例作了改进，即以石油醚:丙酮CT:3)作为展谱系统，且试剂使用前均加以蒸馏纯化。水溶性色素中TF, TR和TB按茶树生理与茶叶生化实验手册t2中的方法进行。结果与讨论(一)黑茶初制样品中脂溶性色素的分离效果用薄层色谱分离法，从黑茶初制样品中分离出13个色素斑点(见图1)，根据各自的最大吸收波长、斑点颜色、形状及R，值，并参考以前的有关研究(3J，确认按R，值由大到小依
4、次为:p一胡萝卜素(日-Car，橙黄色)、脱镁叶绿酸醋a(P。a,灰黑色)、脱镁.叶绿素a(Py a，灰黑色)，脱镁叶绿酸醋b(Po b，褐黑色)、脱镁叶绿素b(Py b，黄褐色)、未知色素1 UFOl，黄褐色)、叶绿酸醋a(Cd a，蓝绿色)、叶绿素a 蓝绿色)、叶绿酸醋b(Cd b,黄绿色)、叶绿素b b,黄绿色)、叶黄素 黄色)、新黄质(Neo，浅黄色)和未知色素2(UF02，灰黑色)。 习.，.、.，.中O O O p p一 .一 .一 口沙口.- .一 心a口a一 .00、一. 心:日O心，一 峨口弓勺.含份一 ()，0 0_ O O o 0 0一 0心0 0 0一. ，. 0. 1
5、 2 3 4 5图1。黑茶初制样品色素的薄层色谱图Fig.l The TLC of pigments in thesamples of the in一processingdark green tea1.鲜叶2.杀青叶3.揉捻叶4.握堆叶5.黑毛茶1二resh leaves 2. De-enzymed leaves3. Rolled leaves 9. Pile一fermented leaves5, ,Dark green tea(二)叶绿素a及其降解产物的变化、叶绿素a(Chl a)是茶树脂溶性色素的主要成分，也是鲜叶呈绿色的主体物质a在酸、热、光、酶等物理、化学因子的作用下，可通过不I司方式
6、降解为Py a, Po a和Cd ao在黑茶初制过程中，Chl .a及其降解产物的消长动态如表1所示。从表1不难看出，、Chl a在初制中的变化极为明显，几乎全部降解。就加工工序而言，杀青和握堆是Chl a降解的两个主要阶段，尤以杀青为甚，握堆则以24小时以前的变化幅度较大，24小时以后就仅存痕迹。Chl a在高温杀青和热揉的强烈湿热作用下的脱炭降解，导致了其降解产物的积累，表现在3种a型降解产物中，灰黑色的Py a明显增加，而且随着握堆的进行，在微生物代谢活动的水热作用和逐渐酸化的环境下 , Py a的积累在24小时左右达到了最高值。尔后，随着Chl a的降解殆尽，其含量则呈稳中有降趋势，并
7、且在干燥工序中再度减少。鲜叶中蓝绿色的Cd a含量不低，这可能是由于鲜叶离体后叶绿素酶作用于Chl a所致。然而，一经杀青，其含量急剧下降且在握堆中继续减少而逐渐消失。与之相反，鲜叶中并不存在的Po a，却在浸堆中含量渐渐上升，且在30小时以后增加较快，尤其是干燥工序中增加较多，虽然Po a在Chl a降解产物中所占比例不算大。这一方面可能是由于Cd a在热和逐渐酸化的条件下部分脱镁而来，另一方面则可能由于Py a在握堆后期和烘干中，在强烈的湿热作用下部分脱叶醇基后转化而成。从Chl a及其降解产物的消长动态也可以看出，它们彼此的消长是基本同步的。在无菌握堆情形下，Chl a的降解速度与Py
8、a, Po a的形成速度均不及传统退堆快，但.Py a呈持续增加趋势。在黑毛茶中仍有Chl a的残存痕迹，灰黑色的Po .a形成量甚少。(三)叶绿素b及其降解产物的变化Chl b及其降解产物Py b, Po b,Cd b在黑茶初制中的变化如表2所示。从表2可见，Chl b在初制中也是明显减少的，但与Chl a不同的是，Chl b具有相对较强的热稳定性，尽管经过高温杀青，仍能残留一定的含量。在揉捻、握难过程中，也不如Chl a的降解速度快，至握堆趋近完毕时，仍有微量存在，且在黑毛茶中残存痕量。Chl b的主要降解产物是黄褐色的Py b，它在加工过程中呈持续增加趋势，且在握堆期间增加担对幅度较P
9、a大，但在烘干由也略有减少鲜叶山由于Cra b酶促降解形成的黄绿色的Cci b，似乎有与Chl b类似的热稳定性，杀青以后仍有不少残留，在握堆过程中呈下降趋势，但经干燥后在黑毛茶中也不能检出。握堆末期，由于茶叶内部微环境酸化，加之温度不断上升, Cd b脱镁、Py b脱叶醇基而可能葡娜于地转化成Po b，烘干中进一步加强的湿热作用，使得黑毛茶中Po b有少量积累。在无菌漫堆中，Chl b降解的基本趋势与传统握堆基本一致;仅表现为降解速度偏低。Po b的形成较退，积累量也不及传统混谁。(四)类胡萝卜素主要组分和未知色素的变化。类胡萝卜素是茶树体内黄色色素的主体成分。迄今为止，已弄清其至少包括21
10、种组分，其中，最主要的是p一胡萝卜素、叶黄素、紫黄质及新黄质等。本文就卜胡萝卜素(S-Car)、叶黄素(Xan)和新黄质(Neo)在黑茶初制中的变化作了探讨，结果如表3所示。不管是卜Car还是Xan，在黑茶初制中，均呈下降趋势。就初制工序而言，杀青和千燥是两个短时骤减过程，退堆期间则呈渐减趋势，但降解的总量是较多的。Neo似va Ca .Prl乎较含Car和Xan更为移定，其含量虽低，但在各工序中的降解量甚少。日-Car是以异戊二烯残基为单元的，以共扼长链为基础的黄色色素，Xan则是卜Car引入二个经基以后的含氧衍生物，属二元醇类物质，:它们的化学性质均较稳定，但在氧化剂、光、热、酸碱的作用下
11、，双键过氧化以后可以发生裂解。在黑茶初制的杀青、退堆和干燥过程中，热的作用相当强烈，而且在退堆工序中酸的作用较其它茶类为甚，因此*不难理解，黑茶初制中类胡萝卜素的烽解幅度是较大的。类胡萝卜素的hg解，一方面使得在制品黄色色度减弱，另一方面，有助于良好香型的香气成分形成。在无菌握堆中，类胡萝卜素的降解与传统握堆加工不同的是，杀青和烘干是它们降解的最主要工序，而在握堆中，各组分的降解量不多。此外，传统退堆中，于12小时起即形成了黄褐色的未邹色寒UFO1租灰黑色的UFO 2,并随着逼堆的进行逐渐增加，而在无菌握堆中，至握堆末期才形成这两种色素，且含量甚微。其中，UFO 2为距原不远的强极性色素，似乎
12、不是叶绿素的降解产物，而可能是微生物代谢的分泌物。由于这两种未知色素为灰黑或黄褐色物质，可能有利于黑茶色泽品质的形成。(五)脂溶性色素内部比例的变化与色泽品质的形成脂溶性色素决定茶叶外形色泽的形成，尽管单个组分的消长能在一定程度上反映色泽品质的状况，但在制品色调的变化，关键还取决于脂溶性色素内部比例的升降。黑茶初制中，脂溶性色素内部比例的变化可用图2表示。Chl类中(含Chl a, Chl b, Cd a,Cd b)的Chl a与Chl b为蓝绿色或黄绿色色素，是鲜叶绿色色泽的主体。Cd a,Cd b.为叶绿素的酶性降解产物，有着与、曝11鬓、.-.入.!-c. -八 1一，ca，、:二、一一
13、，.日.一一，J二目.洛石二二昌悠曰.曰八B C L E F G H I J K撬论汗|摊|L认召d、一Oci 2Fig_黑茶初制中Chl/Car和Chl/Phy的变化riations of the ratio of C hl/r and Chl/Phy during theimary processing of darkgreen teaA:鲜叶(fresh leaves);B:杀青叶(de-enzy med leaves)C:揉捻叶(rolled .leaves),D-J; 6, 12, 18, 24, 30,36,42iJ时握堆叶(leavespile一fer mented for 6,
14、 12, 18, 24, 30, 36and 92 hours respectively)K:黑毛茶(dark green tea)Chl -a, Chl b相似的色泽。因此，一Chl类4个成分共同决定着茶叶在制品外观绿色色度的深浅o PY a, Py b为叶绿素的脱镁降解产物，Po a, Po b则为Cd a, Cd b的脱镁产物或Py a, Py b的酶解产物，Phy类(含Py a, Py b和Po a, Po b)有着相似的呈色性，即均为灰黑或黄褐色。Chl/Phy之比值在黑茶初制中，呈急剧下降趋势，从而表现为绿色色度逐渐消退，灰黑色度不断上升。其综合作用的结果使在制品向深色方向转化。C
15、ar类(即卜Car, Xan和Neo)为茶叶黄色色素的主体，它与Chl类共同作用形成了鲜叶的黄绿色泽，Chl/Car之比值则决定了茶叶绿色与黄色色度的深浅。在黑茶初制中，该比值亦呈明显下降趋势，这说明Car类比Chl类有更强的热稳定性和酸稳定性，从而使得在制品逐步泛黄。由于Chl/Phy和Chl/Car两类比值的不断下降，一使得墨茶匆制中茶叶外观色泽由黄绿转变成为应晶的黄褐色(六)水溶性色素TF, TR及T妙的变化黑茶具有与绿茶、红茶及黄茶不同的汤色，表现为橙黄明亮。业已证实，决定茶汤色泽的主要物质是黄酮类及茶多酚氧化产物等。黑茶初制中碳水化合物和茶多酚的变化拼文的研究表明，黑茶初制中以儿茶素
16、为主体的茶多酚发生了一定程度的氧化“。那么，茶多酚氧化产物的变化如何呢?由表4可见，从鲜叶到揉捻完毕，TF,TR和TB三者的形成量甚少，然而，在长达42小时的握堆中，三者均明显增加，且尤以TR, TB增加较快，上升幅度大，在24-42小时的握堆期间，表现尤为突出。不难理解，握堆工序中，由于微生物活动频繁，代谢旺盛，茶坯温度不断升高，加快了儿茶素自动氧化速度;另一方面由于微生物分泌的胞外多酚氧化酶的催化e，儿茶素的酶促氧化已成为不可忽视的途径，双方共同作用的结果，使得握堆期间茶多酚的有色氧化产物形成与积累。值得一提的是，干燥对TF,TR, TB的形成与转化影响很大，表现为TF, TR均较浸堆末期
17、明显减少，而TB则积累增加。显然，这是由于TF, TR进一步向高聚物TB转化的结果。在整个初制过程中，早种水溶性色素内部比例也有所变化，表现为(TF+TR)/TB先升后降，尤其在干燥中较为明显。黑茶初制比较特殊的退堆和干燥工序，使得TF,TR, TB部分形成并积累，从而使黑茶汤色有别于通过“闷黄”工艺加工而成的黄茶及通过“发酵”工艺加工而成的红茶，更不同于粗老绿茶。结语通过对黑茶初制中13种脂溶性色素和3种水溶性色素进行分析，可以初步得到以下几点结论:1. Chl a的热稳定性极差，在杀青至握堆前期即急剧降解形成灰黑色的Py a,在黑毛茶中几乎不见其残余，Chl b比Ch a的热稳定性好，但在
18、初制中亦不断降解成黄褐色的Py b，在黑毛茶中仅可检出痕量。2.鲜叶中虽然存在叶绿素的酶性降解产物Cd a, Cd b，但其在初制中也进一步降解转化，最终不能成为黑茶外形色泽的主体物质。3.由于黑茶握堆中微生物的作用，茶坯内部不断酸化，使得灰黑色的Po a和褐黑色的Po b有少量积累而参与黑毛茶外形色泽的形成。4.类胡萝h素的主要组分卜Car, Xan和Neo的热稳定性和酸稳定性均较叶绿素强，在初制中虽呈持续下降趋势，但降解的幅度远小于叶绿素，并成为黑毛茶外形色泽的主体成分。5.由于微生物代谢的结果，形成了其他茶类不具有的未知色素UFo 1、UFo 2，它们为黄褐色或灰黑色，可能对黑毛茶色泽品
19、质产生一定的影响。6.脂溶性色素物质不断降解转化，导致其内部比例变化较大，表现为Chl/Car和Chl/Phy之比值明显降低，最终导致Py a,Py b, =Car, Xan, .Po a和Po b成为黑茶外形色泽形成的主要物质基础。7.由于退堆中微生物酶促作用和水热作用下的自动氧化，使得儿茶素有所氧化而聚合成TF, TR, TB，并成为黑茶汤色的组成成分之一，造就了黑茶具有不同于黄茶、红茶和粗老绿茶的橙黄或-zs红明亮的汤色，参考文献C17黄孝原等:茶叶叶绿素与类胡萝卜素组分的薄层扫描定量法，中国茶叶，198叭6); 24- 26C2中国农业科学院茶叶研究所编:茶树生理与茶叶生化实验于册，北京，农业出版社，1983:179-181C3刘仲华等:红茶和乌龙茶色素与干茶色泽的关系，(茶叶科学，19so, l0(1): ss-saC47温琼英等:黑茶握堆_(堆积发酵)过程中微生物种群的变化，茶叶科学1991, 11(增刊):10-16C57王增盛等:黑茶初制中茶多酚和碳水化合物的变化，(茶叶科学lssl, 11(增刊):23-2 8Cs刘仲华等:黑茶初制中主要酶类的变化，茶叶科学，lssl, 11(增刊):17-2z