200905211714[轉載] Gaba Tea 佳葉龍茶之製造

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佳葉龍茶之製造
農委會茶業改良場 蔡永生 副研究員
圖表取材自興大農業第49期

與一般茶葉製造最大之不同點,佳葉龍茶之製造多了一道「嫌氣處理」(又稱嫌氣發酵或厭氧發酵)之步驟。
「嫌氣處理」可謂佳葉龍茶製造之關鍵步驟,也是佳葉龍茶製造之最大特徵。從茶葉加工製造數千年來之歷史演變審視,幾乎可以說沒有一種茶類利用「嫌氣處理」之製造法來完成。反之,一般傳統茶葉之製造,非常忌諱在嫌氣(厭氧)狀態下來製造,原因是很容易導致成茶品質風味悶酸臭,且香氣不揚之缺點。因此,很多學者認為佳葉龍茶堪稱是顛覆幾千年來傳統茶葉製造之新型態茶類。

如何進行「嫌氣處理」之步驟,其實說來很簡單,但實際操作起來卻仍有兩大問題要克服,即:

1.如何產製高GABA含量之佳葉龍茶,即至少每100公克乾茶需含15Omg以上之GABA,這是商品化佳葉龍茶必須達到之最低含量標準。

2.如何做得好喝,因佳葉龍茶是在厭氧狀態下製成,很容易帶一股悶酸臭味(GABA臭),讓一般消費者普遍不能接受,如何做得好喝,對佳葉龍茶之製造與商品化是一大挑戰。

佳葉龍茶之製造,通常茶菁採摘進廠後,只要準備一可耐高壓的密閉桶,將茶菁放進該密閉桶中,再以真空馬達將桶內的空氣抽盡,避免有氧氣殘存在桶內,保持長時間之無氧狀態,靜置約六小時以上,然後再依一般茶葉製造之殺菁、揉捻、乾燥即可製成佳葉龍茶。然而實際操作時,為避免桶外之含氧氣空氣進人真空桶內,一般常以氮氣、二氧化碳或其它鈍氣充填密閉桶內,並保持密閉桶之壓力大於桶外之氣壓,如此可確保密閉桶真正在厭氧狀態,這樣製造出來的佳葉龍茶品質較為穩定。又為考慮充填氣體之安全性與成本,目前皆以成本低且安全性高的氮氣充填,這是現行佳葉龍茶製造最普遍採行的方法。

一、如何製造高GABA含量之佳葉龍茶

想要製造高GABA含量之佳葉龍茶,首先必須先瞭解GABA是怎樣生成的。



(圖一)是GABA之生成路徑圖。

很 多試驗已證實,佳葉龍茶之GABA主要是由茶菁原料中原已存在之麩胺酸(Glutamic acid)轉化而成。最早發現佳葉龍茶的津志田博士曾利用同位素 (15)N標定茶菁中主要之氨基酸,最後證實γ-胺基丁酸主要是由麩胺酸轉變而成,而丙胺酸則是由天門冬胺酸轉變而成。從酵素學的研究,津志田氏等人更進一步證實,麩胺酸轉變成 γ-胺基丁酸,主要是麩胺酸脫羧酶 (Glutamic acid decarboxylase簡稱GAD)所控制,這個酵素催化五個碳的麩胺酸脫去一個羧基變成四個碳鏈的γ-胺基丁酸,換言之,GAD是形成 γ-胺基丁酸之關鍵酵素。

津志田氏等人進一步再研究GAD的最適反應條件,發現這個酵素只對L型之麩胺酸具有反應,對D型之麩胺酸沒有作用。而其最適反應活性條件為pH值在5.8(紅麴則為4-5左右),即在微酸性條件下,這個酵素反應條件較佳。然而,有一更重要的發現是,GAD酵素

活性,不論是有氧或無氧狀態下,其活性沒有差異,即不論在有氧或無氧狀態下,它都會催化麩胺酸變成γ-胺基丁酸。但為什麼只有在無氧條件下,才有γ-胺基丁酸積聚增加,而有氧狀態下卻沒有?經過再進一步詳細探討,最後終於真相大白。原來關鍵在於GAD將數胺酸轉變成GABA後,GABA如果在有氧條件下,很快就會再經由GABA轉胺酶(GABA aminotransferase)的作用下轉變成琥珀酸半醛(Succinic semialdehyde),然而在厭氧條件下,GABA轉胺酶沒有活性,於是造成GABA大量積聚,這就是為什麼製造佳葉龍茶時,必須在厭氧條件下之原因。所以總結這些研究,γ-胺基丁酸生成的關鍵,有下列幾點必須瞭解:
1.γ-胺基丁酸之生成主要是麩胺酸轉變而成。
2.催化γ-胺基丁酸生成之主要動力是麩胺酸脫羧酶 。
3.必須在厭氧條件下,已生成之γ-胺基丁酸才能累積。
因此在上述三個前提下,想要製造高含量γ-胺基丁酸之佳葉龍茶就必須掌握:
1.茶菁原料必須含豐富的麩胺酸,才能轉換成γ-胺基丁酸。
2.要在麩胺酸脫羧酶最有利的條件下作用,即pH值約5.8,溫度在40℃左右。
3.必須在無氧條件下,γ-胺基丁酸才能累積不會跑掉。
掌握上述三大原則,就能製造高γ-胺基丁酸之佳 葉龍茶。



二、製造佳葉龍茶之基本流程與方法


(圖二)為不同發酵程度之佳葉龍茶加工流程:


基本上佳葉龍茶可依不同發酵程度製造成佳葉龍綠茶、佳葉龍烏龍茶或佳葉龍紅茶等。但因紅茶是全發酵茶,製成佳葉龍紅茶較困難,因γ-胺基丁酸含量不穩定,也不容易達到高含量的γ-胺基丁酸。然而不論製造佳葉龍綠茶、烏龍茶或紅茶,皆應特別注意,厭氧處理的流程要擺在最 後一步驟,即紅茶在乾燥前,部份發酵茶在炒菁前。如果厭氧處理擺在萎凋或靜置攪拌前,所得之佳葉龍茶,其γ-胺基丁酸含量偏低。又厭氧處理後一定要盡快進行後續之加工處理,否則γ-胺 基丁酸也很快跑掉。
早期佳葉龍茶之製造是以一次單一嫌氣發酵所製成,但近幾年大幅提升佳葉龍茶γ-胺基丁酸含量技術已被研發出來,採行反復厭氧一有氧處理之佳葉龍茶製造技術,不僅可提高GABA含量,且可以改善不良風味,因此為改進品質與風味,目前採用反復嫌氣發酵法製造佳葉龍茶已成為主要方法。

三、影響佳葉龍茶製造之因子

◆原料影響
好茶之製造必須有好的茶菁原料,同樣要製成高γ-胺基丁酸含量之佳葉龍茶,就務必要有好的茶菁原料。什麼是製造佳葉龍茶好的茶菁原料?簡單的說就是高麩胺酸含量的茶菁原料,因為麩胺酸是轉變成γ-胺基丁酸之前軀物。一般適製綠茶的品種,氨基酸含量較高,因此適製綠茶品種或裁培法均較有利於製造高γ-胺基丁酸含量之佳葉龍茶。台灣是產製部分發酵茶之國家,部分發酵茶不適高氮施肥,以免有害成茶品質,因此,茶菁原料麩胺酸含量遠低於綠茶原料,所以,要製造高γ-胺基丁酸含量之佳葉龍茶較困難。

◆ 品種之影響
理論上什麼品種皆可製成佳葉龍茶,但原則仍以麩胺酸含量愈高的品種,條件愈佳。在日本,一般皆以數北種為製造品種;但生產烏龍茶型和紅茶型GABA茶則用紅富士等品種。研究顯示用不同品種鮮葉加工,GABA含量會有明顯不同,以阿薩姆雜種中之紅立早品種製成之佳葉龍茶,GABA含量可以高達六六三毫克 (每百克乾茶),這是目前測得GABA含量最高的品種(幾近茶氨酸含量,茶中最主要之氨基酸)。茶業改良場探討不同品種製造GABA茶之結果,顯示以臺茶十二號、臺茶十六號、臺茶十七號、青心大冇、青心烏龍、四季春等六品種較穩定,較適宜製造佳葉龍茶。

◆茶菁老嫩程度
愈嫩的茶菁原料,相對氨基酸含量愈高,愈有利製成高γ-胺基丁酸含量之佳葉龍茶。不論日本、中國大陸、台灣研究結果皆顯示, 茶菁愈嫩,製造佳葉龍茶條件愈佳。

◆不同季節之影響

日本研究結果顯示,一番茶(春茶)遠比二番茶 (夏茶)或三番茶 (秋茶)更有利於製造GABA茶。不同季節茶菁原料影響GABA含量非常大,依序是春茶高於夏茶及秋茶。氨基酸之含量原來春茶含量就特別高,次為夏、秋茶,換言之,利用春茶產製GABA茶,條件較好。

◆遮蔭處理之影響
以黑色不織布遮蔭,在茶菁採收前遮蔭10-15天之結果顯示,遮蔭確可提高茶菁原料氨基酸含量。製造佳葉龍茶時,其下-胺基丁酸含量亦增加,但增加量約在 10~2Omg左右(每100克乾茶)。以台灣目前農村勞力普遍不足,及需要較高投資,因此並不建議茶農利用遮蔭來增加GABA含量。

◆不同部位茶菁之影響

不同部位之茶菁,不論是哪一季節或品種、產區,通常以茶梗(莖)的氨基酸含量最高,再次為心芽,而後是第二葉、第三葉,老葉含量較少,麩胺酸之含量亦同。因此各部位製成之佳葉龍茶,GABA含量依次為梗(莖)含量最高,再次為心芽部位,而後是第二、三葉,粗老之茶葉含量較少。因此日本學者建議,製造佳葉龍茶時,最好保留茶梗部份,不要挑去,否則太浪費。台灣人喝茶,習慣看門面,認為含梗(莖)太多之茶葉品質大半不佳,因此臺茶製造業者習慣再精製去梗,茶梗 (莖)其實含豐富之氨基酸,通常也是茶葉最甘甜的部位,所以,再加工去除茶梗並不是很好的加工法。

◆不同氣體處理之影響
厭氧處理是製造GABA茶必要步驟,用什麼氣體處理最理想?試驗顯示以二氧化碳處理所得GABA含量較高,但基於二氧化碳漏氣時有危險,而氮氣則安全又經濟便宜,因此佳葉龍茶之製造建議仍以充氮處理較理想。以抽真空方式製造GABA茶,結果顯示,所得之γ-胺基丁酸含量較低,原因可能殘存氧氣干擾。基本上厭氧處理過程中,殘存的氧愈少,製造GABA茶時愈不易失敗,利用大型真空包裝袋製造GABA茶,理論上是一可行的簡便法,如果在厭氧處理過程中,添加一些脫氧劑,以去除部份殘存氧,這種方法製造GABA茶,品質較穩定。至於利用其它鈍氣處理,理論上亦為可行,但從經濟、方便和安全考量,皆不建議採用。

◆保溫處理之影響
麩胺酸脫羧酶 (GAD)是轉化麩胺酸形成GABA之關鍵酵素,而GAD最適作用條件在溫度40℃,pH值在5.8左右。日本試驗顯示,不同溫度充氮處理對GABA生成影響,充氮處理隨著溫度的提高,GABA含量即呈明顯增加,即提高厭氧處理時溫度確實有利GABA生成。另茶改場試驗亦顯示相同結果,雖然提高厭氧處理時之溫度可增加GABA含量,但因為量產時操作較麻煩,且需另外投資保溫設備,因此並不建議採行。

◆厭氧處理時間長短之影響
厭氧處理究竟要多長之時間,GABA含量才能達最高量,日本和台灣都做過試驗研究,其實厭氧處理時間,不論哪一種溫度,幾乎五小時後即達到平衡點,隨後即增加緩慢,通常厭氧處理達十小時以後,增加量非常有限。因此,建議厭氧處理時間至少要六小時以上,但是製造佳葉龍綠茶時,厭氧處理時間不宜太久,因厭氧處理時間太久,成茶外觀及水色會明顯之劣變。

◆日光萎凋對GABA含量之影響
以遠紅外線萎凋配合攪拌製造GABA烏龍茶,試驗結果顯示,以遠紅外線照射30~50分鐘後,可大幅增加GABA含量,其原因為遠紅外線可以激化GAD酵素活性。另比較有無日光萎凋對GABA含量影響,結果顯示,兩者之GABA含量並未有顯者差異,而且風味亦然,因此建議製造佳葉龍包種茶或烏龍茶時,並不需要日光萎凋。

◆攪拌對GABA影響
試驗證明,持續攪拌可以提高GABA含量。若採行反復發酵法製造GABA茶,在每次進行有氧發酵時,採行持續攪拌機攪拌2~3小時,可以大幅改善GABA茶風味,也提高GABA含量。目前為止,製造佳葉龍烏龍茶採行反復厭氧有氧處理配合持續攪拌是較好的方法。

◆高氮施肥之影響
高氮施肥有利茶菁胺基酸之生成,進而有利GABA之生成。以每公頃茶園施600公斤台肥一號和10噸有機肥,GABA含量明顯增高。因此建議製造佳葉龍茶的茶園,採行高氮施肥,可利於製造高GABA含量之佳葉龍茶。

四、提高γ-胺基丁酸含量之新技術

由於GARA含量愈高,價格愈昂貴,為了提高γ-胺基丁酸含量,近幾年有許多提高GABA含量的新技術被研發出來,以下略做簡介:

1、反復發酵法:採用反復嫌氣和好氣處理可以明顯提高茶葉中γ-胺基丁酸的含量,亦即當茶葉在嫌氣處理初期,葉中的γ-胺基丁酸會顯著增加,之後則緩慢增加;然後再採用好氣處理,γ-胺基丁酸含量會逐漸減少,而麩胺酸會明顯增加,爾後再以嫌氣處理,剛剛生成的麩胺酸又轉化成γ-胺基丁酸,利用這種方法,γ-胺基丁酸的增加量是單一嫌氣加工處理的1.5倍以上。反復發酵處理是提高GABA含量最簡易經濟的新技術,但所製成品偏向烏龍茶水色與風味,因此不適宜佳葉龍綠茶製造法。

2、超音波處理:在加入了2%的麩胺酸溶液後之 茶菁,以超音波處理,pH值為5及30℃的環境下,經嫌氣處理4/Jh時,可顯著提高γ-胺基丁酸含量。

3、紅外線照射:是利用紅外線照射茶鮮葉,波長為650~250Onm,照射時間為50分鐘,並將溫度控制在45℃左右,然後依常法加工茶葉,如此所製出的GABA茶中γ-胺基丁酸含量可增加25.4。

4、微波照射:以0.3~0.6KW功率的微波照射鮮葉10~20分鐘,然後製成半發酵茶。結果顯示,微波照射後GABA含量明顯增加,而以0.4KW功率照射後含量最高,在兼顧GABA含量和GABA茶品質時,以0.3~0.4KW的微波照射最好。

雖然有如上述很多新的製造技術被研發出來,但其間亦各有利弊和優缺點。基於投資設備和實際操作之可行性,目前佳葉龍茶之製造,比較適宜的建議製程是採反復厭氧有氧發酵法,較適宜台茶之製造。

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