黃山毛峰茶的制作工藝參數(shù)研究

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為評估黃山毛峰茶鮮葉原料質(zhì)量，采用五分法取樣，以安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)DB34/T871-2008《黃山毛峰茶清潔化加工技術(shù)規(guī)程》為依據(jù)。通過茶葉品質(zhì)分級儀對同一批茶鮮葉原料進(jìn)行分級，得到特級、一級、二級、三級等4個等級的茶鮮葉原料，分級結(jié)果見表1。從表1茶鮮葉組成看，不同等級鮮葉原料的組成差異明顯，得到的分級結(jié)果能夠反映茶鮮葉原料嫩度的差異性。“分級付制”是茶葉加工的基本原則，加工工藝的選擇和參數(shù)的設(shè)置基于對原料等級的科學(xué)評價。黃山毛峰茶地方標(biāo)準(zhǔn)顯示，等級高的茶鮮葉原料，殺青時，投葉量較少；滾筒轉(zhuǎn)數(shù)較??；殺青時間較短；揉捻程度較輕或不揉捻；揉捻時間較短；烘干時，烘干機(jī)溫度控制也較低。綜上表明，生產(chǎn)實(shí)踐中，原料嫩度與加工中各工藝技術(shù)參數(shù)的控制存在顯著的相關(guān)性，根據(jù)加工經(jīng)驗(yàn)調(diào)整加工中各工藝技術(shù)參數(shù)與原料嫩度變化緊密相關(guān)。通過茶葉品質(zhì)分級儀評價原料質(zhì)量，劃分等級，在此基礎(chǔ)上確定相應(yīng)加工工藝參數(shù)是完全可行的，這也是建立自動化加工控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作。

不同等級黃山毛峰茶加工過程中在制品含水率測定結(jié)果如表2所示。黃山毛峰茶加工過程中含水率變化主要集中在貯青、殺青、揉捻（不加溫）、熱風(fēng)解塊和干燥工序。表2結(jié)果顯示，鮮葉平均含水率在77%左右，隨采摘時間和天氣變化略有消長。開采初期，鮮葉嫩度好，等級高，莖梗比例小，含水率平均為76%左右；采摘后期，鮮葉嫩梢萌發(fā)快，莖梗比例大，含水率平均在77%以上。由于黃山毛峰茶對攤放過程要求不高，貯青過程時間短，鮮葉水分散失少，平均控制在0.5%以下。殺青葉含水率大致在63%~66%之間，隨采摘嫩度下降逐漸增高，遵循了“嫩葉老殺、老葉嫩殺”的原則。殺青作業(yè)是綠茶加工的關(guān)鍵工序[5-9]，殺青不足則葉子有青草氣、水悶氣、易紅變。殺青過度則葉子變黃、焦邊甚至產(chǎn)生煙味，控制好殺青葉含水率對茶葉品質(zhì)影響巨大。隨采摘嫩度的降低，鮮葉莖葉相對粗大，經(jīng)揉捻、熱風(fēng)解塊后失水量增加。解塊葉含水率呈降低趨勢，含水率變幅為47.60%~53.34%。初烘葉含水率大致在30.71%~37.36%之間，含水率變化與初烘時間、烘干機(jī)溫度密切相關(guān)。茶葉機(jī)械化生產(chǎn)各工藝流程在制茶葉因存在受熱不均和加工時間不一致等問題，很難保證連續(xù)加工過程中各工序含水率的均勻一致。在制茶葉經(jīng)二烘得到干茶，其含水率控制在5%左右，以利于貯存。

殺青時間隨加工時日的延續(xù)，原料等級的降低，由2min延長至3min；理?xiàng)l時間在3.5min左右；揉捻時間隨采摘嫩度下降由14min增至22min；熱風(fēng)解塊時間在3~4min左右，隨在制原料嫩度降低、揉捻時間延長、加壓程度的增大而增加；初烘時間大致為17min，二烘時間在20min左右。烘干工序耗時的變化由在制原料含水率決定，通過調(diào)控烘干機(jī)組的溫度來控制干茶含水率。完成整個工藝流程總耗時為1.5~2h，幼嫩原料用于加工直條形特級黃山毛峰，鮮葉經(jīng)殺青—理?xiàng)l—初烘—二烘等工藝加工成干茶，總耗時為1.5h；后期成熟度稍高的原料經(jīng)殺青—揉捻—解塊—初烘—二烘等工藝加工成一至三級黃山毛峰，耗時平均在2h左右。為實(shí)現(xiàn)黃山毛峰茶連續(xù)化生產(chǎn)線關(guān)鍵工序在制品葉溫的實(shí)時監(jiān)測，本文采用高溫數(shù)據(jù)采集儀在線檢測在制品經(jīng)殺青、烘干過程中葉溫變化情況，不同等級的黃山毛峰茶經(jīng)殺青、烘干過程葉溫變化與最高值測定結(jié)果見圖3和表4。圖3和表4結(jié)果顯示，殺青時葉溫最高值隨鮮葉等級的降低，殺青時間的延長呈升高趨勢。殺青過程中，不同等級在制品葉溫最高值為62~73℃。初期原料嫩度高，投葉量小，殺青時間短，葉溫上升較慢；隨著原料日趨成熟，等級下降，將殺青機(jī)筒口封閉以增加筒內(nèi)熱量，使莖梗較大的原料殺勻殺透，利于葉溫較快地升高；初烘工藝中，不同等級的葉溫最高值變化不大，大致在83~86℃之間。隨著鮮葉等級下降，莖梗比例增大，含水率增加，在制品失水較慢，葉溫有波動性降低的趨勢。二烘過程中，葉溫變化幅度較小，最高溫度隨鮮葉等級降低而略有下降。將2次烘干相比較，二烘葉溫最高值總體上低于初烘葉溫10℃左右，這是因?yàn)槎婀ば虺档驮谥破匪滞?，還具有提香的作用。通常，提香過程選用文火緩慢烘干，以使茶香逐漸顯露。

為了獲得不同等級黃山毛峰茶加工合理的工藝參數(shù)，根據(jù)安徽省地方標(biāo)準(zhǔn)DB34/T871-2008《黃山毛峰茶清潔化加工技術(shù)規(guī)程》和加工過程各工藝在制品含水率、葉溫、加工耗時的實(shí)際檢測結(jié)果，對黃山毛峰茶連續(xù)化生產(chǎn)線各工序加工工藝參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整與優(yōu)化。在殺青機(jī)滾筒溫度（260℃）、總電流（180A）恒定的情況下，通過調(diào)整殺青機(jī)喂料機(jī)皮帶秤流量、殺青機(jī)滾筒電流輸出值和滾筒轉(zhuǎn)速等參數(shù)來控制殺青時間、在制品含水率和葉溫變化，不同等級茶鮮葉原料殺青過程技術(shù)參數(shù)調(diào)控結(jié)果見表5。表5結(jié)果表明，根據(jù)實(shí)際加工中在制品含水率、葉溫及加工耗時可以用于反饋加工技術(shù)參數(shù)的設(shè)置。殺青過程中，應(yīng)用高溫數(shù)據(jù)采集儀檢測的殺青葉溫與實(shí)際葉溫（70~80℃）雖然存在一定差異，但相差不大。這與殺青時間、原料嫩度緊密相關(guān)。烘干過程中，初烘、二烘溫控設(shè)定分別為85℃、75℃，與高溫數(shù)據(jù)采集儀得到的葉溫檢測結(jié)果大致相同。這表明高溫數(shù)據(jù)采集儀能夠有效地應(yīng)用于黃山毛峰茶連續(xù)化生產(chǎn)線葉溫的在線監(jiān)測。

對原料等級的快速準(zhǔn)確評價是選擇加工工藝、設(shè)置加工參數(shù)和實(shí)現(xiàn)“分級付制”的前提。當(dāng)前，國內(nèi)外對茶鮮葉質(zhì)量的評價仍依賴專業(yè)人員的感官審評，即通過專業(yè)人員的視覺、嗅覺、觸覺，結(jié)合專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)對茶鮮葉質(zhì)量進(jìn)行評定。近紅外茶鮮葉質(zhì)量評價設(shè)備[10]的研制為快速準(zhǔn)確確定原料等級及實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化加工提供了可能。目前，茶葉加工過程中加熱及測溫的方法[11-12]主要是通過紅外測溫單元來實(shí)現(xiàn)對滾筒筒壁溫度的適時測量，繼而通過控制滾筒內(nèi)的發(fā)熱量來調(diào)節(jié)茶葉的殺青程度。由于溫度的改變是逐次增加或遞減的，存在明顯的時滯特性，當(dāng)滾筒筒壁溫度達(dá)到要求且傳感器再次發(fā)出指令時，其滾筒內(nèi)溫度實(shí)際上仍然在遞增或遞減，從而導(dǎo)致實(shí)際工作溫度與理論工作溫度間存在很大誤差，致使?jié)L筒溫度無法精確控制，難以保證殺青質(zhì)量。如何實(shí)時測定加工過程中在制品的真實(shí)溫度一直是困擾茶葉加工技術(shù)研究的難題。高溫數(shù)據(jù)采集儀的應(yīng)用為實(shí)時在線檢測加工過程中在制品溫度的變化提供了新方法。

同樣，茶葉加工過程中由于缺乏有效的在制品水分快速檢測技術(shù)，茶葉自動化加工控制系統(tǒng)無法完成，制約了我國茶葉加工技術(shù)和裝備水平的快速提升。茶葉加工是一個熱物理化學(xué)過程，伴隨著加熱溫度的變化，在制茶葉的水分含量不斷減少，從含水率77%的鮮葉原料變成含水率5%的干茶，從最初的原料貯存、殺青、揉捻、做形，到最終的干燥提香和包裝貯藏，水分的實(shí)時在線檢測都是控制茶葉加工工藝參數(shù)的基礎(chǔ)，也是構(gòu)建茶葉自動化加工控制系統(tǒng)的核心技術(shù)。由于影響因素復(fù)雜，常規(guī)水分檢測方法難以實(shí)現(xiàn)在線快速測量和數(shù)據(jù)傳輸。目前對茶葉水分測試的方法除直接稱重法外，多依賴于進(jìn)口設(shè)備，測量原理包括電阻式、電容式、微波式、中子源法等。其中實(shí)驗(yàn)室測試儀器及便攜式測試儀器占較大比例，包括袖珍式水分快速測定儀、微波式水分測定儀等，在線測試儀器極少且價格昂貴，國內(nèi)至今還沒有一種應(yīng)用在茶葉加工過程自動控制的水分檢測設(shè)備和系統(tǒng)。

原料等級、在制品含水率、葉溫及加工時間的檢測是選擇加工工藝和設(shè)置加工參數(shù)的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上研制茶葉加工機(jī)械對在制品等級、含水率、葉溫、重量和傳送速度的在線監(jiān)測控制系統(tǒng)，預(yù)設(shè)了專家數(shù)據(jù)庫，才能建立以PLC快速反饋調(diào)控替代傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)判斷的茶葉自動化加工控制系統(tǒng)。（本文作者：任廣鑫、寧井銘、吳衛(wèi)國、王勝鵬、王曼、張正竹 單位：國家茶葉加工技術(shù)研發(fā)分中心）