卷曲形綠茶機械化加工技術研究現狀與發展趨勢

桂安輝，葉 飛，高士偉*，龔自明*，王雪萍，湯 星

（1.湖北省農業科學院 果樹茶葉研究所，湖北省茶葉工程技術研究中心，湖北 武漢 430064；2.湖北省宜昌市夷陵區農業技術推廣中心，湖北 宜昌 443100）

綠茶是我國傳統生產的茶類，有炒青、烘青、蒸青和曬青等多個品目，以茶樹幼嫩芽葉為原料創制的名優綠茶產品數以千計[1]。近年來，我國綠茶產量穩步增長，至2017年綠茶產量約162.21萬t，同比增長7.49%，占我國茶葉總產量的62.05%[2]。從外形來分，我國綠茶主要有卷曲形、扁形、條形、針（芽）形和珠（球）形等五大類[3-4]。其中，為獲得卷曲緊細的外形，使用不同程度做形的卷曲形綠茶生產量大，尤其是采用循環滾炒等創新性工藝加工而成，具有條索卷曲、湯色黃亮、香氣高長、滋味濃醇等特點的一種大宗炒青綠茶，因其“色綠、香高、條緊、味濃”的品質特征和質優價廉的市場特點備受消費者喜愛[5]。本文對卷曲形綠茶機械化加工技術的研究現狀及存在問題進行梳理，對其發展趨勢進行分析預測，旨在為卷曲形綠茶機械化加工技術發展提供一定的參考。

1 研究現狀

傳統卷曲形綠茶是指加工過程中在制品受到回旋力的作用，芽葉成條卷成曲形的茶，或使用雙鍋曲毫炒干機做形，曲軸炒葉板沿鍋面往復擺動、來回翻炒，達到了揉捻成條（冷做形）與卷曲成螺（熱做形）互促融合[6]。這類茶的外形有的卷曲而顯毫，有的卷曲成螺[7]，其中以有“形美、色艷、香高、味醇”之美譽的江蘇洞庭（山）碧螺春最為著名[8]。現代卷曲形綠茶是使在制品在炒制過程中始終處于“高溫—低溫”的多次反復變溫條件下，在滾筒中反復受到導葉條推擠作用，達到不斷失水和卷曲成型而制作的綠茶。采用循環滾炒方法加工而成的茶葉具有干茶色澤光潤油亮、外形卷曲緊實、香高味醇的品質特征，實現了產品色澤與外形的協調統一[9]。表1為幾種代表性卷曲形綠茶主要加工工藝流程。

表1 代表性卷曲形綠茶基本加工工藝流程Table 1 Representative curly green tea general processing process

不同卷曲形綠茶加工工藝流程不盡相同，但主要體現在殺青、揉捻、做形和干燥四個工序[10-11]，尤其是做形工序，對卷曲形綠茶外形“卷曲緊細”的形成具有關鍵性作用。卷曲形綠茶的內在品質則與茶樹品種、茶葉產地、生產季節等因素的相關性更高[12]。卷曲形綠茶機械化加工需要機械設備配套與支撐，表2為一代表性卷曲形綠茶連續化生產線機械設備組成。該生產線是湖北金果茶業股份有限公司卷曲形綠茶連續化生產線，由湖北省農業科學院果樹茶葉研究所設計、長沙湘豐智能裝備股份有限公司和中國農業科學院茶葉研究所聯合研制。

表2 代表性卷曲形綠茶連續化生產線機械設備組成Table 2 Representative curly-shaped green tea continuous production line mechanical equipment composition

1.1 殺青技術

卷曲形綠茶機械化加工遵循傳統綠茶殺青方式，滾筒殺青、熱風殺青、電磁殺青、蒸汽熱風耦合殺青、電磁熱風耦合殺青等方式應用普遍[13-15]，目的是使在制品葉質柔軟、葉片暗綠、青氣消失、茶香顯露[16]。郭雅玲等[17]研究了微波殺青對大葉類卷曲形綠茶加工品質的影響，發現微波工藝可以提高綠茶“清湯綠葉”品質和滋味鮮爽度，茶葉的色澤、明亮度、綠度、鮮度也有顯著提升，但微波殺青的工作效率有待進一步提高。范起業等[18]研究了不同殺青溫度對香茶品質的影響，發現采用80型電磁滾筒殺青機殺青，在投葉量為130 kg/h時，滾筒三段式加熱溫度為290℃→280℃→265℃時，加工的香茶品質最佳。何訊民等[19]研究了不同殺青溫度和不同投葉量處理對松陽香茶品質的影響，得出采用80型滾筒殺青機殺青、投葉量為100 kg/h、鍋溫為250℃時，炒制的香茶品質最佳。說明采用不同的殺青方式，相應的工藝參數有所變化，主要表現在投葉量、溫度、時間等工藝參數的匹配統一。

1.2 揉捻技術

因卷曲形綠茶鮮葉采摘嫩度低或是機采鮮葉、處理量大的現實情況，中大型加工廠多采用55型、65型揉捻機，使在制品卷曲成條、有少量茶汁溢出、手略有粘手感為適度[20]。王偉偉等[21]在優化了“三杯香”加工工藝時，提出了2次揉捻等精細化加工工藝，加工而成的茶葉茶湯滋味更醇厚。其短時間、小壓力的初揉增加了在制品的塑性和粘性，有利于長時間、大壓力的復揉卷曲成條，為后續的循環滾炒工序做形奠定基礎。

1.3 做形技術

松陽香茶創新性的將循環滾炒技術應用到卷曲形綠茶機械化加工中，綠茶色綠香高的品質特征得到充分體現。循環滾炒分兩段式進行，初炒、復炒結合，在制品在滾筒和輸送設備間循環，在滾筒干燥，在輸送設備上攤涼，實現多次循環炒干與攤涼。卷曲形綠茶品質與循環滾炒的溫度、次數密切相關。李文萃等[22]研究了不同循環滾炒溫度、次數對香茶連續化加工過程中品質形成的影響，發現在第一次循環滾炒次數為5、第二次循環滾炒次數為6的條件下，香茶的碎茶率最低，綜合品質最優，且循環滾炒的溫度不宜過高，第一次循環滾炒次數不宜過多。劉曉博等[23]研究了做形中的時間、加壓力度、轉速等因素對卷曲形綠茶品質的影響，得到最優的工藝參數為加壓50%、轉速50 r/min、做形15 min。趙華富等[24]研究了卷曲形綠茶做形提毫工藝，得出機械做形提毫的綠茶能夠達到卷曲形茶基本特征。

1.4 干燥技術

干燥是傳統綠茶初制的最后工序[25]。卷曲形綠茶干燥過程中蒸發水分、熱化學變化、完善外形三者相互聯系，這就要求干燥在控制水分蒸發速率的同時，也要控制熱化學反應的方向和程度[26]。卷曲形綠茶的干燥是伴隨著循環滾炒的過程同步進行，把干燥速率和做形結合起來，在干燥過程逐漸完成外形的塑造[27]。卷曲形綠茶機械化加工采用兩次循環滾炒進行做形和干燥，循環滾炒的呈現方式有單機循環、串聯循環、并聯循環等，能較好地達到蒸發水分、整理條索、固定外形、發展香氣及增進滋味等目的。

2 存在的問題

2.1 加工工藝不精細

卷曲形綠茶機械化加工是在傳統大宗炒青綠茶工藝的基礎上改進后逐步形成的一套實用加工工藝，但依然存在產品質量不穩定的問題，如色澤暗、香氣低[28]。近幾年來，加工企業利潤空間因生產成本不斷攀升而被壓縮，在機采鮮葉處理量大、單人需要完成的工作量大的情況下，加工過程變得粗放，經優化后的工藝參數沒有得到很好地應用。

2.2 設備研發不標準

卷曲形綠茶機械化加工的各個工序均在機械設備中完成，工藝參數的優化及確定依據設備而定。設備設計的不標準，關鍵性參數指標如溫濕度探頭、電子秤（投葉量）、轉速（調頻器）的不標準，導致不同廠家生產的同一類型設備、同一廠家生產的不同批次設備和同一批次不同型號的設備等均存在不標準的問題。這些標準化生產的不確定因素，往往使科技人員優化確定的最佳工藝參數只適用于特定設備，而不具備推廣應用價值，造成人力、財力的浪費。在設備的研發、制造和應用等環節應實現標準化。我國機械制造已經進入“中國制造”時代，茶葉機械設備的大發展、標準化是行業的大趨勢[29]，對于成套智能裝備的標準化更是迫在眉睫。

3 發展趨勢

3.1 工藝創新向標準化方向發展

標準化產品需要標準化工藝，必須以標準化方式定型卷曲綠茶機械化加工工藝。浙江省在2015年就以省級地方標準《香茶加工工藝技術規程》制修訂項目為依托，提出了“長殺青、長揉捻、長攤涼、循環滾炒”等創新性加工工藝，加快了浙江省卷曲形綠茶加工技術轉型升級進程[30]。貴州省也制定了《貴州綠茶 卷曲形茶加工技術規程》（DB 52/T 634—2010），推動了卷曲形綠茶的標準化生產。針對各地卷曲形綠茶機械化加工工藝不同，通過比較，進行標準化處理，將關鍵流程、關鍵參數與關鍵設備三者配套，先進工藝定型定量，保證產品品質的一致性。以下創新技術可作為卷曲形綠茶機械化加工工藝標準化突破口：①靜置回潮，減少碎末。殺青攤涼工序后增加回潮裝置，使殺青葉充分回軟，可有效減少茶條揉捻過程中出現斷碎的現象。②熱風解塊，一機多能。應用熱風解塊工藝技術，使揉捻葉“邊解塊，邊烘干”，最大程度保持產品的色澤。③循環滾炒，透氣保色。采用循環滾炒技術，使炒二青和炒干過程中透氣性佳，一方面保持茶條色澤，另一方面做好茶葉外形。④分段炒干，做形提香。分段式溫度設計，分段式炒干，對做形溫度和提香溫度精準控制，保證卷曲形綠茶達到“高香”品質[31]。

3.2 設備創新向智能化方向發展

勞動力資源日益短缺，推行“機采機制”無疑是破解茶葉加工困境的有效途徑。加快卷曲形綠茶加工提質增效、提檔升級，須依靠設備創新，更加因地制宜、因時制宜的智能精準生產。我國的茶葉加工設備技術水平已經具有創新基礎，鄭紅發等[32]對比了國產和日產兩條卷曲形名優綠茶全自動生產線，發現國產化全自動生產線比日本生產線具有更節能、產品質量更優，但在單機制造水平上需要提升。王岳梁等[33]介紹了卷曲形綠茶加工連續化生產線的特點，為我國茶葉全程機械化加工提供了借鑒。

在智能化設備研發方面，科研人員進行了初步探索。譚俊峰等[34]研制開發了一套依據Delphi7.0技術的炒青綠茶自動化示范生產線及其控制系統。陳華榮等[35]設計了基于PLC（可編程邏輯控制器）的SCADA（數據采集與監控）系統對整個卷曲形綠茶生產線進行過程控制和管理服務。張曉嬌等[36]通過分析炒青綠茶自動化生產線控制系統需求，建立模型，優化了炒青綠茶自動化生產線控制系統。未來將卷曲形綠茶生產線模塊化分割，根據生產需求再進行自動控制技術組合，開發與之相匹配的數據監控與采集系統，可以實現工藝參數的精確控制，簡單方便的人機操作系統和適應信息時代的遠程訪問系統均是智能化發展方向[37]。通過實現工藝參數精準控制、加工狀態實時顯示、加工品質在線監測、加工數據自動存儲、制動方式自由切換、異常信號及時反饋等核心技術要點，逐步實現卷曲形綠茶機械化加工的智能化發展目標。

3.3 產品創新向優質化方向發展

“名優茶大眾化，大宗茶優質化”一直是茶葉加工領域發展思路，以松陽香茶為代表的卷曲形綠茶，作為大宗炒青綠茶的新生載體正在逐步實現“大宗茶優質化”這一目標。面對茶產業存在并且短期難以解決的“采工荒、采工貴、采茶難”[38]等非技術性難題，通過提升加工水平和優化設備性能，用機采鮮葉加工卷曲形綠茶，可以實現經濟效益最優解。根據市場變化及時調整，在卷曲形綠茶“香高、味濃”的品質特點基礎上，進一步加快產品創新，研發出更加優質、時尚、便攜的新產品，如以卷曲形綠茶為茶坯，研發優質的花香型卷曲形綠茶，或適應快節奏生活方式，研發具有快速浸出、低溫浸出等特點的冷泡型卷曲形綠茶，均是一個很好的研發方向。

4 小結

卷曲形綠茶機械化加工技術經過長期積累、快速發展，在工藝技術、裝備技術等方面有了很大的進步，但加工技術的精細度、設備研發的標準度等方面仍存在一定的現實問題，還需再進一步推進工藝創新、設備創新和產品創新，改善卷曲形綠茶機械化加工現狀，實現卷曲形綠茶機械化加工技術的高質發展。