六安瓜片茶加工工藝研究進(jìn)展

衛(wèi)聿銘 ， 方仕茂 ， 寧井銘 *， 武衛(wèi)權(quán) ， 曾雪鴻

（1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽合肥 230036；2.茶樹生物學(xué)與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥 230036；3.安徽省六安瓜片茶業(yè)股份有限公司，安徽六安 237010）

中國(guó)是世界上最早發(fā)現(xiàn)和飲用茶的國(guó)家。從最初鮮葉食用，到六大茶類的飲用，茶的發(fā)展變化離不開加工技術(shù)的不斷優(yōu)化革新[1]。綠茶是六大茶類中產(chǎn)量最大的茶類，其清爽回甘的滋味深受消費(fèi)者的喜愛[2]。在豐富多彩的綠茶品類里，六安瓜片茶制作工藝實(shí)為中國(guó)綠茶加工技術(shù)之一絕[3]。正因?yàn)楣掀に嚺c其他名優(yōu)綠茶相比獨(dú)具特色，故多沿用手工與半機(jī)械化方式加工，這使得六安瓜片茶生產(chǎn)率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸[4]。為了全面提升六安瓜片茶機(jī)械化加工水平，六安瓜片茶連續(xù)化機(jī)械加工生產(chǎn)設(shè)備及其生產(chǎn)工藝的優(yōu)化勢(shì)在必行，這對(duì)六安瓜片茶產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[5]。文章主要對(duì)當(dāng)前六安瓜片茶的采摘技術(shù)與加工技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在為六安瓜片茶的后續(xù)研究提供參考與思路。

1 歷史與發(fā)展現(xiàn)狀

六安瓜片茶是中國(guó)十大名茶之一，主產(chǎn)于六安市裕安區(qū)、金寨和霍山兩縣毗鄰山區(qū)和低山丘陵，分內(nèi)山瓜片和外山瓜片兩個(gè)產(chǎn)區(qū)[6-7]，距今已有三百多年的生產(chǎn)歷史[8-9]。瓜片茶的知名度在1905年前后出現(xiàn)極大的提升，在民國(guó)時(shí)期產(chǎn)量很大，是瓜片近代歷史上的興盛期。后來(lái)由于戰(zhàn)亂，市場(chǎng)消費(fèi)低迷，導(dǎo)致產(chǎn)量銳減，加上在建國(guó)后，霍山、金寨轉(zhuǎn)制紅茶，瓜片產(chǎn)區(qū)大幅度縮小，產(chǎn)量急劇下降，到了1952年只出產(chǎn)17.5噸。隨著人民生活水平的提高，瓜片茶逐漸出現(xiàn)了供不應(yīng)求的狀況，故有關(guān)部門大力發(fā)展生產(chǎn)，并組建了茶葉專業(yè)隊(duì)，開辟新茶園，產(chǎn)量逐年增加，2005年達(dá)到歷史最高的450.0噸[10]。目前六安瓜片茶市場(chǎng)仍然前景廣闊，截至2017年茶園面積12139.4公頃，茶葉年產(chǎn)量7600.0噸，綜合產(chǎn)值達(dá)13億元[11]。

六安瓜片茶獨(dú)樹一幟的品質(zhì)離不開別具一格的加工工藝，其中傳統(tǒng)生產(chǎn)方式基本為手工炒制，工序可分為：鮮葉采摘、手工扳片、炒生鍋、炒熟鍋、毛火、拉小火、拉老火[12]。近年來(lái)，多數(shù)茶廠開始采用機(jī)械化加工技術(shù)替代手工炒制加工方式以緩解勞動(dòng)力短缺、供不應(yīng)求等問(wèn)題。文章將從六安瓜片茶的采摘與攤放、炒片、烘焙技術(shù)等三個(gè)方面的工藝進(jìn)展進(jìn)行論述。

2 鮮葉采摘與加工工藝

2.1 采摘與攤放

六安瓜片茶采摘方式獨(dú)特，是我國(guó)綠茶中唯一不采梗、不采芽、只采葉的片茶。六安瓜片茶歷史上根據(jù)采摘季節(jié)和采摘部位不同分為銀針 （芽頭）、提片（第一片葉）、瓜片（第二片葉）、梅片（第三片葉以上）等四個(gè)級(jí)別，新中國(guó)成立后六安瓜片茶分為名片（特級(jí)）和瓜片（1～4級(jí)）五個(gè)等級(jí)[1]。采摘通常在谷雨前后，過(guò)去采摘標(biāo)準(zhǔn)為以一芽三、四葉為主的開面采，在鮮葉采摘后需及時(shí)“扳片”將葉片依據(jù)不同劃分級(jí)別一一摘下，達(dá)到精細(xì)分級(jí)的效果[13]。經(jīng)過(guò)獨(dú)特扳片工藝的鮮葉實(shí)質(zhì)上也進(jìn)行了一段時(shí)間的攤放，使鮮葉水分蒸發(fā)，葉質(zhì)柔軟，便于下一步殺青造型[14-15]。并且在攤放過(guò)程中散發(fā)青草氣，可促進(jìn)類似花果香的芳香化合物的揮發(fā)，提高鮮葉香氣[16]。但手工扳片效率低，勞動(dòng)力成本高，如何實(shí)現(xiàn)扳片的機(jī)械化是六安瓜片茶亟待解決的技術(shù)難題[17]。目前，新的采摘標(biāo)準(zhǔn)是待茶樹新稍生長(zhǎng)至一芽二、三葉或三、四葉，每枝有一兩張大片開采。主要采摘新梢上較成熟的二、三葉，保留芽和幼嫩的葉片在新梢上，待芽葉展開，嫩葉生長(zhǎng)到一定成熟度再采摘。現(xiàn)在的采摘方式省去了“扳片”的傳統(tǒng)工序，形成了在茶園中茶樹梗長(zhǎng)嫩莖的獨(dú)特風(fēng)景[1]。雖然改進(jìn)工藝，節(jié)省了部分扳片工時(shí)，但是仍需在采片時(shí)，人為分開老葉、嫩葉，也極大地影響工效。因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，仍需積極研發(fā)瓜片鮮葉分級(jí)機(jī)械來(lái)解決這一現(xiàn)存問(wèn) 題[9，18]。

六安瓜片茶傳統(tǒng)的攤青主要有兩種自然攤放方式：一種是將采摘的葉片直接攤放于地面，或攤放在篾制、木制及其它物料制成的墊子；另一種是搭建層架（竹木或鋼結(jié)構(gòu)），再放上篾制、木制等容器，進(jìn)行鮮葉攤放[19]。前一種攤放方式較為原始且占據(jù)大量工廠面積不利于大批量生產(chǎn)；后一種方式相對(duì)節(jié)約了場(chǎng)地面積但需要人工定時(shí)搬運(yùn)轉(zhuǎn)移勞動(dòng)強(qiáng)度較大，而且自然攤放無(wú)法控制攤放的溫濕度變化。綜上，與自然攤放及傳統(tǒng)的瓜片茶攤青方式相比，目前所運(yùn)用的攤青機(jī)充分利用了空間，實(shí)現(xiàn)了攤青溫濕度人為控制和鮮葉傳輸自動(dòng)化，很大程度上降低了制茶工人勞動(dòng)強(qiáng)度[20]。陳習(xí)村[21]探究不同攤放程度對(duì)六安瓜片茶品質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，攤放4 h能減輕茶湯苦澀味，使滋味更加醇和，并能明顯提高瓜片茶香氣，提升六安瓜片茶綜合品質(zhì)。李兵等[22]研發(fā)了一種在攤青機(jī)攤放20～30 min后的鮮葉利用錐形筒式搖青機(jī)進(jìn)行短時(shí)慢速搖青的工藝，使茶青在外力作用下，散發(fā)青氣，引起部分多酚微弱酶促氧化，增進(jìn)茶葉香氣，彌補(bǔ)了機(jī)械攤放香氣不足的缺陷[23]。但實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中由于搖青易使瓜片葉緣泛紅，因此并未得到應(yīng)用推廣。

2.2 炒片技術(shù)

炒片是形成瓜片茶特殊品質(zhì)的關(guān)鍵[1]，根據(jù)近年來(lái)特級(jí)瓜片茶的研究，傳統(tǒng)的炒制方法是高溫殺青，將炒、揉、拍結(jié)合，邊殺青、邊造型、邊干燥，緊密銜接，一氣呵成[24]（圖2A）。用于炒制瓜片茶的炒鍋口徑約70 cm，呈30°傾斜，一生一熟。生鍋的鍋溫一般在180～200℃（嫩片稍高，老片稍低），實(shí)際操作時(shí)掌握生鍋的鍋溫是以鮮葉下鍋有炒芝麻聲為宜，目的主要是高溫殺青，快速破壞多酚氧化酶活性，散發(fā)青草氣；熟鍋的鍋溫160～180℃（嫩片稍高，老片稍低），主要起做形作用，使葉緣背卷形成“瓜子片”[25-26]。

圖1 六安瓜片茶的鮮葉采摘方式Fig.1 Picking forms of Lu’an Guapian Tea

隨著六安瓜片茶產(chǎn)量的不斷增加，二十世紀(jì)七八十年代就有六安瓜片茶機(jī)械化生產(chǎn)工藝的研究。田興安[27]設(shè)計(jì)并利用了750型滾筒殺青機(jī)（附整形裝置）對(duì)瓜片茶炒片工藝進(jìn)行優(yōu)化，為保證鮮葉進(jìn)入滾筒時(shí)溫度達(dá)到殺青要求，控制筒溫穩(wěn)定在前段130℃，中段120℃，后段110℃。該殺青機(jī)將傳統(tǒng)生鍋與熟鍋單獨(dú)作業(yè)相整合，實(shí)現(xiàn)殺青與做形工藝連續(xù)作業(yè)。所制成茶葉葉緣兩側(cè)背卷，質(zhì)地硬而不脆，色澤翠綠，少黃變，基本達(dá)到傳統(tǒng)炒片要求。但與傳統(tǒng)瓜片茶的“瓜子”成形率、片葉完整率、斷碎率相比明顯不及。目前逐漸以機(jī)械殺青、揉捻、理?xiàng)l來(lái)模擬傳統(tǒng)手工炒生鍋、熟鍋工序，以提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)（圖2B）。陳習(xí)村[21]利用揉捻機(jī)和理?xiàng)l機(jī)對(duì)滾筒殺青葉進(jìn)行做形工藝的探究，結(jié)果表明用棱骨低而寬的揉捻機(jī)，前3 min空揉，后11 min輕壓松壓交替的方式有利于瓜片成形；理?xiàng)l溫度在 115～130℃，理?xiàng)l時(shí)間為8～10 min的條件下，加入直徑較大的鐵條壓棒能進(jìn)一步促進(jìn)成形。李兵等[22]也研發(fā)了一套機(jī)械化炒片的工藝流程，將攤放好的鮮葉經(jīng)電熱滾筒殺青機(jī)殺青，殺青溫度控制在220～240℃，葉溫90～115℃，時(shí)間 60～130 s，殺青葉攤涼回潮 10～15 min 至室溫，送入揉捻機(jī)揉捻（時(shí)間5～8 min，揉桶轉(zhuǎn)速48～66 r/min，桶內(nèi)壓力為 0.5～2 MPa），揉捻葉解塊攤涼5～7 min后，進(jìn)入理?xiàng)l機(jī)做形，槽鍋鍋溫230～250℃，并加入0.05～0.15 MPa的壓棒加壓。但經(jīng)實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，在炒片工藝中直接使用一些通用綠茶加工設(shè)備時(shí)并不理想，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一，普通滾筒殺青機(jī)用于六安瓜片茶殺青時(shí)，由于六安瓜片茶鮮葉原料無(wú)梗，鮮葉進(jìn)入滾筒后葉與葉之間間隙率較小，與殺青滾筒內(nèi)壁產(chǎn)生粘附或堆積現(xiàn)象，同時(shí)透氣性不好，影響殺青質(zhì)量；第二，機(jī)制瓜片茶的外形與傳統(tǒng)手工瓜片茶差別較大，主要表現(xiàn)在理?xiàng)l過(guò)程中，將瓜片茶直接理成 “瓜條”狀，沒(méi)有瓜片茶特色[28]。針對(duì)上述問(wèn)題李兵[5]基于滾筒式殺青機(jī)的設(shè)計(jì)原理和六安瓜片茶無(wú)梗無(wú)芽的物理特性，重新優(yōu)化了50型殺青機(jī)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)形式及導(dǎo)葉板螺旋升角、后傾角、導(dǎo)葉板高度等系列參數(shù)，并通過(guò)整機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)殺青質(zhì)量存在影響，要求殺青時(shí)轉(zhuǎn)速控制在20～40 r/min，鮮葉應(yīng)覆蓋滾筒內(nèi)表面的60%～65%，鮮葉開始拋落點(diǎn)與水平方向夾角應(yīng)為45°～60°，以利于鮮葉迅速升溫及較快排濕，保證瓜片殺青質(zhì)量。另一方面，基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論分析了理?xiàng)l機(jī)的曲柄滑塊結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，并對(duì)其相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，有效地改善了理?xiàng)l機(jī)的傳動(dòng)性能，使傳動(dòng)更加平穩(wěn)，振動(dòng)減輕，噪音降低；槽鍋的卡滯現(xiàn)象消失，理?xiàng)l機(jī)的成條率增加6%，從而提高了六安瓜片茶的理?xiàng)l效果，以期與傳統(tǒng)手工瓜片茶品質(zhì)一致。綜上所述，當(dāng)前炒片機(jī)械化工藝研究基本達(dá)到傳統(tǒng)工藝要求，解決了一些加工上的技術(shù)難題，基本符合六安瓜片茶的外形要求。

圖2 炒片工藝比較：傳統(tǒng)工藝（A）；機(jī)械化工藝（B）Fig.2 Comparison of shaping process： tradition （A）， mechanization （B）

2.3 烘焙技術(shù)

六安瓜片茶的烘焙工藝流程為毛火、拉小火和拉老火。傳統(tǒng)工藝要求炒制的濕坯要及時(shí)上烘（嫩葉薄攤，老葉厚攤）。毛火的烘焙程度要求老片含水量較低、嫩片含水量相對(duì)較高，烘至八成干。毛火后，初步去雜，攤放1～2 d后通過(guò)拉小火進(jìn)一步干燥進(jìn)而固形、發(fā)展香氣。與毛火相比，拉小火的火溫略高。每籠在木炭明火上走烘40～50次，烘翻交替，烘到九成干后下烘，攤涼裝簍。拉老火一般在拉小火后的2 d左右進(jìn)行。拉老火是形成六安瓜片茶品質(zhì)的關(guān)鍵工序，要求火溫比小火高而均勻，每籃烘翻120～160次，至表面上霜，手捏成末，即可下烘，趁熱包裝[29-30]（圖3A）?，F(xiàn)在有部分茶廠將傳統(tǒng)人工提籃拉老火優(yōu)化，在炭火烘爐上架起一段金屬導(dǎo)軌，將烘籃架在導(dǎo)軌上由工人來(lái)回推拉，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度（圖3B）。綜上，傳統(tǒng)炭火烘焙的茶葉品質(zhì)較優(yōu)，但烘焙程度的控制依賴經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法保證品質(zhì)的穩(wěn)定，且在拉火過(guò)程中茶葉易吸附煙氣，影響茶葉品質(zhì)。另一方面，傳統(tǒng)人工拉火效率較低，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、清潔化和標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)，從而制約了六安瓜片茶產(chǎn)量的提高和品牌的發(fā)展。烘焙的機(jī)械化和連續(xù)化是提高六安瓜片茶的生產(chǎn)規(guī)模和效率的關(guān)鍵[31-32]。

20世紀(jì)70年代，田興安等[33-34]對(duì)六安瓜片茶機(jī)制烘焙工藝及相關(guān)裝備進(jìn)行了研究，并提出毛火初烘、除雜分級(jí)、拉火烘焙的瓜片烘焙流程，其中利用SHYZ-2型電熱遠(yuǎn)紅外烘焙機(jī)模擬傳統(tǒng)拉火工藝并對(duì)其烘焙效率進(jìn)行研究：拉小火遠(yuǎn)紅外輻射面板溫度控制在220～230℃，進(jìn)出時(shí)間60 s；拉老火控制溫度稍高，保持在160～170℃之間，進(jìn)出時(shí)間60～90 s。此工藝平均工效較傳統(tǒng)拉火提高1.2倍。但由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，機(jī)械化烘焙?jiǎn)栴}并沒(méi)有得到很大突破，主要是受當(dāng)時(shí)發(fā)熱元件性能限制，烘焙機(jī)發(fā)熱元件溫度并不能達(dá)到手工拉火時(shí)炭火的表面溫度；設(shè)備的轉(zhuǎn)速、溫度等參數(shù)未實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；相關(guān)裝備同時(shí)存在設(shè)計(jì)缺陷、可靠性不足等問(wèn)題，因此并未得到推廣。陳習(xí)村[21]為探究更優(yōu)的拉老火工藝，進(jìn)行了不同拉老火程度和方式的比較，發(fā)現(xiàn)在熱風(fēng)烘干機(jī)內(nèi)溫度控制在95～105℃下，拉火15 min條件下能明顯提升瓜片茶綜合品質(zhì)，但過(guò)度則會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)下降，產(chǎn)生高火味。同時(shí)比較了傳統(tǒng)拉火、八角滾筒炒干、微波和熱風(fēng)烘干干燥工藝對(duì)六安瓜片茶品質(zhì)的影響，指出傳統(tǒng)拉老火工藝品質(zhì)最優(yōu)，而利用八角炒干機(jī)控制筒溫在80～115℃，葉溫38～100℃，干燥時(shí)間30 min的條件下，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)也基本保證了茶葉品質(zhì)與手工木炭拉老火的一致，較其他干燥機(jī)械效果最優(yōu)。近年來(lái)紅外烘焙逐漸運(yùn)用于六安瓜片茶的生產(chǎn)，將做形后的茶葉經(jīng)遠(yuǎn)紅外進(jìn)行低溫烘焙，加熱器額定溫度為450～500℃，葉溫為60～80℃，烘焙時(shí)間控制在30～40 min，再利用遠(yuǎn)紅外進(jìn)行高溫烘焙，溫度設(shè)為520～600 ℃，葉溫為 80～105 ℃，時(shí)間 40～45 min，這種模仿依次拉火工藝的紅外烘焙技術(shù)基本滿足了傳統(tǒng)拉火要求[22]。其中李兵等[35]在遠(yuǎn)紅外烘焙機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了利用模糊PID控制原理設(shè)計(jì)的溫度控制器，具有較好的動(dòng)態(tài)及靜態(tài)性能，溫度控制精度高，超調(diào)小，穩(wěn)定性好，當(dāng)六安瓜片茶葉溫設(shè)置為80℃時(shí)，能得到較好的烘焙品質(zhì)。同時(shí)曾雪鴻等[36]研發(fā)出一種滾筒式拉老火機(jī)械（圖3C），該機(jī)械在電機(jī)的帶動(dòng)下滾筒均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，可以使茶葉受熱均勻，在滾筒內(nèi)安裝20根加熱管，可以使?jié)L筒內(nèi)溫度達(dá)到六安瓜片茶烘焙要求的籃頂溫度，通過(guò)吹風(fēng)管可以使?jié)L筒內(nèi)的熱氣流動(dòng)。上述機(jī)械極大地提高了機(jī)制瓜片茶的烘焙質(zhì)量和生產(chǎn)效率，并且清潔環(huán)保，達(dá)到了瓜片茶的成茶品質(zhì)（DB34/T 237—2011《地理標(biāo)志產(chǎn)品 六安瓜片茶》）要求。但目前機(jī)械化烘焙工藝仍以連續(xù)式加熱形式為主并沒(méi)有完全做到傳統(tǒng)拉火工藝的間歇式加熱形式，所以機(jī)制瓜片茶在香氣上還是不及傳統(tǒng)瓜片茶。為此在研究傳統(tǒng)拉火的烘焙時(shí)間及烘焙溫度等關(guān)鍵參數(shù)基礎(chǔ)上，提出了以電加熱遠(yuǎn)紅外輻射技術(shù)為核心的烘焙技術(shù)及裝備；提出了間歇式高溫紅外烘焙技術(shù)模擬六安瓜片茶傳統(tǒng)烘焙工序，并成功研制出基于以上技術(shù)的圓盤式紅外烘焙機(jī)（圖3D）。從加熱工藝上模擬了傳統(tǒng)拉火間歇熱輻射形式，加熱 2～4 s，脫離熱源，停歇 2～4 s，停歇時(shí)人工翻葉，再加熱 2～4 s，如此往復(fù) 80～100 次，總時(shí)間40～60 min。雖然這種圓盤式烘焙機(jī)節(jié)省了勞動(dòng)力，但是依然需要人工翻葉，且產(chǎn)量較小，加上機(jī)械震動(dòng)等因素，茶葉短碎較多，還沒(méi)有進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣。

圖3 拉火工藝比較Fig.3 Comparison of baking process

3 展望

六安瓜片茶是中國(guó)名優(yōu)綠茶的重要組成部分，也是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收的主要農(nóng)產(chǎn)品。近年來(lái)隨著瓜片茶機(jī)械化加工技術(shù)難題的攻克，利用機(jī)械加工的六安瓜片茶品質(zhì)得到提升，然而與傳統(tǒng)瓜片茶相比，無(wú)論是外形還是香氣仍略遜一籌，機(jī)制瓜片茶加工過(guò)程中仍存在的問(wèn)題主要為：（1）機(jī)制瓜片茶在輕揉和理?xiàng)l過(guò)程中易形成“瓜條”狀，很難完全達(dá)到傳統(tǒng)瓜片茶葉緣背卷、形似瓜子的外形要求。（2）機(jī)械烘焙工藝（連續(xù)式加熱）沒(méi)有完全做到模擬傳統(tǒng)拉火工藝（間歇式加熱），機(jī)械成品茶香氣與傳統(tǒng)相比差距較大。（3）部分關(guān)鍵工序連續(xù)化、自動(dòng)化程度較低。針對(duì)上述存在的問(wèn)題，還需進(jìn)一步開發(fā)和研究在機(jī)械炒片過(guò)程中模擬傳統(tǒng)炒把炒片的瓜片炒片機(jī)，以達(dá)到傳統(tǒng)瓜片茶的外形要求；在烘焙工藝上已提出利用間歇式高溫紅外烘焙技術(shù)模擬六安瓜片茶傳統(tǒng)烘焙工序，但在機(jī)械上需進(jìn)一步優(yōu)化以解放勞動(dòng)力、減少茶葉斷碎與受熱不均等問(wèn)題。未來(lái)六安瓜片茶機(jī)械化加工需突破關(guān)鍵工藝上的技術(shù)瓶頸以實(shí)現(xiàn)六安瓜片茶大規(guī)模連續(xù)化、機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化和綠色化生產(chǎn)。