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摘 要：為筛选白牡丹茶的光照萎凋最佳光质，采用LED 精量调制光源，研究无光（对照）、蓝光、白光、红光、黄光对白牡丹茶的主要生化成分、香气成分及感官品质的影响。结果表明：红光萎凋组与无光萎凋组相比，不仅同时显著提高了白牡丹茶的氨基酸和可溶性糖含量（P<0.05），且显著降低了咖啡碱含量（P<0.05）;其他光质萎凋组与无光萎凋组相比，仅蓝光萎凋组显著提高了白牡丹茶的氨基酸含量（P<0.05），白光萎凋组显著提高了白牡丹茶的可溶性糖含量（P<0.05），但蓝、白、黄光萎凋组显著降低了白牡丹茶的茶多酚和酯型儿茶素的含量（P<0.05），其中蓝光萎凋组降低最多。与无光萎凋组相比，黄光、红光和蓝光萎凋组分别增加了10、4和1种香气物质数量，且提高了良好香气物质含量的比例，其中黄光萎凋组的醛类、烷烃类、烯烃类、苯和萘类比例最高，红光萎凋组的酮类和杂氧化合物最高，蓝光萎凋组变化不大;虽然白光萎凋组的香气物质数量并未增加，但其成分比例变化最大，醇类和酯类比例增加最多，其他类型香气比例均降低。感官审评结果表明，红光萎凋组白牡丹茶的滋味得分最高，黄光萎凋组的白牡丹茶香气得分最高;综合得分由高到低依次为红光>黄光>白光>蓝光>无光。综合分析认为，要获得最佳滋味可选择红光萎凋，得到最佳香气可选择黄光萎凋。
关键词：光照萎凋;白茶;生化成分;香气成分;感官品质
中图分类号：TS272.5 文献标识码：A
Effect of Different Light Quality on White Peony Teas During Withering Process
HUANG Fan1， TANG Xiaobo1， ZHANG Cheng2 ， LUO Fan1*， YE Yulong1
1. Tea Research Institute， Sichuang Agricultural Sciences， Chengdu， Sichuan 610011， China; 2. Nanchuan District Local
Agricultural Products Industry Development Center ， Chongqing 408400， China
Abstract： To identify the optimal parameters of light waves for withering process in white peony teas， five light quality treatments （dark， blue， white， yellow， red） were used to investigate the effects on the biochemical components， aroma components and sensory quality with LED light source. Compared with the dark treatment， the treatment of red light not only significantly increased the content of amino acids and soluble sugars （P<0.05）， but also significantly reduced the content of caffeine （P<0.05）. Only treatment of blue light significantly increased the content of amino acids （P<0.05）， while white light significantly increased the soluble sugar content （P<0.05）. And while treatments of blue， white and yellow light significantly reduced the content of tea polyphenols and ester catechins （P<0.05）， among which blue light showed the greatest decrease. Then， the volatile components of different treatments were assayed by gas chromatography-mass spectrometry detection （GC-MS）. Compared with he dark treatment， treatments of yellow， red and blue increased the number of aroma components by 10， 4 and 1 respectively， and increased the proportion of aroma components which are beneficial to the flavor of white tea. Among them， the treatment of yellow light had the higher proportion of aldehydes， alkanes， olefins and benzene and the highest proportion of naphthalene， meanwhile the treatment of blue light did not change much.The proportion of naphthalene was the highest， the red ketones and heterooxy compounds were the highest， and the blue light did not change much. Although the number of fragrance components of white light did not increased， the proportion of its components changed the most， the proportion of alcohols and esters increased the most， and the proportion of other types of fragrance reduced. The sensory evaluation results showed that the treatment of red light had the highest taste score， while the treatment of yellow light had the highest aroma score. The overall score was listed from high to low： red light > yellow light > white light > blue light > no light. According to the comprehensive analysis， the taste of tea was best improved by red light withering， and the tea aroma was best improved by yellow light withering. Keywords： light withering; white peony teas; biochemical components; aroma components; sensory quality
DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.06.032
白茶是我国六大茶类之一，近年来其保健功能逐渐被揭示[1]，推动了白茶的消费市场和生产区域的扩张，全国白茶产量和销量显著提高[2]。萎凋是白茶加工的首道工序，对形成白茶“香气清鲜、滋味鲜醇”的品质特征有重要作用。在长达数十小时的萎凋过程中，“光、温、湿、风”等环境因素直接影响鲜叶的萎凋效果和效率[3]。光作为一种能源物质和信号分子，为促进鲜叶的物理反应、生物代谢和化学变化等方面提供了必要的环境条件和能量需求[4]。
随着精准农业和智慧农业的快速发展，已在设施农业中广泛应用的人工光照技术[5-6]，近年来也逐渐应用到茶叶加工中。在工夫红茶、广东单枞、铁观音等茶类的研究中发现，光照萎凋能提高毛茶的香气总含量[7]，增加香气种类[8]，增加橙花叔醇、吲哚、-紫罗酮和紫罗兰酮等香气的含量[9]，促使茶叶感官品质的香气特征较无光萎凋有较大改善。茶叶的主要生化成分也受光照萎凋的影响，光照不仅可以显著提高氨基酸和可溶性糖含量[10]，同时能降低茶多酚和咖啡碱的含量，有利于减低茶汤的苦涩味[11]。不同光质[12]、光强[13]及光照周期[14]等光照因子对不同茶类的作用不同，针对品质需求差异[15]，优化光照参数[16]，研发萎凋设备[17-18]，成为当前茶叶精准加工研究的热点。虽然白茶的萎凋工序是所有茶类加工中耗时最长的，但不同光质萎凋对白茶品质的影响，目前研究较少。
按照其采摘嫩度和茶树品种，白茶可分为白毫银针、白牡丹茶、寿眉、贡眉等4个花色，其中白牡丹产量最高[2]。因此，本文采用蓝光、白光、黄光和红光等4种光质分别萎凋白牡丹茶，对比无光萎凋，研究不同光质对白牡丹茶的感官品质、主要生化成分以及香气组分的影响，以期为白茶全天候工厂化、标准化补光萎凋生产提供技術参考。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 材料 供试材料为一芽一叶福鼎大白茶鲜叶，于2019年4月23日上午采自四川邛崃平乐镇文君茶业有限公司基地，无雨水叶，共60 kg。
1.1.2 仪器与设备 制茶设备：LED光源材料（灯管式光源），广州诚汇装备有限公司;希玛AS803手持照度计，东莞万创电子制品有限公司;6CHX-70茶叶提香机，安溪佳友机械。
UV-3600紫外分光光度计，日本Shimadzu公司;GUINTIX224-1C电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司;S-433D氨基酸分析仪，德国Sykam公司;A1100高效液相色谱仪、Agilent 6890N-5975B气相色谱-质谱联用仪、SPME手动进样器、50/30 μm PDMS/DVB/CAR萃取纤维（Supelco），美国安捷伦公司;磁力加热搅拌器，德国IKA公司。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 利用 LED 光源设置不同波长的单色光质，进行不同光质萎凋的单因素试验。试验分5个处理：无光（对照）、红光（630 nm）、黄光（570 nm）、蓝光（430 nm）、白光（380～ 710 nm）。每个处理设置3个重复，每个重复由4个面积为1 m2萎凋盘组成，萎凋盘上叶层厚度为（2±0.1）cm。光源位于萎凋叶层上方20 cm处，用照度计测定萎凋盘中不同位置的叶片表面光强，光照强度在（1000±50）lx。萎凋间的墙壁上方安有小型换气扇，通风条件良好，用空调设备控制环境条件为温度（28±2）℃和相对湿度（60±5）%。萎凋间无窗户，光源关闭，即为黑暗状态。
萎凋24 h，关闭光源，将各处理中的白牡丹萎凋叶进行并筛（2个单位面积的萎凋叶合并为1个单位面积，摊匀）。各处理置于无光条件下，其他环境条件不变，再萎凋12 h后进入烘干工序， 用茶叶提香机（安溪佳友机械）75 ℃的温度将萎凋叶烘至足干（含水率<5%），即得到白牡丹茶。
1.2.2 生化成分分析方法 水浸出物含量测定参照 GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》恒温干燥法;茶多酚含量测定参照GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》福林酚法;氨基酸含量测定参照GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》茚三酮比色法;可溶性糖的测定采用蒽酮-硫酸法[19];儿茶素、没食子酸及咖啡碱含量的测定采用高效液相色谱法，流动相为0.2%乙酸和乙腈，色谱检测条件为检测波长为278 nm、流速1 mL/min、柱温25 ℃、进样量10 μL，流动相梯度洗脱[20]。
1.2.3 香气组分测定 HS-SPME前处理方法和GC-MS检测条件参考文献[21]。
定性与定量：各组分分别用NIST08标准谱库进行检索匹配，碎片比对，并结合相关文献报道、各成分的相对保留时间等进行定性。定量按峰面积归一化法计算各组分的相对含量。
1.2.4 感官审评 根据GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》中名优白茶审评法，由3名专业人员对样品进行外形、汤色、香气、滋味和叶底5项因子的密码审评，各因子按满分100分进行打分。采用评语和评分结合加权评分法计分，总分=外形分数×25%+汤色分数×10%+香气分数× 25%+滋味分数×35%+叶底分数×10%。
1.3 数据处理 采用 Excel 2017 软件及SPSS 19. 0软件进行数据处理，LSD法进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同光质萎凋对白牡丹茶主要生化成分的影响
不同光质萎凋对白牡丹茶的主要生化成分的影响见表1。蓝、白、黄光3种光质萎凋组的白牡丹茶的茶多酚含量均显著低于无光萎凋组，红光萎凋对茶多酚降低不明显。本研究中儿茶素含量的变化与茶多酚呈现相同的特点，红光和无光萎凋组的白牡丹茶的儿茶素含量显著高于其他处理，但蓝、白、黄光3种光质萎凋组的白牡丹茶的儿茶素含量之间不存在显著性差异。红光和蓝光组的氨基酸总量显著高于无光组和黄光组，黄光、白光与无光组不存在显著性差异。红光组的可溶性糖含量显著高于无光和其他光质组，其他光质组与无光组不存在显著差异，且黄光组显著低于蓝光和白光组。红光组咖啡碱含量显著低于无光组，其他3种光质与无光萎凋不存在显著性差异。白光和红光组的白牡丹茶水浸出物含量与无光组不存在显著性差异，蓝光和黄光萎凋组的白牡丹茶水浸出物含量显著低于无光组。
不同光质萎凋处理下，白牡丹茶儿茶素组分含量的差异见表2。蓝光萎凋组白牡丹茶的EGC、EGCG、ECG及酯型儿茶素含量显著低于无光组，GCG、CG含量高于无光组。白光萎凋组白牡丹茶的EGC、EGCG、ECG、非酯型儿茶素和酯型儿茶素含量均显著低于无光组。黄光萎凋组白牡丹茶的EGC、EGCG、ECG、酯型儿茶素及非酯型儿茶素含量显著低于无光组，GCG、CG含量显著高于无光组。红光萎凋组白牡丹的GC、EC及非酯型儿茶素含量显著低于无光组，而EGC、EGCG、GCG、CG、酯型儿茶素含量显著高于无光组。而蓝、白、黄光3种光质萎凋组的白牡丹茶之间，在EGC、C、EC、EGCG、ECG、非酯型儿茶素和酯型儿茶素等多个指标上均不存在显著性差异。
2.2 不同光质萎凋对白牡丹茶香气组分的影响
通过GC-MS方法共鉴定出155种香气物质，其中各处理中白牡丹茶共有的香气物质为125种，由醛类、醇类、酮类、酸类、酯类、醚类、烷烃类、烯烃类、苯和萘类、杂氧化合物和含硫化合物等11类组成，香气组成类型丰富。由图1可知，4种光质萎凋处理的白牡丹茶香气物质数量均不低于无光组（134种），且黄光、红光和蓝光处理的香气物质数量，分别比无光处理增加了10、4和1种，白光处理没有增加。各处理中香气成分数量最多的均是醇类物质，其次是烷烃、烯烃和酯类物质。除了香气成分数量，不同光质萎凋对白牡丹茶香气组分构成比例也有影响。由图2可知，比较不同香气种类的相对含量，不同光质处理下的醇类相对含量均高于其他香气种类，占到所测样品香气总量的44.415%～56.640%，其中白光组的醇类比例高于其他光质组。除了醇类，酯类和醛类的相对含量也比较高。不同光质处理间比较，黄光处理的醛类、烷烃类、苯和萘类等，这3类香气物质的相对含量均高于其他处理和无光。
表3列出了部分香气化合物，由于烃烷类化合物一般无色无味，不对茶叶香型产生影响，所以暂未列出。在特征醇类物质的相对含量上，与无光组相比，光照萎凋处理均可提高苯甲醇、苯乙醇、橙花醇这3种具有“花果香”特征的香气物质的相对含量，而4种光质之间比较，蓝光组的3种物质含量均为最低，黄光组的苯甲醇含量最高，白光组的苯乙醇和橙花醇含量最高。香叶醇具有玫瑰香，白光组远高于无光组，而蓝、黄和红光组低于无光组。雪松醇和韦德醇是倍半萜烯醇，有木质香气。雪松醇的含量为黄光组最高，而韦德醇仅在黄光组检出。较无光组，4种光质组的法呢醇含量均降低，其中黃光组最高，白光组最低。芳樟醇及其氧化物是白茶重要的特征香气之一[22]，相比无光组，蓝光和白光组提高了芳樟醇相对含量，红光和黄光组则反之;4种光质萎凋处理均可提高白牡丹茶的顺式氧化芳樟醇相对含量;红光、白光、蓝光提高了反式氧化芳樟醇的相对含量，黄光反之。
在特征酮类物质的相对含量上，白牡丹茶香气组分中α-紫螺酮、紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、香叶基丙酮等具有“花香”特征的香气组分相对含量，红、蓝、黄光组均高于无光组，白光组则低于无光组。α-紫螺酮、紫罗兰酮和香叶基丙酮均为黄光组最高，β-紫罗兰酮为红光组最高。在特征醛类物质的相对含量上，香叶醛和橙花醛是具有柠檬香的萜烯醛类，互为顺反异构体，2种物质在各处理中的相对含量依次为黄光>红光>无光>蓝光>白光。体现“青草香、清香”的正癸醛、苯甲醛和辛醛，均为蓝光组的相对含量最高。而红光组的3-乙基苯甲醛和苯乙醛的相对含量高于无光组和其他光质组。在特征酯类物质的相对含量上，蓝光和黄光组的丙酸丁酯相对含量高于其他萎凋处理;红光和白光组的水杨酸甲酯相对含量高于其他萎凋处理。另外，柠檬烯具有柠檬香，4种光质萎凋下白牡丹茶中柠檬烯的相对含量均高于无光组，其中黄光组最高。石竹烯具有松木和丁香似的香气，仅在白光和黄光组里检出，且黄光组含量最高。
2.3 不同光质萎凋对白牡丹茶感官品质的影响
由表4可知，不同光质萎凋组的白牡丹茶感官审评总分及各因子得分均在80分以上。红光组的白牡丹茶总分（86.6）最高，其他处理组的总分由高到低依次是黄光>白光>蓝 光>无光。较之无光萎凋的白牡丹茶存在的青草气和苦涩度，4种光质萎凋处理的白牡丹茶在香气和滋味得分上均有提高，呈现“清香、花香”和“醇厚”的良好风味特征，且红光组的滋味因子得分最高，黄光组的香气因子得分最高。
3 讨论
光照对萎凋效果的影响主要是通过茶鲜叶内的一系列物理、生理和化学特征的变化来实现的，尤其是不同光质对水解酶、氧化酶等作用不同，直接影响了鲜叶中的呈味化合物含量的减增。综合研究结果发现，4种光质萎凋处理均有利于改善白牡丹茶的茶汤滋味，其中红光萎凋对滋味提高最明显。与无光萎凋和其他光质萎凋的白牡丹茶生化成分对比，红光不仅提高了氨基酸、可溶性糖含量，增加了茶汤的鲜爽度和甜度，且降低了咖啡碱含量，减少了苦味。柯茜[23]检测了红光萎凋下鲜叶的多种氨基酸组分，发现谷氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、-氨基丁酸、赖氨酸、精氨酸等重要呈味氨基酸的含量显著高于自然萎凋，与本研究红光萎凋可以提高滋味的鲜爽度的结论一致。红光作为可以提高作物可溶性糖含量的补光光源，已广泛应用于设施农业中，已知萎凋中的鲜叶还存在一定的生理活性[10， 13]，推断红光可以提高萎凋叶的光合效率，或诱导光敏色素对糖代谢的调控，促进糖代谢有关酶活性提高[24]，最终表现为红光萎凋提高了白牡丹茶的可溶性糖含量。本研究中其他光质与无光相比，仅蓝光提高了氨基酸含量，白光提高了可溶性糖含量，与其他植物研究中认为的蓝光照射会促进蛋白质、氨基酸的合成的结论是一致的[25]，但白光增加可溶性糖含量还有待进一步研究确定。 白茶萎凋过程中，随着鲜叶失水，细胞生物膜透性增加，多种氧化酶活性提高，多酚类化合物缓慢氧化，其含量逐步降低[26]。本研究中相较于无光萎凋，蓝、白、黄光萎凋降低了茶多酚和酯型儿茶素的含量，但红光萎凋的白牡丹茶的茶多酚和儿茶素总量变化较小，产生这种结果的原因很可能是因为红光照射对鲜叶的碳循环有促进作用，通过调节PPO、PAL、CHS等相关酶类的活性，提高了酚类物质的含量[27]，在一定程度上抵消了萎凋中因氧化作用造成的茶多酚含量下降。儿茶素是茶多酚中含量最高的组分，而酯型儿茶素和非酯型儿茶素在萎凋过程中会发生氧化、水解、异构化等一系列的化学反应，使其组分比例发生明显变化。有文献报道，人工光照能够较大幅度增强PPO活性[28]，直接影响了儿茶素组分的构成比例。较无光萎凋，蓝、白、黄光萎凋降低了酯型儿茶素的含量，这种变化有利于减轻茶汤的苦涩味。而红光萎凋的酯型儿茶素含量虽然最高，但是协同高含量的可溶性糖、氨基酸等物质，整体构成了茶汤醇厚清甜的滋味特征。本研究中紅光对不同儿茶素组分含量的影响，与红光在工夫红茶萎凋中的研究结果[29]存在差异。可能是白牡丹茶萎凋时间远长于工夫红茶，萎凋叶失水较多，内含物质后期变化会与其他茶类的萎凋存在差异，所以需要进一步对红光萎凋中白茶鲜叶的主要生化成分进行全程动态监测。已知光照在植物体不同生长阶段的作用有区别，鲜叶内的差异蛋白会参与不同时期的代谢循环[30]，接下来的研究中，有待利用蛋白质组学和代谢组学技术，全面地分析红光萎凋中鲜叶的代谢调控途径和关键调节位点，揭示红光处理离体鲜叶对提高茶叶品质的作用机制。
除了滋味，本研究还发现4种光质萎凋处理均可提高白牡丹茶感官审评的香气因子得分，其中黄光萎凋对香气品质改善最有效。茶叶香气类型和水平的高低是由性质不同、含量差异悬殊的挥发性成分共同表征决定。本研究通过GC-MS检测发现黄光萎凋处理的香气物质数量最多，尤其是醇类物质，是各处理中数量最多的香气化合物。醇类作为白茶的主要挥发性物质[31]，其种类和含量受到原料[32]、工艺[33]、贮藏环境[34]等多种因素的影响。黄光组的苯甲醇、雪松醇、韦德醇和法呢醇的相对含量高于其他处理组，这些醇类化合物有助于白牡丹茶的“花香、果香”风味形成。醛类化合物的阈值低，对茶叶风味的贡献作用大，黄光组的醛类物质相对含量最高（11.373%），有利于白牡丹茶“清香”特征的呈现。黄光组的具有柠檬香的香叶醛和橙花醛相对含量高于其他处理，具有清香的苯甲醛和具有花香苯乙醛的相对含量也较高，这些都对白牡丹茶的香气特征具有正向加成作用。另外，黄光组的-紫螺酮、紫罗兰酮、香叶基丙酮、丙酸丁酯、柠檬烯、-石竹烯、2-正戊基呋喃等香气组分相对含量，均高于其他光质组和无光萎凋组，这些成分含量高也有助于白牡丹茶良好香气品质形成[35]。类似的研究结果在凤凰单枞[36]、工夫红茶[37]和铁观音[38]的光质萎凋中也有发现。产生原因是人工补光可以显著提高萎凋叶的-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶、蛋白水解酶等酶活，有益于香气物质的形成[39]。进而深入研究-葡萄糖苷酶基因（CsBG1、CsBG2）、-樱草糖苷酶基因（CsBP）的相对表达量，发现黄光在萎凋中可以促进香气相关酶基因上调表达，从而提高酶活性，改善香气品质[40]。值得注意的是，根据黄光组“花香高扬，持久”的感官评语描述推测，黄光萎凋可以提高香气物质总含量来改善香气品质，而不仅仅是改变香气组分比例构成，但还需要通过进一步测定香气成分的绝对含量来验证。
红光组和白光组的白牡丹茶香气得分仅次于黄光组，红光组为清香带花香，白光组为清香带毫香。红光组的香气特征带有甜香，推测是由苯甲醇、反式和顺式氧化芳樟醇的较高相对含量导致;白光组的香气特征是带有花香，推测是由水杨酸甲酯、芳樟醇、苯乙醇和橙花醇的较高相对含量导致。蓝光组的香气得分低于红光和黄光组，但是高于无光组，苯甲醛、辛醛和丁醚的相对含量高于其他处理组，促进其“毫香显，清香”的特征呈现。可见光照可以促进呈现花香型的醇类和清香型的醛类特征香气成分的形成，这些化合物的高含量，是光质萎凋提高白牡丹茶香气品质的物质基础。本研究中不同光质对白牡丹茶不同香气物质的影响，与罗玲娜等[41]在福建白茶中的研究结果存在差异，很可能是由于鲜叶采摘标准、环境温湿度及萎凋光照时间不同引起的[42]。在园艺学上已发现红光可显著上调醇酰基转移酶基因（FaAAT）和橙花叔醇合成酶1基因（FaNES1）表达，从而促进酯类和反式-橙花叔醇释放，提高草莓的风味[43]。除了对茶叶的挥发态、游离态和糖苷态香气物质的含量进行检测，下一步可以研究不同波长光对萎凋中鲜叶的滋味、香气和色泽变化相关酶基因相对表达量的影响，通过控制茶叶加工工艺参数，对产品风味和营养成分进行精细化调控，为差异化农产品的开发提供理论基础。
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责任编辑：崔丽虹
关键词：光照萎凋;白茶;生化成分;香气成分;感官品质
中图分类号：TS272.5 文献标识码：A
Effect of Different Light Quality on White Peony Teas During Withering Process
HUANG Fan1， TANG Xiaobo1， ZHANG Cheng2 ， LUO Fan1*， YE Yulong1
1. Tea Research Institute， Sichuang Agricultural Sciences， Chengdu， Sichuan 610011， China; 2. Nanchuan District Local
Agricultural Products Industry Development Center ， Chongqing 408400， China
Abstract： To identify the optimal parameters of light waves for withering process in white peony teas， five light quality treatments （dark， blue， white， yellow， red） were used to investigate the effects on the biochemical components， aroma components and sensory quality with LED light source. Compared with the dark treatment， the treatment of red light not only significantly increased the content of amino acids and soluble sugars （P<0.05）， but also significantly reduced the content of caffeine （P<0.05）. Only treatment of blue light significantly increased the content of amino acids （P<0.05）， while white light significantly increased the soluble sugar content （P<0.05）. And while treatments of blue， white and yellow light significantly reduced the content of tea polyphenols and ester catechins （P<0.05）， among which blue light showed the greatest decrease. Then， the volatile components of different treatments were assayed by gas chromatography-mass spectrometry detection （GC-MS）. Compared with he dark treatment， treatments of yellow， red and blue increased the number of aroma components by 10， 4 and 1 respectively， and increased the proportion of aroma components which are beneficial to the flavor of white tea. Among them， the treatment of yellow light had the higher proportion of aldehydes， alkanes， olefins and benzene and the highest proportion of naphthalene， meanwhile the treatment of blue light did not change much.The proportion of naphthalene was the highest， the red ketones and heterooxy compounds were the highest， and the blue light did not change much. Although the number of fragrance components of white light did not increased， the proportion of its components changed the most， the proportion of alcohols and esters increased the most， and the proportion of other types of fragrance reduced. The sensory evaluation results showed that the treatment of red light had the highest taste score， while the treatment of yellow light had the highest aroma score. The overall score was listed from high to low： red light > yellow light > white light > blue light > no light. According to the comprehensive analysis， the taste of tea was best improved by red light withering， and the tea aroma was best improved by yellow light withering. Keywords： light withering; white peony teas; biochemical components; aroma components; sensory quality
DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.06.032
白茶是我国六大茶类之一，近年来其保健功能逐渐被揭示[1]，推动了白茶的消费市场和生产区域的扩张，全国白茶产量和销量显著提高[2]。萎凋是白茶加工的首道工序，对形成白茶“香气清鲜、滋味鲜醇”的品质特征有重要作用。在长达数十小时的萎凋过程中，“光、温、湿、风”等环境因素直接影响鲜叶的萎凋效果和效率[3]。光作为一种能源物质和信号分子，为促进鲜叶的物理反应、生物代谢和化学变化等方面提供了必要的环境条件和能量需求[4]。
随着精准农业和智慧农业的快速发展，已在设施农业中广泛应用的人工光照技术[5-6]，近年来也逐渐应用到茶叶加工中。在工夫红茶、广东单枞、铁观音等茶类的研究中发现，光照萎凋能提高毛茶的香气总含量[7]，增加香气种类[8]，增加橙花叔醇、吲哚、-紫罗酮和紫罗兰酮等香气的含量[9]，促使茶叶感官品质的香气特征较无光萎凋有较大改善。茶叶的主要生化成分也受光照萎凋的影响，光照不仅可以显著提高氨基酸和可溶性糖含量[10]，同时能降低茶多酚和咖啡碱的含量，有利于减低茶汤的苦涩味[11]。不同光质[12]、光强[13]及光照周期[14]等光照因子对不同茶类的作用不同，针对品质需求差异[15]，优化光照参数[16]，研发萎凋设备[17-18]，成为当前茶叶精准加工研究的热点。虽然白茶的萎凋工序是所有茶类加工中耗时最长的，但不同光质萎凋对白茶品质的影响，目前研究较少。
按照其采摘嫩度和茶树品种，白茶可分为白毫银针、白牡丹茶、寿眉、贡眉等4个花色，其中白牡丹产量最高[2]。因此，本文采用蓝光、白光、黄光和红光等4种光质分别萎凋白牡丹茶，对比无光萎凋，研究不同光质对白牡丹茶的感官品质、主要生化成分以及香气组分的影响，以期为白茶全天候工厂化、标准化补光萎凋生产提供技術参考。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 材料 供试材料为一芽一叶福鼎大白茶鲜叶，于2019年4月23日上午采自四川邛崃平乐镇文君茶业有限公司基地，无雨水叶，共60 kg。
1.1.2 仪器与设备 制茶设备：LED光源材料（灯管式光源），广州诚汇装备有限公司;希玛AS803手持照度计，东莞万创电子制品有限公司;6CHX-70茶叶提香机，安溪佳友机械。
UV-3600紫外分光光度计，日本Shimadzu公司;GUINTIX224-1C电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司;S-433D氨基酸分析仪，德国Sykam公司;A1100高效液相色谱仪、Agilent 6890N-5975B气相色谱-质谱联用仪、SPME手动进样器、50/30 μm PDMS/DVB/CAR萃取纤维（Supelco），美国安捷伦公司;磁力加热搅拌器，德国IKA公司。
1.2 方法
1.2.1 试验设计 利用 LED 光源设置不同波长的单色光质，进行不同光质萎凋的单因素试验。试验分5个处理：无光（对照）、红光（630 nm）、黄光（570 nm）、蓝光（430 nm）、白光（380～ 710 nm）。每个处理设置3个重复，每个重复由4个面积为1 m2萎凋盘组成，萎凋盘上叶层厚度为（2±0.1）cm。光源位于萎凋叶层上方20 cm处，用照度计测定萎凋盘中不同位置的叶片表面光强，光照强度在（1000±50）lx。萎凋间的墙壁上方安有小型换气扇，通风条件良好，用空调设备控制环境条件为温度（28±2）℃和相对湿度（60±5）%。萎凋间无窗户，光源关闭，即为黑暗状态。
萎凋24 h，关闭光源，将各处理中的白牡丹萎凋叶进行并筛（2个单位面积的萎凋叶合并为1个单位面积，摊匀）。各处理置于无光条件下，其他环境条件不变，再萎凋12 h后进入烘干工序， 用茶叶提香机（安溪佳友机械）75 ℃的温度将萎凋叶烘至足干（含水率<5%），即得到白牡丹茶。
1.2.2 生化成分分析方法 水浸出物含量测定参照 GB/T 8305—2013《茶 水浸出物测定》恒温干燥法;茶多酚含量测定参照GB/T 8313—2008《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》福林酚法;氨基酸含量测定参照GB/T 8314—2013《茶 游离氨基酸总量的测定》茚三酮比色法;可溶性糖的测定采用蒽酮-硫酸法[19];儿茶素、没食子酸及咖啡碱含量的测定采用高效液相色谱法，流动相为0.2%乙酸和乙腈，色谱检测条件为检测波长为278 nm、流速1 mL/min、柱温25 ℃、进样量10 μL，流动相梯度洗脱[20]。
1.2.3 香气组分测定 HS-SPME前处理方法和GC-MS检测条件参考文献[21]。
定性与定量：各组分分别用NIST08标准谱库进行检索匹配，碎片比对，并结合相关文献报道、各成分的相对保留时间等进行定性。定量按峰面积归一化法计算各组分的相对含量。
1.2.4 感官审评 根据GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》中名优白茶审评法，由3名专业人员对样品进行外形、汤色、香气、滋味和叶底5项因子的密码审评，各因子按满分100分进行打分。采用评语和评分结合加权评分法计分，总分=外形分数×25%+汤色分数×10%+香气分数× 25%+滋味分数×35%+叶底分数×10%。
1.3 数据处理 采用 Excel 2017 软件及SPSS 19. 0软件进行数据处理，LSD法进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同光质萎凋对白牡丹茶主要生化成分的影响
不同光质萎凋对白牡丹茶的主要生化成分的影响见表1。蓝、白、黄光3种光质萎凋组的白牡丹茶的茶多酚含量均显著低于无光萎凋组，红光萎凋对茶多酚降低不明显。本研究中儿茶素含量的变化与茶多酚呈现相同的特点，红光和无光萎凋组的白牡丹茶的儿茶素含量显著高于其他处理，但蓝、白、黄光3种光质萎凋组的白牡丹茶的儿茶素含量之间不存在显著性差异。红光和蓝光组的氨基酸总量显著高于无光组和黄光组，黄光、白光与无光组不存在显著性差异。红光组的可溶性糖含量显著高于无光和其他光质组，其他光质组与无光组不存在显著差异，且黄光组显著低于蓝光和白光组。红光组咖啡碱含量显著低于无光组，其他3种光质与无光萎凋不存在显著性差异。白光和红光组的白牡丹茶水浸出物含量与无光组不存在显著性差异，蓝光和黄光萎凋组的白牡丹茶水浸出物含量显著低于无光组。
不同光质萎凋处理下，白牡丹茶儿茶素组分含量的差异见表2。蓝光萎凋组白牡丹茶的EGC、EGCG、ECG及酯型儿茶素含量显著低于无光组，GCG、CG含量高于无光组。白光萎凋组白牡丹茶的EGC、EGCG、ECG、非酯型儿茶素和酯型儿茶素含量均显著低于无光组。黄光萎凋组白牡丹茶的EGC、EGCG、ECG、酯型儿茶素及非酯型儿茶素含量显著低于无光组，GCG、CG含量显著高于无光组。红光萎凋组白牡丹的GC、EC及非酯型儿茶素含量显著低于无光组，而EGC、EGCG、GCG、CG、酯型儿茶素含量显著高于无光组。而蓝、白、黄光3种光质萎凋组的白牡丹茶之间，在EGC、C、EC、EGCG、ECG、非酯型儿茶素和酯型儿茶素等多个指标上均不存在显著性差异。
2.2 不同光质萎凋对白牡丹茶香气组分的影响
通过GC-MS方法共鉴定出155种香气物质，其中各处理中白牡丹茶共有的香气物质为125种，由醛类、醇类、酮类、酸类、酯类、醚类、烷烃类、烯烃类、苯和萘类、杂氧化合物和含硫化合物等11类组成，香气组成类型丰富。由图1可知，4种光质萎凋处理的白牡丹茶香气物质数量均不低于无光组（134种），且黄光、红光和蓝光处理的香气物质数量，分别比无光处理增加了10、4和1种，白光处理没有增加。各处理中香气成分数量最多的均是醇类物质，其次是烷烃、烯烃和酯类物质。除了香气成分数量，不同光质萎凋对白牡丹茶香气组分构成比例也有影响。由图2可知，比较不同香气种类的相对含量，不同光质处理下的醇类相对含量均高于其他香气种类，占到所测样品香气总量的44.415%～56.640%，其中白光组的醇类比例高于其他光质组。除了醇类，酯类和醛类的相对含量也比较高。不同光质处理间比较，黄光处理的醛类、烷烃类、苯和萘类等，这3类香气物质的相对含量均高于其他处理和无光。
表3列出了部分香气化合物，由于烃烷类化合物一般无色无味，不对茶叶香型产生影响，所以暂未列出。在特征醇类物质的相对含量上，与无光组相比，光照萎凋处理均可提高苯甲醇、苯乙醇、橙花醇这3种具有“花果香”特征的香气物质的相对含量，而4种光质之间比较，蓝光组的3种物质含量均为最低，黄光组的苯甲醇含量最高，白光组的苯乙醇和橙花醇含量最高。香叶醇具有玫瑰香，白光组远高于无光组，而蓝、黄和红光组低于无光组。雪松醇和韦德醇是倍半萜烯醇，有木质香气。雪松醇的含量为黄光组最高，而韦德醇仅在黄光组检出。较无光组，4种光质组的法呢醇含量均降低，其中黃光组最高，白光组最低。芳樟醇及其氧化物是白茶重要的特征香气之一[22]，相比无光组，蓝光和白光组提高了芳樟醇相对含量，红光和黄光组则反之;4种光质萎凋处理均可提高白牡丹茶的顺式氧化芳樟醇相对含量;红光、白光、蓝光提高了反式氧化芳樟醇的相对含量，黄光反之。
在特征酮类物质的相对含量上，白牡丹茶香气组分中α-紫螺酮、紫罗兰酮、β-紫罗兰酮、香叶基丙酮等具有“花香”特征的香气组分相对含量，红、蓝、黄光组均高于无光组，白光组则低于无光组。α-紫螺酮、紫罗兰酮和香叶基丙酮均为黄光组最高，β-紫罗兰酮为红光组最高。在特征醛类物质的相对含量上，香叶醛和橙花醛是具有柠檬香的萜烯醛类，互为顺反异构体，2种物质在各处理中的相对含量依次为黄光>红光>无光>蓝光>白光。体现“青草香、清香”的正癸醛、苯甲醛和辛醛，均为蓝光组的相对含量最高。而红光组的3-乙基苯甲醛和苯乙醛的相对含量高于无光组和其他光质组。在特征酯类物质的相对含量上，蓝光和黄光组的丙酸丁酯相对含量高于其他萎凋处理;红光和白光组的水杨酸甲酯相对含量高于其他萎凋处理。另外，柠檬烯具有柠檬香，4种光质萎凋下白牡丹茶中柠檬烯的相对含量均高于无光组，其中黄光组最高。石竹烯具有松木和丁香似的香气，仅在白光和黄光组里检出，且黄光组含量最高。
2.3 不同光质萎凋对白牡丹茶感官品质的影响
由表4可知，不同光质萎凋组的白牡丹茶感官审评总分及各因子得分均在80分以上。红光组的白牡丹茶总分（86.6）最高，其他处理组的总分由高到低依次是黄光>白光>蓝 光>无光。较之无光萎凋的白牡丹茶存在的青草气和苦涩度，4种光质萎凋处理的白牡丹茶在香气和滋味得分上均有提高，呈现“清香、花香”和“醇厚”的良好风味特征，且红光组的滋味因子得分最高，黄光组的香气因子得分最高。
3 讨论
光照对萎凋效果的影响主要是通过茶鲜叶内的一系列物理、生理和化学特征的变化来实现的，尤其是不同光质对水解酶、氧化酶等作用不同，直接影响了鲜叶中的呈味化合物含量的减增。综合研究结果发现，4种光质萎凋处理均有利于改善白牡丹茶的茶汤滋味，其中红光萎凋对滋味提高最明显。与无光萎凋和其他光质萎凋的白牡丹茶生化成分对比，红光不仅提高了氨基酸、可溶性糖含量，增加了茶汤的鲜爽度和甜度，且降低了咖啡碱含量，减少了苦味。柯茜[23]检测了红光萎凋下鲜叶的多种氨基酸组分，发现谷氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、-氨基丁酸、赖氨酸、精氨酸等重要呈味氨基酸的含量显著高于自然萎凋，与本研究红光萎凋可以提高滋味的鲜爽度的结论一致。红光作为可以提高作物可溶性糖含量的补光光源，已广泛应用于设施农业中，已知萎凋中的鲜叶还存在一定的生理活性[10， 13]，推断红光可以提高萎凋叶的光合效率，或诱导光敏色素对糖代谢的调控，促进糖代谢有关酶活性提高[24]，最终表现为红光萎凋提高了白牡丹茶的可溶性糖含量。本研究中其他光质与无光相比，仅蓝光提高了氨基酸含量，白光提高了可溶性糖含量，与其他植物研究中认为的蓝光照射会促进蛋白质、氨基酸的合成的结论是一致的[25]，但白光增加可溶性糖含量还有待进一步研究确定。 白茶萎凋过程中，随着鲜叶失水，细胞生物膜透性增加，多种氧化酶活性提高，多酚类化合物缓慢氧化，其含量逐步降低[26]。本研究中相较于无光萎凋，蓝、白、黄光萎凋降低了茶多酚和酯型儿茶素的含量，但红光萎凋的白牡丹茶的茶多酚和儿茶素总量变化较小，产生这种结果的原因很可能是因为红光照射对鲜叶的碳循环有促进作用，通过调节PPO、PAL、CHS等相关酶类的活性，提高了酚类物质的含量[27]，在一定程度上抵消了萎凋中因氧化作用造成的茶多酚含量下降。儿茶素是茶多酚中含量最高的组分，而酯型儿茶素和非酯型儿茶素在萎凋过程中会发生氧化、水解、异构化等一系列的化学反应，使其组分比例发生明显变化。有文献报道，人工光照能够较大幅度增强PPO活性[28]，直接影响了儿茶素组分的构成比例。较无光萎凋，蓝、白、黄光萎凋降低了酯型儿茶素的含量，这种变化有利于减轻茶汤的苦涩味。而红光萎凋的酯型儿茶素含量虽然最高，但是协同高含量的可溶性糖、氨基酸等物质，整体构成了茶汤醇厚清甜的滋味特征。本研究中紅光对不同儿茶素组分含量的影响，与红光在工夫红茶萎凋中的研究结果[29]存在差异。可能是白牡丹茶萎凋时间远长于工夫红茶，萎凋叶失水较多，内含物质后期变化会与其他茶类的萎凋存在差异，所以需要进一步对红光萎凋中白茶鲜叶的主要生化成分进行全程动态监测。已知光照在植物体不同生长阶段的作用有区别，鲜叶内的差异蛋白会参与不同时期的代谢循环[30]，接下来的研究中，有待利用蛋白质组学和代谢组学技术，全面地分析红光萎凋中鲜叶的代谢调控途径和关键调节位点，揭示红光处理离体鲜叶对提高茶叶品质的作用机制。
除了滋味，本研究还发现4种光质萎凋处理均可提高白牡丹茶感官审评的香气因子得分，其中黄光萎凋对香气品质改善最有效。茶叶香气类型和水平的高低是由性质不同、含量差异悬殊的挥发性成分共同表征决定。本研究通过GC-MS检测发现黄光萎凋处理的香气物质数量最多，尤其是醇类物质，是各处理中数量最多的香气化合物。醇类作为白茶的主要挥发性物质[31]，其种类和含量受到原料[32]、工艺[33]、贮藏环境[34]等多种因素的影响。黄光组的苯甲醇、雪松醇、韦德醇和法呢醇的相对含量高于其他处理组，这些醇类化合物有助于白牡丹茶的“花香、果香”风味形成。醛类化合物的阈值低，对茶叶风味的贡献作用大，黄光组的醛类物质相对含量最高（11.373%），有利于白牡丹茶“清香”特征的呈现。黄光组的具有柠檬香的香叶醛和橙花醛相对含量高于其他处理，具有清香的苯甲醛和具有花香苯乙醛的相对含量也较高，这些都对白牡丹茶的香气特征具有正向加成作用。另外，黄光组的-紫螺酮、紫罗兰酮、香叶基丙酮、丙酸丁酯、柠檬烯、-石竹烯、2-正戊基呋喃等香气组分相对含量，均高于其他光质组和无光萎凋组，这些成分含量高也有助于白牡丹茶良好香气品质形成[35]。类似的研究结果在凤凰单枞[36]、工夫红茶[37]和铁观音[38]的光质萎凋中也有发现。产生原因是人工补光可以显著提高萎凋叶的-葡萄糖苷酶、多酚氧化酶、蛋白水解酶等酶活，有益于香气物质的形成[39]。进而深入研究-葡萄糖苷酶基因（CsBG1、CsBG2）、-樱草糖苷酶基因（CsBP）的相对表达量，发现黄光在萎凋中可以促进香气相关酶基因上调表达，从而提高酶活性，改善香气品质[40]。值得注意的是，根据黄光组“花香高扬，持久”的感官评语描述推测，黄光萎凋可以提高香气物质总含量来改善香气品质，而不仅仅是改变香气组分比例构成，但还需要通过进一步测定香气成分的绝对含量来验证。
红光组和白光组的白牡丹茶香气得分仅次于黄光组，红光组为清香带花香，白光组为清香带毫香。红光组的香气特征带有甜香，推测是由苯甲醇、反式和顺式氧化芳樟醇的较高相对含量导致;白光组的香气特征是带有花香，推测是由水杨酸甲酯、芳樟醇、苯乙醇和橙花醇的较高相对含量导致。蓝光组的香气得分低于红光和黄光组，但是高于无光组，苯甲醛、辛醛和丁醚的相对含量高于其他处理组，促进其“毫香显，清香”的特征呈现。可见光照可以促进呈现花香型的醇类和清香型的醛类特征香气成分的形成，这些化合物的高含量，是光质萎凋提高白牡丹茶香气品质的物质基础。本研究中不同光质对白牡丹茶不同香气物质的影响，与罗玲娜等[41]在福建白茶中的研究结果存在差异，很可能是由于鲜叶采摘标准、环境温湿度及萎凋光照时间不同引起的[42]。在园艺学上已发现红光可显著上调醇酰基转移酶基因（FaAAT）和橙花叔醇合成酶1基因（FaNES1）表达，从而促进酯类和反式-橙花叔醇释放，提高草莓的风味[43]。除了对茶叶的挥发态、游离态和糖苷态香气物质的含量进行检测，下一步可以研究不同波长光对萎凋中鲜叶的滋味、香气和色泽变化相关酶基因相对表达量的影响，通过控制茶叶加工工艺参数，对产品风味和营养成分进行精细化调控，为差异化农产品的开发提供理论基础。
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责任编辑：崔丽虹