▲貴州雷山茶園
顆粒形綠茶是我國主要的名優(yōu)綠茶之一，其品質(zhì)特征為外形顆粒緊結(jié)重實，色澤綠潤，香高味濃。近年來我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，各類連續(xù)化初加工設(shè)備相繼被開發(fā)，多種名優(yōu)綠茶已成功開發(fā)連續(xù)化生產(chǎn)線，并取得良好成效。但是當(dāng)前顆粒形綠茶的生產(chǎn)主要以單機為主，加工過程中人工參與程度高，極大增加了勞動成本，且不利于品質(zhì)穩(wěn)定。關(guān)于顆粒形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)的研究也較少，多集中于單機作業(yè)的參數(shù)優(yōu)化，分別從攤青、殺青、做形、干燥等方面開展，且對顆粒型綠茶工藝的研究結(jié)果差異較大，參數(shù)選擇依據(jù)各異，難以直接為生產(chǎn)提供指導(dǎo)。
因此，研究在單機化試驗的基礎(chǔ)上，利用我國自行設(shè)計的顆粒形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線，設(shè)計了二青含水率、做形投葉量、初炒溫度和復(fù)炒溫度在內(nèi)的4因素3水平單因素試驗和正交試驗，以獲得最優(yōu)工藝組合參數(shù)，并將該結(jié)果應(yīng)用于最新研建的顆粒形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線，以期為高品質(zhì)顆粒形綠茶的連續(xù)化生產(chǎn)提供理論支撐和技術(shù)指導(dǎo)。
01
試驗設(shè)計與方法
試驗材料以宣城涇縣黃田村柳葉種一芽二三葉為原料，采摘時間2019年4月。
1、試驗設(shè)計
單因素試驗選取二青含水率（以茶坯含水率表示，編號A）、做形投葉量（指初炒每鍋的投葉重量，編號B）、初炒做形溫度（茶坯實際溫度，編號C）、復(fù)炒做形溫度（茶坯實際溫度，編號D）4個因子，每個因子分設(shè)3個水平。對上述4因子3水平進行L9(34)正交試驗，如表1所示。
2、連續(xù)化加工流程及技術(shù)參數(shù)
連續(xù)化工藝如圖1所示，鮮葉自然攤放10h，電熱滾筒殺青（300℃、35轉(zhuǎn)/min）至茶坯含水率約60%，冷卻回潮1.5h，空壓揉捻10min，而后分成3份，分別進行二青，再將不同二青葉分別分成3份（共9份），接著按正交表設(shè)計的試驗參數(shù)進行試驗。初炒炒板擺速為100次/min，炒板擺幅為大幅，至茶坯含水率約25%；復(fù)炒炒板擺速為65次/min，炒板擺幅為小幅，至茶坯含水率約10%。最后足干（90℃，25min）后取樣，用于品質(zhì)指標測定（重復(fù)3次，取平均值）和感官品質(zhì)評定。
二青工序采用烘滾結(jié)合的方式，高溫160℃快烘1min，至葉表無茶汁，然后低溫120℃滾炒，炒至茶條微卷，葉質(zhì)柔軟，含水率至設(shè)定范圍即可。
3、傳統(tǒng)工藝流程及技術(shù)參數(shù)
綜合前期試驗和文獻資料總結(jié)，傳統(tǒng)工藝流程及參數(shù)如下：攤放、殺青、揉捻參數(shù)與連續(xù)化工藝參數(shù)相同，二青至含水率約45%，做形投葉4.5kg/鍋，前期不加溫炒1h，后逐步升溫至葉溫約30℃，擺速80次/min，幅度大幅；復(fù)炒逐步升溫至葉溫約40℃，擺速60次/min，幅度小幅。
Tips:
做形是顆粒形綠茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵工序，其原理是茶坯在炒板和鍋壁的推力及自身的重力作用下反復(fù)擠壓形成顆粒狀，包括二青、初炒和復(fù)炒，通常采用低溫長炒的方法，以進一步促進顆粒緊結(jié)，但在品質(zhì)上常存在干茶烏黑不綠，茶湯黃的問題。
二青含水率、做形投葉量和做形溫度又是做形工序的關(guān)鍵，會影響茶坯的柔軟性、做形時作用力的大小、做形時的干燥速度和茶葉內(nèi)質(zhì)的形成。
02結(jié)果與分析
1、影響顆粒形綠茶色澤關(guān)鍵工序篩選
研究色澤指標常采用測量色差L*、a*、b*值進行分析，L*值代表樣品的明亮程度，取值范圍為0~100，數(shù)值越大，亮度越高；a*值代表紅綠程度，取值范圍為-100~100，數(shù)值為正值，色澤偏紅，數(shù)值為負值，色澤偏綠；b*值代表黃藍程度，取值范圍為-100~100，數(shù)值為正值色澤偏黃，數(shù)值為負值色澤藍。在顆粒形綠茶加工過程中，攤放、殺青、揉捻等工序?qū)Σ枧鳎ú枧鞯腖*、a*、b*）的影響不大（結(jié)果如圖2），二青工序?qū)θ齻€指標的影響均最大，與鮮葉相比，二青過程中的L*值下降了36.48%，b*值下降了32.58%，a*值下降幅度最大，下降了64.57%，達到了極顯著水平。在做形過程中L*值和b*值變化不顯著，a*值上升明顯，達到了18.61%，呈顯著性上升。故在顆粒形綠茶加工中，二青和做形工序是色澤品質(zhì)下降的主要工序。
2、不同因子對顆粒形綠茶色澤和容重的影響
·不同因子對干茶綠度的影響
干茶綠度是綠茶色澤的重要指標，從圖3可以看出，二青含水率、投葉量、初炒溫度和復(fù)炒溫度對干茶的綠度均能產(chǎn)生顯著影響。二青含水率過高，干茶綠度顯著下降，這可能與茶坯含水率影響做形時間有關(guān)。含水率過高延長了做形時間，增加葉綠素的破壞，導(dǎo)致干茶黃暗，降低了色澤品質(zhì)。投葉量是做形的基礎(chǔ)，隨著投葉量的增加，干茶綠度下降，這可能與投葉量影響茶坯的透氣性有關(guān)，投葉量多，散氣不暢，濕熱作用更嚴重，葉綠素的脫鎂反應(yīng)更為劇烈。初炒溫度以中高溫綠度更好，復(fù)炒溫度以中低溫最佳。
·不同因子對茶湯綠度的影響
茶湯綠是綠茶重要的三綠之一，從圖4可以看出，二青含水率和投葉量對茶湯綠度影響不顯著，茶湯綠度受初炒溫度和復(fù)炒溫度的影響顯著，隨著初炒溫度的升高，茶湯綠度上升，同時復(fù)炒溫度以葉溫65℃條件綠度最佳，其原因可能與低溫延長做形時間有關(guān)，使多酚類化合物在濕熱作用下發(fā)生異構(gòu)化和非酶促自動氧化，產(chǎn)生水溶性黃色物質(zhì)，降低茶湯綠度。
·不同因子對容重的影響
容重能夠?qū)㈩w粒形綠茶外形緊結(jié)度數(shù)字化，結(jié)果如圖5所示，4個工藝因子對容重結(jié)果均有顯著影響。初炒溫度和復(fù)炒溫度均以中低溫較好，溫度過高，容重顯著下降；另外容重隨著二青含水率的升高顯著增加，其原因可能與溫度影響相同，低溫和高含水率會延長做形時間，從而增加擠壓次數(shù)，促進顆粒的緊結(jié)，導(dǎo)致容重的增加。投葉量直接影響做形擠壓力的大小和茶坯在鍋中的狀態(tài)，隨著投葉量的增加，擠壓力增大，進而容重增大，這與袁芳亭等的研究結(jié)果相同。
3、工藝因子和評價指標間的相關(guān)性分析
工藝因子對評價指標有重要影響，從表2可以看出，容重受工藝的影響極顯著，與二青含水率和投葉量呈正相關(guān)，和做形溫度呈負相關(guān)，即二青含水率越高、投葉量越多容重越大；而做形溫度相反，溫度越高，容重越低。茶湯綠度與工藝均呈負相關(guān)，即二青含水率低、投葉量少和做形溫度低有利于茶湯綠度的發(fā)展，其中初炒溫度與茶湯綠度有負極顯著相關(guān)。干茶的綠度與茶湯不同，此結(jié)果說明工藝參數(shù)過高過低均不利于綜合品質(zhì)的提升。
4、正交試驗和極差分析的結(jié)果
試驗采用正交試驗法，結(jié)果如表3。在正交試驗的基礎(chǔ)上進行了極差分析，結(jié)果如表4所示。從極差分析可以看出，各品質(zhì)指標對應(yīng)的最優(yōu)組合參數(shù)不盡相同，容重、干茶綠度、茶湯綠度和感官審評得分的最優(yōu)參數(shù)組合分別為A1B3C2D2、A2B1C2D1、A2B2C3D2和A2B2C2D2。容重在A1條件最佳，隨著二青含水率的降低而逐漸降低，另外干茶和茶湯的綠度在中低含水率條件下提升較多，以A2條件最好，且A2感官審評得分最高，故二青含水率以A2最優(yōu)，即含水率約40%最優(yōu)。投葉量在B3時容重最大，但干茶綠度最低，茶湯綠度不高，綜合審評得分也是最低，在B2條件下茶湯綠度最高，感官審評最優(yōu)，容重和干茶綠度也較好，故投葉量以B2最優(yōu)，即3.5kg/鍋最優(yōu)。從初炒溫度極差分析可以看出，隨著溫度的升高，茶湯綠度提高，但干茶綠度和感官審評得分以中低溫較好，高溫條件下降較多，同時容重以C2條件最高，故初炒溫度在C2條件下能夠達到所有指標較優(yōu)，即葉溫45℃條件最優(yōu)。復(fù)炒溫度在D2條件下容重、茶湯綠度和感官審評得分均最高，故復(fù)炒溫度以D2最優(yōu)，即葉溫55℃最優(yōu)。
綜合以上分析，最優(yōu)組合工藝參數(shù)為A2B2C2D2，即二青至茶坯含水率約40%，做形投葉量3.5kg/鍋，初炒做形茶坯溫度約45℃，炒至茶坯含水率約25%，然后復(fù)炒，復(fù)炒做形茶坯溫度約為55℃，這與感官審評得分最優(yōu)組合工藝參數(shù)相同。
5、最優(yōu)工藝組合的連續(xù)化加工與傳統(tǒng)加工的比較
為了驗證優(yōu)化工藝的最優(yōu)性，后期開展了對比試驗。試驗中將鮮葉原料同樣條件殺青、揉捻后分成了兩份，然后分別依據(jù)優(yōu)化組合工藝和傳統(tǒng)加工方式開展試驗。
連續(xù)化加工能夠縮短加工時間、提高加工效率，在品質(zhì)上能夠使毛茶干茶綠度得到提高、茶湯色澤更好，綜合品質(zhì)得到提高。從圖6可以看出，與傳統(tǒng)加工相比較，連續(xù)化加工茶湯綠度顯著提升，干茶綠度極顯著提升，容重沒有顯著差異。在品質(zhì)成分方面，連續(xù)化加工茶多酚和氨基酸含量更高，這可能與加工時間有關(guān)，連續(xù)化加工有利于品質(zhì)成分的保留。
傳統(tǒng)加工往往做形時間長，耗費人力多，加工效率低。研究在理化成分對比的基礎(chǔ)上進行了感官審評和加工效率對比，以分析優(yōu)化連續(xù)化工藝的可行性。從表5可以看出，傳統(tǒng)工藝干茶黃綠、葉底黃綠、滋味濃厚，連續(xù)化生產(chǎn)加工茶樣香氣更持久、滋味更醇厚，感官審評得分高達93.9分。在效益方面，以每日工作8h，連續(xù)化加工日生產(chǎn)量可達600kg計算，用工人數(shù)僅需2人，用工人數(shù)減少了75%，同時勞動強度大幅降低；另外做形時間較傳統(tǒng)加工縮減了一半，日生產(chǎn)量提升了1倍，生產(chǎn)效率提升35%，有利于加工成本的降低。因此連續(xù)化加工工藝切實可行，能夠提高品質(zhì)，擴大產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本，具有一定先進性。
03討論
在顆粒形綠茶加工過程中，二青和做形工序?qū)ι珴善焚|(zhì)影響顯著，較鮮葉綠度分別下降了64.57%和18.61%，達到了極顯著性水平和顯著性水平。從單因素試驗可以看出，初炒溫度和復(fù)炒溫度對茶湯綠度有顯著性影響，并且呈負相關(guān)性，二青含水率和投葉量對茶湯綠度無顯著性差異；4因子對干茶綠度和容重均產(chǎn)生顯著性影響，其中二青含水率和投葉量對容重有極顯著性正相關(guān)，初炒溫度和復(fù)炒溫度對容重有極顯著性負相關(guān)。
正交試驗綜合分析比較，最終確定連續(xù)化加工關(guān)鍵工藝參數(shù)為：二青含水率為40%，投葉量為3.5kg/鍋，初炒葉溫約45℃，復(fù)炒葉溫約55℃，在此條件下能夠達到外形緊結(jié)、色澤綠潤的優(yōu)質(zhì)顆粒形綠茶品質(zhì)要求。
從連續(xù)化工藝加工和傳統(tǒng)工藝加工對比試驗可以看出，連續(xù)化加工能夠在基本保持傳統(tǒng)外形緊結(jié)度的情況下，提升干茶和茶湯綠度，保留茶多酚和氨基酸品質(zhì)成分含量，并使香氣更好，滋味更醇，感官審評得分達到更高。同時連續(xù)化加工能夠?qū)⒆鲂螘r間縮短50%，用工人數(shù)減少75%，加工效率提升35%，日產(chǎn)量提升1倍，能夠?qū)崿F(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)降耗，為連續(xù)化生產(chǎn)提供理論支撐。
作者簡介：胡欣
江西南昌人，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)碩士，現(xiàn)為江西婺源茶業(yè)職業(yè)學(xué)院茶學(xué)教師，主要研究方向為茶葉加工與品質(zhì)分析，先后發(fā)表文章7篇。
導(dǎo)師簡介：寧井銘
教授，博士生導(dǎo)師，安徽省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人，安徽省茶產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系茶葉加工與綜合利用崗位專家，安徽省茶業(yè)學(xué)會副秘書長，主要從事茶葉加工與品質(zhì)分析研究。近5年，主持或作為技術(shù)負責(zé)人承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃課題、子課題、國家質(zhì)檢總局公益性項目等10多項；在核心期刊上發(fā)表相關(guān)論文40多篇，其中SCI、EI收錄30多篇；申請發(fā)明專利授權(quán)6項，制定國家標準1項，完成軟件著作權(quán)6項。榮獲國家科技進步二等獎、安徽省科技進步一、二、三等獎和農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎合作獎。
具體內(nèi)容詳見《中國茶葉加工》雜志，2020年第3期文章《顆粒形綠茶連續(xù)化做形技術(shù)研究》，頁碼：27-34，作者：胡欣，衛(wèi)聿銘，方仕茂，王玉潔，許姍姍，寧井銘。
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