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      “倒春寒”凍害茶葉的加工工藝研究

      2020-08-31 08:44:50王舒婷曲鳳鳳張新富胡建輝
      山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年7期
      關(guān)鍵詞:倒春寒茶樣冷凍干燥

      王舒婷,曲鳳鳳,張新富,胡建輝

      (青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山東 青島 266109)

      早春氣候多變,如果冷空氣較強(qiáng),可使氣溫驟降至10℃以下,甚至發(fā)生雨雪,這種現(xiàn)象稱為“倒春寒”。一旦溫度驟降至0℃以下,植物遭受“倒春寒”凍害的幾率將大大增加[1-4],而早春植物萌發(fā)的芽葉首當(dāng)其沖。春茶生產(chǎn)早期是制備名優(yōu)茶的關(guān)鍵期,此時(shí)“倒春寒”的發(fā)生對茶葉生產(chǎn)及其經(jīng)濟(jì)效益的影響巨大[5],主要表現(xiàn)在推遲茶芽萌發(fā)或使茶樹已萌發(fā)芽葉受凍,從而降低茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)[6]。

      在自然條件下,“倒春寒”對茶樹的影響是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象[7]。茶樹受凍后,葉片細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器受到嚴(yán)重?fù)p傷、原生質(zhì)膜被損害,原生質(zhì)脫水變質(zhì)而凝固,原生質(zhì)的膠體性質(zhì)受破壞[8],發(fā)生質(zhì)壁分離。當(dāng)氣溫回升后,受凍鮮葉在解凍過程中的各種物質(zhì)不受限制地從細(xì)胞內(nèi)游離到細(xì)胞外,致使茶汁外溢,遇空氣變紅焦枯[9],后逐漸發(fā)蔫變褐,最終失去加工價(jià)值。茶多酚高溫易變質(zhì)[10],若能在氣溫回升(茶樹鮮葉發(fā)蔫變褐)前采摘鮮葉,采用冷藏或冷凍方法延緩氧化反應(yīng)的發(fā)生,并采用冷凍干燥方法制得符合綠茶品質(zhì)特征的茶葉產(chǎn)品,可較大程度地保存茶葉原有的色、香、味、形[11],進(jìn)而降低倒春寒造成的經(jīng)濟(jì)損失?;谝陨贤评?,本試驗(yàn)設(shè)計(jì)6套加工工藝對茶樹受凍害鮮葉進(jìn)行加工,通過對所制茶樣進(jìn)行感官審評和品質(zhì)成分分析,評價(jià)不同工藝的應(yīng)用效果,旨在為茶樹凍害葉片資源的綜合利用提供參考。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      2019年4月18日于青島農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)實(shí)習(xí)基地采摘遭受凍害的茶樹鮮葉(一芽一葉和一芽二葉),帶回青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)實(shí)驗(yàn)室,于-15℃預(yù)冷凍24 h以上,備用。

      1.2 主要儀器

      奧豪斯萬分之一電子天平,奧豪斯儀器(上海)有限公司產(chǎn)品;海信BC/BD-510A冰柜,青島海信集團(tuán)產(chǎn)品;ALPHA1-2LD PLUS冷凍干燥機(jī),Martch Christ公司產(chǎn)品;YB-1A真空恒溫干燥箱,天津拓普儀器有限公司產(chǎn)品;SHB-Ⅲ循環(huán)水式真空泵,河南予華儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品;6CH-30D茶葉提香機(jī),浙江上洋機(jī)械股份有限公司產(chǎn)品;DHG-9247A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品;UV-5100紫外可見分光光度計(jì),上海元析儀器有限公司產(chǎn)品。

      1.3 試驗(yàn)方法

      1.3.1 不同保存方式下凍害鮮葉形態(tài)觀察 取上述預(yù)冷凍鮮葉,分別置于15℃左右室溫、4℃冷藏中解凍。仔細(xì)觀察冷凍狀態(tài)時(shí)及解凍過程中葉片形態(tài)變化并拍照記錄,其中室溫和冷藏條件分別間隔15、30 min記錄一次。

      1.3.2 不同凍害鮮葉加工工藝評價(jià) 采用不同的加工工藝處理預(yù)冷凍鮮葉,并對制得茶樣進(jìn)行感官審評和品質(zhì)成分含量檢測分析。不同加工工藝包括:傳統(tǒng)烘青工藝、冷凍干燥工藝、冷凍干燥+室溫敞口24 h工藝、冷凍干燥+烘干工藝、冷凍干燥+汽蒸工藝、冷凍干燥+真空干燥工藝。具體步驟如下:

      (1)傳統(tǒng)烘青工藝(CK):烘青綠茶鮮葉加工分為殺青、揉捻和烘干三道工序[12],本試驗(yàn)主要研究茶葉品質(zhì),無需造形,所以省略揉捻這一工序。冷凍鮮葉完全解凍后置于提香機(jī)中,160℃高溫殺青5 min,青氣消失后取出;110℃毛火干燥30 min,取出攤晾30 min,再95℃干燥1 h。待茶葉冷卻到室溫,稱取3.0 g裝袋封口保存。

      (2)冷凍干燥工藝(LD):將冷凍鮮葉從冰柜中取出,在未解凍狀態(tài)下盡快放入冷凍干燥機(jī),于-50℃、0.004 kPa條件下冷凍干燥24 h,干燥完成后稱取3.0 g裝袋封口保存。

      (3)冷凍干燥+室溫敞口24 h工藝(LD+24 h):稱取3.0 g冷凍干燥后茶樣,室溫放置24 h,使其與氧氣充分接觸后裝袋封口保存。

      (4)冷凍干燥+烘干工藝(LD+HG):稱取3.0 g冷凍干燥后茶樣置于提香機(jī)中,160℃干燥1 min后取出,待茶樣冷卻至室溫,裝袋封口保存。

      (5)冷凍干燥+汽蒸工藝(LD+QG):稱取3.0 g冷凍干燥后茶樣放入100℃蒸鍋中,蒸1 min后取出,待茶樣冷卻至室溫后裝袋封口保存。

      (6)冷凍干燥+真空干燥工藝(LD+ZG):稱取3.0 g冷凍干燥后茶樣放入真空恒溫干燥箱中,30℃抽真空,完成后將溫度調(diào)至120℃,待溫度上升至100~110℃范圍時(shí)取出,茶樣冷卻至室溫后裝袋封口保存。

      1.4 測定指標(biāo)及方法

      茶葉感官審評參照GB/T 23776—2018茶葉感官審評方法;茶葉水浸出物含量測定參照GB/T 8305—2013,采用鋁盒質(zhì)量差減法;可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法;茶多酚含量測定參照GB/T 8313—2018,采用酒石酸亞鐵比色法;咖啡堿含量測定參照GB/T 8312—2013,采用紫外分光光度法;游離氨基酸總量測定參照GB/T 8314—2013,采用茚三酮比色法。

      1.5 數(shù)據(jù)處理

      采用Microsoft Excel 2003、SAS v8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,利用LSD法檢驗(yàn)差異顯著性。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 不同保存方式下凍害鮮葉的外形變化

      經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),冷凍狀態(tài)下的鮮葉被冰霜覆蓋,且隨時(shí)間推移并無明顯變化,故不做比較。室溫下鮮葉先解凍,冰霜以肉眼可見的速度消失。30 min后個(gè)別葉片開始變紅,隨后紅色葉片逐漸增多,且顏色加深;4 h后絕大部分葉片變紅褐色且萎蔫;12 h后大部分葉片干枯呈紅褐色,略顯深綠色(圖1)。冷藏條件下,鮮葉外形變化較室溫緩慢,2.5 h后葉片才出現(xiàn)明顯黃變;4 h后有部分紅梗紅葉;12 h后,茶葉萎蔫明顯,且大部分呈黃紅色(圖2)。冷凍保存12 h的鮮葉仍處于冷凍狀態(tài),外形基本沒有變化。綜上可知,受凍害鮮葉采摘后,最好保存在冷凍條件下,如果保存在冷藏條件下,保存時(shí)間應(yīng)該控制在2.5 h以內(nèi)。因此,本研究選擇冷凍保存的鮮葉進(jìn)行后續(xù)茶樣加工。

      2.2 制備茶樣的感官審評結(jié)果

      依據(jù)GB/T 23776—2018茶葉感官審評方法,6種工藝制得茶樣感官審評結(jié)果如表1所示。傳統(tǒng)烘青工藝制得茶樣干茶色澤紅褐,葉底紅梗紅葉,湯色橙黃。冷凍干燥工藝制得茶樣滋味和香氣存在缺陷,青澀味明顯。茶樣經(jīng)冷凍干燥+室溫敞口24 h工藝制得茶樣,多酚物質(zhì)發(fā)生氧化,沖泡后茶湯出現(xiàn)紅變,這是綠茶品質(zhì)的大忌。冷凍干燥+烘干工藝和冷凍干燥+汽蒸工藝制得茶樣經(jīng)過高溫殺青提香后,青氣、青味消失,分別產(chǎn)生愉悅的清香和棗甜香,且滋味較好,但湯色均出現(xiàn)不同程度的紅變,推測可能是高溫促進(jìn)了氧化反應(yīng)的發(fā)生,生成呈現(xiàn)黃色或紅色的多酚氧化產(chǎn)物。而冷凍干燥+真空高溫干燥工藝在高溫殺青條件下最大限度地降低了環(huán)境中的氧氣濃度,制得茶樣干茶色澤翠綠,湯色淺黃綠明亮,棗香明顯,滋味甜醇,葉底淺黃綠,符合綠茶的品質(zhì)特征。因此,冷凍干燥后再進(jìn)行真空干燥處理可作為凍害茶葉加工的備選方案。

      表1 茶樣感官審評結(jié)果

      2.3 冷凍干燥+真空干燥工藝與傳統(tǒng)烘青工藝制得茶樣品質(zhì)成分差異

      本研究對冷凍干燥+真空干燥工藝與傳統(tǒng)烘青工藝制得茶樣品質(zhì)成分進(jìn)行分析,結(jié)果(表2)發(fā)現(xiàn),冷凍干燥+真空干燥工藝制得茶樣的水浸出物、茶多酚含量顯著高于傳統(tǒng)烘青工藝,氨基酸含量略高,咖啡堿含量的差異不顯著,可溶性糖含量則是傳統(tǒng)烘青工藝更高。推測引起上述差異的原因可能是傳統(tǒng)烘青工藝歷經(jīng)的高溫處理時(shí)間更久,而茶多酚在高溫條件下不穩(wěn)定,易發(fā)生氧化和降解;鮮葉中碳水化合物在攤晾過程中發(fā)生水解作用,有利于可溶性物質(zhì)含量的增加。

      表2 茶樣品質(zhì)成分含量 (%)

      3 討論與結(jié)論

      茶葉的感官品質(zhì),是其色、香、味、形等品質(zhì)因子的綜合反映[13]。茶樹鮮葉受到凍害脅迫,細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)外滲并發(fā)生反應(yīng),在解凍過程中發(fā)生褐變,傳統(tǒng)烘青工藝進(jìn)一步加重了褐變程度,難以達(dá)到綠茶“清湯綠葉”的品質(zhì)特征[14],這也是遭受凍害茶葉失去加工價(jià)值的原因所在。冷凍干燥工藝沒有經(jīng)過高溫殺青處理[15],導(dǎo)致滋味和香氣存在缺陷,青澀味明顯。楊菊等[16]認(rèn)為干燥過程得當(dāng)與否,與成品茶葉的色澤、香氣、營養(yǎng)成分等品質(zhì)息息相關(guān)。在茶葉加工領(lǐng)域,真空冷凍干燥技術(shù)在速溶茶中應(yīng)用最早、技術(shù)也最為成熟,最早于日本茶生產(chǎn)中得到應(yīng)用[17]。使用真空冷凍干燥技術(shù)加工清香型烏龍茶,所制茶樣香氣馥郁清高、花香顯,湯色黃綠明亮,滋味醇厚回甘,其品質(zhì)明顯高于熱風(fēng)烘干對照樣,即真空冷凍干燥更有利于充分展示清香型烏龍茶的色、香、味[18-21]。張麗晶等[22]對綠茶微波真空干燥工藝進(jìn)行了優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)微波功率的增大會加重茶湯亮度的損失,而真空度在一定條件下能夠使茶湯更加亮綠。劉玉芳[23]、劉曉東[24]等通過研究低溫真空干燥技術(shù)對烏龍茶品質(zhì)和綠茶色澤的影響,發(fā)現(xiàn)該方法制作的烏龍茶和綠茶綜合品質(zhì)高于傳統(tǒng)熱風(fēng)烘干產(chǎn)品,且低溫真空干燥比真空冷凍干燥能耗少、時(shí)間短。張凌云等[25]研究表明窨制桂花茶、茉莉花茶復(fù)火時(shí)宜使用55℃進(jìn)行低溫真空干燥,此時(shí)的花茶綜合品質(zhì)優(yōu)于其它溫度及傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥產(chǎn)品,并不同程度地節(jié)約投花量。

      本研究經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn),凍害葉的最優(yōu)加工工藝為冷凍干燥+真空干燥工藝,該工藝制得茶樣更符合綠茶的品質(zhì)特征,干茶色澤翠綠,棗香明顯,湯色淺黃明亮,滋味甜醇,口感佳,尤其是干茶色澤極大改進(jìn)。本試驗(yàn)中冷凍和真空分開進(jìn)行,且將低溫改為高溫,使該工藝更符合凍害葉加工條件。冷凍干燥工序可阻止凍害葉變蔫發(fā)褐,是形成新工藝綠茶色澤翠綠品質(zhì)的基礎(chǔ)工序。冷凍干燥以及低溫使得鮮葉在未解凍狀態(tài)下凍至含水量為20% ~30%,相比直接攤晾再進(jìn)行殺青,鮮葉未經(jīng)溫差變化,細(xì)胞破壞后的內(nèi)含物質(zhì)呈凝膠狀態(tài),不進(jìn)行流動,不會產(chǎn)生氧化反應(yīng)。冷凍干燥工藝可阻止葉片褐變,從而保證綠茶的翠綠色澤,改善成茶外觀。真空高溫干燥工序中高溫可殺青提香,真空也可阻礙高溫殺青下多酚物質(zhì)氧化,并且在真空狀態(tài)下去除水分,能有效防止茶葉內(nèi)容物發(fā)生氧化反應(yīng),極大保留茶葉香味和顏色成分,防止茶湯變色。

      對茶葉品質(zhì)成分進(jìn)行生化分析的結(jié)果表明,與傳統(tǒng)烘青工藝制得綠茶相比,冷凍干燥+真空干燥工藝制得綠茶茶多酚含量保留量大,其余生化成分基本持平或略有提高。

      綜上,冷凍干燥+真空干燥工藝可保留茶葉浸出物的香味和營養(yǎng)成分,符合市場要求。因此,本研究提供的新工藝不僅能減小“倒春寒”帶來的不利影響,減少茶葉生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)損失,還為資源的合理利用提供新途徑。

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