機采鮮葉機制優質綠茶工藝技術研究

縱榜正 范方媛 李春霖 楊普香 唐貴珍 羅 舟 田學鳳 龔淑英*

(1.浙江大學農業與生物技術學院茶葉研究所，杭州 310000；2.江西省蠶桑茶葉研究所，南昌 330203)

1 引言

綠茶作為健康飲品受到越來越多消費者的喜愛，尤其是名優綠茶，已成為我國綠茶產區的主導產品。名優綠茶生產季節性較強，對原料及工藝要求均較高，隨著我國茶產業的不斷發展，茶葉加工機械化程度不斷提高，名優茶加工生產正逐步實現機械化，但為了保證鮮葉質量，長期以來我國名優綠茶均依賴人工采摘。隨著我國經濟的迅速發展，采茶用工日益短缺，人工成本不斷攀升，機械化采摘已然成為名優綠茶產業可持續發展的必然選擇。目前，機械采摘的鮮葉具有鮮葉大小不均、老嫩不勻及長短不一的顯著特點，同時機械加工主要存在以下問題：一是機采原料不均勻，破碎葉、單片、老梗較多；再者可利用鮮葉量低，原料利用率低。總之，機采鮮葉原料加工難度大、成本高，如何通過采后機械化處理以形成名優綠茶品質，是解決名優綠茶機械化采制問題的重要途徑[1-8]。

本研究針對機采鮮葉開展工藝改進，主要針對分級技術進行工藝優化研究，通過研究不同階段分級效果、優化各工序的技術參數、比較獲得產品的感官評價和品質成分、對比不同工藝流程的原料利用率及產品經濟效益，篩選優化出機采茶鮮葉加工為優質綠茶較優的工藝流程和技術參數，以期為我國名優綠茶產業的機械化提升提供技術支撐。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

龍井43[Camelliasinensiscv. Longjing 43]機采鮮葉126.1kg(2017年4月采于江西省蠶桑茶葉研究所茶園)。

2.2 儀器設備

2.2.1茶葉加工設備 實驗所用茶葉加工機械設備主要有SV100-120雙人弧形采茶機(浙江川崎茶業機械有限公司)，6CFJ-70鮮葉分級機、6CHP-5名茶烘焙機(衢州市綠峰茶機有限公司)，LCWD-5攤涼機、萎凋槽(福建佳友茶葉機械智能科技股份有限公司)，6CSF-80超高溫熱風茶葉滾筒殺青機、6CCGQ-50雙鍋曲毫炒干機、RFL-25金屬熱風爐、6CCP-110茶葉炒干機、6CR-55茶葉揉捻機、6CTH-6.0茶葉提香機(浙江上洋機械有限公司)等。

2.2.2其他儀器設備 島津LC-20A型高效液相色譜儀、MA35電子水分測定儀(賽多利斯)、VC303B手持非接觸紅外線測溫儀、臺式循環水真空泵抽濾裝置SHZ-D(III)等儀器設備。

2.3 試驗方法

2.3.1鮮葉機械組成的測定 隨機均勻抽取機采茶鮮葉50 g，人工分揀將其分為單芽、1芽1葉、1芽2葉、1芽3葉、1芽4葉、單片、破碎芽葉及老梗雜物等，并對各類鮮葉分別稱重，計算其所占比例，重復3次。

2.3.2工藝流程及技術參數 根據機采鮮葉的品質(機械組成)，采用攤放→殺青→揉捻→做形→干燥的基本工藝流程進行加工，并根據原料特點進行工序參數優化對比。

2.3.3產品感官品質評價 采用《茶葉感官審評方法》(GB/T 23776-2018)[9]方法進行感官審評描述及評分，各因子所占總分比例分別為：外形(20%)、湯色(10%)、香氣(30%)、滋味(30%)、葉底(10%)。

2.3.4產品品質成分測定

(1)茶湯制備方法。浸提法：茶樣研磨后過0.45 mm篩，取0.15 g研磨后茶樣置于25 mL 50%乙醇中，70 ℃水浴30 min，每10 min搖動一次，4 ℃、12 000 rpm離心10 min，取上清液作為待測樣品；沖泡法：稱取3 g茶樣，使用標準審評杯碗加入150 mL沸水沖泡4 min，取茶湯作為待測樣品。

(2)水浸出物含量使用國標法[10]和沖泡法兩種方法進行測定。

(3)分別使用浸提法和沖泡法測定茶樣中的成分。茶多酚總量采用酒石酸亞鐵比色法[11]測定；游離氨基酸總量采用茚三酮比色法[12]測定。

兒茶素及生物堿組分含量測定采用HPLC-UV檢測法。色譜條件：Agilent TC-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流動相A：乙腈∶乙酸∶水(V∶V∶V=6∶1∶193)，流動相B：乙腈∶乙酸∶水(V∶V∶V=60∶1∶139)。采用梯度洗脫，流動相B的濃度變化如下：0～40 min：由20%上升至75%，40～45 min：由75%下降至20%，45～50 min：保持20%。流速1 mL/min，時長45 min，檢測波長280 nm，柱溫25 ℃，進樣量10 μL。

氨基酸組分含量測定采用鄰苯二甲醛柱前衍生及HPLC-FLD檢測法。衍生方法：0.4 M硼酸緩沖液(pH 10.2)500 μL、10 mg/mL OPA溶液50 μL、去離子水450 μL、樣品溶液5 μL混合均勻。色譜條件： Zorbax Eclipse-AAA色譜柱(4.6 mm×75 mm，3.5 μm)；流動相A：40 mM的Na2HPO4溶液(用磷酸調至pH 7.8)，流動相B：乙腈∶甲醇∶水(V∶V∶V=45∶45∶10)。采用梯度洗脫，流動相B的濃度變化如下：0～1.9 min：保持5%，1.9～18.1 min：由5%上升至57%，18.1～18.6 min：由57%上升至100%，18.6～22.3min：保持100%，22.3～23.2 min由100%下降至5%，23.2～30.0 min：保持5%。流速1.5 mL/min，時長30 min，發射波長340 nm，接收波長450 nm，柱溫40 ℃，進樣量10 μL。

2.3.5原料利用率及產品經濟效益計算 根據各流程原料干物質的量和產品干物質量計算不同分級方式原料利用率。邀請3～5位常年進行毛茶收購或對市場有較豐富經驗的收購商根據茶葉市場的收購價格分別對制得產品進行估價。根據估價計算不同工藝流程產品的經濟效益。

2.4 數據處理

實驗所得數據使用Microsoft Office Excel 2010軟件進行處理及制表、使用SPSS 20.0統計分析軟件進行顯著性分析，使用Duncan法進行多重比較。

3 結果與分析

3.1 鮮葉機械組成

機采鮮葉機械組成如表1所示，其中一芽一葉、一芽二葉、一芽三葉共占比45.12%，一芽四葉及以上占比8.06%，破碎芽葉及老梗雜物所占比例高達31.87%，單片所占比例為14.95%，表明機采鮮葉老嫩均勻度及勻凈度均表現較差，采用相同的工藝進行同時加工必然導致成品茶葉品質出現不一致。因此，對機采原料分級處理能夠解決原料大小不均、老嫩不勻及長短不一等問題，提高原料利用率、提升產品質量。

3.2 工藝優化對比

研究表明，滾筒殺青由于鮮葉直接接觸高溫滾筒壁，其導熱方式為金屬導熱，導熱快，溫度及投葉量掌握不好容易發生殺青葉粘附在壁筒上形成焦葉，容易使殺青葉有煙味、焦味，原料不均勻的機采鮮葉使用滾筒殺青更容易出現殺不透、焦葉等現象[13]。熱風殺青利用高溫干燥熱風及鮮葉蒸發形成的水蒸氣進行葉片殺青，避免了鮮葉直接接觸筒壁被燙焦，迅速高效，易掌握，并且殺青勻、透，保持色澤翠綠，成茶的香氣和滋味良好[14]。王興奎[13]等和胡云玲[15]等的實驗均表明了熱風殺青優于滾筒殺青和蒸汽殺青。高士偉[16]等研究表明，殺青葉分級的分級效果優于鮮葉分級。因此，在本實驗的工藝流程設計中，采用高溫熱風的殺青方式，設置初成形后分級(流程1)和殺青葉分級(流程2)兩種分級方式進行對比，工藝流程及技術參數如圖1及表2所示。各工藝流程加工的毛茶含水率均在3.75%～4.05%，有利于茶葉儲存[17]。

初成型后分級流程中，分級后篩下產品占比71.7%，產品成型率高，經過烘干、提香工序得到毛茶1；篩上產品成型較差，緊度不夠，回潮后進行二次做形，經烘干及提香工序后得到毛茶2。殺青葉分級工藝流程中，分級后形成三口茶：其中一口主要為單芽、破碎芽葉、碎單片等，占比17.0%；二口主要為1芽1葉、1芽2葉和1芽3葉，占比34.4%；三口主要為1芽3葉、1芽4葉及以上以及老梗雜物等，占比48.6%；各級出口原料勻凈度較好，有利于機械加工。根據各分級出口殺青葉的不同特征，選取較優的工藝進行加工。

表1 機采鮮葉機械組成(%)

注：圖中各工序下所標注數值均為該工序后樣品含水率。圖1 機采機制工藝流程

表2 工藝工序技術參數表

3.3 不同分級方式茶葉產品感官品質

經不同分級方式加工形成的毛茶產品如圖2所示，各產品的專業感官審評結果如表3所示。茶葉感官審評過程按照《茶葉感官審評方法》(GB/T 23776-2018)中“6.3.1.2 集體評分”規定的評分形式進行，即三名評茶員組成審評小組，共同確定分數，最終分數差異具有顯著性；各產品品質間的差異根據《茶葉感官審評方法》(GB/T 23776-2018)中“6.2 合格判定”的規定進行判斷，將樣品與標準樣品逐項對比審評，評判結果按“七檔制”計分：0分表示與標準樣品相當；±1分代表稍好/稍差于標準樣品；±2分代表差異較大，好/差于標準樣品；±3分代表差異大，明顯好/差于標準樣品。總得分為各因子得分總和，任何單一審評因子中得-3者為明顯差于標準樣品，總得分≤-3者為明顯差于標準樣品。

以毛茶1為標準進行判斷，毛茶2外形差于毛茶1，香氣、滋味均稍好于毛茶1，湯色和葉底與毛茶1相當；毛茶3的各審評因子均差于或明顯差于毛茶1；毛茶4除湯色稍好于毛茶1、香氣與其相當外，其他審評因子均稍差于/差于毛茶1；毛茶5除了葉底與毛茶1相當外，湯色稍差于、外形和滋味差于、香氣明顯差于毛茶1；對各毛茶整體評價，毛茶4稍優于毛茶1，毛茶3、毛茶4和毛茶5均明顯差于毛茶1。

結果表明，初成形后分級的產品品質明顯優于殺青葉分級的產品品質，外形色澤綠翠、湯色綠亮、香氣高爽有栗香、滋味醇厚甘爽，達到了優質綠茶的品質要求。

表3 產品感官品質比較

圖2 產品外觀

3.4 不同分級方式產品滋味品質成分分析

分別使用浸提法和沖泡法對制得五種毛茶的品質成分進行測定，其中水浸出物、茶多酚、氨基酸、咖啡堿等品質成分含量見表4。結果顯示，不同加工工藝流程對茶葉經沖泡后浸出物質含量具有顯著影響。結合沖泡法得到各毛茶產品中沒食子酸、兒茶素組分、生物堿組分及氨基酸組分含量(表5)。水浸出物含量中，毛茶3和毛茶5高于20%，其余均低于20%；各關鍵滋味組分中，茶多酚、氨基酸、酚氨比均表現出較顯著差異，咖啡堿則因其較易浸出，呈現與原料嫩度較強的相關性[18]。

綠茶的品質成分中，對味覺貢獻最多的是茶多酚。由于茶多酚含量高，在水浸出物中所占比例大，因此茶多酚也是茶湯濃度和厚度的主要貢獻者，但它同時也是澀味形成的主要物質，濃度過高時，便會出現負面影響[19-22]。研究表明，酚氨比能夠較好的反應綠茶的滋味品質，在多酚類和氨基酸含量較高且比值低時，呈現醇厚鮮爽的滋味特征；當多酚類物質含量較低且酚氨比較低時，會呈現鮮爽但滋味偏淡薄的特征；當多酚類物質含量較高且酚氨比較高時，則會呈現出“濃、澀”的滋味特征[23]。毛茶3和毛茶5的茶多酚含量極顯著高于其他三個毛茶，毛茶3酚氨比最高，兩個產品均出現“濃、澀”等味覺感受，影響其茶湯滋味；毛茶2和毛茶4的酚氨比顯著低于其他產品，呈現出“醇厚，尚甘爽”和“醇較爽”的滋味特征，其中毛茶4的茶多酚含量顯著低于其他毛茶，滋味的厚度上便有所欠缺，出現滋味偏薄，厚度不夠的情況。

表4 產品品質成分比較

注：小寫和大寫字母分別代表各樣品間差異顯著和極顯著。

表5 產品中沒食子酸和兒茶素組分、生物堿和氨基酸組分含量(mg/g)

注：此處各組分含量均為沖泡法測得；小寫和大寫字母分別代表各樣品間差異顯著和極顯著。

使用沖泡法測得五個產品兒茶素總量在31.23～43.80 mg/g之間，研究表明，在兒茶素的組分中，含量最高的EGCG是茶湯苦澀味的主要貢獻成分[24]，毛茶4的EGCG含量和兒茶素總量均顯著低于其他四個產品，其茶湯苦澀味低。生物堿中，咖啡堿是茶湯苦澀味的主要呈現物質，其中，毛茶3的咖啡堿含量極顯著高于其他四個產品，其滋味在收斂性方面高于其他產品。氨基酸是形成茶湯鮮爽味的主要成分,氨基酸組分中含量最高的茶氨酸與綠茶滋味等級的相關系數達0.787～0.876,為強正相關,其還能緩解茶的苦澀味,增強甜味,對茶葉香氣的形成也有重要作用[25]，五個產品茶氨酸含量在10.46～16.10 mg/g之間，毛茶2和毛茶5的茶氨酸含量極顯著高于其他三個產品；γ-氨基丁酸是一種非蛋白組成的天然氨基酸，是哺乳動物中樞神經系統重要的抑制性神經遞質，具有重要的生理功能[26]，五個產品γ-氨基丁酸含量在0.65～1.24 mg/g之間，毛茶3的γ-氨基丁酸含量極顯著高于其他產品；除茶氨酸外，天門冬氨酸、谷氨酸、絲氨酸、天門冬酰胺、精氨酸等組分含量也相對較高，是茶葉中氨基酸的重要組成部分。

產品品質成分變化與感官品質相吻合，同時也說明了初成形后分級制得產品品質明顯優于殺青葉分級制得產品品質。

3.5 不同分級方式原料利用率及產品經濟效益

不同分級方式原料利用率及產品經濟效益估算見表6。流程1產品原料利用率為86.0%，略高于流程2的84.3%。流程1的主產品毛茶1得率為71.7%，是流程2主產品毛茶4的得率35.0%的2.05倍；流程1主產品毛茶1估價為123元/kg，比流程2主產品毛茶4的估價117元/kg高出5.1%。根據各流程的毛茶平均價格，初成形后分級產品的平均價格105.2元/kg比殺青葉分級產品平均價格84.8元/kg高出24.1%，初成形后分級產品的經濟效益明顯更優。

表6 經濟效益分析結果

注：此處估價為三次估價的平均值，均為批發價格。

4 結論與討論

根據以上實驗結果與分析，在工藝流程方面，初成形后分級(流程1)加工工藝流程較為簡單，節約人力物力，提高生產效率；在產品感官品質方面，初成形后分級的產品(毛茶1、毛茶2)品質較優于殺青葉分級(流程2)的產品(毛茶3、毛茶4、毛茶5)；在內質成分方面，初成形后分級的產品內含物質豐富，與感官品質吻合，符合優質綠茶內質成分的要求；在原料利用率，初成形后分級流程原料利用率略高，達到86.0%的原料利用率；在經濟效益上，初成形后分級產品經濟效益高出殺青葉分級產品經濟效益24.1%，具有明顯較優的經濟效益。結合工廠生產需求、產品品質及經濟效益綜合考慮，初成形后分級加工工藝流程較為簡單、經濟效益更好、更適合生產需求。

如何進一步提高機采機制綠茶的品質、簡化工藝流程、提高經濟效益、優化精制工藝，通過設計不同形狀機采機制綠茶實現對原料的綜合利用、提高機采機制的經濟效益是課題組下一步研究的方向。