不同加工工艺西湖龙井茶品质差异特性分析

崔宏春，张建勇 ，敖 存，黄海涛，郑旭霞，赵 芸，师大亮，余继忠,

（1.杭州市农业科学研究院茶叶研究所,浙江杭州 310024；2.中国农业科学院茶叶研究所,浙江杭州 310008）

西湖龙井茶历史悠久，以“色绿、香郁、味甘、形美”居我国绿茶之首，其品质特征离不开优良的茶树品种、特有的地理气候以及独特的加工工艺。西湖龙井茶传统工艺是以全手工炒制，炒制手式有“抖、搭、搨、捺、甩、抓、推、扣、压、磨”十大手法，要求炒茶人员具有较高的加工技术和“看茶做茶”水平。传统工艺不仅工效较低，而且难以实现茶叶生产的规模化和标准化。随着产业发展对工效需求、加工工艺标准化和规模化要求的提高，以及劳动力紧缺问题的不断凸显，机器炒制也逐渐引入到了西湖龙井茶的加工过程中。近些年，扁形茶炒制机、滚筒式和往复槽式龙井茶辉锅机的性能逐渐得到改进，西湖龙井茶的机械化加工技术水平在不断提高。

目前，大部分西湖龙井茶产区前期鲜叶量少以手工为主，中后期茶鲜叶大量上市时转为机制为主。机器炒制大大提高了西湖龙井茶的生产工效，但是在西湖龙井茶滋味、香气等方面品质仍逊色于传统手工炒制的品质。龚淑英等[1]研究了全手工工艺、机手结合工艺、全机械制茶工艺对春季（高档）龙井茶品质的影响，认为机手结合或全机制，特别是机手结合的产品在外形上已经达到甚至超过手工炒制的高档龙井茶品质。沈红[2]也比较了全手工工艺、机手结合工艺、全机制工艺对高档西湖龙井茶品质的影响，认为手工方式是形成高档西湖龙井茶优良品质的基本条件。西湖龙井茶品质的形成受多种因素影响，包括鲜叶品种[3−5]、杀青方式[6]、青锅方式[7−11]、辉锅方式等[12−14]，以及冲泡条件[15−16]、评价方式[17−22]等，其中青锅是西湖龙井茶风味品质形成的关键环节，主要是利用高温炒制，使鲜叶原料中的青草气挥去，茶的色泽和形状基本成形，茶的含水量由原先的75%左右降低到25%～30%，较少涉及机械青锅工艺与手工炒制工艺结合对西湖龙井茶风味品质影响的研究。

本文以西湖龙井茶产区鲜叶为原料，系统比较分析传统手工、一青机制后手工、二青机制后手工、机器炒制的西湖龙井茶品质，深入分析一青、二青机制后手工的感官和理化成分品质差异特性，可为西湖龙井茶的加工技术提升提供理论依据和应用指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

茶鲜叶原料 采自浙江省杭州市西湖区龙井群体种茶园，采摘标准为一叶一芽初展为主；没食子酸（Gallic acid，GA）、儿茶素（Catechin，C）、表儿茶素（Epicatechin，EC）、没食子儿茶素（Gallocatechin，GC）、表没食子儿茶素（Epigallocatechin，EGC）、儿茶素没食子酸酯（Catechin Gallate，CG）、表儿茶素没食子酸酯（Epicatechin Gallate，ECG）、没食子儿茶素没食子酸酯（Gallocatechin Gallate，GCG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin 3-gallate，EGCG）

购自美国Sigma公司；天冬氨酸（Aspartic acid，Asp）、谷氨酸（Glutamic acid，Glu）、天冬酰胺（Asparagine，Asn）、丝氨酸（Serine，Ser）、谷氨酰胺（Glutamine，Gln）、组氨酸（Histidine，His）、苏氨酸（Threonine，Thr）、精氨酸（Arginine，Arg）、丙氨酸（Alanine，Ala）、γ-氨基丁酸（γ-Aminobutyric Acid，Gaba）、茶氨酸（Theanine，Thea）、缬氨酸（Valine，Val）、亮氨酸（Leucine，Leu）购自美国Sigma公司；乙腈 色谱纯，购自国药集团；乙酸、茚三酮、甲醇、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸、硫酸、蒽酮、水合茚三酮、氯化亚锡 均为国产分析纯，购自国药集团。

6CCB-100ZD扁茶炒制机 浙江红五环制茶装备股份有限公司；6CLH-60 茶叶辉干机 浙江红五环制茶装备股份有限公司；Agilent 1100 高效液相色谱仪 美国Agilent公司；UV-2550 型紫外可见分光光度计 日本Shimadzu公司；KQ-100E超声波脱气机 江苏昆山市超声仪器有限公司；BSA-124S电子天平 德国Sartorius公司；DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱 上海精密实验设备有限公司；ColorQuest XE色差仪 美国HunterLab公司；S-433D氨基酸分析仪 德国SYKAM公司。

1.2 实验方法

1.2.1 西湖龙井茶不同加工工艺 4 个加工工艺：

工艺1 为全机制：茶鲜叶→摊青（厚度2～3 cm，3～4 h）→扁茶炒制机一青（200～220 ℃，3～4 min）→摊凉（30 min）→扁茶炒制机二青（160～180 ℃，3～4 min）→摊凉（30 min）→茶叶辉干机辉锅（80～100 ℃，8～10 min）；

工艺2 为一青机制后手工：茶鲜叶→摊青（厚度2～3 cm，3～4 h）→扁茶炒制机一青（200～220 ℃，3～4 min）→摊凉（30 min）→手工二青（160～200 ℃，8～10 min）、手工辉锅（80～100 ℃，8～10 min）；

工艺3 为二青机制后手工：茶鲜叶→摊青（厚度2～3 cm，3～4 h）→扁茶炒制机一青（200～220 ℃，3～4 min）→摊凉（30 min）→扁茶炒制机二青（160～180 ℃，3～4 min）→摊凉（30 min）→手工辉锅（80～100 ℃，8～10 min）；

工艺4 为全手工：茶鲜叶→摊青（厚度2～3 cm，3～4 h）→手工青锅（180～220 ℃，10～15 min）→摊凉（30 min）→手工辉锅（80～100 ℃，8～10 min）。

1.2.2 茶样感官审评 委托农业农村部茶叶质量监督检验测试中心对西湖龙井茶样品进行感官评定，采用国家标准GB/T 23776-2018《茶叶感官审评方法》，茶样3.0 g，放入 150 mL审评杯中，注满沸水，加盖泡 4 min，滤茶汤，叶底留于杯中；采用密码审评和集体评分的方式，依次审评茶样外形、汤色、香气、滋味、叶底，得出各项分数并计算总分（百分制）。

1.2.3 茶多酚、儿茶素、咖啡碱、氨基酸、水浸出物检测方法

1.2.3.1 茶多酚含量检测 采用国家标准方法《GB/T 8313-2018 茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》，检测西湖龙井茶样品茶多酚含量。

1.2.3.2 儿茶素、咖啡碱和没食子酸检测 Agilent 1100 HPLC系统，色谱柱为Hypsial ODS C18柱（5 μm，4.6 mm×250 mm）；流动相A为2%乙酸溶液，流动相B为乙腈，流速1 mL/min，柱温35 ℃，检测波长280 nm，进样量10 μL，0～12 min内流动相A由93.5%变化到92%，12～16 min时流动相A由92%变为85%，16～20 min时流动相A由85%变为15%，20～30 min回到初始状态即流动相A93.5%，平衡5 min[23]。

1.2.3.3 氨基酸组分检测 准确3 g（精确至0.001 g）磨碎茶样于250 mL锥形瓶中，加沸蒸馏水150 mL，立即移入沸水浴中，浸提45 min（每隔10 min摇动一次），浸提完毕后，趁热减压过滤，滤液移入200 mL烧杯中，残渣用少量热蒸馏水洗涤2～3 次，并将滤液滤入上述容量瓶中，冷却后用蒸馏水稀释至150 mL，得待测茶样溶液。

采用 OPA柱前衍生结合 HPLC荧光检测法对氨基酸组分进行检测，包括Asp、Glu、Asn、Ser、Gln、His、Thr、Arg、Ala、Gaba、Thea、Val、Leu。柱前衍生方法：先配制 OPA溶液，方法为 9 mL硼酸缓冲液（0.4 mol/L，pH10.2）+0.01 g OPA+1 mL乙腈+100 μL巯基丙酸，混匀后过0.22 μm膜。将配制完成的OPA溶液50 μL与0.4 mol/L硼酸缓冲液（pH10.2）500 μL，450 μL超纯水以及5 μL待测茶样溶液，混匀后进行检测。检测条件为Zorbax Eclipse-AAA色谱柱（3.5 μm,4.6 mm×150 mm），柱温箱40 ℃，发射波长340 nm，接收波长450 nm，进样体积10 μL，流速1.5 mL/min，流动相A为40 mmol/L Na2HPO4缓冲液（pH7.8），流动相B为乙腈:甲醇:超纯水=45:45:10（v/v/v）。洗脱梯度为0～18 min，流动相B由5%（v）线性增加至60%（v），18～32 min流动相B由60%（v）线性增加至100%（v），32～37 min流动相B降至5%（v），并保持7min[24]。

1.2.3.4 水浸出物含量测定 采用国家标准方法“GB/T 8305-2013 茶 水浸出物测定”，检测西湖龙井茶样品水浸出物含量。

1.2.4 色差值测定方法 称取干茶 3.0 g，加入150 mL沸水，冲泡4 min，滤纸过滤，冷却至室温，采用色差仪（光源D65，角度4 °），检测茶汤L值（明暗度）、a值（红绿色度）、b值（黄蓝色度）。

1.3 数据处理

茶叶化学成分含量、色差值的测定均重复3 次，取平均值作为该样品的化学成分含量进行数据处理。采用SPSS 25.0 统计分析软件进行差异显著性分析和偏相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同加工工艺西湖龙井茶感官品质差异

4 个不同加工工艺得到的西湖龙井茶感官审评结果见表1。从外形、汤色评语和得分来看，工艺2 的一青机制后手工茶、工艺3 的二青机制后手工茶、工艺1 的全机制茶的外形和汤色得分高于工艺4 的纯手工炒制茶，说明与纯手工青锅相比，扁形炒制机青锅方式更有利于西湖龙井茶干茶翠绿色泽和匀度的保持，以及汤色嫩绿明亮的保持。从叶底评语和得分来看，工艺2 的一青机制后手工茶的叶底得分与工艺4 的纯手工茶相当，且略低于工艺3 的二青机制后手工茶、工艺1 的全机制茶，说明扁形炒制机青锅的次数对西湖龙井茶叶底品质有影响。从滋味和香气评语和得分来看，工艺2 的一青机制后手工西湖龙井茶滋味、香气优于工艺1 全机制西湖龙井茶和工艺3 的二青机制后手工茶滋味和香气，但低于工艺4 的纯手工西湖龙井茶，说明扁茶炒制机青锅的次数、手工辉锅还是辉干机辉锅对于西湖龙井茶滋味和香气的形成有重要影响，本研究认为扁茶炒制机青锅1 次和手工辉锅结合的方式有助于西湖龙井茶滋味和香气的提升。手工辉锅的加工方式是“手不离茶、茶不离锅”，是确保西湖龙井茶品质形成的特殊工序，不仅有利于茶叶滋味和香气物质的形成，且更符合传统龙井茶所具有的风格特点，这是目前全机制西湖龙井茶不能实现的，这与龚淑英等[1]的研究结果一致。从感官评分的总分来看，工艺2 的一青机制后手工茶和工艺4 的纯手工茶得分接近，工艺3 的二青机制后手工茶次之，工艺1 的全机制茶总分较低。综合来看，与全机制茶相比，扁形炒制机青锅1 次与手工辉锅结合的一青机制后手工工艺有利于提升西湖龙井茶外形、滋味、香气品质。

表1 不同工艺西湖龙井茶感官审评结果Table 1 Sensory evaluation results of Xihu Longjing tea with different processes

2.2 不同加工工艺西湖龙井茶茶叶风味化学成分差异分析

茶多酚、咖啡碱、没食子酸与茶叶风味品质紧密相关，是茶叶风味化学成分的主体。4 个不同加工工艺西湖龙井茶的茶多酚、咖啡碱、没食子酸含量见图1。工艺1、工艺2、工艺3、工艺4 的茶多酚、咖啡碱、没食子酸含量均差异不显著（P>0.05），这与龚淑英等[1]研究结果一致。

图1 不同工艺西湖龙井茶风味化学成分含量Fig.1 Contents of flavor chemistry components in Xihu Longjing tea with different techniques

儿茶素约占茶多酚含量的75%～80%，是茶叶风味品质化学物质中最重要的一种。4 个不同加工工艺西湖龙井茶的8 种儿茶素含量见图2。工艺1、工艺2、工艺3、工艺4 的西湖龙井茶GC、EGC、C、EC、CG含量差异不显著（P>0.05），但其EGCG、GCG、ECG含量差异显著（P<0.05）。工艺2 的西湖龙井茶EGCG、GCG含量显著高于（P<0.05）工艺1、工艺3、工艺4，工艺2 的西湖龙井茶ECG含量显著低于（P<0.05）工艺1、工艺3、工艺4。EGCG是儿茶素中含量最高的组分，占绿茶毛重的9%～13%，对茶汤滋味品质的贡献相对较大。相比全机制、二青机制后手工、纯手工的工艺，一青机制后手工的工艺2 西湖龙井茶有助于保留EGCG和GCG，进而有助于西湖龙井茶滋味的改善。

图2 不同工艺西湖龙井茶的儿茶素组分含量Fig.2 Content of catechins in Xihu Longjing tea with different techniques

采用SPSS软件，对不同加工工艺西湖龙井茶滋味品质与儿茶素组分含量进行偏相关分析，并进行双尾显著性检验，相关性分析结果见表2。由表2 可知，不同加工工艺西湖龙井茶滋味评分与EGCG含量、GCG含量呈显著正相关（P<0.05）。一青机制后手工的工艺2 比其他工艺的西湖龙井茶EGCG和GCG含量相对较高，即工艺2 有助于提升西湖龙井茶滋味感官品质。

表2 不同加工工艺西湖龙井茶滋味品质与儿茶素含量相关性Table 2 Correlation between taste quality and catechins content of Xihu Longjing tea with different processing technology

氨基酸对于茶汤鲜爽度滋味品质具有重要影响。4 个不同加工工艺西湖龙井茶的游离氨基酸含量见图3。工艺1、工艺2、工艺3、工艺4 的西湖龙井茶丝氨酸、丙氨酸、γ 氨基丁酸含量差异不显著（P>0.05）。工艺1 的西湖龙井茶天冬氨酸、苏氨酸、谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸、组氨酸、精氨酸含量显著高于工艺2、工艺3、工艺4（P<0.05）。工艺2 的西湖龙井茶谷氨酰胺、茶氨酸含量显著高于工艺1、工艺3、工艺4（P<0.05）。茶氨酸（L-Theanine）是茶叶中特有的游离氨基酸，也是茶叶中含量最高的氨基酸，约占游离氨基酸总量的50%以上，具有甜味和鲜爽味。相比全机制、二青机制后手工、纯手工的工艺，一青机制后手工的工艺2 西湖龙井茶有助于保留较多茶氨酸，进而有助于西湖龙井茶滋味的改善。

图3 不同工艺西湖龙井茶的氨基酸组分含量Fig.3 Content of amino acid compositions in Xihu Longjing tea with different techniques

采用SPSS软件，对不同加工工艺的湖龙井茶滋味品质与氨基酸组分含量进行偏相关分析，并进行双尾显著性检验，相关性分析结果见表3。由表3 可知，不同加工工艺西湖龙井茶滋味品质与茶氨酸含量、天冬氨酸含量、天冬酰胺含量呈显著正相关（P<0.05）。一青机制后手工的工艺2 比其他工艺的西湖龙井茶茶氨酸含量相对较高，即工艺2 有助于提升西湖龙井茶滋味感官品质。

表3 西湖龙井茶滋味品质与游离氨基酸组分含量相关性Table 3 Correlation between taste quality and free amino acid content of Xihu Longjing tea

2.3 不同加工工艺西湖龙井茶色差差异分析

由图4 可以看出，工艺1、工艺2、工艺3、工艺4 的西湖龙井茶汤L值差异不显著（P>0.05），但a值、b值差异显著（P<0.05）。工艺1 的西湖龙井茶茶汤a值显著低于工艺4、工艺2、工艺3，即工艺1 的西湖龙井茶汤绿色的程度较高，基本与汤色感官审评结果对应。工艺1 和工艺4 的西湖龙井茶汤b值，显著高于工艺3、工艺2（P<0.05），也基本与汤色感官审评结果对应。

图4 不同工艺西湖龙井茶的茶汤色差Fig.4 Color difference of Xihu Longjing tea soup with different technology

采用SPSS软件，对不同加工工艺西湖龙井茶汤色评分与色差值进行偏相关分析，并进行双尾显著性检验，相关性分析结果见表4。由表4 可知，西湖龙井茶汤色评分与a值、b值均呈显著正相关（P<0.05）。

表4 不同加工工艺西湖龙井茶汤色品质与色差相关性Table 4 Correlation between color quality and color difference of Xihu Longjing tea soup

3 结论与讨论

手工工艺加工的西湖龙井茶和机制工艺加工的西湖龙井茶品质存在区别，一青机制后手工、二青机制后手工、全机制工艺加工的西湖龙井茶外形、汤色、叶底感官评价较好，而手工工艺加工的西湖龙井茶滋味、香气感官评价相对较好。青锅是利用高温挥去鲜叶原料中的青草气，促使茶的色泽和形状基本成形，茶的含水量由原先的75%左右降低到25%～30%，是对西湖龙井茶品质影响比较大的一个加工环节。王东波等[11]通过分析龙井茶品质形成缺陷的原因，认为龙井茶品质的高低与制作工艺息息相关，生产工艺的改进能提升龙井茶的品质，减少龙井茶品质缺陷，增加消费者对龙井茶的认可度，提升产品的价值。本文采用一青机制后手工的创新工艺，显著提高了全机制的品质得分，与全手工工艺的西湖龙井茶品质得分相当，说明一青机制后手工工艺对于西湖龙井茶品质提升具有重要作用。

从理化成分含量变化角度来看，不同工艺的茶多酚、咖啡碱、游离氨基酸含量差异不显著，一青机制后手工茶、二青机制后手工茶的方式有利于西湖龙井茶EGCG和GCG的保留，而二青机制后手工茶的方式不利于ECG的保留。全机制的加工方式有利于西湖龙井茶天冬氨酸、苏氨酸、谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸、组氨酸、精氨酸的保留，而一青机制后手工茶的方式有利于茶氨酸、谷氨酰胺的保留。一青机制后手工工艺、二青机制后手工工艺的色差值a、b与全手工、全机制的有较大区别，说明扁形炒制机青锅工艺对西湖龙井茶内含物和汤色品质影响比较大。夏建仁等[7]分析了龙井茶机械加工存在的问题，提出通过改进龙井茶加工的青锅工艺可以提升茶叶品质，本文通过不同工艺西湖龙井茶感官品质和理化成分差异分析，佐证了青锅工艺提升龙井茶品质的可行性。后续，有必要对青锅工艺和手工辉锅对西湖龙井茶呈味特性和呈色特性的影响机制开展深入研究。