復(fù)干機(jī)在日照綠茶加工中的應(yīng)用效果研究

李文萃，高華峰，范起業(yè)，王家鵬，唐小林*

（1.中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究院，浙江杭州310016；2.浙江省茶資源跨界應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310016；

3.日照盛華茶業(yè)機(jī)械股份有限公司，山東日照276812）

自1966年“南茶北引”以來(lái)，經(jīng)50 多年的發(fā)展， 日照市已成為 “國(guó)家級(jí)茶葉標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范區(qū)”“山東省優(yōu)質(zhì)綠茶生產(chǎn)基地”，干茶年產(chǎn)量占山東省茶葉總產(chǎn)量的56%[1]?！叭照站G茶”榮獲中國(guó)馳名商標(biāo)，2019年品牌價(jià)值達(dá)17.06 億元[2]。 日照晝夜溫差大，利于茶葉內(nèi)含物質(zhì)積累，日照綠茶葉片較厚、湯色明亮[3]。傳統(tǒng)日照綠茶以卷曲形為主，經(jīng)殺青、揉捻、循環(huán)滾炒等工藝加工而成。

日照綠茶加工過(guò)程通常要使用滾炒和烘干設(shè)備，這兩大類設(shè)備應(yīng)用廣泛、使用頻率高、優(yōu)勢(shì)明顯，但也存在一些問(wèn)題。如傳統(tǒng)滾筒設(shè)備在干燥過(guò)程中容易引起茶葉起霜、 斷碎； 烘干設(shè)備效率低下、熱能利用率不高，且通常需要輔以手工操作來(lái)達(dá)到搓條、提毫的效果，一定程度影響了日照綠茶的品質(zhì)。針對(duì)這些問(wèn)題，中華全國(guó)供銷合作總社杭州茶葉研究院聯(lián)合日照盛華茶業(yè)機(jī)械股份有限公司研制了茶葉復(fù)干機(jī)，能使茶葉受熱均勻，具有熱能利用率高、茶葉散熱排濕的速度可控、茶機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、造型效果好、茶葉破碎率低、進(jìn)出料口可升降、自動(dòng)排末等特點(diǎn)[4]。 該設(shè)備不僅具有滾炒緊條作用，還具有去末、保色、提香、提毫等功能，很好地解決了上述日照綠茶加工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。

目前，該設(shè)備已在山東市場(chǎng)投入應(yīng)用，并逐步輻射至全國(guó)其他產(chǎn)茶區(qū)。 文章通過(guò)研究茶葉復(fù)干機(jī)對(duì)日照綠茶品質(zhì)的影響， 完善該設(shè)備的基礎(chǔ)應(yīng)用數(shù)據(jù)，為其在應(yīng)用過(guò)程中提供技術(shù)支撐，從而更客觀地反映其使用效果， 對(duì)后續(xù)的持續(xù)推廣和價(jià)值體現(xiàn)具有實(shí)際意義。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

圖1 茶葉復(fù)干機(jī)外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)Fig. 1 Appearance and internal structure of tea re-drying machine

茶樹品種為鳩坑種， 采摘標(biāo)準(zhǔn)以一芽二葉為主。 實(shí)驗(yàn)分別于春茶（2018年5 月上旬）和夏茶（2018年8 月上旬） 之際在山東省日照市嵐山區(qū)開展。

1.2 儀器設(shè)備

1.2.1 茶葉復(fù)干機(jī)

設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)包括熱風(fēng)爐、機(jī)架、滾筒、滾筒外殼、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電器控制柜。設(shè)備工作時(shí)，熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱空氣通過(guò)進(jìn)風(fēng)管和方圓變徑管進(jìn)入滾筒外殼內(nèi)， 并通過(guò)滾筒上的條形網(wǎng)孔對(duì)滾筒內(nèi)部空間進(jìn)行加熱， 通過(guò)風(fēng)量調(diào)節(jié)扳手調(diào)節(jié)熱風(fēng)的進(jìn)入量，從而提高熱風(fēng)的利用效率。當(dāng)滾筒內(nèi)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，放入在制品茶進(jìn)行干燥，在滾筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)中進(jìn)行動(dòng)態(tài)復(fù)干， 滾筒中的防滑筋可有效阻止茶葉在滾筒內(nèi)壁上滑動(dòng)摩擦，使茶葉翻動(dòng)、受熱均勻。 干燥過(guò)程中產(chǎn)生的碎茶末通過(guò)滾筒中的條形網(wǎng)孔落入到滾筒外殼的底部， 適時(shí)開啟除末風(fēng)機(jī)將茶末收集到碎茶末收集裝置內(nèi)， 并視情況開啟排濕風(fēng)機(jī)，將滾筒內(nèi)的濕熱空氣吹出。當(dāng)茶葉完成復(fù)干后，將滾筒向下傾斜一定角度，滾筒電機(jī)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)出茶。 設(shè)備實(shí)物圖見(jiàn)圖1。

設(shè)備主要性能參數(shù)： 外形尺寸為2450 mm×2100 mm×1980 mm（長(zhǎng)×寬×高），筒體直徑為1200 mm，電壓380 V，加熱功率為45 kW，動(dòng)力功率為2 kW，有效工作溫度控制范圍60～160 ℃，有效工作轉(zhuǎn)速控制范圍3～20 r/min。

1.2.2 斗式烘干機(jī)

由日照盛華茶業(yè)機(jī)械股份有限公司研制，常見(jiàn)的有三斗、五斗等型號(hào)，作業(yè)時(shí)將茶葉攤在茶斗上，茶斗置于加熱通風(fēng)口，在中小茶廠應(yīng)用廣泛。試驗(yàn)選擇的是五斗烘干機(jī)，主要性能參數(shù)：外形尺寸為3100 mm×550 mm×1000 mm（長(zhǎng)×寬×高），加熱功率為25 kW，風(fēng)機(jī)功率為1.25 kW。

1.2.3 其他設(shè)備

100 型滾筒殺青機(jī)、65 型揉捻機(jī)、120 型滾筒炒干機(jī)， 均由日照盛華茶業(yè)機(jī)械股份有限公司研制。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 加工工藝

將鮮葉原料分別按照日照綠茶傳統(tǒng)工藝、改進(jìn)工藝進(jìn)行加工，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。具體工藝流程如下：

春茶傳統(tǒng)工藝： 鮮葉→攤放→殺青→冷卻回潮→揉捻→循環(huán)滾炒→冷卻回潮→初干→足干（烘干機(jī)）。主要工藝參數(shù)：攤放，采用攤青槽，攤放厚度5～8 cm，時(shí)間約3 h；殺青，采用100 型滾筒殺青機(jī)，溫度340 ℃，時(shí)間1 min 左右；揉捻，65 型揉捻機(jī)，時(shí)間10～15 min；循環(huán)滾炒，采用120 型滾筒炒干機(jī)，溫度設(shè)置250 ℃，時(shí)間20 min；初干，五斗烘干機(jī)，溫度80 ℃，時(shí)間20 min，需手工配合完成茶葉的搓條、提毫；足干，同初干，時(shí)間視具體情況而定。

春茶改進(jìn)工藝： 鮮葉→攤放→殺青→冷卻回潮→揉捻→循環(huán)滾炒→冷卻回潮→初干→足干（復(fù)干機(jī)，溫度120 ℃，時(shí)間20 min）。 除足干工序外，其他工序的工藝參數(shù)同春茶傳統(tǒng)工藝。

夏茶傳統(tǒng)工藝： 鮮葉→攤放→殺青→冷卻回潮→揉捻→循環(huán)滾炒（至足干）。主要工藝參數(shù)：采用100 型滾筒殺青機(jī)，溫度310 ℃，時(shí)間1 min 左右；揉捻，65 型揉捻機(jī)，時(shí)間30 min；循環(huán)滾炒，采用120 型滾筒炒干機(jī)， 溫度設(shè)置210 ℃， 時(shí)間約40 min。

夏茶改進(jìn)工藝： 鮮葉→攤放→殺青→冷卻回潮→揉捻→循環(huán)滾炒→冷卻回潮→復(fù)干機(jī)炒干。主要工藝參數(shù)： 循環(huán)滾炒， 采用120 型滾筒炒干機(jī)，溫度設(shè)置210 ℃，時(shí)間約20 min；復(fù)干機(jī)炒干，溫度150 ℃，時(shí)間30 min；其他工序的參數(shù)同夏茶傳統(tǒng)工藝。

按照上述工藝加工好的成品茶取樣約400 g，密封保存，進(jìn)行感官審評(píng)和理化成分檢測(cè)。

1.3.2 茶葉感官審評(píng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 23776—2018《茶葉感官審評(píng)方法》進(jìn)行[5]，稱取3 g 茶樣，沸水150 mL 沖泡4 min，密碼審評(píng)，評(píng)定外形、湯色、香氣、滋味和葉底。

1.3.3 檢測(cè)方法

碎茶率測(cè)定參照GB/T 8311—2013 標(biāo)準(zhǔn)[6]執(zhí)行；茶多酚含量測(cè)定參照GB/T 8313—2018 標(biāo)準(zhǔn)[7]執(zhí)行； 氨基酸含量測(cè)定參照GB/T 8314—2013 標(biāo)準(zhǔn)[8]執(zhí)行；咖啡堿含量測(cè)定參照GB/T 8312—2013標(biāo)準(zhǔn)[9]執(zhí)行；水浸出物含量測(cè)定參照GB/T 8305—2013 標(biāo)準(zhǔn)[10]執(zhí)行。葉綠素測(cè)定方法：采用丙酮比色法[11]提取茶葉中的葉綠素，在波長(zhǎng)663 nm 和645 nm 下測(cè)定吸光度，并按照相應(yīng)公式計(jì)算結(jié)果。

1.3.4 設(shè)備能耗和效率測(cè)定

以春茶為例， 通過(guò)測(cè)定傳統(tǒng)工藝和現(xiàn)有工藝所用干燥設(shè)備的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、功率、所用勞動(dòng)力、碎茶率等參數(shù)， 計(jì)算不同干燥設(shè)備的能耗和效率等指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0 和Excel 2007 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 茶葉復(fù)干機(jī)對(duì)日照綠茶感官審評(píng)結(jié)果的影響

從表1 看出，對(duì)于春茶，采用傳統(tǒng)工藝，即五斗烘干機(jī)干燥的日照綠茶條索不夠緊結(jié)， 色澤深綠，湯色黃綠；而采用改進(jìn)工藝，即復(fù)干機(jī)炒干的綠茶外形條索更為緊結(jié)，色澤綠潤(rùn)，湯色綠黃，香氣和滋味略帶鮮。 兩者的主要區(qū)別體現(xiàn)在外形和湯色上，香氣和滋味整體差別不大。復(fù)干機(jī)炒干能夠使春茶條索更緊， 但在不斷翻炒過(guò)程中可能引起葉綠素少量損失，從而造成茶湯“綠黃”，沒(méi)有烘干的綠茶湯色綠。

對(duì)于夏茶， 采用傳統(tǒng)工藝干燥的干茶條索較松，稍有斷碎，香氣和滋味帶有悶味，葉底不勻。這是由于傳統(tǒng)工藝的初干和足干均是通過(guò)循環(huán)滾炒完成，在此過(guò)程中，茶葉失水過(guò)快，茶葉之間以及茶葉與滾筒壁間相互摩擦，容易引起斷碎，且滾炒時(shí)間越長(zhǎng)，碎茶率越高[12]。 由于滾筒尺寸較長(zhǎng)，散熱排濕效果較差，若投葉量過(guò)大，茶葉散失的水分不能及時(shí)排出，很容易造成茶葉水悶味的產(chǎn)生。采用改進(jìn)工藝， 即復(fù)干機(jī)干燥后的綠茶外形條索較緊結(jié)，色澤綠黃尚潤(rùn)，湯色綠黃尚明，香氣尚純，滋味尚濃醇，葉底尚嫩勻，稍有芽。由此可見(jiàn)，采用復(fù)干機(jī)炒干的夏茶，不僅能保留茶葉的芽頭，減少斷碎，使茶葉條索更緊結(jié)、色澤更潤(rùn)，還能去除茶葉的水悶氣，對(duì)日照綠茶，尤其是夏茶品質(zhì)的提升有利。 但要注意的是，在加工過(guò)程中，復(fù)干機(jī)炒制時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)， 否則香氣和滋味會(huì)出現(xiàn)高火味和焦味。

表1 不同工藝加工的日照綠茶感官審評(píng)結(jié)果Table 1 Sensory evaluation results of Rizhao green tea processed by different processing methods

2.2 茶葉復(fù)干機(jī)干燥對(duì)日照綠茶品質(zhì)成分含量的影響

從表2 中可以看出， 對(duì)于春茶， 采用改進(jìn)工藝，即復(fù)干機(jī)炒干的綠茶成品中的水浸出物、咖啡堿含量比傳統(tǒng)工藝成品綠茶低， 分別是45.20%、3.10%；而茶多酚含量和游離氨基酸總量均高于傳統(tǒng)工藝的成品綠茶，分別是18.30%、3.20%，由于氨基酸含量較高， 酚氨比的值也顯著低于傳統(tǒng)工藝綠茶， 對(duì)應(yīng)的成品茶香氣和滋味的鮮度比較明顯；葉綠素A、葉綠素B 和葉綠素總量均低于烘干的成品綠茶，分別是0.13%、0.06%和0.19%，故對(duì)應(yīng)的成品茶外觀色澤不如傳統(tǒng)工藝烘干的成品茶深綠，與感官審評(píng)結(jié)果一致。

對(duì)于夏茶， 采用循環(huán)滾炒干燥后的成品茶和復(fù)干機(jī)炒干的成品茶品質(zhì)成分含量差異顯著，其中游離氨基酸含量顯著高于傳統(tǒng)工藝， 而酚氨比的值低于傳統(tǒng)工藝的綠茶。 采用復(fù)干機(jī)加工夏茶可以使成品茶保留更多的品質(zhì)成分， 有利于日照綠茶良好品質(zhì)的形成。

表2 不同工藝加工的日照綠茶品質(zhì)成分含量差異Table 2 Components of Rizhao green tea processed by different processing methods

2.3 茶葉復(fù)干機(jī)加工日照綠茶的效率分析

不同干燥設(shè)備加工日照綠茶的效率如表3 所示， 經(jīng)測(cè)定五斗烘干機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量約為15 kg 左右，單臺(tái)設(shè)備需要?jiǎng)趧?dòng)力1 人，每千瓦小時(shí)生產(chǎn)率不到1 kg。 而茶葉復(fù)干機(jī)的產(chǎn)量可達(dá)到75 kg/h，是五斗烘干機(jī)的5 倍， 單臺(tái)設(shè)備需要?jiǎng)趧?dòng)力0.25人，相當(dāng)于1 人可同時(shí)操作4 臺(tái)同類設(shè)備，每千瓦小時(shí)生產(chǎn)率達(dá)3.57 kg，是五斗烘干機(jī)的4 倍。 由此可見(jiàn)，茶葉復(fù)干機(jī)在日照綠茶干燥環(huán)節(jié)的應(yīng)用，不僅降低了勞動(dòng)成本，還能節(jié)約能源，提高生產(chǎn)效率，綜合效益明顯。

采用五斗烘干機(jī)和茶葉復(fù)干機(jī)干燥的成品綠茶在碎茶程度上也有明顯差異， 前者的碎茶率為5.14%，后者為1.28%。 這是由于五斗烘干機(jī)在干燥時(shí)，需手工配合完成茶葉的搓條、提毫過(guò)程，不可避免會(huì)引起茶葉斷碎。

表3 不同干燥設(shè)備加工日照綠茶的效率比較Table 3 Comparison of processing efficiency of Rizhao green tea with different drying equipment

3 討論

日照綠茶采用傳統(tǒng)工藝和改進(jìn)工藝加工的區(qū)別在于最后的干燥環(huán)節(jié)， 傳統(tǒng)加工方法是采用五斗烘干機(jī)將茶葉烘至足干（針對(duì)春茶早期原料較細(xì)嫩），或采用循環(huán)滾炒方式炒至足干（針對(duì)春茶后期及夏秋茶原料），效率低下、熱能利用率不高，易引起茶葉斷碎等問(wèn)題。改進(jìn)工藝，是采用復(fù)干機(jī)進(jìn)行足干， 其加工日照綠茶的整體品質(zhì)特征與傳統(tǒng)工藝的品質(zhì)相近， 可達(dá)到烘干機(jī)和滾炒設(shè)備的作業(yè)效果。 不同之處在于：

（1）茶葉復(fù)干機(jī)對(duì)日照綠茶品質(zhì)的影響，主要體現(xiàn)在茶葉外形的改善和提升，即條索更加緊結(jié)，色澤更加綠潤(rùn)。尤其是在加工夏茶時(shí)，用復(fù)干機(jī)炒干可以有效防止茶葉表面起灰、減少水悶氣，有利于提升夏茶的香氣和滋味，但炒制時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)出現(xiàn)高火味甚至焦味， 對(duì)茶葉品質(zhì)形成不利。

（2）采用茶葉復(fù)干機(jī)對(duì)日照綠茶進(jìn)行干燥，可明顯降低成品茶的斷碎率。

（3）在生產(chǎn)效益方面，茶葉復(fù)干機(jī)的產(chǎn)量達(dá)到60 kg/h 以上，可節(jié)省人工3 人，每千瓦小時(shí)生產(chǎn)率是五斗烘干機(jī)的4 倍，不僅提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)成本，還能節(jié)約能源，此外成茶的碎茶率明顯降低。

茶葉復(fù)干機(jī)應(yīng)用于日照綠茶干燥是可行的，既能達(dá)到烘干類設(shè)備的干燥、提毫和保色效果，又能達(dá)到炒干類設(shè)備干燥、緊條的作用效果，同時(shí)避免了干燥過(guò)程中茶葉色澤發(fā)灰、易斷碎等問(wèn)題。該設(shè)備能否在其他綠茶或茶類的加工中發(fā)揮效果，還有待進(jìn)一步探討。