近七年茶原料揉捻工藝研究進(jìn)展及展望

盧素芳 李飛 王勝鵬

摘要：揉捻是綠茶加工的重要工序之一，是塑造綠茶外形品質(zhì)的重要工藝。在概述茶原料揉捻工序前提下，主要介紹了不同揉捻工藝對(duì)綠茶品質(zhì)的影響以及揉捻設(shè)備研制方面的研究進(jìn)展，并在總結(jié)前人研究成果的前提下，對(duì)揉捻工藝的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：綠茶；揉捻；品質(zhì)；展望

中圖分類號(hào)：TS272.5+1.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）12-0009-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.12.002

Abstract： Rolling process， which is an important process for green tea， is an important process to shape green tea appearance quality. Based on the overview of rolling process for fresh tea materials， it was mainly introduced the influence of different rolling processes on green tea quality and the rolling equipment development progress. Then， by summing up the previous studies results of rolling process， the development of rolling process in future was prospected.

Key words： green tea； rolling process； quality； expectation

綠茶是中國(guó)六大茶類之一，也是中國(guó)茶葉產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的茶類，在市場(chǎng)上占有非常重要的地位；由于具有香氣濃郁、滋味甘醇、湯色清透的特點(diǎn)，深受廣大消費(fèi)者喜愛。綠茶在加工過(guò)程中，揉捻是其中非常重要的一道工序，是造就綠茶獨(dú)特外在品質(zhì)的重要手段，也是奠定綠茶耐泡度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其使得茶細(xì)胞組織達(dá)到一定程度的破損率，以滿足多次沖泡的要求。在揉捻時(shí)，揉捻的輕重、時(shí)間、方法均對(duì)綠茶品質(zhì)有較大的影響。如果用力過(guò)大，茶汁會(huì)大量溢出，部分黃酮類化合物容易自動(dòng)氧化形成黑褐色物質(zhì)，于茶葉色澤不利；同時(shí)由于細(xì)胞破損率提高，湯色濃而欠亮。揉捻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，多酚類物質(zhì)在常溫下易發(fā)生氧化反應(yīng)，使得湯色變黃；而揉捻不足，滋味和色澤都較淡寡，不能形成綠茶緊結(jié)條索外形，降低了外在品質(zhì)。因此，加工時(shí)揉捻方式不同，對(duì)茶葉品質(zhì)的影響也不同。揉捻后，茶葉中主要成分的含量都發(fā)生了較大的變化，如多酚類、兒茶素、葉綠素、水浸出物、氨基酸等；此外，為了更好地提高揉捻效率，還在揉捻設(shè)備方面進(jìn)行了大量的改進(jìn)，取得了一系列的重要研究成果，節(jié)約了勞力，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率。課題組在前人工作的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了不同揉捻工藝對(duì)綠茶水浸出物內(nèi)含成分含量和其品質(zhì)的影響，以及對(duì)茶葉揉捻設(shè)備的改良與集成數(shù)字化控制系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)工作進(jìn)展，最后對(duì)揉捻工藝的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

1 揉捻對(duì)綠茶品質(zhì)成分的影響

為探求不同揉捻工藝對(duì)名優(yōu)綠茶品質(zhì)的影響，徐奕鼎等[1]研究了殺青與揉捻組合工藝對(duì)綠茶品質(zhì)的影響作用，通過(guò)大量試驗(yàn)得出，經(jīng)過(guò)揉捻的綠茶條索緊結(jié)勻齊，茶湯滋味濃厚，口感較好，感官品質(zhì)要優(yōu)于不經(jīng)過(guò)揉捻的綠茶樣品；輕揉捻破壞了少許葉細(xì)胞，茶葉內(nèi)含物質(zhì)的溢出為后續(xù)干燥過(guò)程中熱化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生提供了基礎(chǔ)；此外，輕揉捻還適當(dāng)降低了茶葉酚氨比，提高了茶葉的綜合品質(zhì)。

賴兆祥等[2]比較了碾壓和揉捻2種加工方式對(duì)烘青綠茶主要內(nèi)含成分品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，揉捻加工方式與碾壓加工方式相比，茶多酚、氨基酸、咖啡堿、可溶性糖及水浸出物含量更高，但是均沒有達(dá)到顯著性差異效果。但經(jīng)感官審評(píng)結(jié)果顯示，碾壓方式得到的茶感官分?jǐn)?shù)均高于揉捻方式的綠茶，主要區(qū)別在于2種加工方式得到的烘青綠茶外形上具有差異，碾壓加工方式在茶葉外形上優(yōu)于傳統(tǒng)揉捻加工方式，內(nèi)在品質(zhì)與傳統(tǒng)的揉捻加工方式相當(dāng)。

茶葉中的蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)在加工過(guò)程中會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，如產(chǎn)生丙烯酰胺（Acrylamide，AA）等潛在性危害物[3]，這是一種使人類可能致癌的有害物質(zhì)[4]，因此，有必要加大對(duì)AA的監(jiān)測(cè)力度。通過(guò)對(duì)綠茶加工過(guò)程中AA含量的變化情況進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)隨著揉捻時(shí)間的延長(zhǎng)、揉捻程度的增加，成品綠茶的AA含量呈逐漸下降的變化趨勢(shì)。

為探明不同揉捻方式對(duì)綠茶兒茶素組分和茶多酚保留率的影響，崔宏春等[5]采用輕壓揉捻、重壓揉捻和傳統(tǒng)揉捻3種方式，分析測(cè)定綠茶中兒茶素單體和茶多酚總量，結(jié)果從總體上來(lái)看，除沒食子兒茶素沒食子酸酯（Gallocatechin gallate，GCG）、兒茶素沒食子酸酯（Catechin gallate，CG）外，表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）等其他兒茶素含量、茶多酚含量均表現(xiàn)為輕壓揉捻工藝的保留率較高，輕壓揉捻工藝有利于EGCG、表兒茶素沒食子酸酯（Epicatechin gallate，ECG）等兒茶素類物質(zhì)和茶多酚類物質(zhì)的保留。

為探析揉捻工藝對(duì)夏季綠茶苦澀味的影響，銀霞等[6]以夏季櫧葉齊鮮葉為試驗(yàn)材料，分設(shè)揉捻壓力（輕揉和重揉）、揉捻時(shí)間（長(zhǎng)揉和短揉）和揉捻溫度（熱揉和冷揉）等不同處理組合，結(jié)果表明，短時(shí)輕冷揉的茶湯苦澀味最輕，長(zhǎng)時(shí)熱重揉苦澀味最重，不同揉捻處理對(duì)苦澀味影響的作用大小為：揉捻程度>揉捻時(shí)間>揉捻溫度；這主要是揉捻會(huì)造成茶葉內(nèi)含成分浸出率不同，其中對(duì)茶多酚的浸出率影響最大，也是造成茶湯苦澀味重的主要原因之一。張哲等[7]為研究揉捻過(guò)程中茶葉含水率、柔軟性、彈塑性及孔隙率等物理特性的變化規(guī)律，將采摘的鮮葉經(jīng)萎凋、殺青、回潮之后進(jìn)行揉捻，分別采用103 ℃恒重法、質(zhì)構(gòu)儀法和儀器法對(duì)上述物理性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，分析它們的變化規(guī)律；結(jié)果表明，茶葉含水率與揉捻時(shí)間呈線性負(fù)相關(guān)，茶葉彈性與揉捻時(shí)間基本呈線性正相關(guān)；柔軟性和彈塑性都是呈先增加后減小的變化趨勢(shì)；茶葉孔隙率隨揉捻時(shí)間呈拋物線型的變化趨勢(shì)。

楊清平等[8]為提高夏秋綠茶品質(zhì)，將傳統(tǒng)炒青綠茶工藝整體進(jìn)行優(yōu)化研究，對(duì)加工工藝進(jìn)行適度改良，設(shè)計(jì)出一套更適合鄂北夏秋季綠茶生產(chǎn)的先進(jìn)工藝；當(dāng)采用“輕-重-輕”的揉捻方式后，細(xì)胞破損率達(dá)60%、成條率達(dá)85%時(shí)進(jìn)入初干工序，最后對(duì)成品茶進(jìn)行感官評(píng)審；結(jié)果表明，殺青葉在45 ℃時(shí)進(jìn)行揉捻可有效改善夏秋綠茶品質(zhì)，降低茶湯苦澀味，香氣由粗老氣變成栗香，外形更加緊結(jié)。

為驗(yàn)證揉捻工藝對(duì)綠茶飲料品質(zhì)的影響，比較其浸出特性以及品質(zhì)穩(wěn)定性，袁海波等[9]通過(guò)試驗(yàn)研究表明，以邊烘邊揉處理的方式茶樣的浸出率較高，氨基酸總量、色差值和感官品質(zhì)得分較高，穩(wěn)定性較好；滅菌后邊烘邊揉、趁熱揉捻處理樣的EGCG、GCG等酯型兒茶素總量相對(duì)較低。經(jīng)綜合比較，飲料用原料茶采用邊烘邊揉等熱揉工藝，更有利于品質(zhì)的穩(wěn)定。茶氨酸是茶葉的特征氨基酸，是綠茶的呈味物質(zhì)，但是長(zhǎng)時(shí)間的揉捻不利于茶氨酸的形成或保留[10]。

2 揉捻設(shè)備的研究

普通茶葉揉捻設(shè)備整體構(gòu)造笨重，在實(shí)際操作時(shí)需要操作者付出大量的體力。為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，可以利用步進(jìn)電機(jī)替代普通揉捻機(jī)的人工手柄，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。為滿足更大的生產(chǎn)需求，對(duì)茶葉揉捻機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行集成數(shù)字化設(shè)計(jì)已是大勢(shì)所趨。該設(shè)計(jì)僅對(duì)系統(tǒng)的局部零構(gòu)件加以優(yōu)化，就可保證使用起來(lái)更為輕便、省力[11-13]。

揉捻機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)鍵技術(shù)在于揉捻盤的設(shè)計(jì)上。付典林等[14]全面論述了外揉盤傾斜角的大小、內(nèi)揉盤形狀和大小對(duì)茶葉成品質(zhì)量的影響；同時(shí)對(duì)棱骨的形狀、曲度、大小、數(shù)量和排列形式進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究，可以為今后揉捻機(jī)的設(shè)計(jì)提供較好的思路；陳世輝[15]開展了茶葉揉捻機(jī)外揉盤凹傾角對(duì)揉捻特性的影響研究，以揉捻機(jī)的外揉盤凹傾角為研究對(duì)象，分析了茶葉揉捻機(jī)凹傾角對(duì)揉捻特性的效果，得到外揉盤最大應(yīng)力隨凹傾角變化的數(shù)據(jù)，當(dāng)凹傾角達(dá)到5°時(shí)，揉捻設(shè)備的揉捻特性較好，可為進(jìn)一步提高茶葉揉捻作業(yè)水平提供有益借鑒。

茶葉物理特性和品質(zhì)經(jīng)常受到揉捻壓力的影響，徐海衛(wèi)等[16]、任曉娜[17]開展了茶葉揉捻壓力的優(yōu)化調(diào)節(jié)控制研究，他們通過(guò)對(duì)茶葉在揉捻桶中的受力情況進(jìn)行科學(xué)分析，建立了揉捻過(guò)程中的受力模型，得出了最佳施壓模型和揉捻盤轉(zhuǎn)速之間的參數(shù)關(guān)系，以滿足茶葉揉捻加工工藝的自動(dòng)化作業(yè)要求。

鐘應(yīng)富等[18]研究了多功能茶葉自動(dòng)揉捻機(jī)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)盤式揉捻機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化改造，開發(fā)了多功能投料系統(tǒng)，最后利用PLC可編程控制技術(shù)，研制出了一條連續(xù)化自動(dòng)揉捻機(jī)組，實(shí)現(xiàn)了茶葉揉捻工序的連續(xù)自動(dòng)化加工。楊旭東等[19]針對(duì)揉捻過(guò)程中揉捻設(shè)備自動(dòng)化程度不高和誤差偏大等問(wèn)題，設(shè)計(jì)改進(jìn)了茶葉揉捻設(shè)備的上、下茶系統(tǒng)。通過(guò)軟件編程進(jìn)行有效控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的觸摸屏監(jiān)控，可有效替代人工進(jìn)行全自動(dòng)上、下茶操作，實(shí)現(xiàn)了茶葉揉捻環(huán)節(jié)的自動(dòng)化流水作業(yè)。周昊等[20]和洪勇為[21]對(duì)全自動(dòng)茶葉揉捻機(jī)棱骨參數(shù)進(jìn)行了研究，以全自動(dòng)茶葉揉捻機(jī)棱骨不同參數(shù)模型為分析對(duì)象，模擬茶葉揉捻時(shí)底部茶葉的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)不同參數(shù)棱骨進(jìn)行了有限元?jiǎng)討B(tài)分析仿真，在對(duì)棱骨進(jìn)行科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，可為進(jìn)一步提高茶葉揉捻機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)制造提供有益借鑒。

3 展望

茶樹鮮葉攤青和殺青后，一般進(jìn)入揉捻工序。揉捻，是綠茶加工過(guò)程中非常重要的一道工序，是利用外力破壞葉細(xì)胞的完整性，使得細(xì)胞內(nèi)的汁液流到茶葉外面，從而滿足多次飲用沖泡的需求。

從近七年間查找的文獻(xiàn)來(lái)分析，當(dāng)前對(duì)揉捻工藝進(jìn)行研究取得的成果中，主要集中在不同揉捻工藝對(duì)綠茶的口感、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、可溶性糖及水浸出物含量的影響方面，為了有效的改善夏秋季綠茶的質(zhì)量，對(duì)原料采取低溫輕揉方式為佳。

此外，在揉捻設(shè)備研制方面也進(jìn)行了大量研究，取得了一些成果，提高了揉捻效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，并在揉捻設(shè)備的壓力精準(zhǔn)控制方面進(jìn)行了一些有益的探索，為今后揉捻設(shè)備的智能化研制打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

上述研究工作都取得了非常有成效的成果，有力地促進(jìn)了揉捻工藝研究的深入發(fā)展。但在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，現(xiàn)有的揉捻工藝還主要是以傳統(tǒng)揉捻機(jī)為主，除了會(huì)導(dǎo)致茶葉產(chǎn)品質(zhì)量得不到有效控制外，還會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)面效果，如會(huì)導(dǎo)致葉片的破碎率較高，浪費(fèi)了大量原料，增加了生產(chǎn)成本。在今后的工作中，希望能夠更多的借助當(dāng)前的新技術(shù)和新方法，將它們應(yīng)用于現(xiàn)有茶葉原料的揉捻工藝研究之中，改造現(xiàn)有的揉捻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線反饋原料揉捻的物理信息，并以此為依據(jù)，及時(shí)調(diào)控揉捻機(jī)的狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)茶葉原料的不同，達(dá)到精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)茶葉原料揉捻效果的目的，這可以起到有效改善茶葉品質(zhì)的作用。

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