欧李代用茶适制种质筛选与加工工艺研究

Study on germplasm selection and processing techniques for Cerasus humilis substitute tea

摘要

目的 本研究以欧李18个品种（系）的叶片为原料，探究适宜制备代用茶的欧李种质和适宜发酵条件，为欧李代用茶种质的筛选和制备提供理论依据。 方法 选取18个欧李品种（系）成熟叶片，以工夫红茶加工工艺制备欧李代用茶；通过比色法测定欧李代用茶茶叶中茶多酚、总酚、类黄酮和单宁等欧李代用茶活性物质含量；采用正交试验设计欧李代用茶发酵条件，结合感官审评筛选欧李代用茶适宜种质和发酵条件。 结果 欧李18个品种（系）发酵茶茶多酚含量为39.64~68.75 mg·g^-1，总酚含量为10.07~19.64 mg·g^-1，类黄酮含量为17.72~43.60 mg·g^-1，单宁含量为10.37~19.43 mg·g^-1。‘农大7号’品种发酵茶中的茶多酚、类黄酮和单宁含量均为最高。综合感官评价结果，筛选出‘农大5号’、‘农大7号’和‘01-01’共3个适宜制备欧李代用茶的种质。‘农大5号’、‘农大7号’和‘01-01’欧李叶片茶多酚含量分别为48.03、68.75、42.40 mg·g^-1；总酚含量分别为12.76、19.03 、11.69 mg·g^-1；类黄酮含量分别为20.70、43.60、18.29 mg·g^-1；单宁含量分别为12.27、19.43、12.45 mg·g^-1。‘农大5号’和‘01-01’发酵工艺为发酵时间5 h、发酵温度35 ℃、发酵湿度80%；‘农大7号’发酵工艺为发酵时间5 h、发酵温度35 ℃、发酵湿度90%。不同发酵条件‘农大5号’感官评价最高为92分，‘农大7号’和‘01-01’感官评价最高均为92.75分。 结论 欧李代用茶发酵工艺为发酵时间5 h、发酵温度35 ℃，湿度为80%~90%。综合营养和感官评价，‘农大7号’制备代用茶的潜力较大。

Abstract

Objective This study aimed to explore suitable germplasm of Chinese dwarf cherry（Cerasus humilis）and optimal fermentation conditions for the preparation of substitute tea using leaves form 18 varieties. The goal was to provide a theoretical basis for the screening and preparation of germplasm of C. humilis substitute tea （CST）. Methods The substitute tea was processed using the method for traditional black tea. The active compounds in the tea， such as polyphenols， total phenols， flavonoids， and tannins， were measured using a colorimetric method. An orthogonal experimental design was used to test the fermentation conditions， and sensory evaluation was applied to screen for suitable germplasm and fermentation conditions. Results The content of tea polyphenol， total phenol， flavonoids， and tannin in the 18 cultivars of C.humilis ranged from 39.64 to 68.75 mg·g^-1， 10.07 to 19.64 mg·g^-1， 17.72 to 43.60 mg·g^-1 and 10.37 to 19.43 mg·g^-1， respectively. ‘Nongda No.7’exhibited the highest levels of tea polyphenols， flavonoids， and tannin. From the 18 germplasms evaluated， ‘Nongda No.5’， ‘Nongda No.7’， and ‘01-01’ were identified as the most suitable cultivars for preparing substitute tea （CST）. The tea polyphenols in ‘Nongda No.5’， ‘Nongda No.7’ and ‘01-01’ were 48.03， 68.75， and 42.40 mg·g^-1， respectively. Their total phenol content was 12.76， 19.03， and 11.69 mg·g^-1， respectively. The flavonoid content in the three cultivars was 20.70， 43.60， and 18.29 mg·g^-1， respectively， while their tannin content was 12.27， 19.43， and 12.45 mg·g^-1， respectively. The optimal fermentation conditions for ‘Nongda No. 5’were 5 hours at 35 ℃ with 80% humidity， while‘Nongda No. 7’ required 5 hours at 35 ℃ and 90% humidity. The ideal conditions for‘01-01’were 5 hours at 35 ℃ and 80% humidity. Conclusion The optimal fermentation process for CST was 5 hours at 35 ℃ with humidity ranging between 80%~90%. Based on the quality indicators and sensory evaluation， ‘Nongda No.7’ showed the greatest potential for further development as a substitute tea.

Graphical abstract

关键词

欧李 / 种质 / 代用茶 / 发酵条件 / 感官审评

Key words

Cerasus humilis / Germplasm / Substitute tea / Fermentation conditions / Sensory evaluation

中国人素爱饮茶，更善制茶，这不仅是因为茶清香雅致，更是因为茶可清心润肺，强身健体，对人体可起到养生保健功效^［1］。随着人们生活水平和健康意识的提高，全民保健的观念已经深入人心，茶叶消费的需求也正在发生变化^［2］。代用茶是选取药食两用或可食用的植物（茶除外）花（含花蕾）、芽、叶、果（实）、根茎为原料，按照传统茶叶的方式加工，以冲泡（浸泡或蒸煮）的方式，供人们饮（食）用的产品^［3］。代用茶具有抗氧化、清热解毒、降三高、减少肝脏损伤等功效，近年来深受消费者青睐。代用茶产业的兴起，使得许多野生植物的茶用价值被发掘利用，为当地的经济发展提供了有效途径。刘品华等^［4］以中药黄精、苦荞和甜叶菊为原料，研制出一种具有黄精、苦荞、甜叶菊功效的代用茶。桑叶茶营养丰富，有止咳、去热，治疗头晕眼花、消除眼部疲劳、养颜、抗衰老等功能^［5］。常饮欧李茶，可以降三高、减肥、防止老年痴呆，延缓衰老等^［6］；连翘叶茶有清热去火、清脑、利排尿、抗衰老、减少肝脏损伤的功效^［7］。金花茶可有效改善“三高”症状，有明显的降血糖和尿糖的功效。目前，代用茶研究仍处于初级阶段，其更多的应用潜能和发展价值仍需进一步发掘。

欧李（Cerasus humilis） 属蔷薇科樱桃属矮生樱亚属植物，主要分布在我国山西、黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山东、河南等地区。欧李叶片营养丰富，富含茶多酚、黄酮类化合物、多种维生素等营养成分，具有成为代用茶的潜力。欧李叶片多采用绿茶加工工艺经过萎凋、杀青、揉捻、炒干等工艺制成欧李代用茶^［8］。以绿茶加工工艺制备的欧李代用茶气味上有较为浓重苦杏仁味和香草气味，滋味上有明显的苦涩味，不能被多数人接受。近年来，欧李代用茶还采用乌龙茶加工工艺制备半发酵茶。相比于绿茶加工工艺制备的欧李代用茶，半发酵工艺制备的欧李代用茶气味和滋味上有较大的提高。半发酵工艺制备的欧李代用茶存在外形条索不紧卷，浸泡后茶渣较多、叶底不齐等问题，使其未能获得市场认可。红茶具有外形条索紧细平伏匀称、叶底红匀、滋味浓醇等特点深受消费者和市场的肯定与青睐。红茶中的多酚类物质在红茶发酵过程中发生的变化对茶叶的香气、滋味和汤色起决定性作用。欧李具有红茶茶叶品质的特点，叶片中多酚和类黄酮物质含量可达54.61 mg·g^-1和107.31 mg·g^-1［9］。因此，采用红茶发酵工艺制备欧李代用茶，有助于提高欧李代用茶品质。此前，欧李代用茶主要以审定的品种为原料进行制备，尚未对欧李代用茶适制种质进行筛选。因此，筛选欧李代用茶适制种质和代用茶制备工艺，对欧李代用茶的发展显得尤为重要。

本研究结合18个欧李品种（系）感官评价和活性物质含量，筛选出适宜做欧李代用茶的种质，进一步通过对欧李代用茶发酵条件的正交试验，筛选出欧李代用茶适宜的发酵条件，旨在提高欧李代用茶品质，推进欧李代用茶多元化开发进程。

1 材料与方法

1.1　材料与试剂

选取18个欧李品种（系）成熟叶片为制备原料，包括‘农大5号’、‘农大6号’、‘农大7号’、‘晋欧1号’、‘晋欧2号’、‘晋欧3号’、‘京欧1号’、‘京欧2号’共8个品种和‘01-01’、‘02-16’、‘03-35’、‘09-19’、‘10-32’、‘DG-1’、‘M-1’、‘J-2’、‘Y07-14’、‘Y13-09’共10个优系，均生长于山西农业大学欧李种质资源库，于2021年6-7月采集叶片，各种质资源选取生长良好，长势一致且健康的植株，选取基生新梢顶端以下7~12片成熟鲜叶。

福林酚购自北京索莱宝生物科技有限公司；分析纯甲醇，购于天津市天力化学试剂有限公司；硝酸铝、亚硝酸钠等，购于天津市凯通化学试剂有限公司；钨酸钠、钼酸钠均购于北京化学试剂公司；硫酸锂购于天津市风船化学试剂科技有限公司。

1.2　仪器与设备

电热鼓风干燥箱（DHG-9240S，宁波市乐电仪器制造有限公司）；电子分析天平（JJ224BC，常熟市双杰测试仪器厂）；紫外可见分光光度计（UV-5200，上海元析仪器有限公司）；超声清洗器（SB25-12D，宁波新芝生物科技股份有限公司）；高速冷冻离心机（HC-2518R，安徽中科中佳科学仪器有限公司）；JY-6CHJ-2B型红茶发酵机（福建佳友机械有限公司）；评审杯碗（国家标准QS认证，购于福建泉州乾和祥有限公司）。

1.3　试验方法

1.3.1　欧李代用茶发酵的制备流程

欧李代用茶加工流程：鲜叶采摘→萎凋→揉捻→发酵→烘干→成品。操作要点及主要技术参数如下：

（1）鲜叶采摘

选择在清晨或者傍晚温度低的时间段进行采摘，防止水分快速散失，用干净、透气的篓筐或者竹编来盛放鲜叶，不能使用塑料袋等密封容器来盛放。

（2）萎凋

将欧李鲜叶进行去杂后，于室温下阴凉处摊放，摊叶厚度约2~3 cm，萎凋4~6 h，每隔1 h翻动1次叶片。实际操作过程中需根据萎凋叶的实际情况调整萎凋时间。

（3）揉捻

欧李叶片含水量低，直接用力揉捻不能使其成团，揉捻时，应先空揉，然后逐渐加力用手把叶片包成团进行反复揉捻，最后重揉，尽可能破坏叶子的细胞组织。

（4）发酵

将揉捻叶放于容器中进行发酵，摊叶厚度为8 cm。发酵箱发酵温度控制为35 ℃，发酵时间为10 h，发酵湿度80%。

（5）干燥

燥处理时，将鼓风干燥机温度设置为110 ℃，干燥30 min。实际操作过程中需结合茶样具体情况随时调整干燥温度及时间。

1.3.2　发酵条件正交试验设计

除发酵步骤外，其它步骤及具体参数按照1.3.1的欧李代用茶的加工技术流程制作。在前期研究基础上，对发酵条件的时间、温度、湿度进行三因素三水平L9（3³）正交试验。试验重复3次。具体工艺参数见表1。对加工前的欧李鲜叶和加工所制成的欧李代用茶的茶多酚、总酚、类黄酮和单宁进行含量测定。

1.3.3　感官评价与指标测定

（1）感官审评

参考王靖怡^［10］制定的感官质量评定标准进行感官审评。称取3.0 g欧李代用茶样于150 mL审评杯中，用沸水冲泡，静置5 min，后按冲泡次序依次将茶汤滤入评茶碗中，并依次对其汤色、香气和滋味进行评价。邀请15名具有专业背景、经过规范培训的感官评价人员进行评定，整个审评过程由个人独立完成，并填写评价表，去除最低分与最高分后，取平均分对结果进行汇总。评定标准见表2。

（2）生化成分检测

样品制备参照GB/T 8303；茶多酚含量测定参照GB/T 8313-2018，总酚和单宁含量测定参照Folin-Ciocalteu试剂法^［11］，类黄酮含量测定参照NaNO2-Al（NO3）3-NaOH比色法^［12］；可溶性糖测定采用蒽酮比色法。

（3）数据处理与分析

通过Excel 2007对数据进行统计分析，用SPSS 24.0软件进行显著性分析，根据活性物质含量进行聚类，热图分析基于TBtools制作。

2 结果与分析

2.1　不同品种（系）欧李代用茶基本成分分析

对山西农业大学欧李种质资源库的18个欧李品种（系）成熟叶片制备的代用茶活性成分茶多酚、总酚、类黄酮、可溶性糖和单宁的含量进行测定。在18个欧李品种（系）中，‘农大7号’茶多酚、类黄酮及单宁含量最高，分别为68.75、43.60和 19.43 mg·g^-1；‘晋欧3号’总酚含量最高为 19.64 mg·g^-1；‘10-32’可溶性糖含量最高为 48.08 mg·g^-1。茶多酚、总酚、类黄酮、可溶性糖和单宁含量较低的品种（系）分别为‘Y3-09’、‘02-16’、‘京欧1号’、‘09-19’及‘03-35’。

以18个欧李品种（系）代用茶中茶多酚含量和5种活性成分总量进行聚类分析，结果如图1所示。将18个欧李品种（系）共分为4类。首先，‘02-16’‘农大7号’‘Y07-14’‘晋欧3号’‘J-2’这5个品种代用茶为一类，茶多酚含量和总物质含量分别为57.34~68.75 mg·g^-1和167.53~193.59 mg·g^-1。‘京欧2号’‘01-01’‘京欧1号’‘03-35’4个品种代用茶为一类，茶多酚含量和总物质含量分别为40.16~47.62 mg·g^-1和121.54~131.01 mg·g^-1。‘10-32’‘晋欧2号’‘农大5号’‘晋欧1号’‘M-1’5个品种（系）的代用茶为一类，茶多酚含量和总物质含量分别为45.62~57.59 mg·g^-1和135.10¹~144.27 mg·g^-1。‘农大6号’‘09-19’‘Y13-09’‘DG-1’4个品种（系）的代用茶为一类，茶多酚含量和总物质含量分别为39.64~55.94 mg·g^-1和138.52~152.07 mg·g^-1。

2.2　不同品种（系）欧李代用茶感官评审

采用发酵时间为10 h，发酵温度为35 ℃和发酵湿度为80%的条件对18个不同欧李品种（系）代用茶进行发酵，并根据感官审评评定标准对18个不同欧李品种（系）代用茶将进行感官审评，审评结果见表3。结果表明，不同欧李品种（系）代用茶感官评审得分存在较大差异。‘02-16’代用茶感官评审综合得分79分，是18个欧李品种（系）中唯一低于80的品系，表明该品系不适于制备代用茶。剩余17个欧李品种（系）得分在82.25~90.25。其中，‘农大5号’、‘农大7号’和‘01-01’综合评分均在90分以上，且‘农大5号’、‘农大7号’和‘01-01’分别在汤色、香气和滋味评分最高，‘农大5号’和‘01-01’综合得分比‘农大7号’高0.25分，表明这3个欧李品种（系）相较于其它15个欧李品种（系），更适于制备代用茶。

2.3　不同品种（系）不同发酵条件欧李代用茶感官评价

对3个欧李品种（系）不同发酵条件制备的代用茶进行感官审评，结果如表4所示。‘农大5号’代用茶汤色表现出鲜黄、鹅黄和橙黄3种色泽，其中处理9的评价得分最高，为鲜黄、明亮；香气在不同处理条件下呈现出由弱到清香的不同感受，在处理1和处理5条件下的表现最好，为清香；滋味在处理1和处理2条件下表现最好，为绵柔，略苦涩，回甘。不同发酵条件对‘农大7号’代用茶的汤色影响较小，颜色整体表现明亮，处理2的‘农大7号’代用茶香气和滋味表现为清香、绵柔和清爽的口感。‘01-01’代用茶在处理4和处理8条件下，汤色得分最高，表现出橙黄、明亮色；处理2条件下‘01-01’代用茶香气和滋味得分均比其它处理高，感官审评中表现出清香和润滑绵柔、回甘的滋味。

分析表5可知，发酵时间是影响‘农大5号’和‘农大7号’代用茶感官品质的主要原因，‘01-01’代用茶感官品质受发酵时间影响最小；相比发酵温度，发酵湿度对3个品种（系）代用茶感官品质影响较大。综合以上结果，‘农大5号’、‘农大7号’和‘01-01’代用茶最优发酵时间和发酵温度均为 5 h和35 ℃，发酵湿度为80%、90%和80%。

2.4　不同品种（系）、发酵条件欧李代用茶活性成分分析

由图2可见，不同发酵条件处理下，各品种代用茶活性物质差异明显，且品种之间也存在显著性差异。‘农大5号’代用茶4种活性物质均在处理1的发酵条件下含量最高；‘农大7号’代用茶茶多酚、类黄酮和单宁含量在处理1的发酵条件下含量最高，并与其它多数处理存在显著差异，仅总酚含量在处理2的条件下含量最高；‘01-01’代用茶茶多酚、类黄酮和总酚含量在处理2的发酵条件下含量最高，并与其它多数处理存在显著差异，仅单宁含量在处理1的条件下含量最高。处理9条件下‘农大5号’代用茶中类黄酮含量最低，处理6能显著降低‘农大5号’茶多酚和总酚含量，处理8能显著降低‘农大5号’单宁含量；‘农大7号’代用茶中茶多酚、类黄酮以及总酚物质在处理9条件下含量最低，单宁在处理5条件下含量最低；‘01-01’代用茶4种活性物质在处理9的发酵条件下含量最低。

3 讨论

茶多酚和黄酮类物质是茶叶中重要的活性物质，也是茶叶中保健功能的主要物质^［13-14］。已测定的黑枸杞、甜叶菊等6种代用茶茶多酚含量为6.29%~17.80%^［15］，蒲公英、桑叶茶、荷叶、黑苦荞等18种代用茶总酚含量为7.66~181.05 mg·g^-1，总黄酮含量1.3~41.0 mg·g^-1［16］。欧李代用茶茶多酚含量和总酚含量分别为39.64~68.75 mg·g^-1和10.07~19.64 mg·g^-1，低于大多数代用茶，而黄酮含量17.72~43.60 mg·g^-1，高于大多数代用茶。由此表明，欧李代用茶营养物质主要为黄酮类物质。‘农大7号’茶多酚和黄酮类物质是本研究中测定的欧李品种（系）中含量最高的品种，表明‘农大7号’代用茶保健价值更高。

受不同茶树品种发酵力的影响，采用相同加工工艺制备的工夫红茶品质存在差异。研究人员在对四川、贵州及重庆主栽品种进行感官评价和品质成分分析的研究中发现，茶叶品种间品质成分和感官评价存在不同程度的差异^［17-19］。本研究中测定的18个欧李品种（系）代用茶之间活性物质存在较大差异。18个欧李品种（系）感官审评得分达90及以上的仅‘农大5号’、‘农大7号’和‘01-01’3个品种。‘农大7号’代用茶茶多酚、黄酮和单宁含量高于其余17种欧李代用茶，总酚含量仅比‘晋欧3号’欧李代用茶低，含量高于其余16种欧李代用茶。‘农大5号’和‘01-01’代用茶茶多酚和黄酮类物质含量却在18个欧李品种（系）中处于中下水平。这可能是欧李不同品种的叶片中酶活性物质含量存在较大差异，进而影响欧李代用茶品质。综上，综合茶叶中营养物质含量和感官品质，‘农大7号’更具有市场开发潜力。

欧李代用茶采用红茶发酵工艺进行加工。发酵温度是影响红茶发酵品质的重要措施，发酵温度过高或过低直接影响多酚氧化酶的活性，不利于红茶品质的形成^［20］。段红星等^［21］认为，多数优质红茶在25~35 ℃进行发酵为宜。方世辉等^［22］研究表明，工夫红茶发酵过程中发酵温度以22 ℃和28 ℃为宜。3个品种（系）代用茶的最优发酵温度均为35 ℃，可能是欧李叶片中多酚氧化酶含量低，较高的发酵温度可以维持多酚氧化酶的活性，促进多酚类物质和多酚氧化酶的结合，有助于欧李代用茶品质的形成。

发酵时间与红茶品质有关，不同品种红茶发酵时间不同^［23］。王小云等^［24］发现‘福云6号’夏茶发酵时间以4~6 h为宜；刘玉芳等^［25］试验表明，发酵时间在3~5 h红茶品质最佳。本研究中，3个欧李品种（系）红茶最佳处理的发酵时间均为5 h，随着发酵时间增加，茶色变暗，茶香淡薄，可能是茶黄素、茶红素含量变高，内含物变少，品质下降。发酵室内相对湿度越高越对发酵有利，蒲国涛等^［26］通过正交试验结果表明春、夏季红茶最适发酵湿度为85%，秋季为95%；同时，糜烜^［27］发现发酵湿度达到95%时，红茶品质最佳，感官评价最高。本研究中3个品种（系）代用茶的最优发酵湿度均在80%以上，表明欧李代用茶发酵过程中的高湿状态有助于提高欧李代用茶的感官品质。

4 结论

综合18个欧李品种（系）感官评价和活性物质含量，筛选出3个适宜做欧李代用茶的种质：‘农大5号’、‘农大7号’和‘01-01’。通过欧李代用茶发酵条件正交试验，筛选出欧李代用茶适宜发酵工艺为发酵时间5 h、发酵温度35 ℃，湿度为80%~90%。综合欧李代用茶活性成分和感官评价，‘农大7号’制备代用茶的潜力较大。

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基金资助

山西省回国留学人员科研资助项目(2020-062)

科技部高端外国专家引进计划(G2022004008L)