針形紅茶精揉做形工藝參數(shù)優(yōu)化

沈 強(qiáng)， 羅金龍， 梁建祥， 葉 飛， 劉盼盼， 鄭鵬程

(1.貴州省茶葉研究所， 貴州 貴陽(yáng) 550006； 2.晴隆縣興鑫茶業(yè)有限公司， 貴州 晴隆 561412； 3.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 果樹(shù)茶葉研究所， 湖北 武漢 430064)

0 引言

【研究意義】傳統(tǒng)名優(yōu)針形紅茶是在傳統(tǒng)工夫紅茶加工工藝基礎(chǔ)上，借鑒名優(yōu)針形綠茶的做形技術(shù)，利用振動(dòng)理?xiàng)l機(jī)使其條索緊細(xì)挺直[1-2]。一般選用獨(dú)芽或1芽1葉的茶青作原料，其工藝流程為茶青原料→萎凋→揉捻→發(fā)酵→理?xiàng)l做形→干燥，其品質(zhì)以“緊細(xì)顯毫、形似松針”的外形深受消費(fèi)者喜愛(ài)，是名優(yōu)紅茶中的高端產(chǎn)品[3]。目前，貴州生產(chǎn)名優(yōu)針形紅茶的企業(yè)較少，但較多企業(yè)對(duì)針形紅茶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)具有濃厚的興趣，但貴州當(dāng)前不具備成熟的針形紅茶生產(chǎn)技術(shù)工藝。湖北是生產(chǎn)名優(yōu)針形紅茶的主要茶區(qū)，可為貴州針形紅茶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供借鑒。在湖北針形紅茶的加工工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝優(yōu)化，使其適宜貴州針形名優(yōu)紅茶的生產(chǎn)，對(duì)促進(jìn)貴州針形紅茶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)具有現(xiàn)實(shí)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】精揉做形工序是針形名優(yōu)茶加工的關(guān)鍵工序之一[4]，該工序也是針形紅茶獨(dú)特外形形成的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的做形工藝為手工做形或理?xiàng)l機(jī)做形，但均存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低且不能連線生產(chǎn)等問(wèn)題，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求[5]。為解決以上問(wèn)題，擬將精揉機(jī)引入針形紅茶做形工序。研究表明，投葉量、茶坯含水率、做形時(shí)間和溫度是影響精揉機(jī)做形效果的主要因子[6-7]。【研究切入點(diǎn)】目前紅茶精揉機(jī)做形工藝無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循，本研究創(chuàng)造性引進(jìn)針形名優(yōu)綠茶的精揉做形工藝及加工機(jī)械，與傳統(tǒng)針形紅茶加工進(jìn)行融合[8]?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】以1芽1葉茶青原料為原料，參照綠茶精揉機(jī)做形工藝參數(shù)，在傳統(tǒng)針形紅茶加工工藝基礎(chǔ)上，將工藝流程改為茶青原料→萎凋→揉捻→發(fā)酵→毛火→精揉做形→足火干燥，對(duì)關(guān)鍵工序精揉做形進(jìn)行單因素試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化，以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，從而確定針形紅茶精揉機(jī)做形最佳參數(shù)，以期為針形紅茶的實(shí)際生產(chǎn)加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 茶葉鮮葉 為福鼎大白茶1芽1葉茶青，采自貴州晴隆。

1.1.2 加工機(jī)械 6CR-55揉捻機(jī)，浙江珠峰機(jī)械有限公司生產(chǎn)；6CFJ紅茶發(fā)酵機(jī)，浙江珠峰機(jī)械有限公司生產(chǎn)；6CHZ-9B型茶葉烘培機(jī)，泉州得力農(nóng)林機(jī)械有限公司生產(chǎn)；茶葉電炒鍋，泉州得力農(nóng)林機(jī)械有限公司生產(chǎn)；12槽理?xiàng)l機(jī)，浙江珠峰機(jī)械有限公司生產(chǎn)；川崎60K-S精揉機(jī)，浙江川崎茶業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 針形名優(yōu)紅茶基礎(chǔ)加工工藝流程及其參數(shù) 茶青原料→萎凋(熱風(fēng)萎凋，時(shí)間4～6 h，萎凋后含水率56%左右)→揉捻(投葉量55 kg/桶，揉捻時(shí)間70 min，加壓輕重輕)→發(fā)酵(溫度30℃，濕度95%以上，時(shí)間2～3 h)→毛火(進(jìn)口熱風(fēng)溫度130℃，時(shí)間8 min)→精揉做形(投葉量3.2 kg/槽、茶坯含水率28%、做形溫度100℃、做形時(shí)間35 min)→足火(80℃烘至足干)[9]。

1.2.2 不同因素對(duì)針形紅茶品質(zhì)的影響

1) 茶坯含水率。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理(A1～A6)，將進(jìn)入精揉機(jī)前的茶坯含水率分別控制在26%、28%、30%、32%、34%和36%。其他因子設(shè)定均一致，即投葉量3.2 kg/槽，做形溫度100℃，做形時(shí)間35 min。

2) 做形溫度。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理(B1～B6)，即做形溫度分別為85℃、90℃、95℃、100℃、105℃和110℃。其他因子設(shè)定均一致，即投葉量3.2 kg/槽，茶坯含水率28%，做形時(shí)間35 min。

3) 做形時(shí)間。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理(C1～C6)，即做形時(shí)間分別為15 min、20 min、25 min、30 min、35 min和40 min。其他因子設(shè)定一致，投葉量3.2 kg/槽，茶坯含水率28%，做形溫度100℃。

4) 投葉量。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理(D1～D6)，即投葉量分別為2.6 kg/槽、2.8 kg/槽、3.0 kg/槽、3.2 kg/槽、3.4 kg/槽和3.6 kg/槽。其他因子均設(shè)定一致，茶坯含水率28%，做形溫度100℃，做形時(shí)間35 min。

1.2.3 正交試驗(yàn)優(yōu)化針形紅茶精揉做形工藝 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對(duì)影響針形紅茶品質(zhì)的茶坯含水率(A)、做形溫度(B)、做形時(shí)間(C)和投葉量(D)共4個(gè)因素，設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)，其他加工工藝固定，保持試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)設(shè)備等要求一致，篩選分析最優(yōu)針形紅茶精揉做形參數(shù)組合。

1.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn) 選取正交試驗(yàn)中感官評(píng)分總分由高到低的前3個(gè)處理的加工工藝組合，以及正交試驗(yàn)分析推算出的最佳工藝組合進(jìn)行針形紅茶加工，對(duì)所制茶樣進(jìn)行感官審評(píng)，從而驗(yàn)證正交試驗(yàn)的正確性。

1.2.5 不同做形工藝對(duì)針形紅茶品質(zhì)的影響 手工做形由企業(yè)從事該工作3年以上的有經(jīng)驗(yàn)工人師傅完成，記錄其工藝參數(shù)；理?xiàng)l機(jī)做形，選取宜紅茶區(qū)常用針形紅茶的理?xiàng)l機(jī)做形工藝參數(shù)[7]；精揉機(jī)做形選擇上述優(yōu)化后的工藝參數(shù)。除精揉做形工序外，其他工藝流程及參數(shù)與1.2.1一致，不同做形工藝參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表1。

表1 不同做形工藝的參數(shù)設(shè)置

1.2.6 茶葉感官審評(píng)方法 根據(jù)《茶葉感官審評(píng)方法》(GB/T 23776—2018)[10]對(duì)所取茶樣進(jìn)行感官審評(píng)。感官審評(píng)小組由5名長(zhǎng)期從事茶葉審評(píng)的人員組成，評(píng)茶小組對(duì)樣品進(jìn)行密碼審評(píng)，審評(píng)結(jié)果由分?jǐn)?shù)和評(píng)語(yǔ)共同構(gòu)成。做形工藝的優(yōu)劣直觀反映在干茶的外形(形狀和色澤)上，綜合反映在總分上[11]。故本研究中以茶樣的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定精揉做形工藝中各因子的最佳參數(shù)。

審評(píng)總分=外形×25%+湯色×10%+香氣×25%+滋味×30%+葉底×10%

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同因素處理針形紅茶的感官品質(zhì)

2.1.1 茶坯含水率 由表2可知，各處理針形紅茶感官評(píng)分總分高低順序?yàn)锳3(91.25分)>A4(91.15分)>A5(90.75分)>A2(90.70分)>A1(90.10分)>A6(88.90分)。其中，A3色澤烏黑、形狀較緊直、湯色紅明亮、香氣為甜香、滋味甜醇爽口且葉底紅亮勻整，在湯色、香氣、滋味及葉底方面均優(yōu)于A5，香氣和葉底方面優(yōu)于A4；A4色澤烏黑較潤(rùn)、形狀緊直、湯色紅明亮、香氣甜香純正、滋味甜醇爽口、葉底紅較亮勻整，在色澤和形狀上優(yōu)于A3，在形狀、湯色、滋味及葉底上優(yōu)于A5；A5色澤烏潤(rùn)，形狀較緊直、湯色紅亮、香氣甜香純正、滋味甜醇較爽、葉底紅較亮較勻整，在色澤方面均優(yōu)于A3和A4。外形方面，隨茶坯含水率的逐漸升高干茶色澤和形狀評(píng)分呈先升后降趨勢(shì)，A5色澤評(píng)分最高，為93分；A4形狀評(píng)分最高，為91分。內(nèi)質(zhì)方面，隨坯含水率逐漸升高各處理茶樣內(nèi)質(zhì)品質(zhì)差異不大。綜上發(fā)現(xiàn)，茶坯含水率對(duì)針形紅茶的品質(zhì)有明顯影響，其中，A3、A4和A5的感官評(píng)分總分較高，在各處理中較優(yōu)。因此，選取30%、32%和34%的含水率為正交試驗(yàn)含水率因素的3個(gè)水平。

2.1.2 做形溫度 由表3可知，不同處理針形紅茶感官評(píng)分的總分為B4(91.65分)>B3(91.25分)>B2(90.85分)>B5(90.35分)>B1(90.25分)>B6(88.90分)。其中，B2色澤烏黑較潤(rùn)、形狀緊直、湯色紅亮、香氣為甜香、滋味甜醇、葉底紅亮勻整，在色澤方面均優(yōu)于B3和B4；B3色澤烏黑、形狀緊直、湯色紅明亮、香氣甜香、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色、滋味及葉底因子優(yōu)于B2；B4色澤烏黑，形狀緊細(xì)、湯色紅明亮、甜香高長(zhǎng)、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在形狀、湯色、香氣、滋味和葉底方面優(yōu)于B2，形狀和香氣方面均優(yōu)于B3。外形方面，隨做形溫度的上升各處理色澤評(píng)分呈逐漸降低趨勢(shì)，主要表現(xiàn)為干茶潤(rùn)度降低；形狀評(píng)分呈先升后降趨勢(shì)，B1、B2、B3和B4的茶條條索逐漸變得緊細(xì)，B5和B6的茶條斷碎率提升。內(nèi)質(zhì)方面，隨做形溫度上升內(nèi)質(zhì)評(píng)分呈先升后降趨勢(shì)，B1的香氣略低，B5和B6有明顯的高火香，其他處理則均表現(xiàn)為甜香；滋味品質(zhì)B5和B6有明顯的高火味，其他處理則表現(xiàn)為甜醇爽口。綜上看，B4、B3和B2的感官審評(píng)總分較高。因此，選取90℃、95℃和100℃為正交試驗(yàn)做形溫度因素的3個(gè)水平。

表3 不同做形溫度針形紅茶的感官品質(zhì)

2.1.3 做形時(shí)間 由表4可知，不同處理針形紅茶感官評(píng)分的總分為C3(91.25)>C2(91.20)>C4(90.85)>C1(90.75)>C5(89.75)>C6(88.30)。其中，C2色澤烏黑、形狀較緊略直、湯色紅明亮、香氣為甜香高長(zhǎng)、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色、香氣及滋味因子優(yōu)于C4，在香氣方面優(yōu)于C3；C3色澤烏黑、形狀緊直、湯色紅明亮、香氣甜香較高、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色、香氣及滋味因子優(yōu)于C4，在形狀方面優(yōu)于C2；C4色澤烏黑較潤(rùn)、形狀緊細(xì)、湯色紅亮、香氣甜香、滋味甜醇較爽、葉底紅明亮勻整，在色澤和形狀方面均優(yōu)于C2和C3。外形方面，隨著做形時(shí)間延長(zhǎng)茶葉色澤潤(rùn)度和形狀緊直程度均呈逐漸提升趨勢(shì)，但C5和C6的茶條斷碎程度亦有提升。內(nèi)質(zhì)方面，隨做形時(shí)間延長(zhǎng)內(nèi)質(zhì)評(píng)分呈逐漸下降趨勢(shì)，C1、C2和C3間差異較小，均表現(xiàn)為湯色紅明亮、甜香高長(zhǎng)，滋味甜醇爽口；C5和C6的湯色則逐漸變暗，香氣純正度和滋味甜醇度逐漸降低。隨做形時(shí)間延長(zhǎng)，各處理評(píng)分總分呈先升后降趨勢(shì)，其中，C3、C2和C4的評(píng)分較高。因此，選取25 min、30 min和35 min為正交試驗(yàn)做形時(shí)間因素的3個(gè)水平。

表4 不同精揉做形時(shí)間針形紅茶的感官品質(zhì)

2.1.4 投葉量 由表5可知，不同處理針形紅茶感官評(píng)分的總分為D3(91.40分)>D2(91.25分)>D4(91.05分)>D1(90.75分)>D5(90.05分)>D6(88.60分)。其中，D2色澤烏黑、形狀緊直、湯色紅明亮、香氣為甜香高長(zhǎng)、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色和香氣方面優(yōu)于D4，在湯色方面優(yōu)于D3；D3色澤烏潤(rùn)、形狀緊細(xì)、湯色紅亮、香氣甜香高長(zhǎng)、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色和香氣方面優(yōu)于D4，在色澤和形狀方面優(yōu)于D2；D4色澤烏潤(rùn)、形狀緊細(xì)、湯色紅較亮、香氣甜香、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在色澤和形狀方面優(yōu)于D2。外形方面，D3和D4外形品質(zhì)最優(yōu)，均表現(xiàn)為色澤烏黑較潤(rùn)、條索緊直；D1外形品質(zhì)最差，表現(xiàn)為色澤稍枯，形狀尚緊直。內(nèi)質(zhì)方面，D1、D2和D3的得分均最高，均表現(xiàn)為湯色紅明亮、香氣甜香高長(zhǎng)、滋味甜醇爽口和葉底紅明亮勻整；D6湯色和葉底均較暗，香氣有悶味，是因?yàn)橥度~量過(guò)多，茶坯在精揉機(jī)腔體內(nèi)炒制時(shí)不能正常翻轉(zhuǎn)有關(guān)。綜上看，D2、D3和D4的感官品質(zhì)較優(yōu)。因此，選取2.8 kg/槽、3.0 kg/槽和3.2 kg/槽為正交試驗(yàn)投葉量因素的3個(gè)水平。

表5 不同投葉量針形紅茶的感官品質(zhì)

2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化不同工藝參數(shù)組合

2.2.1 不同組合處理針形紅茶的感官品質(zhì) 通過(guò)對(duì)精揉機(jī)單因素試驗(yàn)的結(jié)果分析，初步確定針形紅茶精揉機(jī)做形工藝較佳處理參數(shù)，茶坯含水率(A)為30%、32%和34%，做形溫度(B)為90℃、95℃和100℃，做形時(shí)間(C)為25 min、30 min和35 min，投葉量(D)為2.8 kg/槽、3.0 kg/槽和3.2 kg/槽。為進(jìn)一步確定針形紅茶精揉機(jī)做形最佳參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)(表6)。由表7可知，正交試驗(yàn)不同參數(shù)組合處理針形紅茶感官評(píng)分的總分為T(mén)6(91.55分)>T9(91.30分)>T1(91.10分)>T4(91.05分)>T2(90.95分)>T5(90.70分)>T3(90.60分)>T8(90.05分)>T7(89.45分)。從表8看出，不同處理針形紅茶的感官品質(zhì)得分為精揉做形過(guò)程中，茶坯含水率(A)、做形溫度(B)、做形時(shí)間(C)和投葉量(D)4個(gè)因子對(duì)成茶品質(zhì)影響主次作用為C(做形時(shí)間)>A(含水率)>B(做形溫度)>D(投葉量)；4個(gè)因素的最優(yōu)水平分別為A2(含水率32%)、B3(做形溫度100℃)、C2(做形時(shí)間30 min)和D1(2.8 kg/槽)，即針形紅茶精揉做形工藝參數(shù)的最佳組合為A2B3C2D1。

表6 針形紅茶精揉做形工藝參數(shù)優(yōu)化的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

表7 正交試驗(yàn)優(yōu)化不同工藝參數(shù)組合針形紅茶的感官品質(zhì)

2.2.2 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果 正交試驗(yàn)分析推算出的最佳組合A2B3C2D1不在設(shè)計(jì)方案之列，因此，選取正交試驗(yàn)中感官審評(píng)總分排名前3位的處理A2B3C1D2(T6)、A3B3C2D1(T9)和A1B1C1D1(T1)與推算出的最佳組合A2B3C2D1進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。由表9可知，各處理的感官評(píng)審總分為91.30～92.30分，其中，A2B3C2D1的感官審評(píng)總分最高，與正交試驗(yàn)分析結(jié)果一致。綜上看，針形紅茶精揉機(jī)做形最佳參數(shù)組合=茶坯含水率為32%，做形溫度為100℃，做形時(shí)間為30 min，投葉量為2.8 kg/槽。

表8 針形紅茶精揉做形工藝L9(34)正交試驗(yàn)的均值與極差

表9 精揉做形正交試驗(yàn)驗(yàn)證茶樣的感官品質(zhì)

2.3 不同做形工藝針形紅茶的感官品質(zhì)

由表10可知，不同做形工藝針形紅茶感官評(píng)分的總分為精揉機(jī)做形(92.75分)>理?xiàng)l機(jī)做形(91.60分)>手工做形(90.15分)。其中，精揉機(jī)做形紅茶除色澤外其余感官品質(zhì)方面均優(yōu)于手工做形；其形狀、香氣和滋味方面優(yōu)于理?xiàng)l機(jī)做形。所以，采用優(yōu)化后的精揉機(jī)做形參數(shù)加工針形紅茶，能很大程度提升針形紅茶的品質(zhì)。

表10 不同做形工藝所制針形紅茶的感官品質(zhì)

3 討論

湖北是生產(chǎn)名優(yōu)針形紅茶的主要茶區(qū)，可為貴州針形紅茶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供借鑒。在湖北針形紅茶的加工工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝優(yōu)化，使其適宜貴州針形名優(yōu)紅茶的生產(chǎn)，可提高貴州針形紅茶產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)貴州針形紅茶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。精揉做形工序是針形名優(yōu)茶加工的關(guān)鍵工序之一，該工序也是針形紅茶獨(dú)特外形形成的關(guān)鍵，傳統(tǒng)的手工做形或理?xiàng)l機(jī)做形工藝由于存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低且不能連線生產(chǎn)等問(wèn)題，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。該研究采用單因素試驗(yàn)結(jié)合正交試驗(yàn)優(yōu)化針形紅茶精揉做形工藝得出，精揉機(jī)做形針形紅茶的最佳工藝流程及參數(shù)：茶青原料→萎凋(熱風(fēng)萎凋，時(shí)間4～6 h，萎凋后含水率56%左右)→揉捻(投葉量55 kg/桶，揉捻時(shí)間70 min，加壓輕重輕)→發(fā)酵(溫度30℃，濕度95%以上，時(shí)間2～3 h)→毛火(進(jìn)口熱風(fēng)溫度130℃，時(shí)間8 min)→精揉做形(投葉量2.8 kg/槽，茶坯含水率32%，做形溫度100℃，做形時(shí)間30 min)→足火(80℃烘至足干)。以此工藝加工針形紅茶的感官評(píng)分最高，為92.75分。通過(guò)研究將精揉機(jī)引入針形紅茶做形工序，有效解決了勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低且不能連線生產(chǎn)等問(wèn)題。

4 結(jié)論

采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化針形紅茶精揉做形工藝，各單因素試驗(yàn)中，感官評(píng)分茶坯含水率30%時(shí)最高，為91.25分；做形溫度100℃時(shí)最高，為91.65分；做形時(shí)間為25 min時(shí)最高，為91.25分；投葉量3.0 kg/槽時(shí)最高，為91.40分；通過(guò)正交試驗(yàn)得出針形紅茶精揉做形工藝最佳參數(shù)為投葉量2.8 kg/槽+含水率32%+做形時(shí)間30 min+做形溫度100℃，在此條件下針形紅茶的感官評(píng)分最高，為92.75分。精揉機(jī)做形針形紅茶的最佳工藝流程及參數(shù)：茶青原料→萎凋(熱風(fēng)萎凋，時(shí)間4～6 h，萎凋后含水率56%左右)→揉捻(投葉量55 kg/桶，揉捻時(shí)間70 min，加壓輕重輕)→發(fā)酵(溫度30℃，濕度95%以上，時(shí)間2～3 h)→毛火(進(jìn)口熱風(fēng)溫度130℃，時(shí)間8 min)→精揉做形(投葉量2.8 kg/槽，茶坯含水率32%，做形溫度100℃，做形時(shí)間30 min)→足火(80℃烘至足干)。以此工藝加工針形紅茶的感官評(píng)分最高，為92.75分。表明，該工藝能很大程度提升針形紅茶品質(zhì)，同時(shí)還能進(jìn)一步提升針形紅茶的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。