基于機(jī)采鮮葉加工扁形綠茶關(guān)鍵技術(shù)研究

俞燎遠(yuǎn)，尹軍峰，陳建新，陳根生*

（1.浙江省種植業(yè)管理局，浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 茶葉研究所，浙江省茶葉加工工程重點實驗室，國家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點實驗室，浙江 杭州 310008）

名優(yōu)綠茶中以龍井茶為代表的扁形綠茶銷量比例最大，市場前景廣闊，為消費者青睞。傳統(tǒng)扁形綠茶加工是典型的密集型產(chǎn)業(yè)，勞動強(qiáng)度大，主要以手工或模仿手工的簡易機(jī)械化加工為主[1]。在社會高速發(fā)展中，采茶勞動力日益緊缺，嚴(yán)重阻礙了扁形綠茶產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。因此，機(jī)械化采摘替代傳統(tǒng)手工采茶已成為未來茶葉產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向[2]。近幾年，茶葉機(jī)械化采摘與加工相關(guān)技術(shù)在毛峰綠茶、炒青香茶、烘青綠茶及烏龍茶等茶葉生產(chǎn)中應(yīng)用，取得了較好的效果[3-7]。傳統(tǒng)扁形綠茶對于鮮葉原料的要求很高，要求鮮葉原料芽葉長度在2.5～3.5 cm之間，最長不超過4.5 cm。目前生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的切割式采茶機(jī)，采摘的茶鮮葉長度大多在4～8 cm之間，機(jī)械化采摘的鮮葉無法滿足現(xiàn)有扁形綠茶加工工藝技術(shù)要求。如何有效利用機(jī)采鮮葉原料加工扁形綠茶，探究全程機(jī)械化采摘與加工扁形綠茶生產(chǎn)模式，對名優(yōu)綠茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。

1 連續(xù)化生產(chǎn)線的組建

1.1 機(jī)采鮮葉分級模塊

機(jī)采扁形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線由42臺設(shè)備構(gòu)成（表1），該生產(chǎn)線加工鮮葉能力為100kg·h-1。生產(chǎn)線由7個主要功能模塊和相關(guān)傳輸機(jī)械銜接組成 （圖1），7個茶葉加工功能模塊既可以單獨使用，也可以組合或者串聯(lián)使用。在扁形綠茶加工過程中，整條生產(chǎn)線具有操作簡便、實用性強(qiáng)和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)勢。

機(jī)采鮮葉原料品質(zhì)相比手采鮮葉，存在大小不一、老嫩不勻、碎末和單片多等問題。若不分級，直接采用傳統(tǒng)的綠茶工藝，可能會出現(xiàn)殺青不勻，碎末和焦片多，無法滿足傳統(tǒng)扁形綠茶加工技術(shù)要求。通過試驗，課題研究團(tuán)隊采用平面抖拋式鮮葉分級機(jī)（6CXF-80型，寧波姚江源機(jī)械有限公司），并配備不同孔徑的篩板組合使用，盡可能避免了機(jī)采鮮葉遭受二次損傷。根據(jù)機(jī)采鮮葉等級，選用合適孔徑的篩板。生產(chǎn)扁形綠茶，建議使用三塊串聯(lián)篩板，分別為：P1（橢圓孔，6 mm×12 mm）；P2（圓孔，d=20 mm）；P3（圓孔，d=24 mm）。

表1 機(jī)采扁形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線的設(shè)備組成Table 1 Equipment Composition of continuous production line for processing flat green tea with machine-picking leaves

1.2 茶鮮葉設(shè)施攤青模塊

攤青是扁形綠茶加工制作的重要工序，已有研究和生產(chǎn)實踐均表明，鮮葉通過適度攤放可以促進(jìn)茶葉內(nèi)質(zhì)化學(xué)成分轉(zhuǎn)化，提升茶葉品質(zhì)[8]。經(jīng)過對扁形綠茶攤青現(xiàn)狀的調(diào)查，受環(huán)境影響制約；現(xiàn)有攤青機(jī)[9]雖然能夠較好的控制溫濕度，但主要用于手采鮮葉加工名優(yōu)茶，不能滿足機(jī)采鮮葉短時、量多的要求。綜合考慮，分級后的機(jī)采鮮葉應(yīng)分開攤放，同等嫩度攤青葉失水均勻，有效控制攤青程度。

圖1 機(jī)采鮮葉加工扁形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線控制結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Control structure chart of continue production line for processing flat green tea with machine-plucking fresh leaves

1.3 理條殺青模塊

傳統(tǒng)扁形綠茶主要采用手工鍋殺的方式，現(xiàn)有扁形綠茶殺青選用滾筒殺青機(jī)或扁形茶炒茶機(jī)較多。手采鮮葉芽葉長度不超過2.0～4.0 cm，而機(jī)采鮮葉芽葉長度在4～8 cm，若采用傳統(tǒng)的滾筒殺青方式，易產(chǎn)生殺青不均、不透或焦葉等問題，特別是在殺青葉條索的緊直度方面影響較大，對于茶葉塑形和得率也有較大影響。為提高條索緊直度，理條殺青是機(jī)采鮮葉加工扁形綠茶殺青工藝的首選方式。理條殺青機(jī)[10]是把殺青和理條合二為一的茶葉加工機(jī)器，操作工藝簡單、方便，特別是理條葉的條索緊直、芽葉緊扣，便于后期切斷和輝鍋壓扁工序的操作。

1.4 抖拋式傳輸、快速風(fēng)冷模塊

殺青葉出槽后，以拋振方式傳輸，一方面促進(jìn)葉表水分散失，另一方面可通過傳送帶底板篩網(wǎng)去除碎末；后端以快速風(fēng)冷裝置進(jìn)行吹風(fēng)速冷，有效降低殺青葉溫度；綜上主要避免后續(xù)加工過程碎末產(chǎn)生的焦味和老葉片壓扁形成攤張。

1.5 切段、風(fēng)選模塊

機(jī)采鮮葉老嫩不一，經(jīng)篩分后，有過長葉或粗大的鮮葉，回潮后易變軟彎曲，在輝鍋壓扁工序中易產(chǎn)生勾條、攤張，既降低生產(chǎn)得率又影響成品茶外觀品質(zhì)，因此在輝鍋工序前必須采用切斷處理，切斷后的長度可根據(jù)產(chǎn)品整體要求統(tǒng)一確定，一般為3～5 cm。切斷機(jī)后端增加風(fēng)選去末處理，可以將切斷產(chǎn)生的碎末剔除。

1.6 炒制模塊

切斷后的回潮葉，通過輸送機(jī)轉(zhuǎn)運至扁形茶炒茶機(jī)組。輝鍋溫度150℃～180℃，每次投葉量100～150 g，時長8 min左右，含水量控制在20%～25%[11]；初炒葉攤放厚度15～25 cm，回潮芽葉柔軟，水分遷移和物質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高成品率、改善茶湯苦澀味；輝鍋是扁形綠茶做形和干燥的關(guān)鍵工序，鍋溫為80℃～100℃，控制投葉量120～150 g，時長6 min左右，含水量達(dá)到8%～10%；換成瓶式炒干機(jī)炒制，桶壁溫度50℃～5℃，至含水量小于6%，在滾筒內(nèi)壁的摩擦作用下同時完成脫毫工序。

1.7 精制模塊

根據(jù)茶葉顆粒大小及質(zhì)量，具有不同空氣動力學(xué)特性，通過風(fēng)選機(jī)的進(jìn)風(fēng)量和進(jìn)風(fēng)角度對毛茶進(jìn)行風(fēng)選，在風(fēng)力的作用下，顆粒漂移距離不同從而實現(xiàn)成品茶、碎末、單片的分離。

2 連續(xù)化加工關(guān)鍵工藝及參數(shù)研究

2.1 材料與方法

2.1.1 試驗材料

試驗使用一芽一葉至一芽四葉的鳩坑茶樹機(jī)采鮮葉原料，于2018年5月采自浙江省武義縣俞源鄉(xiāng)九龍山生產(chǎn)基地。

2.1.2 儀器與試劑

儀器：純水機(jī) （Milli-RO PLUS30，法國Millipore公司）；電子天平（QUINTIX124-1CN，德國賽多利斯公司）；高效液相色譜儀（SHIMADZU-20AD，日本SHIMADZU公司）。

試劑：8個兒茶素 （GC、EGC、C、EGCG、EC、GCG、ECG、CG，Sigma公司）；乙酸為分析純（國藥試劑有限公司）；乙腈為色譜純（德國莫克公司）。

2.2 試驗方法

2.2.1 機(jī)采鮮葉的分級分類

試驗準(zhǔn)確稱取400 kg機(jī)采鮮葉，其中200 kg機(jī)采鮮葉按照傳統(tǒng)工藝直接加工（不分級）作為對照組 （CK），200 kg機(jī)采鮮葉采用分級分類加工扁形綠茶作為試驗組。試驗組的機(jī)采鮮葉選用抖拋式鮮葉分級機(jī)進(jìn)行篩分，依次通過串聯(lián)篩板，第一級篩板（P1）主要為采收產(chǎn)生的碎芽和碎片（棄之）；通過第二、三級篩板（P2、P3），加工扁形綠茶1號；末端出口的鮮葉，加工成扁形綠茶2號；茶樣密封冷藏待用。

2.2.2 在制品茶樣切段處理

切斷工序設(shè)置在壓扁做形之前較為適宜，設(shè)置以不切斷處理作為對照，攤青葉切斷和殺青葉切斷，且切斷后長度均為3～4 cm，重復(fù)3次，炒制成干茶樣，通過6目的圓篩進(jìn)行割末和風(fēng)選處理，得到每個處理成品茶樣，茶樣密封冷藏待用。

2.2.3 殺青工藝

傳統(tǒng)扁形綠茶生產(chǎn)實踐表明，鮮葉適度攤放至含水量68±2%為適宜。采用理條殺青機(jī)進(jìn)行殺青，往復(fù)擺動頻率一致，“U”型槽內(nèi)壁加熱溫度分為四級。主要從殺青溫度和理條擺動頻率對殺青工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

設(shè)置殺青加熱溫度為180℃，投葉量50kg·h-1，調(diào)節(jié)往復(fù)擺動頻率分別為190、180、170、160、150、140和130次/min，以成條率作為評價指標(biāo)；確定了擺動頻率后，設(shè)置4組階梯式殺青溫度處理，殺青葉的外觀、香氣和成條率等作為評價指標(biāo)，試驗平行3次。

第一組：一級理條200℃，二級理條160℃，三級理條120℃，四級理條60℃；第二組：一級理條180℃，二級理條140℃，三級理條100℃，四級理條60℃；第三組：一級理條160℃，二級理條120℃，三級理條80℃，四級理條60℃；第四組：一級理條140℃，二級理條100℃，三級理條60℃，四級理條60℃。

2.2.4 干燥工藝

機(jī)制扁形綠茶加工過程，輝鍋是一道關(guān)鍵工序，輝鍋的投葉量又是影響扁形綠茶炒制效率和扁形茶品質(zhì)的重要因素。試驗設(shè)置單鍋投葉量從50 g增至200 g，每次增加投葉量25 g，共設(shè)7組，炒制溫度為100℃、至含水量8%～10%，重復(fù)3次。

2.2.5 感官審評與兒茶素檢測

茶樣感官審評參考國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 23776—2018）[12]名優(yōu)綠茶審評方法；總分100分，各項指標(biāo)權(quán)重分別為：外形20%、湯色10%、香氣30%、滋味30%和葉底10%。

兒茶素檢測參考尹軍峰等[13]的方法。茶湯過0.22 μm微濾膜，濾液待測。島津高效液相色譜儀，VWD檢測器；色譜柱：Symmetry-C18，5 μm，4.6 mm×250 mm；流動相：A為2%乙酸，B為100%乙腈，流速1 mL·min-1，柱溫35℃，檢測波長280 nm，進(jìn)樣量：10 μL，梯度洗脫，流動相B在16 min內(nèi)由6.5%線性梯度變化到25%，25 min回到初始狀態(tài)，平衡5 min。

3 結(jié)果與分析

3.1 分級分類加工

結(jié)果表明（表2），機(jī)采鮮葉通過分級分類加工方式，從第2、3出口得到的鮮葉生產(chǎn)1號茶樣得率和第4出口制得2號茶樣得率相比直接加工CK茶樣分別提高10.92%和8.48%，副茶與碎末顯著減少，1號茶樣和2號茶樣的總量相比對照茶樣CK增加2.6 kg，增幅達(dá)到7.02%，綜合得率增加較為顯著。

采用分級分類生產(chǎn)茶樣與直接生產(chǎn)茶樣感官審評結(jié)果（表3）顯示：1號茶樣外觀色勻扁平、勻整、單片少，湯色亮度高，滋味偏醇帶有爽味，香氣有栗香，葉底細(xì)嫩勻整，對比CK茶樣在品質(zhì)方面有顯著提升；2號茶樣干茶外觀扁平、較勻整，對比CK茶樣緊直度有明顯提高，湯色、香氣和滋味方面略低于對照樣CK，但差異不顯著；感官指標(biāo)得分按其權(quán)重求和，1號茶樣綜合品質(zhì)較優(yōu)，高于直接加工茶樣5.0分，扁形綠茶2號得分略低于茶樣CK，分差為0.6分，綜合品質(zhì)較為接近。

采用分級分類加工的扁形綠茶樣兒茶素含量差異明顯（表4），其中兒茶素組分CG差異不顯著，其它兒茶素組分均存在顯著性差異。兒茶素組分中的EGCG含量最高占兒茶素總量的50%以上，其次是EGC、EC、ECG。機(jī)采鮮葉分級，將不同嫩度鮮葉做初步的分選，嫩度較高的茶樣（1號茶樣）酯型兒茶素和非酯型兒茶素含量均較高，隨嫩度下降，兒茶素組分含量呈下降趨勢。

綜上所述，機(jī)采鮮葉采用分級分類加工方式，能夠提質(zhì)部分優(yōu)質(zhì)鮮葉加工優(yōu)質(zhì)扁形綠茶，能有效開發(fā)和利用機(jī)采鮮葉資源，是創(chuàng)新加工高品質(zhì)機(jī)采扁形綠茶的有效工序之一。

表2 采用不同生產(chǎn)方式的扁形綠茶產(chǎn)出情況Table 2 Output of flat green tea with different production methods

表3 機(jī)采扁形綠茶感官審評結(jié)果Table 3 Organoleptic evaluation results of machine plucking flat green tea

表4 不同處理機(jī)采扁形綠茶兒茶素組分含量Table 4 Content of catechins components in machine plucking flat green tea with different treatments

3.2 在制品切段處理

結(jié)果表明（圖2），通過切斷工藝處理后，成品茶比率明顯增加，其中殺青葉的切斷處理相比CK提高了7.1%，碎茶的比率也顯著下降，攤青葉切斷處理，相比對照茶樣，成茶比率增加了1.8%，但碎末比率略有增加，原因可能是攤青葉含水量高、韌性強(qiáng)、展葉角度大，欠勻齊，在切斷過程中易產(chǎn)生多次切斷和非垂直切斷現(xiàn)象。綜合考慮，機(jī)采鮮葉加工扁形綠茶時需增加切斷工序，且切斷作業(yè)應(yīng)在理條殺青工序后。

在制品切斷的品質(zhì)研究結(jié)果（表5）：切斷處理后成品茶緊直度和勻整度有提升，其中殺青葉切斷處理提升顯著；湯色、香氣和滋味差異不顯著，其中殺青葉切斷處理香氣得分略高，帶有栗香，澀味略下降；通過切斷處理，葉底勻整度有提升，而攤青葉切斷處理碎末偏多，殺青葉切斷處理碎末少。

3.3 殺青溫度、擺動頻率對殺青葉品質(zhì)的影響

根據(jù)7組不同擺動頻率試驗結(jié)果（圖3）顯示，擺動頻率大于170次/min，殺青葉成條率差異較小；擺動頻率小于170次/min，成條率呈下降趨勢，尤其在160次/min以下，成條率顯著下降。依照試驗結(jié)果，理條頻率在170次/min較為適宜，殺青葉成條率在60±1.5%。

優(yōu)化殺青溫度工藝參數(shù)，感官審評結(jié)果（表6）表明，第一組試驗的溫度偏高，外觀色澤偏黃，帶有火功香；第二組的外觀色澤以黃綠為主、緊直勻整，帶有清香，得分最高；第三、四組殺青葉外觀緊直度欠佳，香氣偏青，主要因為溫度偏低，香氣成分物質(zhì)轉(zhuǎn)化不充分,帶有青草氣。殺青葉成條率與殺青溫度也成正比關(guān)系，溫度越高成條率也越高，第一組成條率略高于第二組，差值小于0.1%，而第三、四組的成條率分別為53.43%和45.36%，與第一、二組差異顯著。綜合考慮，殺青溫度：一級理條180℃，二級理條140℃，三級理條100℃，四級理條60℃，較為適合。

圖2 不同切斷工藝處理對扁形綠茶得率影響Fig.2 Diagrammatic sketch of screen plate of fresh leaf classifier

表5 不同切斷處理的扁形綠茶感官審評結(jié)果Table 5 Organoleptic evaluation results of machine plucking flat green tea with different cutting treatments

圖3 理條頻率對成條率的影響Fig.3 Effect of different cutting process treatment on the yield of flat green tea

表6 不同溫度理條殺青葉感官審評結(jié)果Table 6 Organoleptic evaluation results of enzym-denatured leaf at different temperatures

3.4 輝鍋投葉量比較

投葉量對輝鍋工序的影響結(jié)果（圖4） 表明：隨著投葉量的增加，茶葉的成茶率呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢，投葉量50～175 g之間成茶率均在80%以上，當(dāng)投葉量為200g時，成茶率顯著下降，降至72.4%。其中100～125 g的成茶率最高，大于90%。因此，扁形綠茶輝鍋工序中投葉量也并非是越多越好，在考慮質(zhì)量優(yōu)先的前提條件，投葉量在100～125 g較為適度。

圖4 輝鍋工序投葉量對成條率的影響Fig.4 Effect of shaping frequency on the strip formation rate

4 討論

本研究為充分利用機(jī)械化采摘茶樹鮮葉，依照現(xiàn)有機(jī)制扁形綠茶的加工方式，結(jié)合鮮葉分級機(jī)、理條殺青機(jī)、茶葉在制品切斷機(jī)等研制建立了扁形綠茶連續(xù)化加工生產(chǎn)線，成功探索出一套機(jī)采鮮葉分級分類加工扁形綠茶新模式，建立機(jī)采扁形綠茶生產(chǎn)線，日生產(chǎn)量達(dá)400 kg。在該扁形綠茶生產(chǎn)線平臺上，對機(jī)采鮮葉分級、理條殺青、在制品切斷和輝鍋等生產(chǎn)工藝進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，提出一整套適合機(jī)采機(jī)制扁形綠茶的連續(xù)化生產(chǎn)線工藝參數(shù)：鮮葉適度攤放至含水量68±2%，理條殺青投葉量50 kg·h-1，擺動振動頻率170次/min，理條階梯溫度分別為180℃、140℃、100℃、60℃，切斷3.0～4.0 cm；炒制投葉量100～125 g，炒制溫度100℃至茶葉含水量8%～10%，滾筒干燥溫度55℃～60℃，至茶葉含水量小于6%。以上試驗參數(shù)根據(jù)地方飲茶習(xí)慣、種植狀況、茶樹品種及采收情況的差異，生產(chǎn)工藝參數(shù)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整和優(yōu)化。