新技術(shù)在茶葉加工中的應(yīng)用

周文杰

（湖北孟宗生態(tài)茶葉有限公司，湖北 孝感 432900）

中國是世界上最大的茶葉生產(chǎn)國，近5年來，茶葉產(chǎn)量穩(wěn)定增長，紅茶、白茶、黃茶產(chǎn)量激增，2020年茶葉總產(chǎn)量已經(jīng)接近300 萬噸。以機械生產(chǎn)和人工監(jiān)測為主的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足龐大的生產(chǎn)需求，容易導(dǎo)致資源浪費。在茶葉加工中，要利用自動化生產(chǎn)線將制茶工序連接起來，進(jìn)行數(shù)字化控制，不斷融入單片機、傳感器、PLC 控制等高新技術(shù)，滿足現(xiàn)代茶葉加工連續(xù)化、清潔化、自動化和標(biāo)準(zhǔn)化的需求[1]。茶葉加工高新技術(shù)中，計算機技術(shù)是未來制茶工藝智能化的核心，同時高分子材料、納米技術(shù)、微波技術(shù)、生物技術(shù)、化學(xué)技術(shù)都在提升茶葉品質(zhì)和制茶效率方面有著廣泛應(yīng)用。

一、茶葉加工各環(huán)節(jié)的高新技術(shù)

1、攤放技術(shù)

攤放技術(shù)能夠減輕茶產(chǎn)品的苦澀味，產(chǎn)生鮮爽味，在攤放到含水率70%左右時品質(zhì)較上佳，目前已成為茶葉加工的必要工序，在綠茶和黃茶生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。綠茶攤青與紅茶萎凋類似，都是為了讓茶產(chǎn)品失水變?nèi)彳?，失水中茶葉清香逐漸顯現(xiàn)。傳統(tǒng)人工攤放勞動強度大，效率低，占用空間大，品控能力差，近年來攤放工藝應(yīng)用了各種高科技機械加工設(shè)備，如自動化攤放貯青機等。

2、萎凋技術(shù)

萎凋技術(shù)廣泛應(yīng)用在白茶、紅茶、烏龍茶加工的首道工序中，傳統(tǒng)室外、室內(nèi)和萎凋槽技術(shù)耗費人工多，品控性差，因此研發(fā)了自動化調(diào)節(jié)光照、溫度、濕度萎凋等新設(shè)備，采用生產(chǎn)線自動化作業(yè)，既實現(xiàn)了萎凋作業(yè)的環(huán)境參數(shù)可控性，也實現(xiàn)了自動化連續(xù)作業(yè)。此外，試驗結(jié)果顯示，采用紫外光、紅外光萎凋處理的品質(zhì)要優(yōu)于萎凋。采用冰凍萎凋技術(shù)會顯著增加葉細(xì)胞損傷率，從而縮短發(fā)酵時間，提高茶葉品質(zhì)，茶黃素和茶紅素增加量較為明顯。

3、殺青技術(shù)

傳統(tǒng)鍋式和滾筒殺青的熱效率和均勻度差，溫度可控性低，蒸汽、電磁等新型熱源能夠有效解決該問題。電磁內(nèi)熱殺青熱能利用率可達(dá)60%，溫度變化控制在±3℃之內(nèi)；蒸汽殺青穿透力強，熱風(fēng)殺青香高味醇、翠綠鮮活，二者結(jié)合能夠短時間內(nèi)制成柔軟嫩綠、色澤鮮活、濃香醇厚的茶產(chǎn)品。微波和蒸汽殺青制茶工藝缺陷在于香氣不高，采用遠(yuǎn)紅外技術(shù)可以有效彌補此缺陷，確保茶葉內(nèi)外均勻受熱，提高香氣，最大限度保持茶葉內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)。

4、做形（揉捻）技術(shù)

做形（揉捻）技術(shù)可有效解決傳統(tǒng)人工勞動強大的問題，不斷改進(jìn)加工設(shè)備，采用PLC 控制的自動化茶葉揉捻機組，實現(xiàn)自動上料和加壓處理，作業(yè)效率大大提高。同時采用機械化做形方法，建設(shè)連續(xù)化制茶生產(chǎn)線，實現(xiàn)殺青、理條、做形、初烘一體化[2]。為了提升作業(yè)連續(xù)化水平，可以采用滾動導(dǎo)軌、高速氣缸驅(qū)動和連續(xù)化理條等技術(shù)，使用傳送帶等設(shè)備，組成連續(xù)化造型生產(chǎn)線。

5、發(fā)酵（渥堆）技術(shù)

使用渥堆翻堆機代替人工翻拌，實現(xiàn)翻堆、鏟料、輸送、解塊一體化，自動控制系統(tǒng)可實現(xiàn)溫度、濕度、pH 值等參數(shù)的精準(zhǔn)控制，提高品控能力。為了對發(fā)酵狀態(tài)進(jìn)行濕度判斷，紅茶發(fā)酵中可以利用電荷耦合和色澤檢測技術(shù)實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測。利用滾筒連續(xù)發(fā)酵機、增氧控濕發(fā)酵機、發(fā)酵塔等新型設(shè)備可以提高發(fā)酵的穩(wěn)定性。

6、做青和干燥技術(shù)

做青技術(shù)是影響茶品質(zhì)的最關(guān)鍵工序，為了對茶樹品種和鮮葉嫩度等各個參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測，可采用智能調(diào)控系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)制茶工藝對天氣的依賴，集振動搖青、做青環(huán)境調(diào)控為一體。對做青工藝進(jìn)行創(chuàng)新，將做青工序融入攤放環(huán)節(jié)，實現(xiàn)一體化作業(yè)。研究表明，不僅可以提升綠茶的營養(yǎng)物質(zhì)含量，而且花香品質(zhì)明顯[3]。干燥技術(shù)對茶產(chǎn)品的色香味都有重要影響，可采用微波、遠(yuǎn)紅外、低溫真空、電磁、紅外耦合等干燥技術(shù)。

二、茶產(chǎn)品加工中新技術(shù)的應(yīng)用

1、殺菌技術(shù)

微波殺菌。利用微波穿透力強、加熱快的優(yōu)勢，調(diào)整波長和頻率進(jìn)行殺菌處理，能夠讓微生物和細(xì)菌失去水分死亡，提高茶葉產(chǎn)品的質(zhì)量。

超高壓殺菌技術(shù)。在密封容器中對茶產(chǎn)品進(jìn)行加壓處理，實現(xiàn)殺菌目的。試驗顯示，室溫下400 MPa 靜水高壓不能殺死綠茶茶湯中的芽孢，要綜合細(xì)菌種類、溫度、加壓時間和方法等創(chuàng)新加壓工藝，提升殺菌效率。

2、膜分離技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用高分子膜對溶質(zhì)和液體進(jìn)行分離。

超濾技術(shù)。此技術(shù)能夠提高茶飲澄清率，保留茶多酚和氨基酸等物質(zhì)，有利于提高茶葉香氣。在低溫狀態(tài)下，采用低密度分子膜可分離茶葉飲料中的固體物質(zhì)。不同茶葉產(chǎn)品要采用不同的膜材料保障提純質(zhì)量。

反滲透技術(shù)。此技術(shù)能夠提高茶汁的濃縮率，更好地保留茶葉原有的營養(yǎng)成分，在速溶茶和茶飲當(dāng)中廣泛應(yīng)用。

3、生物酶技術(shù)

生物酶技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，能夠解決茶汁的澄清問題，降低蛋白質(zhì)的水解速度，加快茶葉有效成分的擴散。典型代表有纖維素酶和半纖維素酶，能夠快速破壞細(xì)胞壁，促進(jìn)茶多酚擴散，提升芳香氣味，保留茶葉的有效成分。

4、增設(shè)其他環(huán)節(jié)

茶產(chǎn)品加工中還要根據(jù)加工需要增設(shè)其他環(huán)節(jié)，如提香、復(fù)烘、造型等技術(shù)，通過加入天然香料，打造花香、果香、奶香等茶產(chǎn)品。在速溶茶粉中，可以通過粉碎、提取、凈化、濃縮和干燥等環(huán)節(jié)提升品質(zhì)[4]。

三、茶產(chǎn)品加工發(fā)展方向

1、以高新技術(shù)集成推動茶葉加工一體化

工廠化、機械化、規(guī)模化是茶葉加工的發(fā)展方向，標(biāo)準(zhǔn)化、定向化、自動化、低碳化、智能化是無人車間作業(yè)的重要趨勢。采用流水線作業(yè)方式，集成茶葉加工各個工序的各種高新技術(shù)，以科技含量提升茶葉品質(zhì)和生產(chǎn)效率。未來將以無人工廠模式代替現(xiàn)有人工監(jiān)測模式，不斷增強品控能力，打破無人化生產(chǎn)的智能監(jiān)測瓶頸，實現(xiàn)智能制造。

現(xiàn)階段，已經(jīng)實現(xiàn)以數(shù)字技術(shù)提高茶葉生產(chǎn)加工的智能化監(jiān)測水平，統(tǒng)一茶葉品質(zhì)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在綠茶加工的攤青、殺青、揉捻、烘干環(huán)節(jié)，以及紅茶加工的萎凋、揉捻、發(fā)酵、烘干環(huán)節(jié)，全過程進(jìn)行質(zhì)量控制。避免了綠茶殺青環(huán)節(jié)因殺青不足產(chǎn)生青草氣味，或殺青過度產(chǎn)生焦糖味；避免了紅茶發(fā)酵不足出現(xiàn)澀味，或發(fā)酵過頭出現(xiàn)酸味。

技術(shù)集成的生產(chǎn)線可以實現(xiàn)生產(chǎn)流程數(shù)據(jù)可視，產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)過程可追溯，三位一體殺青，將傳統(tǒng)茶葉加工工序和現(xiàn)代技術(shù)高度協(xié)同，以數(shù)據(jù)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，確保茶葉品質(zhì)恒定。

2、茶葉香氣在線監(jiān)測技術(shù)

加工中對香氣進(jìn)行在線監(jiān)測，優(yōu)選電子鼻傳感器陣列，采用STM32 微控制器控制，使用蓄電池進(jìn)行供電，對殺青、發(fā)酵全過程進(jìn)行采集。傳感器采用模塊化設(shè)計，方便更換和維護(hù)。進(jìn)氣速度分為10 檔調(diào)節(jié)，范圍在0.1～1.1 L/min 內(nèi)。

為滿足茶葉加工的復(fù)雜環(huán)境要求，還可以使用機器視覺、近紅外關(guān)璞等技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測，提高分析速度，但是對計算機算法有著較高要求。設(shè)備還可以對茶葉揮發(fā)性成分中的關(guān)鍵呈香成分進(jìn)行檢測，對茶葉風(fēng)味品質(zhì)的化學(xué)機理進(jìn)行深入探究，以提升其營養(yǎng)價值，更好地開發(fā)綠色茶產(chǎn)品。

四、結(jié)語

在未來的茶葉加工中，要不斷創(chuàng)新工藝技術(shù)，以標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)線集成各類高新技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，改善茶葉品質(zhì)、香氣、營養(yǎng)物質(zhì)含量、口味，開發(fā)健康綠色的茶產(chǎn)品。