烏龍茶烘焙技術(shù)研究進展

項應(yīng)萍, 徐邢燕, 劉國英, 魏子淳, 林冬純, 郝志龍

(1.福建農(nóng)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(nóng)業(yè)科學研究所，福建 武夷山 354300)

我國是世界上最大的產(chǎn)茶國，茶葉產(chǎn)量常年穩(wěn)居第一[1]。烏龍茶為半發(fā)酵茶，是我國獨有的特色茶類，主產(chǎn)于福建、廣東和臺灣等地。由于茶樹品種、制作工藝、產(chǎn)地環(huán)境等具有差異，不同產(chǎn)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(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的75%左右[3-5]。

烏龍茶因其獨特的品質(zhì)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(zhì)受熱后相互協(xié)調(diào)形成烏龍茶特殊的香氣[7]。烘焙是影響烏龍茶品質(zhì)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(nèi)含物質(zhì)通過熱作用可發(fā)生相關(guān)化學反應(yīng)，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(fā)展，烏龍茶烘焙出現(xiàn)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(tǒng)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(shù)要求高且效率低、耗炭量大，還會對環(huán)境造成污染。因此，當前亟需尋求效率更高的清潔節(jié)能烘焙技術(shù)。本文闡述了烏龍茶烘焙技術(shù)的理論依據(jù)及實際應(yīng)用效果，并探討了烘焙技術(shù)對烏龍茶品質(zhì)的影響，以期為新型茶葉烘焙技術(shù)的研發(fā)提供參考。

1 烏龍茶烘焙技術(shù)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(nèi)含物進行熱物理化學作用，產(chǎn)生大量吡嗪類、吡咯類和呋喃類等具有焙炒香的揮發(fā)物[11]。烘焙工藝因茶樹品種、采摘季節(jié)、發(fā)酵程度、區(qū)域來源、質(zhì)量等級及毛茶含水量等差異而有所不同，恰當?shù)暮姹汗に嚳墒共枞~更好地展現(xiàn)其特殊香氣[12-13]。

1.1 化學作用

1.1.1 異構(gòu)化作用 大多數(shù)低沸點青氣物質(zhì)如青葉醇經(jīng)高溫烘焙揮發(fā)，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(tài)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(gòu)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(zhì)、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(zhuǎn)化[13]。王登良等[16]發(fā)現(xiàn)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?shù)谋夯鹂墒共铚涛陡鼭獯?。適當?shù)牡蜏睾姹河欣谔堑哪z化而產(chǎn)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?shù)臏囟认?，果糖易發(fā)生焦糖化反應(yīng)，溫度過高則會產(chǎn)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(zhì)因受熱而加快氧化分解反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物能與氨基酸結(jié)合有利于提升香氣品質(zhì)，并改善茶湯色澤；茶黃素與茶紅素經(jīng)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(zhì)[12]。因此，烘焙過程中應(yīng)提供充足的氧氣，使茶葉香氣物質(zhì)充分轉(zhuǎn)化[8]。

1.1.4 后熟作用 成品茶未出現(xiàn)陳味前，茶葉所發(fā)生的緩慢發(fā)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(nèi)含物質(zhì)的變化密切相關(guān)。經(jīng)一定時間的后熟作用，茶葉香氣由火功香逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻固窍悖涛陡鼮榇己窕馗?。若陳茶采用炭焙焙茶，以每?次的頻率反復(fù)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(yīng) 美拉德反應(yīng)是羰基化合物(如還原糖、脂質(zhì)、醛類、酮類以及類固醇等)和氨基化合物(如蛋白質(zhì)、肽、胺、氨和氨基酸)之間的復(fù)雜化學反應(yīng)，最終生成具有抗氧化作用的還原酮、類黑精及揮發(fā)性雜環(huán)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(zhì)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(yīng)生成的香氣物質(zhì)不同[12,19]。含羰基的兒茶素、醇類、醛類氧化分解產(chǎn)物與氨基酸結(jié)合產(chǎn)生新的香氣物質(zhì)[11]。高溫烘焙后烏龍茶的香氣成分呈現(xiàn)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(jīng)高溫復(fù)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(zhì)[22]。

1.1.6 殺菌及降解作用 利用高溫使蛋白質(zhì)變性，使成茶所含的大腸桿菌達到衛(wèi)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(nóng)藥降解揮發(fā)，減少其農(nóng)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(fā) 與腐壞相關(guān)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(fā)霉變質(zhì)而不能飲用[6]。烘焙使茶葉水分受熱蒸發(fā)，含水量降低至3%～4%，可抑制霉變，延長茶葉保質(zhì)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(zhì)，在100 ℃下會失去結(jié)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?shù)暮姹汗に嚳烧宫F(xiàn)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?cè)~厚度和烘焙次數(shù)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(zhì)指數(shù)及苦澀味指數(shù)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(zhì)較佳，茶葉外形緊結(jié)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(zhuǎn)向黃綠帶褐，最終轉(zhuǎn)化為烏褐色(多酚類及色素類進一步氧化降解)，緊結(jié)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(zhuǎn)化。氨基酸氧化脫氨產(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)明顯劣變，湯色轉(zhuǎn)變?yōu)榘导t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(jù)烘焙程度差異可分為不同火功的產(chǎn)品，如武夷巖茶可按輕火、中火、足火和高火烘焙分為相應(yīng)產(chǎn)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(chǎn)生多種具有高香的萜烯類物質(zhì)[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(jié)的茶葉應(yīng)采用中低火(85～90 ℃)較長時間烘焙，而較松散的茶葉應(yīng)采用中高火(100 ℃)短時烘焙[32]。

2.3 攤?cè)~厚度

攤?cè)~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?cè)~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(yīng)采用長時厚攤，從而提高茶湯的醇厚度[19]。

2.4 烘焙次數(shù)

烘焙次數(shù)會影響茶葉烘焙程度和品質(zhì)風格，可分為初焙和復(fù)焙。初焙溫度一般在100～120 ℃左右，攤?cè)~厚度為2～3 cm，葉不沾手揉捻后進行2～5次復(fù)焙。復(fù)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(fā)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(shù)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(lián)合烘焙等。各烘焙技術(shù)對烏龍茶品質(zhì)的影響不同。

3.1 熱風烘焙

熱風烘焙技術(shù)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(fā)生質(zhì)熱交換，熱空氣釋放熱量并吸收茶葉蒸發(fā)的水分。該技術(shù)可同時烘焙較多茶葉，烘焙效率高且品質(zhì)穩(wěn)定，名優(yōu)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(fù)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(zhì)由于發(fā)生水解、氧化等反應(yīng)而損失較多[12]。熱風烘焙技術(shù)除了以電為能源，也使用煤、炭、液化氣等作為熱源，既對環(huán)境造成污染，外來煙源也會影響茶葉品質(zhì)[36]。由于該技術(shù)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(xiàn)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(nèi)外均勻受熱而提高成茶品質(zhì)。

3.2.1 木炭烘焙 傳統(tǒng)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(qū)有很強的吸收峰，能使茶葉內(nèi)外均勻受熱生成相關(guān)絡(luò)合物。木炭能吸附硫化物、酚類、甲醇等物質(zhì)，且其燃燒釋放的CO2與烏龍茶內(nèi)含物發(fā)生物理和化學反應(yīng)而提升茶湯口感、香氣[14]。炭火溫度在80 ℃左右，低溫長烘可產(chǎn)生多種高香的萜烯類物質(zhì)，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(chǎn)效率低，總體成本高；木炭燃燒產(chǎn)生的CO、硫化物等氣體會污染環(huán)境，且烘焙過程所需的無煙實木炭不易獲得[14]。因此，利用現(xiàn)代清潔化的烘焙技術(shù)替代木炭烘焙是目前烏龍茶烘焙技術(shù)的創(chuàng)新方向。

3.2.2 微波烘焙 微波烘焙是指將微波發(fā)生器產(chǎn)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(zhuǎn)，分子間瞬時摩擦產(chǎn)生的熱量使茶葉內(nèi)部和表面同時升溫，水分大量蒸發(fā)以降低含水量[35,37]。微波烘焙技術(shù)具有熱效率高、升溫快、受熱均勻、無升溫環(huán)境、可連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點，對提高烏龍茶耐藏性有明顯的作用[35]。權(quán)啟愛等[38]認為，微波加熱技術(shù)有利于提高茶葉品質(zhì)。石磊[20]認為，與傳統(tǒng)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(zhì)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(zhì)量明顯優(yōu)于傳統(tǒng)熱風烘焙的茶葉[35-36]；適當?shù)奈⒉ㄗ慊鹉芴岣卟铚牡蜏乜箿啙嵝訹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(nèi)能增加、溫度升高，達到水分散失的目的[35]?？筛鶕?jù)茶葉的性質(zhì)選擇容易吸收的波長以提高烘焙的質(zhì)量和效率[41]。遠紅外烘焙技術(shù)具有快速、均勻、熱能損失少、環(huán)保等優(yōu)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(fā)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(zhì)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)烘干機烘焙的茶葉，且熱效率高，生產(chǎn)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(tǒng)烘焙深[20,36]。

3.3 聯(lián)合烘焙

3.3.1 微波與熱風聯(lián)合技術(shù) 微波與熱風聯(lián)合技術(shù)結(jié)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(shù)有3種不同的烘焙方式：一是采用微波進行預(yù)熱，等茶葉水分達到蒸發(fā)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(jié)合水，使用微波可顯著提高干燥效率。目前該技術(shù)在茶葉領(lǐng)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(lián)合技術(shù) 微波與真空聯(lián)合技術(shù)是將茶葉置于密封干燥室內(nèi)，抽真空時并加熱，水分因內(nèi)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(shù)具有效率高、導熱快、受熱均勻等優(yōu)點，烘焙時不會產(chǎn)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(zhì)期[35]，可滿足消費者對茶葉產(chǎn)品安全性的要求[7]。

3.3.3 微波與遠紅外聯(lián)合技術(shù) 微波與遠紅外聯(lián)合技術(shù)結(jié)合兩者的優(yōu)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(zhì)，且超過傳統(tǒng)烘焙效果；相比于炭火烘焙，該技術(shù)烘焙的茶葉品質(zhì)更穩(wěn)定，還可防止燃料過度燃燒的煙焦氣影響茶葉品質(zhì)，不僅達到環(huán)保目的，還有利于大批量標準化生產(chǎn)[40]。靖翠翠等[42]研究表明，微波—遠紅外聯(lián)合干燥保綠效果好，可能由于該技術(shù)減少茶葉水解、氧化等反應(yīng)的進行，更好地保留了茶葉的內(nèi)質(zhì)成分。

4 小結(jié)與展望

烘焙技術(shù)綜合影響烏龍茶香氣、色澤、滋味等品質(zhì)。傳統(tǒng)木炭烘焙的茶葉雖然品質(zhì)優(yōu)于其他烘焙方法，但選擇的溫度和時長受人為因素以及環(huán)境因素影響較大，存在木炭獲取難、不可持續(xù)性、勞動強度大、安全隱患大、粉塵污染及生態(tài)環(huán)境破壞等問題。應(yīng)用較廣泛的熱風烘焙技術(shù)較成熟，但也存在環(huán)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(zhì)方面優(yōu)勢突出，但香氣提升上不及木炭和遠紅外烘焙技術(shù)。遠紅外烘焙技術(shù)使茶葉接近傳統(tǒng)炭焙的火功香或濃郁花香，同時具備熱效率高和節(jié)能的優(yōu)勢，但滋味鮮醇度不如微波烘焙，聯(lián)合兩種技術(shù)更有利于結(jié)合兩者的優(yōu)點，但存在設(shè)備造價較高的問題。聯(lián)合干燥技術(shù)仍處于起步階段，有關(guān)干燥機理的領(lǐng)域和利用新型清潔能源作為熱源的烘焙設(shè)備研究較少。利用熱效率高且造價較低的清潔能源生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)成茶的綠色烘焙技術(shù)是未來茶葉烘焙發(fā)展的方向。