干燥工藝在綠茶加工中的應(yīng)用與干燥特性

周 盼

（湖北孟宗生態(tài)茶葉有限公司，湖北 孝感 432900）

綠茶具有提高人體免疫力、降血脂、緩解疲勞、延緩衰老等保健功效，加工工藝包括殺青、揉捻、干燥等。綠茶在加工中無需發(fā)酵，鮮葉中的咖啡堿、茶多酚、維生素、礦物質(zhì)和氨基酸等天然成分損失較少，保健功效更加顯著。傳統(tǒng)的綠茶生產(chǎn)工藝中主要采用炒青和烘青作為干燥工藝，采取現(xiàn)代化機(jī)械生產(chǎn)模式后，綠茶的制作工藝開始由手工制作轉(zhuǎn)向機(jī)械化和半機(jī)械化生產(chǎn)，大多采用單機(jī)作業(yè)技術(shù)進(jìn)行炒青和烘青。

一、微波真空干燥技術(shù)

1、技術(shù)原理

微波真空干燥技術(shù)是基于微波干燥技術(shù)和真空干燥技術(shù)的新型組合干燥技術(shù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了兩種干燥技術(shù)加熱均勻、速度快和低溫干燥的雙重優(yōu)點(diǎn)。真空狀態(tài)加速了水分?jǐn)U散，使綠茶能夠在低溫條件下實(shí)現(xiàn)干燥，將營(yíng)養(yǎng)成分最大限度保留下來。微波真空干燥的熱源來自于電磁波輻射，有效解決了真空干燥技術(shù)熱傳導(dǎo)速度慢的問題，使干燥速度大幅度提升，大大縮短了綠茶的干燥時(shí)間。

2、技術(shù)特征

微波真空干燥技術(shù)與其他干燥技術(shù)相比具有傳熱速度快、干燥周期短、加熱均勻、能耗低、易于控制等優(yōu)勢(shì)，可自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，具有廣闊的應(yīng)用空間，并且不產(chǎn)生有毒、有害氣體和廢水，不污染生產(chǎn)環(huán)境，使清潔生產(chǎn)成為可能[1]。采用微波真空干燥技術(shù)生產(chǎn)的綠茶，90%～95%的生物活性物質(zhì)和熱敏性成分能夠得到有效保留，品質(zhì)高、質(zhì)量穩(wěn)定。微波真空干燥技術(shù)還具有消毒殺菌功效，采用該技術(shù)生產(chǎn)的綠茶更加安全、衛(wèi)生，保質(zhì)期明顯延長(zhǎng)。

二、微波干燥技術(shù)

1、技術(shù)原理

微波干燥技術(shù)利用物質(zhì)在交變電磁場(chǎng)中產(chǎn)生的摩擦效應(yīng)，通過微波發(fā)生器制造電磁波輻射，使綠茶在吸收穿透到內(nèi)部的電磁波射線時(shí)，內(nèi)部水分子隨之同步旋轉(zhuǎn)，瞬間產(chǎn)生大量摩擦熱，同時(shí)升高綠茶內(nèi)部和表面溫度。微波干燥時(shí)內(nèi)部升溫更快，且內(nèi)部含水率高于表面，使水分從綠茶內(nèi)部擴(kuò)散到表面，形成由內(nèi)而外的熱傳遞和水分傳遞，最終達(dá)到綠茶加工的干燥要求。

2、技術(shù)特征

微波干燥技術(shù)加工綠茶干燥時(shí)間短，進(jìn)入后續(xù)干燥階段以后這種優(yōu)勢(shì)更加明顯。電磁波射線具有很強(qiáng)的穿透力且熱效率高，能夠?qū)G茶進(jìn)行均勻加熱，但對(duì)環(huán)境溫度影響不大，勞動(dòng)條件得到了有效改善。但是，微波干燥可能會(huì)導(dǎo)致局部溫度超過100℃，出現(xiàn)過度加熱問題，破壞綠茶中的熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分，綠茶品質(zhì)降低，會(huì)損失部分營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味。

三、真空干燥技術(shù)

1、技術(shù)原理

采取真空干燥技術(shù)加工綠茶時(shí)需要將綠茶置于密閉干燥室內(nèi)，在真空狀態(tài)下不斷對(duì)綠茶進(jìn)行加熱。水分在真空狀態(tài)下蒸發(fā)溫度相對(duì)較低，并在壓力差和濃度差的作用下從內(nèi)部向表面擴(kuò)散，在表面獲得足夠克服分子吸引力的動(dòng)能以后向真空室的低壓空間逃逸，最后利用真空泵排除真空室內(nèi)的水分，完成綠茶的干燥加工過程[2]。

2、技術(shù)特征

真功干燥技術(shù)能夠在較低的溫度下完成綠茶的干燥，最大限度保留綠茶的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分，使綠茶獲得較好的復(fù)水性、溶解性、口感和色澤。同時(shí)，真空狀態(tài)能夠降低空氣中的氧氣含量，避免了綠茶發(fā)生色素褐變、脂肪氧化以及其他氧化變質(zhì)，也不會(huì)產(chǎn)生常壓干燥下常見的表面硬化問題。此外，真空干燥技術(shù)還具有熱量利用率高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是，真空干燥技術(shù)有速度慢、時(shí)間長(zhǎng)、成本高等缺點(diǎn)。

四、熱風(fēng)干燥技術(shù)

1、技術(shù)原理

采取熱風(fēng)干燥技術(shù)加工的綠茶會(huì)在與干熱氣流接觸的過程中從接觸面開始吸收熱量，并向介質(zhì)散發(fā)水分。隨著干燥進(jìn)程推進(jìn)，綠茶從接觸面向內(nèi)側(cè)的含水率成梯度減少，直至綠茶溫度進(jìn)入恒定狀態(tài)。此時(shí)，綠茶葉片的水蒸氣分壓由內(nèi)層向外層遞減，開始由內(nèi)向外擴(kuò)散水分，并由水蒸氣帶走部分蒸發(fā)過程中的熱量，導(dǎo)致綠茶內(nèi)部溫度比表面溫度更高，形成利于水分由內(nèi)向外移動(dòng)的梯度溫差，最終達(dá)到綠茶加工工藝的干燥要求。

2、技術(shù)特征

熱風(fēng)干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、干燥盤容易清洗，綠茶損失小且方便裝卸。但由于綠茶在干燥中集中不分散，導(dǎo)致干燥過程耗時(shí)較長(zhǎng)、熱效率低，綠茶中的活性成分和熱敏感性營(yíng)養(yǎng)成分如維生素等損失較大，且無法持續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。

五、綠茶在不同干燥技術(shù)下的干燥特性

1、干燥過程

綠茶在4 種干燥技術(shù)下的干燥過程都可以分為加速期、恒速期和降速期。采用微波干燥技術(shù)加工綠茶時(shí)3 個(gè)干燥階段都很明顯，其他3 種干燥技術(shù)大部分時(shí)間都處于降速期，加速期和恒速期持續(xù)時(shí)間較短。4種干燥技術(shù)的干燥時(shí)間按真空干燥、熱風(fēng)干燥、微波真空干燥、微波干燥的順序依次縮短。隨著微波功率增大、溫度升高，微波干燥和微波真空干燥消耗的時(shí)間呈反向增長(zhǎng)。

2、干燥時(shí)間、功率、溫度等因素對(duì)含水率的影響

微波真空干燥技術(shù)下綠茶干燥所消耗的時(shí)間和微波功率成反比，但當(dāng)微波增加到一定功率時(shí)干燥時(shí)間基本保持不變。當(dāng)微波功率為1 kW 時(shí)干燥時(shí)間最短，其他功率下干燥時(shí)間相差不明顯。

綠茶在微波干燥技術(shù)的加速期失水率逐漸增大；進(jìn)入恒速期后失水率相對(duì)不變；在降速期逐漸減小，失水率與功率成正比[3]。

采用真空干燥技術(shù)的綠茶加速期不明顯，恒速期較短，大部分時(shí)間處于降速期內(nèi)，水分蒸發(fā)速率與葉片表面的水蒸氣分壓成反比，微波功率越大干燥時(shí)間越短。當(dāng)真空度為-0.1 MPa 時(shí)，綠茶表面的水蒸氣分壓達(dá)到最低值，綠茶內(nèi)部水分的汽化速度極快，蒸發(fā)速率達(dá)到最大極限。

在干燥時(shí)間相同的條件下，溫度越高，采用熱風(fēng)干燥技術(shù)的綠茶含水率越低。

3、最佳技術(shù)參數(shù)

2 kW 是綠茶的較佳微波真空干燥參數(shù)，此時(shí)綠茶的有效成分、色澤和香氣能夠達(dá)到較佳綜合狀態(tài)。經(jīng)過539 W 功率微波干燥的綠茶有效成分保留較多且具有良好的色澤和香氣，是較佳微波干燥綠茶參數(shù)。50℃為較佳綠茶真空干燥溫度。采用熱風(fēng)干燥技術(shù)時(shí)，綠茶的較佳干燥溫度為80℃。

4、對(duì)味感的影響

（1）茶多酚

綠茶中的茶多酚和氨基酸對(duì)味感影響最大，茶多酚含量決定了茶湯的濃度。但是，茶多酚也是形成綠茶苦澀味的主要成分，因此含量必須適中，過多或過少都會(huì)降低綠茶品質(zhì)。研究結(jié)果表明，綠茶中茶多酚含量低于20%時(shí)，茶多酚含量越高綠茶的口感越好、品質(zhì)越高；當(dāng)茶多酚含量在20%～24%時(shí)，茶湯的醇度、濃度、鮮爽度較協(xié)調(diào)，茶多酚含量為22%時(shí)茶湯的口感達(dá)到較佳狀態(tài)；當(dāng)茶多酚含量進(jìn)一步增加時(shí)，茶多酚產(chǎn)生的苦澀味會(huì)降低綠茶的鮮純度，導(dǎo)致綠茶品質(zhì)下降。

在當(dāng)前常見的4 種綠茶干燥技術(shù)中，使用微波真空干燥技術(shù)加工的綠茶茶多酚含量最低，茶湯醇度、濃度、鮮爽度較為協(xié)調(diào)；采用熱風(fēng)干燥和微波干燥的綠茶茶多酚含量稍高；采用真空干燥的綠茶茶多酚含量最高，苦澀味對(duì)綠茶的品質(zhì)產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。

（2）氨基酸

氨基酸能夠給綠茶帶來鮮味，提高綠茶的品質(zhì)。氨基酸中的茶氨酸是綠茶鮮味的主要來源，對(duì)茶多酚的收斂性能夠起到有效的緩解作用。采用微波真空干燥、熱風(fēng)干燥、真空干燥、微波干燥的綠茶，游離氨基酸的總量依次降低。

六、結(jié)語(yǔ)

中國(guó)綠茶加工已經(jīng)有一千多年的歷史，是出現(xiàn)最早的茶葉加工技術(shù)。隨著綠茶市場(chǎng)需求量的不斷增加，生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大的傳統(tǒng)手工炒制技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)代綠茶生產(chǎn)企業(yè)的需求，綠茶生產(chǎn)中的機(jī)械化程度不斷提高。采用微波真空干燥技術(shù)生產(chǎn)的綠茶口感較佳，熱敏性營(yíng)養(yǎng)元素含量較高，綠茶品質(zhì)明顯高于其他干燥技術(shù)，且技術(shù)性能本身具有明顯的優(yōu)越性，是當(dāng)前較佳的綠茶干燥技術(shù)。