烏龍茶烘焙技術研究進展

項應萍, 徐邢燕, 劉國英, 魏子淳, 林冬純, 郝志龍

(1.福建農林大學園藝學院，福建 福州 350002; 2.茶學福建省高校重點實驗室，福建 福州 350002; 3.武夷山市農業科學研究所，福建 武夷山 354300)

我國是世界上最大的產茶國，茶葉產量常年穩居第一[1]。烏龍茶為半發酵茶，是我國獨有的特色茶類，主產于福建、廣東和臺灣等地。由于茶樹品種、制作工藝、產地環境等具有差異，不同產地烏龍茶各具特色[2]。2018年我國烏龍茶出口量漲幅達17.2%，出口額增長超過30%，為各茶類漲幅之首，其中福建烏龍茶產量占全國總產量的75%左右[3-5]。

烏龍茶因其獨特的品質和富含多種保健成分而成為當下推崇的健康時尚飲品[6]。兒茶素、氨基酸、糖類等物質受熱后相互協調形成烏龍茶特殊的香氣[7]。烘焙是影響烏龍茶品質最重要的工序，能使茶葉含水量降低至3%～4%，有利于長期儲存，而且茶葉內含物質通過熱作用可發生相關化學反應，提升花果香，使茶湯更橙黃透亮、滋味濃醇、耐沖泡[6,8]。隨著科技的發展，烏龍茶烘焙出現熱風烘焙、微波烘焙等新型方式，但烘焙效果均難以超越傳統木炭烘焙。木炭烘焙的成品茶氨基酸含量及水浸出物較高，滋味濃醇鮮爽，香氣持久，且耐藏性佳，備受消費者青睞[9-10]。但木炭烘焙技術要求高且效率低、耗炭量大，還會對環境造成污染。因此，當前亟需尋求效率更高的清潔節能烘焙技術。本文闡述了烏龍茶烘焙技術的理論依據及實際應用效果，并探討了烘焙技術對烏龍茶品質的影響，以期為新型茶葉烘焙技術的研發提供參考。

1 烏龍茶烘焙技術原理

烏龍茶以其馥郁持久的花果香、濃醇的滋味深受消費者喜愛，其香氣成分主要在初制過程中形成，烘焙則有利于進一步提升香氣，改善滋味。烘焙使茶葉內含物進行熱物理化學作用，產生大量吡嗪類、吡咯類和呋喃類等具有焙炒香的揮發物[11]。烘焙工藝因茶樹品種、采摘季節、發酵程度、區域來源、質量等級及毛茶含水量等差異而有所不同，恰當的烘焙工藝可使茶葉更好地展現其特殊香氣[12-13]。

1.1 化學作用

1.1.1 異構化作用 大多數低沸點青氣物質如青葉醇經高溫烘焙揮發，可去除初制茶苦味以及吸附的雜味。烘焙過程中，酯型兒茶素表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)含量因熱降解呈下降趨勢，并導致表沒食子兒茶素(epigallocatechin, EGC)的形成和游離態沒食子酸(gallic acid, G)的釋放，游離型兒茶素和反式青葉醇含量增加，EGC和沒食子兒茶素沒食子酸酯(gallocatechin gallate, GCG)含量可能由于EGC和EGCG的異構化作用而增加。因此，通過烘焙可使茶葉變得更加醇香[6,14-15]。

1.1.2 糖類脫水縮合作用 茶葉中的果膠質、糖類和氨基酸因焙火受熱而脫水聚合，向具有蜜糖香、焦糖香的糠醛和呋喃類香氣轉化[13]。王登良等[16]發現烘焙可減少嶺頭單樅烏龍茶的氨基酸總量及可溶性糖、水浸出物、多酚類含量。羅學平等[17]研究表明，不同焙火處理均會減少四川烏龍茶多酚類、氨基酸和兒茶素含量，導致其水浸出物含量降低，影響茶湯滋味，而適當的焙火可使茶湯滋味更濃醇。適當的低溫烘焙有利于糖的膠化而產生麥芽糖香氣[8]。水熱作用可促進淀粉水解，使得水溶性糖含量增加[13]。在適當的溫度下，果糖易發生焦糖化反應，溫度過高則會產生焦糊味而掩蓋烏龍茶特有的花果香。

1.1.3 氧化作用 茶葉中的兒茶素、醛類、醇類等物質因受熱而加快氧化分解反應，其反應產物能與氨基酸結合有利于提升香氣品質，并改善茶湯色澤；茶黃素與茶紅素經高溫氧化聚合后形成茶褐素，而積累過多茶褐素會使茶葉色澤枯暗而影響品質[12]。因此，烘焙過程中應提供充足的氧氣，使茶葉香氣物質充分轉化[8]。

1.1.4 后熟作用 成品茶未出現陳味前，茶葉所發生的緩慢發酵作用為后熟作用。后熟作用與儲藏條件、茶葉含水量及有效內含物質的變化密切相關。經一定時間的后熟作用，茶葉香氣由火功香逐漸轉變為焦糖香，滋味更為醇厚回甘。若陳茶采用炭焙焙茶，以每年1次的頻率反復烘焙，在炭火和后熟作用的共同促進下，茶湯湯色橙黃明亮、香氣更高、甘醇不澀、持久耐泡[8,18]。

1.1.5 美拉德反應 美拉德反應是羰基化合物(如還原糖、脂質、醛類、酮類以及類固醇等)和氨基化合物(如蛋白質、肽、胺、氨和氨基酸)之間的復雜化學反應，最終生成具有抗氧化作用的還原酮、類黑精及揮發性雜環化合物，是茶葉色澤和風味的主要來源[19]。茶鮮葉的氨基酸含量占干物質總量的1.5%～4.0%，其可溶性游離單糖有阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖、果糖、半乳糖、甘露糖等，雙糖有蔗糖等，不同種類的糖與氨基酸反應生成的香氣物質不同[12,19]。含羰基的兒茶素、醇類、醛類氧化分解產物與氨基酸結合產生新的香氣物質[11]。高溫烘焙后烏龍茶的香氣成分呈現減少趨勢[20]。苗愛清等[21]研究認為，烘焙可提高烏龍茶中橙花叔醇、芳樟醇及其氧化物、香葉醇、茉莉酮、反-2-己烯醛等含量。經高溫復焙，茶葉中芳樟醇及其氧化物、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、β-蒎烯、香葉醇等含量增加，而感官氣味為甜香、花香、濃郁木香的橙花叔醇、已醛、茉莉酮、反-2-己烯醛含量減少[11]。長時間的高溫烘焙還會使烏龍茶所含的氨基酸顯著減少，導致酚氨比顯著升高而影響茶葉的滋味品質[22]。

1.1.6 殺菌及降解作用 利用高溫使蛋白質變性，使成茶所含的大腸桿菌達到衛生要求，且茶葉中不利于貯存的真菌(如霉菌、蘑菇菌和酵母等)在高于160 ℃的溫度下一般能被殺滅。此外，高溫會使茶葉中的擬除蟲菊酯類不耐熱農藥降解揮發，減少其農藥殘留量，提高安全性[6,23-24]。

1.2 物理作用

1.2.1 水分蒸發 與腐壞相關的微生物活性隨茶葉含水量的增加而增強，當含水量超過10%，茶葉易發霉變質而不能飲用[6]。烘焙使茶葉水分受熱蒸發，含水量降低至3%～4%，可抑制霉變，延長茶葉保質期。

1.2.2 升華作用 咖啡堿(1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤)是茶葉的苦味物質，在100 ℃下會失去結晶水而開始升華，導致其含量降低，且120 ℃時升華程度顯著，從而改善茶湯苦味[22,25]。

2 烏龍茶烘焙工藝分析

適當的烘焙工藝可展現不同品種烏龍茶獨特的香韻。如熟果香、蜜糖香濃郁的臺式烏龍茶——東方美人茶初干需110 ℃左右快烘，后采用文火慢烘至足干后進行二次烘焙，可提升滋味的醇爽度并提高香氣[26]。影響烏龍茶烘焙的主要因素有烘焙溫度、烘焙時間、攤葉厚度和烘焙次數等[11]。

2.1 烘焙溫度

溫度是烏龍茶烘焙的主要影響因素。溫度每上升1 ℃，烏龍茶中兒茶素品質指數及苦澀味指數分別提高0.742 4和0.012 6[22]。鐘秋生等[27]研究表明，80 ℃低溫烘焙顆粒性烏龍茶感官品質較佳，茶葉外形緊結砂綠、花香濃且持久、湯色金黃、滋味甜醇；隨烘焙溫度的升高，干茶色澤從砂綠轉向黃綠帶褐，最終轉化為烏褐色(多酚類及色素類進一步氧化降解)，緊結度逐漸加強(水溶性糖及水溶性果膠在高溫下粘度增加)，葉底也從黃綠向烏褐轉化。氨基酸氧化脫氨產生醛類的溫度需達80 ℃以上[28]。烘焙溫度達100 ℃時，茶葉中有明顯吡嗪類物質形成，130 ℃時則會大量形成[28]。有研究表明，130 ℃中溫烘焙的條形烏龍茶香氣高、品質最佳[12,19]。茶湯的pH值隨著烘焙溫度的提高而降低，酸味逐漸明顯；當溫度達140 ℃時，兒茶素含量增加，紅色度、黃色度增加而明亮度下降，茶葉品質明顯劣變，湯色轉變為暗紅色，茶湯帶酸焦味[12,28]。臺式烏龍茶金萱和高山烏龍茶選擇70 ℃左右的低溫烘至足干以保持其翠綠的色澤和高銳的香氣[29,30]。據烘焙程度差異可分為不同火功的產品，如武夷巖茶可按輕火、中火、足火和高火烘焙分為相應產品；安溪鐵觀音按火功的不同可分為清香型、濃香型和韻香型[19]。輕火烘焙的烏龍茶一般帶有清香或淡花香；中火烘焙則帶有花香或花果香；足火烘焙后的烏龍茶具有明顯的果香或果糖香；而高火烘焙則具有明顯的焦糖香或火功香。

2.2 烘焙時間

低溫長焙有利于茶葉功能性氨基酸(茶氨酸、γ-氨基丁酸等)的富集，同時產生多種具有高香的萜烯類物質[22,31]。烘焙時間因茶葉的老嫩程度不同而不同，一般較粗老的茶葉需中火(85～90 ℃)烘焙，時長在4～10 h間做彈性選擇；幼嫩茶葉烘焙溫度較高，先中高火(90～100 ℃)烘焙4～6 h，再以80～85 ℃烘焙2～4 h；外形緊結的茶葉應采用中低火(85～90 ℃)較長時間烘焙，而較松散的茶葉應采用中高火(100 ℃)短時烘焙[32]。

2.3 攤葉厚度

攤葉厚度對茶葉氨基酸含量的影響僅次于烘焙溫度及烘焙時間。茶葉氨基酸含量隨攤葉厚度的增加而顯著降低，而總糖含量則隨厚度的增加呈極顯著上升。輕火烘焙茶葉宜采用短時薄攤，為保留更多氨基酸而提高茶湯鮮爽度；高火烘焙茶葉應采用長時厚攤，從而提高茶湯的醇厚度[19]。

2.4 烘焙次數

烘焙次數會影響茶葉烘焙程度和品質風格，可分為初焙和復焙。初焙溫度一般在100～120 ℃左右，攤葉厚度為2～3 cm，葉不沾手揉捻后進行2～5次復焙。復焙溫度先高后低，前期茶葉含水量較高，采用高溫烘焙以快速蒸發水分；后期隨茶葉水分的減少，采用低溫烘焙以提高茶葉可塑性[32-33]。周雪芳[34]研究表明，大紅袍烏龍茶隨著焙火次數的增加，茶葉中具花果香的化合物減少，具焙烤香的吡嗪類、吡咯、呋喃及其衍生物增加。

3 烏龍茶烘焙方式比較

因加熱源的差異可將烘焙方式分為熱風烘焙、輻射烘焙、聯合烘焙等。各烘焙技術對烏龍茶品質的影響不同。

3.1 熱風烘焙

熱風烘焙技術指利用風機送入熱空氣與茶葉接觸，熱空氣中飽和蒸氣壓與不飽和蒸氣壓之間的壓力差使茶葉發生質熱交換，熱空氣釋放熱量并吸收茶葉蒸發的水分。該技術可同時烘焙較多茶葉，烘焙效率高且品質穩定，名優茶多使用此干燥方式[35]。55 ℃低溫熱風烘焙可提高茶葉中芳樟醇及其氧化物(Ⅰ、Ⅱ)、香葉醇、水楊酸甲酯等含量；110 ℃高溫復焙會降低己醛、吲哚、橙花叔醇等含量，提高(順)-3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯、檸檬烯、α-萜品醇、芳樟醇及其氧化物(Ⅰ、Ⅱ)含量[12]。熱風烘焙過程中，茶葉的葉綠素和花果香物質由于發生水解、氧化等反應而損失較多[12]。熱風烘焙技術除了以電為能源，也使用煤、炭、液化氣等作為熱源，既對環境造成污染，外來煙源也會影響茶葉品質[36]。由于該技術熱穿透性不足，烏龍茶較難焙透，不易儲存；且受到溫度場、濕度場、蒸汽壓場三者的影響，茶葉存在階段性失水現象[35]。

3.2 輻射烘焙

輻射烘焙是指以輻射能(輻射、遠紅外線、微波等)的形式將熱量傳遞給茶葉，使茶葉內外均勻受熱而提高成茶品質。

3.2.1 木炭烘焙 傳統木炭烘焙的烏龍茶茶湯滋味醇厚回甘，香氣清高持久，耐泡且耐存儲。炭火傳熱特性為熱輻射，以紅外輻射為主，茶葉中的多種成分在3～10 μm的遠紅外區有很強的吸收峰，能使茶葉內外均勻受熱生成相關絡合物。木炭能吸附硫化物、酚類、甲醇等物質，且其燃燒釋放的CO2與烏龍茶內含物發生物理和化學反應而提升茶湯口感、香氣[14]。炭火溫度在80 ℃左右，低溫長烘可產生多種高香的萜烯類物質，使成品茶色澤油潤，外表起霜[31]。但木炭烘焙對操作人員要求較高，不易把握烘焙程度，時間、人力耗費較大，生產效率低，總體成本高；木炭燃燒產生的CO、硫化物等氣體會污染環境，且烘焙過程所需的無煙實木炭不易獲得[14]。因此，利用現代清潔化的烘焙技術替代木炭烘焙是目前烏龍茶烘焙技術的創新方向。

3.2.2 微波烘焙 微波烘焙是指將微波發生器產生的波長范圍為1 mm～1 m、頻率為3×102～3×105MHz的電磁波輻射到茶葉上，使茶葉中的極性分子隨微波的頻率同步高速旋轉，分子間瞬時摩擦產生的熱量使茶葉內部和表面同時升溫，水分大量蒸發以降低含水量[35,37]。微波烘焙技術具有熱效率高、升溫快、受熱均勻、無升溫環境、可連續生產等優點，對提高烏龍茶耐藏性有明顯的作用[35]。權啟愛等[38]認為，微波加熱技術有利于提高茶葉品質。石磊[20]認為，與傳統干燥相比，微波烘焙可提高毛茶中氨基酸、茶多酚含量。不同頻率的微波對中低檔烏龍茶有不同的改善作用，可解決夏暑茶品質差的問題，提高中低檔茶葉的銷售量和價格[7]。微波烘焙加熱均勻，可保持茶葉原有色澤、香氣成分及形狀，有效改善茶葉的粗老味和苦澀味，其質量明顯優于傳統熱風烘焙的茶葉[35-36]；適當的微波足火能提高茶湯的低溫抗渾濁性[39]。邵靜娜等[40]研究表明，短時間微波處理的茶湯滋味較鮮醇，長時間處理則滋味顯澀。微波時長對茶葉游離氨基酸、茶多酚、咖啡堿的影響差異不顯著，對水浸出物影響較大，且其含量變化呈先降低后升高的趨勢。

3.2.3 遠紅外烘焙 遠紅外烘焙是指受25～1 000 μm波長的遠紅外線電磁波輻射后，茶葉中的分子因能級躍遷而加劇共振，使茶葉的內能增加、溫度升高，達到水分散失的目的[35]。可根據茶葉的性質選擇容易吸收的波長以提高烘焙的質量和效率[41]。遠紅外烘焙技術具有快速、均勻、熱能損失少、環保等優點[35]，可提高毛茶的可溶性糖、水浸出物及可溶性蛋白含量，茶葉顯火功香或濃郁花香[12,41]。利用遠紅外線輻射茶葉5～10 min，同時送入熱風，雙重干燥烘焙效果好，香氣損失少，有利于茶香的保存與發揮[13,41]。茶葉中的游離氨基酸含量受遠紅外的影響呈先降低后升高的趨勢，120 ℃達最低，140 ℃升高，且遠紅外烘焙4、5 h與1、2 h達極顯著差異水平；與微波烘焙相比，遠紅外加熱對水浸出物影響不顯著，水浸出物含量隨遠紅外烘焙時間的延長呈逐漸降低的趨勢，且差異顯著。此外，微波烘焙的水浸出物含量高于遠紅外烘焙，這可能是遠紅外烘焙不及微波烘焙茶滋味鮮醇的原因[40]。利用遠紅外烘焙的茶葉感官品質明顯優于傳統烘干機烘焙的茶葉，且熱效率高，生產成本低[12]。利用紅外線烘焙烏龍茶，不僅使茶葉均勻受熱，而且防止茶葉迅速失水以避免香氣流失，但遠紅外烘焙的茶樣色澤比傳統烘焙深[20,36]。

3.3 聯合烘焙

3.3.1 微波與熱風聯合技術 微波與熱風聯合技術結合了微波升溫均勻、快、效率高和熱風能快速帶走水分的特點，可大大縮短烘焙時長。目前，該技術有3種不同的烘焙方式：一是采用微波進行預熱，等茶葉水分達到蒸發溫度時，用熱風進行干燥；二是采用熱風干燥，當其速率降低時馬上提高微波速度，水分可及時被熱風帶走；三是采用終端干燥，熱風干燥后期存在較難釋放的結合水，使用微波可顯著提高干燥效率。目前該技術在茶葉領域還處于初級階段，需進一步的實踐研究[35]。

3.3.2 微波與真空聯合技術 微波與真空聯合技術是將茶葉置于密封干燥室內，抽真空時并加熱，水分因內壓力差及濃度差而擴散，再在負壓的作用下達到干燥的目的。該技術具有效率高、導熱快、受熱均勻等優點，烘焙時不會產生二次污染；還具有很高的熱敏性，有殺菌、消毒的功效，大大延長茶葉保質期[35]，可滿足消費者對茶葉產品安全性的要求[7]。

3.3.3 微波與遠紅外聯合技術 微波與遠紅外聯合技術結合兩者的優點，烘焙的茶葉帶火功香或濃郁花香，滋味鮮醇，顯著提高茶葉的品質，且超過傳統烘焙效果；相比于炭火烘焙，該技術烘焙的茶葉品質更穩定，還可防止燃料過度燃燒的煙焦氣影響茶葉品質，不僅達到環保目的，還有利于大批量標準化生產[40]。靖翠翠等[42]研究表明，微波—遠紅外聯合干燥保綠效果好，可能由于該技術減少茶葉水解、氧化等反應的進行，更好地保留了茶葉的內質成分。

4 小結與展望

烘焙技術綜合影響烏龍茶香氣、色澤、滋味等品質。傳統木炭烘焙的茶葉雖然品質優于其他烘焙方法，但選擇的溫度和時長受人為因素以及環境因素影響較大，存在木炭獲取難、不可持續性、勞動強度大、安全隱患大、粉塵污染及生態環境破壞等問題。應用較廣泛的熱風烘焙技術較成熟，但也存在環境污染及難以焙透的缺點。微波烘焙的茶葉在保綠及改善夏暑茶品質方面優勢突出，但香氣提升上不及木炭和遠紅外烘焙技術。遠紅外烘焙技術使茶葉接近傳統炭焙的火功香或濃郁花香，同時具備熱效率高和節能的優勢，但滋味鮮醇度不如微波烘焙，聯合兩種技術更有利于結合兩者的優點，但存在設備造價較高的問題。聯合干燥技術仍處于起步階段，有關干燥機理的領域和利用新型清潔能源作為熱源的烘焙設備研究較少。利用熱效率高且造價較低的清潔能源生產優質成茶的綠色烘焙技術是未來茶葉烘焙發展的方向。