微波殺青對(duì)茶在制品物理特性影響的初探

滑金杰，袁海波，王近近，江用文，董春旺，鄧余良

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江省茶葉加工工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310008

微波殺青對(duì)茶在制品物理特性影響的初探

滑金杰，袁海波*，王近近，江用文，董春旺，鄧余良*

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江省茶葉加工工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310008

以一芽一葉的福鼎大白茶鮮葉為原料，設(shè)定6個(gè)微波殺青的時(shí)間梯度（0、30、60、90、120、150 s），按時(shí)間點(diǎn)取樣，測(cè)定在制品的含水率、容重、色差 Lab值、長(zhǎng)度、寬度等，研究微波殺青時(shí)間對(duì)茶在制品物理特性的影響。結(jié)果表明，隨著微波殺青的進(jìn)行，在制品的含水率在前 90 s勻速緩慢下降，而后急速下降，容重在微波 30 s后顯著下降；茶在制品的平均相對(duì)長(zhǎng)度差、相對(duì)寬度差和面積差呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)，在微波60～90 s時(shí)相對(duì)最小；在制品色差 L值、|a|值、b值隨著微波殺青的進(jìn)行，呈先升后降的趨勢(shì)，微波前90 s均較鮮葉有顯著提升，而后顯著下降。相關(guān)性分析表明，微波殺青時(shí)間和含水率均對(duì)L值、|a|值、b值、相對(duì)長(zhǎng)度差等呈顯著影響，總體上看以微波殺青60～90 s最有利于獲得較優(yōu)的外形屬性。

微波殺青；茶在制品；物理特性；相對(duì)長(zhǎng)度差；色差Lab值

微波作為新型熱源技術(shù)，具有熱效高、加熱迅速、加熱對(duì)象受熱均勻、耗電量少等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于茶葉殺青[1-2]、干燥[3-4]等工序，以及茶多酚[5]、茶多糖[6]、茶皂素[7]等茶功能性成分的提取。微波殺青是目前生產(chǎn)上應(yīng)用較成熟的一種殺青技術(shù)，它利用物料本身水分形成蒸汽環(huán)境，再加上高頻微波的震蕩作用，使茶葉內(nèi)部分子高速碰撞而產(chǎn)生大量的摩擦熱量迅速提高物料溫度，達(dá)到鈍化酶活的效果。因具有穿透強(qiáng)、升溫快、加熱均勻等特點(diǎn)，可快速鈍化酶類活性，最大限度地保留葉綠素、茶多酚和兒茶素的含量；同時(shí)因加熱時(shí)熱能和水分的擴(kuò)散方向一致，使得殺青葉色澤綠潤(rùn)，勻齊度好[1,3-4]?，F(xiàn)有關(guān)于微波殺青的研究主要集中于微波功率、微波時(shí)間等工藝參數(shù)的優(yōu)化[8-9]，以及微波殺青對(duì)茶鮮葉內(nèi)含生化成分和感官品質(zhì)的影響[10-14]。而有關(guān)微波殺青對(duì)茶鮮葉物理特性的研究相對(duì)較少，微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉容重、色差值、葉長(zhǎng)寬等物性的影響尚不清晰。茶在制品的色差值直接影響成品茶的外形色澤品質(zhì)，而容重和葉長(zhǎng)寬等物性直接影響在制品的緊結(jié)程度，間接影響細(xì)胞膜的通透性和生化成分的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而影響內(nèi)質(zhì)?；诖耍疚南到y(tǒng)研究了微波殺青時(shí)間對(duì)茶在制品含水率、容重、色差Lab值、葉長(zhǎng)、葉寬等物理特性的影響，明確其變化規(guī)律，篩選出較優(yōu)的微波殺青時(shí)間，為茶葉生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與儀器

以福鼎大白茶品種茶樹鮮葉為原料，嫩度標(biāo)準(zhǔn)一芽一葉初展，于2016年8月15日采摘于杭州茶葉試驗(yàn)場(chǎng)。

儀器及設(shè)備有：6CW-6E型微波殺青機(jī)，江蘇農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所；PL202-L電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；MA-150C紅外水分測(cè)定儀，德國(guó)賽多利斯公司；CM-600d手持式分光測(cè)色儀，柯尼卡美能達(dá)（中國(guó)）投資有限公司；DHG-9123A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；TA-XT plus物性測(cè)試儀，超級(jí)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)處理及取樣方法

鮮葉原料經(jīng)室內(nèi)自然攤放（溫度 26℃± 2℃，相對(duì)濕度70%±5%）1 h后，進(jìn)行微波殺青工藝處理。微波殺青前，隨機(jī)選取10片茶鮮葉，測(cè)定其相應(yīng)的長(zhǎng)度和寬度，并按順序置于殺青機(jī)。設(shè)定微波功率4 kW，設(shè)定不同的微波時(shí)間梯度（0、30、60、90、120、150 s），到時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行取樣，其中選取的10片茶鮮葉分別測(cè)定微波處理后的長(zhǎng)度和寬度；取3 g在制品樣用紅外水分測(cè)定儀測(cè)定即時(shí)水分，溫度設(shè)定為130℃，3次重復(fù)；取10 g在制品樣進(jìn)行容重測(cè)定；剩余的茶樣進(jìn)行色差Lab值測(cè)定。

圖1 容重測(cè)定示意圖Fig. 1 The diagrammatic sketch of bulk destiny measurement

1.2.2 容重的測(cè)定

文章采用壓重法[15]，取 10 g試樣葉于圓筒容器中，物性測(cè)試儀用4.900 N的力將樣品壓至C點(diǎn)（圖1），讀出高度值。容重計(jì)算方法如下，5次重復(fù)。

γ=M×g/V

式中：M為茶葉質(zhì)量（kg）、V為茶葉被壓至C點(diǎn)所占體積（m3）、g=9.8 N·kg-1。

1.2.3 色差的測(cè)定

采用L*a*b*色差系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定，每次取樣前用手持式分光測(cè)色儀任取 3點(diǎn)測(cè)定即時(shí)色差，10次重復(fù)。其中L值代表明度；a代表紅綠色度，＋代表紅色程度，－代表綠色程度；b代表黃藍(lán)色度，＋代表黃色程度，－代表藍(lán)色程度。

1.2.4 相對(duì)長(zhǎng)度差、寬度差和相對(duì)面積差的測(cè)定

因芽葉個(gè)體差異，采用相對(duì)差值表示微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉長(zhǎng)度、寬度、葉面積等的影響。具體公式如下：

式中：△L1為葉片相對(duì)長(zhǎng)度差，L1為微波殺青前葉片長(zhǎng)度，為葉微波殺青后長(zhǎng)度，為 10組重復(fù)的相對(duì)長(zhǎng)度差均值；H代表葉片寬度，S代表葉片面積，0.96為茶鮮葉面積的橢圓修正指數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SAS9.1軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，處理間平均值的比較用最小顯著差異法（LSD），相關(guān)分析采用多個(gè)變量間的簡(jiǎn)單相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉含水率和容重的影響

隨著微波殺青時(shí)間的延長(zhǎng)，茶在制品含水率呈逐步下降的趨勢(shì)（圖2），殺青前90 s下降較為緩慢，平均失水率約為每秒0.12%；后60 s含水率下降迅速，由66.49%降至44.88%，平均失水率達(dá)每秒0.36%。茶在制品的容重總體呈緩慢下降的趨勢(shì)，與含水率變化不同，容重在中期明顯下降，隨后緩慢變化，至末期進(jìn)一步明顯下降，殺青結(jié)束時(shí)容重僅為 0.75 N·m-3，是鮮葉的52.50%。即微波殺青60～90 s，含水率和容重較穩(wěn)定，時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致在制品的容重和含水率過度下降，殺青過度，不利于在制品較優(yōu)物理特性的形成。采用 Matlab擬合得出茶在制品的含水率（x）與容重（y）呈正顯著相關(guān)，對(duì)應(yīng)建立一元線性回歸方程為：y=0.0184x－0.0865，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.82。

2.2 不同微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉Lab值的影響

隨著微波殺青時(shí)間的延長(zhǎng)，茶在制品的色差 L、|a|、b值均呈現(xiàn)“先升后降”的變化趨勢(shì)，而峰值出現(xiàn)的時(shí)間有所不同（圖 3）。色差 L值和|a|值均在微波 30 s時(shí)達(dá)到峰值，分別為49.20和11.29，較鮮葉均提升20%以上，即微波殺青 30 s時(shí)茶在制品的亮度和綠度相對(duì)最高，在制品亮度和綠度均得到明顯提升，隨后呈勻速下降的趨勢(shì)，微波 90 s后加速下降，至微波120 s時(shí)低于鮮葉值。色差b值在微波殺青前30 s有明顯提升，升至27.37，隨后緩慢增加，在微波殺青 90 s時(shí)達(dá)到峰值，為27.56，微波30 s和90 s的b值無顯著差異，而90 s后迅速下降，至微波殺青150 s時(shí)，色差L、|a|、b值分別為39.82、5.71、23.03，顯著低于鮮葉值，即微波殺青前期茶在制品的黃度有所提升，后期迅速下降。即適宜的微波殺青時(shí)間（30～90 s）有利于提高茶鮮葉的潤(rùn)澤度和綠度，微波殺青時(shí)間過長(zhǎng)（＞90 s）則L、|a|、b值等色澤屬性顯著降低，不利于優(yōu)質(zhì)外觀色澤的形成。

2.3 不同微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉相對(duì)長(zhǎng)度差、相對(duì)寬度差、相對(duì)面積差等的影響

由圖4和圖5可以看出，茶在制品的相對(duì)長(zhǎng)度差、相對(duì)高度差、相對(duì)面積差等隨著微波殺青時(shí)間的延長(zhǎng)，均呈現(xiàn)“先降后升”的趨勢(shì)，然而不同性狀的谷值出現(xiàn)的時(shí)間有所差異，相對(duì)長(zhǎng)度差在微波殺青60 s時(shí)達(dá)到谷值，為0.035，相對(duì)寬度差和相對(duì)面積差在微波殺青90 s時(shí)達(dá)到谷值，分別為0.037和0.091。微波殺青初期茶在制品因突然高溫受熱和細(xì)胞質(zhì)驟然失水而導(dǎo)致鮮葉劇烈收縮，中期因葉內(nèi)細(xì)胞質(zhì)水勢(shì)降低，液泡水分向細(xì)胞質(zhì)擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致葉片較初期有所伸展，然進(jìn)一步延長(zhǎng)微波殺青時(shí)間，細(xì)胞質(zhì)和液泡內(nèi)水分均因受熱大量散失，進(jìn)而葉片長(zhǎng)寬劇烈收縮減小。即適當(dāng)?shù)奈⒉⑶嗫稍谡舭l(fā)水分的同時(shí)對(duì)茶在制品進(jìn)行塑形，形成較優(yōu)的鮮葉長(zhǎng)寬性狀，但時(shí)間過長(zhǎng)相對(duì)長(zhǎng)度、寬度差和面積差顯著增加，即在制品長(zhǎng)寬顯著收縮，葉形顯著變小，外形不佳，至微波殺青150 s，茶在制品的相對(duì)長(zhǎng)度差、相對(duì)高度差、相對(duì)面積差分別達(dá)0.15、0.11、0.24?？傮w上看，以微波殺青90 s對(duì)形成茶在制品的葉形最有利。

圖2 不同微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉含水率和容重的影響Fig. 2 Time course effects of microwave fixation on the water content and bulk destiny of tea fresh leaves

圖3 不同微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉Lab值的影響Fig. 3 Time course effects of microwave fixation on the Lab value of tea fresh leaves

圖4 不同微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉相對(duì)長(zhǎng)度差和相對(duì)寬度差的影響Fig. 4 Time course effects of microwave fixation on the relative length and width difference of tea fresh leaves

圖5 不同微波殺青時(shí)間對(duì)茶鮮葉相對(duì)面積差的影響Fig. 5 Time course effects of microwave fixation on the relative area difference of tea fresh leaves

2.4 微波殺青時(shí)間與茶在制品含水率等物理性狀的相關(guān)性

由表1可以看出，微波殺青時(shí)間與茶在制品容重和色差L值呈顯著負(fù)相關(guān)，與含水率和色差a值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與相對(duì)長(zhǎng)度差呈顯著正相關(guān)，即微波殺青時(shí)間對(duì)茶在制品物理特性影響顯著。含水率與容重和色差b值呈顯著正相關(guān)，與色差L值和a值呈極顯著正相關(guān)，與相對(duì)長(zhǎng)度差呈顯著負(fù)相關(guān)，即茶在制品的含水率對(duì)其他物理特性影響顯著，較高含水率情況下葉細(xì)胞飽滿，海綿組織和柵欄組織有序排列，葉反射光能力較強(qiáng)，故L值、a值等較高，葉長(zhǎng)寬較大；含水率持續(xù)降低導(dǎo)致葉細(xì)胞收縮，葉內(nèi)組織無序排列，發(fā)射光能力驟降，故色差屬性降低，葉長(zhǎng)寬驟減。色差L值、a值、b值三者間呈顯著正相關(guān)，即茶在制品的色差特性在不同微波殺青處理下呈較一致的變化，與前文研究（圖3）統(tǒng)一；相對(duì)長(zhǎng)度差與相對(duì)面積差呈顯著正相關(guān)，即相對(duì)長(zhǎng)度差對(duì)相對(duì)面積差貢獻(xiàn)率高于相對(duì)寬度差。

3 討論

殺青作為綠茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵工序，通過高溫失水，促進(jìn)鮮葉物性的轉(zhuǎn)變，使鮮葉變軟，為做形工序打下基礎(chǔ)。對(duì)于名優(yōu)綠茶來說，外形屬性對(duì)產(chǎn)品整體品質(zhì)影響明顯，而有關(guān)殺青對(duì)茶在制品物理特性影響的研究甚少。在本研究中，微波殺青前90 s，茶在制品含水率的減少較為緩慢，為整個(gè)殺青系統(tǒng)形成特有的蒸汽環(huán)境，茶在制品的L值、|a|值、b值等色差特性有明顯提升，外形色澤得到明顯提高。而相對(duì)長(zhǎng)度差、寬度差、面積差等物性在殺青前30 s因系統(tǒng)未形成蒸汽環(huán)境而有較大的值，容重因葉形的減小而減小，隨著殺青工序的進(jìn)行和蒸汽環(huán)境的形成，3個(gè)物性值減小。微波殺青 90 s以后，含水率迅速下降，葉片由相對(duì)緊繃的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲锠顟B(tài)，色差三特性亦迅速下降，而相對(duì)長(zhǎng)、寬、面積差等值顯著增加。這與文章相關(guān)性分析中微波殺青時(shí)間和葉片含水率顯著影響 L值、|a|值等色差特性和容重、相對(duì)長(zhǎng)度差等物性的結(jié)果相一致。從本實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，90 s的微波殺青時(shí)間較為適宜，此時(shí)在制品葉片的L值、|a|值、b值等色差三特性較鮮葉有顯著提升，且相對(duì)長(zhǎng)度差、寬度差和面積差亦相對(duì)最低，葉形保持最佳。即在適當(dāng)?shù)奈⒉⑶鄷r(shí)間下，葉片含水率不會(huì)劇烈降低，并可形成蒸汽高濕度殺青系統(tǒng)，有利于葉片外形色澤品質(zhì)的提升和葉長(zhǎng)寬的保持，而微波殺青時(shí)間過長(zhǎng)，能量過高，葉片含水率會(huì)迅速降低，葉色變暗，葉面積銳減，不利于后期做形。本研究豐富了微波殺青的基礎(chǔ)理論，并為實(shí)際生產(chǎn)提供技術(shù)指導(dǎo)，后續(xù)研究將進(jìn)一步擴(kuò)大研究對(duì)象和物性研究指標(biāo)。

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Effect of Microwave Fixation on the Physical Characteristics of Tea Fresh Leaves

HUA Jinjie, YUAN Haibo*, WANG Jinjin, JIANG Yongwen, DONG Chunwang, DENG Yuliang*

Tea Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Tea Processing Engineer of Zhejiang Province, National Engineering Technology Research Center for Tea Industry, Key Laboratory of Tea Biology and Resources Utilization Ministry of Agriculture, Hangzhou 310008, China

One leaf and a bud shoot was utilized as material and six microwave fixation time (0, 30, 60, 90, 120, 150 s) were setted to study the time course of microwave fixation effects on physical characteristics of tea products. Samples at different time points were taken to determine the value of water content, bulk destiny, Lab color values, length and width. The results showed that with the time course of microwave fixation, moisture content of tea fresh leaves decreased slightly first and then rapidly with the turning point at 90 s. Bulk destiny significantly reduced in first 30 s. Relative length, width and area differences were also decreased first and then increased, with the bottom at 60-90 s. L, a and b color values showed the opposite trends with the peaks at 90 s. The correlation analysis showed that L value, |a| value, b value and relative length difference were significantly affected by the microwave fixation time and water content. Overall, the best shape properties were obtained by microwave fixation for 60-90 s.

microwave fixation, tea products, physical characteristics, relative length difference, Lab color values

TS272；O434

A

1000-369X(2017)05-476-07

2017-05-12

2017-07-06

國(guó)家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系紅茶加工崗位（CARS-23）、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（CAAS-ASTIP-TRICAAS）

滑金杰，男，碩士研究生，主要從事茶葉加工與質(zhì)量控制研究，E-mail: huajinjie@tricaas.com。*通訊作者：192168092@tricaas.com