微波與遠(yuǎn)、近紅外技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用

邵靜娜，孫威江,2*

（1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)安溪茶學(xué)院，福建福州 350002）

微波與遠(yuǎn)、近紅外技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用

邵靜娜1，孫威江1,2*

（1.福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院，福建福州 350002；2.福建農(nóng)林大學(xué)安溪茶學(xué)院，福建福州 350002）

基于對(duì)國(guó)內(nèi)外微波技術(shù)與遠(yuǎn)、近紅外技術(shù)在茶葉上應(yīng)用情況的闡述，以及在茶葉應(yīng)用上存在的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。微波、遠(yuǎn)紅外技術(shù)在某種程度上相比傳統(tǒng)茶葉加工方式有著自身的優(yōu)勢(shì)，可提高茶葉品質(zhì)和加工效率。近紅外技術(shù)在茶葉自動(dòng)化加工、生產(chǎn)線在線檢測(cè)上有很大前景，是茶葉加工發(fā)展的趨勢(shì)。

微波，遠(yuǎn)紅外技術(shù)，近紅外技術(shù)，茶葉，茶葉加工

中國(guó)茶葉加工2013，（2）:32～37

我國(guó)制茶歷史悠久，制茶工藝豐富，因制茶工藝不同分為白茶、綠茶、黃茶、烏龍茶、紅茶、黑茶等六大茶類(lèi)。但與國(guó)外茶葉生產(chǎn)技術(shù)相比，目前我國(guó)茶葉加工技術(shù)設(shè)備較為落后。有的還停留在手工、半手工狀態(tài)，機(jī)械化水平低，絕大部分依然是簡(jiǎn)單的機(jī)械產(chǎn)品，缺少采用程控、數(shù)控、機(jī)電一體化等成熟通用技術(shù)且制造工藝簡(jiǎn)單[1]。近年來(lái)，微波技術(shù)、遠(yuǎn)紅外技術(shù)、超高溫?zé)犸L(fēng)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)等已在名優(yōu)綠茶機(jī)械裝備中得到應(yīng)用。本文通過(guò)綜述微波與遠(yuǎn)、近紅外技術(shù)在茶葉上的應(yīng)用情況，為微波與遠(yuǎn)、近紅外技術(shù)在茶葉生產(chǎn)和加工方面的應(yīng)用提供借鑒，以期促進(jìn)我國(guó)茶葉加工技術(shù)與加工設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。

1 微波的特性

微波的頻率為300MHz～300GHz，是無(wú)線電波中一個(gè)有限頻帶的簡(jiǎn)稱(chēng)。波長(zhǎng)在1m（不含1m）到1mm之間的電磁波，頻率比一般的無(wú)線電波頻率高，通常也稱(chēng)為“超高頻率電磁波”。微波的基本性質(zhì)通常呈現(xiàn)為穿透、反射和吸收三個(gè)特性，對(duì)于玻璃、塑料和瓷器，微波幾乎是穿越而不被吸收，對(duì)于水和食物等就會(huì)吸收微波而使自身發(fā)熱，而金屬類(lèi)材質(zhì)，則會(huì)反射微波。人們利用微波加熱主要應(yīng)用于食物制作（微波爐）、材料烘干（干燥機(jī)）、消毒（牛奶、醫(yī)用）、微波治療（癌癥、前列腺疾病和理療等）。

2 微波在茶葉上的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 微波在茶葉殺青中的應(yīng)用

生產(chǎn)綠茶、烏龍茶均需要加熱殺青處理，以鈍化酶的活性，停止發(fā)酵，并適量蒸發(fā)水分，確定和發(fā)展茶的品質(zhì)。由于殺青機(jī)種類(lèi)不同，其殺青效果不一樣，因此制茶品質(zhì)也不盡相同[2]。目前生產(chǎn)上常用殺青方式有熱風(fēng)殺青、汽熱殺青、電熱殺青、蒸汽殺青和微波殺青。相比之下微波殺青在茶葉殺青品質(zhì)方面也有較好的表現(xiàn)，不僅在茶葉色澤上占優(yōu)勢(shì)，而且能較好地保留茶葉內(nèi)含成分[3-9]。微波補(bǔ)殺對(duì)再制品外形上有一定的修復(fù)作用，原因可能是經(jīng)過(guò)微波補(bǔ)殺后再制品變得柔軟，微波殺青最大程度保證在制品形狀和完整性[10]。

微波殺青時(shí)，微波能透入鮮葉的內(nèi)部加熱，絕大部分微波能量被鮮葉吸收并轉(zhuǎn)化為升溫所需要的熱量，具有升溫迅速、溫度均勻、熱效率高、殺青時(shí)間短、殺青均勻等特點(diǎn)，且微波殺青所用能源為電能，對(duì)加工環(huán)境沒(méi)有污染。微波作為一種新的能量傳遞方法，已被日本、新加坡、印尼等國(guó)用于茶葉的殺青和烘干，提高了茶葉的品質(zhì)檔次，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益[11]。但微波殺青也在茶葉香氣、滋味上存在不足，可對(duì)微波加工參數(shù)作進(jìn)一步的試驗(yàn)調(diào)整，或采用組合式殺青方法[12]。

2.2 微波在茶葉干燥中的應(yīng)用

微波干燥技術(shù)是利用物料中水的介電常數(shù)遠(yuǎn)大于目標(biāo)產(chǎn)物的介電常數(shù)，水吸收大部分微波能量的原理，微波對(duì)其內(nèi)部水分進(jìn)行加熱并將水分進(jìn)行蒸發(fā)脫除，從而達(dá)到物料干燥的目的[13]。

微波干燥速度快、時(shí)間短，其干燥時(shí)間是一般方法的1/10～1/100；利于保持產(chǎn)品的色、香、味，營(yíng)養(yǎng)素?fù)p失較少，對(duì)維生素C、氨基酸的保持極為有利；反應(yīng)靈敏易控制；加熱均勻，可避免外干內(nèi)濕現(xiàn)象；干燥加熱具有自動(dòng)平衡能力；熱效率高，設(shè)備臺(tái)數(shù)少[14]。

微波干操方法可分為常壓微波干燥、真空保濕干燥和冷凍微波干燥。安徽岳西將微波冷凍干燥生產(chǎn)工藝成功應(yīng)用于茶葉制作中，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能、環(huán)保、安全，兼有殺菌功能，更好的保證了岳西翠蘭品質(zhì)[15]。

2.3 微波在茶葉成分提取中的應(yīng)用

微波提取技術(shù)又稱(chēng)微波輔助萃取技術(shù)，是根據(jù)不同物質(zhì)的介電常數(shù)不同，對(duì)微波能的吸收差異使基體物質(zhì)中的某些區(qū)域和萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，增大目標(biāo)組分的溶解度，從而從基體或體系中分離出來(lái)。由于加速了目標(biāo)組分向萃取溶劑界面擴(kuò)散，縮短了目標(biāo)組分的分子由物料內(nèi)部擴(kuò)散到萃取溶劑界面的時(shí)間，使萃取速率得到了很大提高[16]。

微波技術(shù)在茶葉成分提取中的應(yīng)用范圍較廣，除了茶多酚、咖啡堿外，提取茶色素也見(jiàn)于報(bào)道。微波萃取技術(shù)用于提取茶葉水溶性物質(zhì)、茶多酚、咖啡堿、茶多糖、茶皂素等都較一般的水浴浸提等傳統(tǒng)技術(shù)得率高、效果好，且提取時(shí)間大大縮短[17]。

2.4 微波在茶葉微量元素檢測(cè)中的應(yīng)用

茶葉作為我國(guó)的傳統(tǒng)飲料和世界三大飲料之一，其中的無(wú)機(jī)元素尤其是重金屬的含量越來(lái)越引起人們的關(guān)注。食品中鉛、鎘、銅的測(cè)定方法已經(jīng)有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中樣品的前處理有壓力消解罐消解法、干法灰化法、過(guò)硫酸銨灰化法、濕式消解法。微波消解是近年來(lái)被廣泛使用的消解方法。許秋梅等[18]用微波消解法和開(kāi)水浸泡法處理茶葉，對(duì)比檢測(cè)茶葉中微量元素含量發(fā)現(xiàn)，微波消解法測(cè)定茉莉花茶中元素鎘、鉻、鎂、鐵、鋁、鈣、錳的分析方法，更簡(jiǎn)便、快捷、準(zhǔn)確。

2.5 微波在茶葉殺菌、防霉中的應(yīng)用

茶飲料在常規(guī)熱力殺菌中，由于高溫長(zhǎng)時(shí)，使茶葉香氣受到較大損失。采用微波殺菌，具有較好的效果。微波殺菌是微波的熱效應(yīng)和生物效應(yīng)共同作用的結(jié)果。微波對(duì)微生物的熱效應(yīng)使蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致微生物死亡；而微波對(duì)微生物的生物效應(yīng)使微波電場(chǎng)改變了細(xì)胞膜斷面的電徑分布，影響了細(xì)胞膜周?chē)娮雍碗x子的濃度，從而改變了細(xì)胞膜的通透性能，使微生物生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制而死亡[19]。此外足夠強(qiáng)的微波電場(chǎng)可以導(dǎo)致生物的DNA、RNA中的氫鍵松弛、斷裂和重組，從而誘發(fā)遺傳基因突變[20]。由于微波殺菌利用了熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)對(duì)生物的破壞作用，因此，其殺菌溫度低于常規(guī)方法，有利于茶飲料香氣的保持。

茶葉在貯運(yùn)過(guò)程中易生蟲(chóng)，在黑茶的渥堆過(guò)程中也常發(fā)生昆蟲(chóng)污染的現(xiàn)象。過(guò)去常用藥物熏蒸的殺蟲(chóng)方法，但存在藥物殘留的問(wèn)題。采用微波處理可以取得良好的殺蟲(chóng)效果，殺蟲(chóng)效果與茶葉和蟲(chóng)體的介電性質(zhì)密切相關(guān)，當(dāng)茶葉的含水量小于12%時(shí)，有利于增強(qiáng)殺蟲(chóng)的效果[21]。

茶葉在加工貯藏中極易受潮發(fā)霉而降低品質(zhì)。王盛良等[22]通過(guò)試驗(yàn)證明，微波技術(shù)對(duì)茶葉霉菌具有優(yōu)異的殺滅效果。

3 遠(yuǎn)紅外的特性

紅外線是波長(zhǎng)為0.76～1000μm的電磁波，其中波長(zhǎng)為0.76～1.4μm的稱(chēng)為近紅外線，波長(zhǎng)為1.4～3.0μm的稱(chēng)為中紅外線，波長(zhǎng)為3.0～1000μm的稱(chēng)為遠(yuǎn)紅外線。遠(yuǎn)紅外線加熱不需要中間傳熱介質(zhì)，直接均勻加熱物體。遠(yuǎn)紅外線有穿透性，其對(duì)不同農(nóng)副產(chǎn)品穿透深度可達(dá)1～18mm，不經(jīng)物體表面直接在被加熱物內(nèi)部進(jìn)行加熱。遠(yuǎn)紅外線加熱避免了被干燥物表面直接暴露于高溫，減少了被干燥物的表面品質(zhì)破壞；不需要中間介質(zhì)，減少了傳熱過(guò)程中的熱損失。因此遠(yuǎn)紅外線干燥熱效率高，干燥品質(zhì)優(yōu)于其它的干燥法[23]。

4 遠(yuǎn)紅外在茶葉上的應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1 遠(yuǎn)紅外在茶葉萎調(diào)上的應(yīng)用

龍言[24]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用遠(yuǎn)紅外線加溫萎凋提高烏龍茶質(zhì)量的新工藝，在烏龍茶加工的萎凋工序中，將溫度控制在40℃左右，再以1kW的遠(yuǎn)紅外線進(jìn)行照射，而搖青、干燥等工序仍按常規(guī)操作方法進(jìn)行，制得的茶葉品質(zhì)明顯優(yōu)于常規(guī)工藝加工的茶葉，其干茶中的醇類(lèi)、脂類(lèi)、吲哚類(lèi)等生化物質(zhì)含量要高出常規(guī)工藝10%～15%，尤其是香味高，并含有混合型花香。中野不二雄等[25]研究發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)紅外線萎凋的茶葉香氣和滋味均優(yōu)于無(wú)遠(yuǎn)紅外線照射的茶葉，香味也較日光萎凋好，并能得到均質(zhì)的制品。金心怡等[26]研究發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)紅外萎凋葉溫升高和水分蒸發(fā)較快，促進(jìn)酶活性，水浸出物含量、茶多酚轉(zhuǎn)化量、氨基酸含量均有增加。遠(yuǎn)紅外萎凋的茶葉品質(zhì)接近于日光萎凋的效果，這是因?yàn)檫h(yuǎn)紅外線以射線形式射入葉肉組織，引起葉內(nèi)分子共振，并迅速轉(zhuǎn)化為熱能，使葉子內(nèi)外均勻受熱，從而使細(xì)胞膜透性加強(qiáng)，酶活性提高，促使多酚類(lèi)化合物產(chǎn)生變化，促進(jìn)芳香物質(zhì)形成，三大物質(zhì)降解，使茶多酚含量的保留量較少，氨基酸較多，可溶性糖較少，品質(zhì)達(dá)到日光萎凋水平。

4.2 遠(yuǎn)紅外在茶葉殺青上的應(yīng)用

早在1978年，廣東省農(nóng)科院茶科所就應(yīng)用遠(yuǎn)紅外線輻射殺青茶葉，制得成茶具有香高味醇、湯色翠綠清澈等品質(zhì)特點(diǎn)。并且具有殺青功效高、連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)綠茶殺青工序連續(xù)化、電氣化開(kāi)辟新的途徑[27]。朱德文等[12]提出遠(yuǎn)紅外和微波組合殺青綠茶，滋味更具有鮮爽醇厚而不苦澀、香氣純正等特點(diǎn)。微波、遠(yuǎn)紅外組合殺青方式能較大程度地保留茶葉品質(zhì)成分含量，減少殺青作業(yè)對(duì)茶葉品質(zhì)成分的破壞，克服了單純使用微波殺青的不足之處。

4.3 遠(yuǎn)紅外在茶葉烘焙、提香上的應(yīng)用

中野不二雄等[25]研究發(fā)現(xiàn)和熱風(fēng)干燥比較，遠(yuǎn)紅外線干燥茶葉表面呈潤(rùn)澤狀態(tài)，遠(yuǎn)紅外線干燥（無(wú)風(fēng)）時(shí)有火香味的傾向。權(quán)啟愛(ài)等[28]研究發(fā)現(xiàn)比起其他干燥方式，遠(yuǎn)紅外更適合應(yīng)用在茶葉生產(chǎn)流水線上，制得茶葉品質(zhì)優(yōu)異，茶葉感官品質(zhì)明顯優(yōu)于裝有傳統(tǒng)茶葉烘干機(jī)的生產(chǎn)線。

遠(yuǎn)紅外茶葉干燥機(jī)焙茶干得快，比熱風(fēng)焙茶時(shí)間短4min左右，由于快速去水，有利茶香發(fā)揮。另外，遠(yuǎn)紅外茶葉干燥機(jī)上層的溫度高，茶葉剛進(jìn)入焙茶機(jī)時(shí)的水分多，使用遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)，能符合“先高溫后低溫”“毛火高溫快干，足火低溫足干”的工藝要求。同時(shí)，遠(yuǎn)紅外焙茶熱效率好，降低成本。江平等[29]探討發(fā)現(xiàn)經(jīng)微波殺青，熱力初干，遠(yuǎn)紅外提香機(jī)足干制得茶樹(shù)花比其他蒸氣殺青、熱力干燥等方式效果都好。總之，遠(yuǎn)紅外線干燥技術(shù)具有節(jié)能、高效、高品質(zhì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，以期在茶葉加工技術(shù)上更好的利用。

4.4 遠(yuǎn)紅外在茶飲料滅菌的應(yīng)用

日本的飲料生產(chǎn)部門(mén)探索出遠(yuǎn)紅外滅菌新工藝。具體作法為：在液態(tài)飲料的罐裝機(jī)上安裝一個(gè)遠(yuǎn)紅外發(fā)射器，將液態(tài)飲料的半成品以100kW的遠(yuǎn)紅外直照30s，然后再作冷藏處理。生產(chǎn)實(shí)踐表明，運(yùn)用這種紅外滅菌工藝的液態(tài)茶汁，不僅不渾濁，基本保持原有茶類(lèi)的色、香、味，而且茶湯中維生素C含量比常規(guī)高溫滅菌工藝高15%左右，經(jīng)濟(jì)效益也提高30%以上，此項(xiàng)技術(shù)是液態(tài)茶汁飲料高效滅菌保鮮的新工藝[30]。

5 近紅外光譜的特性

近紅外光譜（Near-infrared Spectroscopy，簡(jiǎn)稱(chēng)NIRS）是指介于可見(jiàn)光及中紅外光區(qū)間，波長(zhǎng)在780～2526nm范圍內(nèi)的電磁波?，F(xiàn)代近紅外光譜技術(shù)由于將光譜分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)融為一體，因此成為20世紀(jì)90年代以來(lái)發(fā)展最快、最引人注目的光譜分析技術(shù)，現(xiàn)已成功地由最初的食品工業(yè)，迅速滲透到石油化工、基本的有機(jī)化工、高分子化工、制藥及臨床學(xué)、生物化工、環(huán)境科學(xué)、紡織工業(yè)、食品工業(yè)、造紙及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，在產(chǎn)品質(zhì)量分析、檢測(cè)、工藝控制等方面獲得了廣泛的成功[31]。

6 近紅外光譜技術(shù)在茶葉上的應(yīng)用

6.1 近紅外光譜技術(shù)在茶葉成分快速檢測(cè)上的應(yīng)用

近紅外光譜技術(shù)在茶葉上主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)研究，未能在茶葉加工過(guò)程中得到有效應(yīng)用。目前近紅外的研究主要集中在茶葉中幾種化學(xué)成分的快速檢測(cè)、茶葉的種類(lèi)鑒定、快速分級(jí)等方面。除了茶多酚、咖啡堿、氨基酸[32-33]等茶葉中的主要化學(xué)成分外，發(fā)酵茶中茶黃素、茶紅素、茶多糖等重要的活性成分，也能通過(guò)近紅外光譜技術(shù)進(jìn)行快速檢測(cè)[34]。

近紅外光譜檢測(cè)技術(shù)能夠達(dá)到實(shí)際應(yīng)用中的精度要求，并且樣品不被破壞，不需化學(xué)試劑，可用于實(shí)現(xiàn)茶葉加工過(guò)程中生化成分含量的在線快速測(cè)定。

6.2 近紅外光譜技術(shù)在茶葉在線檢測(cè)上的應(yīng)用

1992年，浙江大學(xué)研究近紅外反射光譜技術(shù)及其在茶葉水分測(cè)試中的應(yīng)用。采用紅外吸收原理測(cè)量水分含量，這種儀器可在幾十秒時(shí)間內(nèi)測(cè)定并打印出茶葉的水分含量?？梢栽诓枞~生產(chǎn)、加工存儲(chǔ)和檢驗(yàn)中更好地把握茶葉的質(zhì)量[35]。

蔣迎[36]提出了傅里葉變換近紅外光譜可推廣用于花茶窨制過(guò)程的在線監(jiān)測(cè)，能快速、無(wú)損測(cè)定窨制過(guò)程中茶葉的水分含量，達(dá)到對(duì)花茶窨制質(zhì)量進(jìn)行過(guò)程控制，只需1min即可完成整個(gè)過(guò)程。水分測(cè)定范圍為5%～20%，預(yù)測(cè)偏差在1.71%以?xún)?nèi)，完全滿(mǎn)足工業(yè)過(guò)程分析要求。

目前也有在烏龍茶精加工生產(chǎn)線上應(yīng)用先進(jìn)的在線近紅外水分儀，能夠在線監(jiān)測(cè)烏龍茶精加工生產(chǎn)線上任何時(shí)刻的茶葉水分，并可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)茶葉產(chǎn)品含水率的實(shí)時(shí)控制。

6.3 近紅外光譜技術(shù)在茶葉品質(zhì)鑒定上的應(yīng)用

日本靜岡茶葉試驗(yàn)站開(kāi)展了用近紅外反射光譜來(lái)測(cè)定毛茶中全氮量并由此評(píng)價(jià)茶葉品質(zhì)的試驗(yàn)。試驗(yàn)是以煎茶為樣品，用日制9350型近紅外反射光譜機(jī)進(jìn)行測(cè)試，并用二次微分分析法和多變回歸方程進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果得出了含氨百分率數(shù)字模型，經(jīng)用凱氏定氮法檢定，結(jié)果完全一致。經(jīng)密碼感官審評(píng)驗(yàn)定，其相關(guān)系數(shù)為0.993，標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.118，取得了精度很高的審評(píng)效果。所以日本認(rèn)為，運(yùn)用近紅外分析法評(píng)價(jià)茶葉質(zhì)量，是一種簡(jiǎn)便、快速、評(píng)價(jià)效果很高的審評(píng)方法[30]。

定性判別茶葉的種類(lèi)是近紅外技術(shù)的又一項(xiàng)功能。利用近紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)茶葉的分類(lèi)鑒定以至最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)地、品種、生產(chǎn)時(shí)間等信息的精確判別，對(duì)于規(guī)范茶葉命名，保護(hù)地理標(biāo)識(shí)產(chǎn)品，整頓茶葉市場(chǎng)秩序都有重要的實(shí)際意義。趙杰文等[37]采用近紅外光譜結(jié)合主成分一馬氏距離模式識(shí)別方法鑒別了龍井、碧螺春、毛峰和鐵觀音4種中國(guó)名茶，在6500～5300cm-1光譜范圍，通過(guò)MSC預(yù)處理方法，以8個(gè)主成分建模，對(duì)校正集樣本和預(yù)測(cè)集樣本的鑒別率分別達(dá)到98.75%和95%。具體應(yīng)用方面，已研發(fā)出干茶質(zhì)量近紅外分析儀。

6.4 近紅外光譜分析技術(shù)在茶鮮葉評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

除了將近紅外光譜分析技術(shù)用于成茶成分分析外，也可用于茶鮮葉成分的定量快速檢測(cè)。王勝鵬等[38]提出一種基于NIRS技術(shù)評(píng)價(jià)茶鮮葉原料質(zhì)量的新方法。通過(guò)交叉驗(yàn)證和偏最小二乘法（PLS）方法，建立了茶鮮葉的近紅外光譜（NIRS）與其含水量、粗纖維總量和全氮量之間相關(guān)性模型。提出了基于鮮葉含水量、粗纖維總量和全氮量的茶鮮葉原料的質(zhì)量系數(shù)方程，得出了鮮葉的質(zhì)量系數(shù)。鮮葉質(zhì)量系數(shù)越大，其質(zhì)量越高。目前我國(guó)已研發(fā)出用茶鮮葉質(zhì)量近紅外分析儀投入在茶葉加工生產(chǎn)中在線對(duì)鮮葉進(jìn)行分等級(jí)的技術(shù)，促進(jìn)了我國(guó)茶葉的智能化生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展[39]。

6.5 近紅外光譜分析技術(shù)在茶湯中的應(yīng)用

王玉霞等[40]采用近紅外光譜透射分析技術(shù)，對(duì)綠茶茶湯中水浸出物、茶多酚等共11個(gè)指標(biāo)或組分的定量分析方法進(jìn)行了研究并建立了11個(gè)指標(biāo)或組分的定量分析模型，結(jié)果表明，除ECG和GA外，其余指標(biāo)或組分分析模型的交叉檢驗(yàn)和預(yù)測(cè)模型的決定系數(shù)都在95%以上，模型的穩(wěn)定性和預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較高。研究結(jié)果為利用近紅外光譜技術(shù)分析茶湯或茶飲料中主要品質(zhì)成分提供了新方法。通過(guò)茶湯的光譜分析名茶茶湯的部分測(cè)定指標(biāo)可以基本反映出茶湯品質(zhì)的優(yōu)劣。因此該方法可作為一種輔助的手段來(lái)鑒定茶葉的品質(zhì)，為近紅外光譜分析技術(shù)在茶葉鑒定方面的應(yīng)用又提供了一個(gè)新的研究思路。

7 展望

微波、遠(yuǎn)紅外干燥在某種程度上相比傳統(tǒng)干燥方式有著自身的優(yōu)勢(shì)，特別是在茶葉殺青、干燥的加工過(guò)程中適用微波、遠(yuǎn)紅外技術(shù)可以提高茶葉品質(zhì)和加工效率，為微波、遠(yuǎn)紅外技術(shù)在茶業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也是新技術(shù)在傳統(tǒng)茶葉加工工藝上的一大突破。但從現(xiàn)有的研究來(lái)看，微波、遠(yuǎn)紅外技術(shù)在茶葉中已經(jīng)得到一定的運(yùn)用，近紅外技術(shù)在茶葉中還沒(méi)有得到普及，但都顯現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)。為促進(jìn)茶葉加工技術(shù)與加工設(shè)備的科技化發(fā)展，建議在以下方面開(kāi)展進(jìn)一步研究。

7.1 開(kāi)展遠(yuǎn)紅外技術(shù)在茶園管理上的應(yīng)用

研究表明[41]膠樹(shù)和茶樹(shù)對(duì)近紅外的吸收均比較微弱，而對(duì)遠(yuǎn)紅外的吸收又都有不同程度的增加，特別是群落中的茶樹(shù)對(duì)遠(yuǎn)紅外的吸收比較充分。遠(yuǎn)紅外雖然不被葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素等吸收，但它能被葉組織中的水分、質(zhì)體色素、原生質(zhì)和某些細(xì)胞酶所吸收利用，參與某些生化過(guò)程，同時(shí)更為重要的是它具有溫度的性質(zhì)，具有強(qiáng)烈的熱力學(xué)因素。在偏北地區(qū)的茶園中對(duì)茶樹(shù)采用遠(yuǎn)紅外照射可預(yù)寒害現(xiàn)象。在其他地區(qū)茶園對(duì)茶樹(shù)采用遠(yuǎn)紅外照射可促進(jìn)茶樹(shù)良好生長(zhǎng)。

7.2 加強(qiáng)茶葉加工過(guò)程近紅外在線檢測(cè)的應(yīng)用

烏龍茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵在做青過(guò)程，也就是通過(guò)搖青與晾青的交替進(jìn)行，促使青葉形成“走水”規(guī)律，產(chǎn)生“還陽(yáng)”與“退青”的現(xiàn)象，從而使青葉梗與葉脈中的水分及可溶性?xún)?nèi)含物向葉片轉(zhuǎn)移，水分通過(guò)氣孔逐步散發(fā),可溶物則與葉內(nèi)含物結(jié)合、轉(zhuǎn)化,形成更高級(jí)的香味物質(zhì)。

烏龍茶做青過(guò)程是阻礙烏龍茶生產(chǎn)線自動(dòng)化的重要因素，若能使用近紅外在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)通過(guò)在線采集做青期間水分變化，控制水分在加工過(guò)程中的散發(fā)速率來(lái)達(dá)到控制生化物質(zhì)轉(zhuǎn)化含量，從而達(dá)到智能化控制的目的，促進(jìn)烏龍茶加工和茶葉機(jī)械化的快速發(fā)展。

8 小結(jié)

目前，我國(guó)微波、遠(yuǎn)紅外、近紅外技術(shù)在茶葉上的應(yīng)用研究尚處于初級(jí)階段，隨著光學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)（硬件技術(shù)、算法、軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等）與電子技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，微波、遠(yuǎn)紅外技術(shù)在茶葉工藝生產(chǎn)線應(yīng)用，近紅外光譜分析技術(shù)在茶葉成分快速測(cè)定、茶類(lèi)識(shí)別、茶葉感官審評(píng)、茶葉品質(zhì)檢測(cè)等方面的應(yīng)用將有大的進(jìn)展。

[1]唐小林.我國(guó)茶葉加工技術(shù)裝備現(xiàn)狀分析與對(duì)策研究[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化,2010,30(2):20-23.

[2]劉曉東,湯周斌.茶葉殺青機(jī)與制茶品質(zhì)特點(diǎn)[J].廣西農(nóng)學(xué)報(bào), 2006,21(3):21-23.

[3]劉曉東,張文文.微波加熱技術(shù)對(duì)茶葉品質(zhì)的影響[J].廣西農(nóng)學(xué)報(bào),2008,23(4):4-5.

[4]邱少慧.微波輻照對(duì)綠茶品質(zhì)的影響[D].福建:福建農(nóng)林大學(xué), 2006.

[5]周繼榮,秦志華.杜仲綠茶殺青技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008,36(10):4155-4157.

[6]李立祥,童梅英.固樣方法對(duì)茶葉化學(xué)成分及品質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,27(4):394-399.

[7]鐘應(yīng)富,李中林.殺青方式對(duì)秋季綠名茶品質(zhì)的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2008,21(5):1385-1387.

[8]胡云鈴,黃建安,施兆鵬.不同殺青方式對(duì)綠茶品質(zhì)的影響[J].茶葉,2008,34(1):24-28.

[9]胡云鈴.茶鮮葉固定方法研究及不同殺青方式對(duì)綠茶品質(zhì)形成的影響[D].長(zhǎng)沙:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.

[10]潘科,沈強(qiáng),張海偉,等.貴州扁形茶殺青工藝比較[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(1):129-131.

[11]楊曉萍,郭大勇,黃友誼.微波加熱技術(shù)在茶葉加工中的應(yīng)用[J].茶葉機(jī)械雜志,2002,(3):4-6.

[12]朱德文,岳鵬翔,袁弟順,等.不同殺青方法對(duì)綠茶品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2009,25(8):275-279.

[13]楊洲,段潔利.微波干燥及其發(fā)展[J].糧油加工與食品機(jī)械, 2000,267(3):5-6.

[14]陳世鑾.微波技術(shù)在茶葉上的應(yīng)用[J].福建農(nóng)業(yè),2002,(3):13.

[15]佚名.安徽岳西茶葉微波干燥技術(shù)達(dá)國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平[J].茶業(yè)通報(bào),2011,(1):45.

[16]單淞亭,朱子豐,凌輝,等.用微波爐提取茶葉中咖啡因?qū)嶒?yàn)介紹[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2009,(6):101.

[17]唐麗華,王登良.微波提取技術(shù)在茶葉成分提取中的應(yīng)用[J].廣東茶業(yè),2010,(5):27-30.

[18]許秋梅,王林霞,李秀東,等.茶葉中微量元素的檢測(cè)與分析[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)),2012,(7):67-69.

[19]宋振碩,周為,周黎.微波技術(shù)在茶葉加工中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].中國(guó)茶葉,2009,(12):8-10.

[20]李素云,鮑彤華.微波殺菌在肉制品加工中的應(yīng)用[J].肉類(lèi)工業(yè),2007,(11):8-9.

[21]孟夷純.微波在茶葉加工中的應(yīng)用[J].農(nóng)家科技,2007,(11):33-33.

[22]王盛良,許悅,陳修定.茶葉霉菌污染現(xiàn)狀及微波防霉研究[J].食品科學(xué),1998,(10):44-46.

[23]金昌福.遠(yuǎn)紅外線在農(nóng)副產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用及特點(diǎn)[J].科技風(fēng), 2011,(21):92.

[24]龍言.紅外技術(shù)在茶葉上新應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)機(jī)化,1995,(1):32.

[25]中野不二雄,季志仁.遠(yuǎn)紅外線在制茶上的應(yīng)用[J].茶葉,1987, (4):50-51.

[26]金心怡,柯國(guó)良,郝志龍,等.遠(yuǎn)紅外萎凋與遮陽(yáng)萎凋?qū)﹁F觀音品質(zhì)的影響[C]//中國(guó)茶葉學(xué)會(huì):中國(guó)茶葉科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集,2009:339-346.

[27]廣東省農(nóng)科院茶科所.綠茶應(yīng)用遠(yuǎn)紅外線輻射殺青試驗(yàn)初報(bào)[J].茶葉科技簡(jiǎn)報(bào),1978,(z1):58.

[28]權(quán)啟愛(ài),葉陽(yáng).遠(yuǎn)紅外烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)及其在名優(yōu)綠茶加工中的應(yīng)用[J].中國(guó)茶葉,2007,(2):20-21.

[29]江平,趙國(guó)利.茶樹(shù)花初加工技術(shù)研究[J].茶業(yè)通報(bào),2008,(4): 191-192.

[30]趙和濤.國(guó)外提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的高新技術(shù)[J].農(nóng)牧情報(bào)研究,1992,(3):26-30.

[31]王志玲,王正,王元秀,等.現(xiàn)代近紅外光譜技術(shù)——人造板性能無(wú)損檢測(cè)的新方法[J].世界林業(yè)研究,2004,(6):22-24.

[32]任廣鑫,張正竹,寧井銘,等.基于ATR校正的紅茶成分近紅外光譜無(wú)損檢測(cè)[J].光譜實(shí)驗(yàn)室,2012,29(4):2148-2154.

[33]徐榮榮,任廣鑫,王勝鵬,等.樣品形態(tài)對(duì)綠茶品質(zhì)成分近紅外定量預(yù)測(cè)的影響[J].食品工業(yè)科技,2012,33(14):72-79.

[34]羅一帆,郭振飛,朱振宇,等.近紅外光譜測(cè)定茶葉中茶多酚和茶多糖的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究[J].光譜學(xué)與光譜分析, 2005,28(8):1230-1233.

[35]李彩鳳.近紅外水份測(cè)試儀的研究[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,1993,(3): 41-42.

[36]蔣迎.傅里葉變換近紅外光譜對(duì)花茶窨制過(guò)程的水分測(cè)定方法[J].中國(guó)茶葉,2003,(5):24-25.

[37]趙杰文,陳全勝,張海東,等.近紅外光譜分析技術(shù)在茶葉鑒別中的應(yīng)用研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2006,26(9):1601-1604.

[38]王勝鵬,宛曉春,林茂先,等.基于水分、全氮量和粗纖維含量的茶鮮葉原料質(zhì)量近紅外評(píng)價(jià)方法[J].茶葉科學(xué),2011,31(1):66-71.

[39]任廣鑫,寧井銘,吳衛(wèi)國(guó),等.黃山毛峰茶連續(xù)化生產(chǎn)線加工工藝參數(shù)的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,40(1):124-129.

[40]王玉霞,徐榮榮,任廣鑫,等.綠茶茶湯中主要品質(zhì)成分近紅外定量分析模型的建立[J].茶葉科學(xué),2011,31(4):355-361.

[41]單勇,鐘鈴聲.膠茶群落及膠林、茶園太陽(yáng)輻射光譜的研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1988,8(4):373-375.

Applications of Microwave Technology,Far-infrared Technology and Near-infrared Technology in Tea

SHAO Jing-na1,SUN Wei-jiang1,2*

(1.College of Horticulture,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China; 2.Anxi Tea College,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China)

Based on the applications of microwave technology,far-infrared technology and near-infrared technology in tea at home and abroad,this article aims at analyzing the advantages and disadvantages of these applications in tea.In a way,the microwave and infrared technologies have their own advantages,that they can improve the quality of tea and the processing efficiency.Near-infrared technology has a great prospect in the tea automated processing and production line testing,and it is the development trend of tea processing.

Microwave technology,Far-infrared technology,Near-infrared technology,Tea,Tea process

F307.13

A

2095-0306（2013）02-0032-06

2013-02-28

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（012BAF07B05-5，2011BAD01B03-3），福建省科技項(xiàng)目（2012S0057，2012R0018）

邵靜娜（1986-），女，河南安陽(yáng)人，在讀研究生，主要從事茶葉加工方面的研究。

*通迅作者：swj8103@126.com