機(jī)采鮮葉機(jī)制優(yōu)質(zhì)綠茶工藝技術(shù)研究

縱榜正 范方媛 李春霖 楊普香 唐貴珍 羅 舟 田學(xué)鳳 龔淑英*

(1.浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院茶葉研究所，杭州 310000；2.江西省蠶桑茶葉研究所，南昌 330203)

1 引言

綠茶作為健康飲品受到越來越多消費(fèi)者的喜愛，尤其是名優(yōu)綠茶，已成為我國(guó)綠茶產(chǎn)區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)品。名優(yōu)綠茶生產(chǎn)季節(jié)性較強(qiáng)，對(duì)原料及工藝要求均較高，隨著我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，茶葉加工機(jī)械化程度不斷提高，名優(yōu)茶加工生產(chǎn)正逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，但為了保證鮮葉質(zhì)量，長(zhǎng)期以來我國(guó)名優(yōu)綠茶均依賴人工采摘。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采茶用工日益短缺，人工成本不斷攀升，機(jī)械化采摘已然成為名優(yōu)綠茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。目前，機(jī)械采摘的鮮葉具有鮮葉大小不均、老嫩不勻及長(zhǎng)短不一的顯著特點(diǎn)，同時(shí)機(jī)械加工主要存在以下問題：一是機(jī)采原料不均勻，破碎葉、單片、老梗較多；再者可利用鮮葉量低，原料利用率低?？傊瑱C(jī)采鮮葉原料加工難度大、成本高，如何通過采后機(jī)械化處理以形成名優(yōu)綠茶品質(zhì)，是解決名優(yōu)綠茶機(jī)械化采制問題的重要途徑[1-8]。

本研究針對(duì)機(jī)采鮮葉開展工藝改進(jìn)，主要針對(duì)分級(jí)技術(shù)進(jìn)行工藝優(yōu)化研究，通過研究不同階段分級(jí)效果、優(yōu)化各工序的技術(shù)參數(shù)、比較獲得產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)和品質(zhì)成分、對(duì)比不同工藝流程的原料利用率及產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益，篩選優(yōu)化出機(jī)采茶鮮葉加工為優(yōu)質(zhì)綠茶較優(yōu)的工藝流程和技術(shù)參數(shù)，以期為我國(guó)名優(yōu)綠茶產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化提升提供技術(shù)支撐。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

龍井43[Camelliasinensiscv. Longjing 43]機(jī)采鮮葉126.1kg(2017年4月采于江西省蠶桑茶葉研究所茶園)。

2.2 儀器設(shè)備

2.2.1茶葉加工設(shè)備 實(shí)驗(yàn)所用茶葉加工機(jī)械設(shè)備主要有SV100-120雙人弧形采茶機(jī)(浙江川崎茶業(yè)機(jī)械有限公司)，6CFJ-70鮮葉分級(jí)機(jī)、6CHP-5名茶烘焙機(jī)(衢州市綠峰茶機(jī)有限公司)，LCWD-5攤涼機(jī)、萎凋槽(福建佳友茶葉機(jī)械智能科技股份有限公司)，6CSF-80超高溫?zé)犸L(fēng)茶葉滾筒殺青機(jī)、6CCGQ-50雙鍋曲毫炒干機(jī)、RFL-25金屬熱風(fēng)爐、6CCP-110茶葉炒干機(jī)、6CR-55茶葉揉捻機(jī)、6CTH-6.0茶葉提香機(jī)(浙江上洋機(jī)械有限公司)等。

2.2.2其他儀器設(shè)備 島津LC-20A型高效液相色譜儀、MA35電子水分測(cè)定儀(賽多利斯)、VC303B手持非接觸紅外線測(cè)溫儀、臺(tái)式循環(huán)水真空泵抽濾裝置SHZ-D(III)等儀器設(shè)備。

2.3 試驗(yàn)方法

2.3.1鮮葉機(jī)械組成的測(cè)定 隨機(jī)均勻抽取機(jī)采茶鮮葉50 g，人工分揀將其分為單芽、1芽1葉、1芽2葉、1芽3葉、1芽4葉、單片、破碎芽葉及老梗雜物等，并對(duì)各類鮮葉分別稱重，計(jì)算其所占比例，重復(fù)3次。

2.3.2工藝流程及技術(shù)參數(shù) 根據(jù)機(jī)采鮮葉的品質(zhì)(機(jī)械組成)，采用攤放→殺青→揉捻→做形→干燥的基本工藝流程進(jìn)行加工，并根據(jù)原料特點(diǎn)進(jìn)行工序參數(shù)優(yōu)化對(duì)比。

2.3.3產(chǎn)品感官品質(zhì)評(píng)價(jià) 采用《茶葉感官審評(píng)方法》(GB/T 23776-2018)[9]方法進(jìn)行感官審評(píng)描述及評(píng)分，各因子所占總分比例分別為：外形(20%)、湯色(10%)、香氣(30%)、滋味(30%)、葉底(10%)。

2.3.4產(chǎn)品品質(zhì)成分測(cè)定

(1)茶湯制備方法。浸提法：茶樣研磨后過0.45 mm篩，取0.15 g研磨后茶樣置于25 mL 50%乙醇中，70 ℃水浴30 min，每10 min搖動(dòng)一次，4 ℃、12 000 rpm離心10 min，取上清液作為待測(cè)樣品；沖泡法：稱取3 g茶樣，使用標(biāo)準(zhǔn)審評(píng)杯碗加入150 mL沸水沖泡4 min，取茶湯作為待測(cè)樣品。

(2)水浸出物含量使用國(guó)標(biāo)法[10]和沖泡法兩種方法進(jìn)行測(cè)定。

(3)分別使用浸提法和沖泡法測(cè)定茶樣中的成分。茶多酚總量采用酒石酸亞鐵比色法[11]測(cè)定；游離氨基酸總量采用茚三酮比色法[12]測(cè)定。

兒茶素及生物堿組分含量測(cè)定采用HPLC-UV檢測(cè)法。色譜條件：Agilent TC-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流動(dòng)相A：乙腈∶乙酸∶水(V∶V∶V=6∶1∶193)，流動(dòng)相B：乙腈∶乙酸∶水(V∶V∶V=60∶1∶139)。采用梯度洗脫，流動(dòng)相B的濃度變化如下：0～40 min：由20%上升至75%，40～45 min：由75%下降至20%，45～50 min：保持20%。流速1 mL/min，時(shí)長(zhǎng)45 min，檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm，柱溫25 ℃，進(jìn)樣量10 μL。

氨基酸組分含量測(cè)定采用鄰苯二甲醛柱前衍生及HPLC-FLD檢測(cè)法。衍生方法：0.4 M硼酸緩沖液(pH 10.2)500 μL、10 mg/mL OPA溶液50 μL、去離子水450 μL、樣品溶液5 μL混合均勻。色譜條件： Zorbax Eclipse-AAA色譜柱(4.6 mm×75 mm，3.5 μm)；流動(dòng)相A：40 mM的Na2HPO4溶液(用磷酸調(diào)至pH 7.8)，流動(dòng)相B：乙腈∶甲醇∶水(V∶V∶V=45∶45∶10)。采用梯度洗脫，流動(dòng)相B的濃度變化如下：0～1.9 min：保持5%，1.9～18.1 min：由5%上升至57%，18.1～18.6 min：由57%上升至100%，18.6～22.3min：保持100%，22.3～23.2 min由100%下降至5%，23.2～30.0 min：保持5%。流速1.5 mL/min，時(shí)長(zhǎng)30 min，發(fā)射波長(zhǎng)340 nm，接收波長(zhǎng)450 nm，柱溫40 ℃，進(jìn)樣量10 μL。

2.3.5原料利用率及產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算 根據(jù)各流程原料干物質(zhì)的量和產(chǎn)品干物質(zhì)量計(jì)算不同分級(jí)方式原料利用率。邀請(qǐng)3～5位常年進(jìn)行毛茶收購(gòu)或?qū)κ袌?chǎng)有較豐富經(jīng)驗(yàn)的收購(gòu)商根據(jù)茶葉市場(chǎng)的收購(gòu)價(jià)格分別對(duì)制得產(chǎn)品進(jìn)行估價(jià)。根據(jù)估價(jià)計(jì)算不同工藝流程產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)使用Microsoft Office Excel 2010軟件進(jìn)行處理及制表、使用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行顯著性分析，使用Duncan法進(jìn)行多重比較。

3 結(jié)果與分析

3.1 鮮葉機(jī)械組成

機(jī)采鮮葉機(jī)械組成如表1所示，其中一芽一葉、一芽二葉、一芽三葉共占比45.12%，一芽四葉及以上占比8.06%，破碎芽葉及老梗雜物所占比例高達(dá)31.87%，單片所占比例為14.95%，表明機(jī)采鮮葉老嫩均勻度及勻凈度均表現(xiàn)較差，采用相同的工藝進(jìn)行同時(shí)加工必然導(dǎo)致成品茶葉品質(zhì)出現(xiàn)不一致。因此，對(duì)機(jī)采原料分級(jí)處理能夠解決原料大小不均、老嫩不勻及長(zhǎng)短不一等問題，提高原料利用率、提升產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 工藝優(yōu)化對(duì)比

研究表明，滾筒殺青由于鮮葉直接接觸高溫滾筒壁，其導(dǎo)熱方式為金屬導(dǎo)熱，導(dǎo)熱快，溫度及投葉量掌握不好容易發(fā)生殺青葉粘附在壁筒上形成焦葉，容易使殺青葉有煙味、焦味，原料不均勻的機(jī)采鮮葉使用滾筒殺青更容易出現(xiàn)殺不透、焦葉等現(xiàn)象[13]。熱風(fēng)殺青利用高溫干燥熱風(fēng)及鮮葉蒸發(fā)形成的水蒸氣進(jìn)行葉片殺青，避免了鮮葉直接接觸筒壁被燙焦，迅速高效，易掌握，并且殺青勻、透，保持色澤翠綠，成茶的香氣和滋味良好[14]。王興奎[13]等和胡云玲[15]等的實(shí)驗(yàn)均表明了熱風(fēng)殺青優(yōu)于滾筒殺青和蒸汽殺青。高士偉[16]等研究表明，殺青葉分級(jí)的分級(jí)效果優(yōu)于鮮葉分級(jí)。因此，在本實(shí)驗(yàn)的工藝流程設(shè)計(jì)中，采用高溫?zé)犸L(fēng)的殺青方式，設(shè)置初成形后分級(jí)(流程1)和殺青葉分級(jí)(流程2)兩種分級(jí)方式進(jìn)行對(duì)比，工藝流程及技術(shù)參數(shù)如圖1及表2所示。各工藝流程加工的毛茶含水率均在3.75%～4.05%，有利于茶葉儲(chǔ)存[17]。

初成型后分級(jí)流程中，分級(jí)后篩下產(chǎn)品占比71.7%，產(chǎn)品成型率高，經(jīng)過烘干、提香工序得到毛茶1；篩上產(chǎn)品成型較差，緊度不夠，回潮后進(jìn)行二次做形，經(jīng)烘干及提香工序后得到毛茶2。殺青葉分級(jí)工藝流程中，分級(jí)后形成三口茶：其中一口主要為單芽、破碎芽葉、碎單片等，占比17.0%；二口主要為1芽1葉、1芽2葉和1芽3葉，占比34.4%；三口主要為1芽3葉、1芽4葉及以上以及老梗雜物等，占比48.6%；各級(jí)出口原料勻凈度較好，有利于機(jī)械加工。根據(jù)各分級(jí)出口殺青葉的不同特征，選取較優(yōu)的工藝進(jìn)行加工。

表1 機(jī)采鮮葉機(jī)械組成(%)

注：圖中各工序下所標(biāo)注數(shù)值均為該工序后樣品含水率。圖1 機(jī)采機(jī)制工藝流程

表2 工藝工序技術(shù)參數(shù)表

3.3 不同分級(jí)方式茶葉產(chǎn)品感官品質(zhì)

經(jīng)不同分級(jí)方式加工形成的毛茶產(chǎn)品如圖2所示，各產(chǎn)品的專業(yè)感官審評(píng)結(jié)果如表3所示。茶葉感官審評(píng)過程按照《茶葉感官審評(píng)方法》(GB/T 23776-2018)中“6.3.1.2 集體評(píng)分”規(guī)定的評(píng)分形式進(jìn)行，即三名評(píng)茶員組成審評(píng)小組，共同確定分?jǐn)?shù)，最終分?jǐn)?shù)差異具有顯著性；各產(chǎn)品品質(zhì)間的差異根據(jù)《茶葉感官審評(píng)方法》(GB/T 23776-2018)中“6.2 合格判定”的規(guī)定進(jìn)行判斷，將樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品逐項(xiàng)對(duì)比審評(píng)，評(píng)判結(jié)果按“七檔制”計(jì)分：0分表示與標(biāo)準(zhǔn)樣品相當(dāng)；±1分代表稍好/稍差于標(biāo)準(zhǔn)樣品；±2分代表差異較大，好/差于標(biāo)準(zhǔn)樣品；±3分代表差異大，明顯好/差于標(biāo)準(zhǔn)樣品?？偟梅譃楦饕蜃拥梅挚偤停魏螁我粚徳u(píng)因子中得-3者為明顯差于標(biāo)準(zhǔn)樣品，總得分≤-3者為明顯差于標(biāo)準(zhǔn)樣品。

以毛茶1為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，毛茶2外形差于毛茶1，香氣、滋味均稍好于毛茶1，湯色和葉底與毛茶1相當(dāng)；毛茶3的各審評(píng)因子均差于或明顯差于毛茶1；毛茶4除湯色稍好于毛茶1、香氣與其相當(dāng)外，其他審評(píng)因子均稍差于/差于毛茶1；毛茶5除了葉底與毛茶1相當(dāng)外，湯色稍差于、外形和滋味差于、香氣明顯差于毛茶1；對(duì)各毛茶整體評(píng)價(jià)，毛茶4稍優(yōu)于毛茶1，毛茶3、毛茶4和毛茶5均明顯差于毛茶1。

結(jié)果表明，初成形后分級(jí)的產(chǎn)品品質(zhì)明顯優(yōu)于殺青葉分級(jí)的產(chǎn)品品質(zhì)，外形色澤綠翠、湯色綠亮、香氣高爽有栗香、滋味醇厚甘爽，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)綠茶的品質(zhì)要求。

表3 產(chǎn)品感官品質(zhì)比較

圖2 產(chǎn)品外觀

3.4 不同分級(jí)方式產(chǎn)品滋味品質(zhì)成分分析

分別使用浸提法和沖泡法對(duì)制得五種毛茶的品質(zhì)成分進(jìn)行測(cè)定，其中水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿等品質(zhì)成分含量見表4。結(jié)果顯示，不同加工工藝流程對(duì)茶葉經(jīng)沖泡后浸出物質(zhì)含量具有顯著影響。結(jié)合沖泡法得到各毛茶產(chǎn)品中沒食子酸、兒茶素組分、生物堿組分及氨基酸組分含量(表5)。水浸出物含量中，毛茶3和毛茶5高于20%，其余均低于20%；各關(guān)鍵滋味組分中，茶多酚、氨基酸、酚氨比均表現(xiàn)出較顯著差異，咖啡堿則因其較易浸出，呈現(xiàn)與原料嫩度較強(qiáng)的相關(guān)性[18]。

綠茶的品質(zhì)成分中，對(duì)味覺貢獻(xiàn)最多的是茶多酚。由于茶多酚含量高，在水浸出物中所占比例大，因此茶多酚也是茶湯濃度和厚度的主要貢獻(xiàn)者，但它同時(shí)也是澀味形成的主要物質(zhì)，濃度過高時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)負(fù)面影響[19-22]。研究表明，酚氨比能夠較好的反應(yīng)綠茶的滋味品質(zhì)，在多酚類和氨基酸含量較高且比值低時(shí)，呈現(xiàn)醇厚鮮爽的滋味特征；當(dāng)多酚類物質(zhì)含量較低且酚氨比較低時(shí)，會(huì)呈現(xiàn)鮮爽但滋味偏淡薄的特征；當(dāng)多酚類物質(zhì)含量較高且酚氨比較高時(shí)，則會(huì)呈現(xiàn)出“濃、澀”的滋味特征[23]。毛茶3和毛茶5的茶多酚含量極顯著高于其他三個(gè)毛茶，毛茶3酚氨比最高，兩個(gè)產(chǎn)品均出現(xiàn)“濃、澀”等味覺感受，影響其茶湯滋味；毛茶2和毛茶4的酚氨比顯著低于其他產(chǎn)品，呈現(xiàn)出“醇厚，尚甘爽”和“醇較爽”的滋味特征，其中毛茶4的茶多酚含量顯著低于其他毛茶，滋味的厚度上便有所欠缺，出現(xiàn)滋味偏薄，厚度不夠的情況。

表4 產(chǎn)品品質(zhì)成分比較

注：小寫和大寫字母分別代表各樣品間差異顯著和極顯著。

表5 產(chǎn)品中沒食子酸和兒茶素組分、生物堿和氨基酸組分含量(mg/g)

注：此處各組分含量均為沖泡法測(cè)得；小寫和大寫字母分別代表各樣品間差異顯著和極顯著。

使用沖泡法測(cè)得五個(gè)產(chǎn)品兒茶素總量在31.23～43.80 mg/g之間，研究表明，在兒茶素的組分中，含量最高的EGCG是茶湯苦澀味的主要貢獻(xiàn)成分[24]，毛茶4的EGCG含量和兒茶素總量均顯著低于其他四個(gè)產(chǎn)品，其茶湯苦澀味低。生物堿中，咖啡堿是茶湯苦澀味的主要呈現(xiàn)物質(zhì)，其中，毛茶3的咖啡堿含量極顯著高于其他四個(gè)產(chǎn)品，其滋味在收斂性方面高于其他產(chǎn)品。氨基酸是形成茶湯鮮爽味的主要成分,氨基酸組分中含量最高的茶氨酸與綠茶滋味等級(jí)的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.787～0.876,為強(qiáng)正相關(guān),其還能緩解茶的苦澀味,增強(qiáng)甜味,對(duì)茶葉香氣的形成也有重要作用[25]，五個(gè)產(chǎn)品茶氨酸含量在10.46～16.10 mg/g之間，毛茶2和毛茶5的茶氨酸含量極顯著高于其他三個(gè)產(chǎn)品；γ-氨基丁酸是一種非蛋白組成的天然氨基酸，是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有重要的生理功能[26]，五個(gè)產(chǎn)品γ-氨基丁酸含量在0.65～1.24 mg/g之間，毛茶3的γ-氨基丁酸含量極顯著高于其他產(chǎn)品；除茶氨酸外，天門冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、天門冬酰胺、精氨酸等組分含量也相對(duì)較高，是茶葉中氨基酸的重要組成部分。

產(chǎn)品品質(zhì)成分變化與感官品質(zhì)相吻合，同時(shí)也說明了初成形后分級(jí)制得產(chǎn)品品質(zhì)明顯優(yōu)于殺青葉分級(jí)制得產(chǎn)品品質(zhì)。

3.5 不同分級(jí)方式原料利用率及產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益

不同分級(jí)方式原料利用率及產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益估算見表6。流程1產(chǎn)品原料利用率為86.0%，略高于流程2的84.3%。流程1的主產(chǎn)品毛茶1得率為71.7%，是流程2主產(chǎn)品毛茶4的得率35.0%的2.05倍；流程1主產(chǎn)品毛茶1估價(jià)為123元/kg，比流程2主產(chǎn)品毛茶4的估價(jià)117元/kg高出5.1%。根據(jù)各流程的毛茶平均價(jià)格，初成形后分級(jí)產(chǎn)品的平均價(jià)格105.2元/kg比殺青葉分級(jí)產(chǎn)品平均價(jià)格84.8元/kg高出24.1%，初成形后分級(jí)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益明顯更優(yōu)。

表6 經(jīng)濟(jì)效益分析結(jié)果

注：此處估價(jià)為三次估價(jià)的平均值，均為批發(fā)價(jià)格。

4 結(jié)論與討論

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析，在工藝流程方面，初成形后分級(jí)(流程1)加工工藝流程較為簡(jiǎn)單，節(jié)約人力物力，提高生產(chǎn)效率；在產(chǎn)品感官品質(zhì)方面，初成形后分級(jí)的產(chǎn)品(毛茶1、毛茶2)品質(zhì)較優(yōu)于殺青葉分級(jí)(流程2)的產(chǎn)品(毛茶3、毛茶4、毛茶5)；在內(nèi)質(zhì)成分方面，初成形后分級(jí)的產(chǎn)品內(nèi)含物質(zhì)豐富，與感官品質(zhì)吻合，符合優(yōu)質(zhì)綠茶內(nèi)質(zhì)成分的要求；在原料利用率，初成形后分級(jí)流程原料利用率略高，達(dá)到86.0%的原料利用率；在經(jīng)濟(jì)效益上，初成形后分級(jí)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益高出殺青葉分級(jí)產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益24.1%，具有明顯較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合工廠生產(chǎn)需求、產(chǎn)品品質(zhì)及經(jīng)濟(jì)效益綜合考慮，初成形后分級(jí)加工工藝流程較為簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益更好、更適合生產(chǎn)需求。

如何進(jìn)一步提高機(jī)采機(jī)制綠茶的品質(zhì)、簡(jiǎn)化工藝流程、提高經(jīng)濟(jì)效益、優(yōu)化精制工藝，通過設(shè)計(jì)不同形狀機(jī)采機(jī)制綠茶實(shí)現(xiàn)對(duì)原料的綜合利用、提高機(jī)采機(jī)制的經(jīng)濟(jì)效益是課題組下一步研究的方向。