近七年茶原料揉捻工藝研究進展及展望

盧素芳 李飛 王勝鵬

摘要：揉捻是綠茶加工的重要工序之一，是塑造綠茶外形品質的重要工藝。在概述茶原料揉捻工序前提下，主要介紹了不同揉捻工藝對綠茶品質的影響以及揉捻設備研制方面的研究進展，并在總結前人研究成果的前提下，對揉捻工藝的未來發展進行了展望。

關鍵詞：綠茶；揉捻；品質；展望

中圖分類號：TS272.5+1.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2018）12-0009-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.12.002

Abstract： Rolling process， which is an important process for green tea， is an important process to shape green tea appearance quality. Based on the overview of rolling process for fresh tea materials， it was mainly introduced the influence of different rolling processes on green tea quality and the rolling equipment development progress. Then， by summing up the previous studies results of rolling process， the development of rolling process in future was prospected.

Key words： green tea； rolling process； quality； expectation

綠茶是中國六大茶類之一，也是中國茶葉產量和消費量最大的茶類，在市場上占有非常重要的地位；由于具有香氣濃郁、滋味甘醇、湯色清透的特點，深受廣大消費者喜愛。綠茶在加工過程中，揉捻是其中非常重要的一道工序，是造就綠茶獨特外在品質的重要手段，也是奠定綠茶耐泡度的關鍵環節，其使得茶細胞組織達到一定程度的破損率，以滿足多次沖泡的要求。在揉捻時，揉捻的輕重、時間、方法均對綠茶品質有較大的影響。如果用力過大，茶汁會大量溢出，部分黃酮類化合物容易自動氧化形成黑褐色物質，于茶葉色澤不利；同時由于細胞破損率提高，湯色濃而欠亮。揉捻時間過長，多酚類物質在常溫下易發生氧化反應，使得湯色變黃；而揉捻不足，滋味和色澤都較淡寡，不能形成綠茶緊結條索外形，降低了外在品質。因此，加工時揉捻方式不同，對茶葉品質的影響也不同。揉捻后，茶葉中主要成分的含量都發生了較大的變化，如多酚類、兒茶素、葉綠素、水浸出物、氨基酸等；此外，為了更好地提高揉捻效率，還在揉捻設備方面進行了大量的改進，取得了一系列的重要研究成果，節約了勞力，降低了勞動強度，提高了生產效率。課題組在前人工作的基礎上，重點介紹了不同揉捻工藝對綠茶水浸出物內含成分含量和其品質的影響，以及對茶葉揉捻設備的改良與集成數字化控制系統方面的設計工作進展，最后對揉捻工藝的發展趨勢進行了展望。

1 揉捻對綠茶品質成分的影響

為探求不同揉捻工藝對名優綠茶品質的影響，徐奕鼎等[1]研究了殺青與揉捻組合工藝對綠茶品質的影響作用，通過大量試驗得出，經過揉捻的綠茶條索緊結勻齊，茶湯滋味濃厚，口感較好，感官品質要優于不經過揉捻的綠茶樣品；輕揉捻破壞了少許葉細胞，茶葉內含物質的溢出為后續干燥過程中熱化學反應的發生提供了基礎；此外，輕揉捻還適當降低了茶葉酚氨比，提高了茶葉的綜合品質。

賴兆祥等[2]比較了碾壓和揉捻2種加工方式對烘青綠茶主要內含成分品質的影響，結果表明，揉捻加工方式與碾壓加工方式相比，茶多酚、氨基酸、咖啡堿、可溶性糖及水浸出物含量更高，但是均沒有達到顯著性差異效果。但經感官審評結果顯示，碾壓方式得到的茶感官分數均高于揉捻方式的綠茶，主要區別在于2種加工方式得到的烘青綠茶外形上具有差異，碾壓加工方式在茶葉外形上優于傳統揉捻加工方式，內在品質與傳統的揉捻加工方式相當。

茶葉中的蛋白質和糖類等物質在加工過程中會發生美拉德反應，如產生丙烯酰胺（Acrylamide，AA）等潛在性危害物[3]，這是一種使人類可能致癌的有害物質[4]，因此，有必要加大對AA的監測力度。通過對綠茶加工過程中AA含量的變化情況進行有效監測，發現隨著揉捻時間的延長、揉捻程度的增加，成品綠茶的AA含量呈逐漸下降的變化趨勢。

為探明不同揉捻方式對綠茶兒茶素組分和茶多酚保留率的影響，崔宏春等[5]采用輕壓揉捻、重壓揉捻和傳統揉捻3種方式，分析測定綠茶中兒茶素單體和茶多酚總量，結果從總體上來看，除沒食子兒茶素沒食子酸酯（Gallocatechin gallate，GCG）、兒茶素沒食子酸酯（Catechin gallate，CG）外，表沒食子兒茶素沒食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）等其他兒茶素含量、茶多酚含量均表現為輕壓揉捻工藝的保留率較高，輕壓揉捻工藝有利于EGCG、表兒茶素沒食子酸酯（Epicatechin gallate，ECG）等兒茶素類物質和茶多酚類物質的保留。

為探析揉捻工藝對夏季綠茶苦澀味的影響，銀霞等[6]以夏季櫧葉齊鮮葉為試驗材料，分設揉捻壓力（輕揉和重揉）、揉捻時間（長揉和短揉）和揉捻溫度（熱揉和冷揉）等不同處理組合，結果表明，短時輕冷揉的茶湯苦澀味最輕，長時熱重揉苦澀味最重，不同揉捻處理對苦澀味影響的作用大小為：揉捻程度>揉捻時間>揉捻溫度；這主要是揉捻會造成茶葉內含成分浸出率不同，其中對茶多酚的浸出率影響最大，也是造成茶湯苦澀味重的主要原因之一。張哲等[7]為研究揉捻過程中茶葉含水率、柔軟性、彈塑性及孔隙率等物理特性的變化規律，將采摘的鮮葉經萎凋、殺青、回潮之后進行揉捻，分別采用103 ℃恒重法、質構儀法和儀器法對上述物理性質進行測定，分析它們的變化規律；結果表明，茶葉含水率與揉捻時間呈線性負相關，茶葉彈性與揉捻時間基本呈線性正相關；柔軟性和彈塑性都是呈先增加后減小的變化趨勢；茶葉孔隙率隨揉捻時間呈拋物線型的變化趨勢。

楊清平等[8]為提高夏秋綠茶品質，將傳統炒青綠茶工藝整體進行優化研究，對加工工藝進行適度改良，設計出一套更適合鄂北夏秋季綠茶生產的先進工藝；當采用“輕-重-輕”的揉捻方式后，細胞破損率達60%、成條率達85%時進入初干工序，最后對成品茶進行感官評審；結果表明，殺青葉在45 ℃時進行揉捻可有效改善夏秋綠茶品質，降低茶湯苦澀味，香氣由粗老氣變成栗香，外形更加緊結。

為驗證揉捻工藝對綠茶飲料品質的影響，比較其浸出特性以及品質穩定性，袁海波等[9]通過試驗研究表明，以邊烘邊揉處理的方式茶樣的浸出率較高，氨基酸總量、色差值和感官品質得分較高，穩定性較好；滅菌后邊烘邊揉、趁熱揉捻處理樣的EGCG、GCG等酯型兒茶素總量相對較低。經綜合比較，飲料用原料茶采用邊烘邊揉等熱揉工藝，更有利于品質的穩定。茶氨酸是茶葉的特征氨基酸，是綠茶的呈味物質，但是長時間的揉捻不利于茶氨酸的形成或保留[10]。

2 揉捻設備的研究

普通茶葉揉捻設備整體構造笨重，在實際操作時需要操作者付出大量的體力。為了降低勞動強度，可以利用步進電機替代普通揉捻機的人工手柄，實現自動化生產。為滿足更大的生產需求，對茶葉揉捻機的控制系統進行集成數字化設計已是大勢所趨。該設計僅對系統的局部零構件加以優化，就可保證使用起來更為輕便、省力[11-13]。

揉捻機在設計時，關鍵技術在于揉捻盤的設計上。付典林等[14]全面論述了外揉盤傾斜角的大小、內揉盤形狀和大小對茶葉成品質量的影響；同時對棱骨的形狀、曲度、大小、數量和排列形式進行了較為詳細的研究，可以為今后揉捻機的設計提供較好的思路；陳世輝[15]開展了茶葉揉捻機外揉盤凹傾角對揉捻特性的影響研究，以揉捻機的外揉盤凹傾角為研究對象，分析了茶葉揉捻機凹傾角對揉捻特性的效果，得到外揉盤最大應力隨凹傾角變化的數據，當凹傾角達到5°時，揉捻設備的揉捻特性較好，可為進一步提高茶葉揉捻作業水平提供有益借鑒。

茶葉物理特性和品質經常受到揉捻壓力的影響，徐海衛等[16]、任曉娜[17]開展了茶葉揉捻壓力的優化調節控制研究，他們通過對茶葉在揉捻桶中的受力情況進行科學分析，建立了揉捻過程中的受力模型，得出了最佳施壓模型和揉捻盤轉速之間的參數關系，以滿足茶葉揉捻加工工藝的自動化作業要求。

鐘應富等[18]研究了多功能茶葉自動揉捻機，并在此基礎上對盤式揉捻機進行自動化改造，開發了多功能投料系統，最后利用PLC可編程控制技術，研制出了一條連續化自動揉捻機組，實現了茶葉揉捻工序的連續自動化加工。楊旭東等[19]針對揉捻過程中揉捻設備自動化程度不高和誤差偏大等問題，設計改進了茶葉揉捻設備的上、下茶系統。通過軟件編程進行有效控制，實現生產過程的觸摸屏監控，可有效替代人工進行全自動上、下茶操作，實現了茶葉揉捻環節的自動化流水作業。周昊等[20]和洪勇為[21]對全自動茶葉揉捻機棱骨參數進行了研究，以全自動茶葉揉捻機棱骨不同參數模型為分析對象，模擬茶葉揉捻時底部茶葉的運動狀態，對不同參數棱骨進行了有限元動態分析仿真，在對棱骨進行科學分析的基礎上，可為進一步提高茶葉揉捻機設備的設計制造提供有益借鑒。

3 展望

茶樹鮮葉攤青和殺青后，一般進入揉捻工序。揉捻，是綠茶加工過程中非常重要的一道工序，是利用外力破壞葉細胞的完整性，使得細胞內的汁液流到茶葉外面，從而滿足多次飲用沖泡的需求。

從近七年間查找的文獻來分析，當前對揉捻工藝進行研究取得的成果中，主要集中在不同揉捻工藝對綠茶的口感、茶多酚、氨基酸、咖啡堿、可溶性糖及水浸出物含量的影響方面，為了有效的改善夏秋季綠茶的質量，對原料采取低溫輕揉方式為佳。

此外，在揉捻設備研制方面也進行了大量研究，取得了一些成果，提高了揉捻效率，降低了勞動強度，并在揉捻設備的壓力精準控制方面進行了一些有益的探索，為今后揉捻設備的智能化研制打下堅實的基礎。

上述研究工作都取得了非常有成效的成果，有力地促進了揉捻工藝研究的深入發展。但在信息技術快速發展的今天，現有的揉捻工藝還主要是以傳統揉捻機為主，除了會導致茶葉產品質量得不到有效控制外，還會產生一些負面效果，如會導致葉片的破碎率較高，浪費了大量原料，增加了生產成本。在今后的工作中，希望能夠更多的借助當前的新技術和新方法，將它們應用于現有茶葉原料的揉捻工藝研究之中，改造現有的揉捻設備，實現實時在線反饋原料揉捻的物理信息，并以此為依據，及時調控揉捻機的狀態參數，根據茶葉原料的不同，達到精準監測茶葉原料揉捻效果的目的，這可以起到有效改善茶葉品質的作用。

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