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傳統(tǒng)茶葉加工技術(shù)

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中國茶葉加工40年

近年來,隨著高新技術(shù)不斷應(yīng)用到茶葉加工中,我國茶葉加工的機械化、自動化水平較本世紀(jì)初已有顯著提升,一批可實現(xiàn)自動化、省力化作業(yè)的茶葉加工新裝備研制成功,制茶新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn),茶葉新產(chǎn)品更加豐富和多元化。

一、茶葉加工關(guān)鍵共性技術(shù)研究進展

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攤放和萎凋新技術(shù)

1)攤放新技術(shù)

綠茶的基本加工過程為:鮮葉殺青揉捻干燥,20世紀(jì)80年代,攤放未作為必需工序。近年來眾多研究表明:攤放有利于減輕茶湯苦澀味、增強茶湯的鮮爽味等,因此現(xiàn)已將攤放作為茶葉初制的必需工序,廣泛應(yīng)用于各類綠茶和黃茶的生產(chǎn),且鮮葉攤放至含水率68%70%時可獲得較佳的成茶品質(zhì)。為解決傳統(tǒng)室內(nèi)攤放勞動強度大、占用生產(chǎn)場地大、環(huán)境因子難以控制等問題,成功研制了鮮葉攤涼貯葉槽、自動化攤放貯青機、空氣處理機組攤青室等新裝置并投入生產(chǎn)。

2)萎凋新技術(shù)

萎凋是紅茶、烏龍茶和白茶的第一道工序,不同茶類萎凋的程度不同,白茶最重,紅茶次之,烏龍茶相對最輕。傳統(tǒng)萎凋方式包括日光萎凋、室內(nèi)自然萎凋、萎凋槽萎凋等,都存在勞動強度大、可控性差等缺陷,為此遮陽萎凋、人工光照萎凋、設(shè)施復(fù)式萎凋、人工調(diào)溫調(diào)濕萎凋、鏈板式萎凋等一批新裝置相繼問世,控光萎凋克服了日光萎凋光質(zhì)和光強不可控的弊端,人工調(diào)溫調(diào)濕萎凋解決了自然萎凋?qū)Νh(huán)境參數(shù)的不可控性,鏈板式萎凋通過溫濕度調(diào)控、自動化翻拌基本實現(xiàn)了萎凋作業(yè)的自動化與連續(xù)化。

此外,新型萎凋技術(shù)如人工控光萎凋技術(shù)、冷凍萎凋技術(shù)等得到了深入研究和廣泛應(yīng)用。試驗結(jié)果表明,紫外光、紅外光萎凋處理樣品品質(zhì)優(yōu)于日光曬青;冰凍萎凋葉細(xì)胞損傷率顯著增加,發(fā)酵時間明顯縮短,且葉片茶黃素、茶紅素含量大量增加。


紅茶生產(chǎn)線自動化萎凋工序


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殺青新技術(shù)


殺青是綠茶、烏龍茶、黃茶和黑茶加工的關(guān)鍵工序。傳統(tǒng)殺青設(shè)備有鍋式殺青、滾筒殺青等,熱源為柴、煤、氣、電等,由于傳統(tǒng)殺青設(shè)備存在殺青不勻、熱效率低、溫度波動大、熱穩(wěn)定性差等問題,為此開發(fā)了蒸汽、汽熱、電磁加熱等新型熱源的殺青設(shè)備,顯著提高了設(shè)備熱效率,升溫迅速且參數(shù)可控性提高。

1)電磁內(nèi)熱殺青

電磁內(nèi)熱殺青主要采用磁場感應(yīng)渦流原理,使導(dǎo)磁物自行發(fā)熱,使熱能盡可能消耗于滾筒,熱能利用率可達(dá)50%60%,溫度浮動范圍可控制在±3℃之內(nèi);為滿足“高溫殺青,先高后低”的殺青原理,首創(chuàng)三段殺青溫度調(diào)控。目前該技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

2)遠(yuǎn)紅外-微波組合殺青

為克服微波、蒸汽等殺青技術(shù)所制成茶香氣不高的缺點,遠(yuǎn)紅外技術(shù)得到應(yīng)用。遠(yuǎn)紅外線以射線形式進入葉肉組織,使葉子內(nèi)外均勻受熱,殺青高效節(jié)能、連續(xù)性好,產(chǎn)品香氣高,且不會出現(xiàn)高溫爆點和焦邊,茶葉內(nèi)含物質(zhì)最大限度地保留。目前該技術(shù)尚處于實驗室中試階段。

3)蒸汽-熱風(fēng)組合殺青

該技術(shù)融合了蒸汽殺青穿透力強、耗時短等特點以及熱風(fēng)殺青產(chǎn)品香高味醇的優(yōu)勢,所制成茶色澤翠綠鮮活、香氣高爽、滋味醇厚;此外,雨水葉可通過提高熱風(fēng)溫度控制殺青葉含水量達(dá)到適宜水平,保證殺青葉柔軟、嫩綠、色澤鮮活、無焦芽或青草氣。


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做形(揉捻)新技術(shù)


1揉捻新技術(shù)

傳統(tǒng)揉捻機需手動上葉和手動加壓,無法連續(xù)化。PLC 控制的自動化茶葉揉捻機組的研制成功,實現(xiàn)了多臺揉捻機的協(xié)作聯(lián)動、自動上料、自動稱量和自動分配,真正達(dá)到了揉捻工序的連續(xù)化、自動化作業(yè)。

2做形新技術(shù)

做形機械化是特色名優(yōu)茶(如扁形茶、針形茶等) 外形塑造的關(guān)鍵進展。1998年,安徽宣城第一臺多功能機研制成功,集殺青、理條、做形、初烘于一體,替代了傳統(tǒng)的手工做形;2002年發(fā)明了專用單鍋式扁形茶炒制機,所制成茶外觀色澤明顯更好;2006年以來,研制出多鍋式、連續(xù)化自動式等更先進的設(shè)備。南京雨花茶、黃山毛峰等針芽形茶理條機和精揉機也逐步實現(xiàn)了連續(xù)化作業(yè),傾斜理條角度、滾動導(dǎo)軌技術(shù)、高速氣缸驅(qū)動等新技術(shù)的應(yīng)用,使連續(xù)化理條技術(shù)進一步完善。顆粒形烏龍茶做形設(shè)備也由單機包揉設(shè)備——速包機和平板包揉機,發(fā)展成由壓揉機和輸送帶組成的連續(xù)化造型生產(chǎn)線。


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發(fā)酵(渥堆)新技術(shù)


1)發(fā)酵新技術(shù)

傳統(tǒng)的室內(nèi)自然發(fā)酵方式無法調(diào)控環(huán)境溫濕度等參數(shù),所制成茶品質(zhì)不穩(wěn)定,且需手動翻葉,勞動強度大。為此,研制成功的新型發(fā)酵設(shè)備如滾筒連續(xù)發(fā)酵機和發(fā)酵塔實現(xiàn)了發(fā)酵葉自動翻拌,減輕了勞動強度;增氧控濕發(fā)酵機等實現(xiàn)了對發(fā)酵環(huán)境溫度、相對濕度、通氣狀況等參數(shù)的調(diào)控,并實現(xiàn)了連續(xù)化加工,已在大中型茶葉生產(chǎn)企業(yè)得到應(yīng)用。此外,電子鼻技術(shù)、氧化還原電位技術(shù)、電荷耦合(CCD 色澤檢測技術(shù)等新技術(shù)亦應(yīng)用于紅茶發(fā)酵適度的快速判斷。

2)渥堆新技術(shù)

傳統(tǒng)的室內(nèi)自然渥堆技術(shù)環(huán)境參數(shù)不可控,且采用人工翻拌,勞動強度大,為此研制出了一系列新型渥堆技術(shù)。普洱茶渥堆翻堆機基本實現(xiàn)了翻堆工序中的翻堆、鏟料、輸送、解塊等功能,達(dá)到渥堆作業(yè)對翻堆操作及時高效機械化的要求;渥堆過程的工序自動檢測與控制系統(tǒng)可對普洱茶發(fā)酵過程中的溫度、濕度、pH值等相關(guān)參數(shù)進行實時采集、存儲及自動控制,增加了各個批次普洱茶發(fā)酵品質(zhì)的穩(wěn)定性。


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做青新技術(shù)


做青是烏龍茶品質(zhì)形成的最關(guān)鍵工序,由搖青和攤涼交替組合進行。空調(diào)做青是目前在生產(chǎn)上應(yīng)用最廣、反響最好的做青工藝,并形成了較為系統(tǒng)的溫濕光調(diào)控技術(shù),使烏龍茶加工擺脫了天氣制約,大大提高了生產(chǎn)效率;武夷巖茶做青智能調(diào)控系統(tǒng),集振動搖青、做青環(huán)境調(diào)控為一體的振動做青設(shè)備等一批新裝備也已研制成功。


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干燥新技術(shù)


干燥是各茶類的最后一道工序,除了去除水分達(dá)到足干便于貯藏以外,還對茶葉色香味的形成起重要作用,近年來微波技術(shù)、遠(yuǎn)紅外技術(shù)、低溫真空技術(shù)等已逐步在茶葉干燥提香中廣泛應(yīng)用。微波干燥具有成茶色澤翠綠、均勻,遠(yuǎn)紅外干燥可有效提升綠茶香氣,色澤、口感等品質(zhì)也有改善,生產(chǎn)效率顯著提高,并適合連續(xù)化加工;低溫真空干燥技術(shù)干燥效率和香氣風(fēng)味均有明顯改善。此外,電磁干燥、紅外耦合干燥等新能源組合式干燥技術(shù)研究亦開始起步。


二、六大茶類新產(chǎn)品和加工新裝備研究進展


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綠茶新產(chǎn)品和加工新裝備


近年來,以茶葉消費市場和產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向,在綠茶攤放工序中融入搖青工藝,制得花香型綠茶。電磁內(nèi)熱殺青、微波-遠(yuǎn)紅外殺青等節(jié)能型設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用;整形機、精揉機、長板式龍井茶炒制機等一系列名優(yōu)綠茶加工機械得到快速發(fā)展和推廣。綠茶生產(chǎn)線作業(yè)日趨廣泛,針芽形、扁形名優(yōu)綠茶及大宗炒青綠茶均不同程度地實現(xiàn)了清潔化、連續(xù)化加工,部分工序可全自動控制,目前該系列生產(chǎn)線已在浙江、江蘇、四川、湖北等地廣泛推廣應(yīng)用。

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紅茶新產(chǎn)品和加工新裝備

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新品種、新技術(shù)和新設(shè)備等不斷應(yīng)用到紅茶加工中,金觀音、金萱、黃觀音等烏龍茶品種,以及曬青、做青等加工工藝被用于制作花香型、高香型紅茶;精揉機、曲毫機、扁形茶炒制機等設(shè)備被用于加工扁形紅茶、卷曲形紅茶等;光補償連續(xù)萎凋機、低氧冷揉捻設(shè)備、可視化連續(xù)發(fā)酵機等一批可控化程度極高的新設(shè)備用來組建現(xiàn)代紅茶生產(chǎn)線。條形、針形紅茶自動清潔化生產(chǎn)線等已在生產(chǎn)上大量應(yīng)用。

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烏龍茶新產(chǎn)品和加工新裝備


開發(fā)出可自動控制的水篩搖青機、振動搖青機、智能化做青機等,單機的生產(chǎn)力和產(chǎn)品的穩(wěn)定性大幅度提高;微波干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、茶葉色選揀梗機等設(shè)備也應(yīng)用到烏龍茶生產(chǎn)中。烏龍茶初制自動化生產(chǎn)設(shè)備,采用冷熱風(fēng)吹干、紅外曬青,并與熱風(fēng)微波殺青裝置、自動成型裝置及自動烘干裝置結(jié)合使用,實現(xiàn)烏龍茶生產(chǎn)的全程自動化、連續(xù)化生產(chǎn)。

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黑茶新產(chǎn)品和加工新裝備

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傳統(tǒng)的黑茶加工勞動強度大、工藝可控性差、生產(chǎn)周期長,成茶風(fēng)味品質(zhì)極不穩(wěn)定。溫濕度自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、普洱茶發(fā)酵自動檢測與控制系統(tǒng)等新設(shè)施被用于黑茶加工,但這些研究僅處于起步階段,適用于機械化、清潔化、規(guī)?;笊a(chǎn)的渥堆智能控制系統(tǒng)尚待開發(fā)。


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白茶新產(chǎn)品和加工新裝備


由于傳統(tǒng)白茶條形松散,在包裝、儲藏、運輸?shù)确矫嬗兄T多不便,現(xiàn)已開發(fā)出白茶餅、白茶磚等新產(chǎn)品。為改進白茶萎凋工藝和減輕氣候條件的影響,研制出溫濕度可控的白茶萎凋室、變頻連續(xù)化萎凋機等新設(shè)備,為實現(xiàn)白茶工廠化加工、品質(zhì)的穩(wěn)定性和可控性等提供了技術(shù)支撐。


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黃茶新產(chǎn)品和加工新裝備



為獲得具有特殊風(fēng)味的新型黃茶產(chǎn)品,尖波黃、川茶系列等一批葉綠素含量低、酚氨比值低的品種被篩選出來加工黃茶。蒸汽殺青因受熱連續(xù)、殺青時間短且環(huán)境相對密閉,可滿足黃茶加工“多悶少拋”的技術(shù)要求,促進葉綠素濕熱降解,而得到廣泛應(yīng)用。鹿苑茶、蒙頂黃芽等黃茶企業(yè)相繼提出了機械化加工技術(shù)。


三、現(xiàn)階段茶葉加工存在的問題


總體上看,改革開放以來,我國茶葉加工技術(shù)得到了多層次、多方位的快速發(fā)展,逐步實現(xiàn)了清潔化和機械化加工,逐步向連續(xù)化和自動化作業(yè)方向發(fā)展。然而,由于基礎(chǔ)底子薄、規(guī)?;潭鹊偷葪l件制約,茶葉加工仍面臨勞動力緊缺、作業(yè)能耗高、生產(chǎn)成本持續(xù)增加、特色新產(chǎn)品開發(fā)相對滯后、質(zhì)量安全水平不穩(wěn)定等諸多問題。

此外,我國的茶葉加工仍與其他產(chǎn)茶國特別是日本和印度存在較大的差距,如日本的蒸青綠茶生產(chǎn)線自動化和清潔化水平高,每天可加工5 t鮮葉,且僅需2人操作。我國的茶葉加工生產(chǎn)線整體性較差,標(biāo)準(zhǔn)化和自動化程度低,影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性;制茶工序關(guān)鍵參數(shù)的挖掘、采集和分析能力不足,且加工技術(shù)的智能化、定向化調(diào)控尚較欠缺,在自動化和清潔化方面仍與印度、肯尼亞等紅茶生產(chǎn)國存在較大的差距;不同領(lǐng)域研究進展不一,一些新技術(shù)和新產(chǎn)品雖已開發(fā)成功,但還處于小試驗階段,離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有一定的距離。



四、未來茶葉加工的研究方向


縱觀近年來茶葉加工的發(fā)展和茶葉消費的發(fā)展趨勢,未來我國茶葉加工研究發(fā)展的方向為傳統(tǒng)茶類品質(zhì)、加工技術(shù)水平和生產(chǎn)效率的提高,高附加值、多用途的茶葉新產(chǎn)品的開發(fā),研究重點應(yīng)為以下幾方面:

首先,茶葉產(chǎn)品趨向優(yōu)質(zhì)化、多樣化、方便化,依靠技術(shù)創(chuàng)新,促進茶產(chǎn)品多樣化,更好地滿足消費者的需求,利用工藝創(chuàng)新生產(chǎn)色、香、味、形等方面有特色的新產(chǎn)品,如花香茶、果味茶、奶香茶,以及各種功能茶等。

第二,加工主體根據(jù)自身特色呈現(xiàn)不同發(fā)展模式,其中大眾茶產(chǎn)品加工將由小作坊式、小廠房式向規(guī)?;C械化、品控化方向發(fā)展,更加注重以產(chǎn)量和品質(zhì)穩(wěn)定取勝。小眾茶產(chǎn)品向多元化、特色化方向發(fā)展,定向化生產(chǎn)茶產(chǎn)品。

第三,茶葉生產(chǎn)趨向標(biāo)準(zhǔn)化、省力化、低碳化,逐漸向定向化、信息化和自動化作業(yè)展,生產(chǎn)過程可實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時檢測的遠(yuǎn)程/終端專家決策,并形成信息化、智能化生產(chǎn)管理,實現(xiàn)車間無人化作業(yè)。

第四,學(xué)科融合、基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究協(xié)作將更為緊密,通過跨學(xué)科、多層次等緊密合作,在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究等領(lǐng)域開展聯(lián)合創(chuàng)新,逐步提出典型風(fēng)味品質(zhì)的定向調(diào)控技術(shù),逐步實現(xiàn)茶產(chǎn)品的電子設(shè)備智能化評價。

內(nèi)容詳見:《中國茶葉加工40年》,中國茶葉,2019,418):1-5,作者:江用文,袁海波,滑金杰。圖片來自網(wǎng)絡(luò)

2022年茶葉加工技術(shù)研究進展

茶產(chǎn)業(yè)是我國傳統(tǒng)特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),茶葉加工技術(shù)的發(fā)展可推動茶產(chǎn)品的高質(zhì)量生產(chǎn)和助力茶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。本期綜述了2022年傳統(tǒng)六大茶類及再加工茶茉莉花茶加工技術(shù)的最新研究進展,以及當(dāng)前我國茶葉加工技術(shù)發(fā)展所面臨的瓶頸與挑戰(zhàn),并結(jié)合時代和科技發(fā)展趨勢預(yù)測茶葉加工技術(shù)未來發(fā)展方向,以期為后續(xù)茶葉加工技術(shù)的研究提供借鑒。

綠茶加工技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新

1. 綠茶加工重要指標(biāo)實現(xiàn)無損檢測

茶葉水分含量是綠茶加工過程中重要的技術(shù)參數(shù)之一。2022年,不同學(xué)者通過機器視覺、近紅外光譜等技術(shù)構(gòu)建綠茶加工過程中水分含量的預(yù)測模型,實現(xiàn)綠茶水分指標(biāo)無損檢測。

2. 綠茶加工關(guān)鍵工藝不斷優(yōu)化殺青、干燥是綠茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。最新研究表明,蒸青綠茶的香氣成分含量顯著高于炒青綠茶。且在綠茶加工過程中,適度的裹條有助于青草屬性揮發(fā)性成分的散失和花果香屬性揮發(fā)性成分的增加。微波足火有利于綠茶中葉綠素的保留,其色澤屬性和綜合感官品質(zhì)均優(yōu)于其他足火方式。3. 夏秋綠茶品質(zhì)提升技術(shù)突破

研究表明,在攤放階段為鮮葉補充光源可以有效改善茶葉品質(zhì)。利用紅光輻照夏秋茶離體鮮葉能夠增加綠茶香氣物質(zhì)的種類和含量,使茶湯鮮爽味提升。另外,與傳統(tǒng)滾筒殺青相比,采用微波殺青對秋季加工的綠茶具有較好的保綠和降低苦味的效果。

紅茶加工技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新

1. 加工紅茶的種質(zhì)資源被不斷開發(fā)

種質(zhì)資源是茶葉風(fēng)味品質(zhì)形成的基礎(chǔ),近年來越來越多的茶樹資源被研究和開發(fā),如利用梅占單芽制成紅茶,利用金萱和金牡丹品種夏茶制成工夫紅茶,在湯色、滋味和香氣表現(xiàn)較好。

2. 紅茶加工關(guān)鍵技術(shù)研究不斷深入

紅茶香氣成分在不同萎凋方式下呈現(xiàn)的香型存在差異,研究發(fā)現(xiàn),日光萎凋時,芳樟醇和香葉醇呈現(xiàn)較高的花果香;熱風(fēng)萎凋時,3-甲硫基丙醛呈現(xiàn)強烈的烘烤香。發(fā)酵是形成紅茶湯色品質(zhì)特征的關(guān)鍵工序,較低的發(fā)酵溫度有利于保持紅茶湯色橙紅明亮,促進茶黃素和茶紅素的積累,而較高的溫度則有利于茶褐素的形成。干燥能有效塑造紅茶的感官特征,全烘有利于工夫紅茶各項感官指標(biāo)的協(xié)調(diào)。

白茶加工技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新

1. 白茶萎凋技術(shù)發(fā)展多樣化

最新研究表明變溫萎凋技術(shù)對不同季節(jié)白茶品質(zhì)有明顯影響,可以作為提高夏秋茶利用率的工藝手段。2022年,全自動流水線萎凋、玻璃陽光萎凋房等新的技術(shù)和儀器設(shè)備不斷涌現(xiàn),有利于白茶品質(zhì)穩(wěn)定。

2. 白茶干燥技術(shù)發(fā)展多樣化

傳統(tǒng)炭焙工藝雖然能提升白茶的花果香,但對茶葉加工人員的技術(shù)要求較高,而電焙能保證白茶產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)一,并在一定程度上節(jié)約人力資源。近年來,一些新型、智能化的干燥技術(shù)不斷被研發(fā),為構(gòu)建白茶干燥智能化系統(tǒng)提供了參數(shù)指導(dǎo)。

黑茶加工技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新

1. 黑茶加工工藝優(yōu)化與創(chuàng)新

黑茶的品質(zhì)與原料、加工過程等因素有重要關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),渥堆發(fā)酵后的汽蒸工序?qū)Σ糠蛛s異氣有去除作用,還能促進黑茶品質(zhì)轉(zhuǎn)化。研究證實,熱風(fēng)烘干、微波干燥等現(xiàn)代化設(shè)備干燥方式可以取代傳統(tǒng)黑茶工藝中的曬干和晾干方式。

2. 黑茶加工關(guān)鍵微生物的研究

渥堆過程中微生物對黑茶特征品質(zhì)形成影響較大,其通過微生物代謝、胞外酶活性等發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn),曲霉屬如黑曲霉、冠突曲霉等真菌是導(dǎo)致黑茶品質(zhì)發(fā)生變化的核心功能微生物。

烏龍茶加工技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新

鮮葉原料是影響烏龍茶品質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。研究表明,制烏龍茶的鮮葉以開面第二、第三葉位的單片葉為原料加工制成的清香型鐵觀音香氣清高持久,滋味鮮醇甘爽。萎凋?qū)τ跒觚埐杵焚|(zhì)的形成具有重要作用,日光和室內(nèi)萎凋葉的黃酮類化合物、黃嘌呤生物堿和幾種氨基酸含量較鮮葉顯著減少,有助于減輕萎凋葉的苦味或澀味。搖青工序不僅影響烏龍茶中α-亞麻酸、亞油酸等不飽和脂肪酸的含量,而且對香氣形成尤為關(guān)鍵。

黃茶加工技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新

1. 黃茶悶黃工藝不斷探索

已有研究表明,在殺青前對攤青葉進行厭氧處理有利于增加黃茶中γ-氨基丁酸的含量,促進黃茶品質(zhì)的提升。另外,鮮葉低溫處理和控制焙火時間也會對黃茶品質(zhì)產(chǎn)生影響。

2. 數(shù)字化黃茶悶黃設(shè)備研發(fā)

黃茶悶黃普遍采用傳統(tǒng)悶黃方式,有學(xué)者采用悶黃室內(nèi)置多層輸送帶結(jié)構(gòu)和溫濕度控制系統(tǒng),數(shù)字化控制茶葉悶黃的環(huán)境條件,避免翻堆對茶葉造成機械損傷,同時采用傳感器在線監(jiān)測結(jié)合視頻監(jiān)控、編程控制等自動控制系統(tǒng),實現(xiàn)黃茶悶黃工序的智能化及規(guī)?;?。

茉莉花茶加工技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新

1. 茉莉花茶加工技術(shù)理論研究不斷突破

有學(xué)者運用低場核磁共振技術(shù)分析了窨花前、通花前、起花前和烘干前的茶樣水分分布情況,為窨制過程中茉莉花茶溫度和水分含量的調(diào)控提供了理論依據(jù)。

2. 茉莉花茶加工技術(shù)不斷創(chuàng)新

有學(xué)者研究茉莉花茶特征香氣物質(zhì)與茶葉品質(zhì)的關(guān)系,得出了茉莉花茶的最佳香味工藝。通過降低堆高達(dá)到降低堆溫、延長窨制時間的目的,為茉莉花茶新工藝的探究提供了思路。

當(dāng)前茶葉加工技術(shù)發(fā)展的瓶頸與挑戰(zhàn)

1. 特色茶樹資源加工技術(shù)尚不成熟。

2. 茶葉加工設(shè)備研究進展較慢,新設(shè)備普及率不高。

3. 茶葉加工領(lǐng)域的綜合型人才較少。

3. 茶葉加工過程中存在的污染、衛(wèi)生和茶葉出口等其他問題。

茶葉加工未來發(fā)展方向

隨著科技的飛速發(fā)展和數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的構(gòu)建,未來茶葉加工技術(shù)將逐漸趨向于數(shù)字化、智能化和一體化,此外“綠色、環(huán)保、低碳”理念也應(yīng)融入茶葉加工技術(shù)中,以促進茶葉加工技術(shù)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。

來源:中國茶葉

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“十四五”專題9:茶葉加工“十三五”進展及“十四五”發(fā)展方向

“十三五”期間,我國茶葉加工在基礎(chǔ)理論研究、工藝技術(shù)創(chuàng)新、加工裝備和生產(chǎn)線研發(fā)等方面取得了較大突破,為“十四五”茶葉加工的高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

“十四五”期間,茶葉加工科技創(chuàng)新將面臨新的挑戰(zhàn)和需求,須以市場需求為引領(lǐng),瞄準(zhǔn)綠色化、智能化作業(yè)方向,突破重大基礎(chǔ)理論、前沿顛覆性技術(shù)和產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù),努力實現(xiàn)茶產(chǎn)品品質(zhì)升級及特色創(chuàng)制,不斷提升茶產(chǎn)品的科技含量和附加值,為茶葉加工業(yè)現(xiàn)代化和茶產(chǎn)業(yè)科技騰飛提供有力支撐。

一、“十三五”期間茶葉加工主要進展

1. 加工過程在制品品質(zhì)狀態(tài)進一步明確

(1) 在制品物理特性研究

過去5 年,茶葉物理特性的研究主要集中在色澤、熱特性、力學(xué)特性、電學(xué)特性及光譜特征等幾個方面。研究人員利用機器視覺追蹤茶葉加工過程的色澤變化,精準(zhǔn)感知葉片的色彩空間分布,初步實現(xiàn)了萎凋、發(fā)酵、干燥等工序進程的把控。茶葉熱特性方面,主要是利用離散仿真和流體仿真技術(shù),模擬茶葉殺青和干燥過程的熱運動和熱傳質(zhì)過程,實現(xiàn)對綠茶殺青和干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。茶葉的電學(xué)特性主要集中在紅茶加工領(lǐng)域,用來捕捉或響應(yīng)揉捻或發(fā)酵過程茶多酚氧化、聚合等反應(yīng)過程,實現(xiàn)茶多酚含量、揉捻和發(fā)酵適度的無損感知和判別。茶葉力學(xué)特性研究針對茶鮮葉或在制品力學(xué)特性變化規(guī)律,改進茶葉加工工藝并提出精準(zhǔn)化的工藝技術(shù)參數(shù)。茶葉的光譜特征是最近幾年備受追捧的研究熱點,其中高光譜和近紅外作為最主要的光譜技術(shù)手段與化學(xué)計量學(xué)和機器學(xué)習(xí)方法深度融合,已經(jīng)在茶葉成分(咖啡堿、兒茶素、茶黃素、茶氨酸) 檢測、產(chǎn)品(紅茶、綠茶、黑茶等) 分類、成品茶(祁紅、龍井、鐵觀音等) 分級、加工工序(發(fā)酵、揉捻、干燥) 適度判定、產(chǎn)地溯源和摻雜摻假(摻糖、異物) 檢測等方面取得實質(zhì)性突破。

(2) 在制品化學(xué)特性研究

近年來,學(xué)者們集中梳理了茶葉中主要化學(xué)成分對茶湯苦味(咖啡堿、非沒食子兒茶素等)、澀味(黃酮醇糖苷、茶多酚、沒食子兒茶素等)、鮮味(茶氨酸、琥珀酸、3-沒食子?;鼘幩岬? 的貢獻作用,解構(gòu)了綠茶(紫羅酮、苯乙醇等)、紅茶(美拉德反應(yīng)衍生的呋喃等氮雜環(huán)化合物)、烏龍茶(橙花叔醇等)、黑茶(甲氧基苯類物質(zhì)) 等的關(guān)鍵香氣物質(zhì),闡明了關(guān)鍵呈色物質(zhì)包括黃酮類、兒茶素聚合產(chǎn)物(茶黃素等)、葉綠素和胡蘿卜素類對干茶和茶湯色澤的影響。同時,借助代謝組學(xué)方法和高分辨質(zhì)譜技術(shù)(HRMS) 對茶葉加工過程品質(zhì)成分的動態(tài)變化、轉(zhuǎn)化途徑等進行更系統(tǒng)和全面的梳理,為加工工藝的精準(zhǔn)化把控提出了更加明確的理論依據(jù)。

2. 傳統(tǒng)加工工藝與現(xiàn)代技術(shù)的融合更為緊密

“十三五”期間,食品加工高新技術(shù)不斷被應(yīng)用于傳統(tǒng)茶葉加工技術(shù)的創(chuàng)新研究,新工藝、新技術(shù)涌現(xiàn),技術(shù)參數(shù)精準(zhǔn)化逐步深入,茶葉加工技術(shù)得到了多層次、多方位的快速發(fā)展,并不斷向數(shù)字化、定向化邁進。

(1) 綠茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間,在國家重點研發(fā)課題“綠茶標(biāo)準(zhǔn)化加工技術(shù)研究和裝備開發(fā)”的資助下,扁形、針形綠茶的加工工藝和裝備得到了進一步升級,研發(fā)出珠形、條形綠茶的成套標(biāo)準(zhǔn)化加工技術(shù),并在產(chǎn)業(yè)上示范應(yīng)用。就工序而言,殺青和干燥是“十三五”期間綠茶加工技術(shù)研究的重點,開發(fā)出滾筒-熱風(fēng)耦合殺青、三相組合式殺青等新技術(shù),通過多方式組合提升殺青作業(yè)功效和品質(zhì),研制出滾烘干燥新技術(shù),能夠提升產(chǎn)品滋味鮮爽度和香氣馥郁度,并針對清香、栗香等不同風(fēng)味特色分別提出適宜的干燥工藝參數(shù)。

(2) 紅茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間,在國家重點研發(fā)課題“工夫紅茶標(biāo)準(zhǔn)化加工關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)”等項目的資助下,富氧萎凋、補光萎凋、動態(tài)發(fā)酵等一系列工夫紅茶加工新技術(shù)開發(fā)成功,初步實現(xiàn)了高品質(zhì)工夫紅茶或特色工夫紅茶的定向化加工。通過技術(shù)的集成創(chuàng)新,研究提出不同類型(大葉種、中小葉種)、不同嫩度(一芽一葉至一芽二葉、一芽二葉至一芽三葉等) 原料的工夫紅茶標(biāo)準(zhǔn)化加工工藝技術(shù),并在產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

(3) 烏龍茶加工技術(shù)研究

烏龍茶設(shè)施做青技術(shù)進一步優(yōu)化,對做青環(huán)境的溫度、濕度、光照、光質(zhì)等參數(shù)實現(xiàn)了精準(zhǔn)調(diào)控,標(biāo)準(zhǔn)化工藝參數(shù)得到改善(如光波波長>520 nm,做青葉含水量65%~68%時較佳),擺脫天氣制約,提升生產(chǎn)效率的同時,品質(zhì)穩(wěn)定性也得到有效改善;烏龍茶機械水篩搖青技術(shù)、組合式造型(包揉) 技術(shù)等在產(chǎn)業(yè)上得到初步應(yīng)用,取得了較好成效。福建農(nóng)林大學(xué)孫威江主導(dǎo)制定的國家標(biāo)準(zhǔn)“ 烏龍茶第4 部分:水仙(GB/T 30357.4—2015) ”榮獲2018 年福建省標(biāo)準(zhǔn)貢獻獎一等獎。

(4) 黑茶加工技術(shù)研究

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)主持的“黑茶提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項目發(fā)明了黑茶誘導(dǎo)調(diào)控發(fā)花、散茶發(fā)花、磚面發(fā)花及品質(zhì)快速醇化等加工新技術(shù),大力提升了黑茶產(chǎn)業(yè)的加工技術(shù)水平,并在2017 年榮獲國家科技進步二等獎。

(5) 白茶加工技術(shù)研究

“十三五”期間,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所主持的“白茶提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”項目,揭示了白茶儲存陳化機理,發(fā)現(xiàn)了白茶貯存年份相關(guān)的特征性生化成分,研發(fā)了生物酶法提高白茶滋味品質(zhì)技術(shù)等新技術(shù),提升了白茶生產(chǎn)效率與品質(zhì)。

(6) 黃茶加工技術(shù)研究進展

悶黃是黃茶加工技術(shù)研究的重點。開發(fā)出新型通氧悶黃技術(shù),不僅可縮短悶黃時間,提高生產(chǎn)效率,而且有助于可溶性糖的積累,形成黃茶甜醇口感;明確了濕葉悶黃技術(shù)的適宜參數(shù)。

3. 茶葉加工機械裝備性能不斷提升

“十三五”期間,隨著制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展,傳統(tǒng)茶葉加工機械性能取得了較大發(fā)展, 單臺(套) 制茶機械參數(shù)調(diào)控更簡便、更準(zhǔn)確,新型節(jié)能技術(shù)在茶機上的應(yīng)用更加多元,連續(xù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化水平大幅度提高,配套生產(chǎn)線陸續(xù)在各茶類生產(chǎn)中出現(xiàn),有效解決了勞動力緊缺、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等問題。

“十三五”期間,加工新裝備不斷涌現(xiàn),參數(shù)調(diào)控更為精準(zhǔn)。由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)主持的“茶葉數(shù)字化品控關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備創(chuàng)制”課題,開發(fā)出茶鮮葉原料質(zhì)量分析儀、近紅外光譜無損檢測裝備等,可進行鮮葉質(zhì)量等級、茶葉色香味形品質(zhì)的綜合評判,推動了茶葉數(shù)字化品控和裝備的提升,于2018年獲得安徽省科技進步獎一等獎。此外,國內(nèi)外科研人員借助仿真模擬技術(shù)、多元技術(shù)融合等手段,創(chuàng)制出系列新設(shè)備,尤其提升了設(shè)備參數(shù)精準(zhǔn)度。新技術(shù)、新能源不斷應(yīng)用于茶葉加工裝備上,促使茶葉加工向綠色、節(jié)能、安全、清潔方向發(fā)展,風(fēng)味品質(zhì)和衛(wèi)生品質(zhì)均得到提升。連續(xù)化、標(biāo)準(zhǔn)化加工生產(chǎn)線正向初步數(shù)字化作業(yè)邁進,多個茶類的標(biāo)準(zhǔn)化加工生產(chǎn)線得到廣泛應(yīng)用。

4. 特色新產(chǎn)品層出不窮,滿足消費者多元化需求

“十三五”期間,食品、農(nóng)產(chǎn)品加工新技術(shù)與茶葉加工技術(shù)進一步融合,開發(fā)出多種特色茶產(chǎn)品,不斷滿足消費者多元化需求。如利用調(diào)節(jié)作業(yè)環(huán)境氧氣濃度、特定低溫等條件,制得含量達(dá)5.98%的高EGCG烏龍茶;通過特定原料、工藝技術(shù)和加工裝備的有機融合,定向開發(fā)出風(fēng)味品質(zhì)穩(wěn)定一致的嫩栗香綠茶、甜醇味紅茶;借助特定的栽培和加工技術(shù),創(chuàng)制出糯甜香紅茶、海苔香龍井茶,以及藍(lán)莓香毛峰茶等;以厚軸茶、龍芽楤木、木姜葉柯葉等植物嫩芽葉為原料,融合茶葉加工工藝制得具有降血壓等特定保健功能的茶產(chǎn)品。

二、“十四五”茶葉加工發(fā)展方向

隨著全球資源短缺問題的加劇,以及人們對自身健康的日益關(guān)注,茶葉加工在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、市場需求、技術(shù)發(fā)展等方面亦將發(fā)生較大轉(zhuǎn)變。茶產(chǎn)品的特色風(fēng)味和營養(yǎng)健康并重,數(shù)字化、智能化等高新技術(shù)的需求更為迫切。

1. 茶葉加工趨向定向化和精準(zhǔn)化

隨著科技的不斷進步以及人們消費理念由單純追求風(fēng)味向風(fēng)味與保健兼顧的轉(zhuǎn)變,未來茶葉產(chǎn)品的創(chuàng)制將向著多元化和個性化需求發(fā)展。茶葉加工科技將持續(xù)以消費需求為導(dǎo)向,逐步實現(xiàn)加工過程技術(shù)參數(shù)的精準(zhǔn)化作業(yè),對產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)和特定組分將趨向定向化調(diào)控。

“十四五”期間,圍繞茶葉加工的定向化和精準(zhǔn)化,將重點在以下幾方面開展深入研究。

(1) 通過分子感官技術(shù)、多組學(xué)分析、大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)等多種技術(shù)的融合創(chuàng)新,挖掘出茶葉特色風(fēng)味品質(zhì)關(guān)鍵組分,明晰其在加工過程中的動態(tài)衍變規(guī)律和形成機制。

(2) 通過傳統(tǒng)工藝技術(shù)創(chuàng)新以及食品加工高新技術(shù)的融合,系統(tǒng)研究茶葉感官風(fēng)味和品質(zhì)成分的調(diào)控技術(shù)。

(3) 借助現(xiàn)代傳感、CFD 仿真模擬、自動控制等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,開展加工裝備和技術(shù)參數(shù)精準(zhǔn)化研究,實現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程、質(zhì)量控制與精準(zhǔn)加工的高效協(xié)同。

(4) 通過原料、工藝、裝備的有機整合,創(chuàng)制特色風(fēng)味新產(chǎn)品。

2. 茶葉生產(chǎn)由制造向“智造”升級

隨著工業(yè)4.0 和5G時代的來臨,AI 技術(shù)將得到快速發(fā)展,并推動工業(yè)機器人制造技術(shù)的顯著提升,機器人替代人工成為未來必然趨勢;茶葉加工裝備的智能化程度亦將不斷提高,智慧工廠將逐步取代傳統(tǒng)加工工廠。

“十四五”期間將圍繞智能化、傳承制茶工藝數(shù)字化等產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)需求,重點開展以下研究。

(1) 通過茶學(xué)、食品、機械、自動化和信息科學(xué)等多學(xué)科交叉集成,創(chuàng)新研究在制品狀態(tài)數(shù)字化表征及智能感知技術(shù)、反饋控制技術(shù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時檢測的遠(yuǎn)程/終端專家決策。

(2) 通過對加工裝備機械材料特性與安全性、數(shù)字化設(shè)計、仿真優(yōu)化等新技術(shù)、新原理、新材料研究,研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能化核心裝備。

(3) 依托云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),將茶葉單機加工裝備進行集成,創(chuàng)制出智能化生產(chǎn)線,形成全程自動化作業(yè),實現(xiàn)真正意義上的“機器換人”,促進茶葉生產(chǎn)由制造向“智造”升級。

來源:中國茶葉

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