基于pH变化的六堡茶发酵程度判断方法的探讨

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　　 摘 要：以六堡茶发酵过程中特定阶段（发酵12 d后至发酵结束）在制品茶多酚与pH值为考察因素，建立线性关系方程式y =18.088x-68.572（y：茶多酚含量，x：pH值，R2=0.91），探讨建立快速判断六堡茶发酵程度方法的可能性;同时对26个发酵在制品样本的茶多酚实测值和根据线性方程计算的茶多酚值进行差异显著性分析，结果显示二者之间统计量t=1.082，P值=0.289（P>0.05），说明根据线性方程中pH测定结果计算出的茶多酚值和茶多酚实测值之间无显著性差异，即测定pH后根据线性方程计算茶多酚值来进行发酵程度的判断是可行的。
　　 关键词：六堡茶 发酵程度 判断方法 pH
　　 中图分类号：S571.1                文献标识码：A
　　 Abstract： The linear equation y = 18.088 x - 68.572 （y： tea polyphenols content， x： pH value， R2 = 0.91） was established to explore the possibility of quick determination on the fermentation degree of Liupao tea by investigating tea polyphenols and pH values at specific stages （12 days after fermentation to the end of fermentation） of Liupao tea. Measured tea polyphenols in 26 samples in process and meanwhile calculated tea polyphenols by the linear equation， results showed that the statistic was t=1.082， P=0.289（P >0.05）， presenting no significant difference between measured values and calculated values. It is feasible to determine the fermentation degree of Liupao tea by calculating the value of tea polyphenols according to the linear equation after determination of pH.
　　 Key words： Liupao tea; fermentation degree; determination method; pH
　　 六堡茶作為广西历史名茶[1]，不仅具有“红、浓、陈、醇”鲜明的品质特点，而且具有养胃祛湿，止泻去腻的特殊保健功效[2]，但目前仍然是现代化发展程度较低的传统加工产业。“渥堆”发酵是六堡茶加工的关键技术之一，也是区别于其他黑茶的主要特点[3]。目前对于六堡茶渥堆发酵程度及发酵是否适度的判定依然以制茶人的感官经验为主。一方面，这种经验式的人工判定对制茶人的要求很高，需要长时间的磨练，积累相当丰富的经验才有可能做出准确的判定。另一方面，不同人的感官判定受主观因素和外界因素2方面的干扰，不同人的味觉、嗅觉以及对颜色的描述等感官灵敏度因性别、年龄、民族、身体状况、环境条件（天气、气候、地点）等因素差异很大[4]。生产实际中判定的准确性往往很难保证一直稳定。在当前大数据时代背景下，这种依靠制茶人员经验的感官描述性判定手段作为品管、生产各环节的沟通依据及产品质量评定指标逐渐不能满足茶叶加工自动化、标准化、连续化的要求。因此，探索一种科学、快速、可靠的六堡茶渥堆发酵程度的判断方法对促进六堡茶产业转型升级、迈向标准化生产具有重要的现实与长远意义。
　　 渥堆过程中茶多酚的降解变化是发酵程度的重要指标，但在整个渥堆进程中如果每次都进行茶多酚的检测，操作繁琐，测定时间较长且效率低，通过大量跟踪监测发现渥堆发酵前期茶多酚降解缓慢，发酵至12～15 d左右，降解速率加快，且与在制品pH值之间存在某种线性关系，本文通过研究六堡茶渥堆特定阶段在制品茶多酚与pH值变化之间的关系，以期探讨建立一种基于pH变化的六堡茶渥堆发酵程度判断方法。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料
　　 供试材料为六堡茶渥堆过程中（第12 d至渥堆结束）的发酵在制品，每隔2～3 d取样检测1次。
　　1.2 方法
　　1.2.1 茶多酚测定
　　 参照GB/T 8313《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》[5]。
　　1.2.2 茶汤pH值测定
　　 采用5点取样法对渥堆发酵在制品进行取样，且每个取样点从茶堆的上、中、下分别取样，然后将5个点所取样本混合均匀，茶叶在制品和水体积比为1：50，沸水冲泡5 min，茶汤滤出后冷却至常温，用pH酸度计插入冷却后的茶汤中进行pH值测定，读取茶汤的pH值。
　　1.3 数据处理
　　 采用EXCEL  2007软件进行数据处理与分析。
　　2 结果与分析
　　2.1 六堡茶渥堆过程中茶多酚与pH值监测结果
　　 前期跟踪监测渥堆过程中茶多酚和茶汤pH变化，结果发现发酵前期茶多酚降解缓慢，pH值变化杂乱无规律可循，发酵至12～15 d之后，茶多酚降解速率加快，如表1，茶多酚与在制品pH值均呈逐渐下降趋势，呈现某种线性关系。以12 d后至发酵结束的茶多酚含量和pH值作为变量，如图1建立线性关系方程式为：y=18.088x-68.572，式中，y为茶多酚含量，x为pH值，线性方程相关系数R2为0.9086。 　　 为验证该方程的可行性，取不同批次六堡茶原料进行渥堆发酵处理，原料起始茶多酚含量值为27.42 %～30.98 %。渥堆发酵时间为28～35 d，从第12 d起至发酵结束，每隔5 d取样进行茶多酚含量分析检测，样本量共26个，同时对所取样本进行pH测定后根据线性方程y=18.088x-68.572计算茶多酚含量，得茶多酚的测算值，结果如表2所示。
　　 对根据线性方程计算出的茶多酚值和茶多酚实测值进行差异显著性分析，结果如表3。测定pH后根据线性方程计算出的茶多酚值和茶多酚实测值之间统计量t =1.082，P值=0.289，P>0.05，说明根据线性方程中pH测定结果计算出的茶多酚值和茶多酚实测值之间无显著性差异，即测定pH后根据线性方程计算茶多酚值来进行发酵程度的评定是可行的。
　　3 结论与讨论
　　3.1 结论
　　 “渥堆”发酵是六堡茶加工的关键环节，目前判断六堡茶渥堆发酵程度及发酵是否适度仍然以制茶人的感官经验为主，因此寻求探索一些科学、快速的判断方法对促进六堡茶产业转型升级、迈向标准化生产具有重要的意义。本实验以六堡茶渥堆过程中特定阶段（发酵12 d后至发酵结束）在制品茶多酚与茶汤pH值为考察因素，通过监测这2个指标的变化并建立了线性关系方程式y=18.088x-68.572（y：茶多酚含量，x：pH值，R2=0.91），探讨建立快速判断六堡茶发酵程度方法的可能性;同时为了验证该方法的准确性，对不同批次渥堆发酵处理的26个发酵在制品样本的茶多酚实测值和根据线性方程计算的茶多酚值进行差异显著性分析，结果显示二者之间统计量t =1.082，P值=0.289（P >0.05），说明根据线性方程中pH测定结果计算出的茶多酚值和茶多酚实测值之间无显著性差异，即测定pH后根据线性方程计算茶多酚值来进行发酵程度的评定是可行的。
　　3.2 讨论
　　 依靠感官经验判断茶叶发酵度对加工人员要求高且判定结果不稳定，研究人员也尝试用各种方法进行茶叶发酵程度的判断研究，在专利申请《一种基于卷积神经网络的红茶发酵程度的鉴定方法》[6]中基于在制品叶态的图像采集的方法进行红茶发酵程度的判断，但六堡茶与红茶发酵工艺及其品质形成机理不同，且六堡茶渥堆原料是由不同批次黑毛茶拼配的混合毛茶，原料有其特殊性，拼配原料不同，后期渥堆发酵程度对应的叶态也有所不同，所以前期图片采集建模的办法不适用于六堡茶;在专利《一种普洱茶渥堆发酵程度的判定方法》[7]中采用气相色谱分析的方法建立茶叶发酵程度指数IDF〔（芳香类化合物/萜类化合物）×100〕，但从样品前处理、操作过程来说仍然太过复杂繁瑣。
　　 茶多酚是茶叶中的主要理化成分[8]，渥堆过程中其降解转化也是评价在制品发酵程度的重要指标，但实时监测茶多酚等理化成分变化又太繁琐且效率低，研究人员也利用电子鼻[9]、微流控纸芯片[10]、近红外光谱技术[11]等开展了茶多酚的快速检测方法研究，但这些方法大多是针对成品茶的检测，还处于实验室探索阶段，昂贵的设备也带来实用性不强等问题。在本实验中研究初步表明在发酵的特定阶段茶汤pH与茶多酚降解之间存在线性关系，而测定茶汤pH操作简便快速，只需要冲泡茶汤，不需要任何化学药品，插入酸度计即可进行测定，在以后的研究中还需通过细分原料类型、加工工艺及加大样本量数据等提高该判定方法的准确性和可靠性。
　　参考文献
　　[1]      张芬，温立香，彭靖茹，等.广西六堡茶的研究进展[J].茶叶通讯，2018，45（3）：13-16.
　　[2]      温志杰，卢洁，曹璐璐，等. 六堡茶渥堆过程中优势酵母菌的分离与鉴定[J]. 基因组学与应用生物学，2016，35（05）：1149-1155.
　　[3]      农艳芳，苏淑梅，张兴勇，等. 广西六堡茶生产工艺“渥堆”法的分析比较[J]. 广西农学报，2011，26（4）：61-63.
　　[4]      温立香，张芬，何梅珍，等. 茶叶品质评价技术的研究现状[J]. 食品研究与开发，2018，39（15）：197-204.
　　[5]     GB/T8313-2018茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法[S]. 北京：中国标准出版社，2018.
　　[6]     陈华荣，孙程，周晓峰，等. 一种基于卷积神经网络的红茶发酵程度的鉴定方法：CN109002 855A[P]. 2018-12-14.
　　[7]      任洪涛，周斌，夏凯国，等. 一种普洱茶渥堆发酵程度的判定方法：CN101766240A[P]. 2010-07-07.
　　[8]     赵雅，王博思，赵明富. 基于光谱技术的茶叶品质参数茶多酚含量快速检测方法研究[J]. 半导体光电，2018，39（4）：591-594.
　　[9]      张红梅，田辉，何玉静，等. 茶叶中茶多酚含量电子鼻技术检测模型研究[J]. 河南农业大学学报，2012，46（3）：302-306.
　　[10]    郝振霞，金莉莉，周苏娟，等.  微流控纸芯片用于茶多酚含量快速检测[J]. 分析仪器，2016（S1）：12-13.
　　[11]    胡新宇，周昌海，赵明富，等.  NIR快速检测茶叶中茶多酚含量模型研究[J]. 激光杂志，2014，35（2）：57-58.
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