茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定方法研究

王靜，楊秀芳，鄒新武，梁慧玲，孔俊豪

（1.中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究院，浙江杭州 310016；2.浙江省茶資源跨界應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310016）

碎茶與茶制品的密度（重實(shí)度）是體現(xiàn)茶葉品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，特別是在國(guó)際碎茶貿(mào)易中，茶葉緊密堆積密度一直作為碎茶品質(zhì)的考量指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)對(duì)于緊密堆積密度的測(cè)定還依靠手動(dòng)振動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，由于人工檢測(cè)在量筒的振動(dòng)頻率、振動(dòng)幅度上很難把握，測(cè)定的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性很差，經(jīng)常導(dǎo)致出口碎茶在緊密堆積密度問(wèn)題上與國(guó)外貿(mào)易商發(fā)生糾紛。

TD-01型茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀[1]的基本工作原理是將裝有碎茶（或茶制品）的量筒固定在機(jī)械振動(dòng)裝置上，電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械振動(dòng)裝置上下振動(dòng)，量筒隨機(jī)械振動(dòng)裝置發(fā)生有節(jié)拍的振動(dòng)。隨著振動(dòng)次數(shù)的增加，量筒里的碎茶（或茶制品）逐漸振實(shí)，振動(dòng)次數(shù)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)后，機(jī)械振動(dòng)裝置停止振動(dòng)，讀出量筒內(nèi)碎茶（或茶制品）的體積，根據(jù)密度=質(zhì)量/體積，求出振實(shí)后碎茶（或茶制品）密度。

本研究使用TD-01型茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀對(duì)碎茶和茶制品的緊密堆積密度進(jìn)行測(cè)定，比較振動(dòng)次數(shù)對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，并對(duì)測(cè)定方法的重復(fù)性進(jìn)行了研究，為碎茶和茶制品緊密堆積密度測(cè)定方法提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

市售碎茶樣品：共8種，其中4種紅碎茶，3種普洱碎茶，1種綠碎茶。

市售茶制品樣品：共8種，其中1種固態(tài)速溶綠茶，1種固態(tài)速溶紅茶，1種固態(tài)速溶烏龍茶，3種茶多酚，2種兒茶素。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

電子天平：精度0.01 g；粉末漏斗：不銹鋼材質(zhì)；量筒：容量為250 mL 和100 mL；茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀：TD-01型（中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究院研制，如圖1）。

圖1 茶與茶制品堆積密度測(cè)定儀Fig.1 Tea and tea products compacted bulk densities measuring apparatus

1.3 實(shí)驗(yàn)方法[2]

1.3.1 取樣

從混合樣品的上、中、下三處取3個(gè)測(cè)試樣品，并存儲(chǔ)在容器中。轉(zhuǎn)動(dòng)量筒，仔細(xì)檢查樣品有無(wú)結(jié)塊。塊狀物會(huì)改變樣品的特性，不能用來(lái)測(cè)定。

1.3.2 碎茶的測(cè)定步驟

通過(guò)粉末漏斗轉(zhuǎn)移200 mL 樣品到250 mL的量筒中。稱量盛有樣品的量筒質(zhì)量減去量筒的質(zhì)量，得到量筒內(nèi)樣品的質(zhì)量。把量筒固定到茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀上，設(shè)定振動(dòng)頻率為200次/分鐘。

振動(dòng)次數(shù)確定：分別設(shè)定上下振動(dòng)量筒50次、100次、150次、200次和250次，根據(jù)測(cè)得的緊密堆積密度的數(shù)據(jù)繪制曲線，確定最佳的振動(dòng)次數(shù)。

重復(fù)性測(cè)定：對(duì)同一種樣品連續(xù)測(cè)定10次，并計(jì)算變異系數(shù)。

1.3.3 茶制品的測(cè)定步驟

通過(guò)粉末漏斗，轉(zhuǎn)移100 mL 樣品到100 mL的量筒中。稱量盛有樣品的量筒質(zhì)量減去量筒的質(zhì)量，得到量筒內(nèi)樣品的質(zhì)量。把量筒固定到茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀上。設(shè)定振動(dòng)頻率為200次/min。

振動(dòng)次數(shù)確定：分別設(shè)定上下振動(dòng)量筒50次、100次、150次、200次和250次，根據(jù)測(cè)得的緊密堆積密度的數(shù)據(jù)繪制曲線，確定最佳的振動(dòng)次數(shù)。

重復(fù)性測(cè)定：對(duì)同一種樣品連續(xù)測(cè)定10次，并計(jì)算變異系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 碎茶緊密堆積密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 振動(dòng)次數(shù)的確定

碎茶樣品選用了8種不同的碎茶，進(jìn)行了緊密堆積密度的測(cè)定。結(jié)果如圖2所示：

8種碎茶中，綠碎茶和3#紅碎茶屬于片末型碎茶。從圖2可以看出，片末型碎茶在振動(dòng)150次后，緊密堆積密度基本保持不變；而其它六種顆粒型碎茶，振動(dòng)100次后，緊密堆積密度趨于穩(wěn)定。顆粒型和片末型的碎茶有時(shí)難以區(qū)分，建議確定碎茶的振動(dòng)次數(shù)為150次。

2.1.2 測(cè)定結(jié)果的重復(fù)性試驗(yàn)

在碎茶樣品中分別選取顆粒型碎茶 （2#紅碎茶）和片末型碎茶（3#紅碎茶），重復(fù)測(cè)定緊密堆積密度10次，并計(jì)算變異系數(shù)。結(jié)果如表1 和表2所示。

表1 2#紅碎茶的緊密堆積密度重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 The repetitive testing of compacted bulk density of NO.2#broken black tea

表2 3#紅碎茶的緊密堆積密度重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 The repetitive testing of compacted bulk density of NO.3#broken black tea

表3 固態(tài)速溶綠茶的緊密堆積密度重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 The repetitive testing of compacted bulk density of solidity instant green tea

表4 TP＞90%茶多酚的緊密堆積密度重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 4 The repetitive testing of compacted bulk density of tea polyphenol(TP＞90%)

圖2 8種碎茶在不同振動(dòng)次數(shù)下緊密堆積密度變化Fig.2 The results of compacted bulk densities with different vibration times of 8 broken teas

圖3 8種茶制品在不同振動(dòng)次數(shù)下緊密堆積密度變化Fig.3 The results of compacted bulk densities with different vibration times of 8 tea products

從結(jié)果可以看出，兩種不同質(zhì)地的碎茶經(jīng)過(guò)連續(xù)10次實(shí)驗(yàn)后，10次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)均小于1%，表明本實(shí)驗(yàn)方法用于測(cè)定碎茶緊密堆積密度重復(fù)性良好。

2.2 茶制品緊密堆積密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 振動(dòng)次數(shù)的確定

茶制品樣品分別選擇不同茶類的固態(tài)速溶茶、不同純度的茶多酚和兒茶素，共8種樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖3所示。

從結(jié)果可以看出，這8種茶制品在振動(dòng)100次后，緊密堆積密度基本保持不變。

2.2.2 測(cè)定結(jié)果的重復(fù)性試驗(yàn)

選用固態(tài)速溶綠茶和TP＞90%的茶多酚重復(fù)測(cè)定緊密堆積密度10次，并計(jì)算變異系數(shù)。結(jié)果如表3 和表4所示。

以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，兩種不同茶制品10次測(cè)定結(jié)果的變異系數(shù)均小于1%，表明本實(shí)驗(yàn)方法用于測(cè)定茶制品緊密堆積密度重復(fù)性良好。

3 結(jié)論

TD-01型茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀是“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題“茶葉質(zhì)量安全控制關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”研究任務(wù)團(tuán)隊(duì)根據(jù)堆積密度測(cè)定原理研制開發(fā)的檢測(cè)儀器，相應(yīng)測(cè)定方法的建立對(duì)于解決當(dāng)前我國(guó)出口貿(mào)易中碎茶品質(zhì)控制的難題，以及提高我國(guó)固態(tài)速溶茶、茶多酚等茶制品品質(zhì)穩(wěn)定性具有重要意義。

在振動(dòng)頻率200次/分鐘的實(shí)驗(yàn)條件下，可以得出以下結(jié)論：（1）碎茶和茶制品最佳振動(dòng)次數(shù)不同，碎茶振動(dòng)次數(shù)宜選用150次；茶制品宜選用100次。（2）用該方法對(duì)碎茶和茶制品樣品連續(xù)測(cè)定緊密堆積密度10次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)均小于1%，測(cè)定方法重復(fù)性良好。鑒于TD-01型茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)便并已批量生產(chǎn)，相關(guān)的生產(chǎn)貿(mào)易企業(yè)可以選用。

[1]中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究所.一種茶和茶制品堆積密度測(cè)定儀:中國(guó),201020290506.8[P].2011-5-18.

[2]Food and Agriculture Standards Committee.ISO 6770:1982 Instant tea-Determination of free-flow and compacted bulk densities[S/OL].[2010-03-25].http://www.iso.org/iso/home/store/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=13264.