茶树是以采收鲜叶为主的经济作物，茶树花是生长于茶树新梢叶腋间的一种两性花[1]。长期以来，人们对茶树的利用多在茶鲜叶的采收与加工，茶籽榨油或将茶叶应用在化妆护肤品、洗涤剂等方面，茶树花与茶籽同是茶树的副产品，但尚未得到很好的综合利用[2-4]。茶树花具有与茶叶相似的生物活性成分和较高的营养价值，相关研究表明茶树花中茶多糖、水浸出物、黄酮类化合物含量明显高于茶鲜叶，茶氨酸略高于茶鲜叶，茶多酚、咖啡碱含量低于茶鲜叶[5-6]。
茶树花的加工工艺直接影响茶树花中有效成分的保留，目前关于茶树花干制加工工艺主要有微波干燥、热风烘干、真空冷冻干燥等，其中真空冷冻干燥能够更好保存茶树花的主要活性成分的同时可以拥有更佳的感官状态[7]。真空冷冻干燥是在低温、真空的条件下使含水物料中的水分直接由固态的冰升华成气态的水蒸气，而使物料完成脱水干燥环节[8-9]。该技术不仅能抑制微生物的生长繁殖，同时又可保护物料中的热敏性物质在干燥过程中不被破坏，因此真空冷冻干燥技术被广泛认为是能够最大限度保留样品原有营养成分和外观形态的先进技术之一，在食品、生物制品、医药等行业得到广泛的使用[10-12]。
本文以福鼎大白茶茶树花为研究对象，通过单因素和响应面优化试验对茶树花的真空干燥工艺进行优化，旨在得到最佳的真空冷冻干燥工艺技术条件，同时通过体外试验测定冻干茶树花的抗氧化活性，以期为茶树花的干制加工提供具体的工艺参数，为后续茶树花产品的开发利用提供功能活性成分数据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
福鼎大白茶茶树花：采摘时是盛开状态，种植于漳州市漳浦县盘陀镇天福茶园。
乙腈、乙酸、甲醇（均为色谱纯）：赛默飞世尔科技（中国）有限公司；抗坏血酸、茶氨酸、咖啡碱、芦丁（均为标准品）：坛墨质检科技股份有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）、没食子酸、铁氰化钾、三氯乙酸（均为分析纯）：上海麦克林生化科技股份有限公司；乙二胺四乙酸二钠、碳酸钠、福林酚、氧化镁、葡萄糖、蒽酮、浓硫酸、硝酸铝、醋酸钾、乙醇、抗坏血酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、邻二氮菲、硫酸亚铁、30%过氧化氢、三氯化铁（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。
1.2 仪器与设备
Pilot10-15S 真空冷冻干燥机：北京博医康实验仪器有限公司；WGLL-230BE 鼓风电热恒温干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司；GM-0.33A 隔膜真空泵：上海市津腾实验设备有限公司；HH-6 数显恒温水浴锅：上海力辰仪器科技有限公司；UV1800PC-DS2 紫外分光光度计：上海美谱达仪器有限公司；1260 Quat Pump 高效液相色谱仪：安捷伦科技（中国）有限公司；H1850 离心机：湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；E-52AA 旋转蒸发器：上海亚荣生化仪器厂。
1.3 试验方法
1.3.1 茶树花真空冷冻干燥工艺流程
将新鲜采摘的福鼎大白茶茶树花用清水洗去泥土、枯叶等杂物后，取500 g 置于洁净的托盘内，放入真空冷冻干燥机中，按设置好程序进入干燥环节。
1.3.2 茶树花共晶点和共熔点的测定
参考陈柏楠等[13]的电阻法，在真空冷冻干燥机中完成茶树花共晶点和共熔点的测定，将新鲜茶树花磨碎后置于玻璃皿中，将共晶点测试仪探头插入玻璃皿中间，在真空冷冻干燥机中设置样品的升/降温程序，测定温度范围为-27～0 ℃。
1.3.3 茶树花真空冷冻干燥工艺的单因素试验
1.3.3.1 预冻温度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
将经过处理后的福鼎大白茶茶树花放入真空冷冻干燥机中，设置预冻时间3 h、搁板最大加热温度40 ℃、真空度20 Pa，研究不同预冻温度（-40、-35、-30、-25、-20 ℃）对冻干茶树花感官评分和复水比的影响。
1.3.3.2 预冻时间对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
在上述试验基础上，固定最优的预冻温度，设置搁板最大加热温度40 ℃、真空度20 Pa，研究不同预冻时间（1、2、3、4、5 h）对冻干茶树花感官评分和复水比的影响。
1.3.3.3 搁板最大加热温度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
在上述试验基础上，固定最优的预冻温度、预冻时间，设置真空度20 Pa，研究不同搁板最大加热温度（30、35、40、45、50 ℃）对冻干茶树花感官评分和复水比的影响。茶树花真空冷冻干燥升温程序条件及搁板最大加热温度如表1 所示。
表1 茶树花真空冷冻干燥升温程序条件
Table 1 Conditions of heating-up procedure for vacuum freeze-drying of tea flower
程序编号1 2 3 4 5升温程序-20 ℃（1 h）；-10 ℃（1 h）；0 ℃（1 h）；10 ℃（3 h）；20 ℃（3 h）；30 ℃（14 h）；20 ℃（2 h）-20 ℃（1 h）；-10 ℃（1 h）；0 ℃（1 h）；10 ℃（3 h）；20 ℃（3 h）；35 ℃（14 h）；20 ℃（2 h）-20 ℃（1 h）；-10 ℃（1 h）；0 ℃（1 h）；10 ℃（3 h）；20 ℃（3 h）；40 ℃（14 h）；20 ℃（2 h）-20 ℃（1 h）；-10 ℃（1 h）；0 ℃（1 h）；10 ℃（3 h）；20 ℃（3 h）；45 ℃（14 h）；20 ℃（2 h）-20 ℃（1 h）；-10 ℃（1 h）；0 ℃（1 h）；10 ℃（3 h）；20 ℃（3 h）；50 ℃（14 h）；20 ℃（2 h）搁板最大加热温度/℃30 35 40 45 50
1.3.3.4 真空度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
在上述试验基础上，固定最优的预冻温度和预冻时间以及搁板最大加热温度，研究不同真空度（10、20、30、40、50 Pa）对冻干茶树花感官评分和复水比的影响。
1.3.4 茶树花真空冷冻干燥响应面试验设计
在单因素试验结果的基础上，采用响应面法优化茶树花真空冷冻干燥工艺，获得茶树花真空冷冻干燥最佳工艺参数，选取预冻温度（A）、预冻时间（B）、搁板最大加热温度（C）3 个因素作为自变量，自变量水平及其范围如表2 所示。
表2 响应面试验因素水平
Table 2 Factors and levels of response surface test
水平-1 0 1因素A 预冻温度/℃-35-30-25 B 预冻时间/h 2 3 4 C 搁板最大加热温度/℃35 40 45
表3 冻干茶树花的感官评价标准
Table 3 Sensory evaluation criteria for freeze-dried tea flower
项目外形香气汤色滋味叶底评分标准干燥完全，自然成朵，花萼、花柄呈青绿色，花呈淡黄绿色，匀整干燥完全，较自然成朵，花萼、花柄呈绿色，花呈青黄色，尚匀整干燥不完全，卷曲紧结，花萼、花柄呈黑绿色，花呈黄色，有花片掉落清花香持久，带青气清花香较持久，青气较浓清花香淡薄，青气浓汤色呈淡杏黄色，颜色明亮汤色呈黄色，较明亮汤色呈橙黄色，有少许浑浊物入口甜醇，后有麻涩入口较甜醇，后麻涩味较重入口甜醇不足，后麻涩味重淡黄色，完整，软嫩黄色，较完整，较软嫩橙黄色，有花片脱落，较软嫩分值86～100 70～＜86＜70 86～100 70～＜86＜70 86～100 70～＜86＜70 86～100 70～＜86＜70 86～100 70～＜86＜70
在响应面分析中，将冻干茶树花感官评分和复水比的检测指标采用Hassan 方法归一化为0～1 之间的值（Dmax）[14-15]，计算公式如下。
式中：di 为每组试验测得的真实值；dmax 为试验组中的最大值；dmin 为试验组中的最小值。
因感官评分和复水比对试验的影响等同，故其权重各为0.5，根据下式计算包含感官评分和复水比的归一化值（Y）。
1.3.5 茶树花生物活性成分的测定
1.3.5.1 茶多糖含量测定
分别称取1.0 g 福鼎大白茶茶树鲜花和冻干花，参照张丹[16]的方法，采用蒽酮-硫酸法对福鼎大白茶茶树鲜花和冻干花进行茶多糖含量的测定。
1.3.5.2 咖啡碱含量的测定
分别称取5.0 g 福鼎大白茶茶树鲜花和1.0 g 冻干茶树花，参照GB/T 8312—2013《茶 咖啡碱测定》对福鼎大白茶茶树鲜花和冻干花进行咖啡碱含量的测定[17]。
1.3.5.3 茶多酚含量的测定
分别称取1.0 g 福鼎大白茶茶树鲜花和0.2 g 冻干茶树花，参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》对福鼎大白茶茶树鲜花和冻干花进行茶多酚含量的测定[18]。
1.3.5.4 茶氨酸含量的测定
分别称取2.0 g 福鼎大白茶茶树鲜花和1.0 g 冻干茶树花，参照GB/T 23193—2017《茶叶中茶氨酸的测定高效液相色谱法》对福鼎大白茶茶树鲜花和冻干花进行茶氨酸含量的测定[19]。
1.3.5.5 总黄酮含量的测定
分别称取2.0 g 福鼎大白茶茶树鲜花和1.0 g 冻干茶树花，采用三氧化铝显色法对福鼎大白茶茶树鲜花和冻干花进行总黄酮含量的测定[20]。
1.3.6 茶树花复水比的计算
参照Lee 等[21]的方法，并稍作修改。准确称取1.0 g（精确至0.0001 g）福鼎大白茶冻干茶树花于洁净的烧杯中，加入100 mL 60 ℃蒸馏水，稍搅拌后，置于60 ℃的恒温水浴锅中，复水30 min 后捞出沥干水分，用吸水纸擦干茶树花表面水分后称质量。复水比（F）计算公式如下。
式中：m1 为复水后茶树花的质量，g；m2 为冻干后茶树花的质量，g。
1.3.7 茶树花失水率的计算
准确称取8.0 g（精确至0.000 1 g）的新鲜茶树花进行真空冷冻干燥，待冷冻干燥结束后立即称质量[22]，失水率（S，%）计算公式如下。
式中：m1 为茶树花鲜样质量，g；m2 为冻干后茶树花的质量，g。
1.3.8 冻干茶树花的体外抗氧化活性研究
参照杨柳[23]的方法，并适当修改。准确称取1.0 g（精确至0.0001 g）均匀粉碎的福鼎大白茶冻干茶树花于500 mL 锥形瓶中，加入200 mL 蒸馏水，在沸水浴中提取0.5 h，提取结束后进行抽滤，将茶树花滤液在50 ℃下浓缩至一定体积，用蒸馏水定容至100 mL，得到茶树花提取液（10 mg/mL），用于冻干茶树花抗氧化活性的研究。
1.3.8.1 冻干茶树花对DPPH 自由基清除活性的测定
参照Yamaguchi 等[24]的方法，并适当修改。以蒸馏水为溶剂，分别配制25、50、100、150、200、250、300µg/mL 的茶树花和VC 溶液。在1.0 mL 不同质量溶度的样品溶液中加入3.0 mL 的DPPH 溶液，充分振荡后，室温条件下避光反应0.5 h，无水乙醇调零，于517 nm 处测定吸光值，即样品吸光值A1；1.0 mL 蒸馏水代替样品与DPPH 溶液反应，测定其吸光值，即为空白对照组A0；3.0 mL 无水乙醇代替DPPH 溶液与样品反应，测定其吸光值，即为样品本底对照组A2。以抗坏血酸（VC）作为阳性对照。DPPH 自由基清除率（D，%）的计算公式如下。
1.3.8.2 冻干茶树花对羟自由基清除活性的测定
参照师梦楠等[25]的方法，并适当修改。在试管中依次加入2 mL 磷酸缓冲溶液（0.2 mol/L，pH7.4）、1 mL 0.75 mmol/L 邻二氮菲溶液、1 mL 0.75 mmol/L 硫酸亚铁溶液，充分振荡后，加入1 mL 不同质量浓度的茶树花样品溶液（0.125、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25、1.50 mg/mL），最后加入1 mL 0.1%双氧水，摇匀后于37 ℃的恒温水浴锅中充分反应1 h 后，在510 nm 处测定其吸光值，即为样品组吸光值A1；用2 mL 蒸馏水代替1 mL 茶树花样品溶液和1 mL0.1%双氧水，测定其吸值，即为未损伤组A0；用1 mL 蒸馏水代替样品组的茶树花溶液，测定其吸光值，即为损伤组A2。以抗坏血酸（VC）作为阳性对照。羟自由基清除率（O，%）的计算公式如下。
1.3.8.3 冻干茶树花还原能力的测定
参照Uluata 等[26]的方法，并做适当修改。分别配制不同质量浓度（100、150、200、250、300、400、500µg/mL）的茶树花和VC 溶液，在试管中分别加入2.5 mL pH6.6 的磷酸缓冲溶液和2.5 mL 1% 铁氰化钾溶液，混匀后加入2.5 mL 不同质量浓度的茶树花样品溶液，于50 ℃的恒温水浴锅中充分反应20 min，水浴结束后，急速冷却，向混合液中加入2.5 mL 10% 的三氯乙酸溶液，充分振荡后7 000 r/min 离心10 min，取上清液2.5 mL 于试管中，再加入2.5 mL 蒸馏水和0.5 mL 0.1%三氯化铁溶液，反应10 min 后，在700 nm波长处测定其吸光值，即为样品组A1。用2.5 mL 蒸馏水代替样品溶液，测定其吸光值，即为空白对照组A0，以抗坏血酸（VC）作为阳性对照。还原能力（H）计算公式如下。
1.3.9 冻干茶树花的感官评价
参照GB/T 23776—2018《茶叶感官审评方法》中花茶的审评方法[27]，冻干茶树花审评小组由10 名具有感官品评基础，身体健康，对色、香、味具有较高灵敏性和分辨力的人员组成。茶树花审评总得分由20% 外形得分、35%香气得分、5%汤色得分、30%滋味得分、10%叶底得分计算得到。
1.4 数据分析
所有试验至少进行3 次，采用Design-Expert 12.0软件进行响应面优化。使用Microsoft Office Excel 软件对试验数据进行统计处理和误差分析，试验结果采用平均值±标准差表示，用SPSS 软件对IC50 进行分析，Origin 2018 软件进行图形绘制。
2 结果与分析
2.1 茶树花共晶点、共熔点测定结果分析
共晶点温度是样品中水分刚好完全冻结时的温度，共熔点温度是指完全冻结的样品，当温度升高至一定值时，样品内部冰晶开始熔化时的温度[28]。共晶点和共熔点是冻干工艺中重要的参数，对于确定样品预冻温度和升华温度具有重要的指导性意义，一般要求产品的预冻温度需低于其共晶点5～10 ℃，第一次升华的温度应不高于产品的共熔点[29]。若预冻温度过高，将导致样品内部的水分无法完全冻结，样品内部的水分无法通过冰的形式升华，影响样品的冻干效果，同时还易引起样品干燥过程中发生变形和收缩的现象；若预冻温度过低，不仅增加产品生产成本，造成能源的浪费，同时对冻干产品的干燥效果也会产生一定的影响。降温和升温过程中茶树花电阻的变化曲线见图1。
图1 降温和升温过程中茶树花电阻的变化曲线
Fig.1 Variation of resistance of tea flower during cooling and heating
由图1（a）可知，在0～-12 ℃温度范围内，为茶树花的冻结降温初期，此时样品内部含有大量可移动的自由带电离子，故电阻值很小，在0～0.6 MΩ 之间；当温度降至-13～-19 ℃范围内，样品的电阻值逐渐增大，在0.9～5.0 MΩ 之间；当温度处在-20～-22 ℃时，样品的电阻值突然增大，说明此时茶树花已基本冻结完成，故茶树花的共晶点温度范围为-20～-22 ℃。由图1（b）可知，在样品升温过程中，电阻值的突变温度范围为-19～-17 ℃，因此茶树花的共熔点温度范围为-19～-17 ℃。张坚强等[30]测得1 级烘青绿茶（含水量20%）的共晶点为-20 ℃，共熔点为-7.5 ℃；陈柏楠等[13]测得桂花的共晶点为-19 ℃，共熔点为-17 ℃；郭俊俊等[31]测得连翘的共晶点和共熔点范围为-25～-30 ℃。由此可见，不同的样品之间，共晶点和共熔点相差较大。
2.2 茶树花真空冷冻干燥工艺的单因素试验
2.2.1 预冻温度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
将样品送入冻干机内，样品在冻干仓内会逐渐平衡至设定的预冻温度，但此时样品并没有完全冻结，需要在冻结温度下保持一定时间才能进行升华干燥[32]。预冻温度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响见图2。
图2 预冻温度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
Fig.2 Effect of pre-freezing temperature on sensory score and rehydration ratio of freeze-dried tea flower
由图2 可知，在预冻过程中，冻干茶树花的感官评分和复水比随着预冻温度的降低呈现先上升后下降的趋势，并在预冻温度-30 ℃时两者均达到最佳状态，此条件下样品感官评分为86.73±0.91，复水比为3.13±0.12。由图2（a）可知，预冻温度为-30 ℃时，冻干茶树花外形、香气、汤色、滋味、叶底5 个方面的评分均为最高，且预冻温度的改变对该5 个感官评价指标的影响程度相当。因此，最佳预冻温度为-30 ℃。
2.2.2 预冻时间对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
预冻的目的是将茶树花样品中的大部分结合水和所有的自由水进行完全冻结，为保证物料完全冻结，样品的预冻温度应低于其共晶点5～10 ℃，预冻时间不足，样品中的水无法全部形成冰晶，就会导致在后续真空干燥环节部分水分无法被除去而滞留，从而影响冻干效果[32]。预冻时间对冻干茶树花感官评分和复水比的影响见图3。
图3 预冻时间对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
Fig.3 Effect of pre-freezing time on sensory score and rehydration ratio of freeze-dried tea flower
由图3 可知，随着预冻时间的延长，冻干茶树花的感官评分和复水比呈现先上升后下降的趋势，茶树花样品预冻时间3 h 与4 h 的感官评分和复水比无明显差 异，分 别 为85.65±1.42、3.16±0.13 和85.67±0.75、3.17±0.05。根据图3（a）可知，不同的预冻时间对茶树花外形、滋味2 个感官指标的影响比较大，对叶底指标的影响较小。从能耗和冻干效果两个方面进行综合考量，3 h 不仅能保证茶树花达到较好的预冻效果，同时又能起到降低能耗，节约成本的作用。因此选择3 h作为茶树花的最佳预冻时间。
2.2.3 搁板最大加热温度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
样品在升华干燥过程中，加热板的最高温度为搁板加热温度，加热温度若过低，就会降低干燥速度、延长样品中的水分升华所需的时间，甚至导致样品内部水分无法完全去除；若加热温度过高，将影响冻干茶树花的感官和复水比[8]。搁板最大加热温度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响见图4。
图4 搁板最大加热温度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
Fig.4 Effect of maximum heating temperature of shelf on sensory score and rehydration ratio of freeze-dried tea flower
由图4 可知，随着搁板最大加热温度的升高，感官评分和复水比均出现先上升后下降的趋势，且当搁板最大加热温度为40 ℃时，冻干茶树花的感官评分和复水比均达到最高，感官评分为86.38±1.62，复水比为3.13±0.10。由图4（a）可知，搁板最大加热温度对冻干茶树花外形、香气2 个感官指标影响最大，温度越高，冻干茶树花的外形分数越低，这是因为温度过高引起茶树花颜色的劣变，汤色和叶底受搁板最大加热温度的影响较小。冯令通[8]的研究结果表明，当搁板最大加热温度超过60 ℃时，冻干海胆黄的复水比和感官评分与温度成反比关系，这与本试验的研究结果相一致。
2.2.4 真空度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
真空度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响见图5。
图5 真空度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响
Fig.5 Effect of vacuum degree on sensory score and rehydration ratio of freeze-dried tea flower
由图5 可知，不同的真空度对冻干茶树花感官评分和复水比的影响较小，在10～50 Pa 的范围内，随着真空度的增加，2 个指标先上升后缓慢下降，并在真空度达到20 Pa 时达到最大。如图5（a）所示，真空度的变化对冻干茶树花汤色和香气2 个感官指标的影响较大，对外形、滋味的影响很小。因此，选取20 Pa 为茶树花真空冷冻干燥的最佳真空度，此时感官评分为85.38±1.55，复水比为3.11±0.15。
2.3 响应面优化试验
根据单因素试验结果，采用Box-Behnken 试验，对茶树花真空冷冻干燥工艺进行优化。以预冻温度（A）、预冻时间（B）、搁板最大加热温度（C）为自变量，以Y值为响应值，进行三因素三水平响应面优化试验，结果如表4 所示。
表4 响应面试验设计与结果
Table 4 Response surface test design and results
试验号1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 预冻温度/℃-35-30-35-30-25-30-30-30-25 B 预冻时间/h 4 3 2 4 2 3 3 3 3 C 搁板最大加热温度/℃40 40 40 45 40 40 40 40 45感官评分83.25 85.78 73.21 80.69 65.32 87.02 87.21 86.94 82.01复水比2.90 3.13 2.63 2.84 2.43 3.21 3.20 3.14 2.90 Y 值0.711 0.915 0.308 0.615 0.000 0.996 0.997 0.950 0.684
续表4 响应面试验设计与结果
Continue table 4 Response surface test design and results
试验号10 11 12 13 14 15 16 17 A 预冻温度/℃-25-30-25-35-30-35-30-30 B 预冻时间/h 4 3 3 3 2 3 2 4 C 搁板最大加热温度/℃40 40 35 35 45 45 35 35感官评分83.25 86.74 78.84 84.40 70.21 82.06 68.29 84.22复水比2.83 3.14 2.79 3.01 2.72 2.94 2.60 3.02 Y 值0.663 0.948 0.541 0.810 0.296 0.712 0.175 0.811
运用Design-Expert 12.0 软件进行回归分析，得到Y 值的标准回归方程为Y=0.961 2-0.081 6A+0.252 6B-0.003 8C+0.065 0AB+0.060 3AC-0.079 2BC-0.164 1A2-0.376 6B2-0.110 3C2。
2.4 响应面模型的方差分析
应用方差分析和显著性检验可进一步对回归模型进行评估，F 值越高，P 值越低，说明显著性越高[33]。方差分析见表5。
表5 方差分析
Table 5 Analysis of variance
注：*表示影响显著（P＜0.05）；**表示影响极显著（P＜0.01）。
项目模型A 预冻温度B 预冻时间C 搁板最大加热温度AB AC BC A²B²C²残差失拟项纯误差总和平方和1.44 0.053 3 0.510 6 0.000 1 0.016 9 0.014 5 0.025 1 0.113 4 0.597 2 0.051 3 0.008 7 0.003 8 0.004 9 1.45自由度9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 3 4 16均方0.160 4 0.053 3 0.510 6 0.000 1 0.016 9 0.014 5 0.025 1 0.113 4 0.597 2 0.051 3 0.001 2 0.001 3 0.001 2 F 值129.06 42.88 410.69 0.090 5 13.59 11.68 20.21 91.21 480.37 41.24 1.02 P 值＜0.000 1 0.000 3＜0.000 1 0.772 3 0.007 8 0.011 2 0.002 8＜0.000 1＜0.000 1 0.000 4 0.471 6显著性*****************不显著
由表5 可知，该模型的F 值为129.06，P＜0.000 1，表明该模型极显著；失拟项P=0.471 6＞0.05，不显著，说明该模型拟合效果好，试验结果受其他因素的影响较小；模型的决定系数R2=0.994 0，复合相关系数R2adj=0.986 3，预测决定系数R2Pred=0.953 1，变异系数C.V.%=5.38，表明该模型可用于茶树花真空冷冻干燥工艺的分析和预测。根据方差分析表中F 值的大小可得出各因素对Y 值的影响主次顺序为预冻时间＞预冻温度＞搁板最大加热温度。一次项中，A 和B 对Y 值的影响极显著；交互项中AB 和BC 对Y 值的影响极显著；二次项中A²、B²、C²均达到极显著水平。
2.5 各因素交互作用的响应面分析
响应面的曲面越陡峭表明该因素间的相互作用对响应值的影响越大，等高线越接近椭圆表明因素间的交互作用越显著。各因素交互作用响应面图和等高线图见图6～图8。
图6 预冻温度和预冻时间对冻干茶树花Y 值的响应面及等高线图
Fig.6 Response surface and contour map of Y value of freeze-dried tea flower to pre-freezing temperature and pre-freezing time
图7 预冻温度和搁板最大加热温度对冻干茶树花Y 值的及等高线图
Fig.7 Response surface and contour map of Y value of freeze-dried tea flower to pre-freezing temperature and maximum heating temperature of shelf
图8 预冻时间和搁板最大加热温度对冻干茶树花Y 值的响应面及等高线图
Fig.8 Response surface and contour map of Y value of freeze-dried tea flower to pre-freezing time and maximum heating temperature of shelf
由图6～图8 可知，三维图的陡峭顺序是BC＞AB＞AC，即预冻时间与搁板最大加热温度交互项三维图最陡峭，表明预冻时间与搁板最大加热温度之间的交互作用对Y 值的影响最大；AB、BC 的等高线图更密集、呈明显的椭圆形，说明AB、BC 的交互作用极显著（P＜0.01），这与模型的方差分析有着较好的一致性。
2.6 最佳工艺条件的预测和验证
根据Design-Expert 12.0 预测模型极值点，当Y 值的期望值为1 时，结果显示最佳冻干工艺条件为预冻温度-30.27 ℃、预冻时间3.36 h、搁板最大加热温度39.45 ℃。根据实际操作的需要设计验证试验，将最佳真空冷冻干燥条件调整为预冻温度-30 ℃、预冻时间3.5 h、搁板最大加热温度39 ℃，采用上述优化后的冻干条件进行平行试验，测得的福鼎大白茶冻干茶树花的感官评分为88.57±1.24，复水比为3.26±0.14，证明该模型得到的最佳冻干工艺条件是准确且可行的。
2.7 冻干前后茶树花的生物活性成分对比分析
福鼎大白茶茶树花冻干前后的生物活性成分分析结果如表6 所示。福鼎大白茶茶树花的外观形态比较见图9。
图9 福鼎大白茶茶树花的外观形态比较
Fig.9 Comparison of appearance and morphology of Fuding white tea flower
表6 福鼎大白茶茶树花的生物活性成分及含量
Table 6 Bioactive constituents and contents of flower of Fuding big white tea
注：/表示未检出。
样品名称福鼎大白茶茶树鲜花福鼎大白茶冻干茶树花生物活性成分及含量茶多糖/%5.64±0.11 11.45±0.27咖啡碱/%0.75±0.01 0.71±0.05茶多酚/%6.12±0.12 28.93±1.05茶氨酸/%6.18±0.06 4.55±0.09总黄酮/（mg/g）2.58±0.10 12.04±0.82失水率/%/81.51±1.31
由表6 可知，真空冷冻干燥能够很好地保留茶树花中的活性成分，冻干过程中茶多酚和总黄酮基本不被破坏，茶多糖也能较好地被保留下来，影响较大的是茶氨酸和咖啡碱的含量，黄艳等[34]的研究结果表明，相较于炒青烘干、微波烘干，真空冷冻干燥能够最大限度保留茶树花功能性化合物的活性，这与本试验结果一致。
由图9 可知，经真空冷冻干燥处理后的茶树花自然成朵，花萼、花柄呈青绿色，花呈淡黄绿色，花瓣匀整，花药较好地保留在花丝上、基本不脱落，色泽接近鲜花，具有冻干茶树花特有的青花香；冲泡后汤色杏黄、明亮、香味持久，入口醇和、后稍有麻涩味，叶底完整、软嫩，与张婉婷等[35]所采用的炒青、烘青、蒸青等方法对比，冻干茶树花的感官状态更佳。
2.8 冻干茶树花的体外抗氧化活性研究
2.8.1 冻干茶树花对DPPH 自由基清除活性的测定结果
冻干茶树花与VC 对DPPH 自由基清除能力比较见图10。
图10 冻干茶树花与VC 对DPPH 自由基清除能力比较
Fig.10 Comparison between freeze-dried tea flower and VC on DPPH free radical scavenging ability
由图10 可知，冻干茶树花和VC均可清除DPPH 自由基，当VC 的质量浓度在150µg/mL 时，其自由基清除率可达到（95.85±0.07）%；在25～250 µg/mL 的质量浓度范围内，随着质量浓度的增加，茶树花的清除能力逐渐增强，质量浓度为250µg/mL 时，茶树花对DPPH 自由基的清除率可达到（92.93±0.05）%，300 µg/mL 质量浓度茶树花的清除能力与250µg/mL 无明显差异。与李楠等[36]的研究结果进行对比，茶树花对DPPH 自由基清除能力均高于该研究中的20 种花茶的清除能力。Yang 等[37]的研究结果表明，茶花花粉的乙醇提取物和丙酮提取物具有较强的DPPH 自由基清除能力，这与本试验的研究结果基本一致。
IC50 又称半抑制浓度，是指当清除率达到50% 时所需样品的浓度，IC50 值越小，表明样品的清除能力越强，抗氧化活性越强。用SPSS 软件求得冻干茶树花的IC50 为78.85µg/mL。
2.8.2 冻干茶树花对羟自由基清除活性的测定结果
冻干茶树花与VC 对羟自由基清除能力比较见图11。
图11 冻干茶树花与VC 对羟自由基清除能力比较
Fig.11 Comparison between freeze-dried tea flower and VC on hydroxyl radical scavenging ability
由图11 可知，同质量浓度的茶树花对羟自由基清除能力远高于VC，茶树花和VC 对羟自由的清除能力均随着质量浓度的升高不断增强，当质量浓度达到1.25 mg/mL 时，茶树花的清除率就可达到95% 以上，质量浓度为1.50 mg/mL 时，茶树花对羟自由基的清除率为（99.10±3.14）%，是同质量浓度VC 的5.22 倍。与任顺成等[38]的研究结果进行比较，茶树花对羟自由基的清除能力均优于该研究的19 种花茶水提液的清除能力。通过试验所得数据计算得茶树花的IC50 为0.55 mg/mL。
2.8.3 冻干茶树花还原能力的测定结果
冻干茶树花与VC 的还原能力比较见图12。
图12 冻干茶树花与VC 的还原能力比较
Fig.12 Comparison of reducing capacity of freeze-dried tea flower and VC
由图12 可知，VC 的还原能力强于茶树花，在质量浓度100～500µg/mL 范围内，随着浓度的不断升高，茶树花的还原能力呈现不断上升的趋势，即两者之间呈现出一定的剂量效应关系，VC 的吸光值变化不明显。杨柳[23]的研究结果表明，与0.05 mg/mL 的VC 溶液对比，同浓度的红花油茶花及白花油茶花的还原能力弱于VC，伴随油茶花提取液浓度增加，两种样品的还原能力逐渐升高，这与本试验的研究结果相一致。
3 结论
本文以福鼎大白茶茶树花为试验对象，通过单因素和响应面对茶树花的真空冷冻干燥工艺进行优化，得到最佳真空冷冻干燥条件为预冻温度-30 ℃、预冻时间3.5 h、搁板最大加热温度39 ℃，采用上述优化后的冻干条件进行平行试验，测得福鼎大白茶冻干茶树花的感官评分为88.57±1.24，复水比为3.26±0.14。对冻干前后的茶树花生物活性成分和外观形态进行比较，研究表明真空冷冻干燥技术能够很好地保留茶树花的外观形态和活性成分。对冻干茶树花进行体外抗氧化活性测定，茶树花DPPH 自由基清除率和还原能力低于同浓度的VC，羟自由基清除率明显高于同浓度的VC，冻干茶树花DPPH 自由基清除率和羟自由基清除率的半抑制浓度IC50 分别为78.85µg/mL、0.55 mg/mL，研究结果表明，茶树花具有较强的抗氧化活性。
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