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      微波與遠(yuǎn)、近紅外技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用

      2013-01-22 12:45:49邵靜娜孫威江
      中國(guó)茶葉加工 2013年2期
      關(guān)鍵詞:微波光譜茶葉

      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。

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      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

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