針形紅茶精揉做形工藝參數優化

沈 強， 羅金龍， 梁建祥， 葉 飛， 劉盼盼， 鄭鵬程

(1.貴州省茶葉研究所， 貴州 貴陽 550006； 2.晴隆縣興鑫茶業有限公司， 貴州 晴隆 561412； 3.湖北省農業科學院 果樹茶葉研究所， 湖北 武漢 430064)

0 引言

【研究意義】傳統名優針形紅茶是在傳統工夫紅茶加工工藝基礎上，借鑒名優針形綠茶的做形技術，利用振動理條機使其條索緊細挺直[1-2]。一般選用獨芽或1芽1葉的茶青作原料，其工藝流程為茶青原料→萎凋→揉捻→發酵→理條做形→干燥，其品質以“緊細顯毫、形似松針”的外形深受消費者喜愛，是名優紅茶中的高端產品[3]。目前，貴州生產名優針形紅茶的企業較少，但較多企業對針形紅茶的產品開發具有濃厚的興趣，但貴州當前不具備成熟的針形紅茶生產技術工藝。湖北是生產名優針形紅茶的主要茶區，可為貴州針形紅茶的產品開發提供借鑒。在湖北針形紅茶的加工工藝基礎上進行工藝優化，使其適宜貴州針形名優紅茶的生產，對促進貴州針形紅茶的產品開發具有現實意義。【前人研究進展】精揉做形工序是針形名優茶加工的關鍵工序之一[4]，該工序也是針形紅茶獨特外形形成的關鍵，傳統的做形工藝為手工做形或理條機做形，但均存在勞動強度大、效率低且不能連線生產等問題，難以滿足現代化生產的需求[5]。為解決以上問題，擬將精揉機引入針形紅茶做形工序。研究表明，投葉量、茶坯含水率、做形時間和溫度是影響精揉機做形效果的主要因子[6-7]。【研究切入點】目前紅茶精揉機做形工藝無經驗可循，本研究創造性引進針形名優綠茶的精揉做形工藝及加工機械，與傳統針形紅茶加工進行融合[8]。【擬解決的關鍵問題】以1芽1葉茶青原料為原料，參照綠茶精揉機做形工藝參數，在傳統針形紅茶加工工藝基礎上，將工藝流程改為茶青原料→萎凋→揉捻→發酵→毛火→精揉做形→足火干燥，對關鍵工序精揉做形進行單因素試驗，在此基礎上再進行正交試驗優化，以感官評分為評價指標，從而確定針形紅茶精揉機做形最佳參數，以期為針形紅茶的實際生產加工提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 茶葉鮮葉 為福鼎大白茶1芽1葉茶青，采自貴州晴隆。

1.1.2 加工機械 6CR-55揉捻機，浙江珠峰機械有限公司生產；6CFJ紅茶發酵機，浙江珠峰機械有限公司生產；6CHZ-9B型茶葉烘培機，泉州得力農林機械有限公司生產；茶葉電炒鍋，泉州得力農林機械有限公司生產；12槽理條機，浙江珠峰機械有限公司生產；川崎60K-S精揉機，浙江川崎茶業機械有限公司生產。

1.2 方法

1.2.1 針形名優紅茶基礎加工工藝流程及其參數 茶青原料→萎凋(熱風萎凋，時間4～6 h，萎凋后含水率56%左右)→揉捻(投葉量55 kg/桶，揉捻時間70 min，加壓輕重輕)→發酵(溫度30℃，濕度95%以上，時間2～3 h)→毛火(進口熱風溫度130℃，時間8 min)→精揉做形(投葉量3.2 kg/槽、茶坯含水率28%、做形溫度100℃、做形時間35 min)→足火(80℃烘至足干)[9]。

1.2.2 不同因素對針形紅茶品質的影響

1) 茶坯含水率。試驗設6個處理(A1～A6)，將進入精揉機前的茶坯含水率分別控制在26%、28%、30%、32%、34%和36%。其他因子設定均一致，即投葉量3.2 kg/槽，做形溫度100℃，做形時間35 min。

2) 做形溫度。試驗設6個處理(B1～B6)，即做形溫度分別為85℃、90℃、95℃、100℃、105℃和110℃。其他因子設定均一致，即投葉量3.2 kg/槽，茶坯含水率28%，做形時間35 min。

3) 做形時間。試驗設6個處理(C1～C6)，即做形時間分別為15 min、20 min、25 min、30 min、35 min和40 min。其他因子設定一致，投葉量3.2 kg/槽，茶坯含水率28%，做形溫度100℃。

4) 投葉量。試驗設6個處理(D1～D6)，即投葉量分別為2.6 kg/槽、2.8 kg/槽、3.0 kg/槽、3.2 kg/槽、3.4 kg/槽和3.6 kg/槽。其他因子均設定一致，茶坯含水率28%，做形溫度100℃，做形時間35 min。

1.2.3 正交試驗優化針形紅茶精揉做形工藝 在單因素試驗基礎上，針對影響針形紅茶品質的茶坯含水率(A)、做形溫度(B)、做形時間(C)和投葉量(D)共4個因素，設計L9(34)正交試驗，其他加工工藝固定，保持試驗環境和試驗設備等要求一致，篩選分析最優針形紅茶精揉做形參數組合。

1.2.4 驗證試驗 選取正交試驗中感官評分總分由高到低的前3個處理的加工工藝組合，以及正交試驗分析推算出的最佳工藝組合進行針形紅茶加工，對所制茶樣進行感官審評，從而驗證正交試驗的正確性。

1.2.5 不同做形工藝對針形紅茶品質的影響 手工做形由企業從事該工作3年以上的有經驗工人師傅完成，記錄其工藝參數；理條機做形，選取宜紅茶區常用針形紅茶的理條機做形工藝參數[7]；精揉機做形選擇上述優化后的工藝參數。除精揉做形工序外，其他工藝流程及參數與1.2.1一致，不同做形工藝參數設置見表1。

表1 不同做形工藝的參數設置

1.2.6 茶葉感官審評方法 根據《茶葉感官審評方法》(GB/T 23776—2018)[10]對所取茶樣進行感官審評。感官審評小組由5名長期從事茶葉審評的人員組成，評茶小組對樣品進行密碼審評，審評結果由分數和評語共同構成。做形工藝的優劣直觀反映在干茶的外形(形狀和色澤)上，綜合反映在總分上[11]。故本研究中以茶樣的感官評分為評價指標，確定精揉做形工藝中各因子的最佳參數。

審評總分=外形×25%+湯色×10%+香氣×25%+滋味×30%+葉底×10%

1.3 數據統計與分析

采用Excel 2010對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同因素處理針形紅茶的感官品質

2.1.1 茶坯含水率 由表2可知，各處理針形紅茶感官評分總分高低順序為A3(91.25分)>A4(91.15分)>A5(90.75分)>A2(90.70分)>A1(90.10分)>A6(88.90分)。其中，A3色澤烏黑、形狀較緊直、湯色紅明亮、香氣為甜香、滋味甜醇爽口且葉底紅亮勻整，在湯色、香氣、滋味及葉底方面均優于A5，香氣和葉底方面優于A4；A4色澤烏黑較潤、形狀緊直、湯色紅明亮、香氣甜香純正、滋味甜醇爽口、葉底紅較亮勻整，在色澤和形狀上優于A3，在形狀、湯色、滋味及葉底上優于A5；A5色澤烏潤，形狀較緊直、湯色紅亮、香氣甜香純正、滋味甜醇較爽、葉底紅較亮較勻整，在色澤方面均優于A3和A4。外形方面，隨茶坯含水率的逐漸升高干茶色澤和形狀評分呈先升后降趨勢，A5色澤評分最高，為93分；A4形狀評分最高，為91分。內質方面，隨坯含水率逐漸升高各處理茶樣內質品質差異不大。綜上發現，茶坯含水率對針形紅茶的品質有明顯影響，其中，A3、A4和A5的感官評分總分較高，在各處理中較優。因此，選取30%、32%和34%的含水率為正交試驗含水率因素的3個水平。

2.1.2 做形溫度 由表3可知，不同處理針形紅茶感官評分的總分為B4(91.65分)>B3(91.25分)>B2(90.85分)>B5(90.35分)>B1(90.25分)>B6(88.90分)。其中，B2色澤烏黑較潤、形狀緊直、湯色紅亮、香氣為甜香、滋味甜醇、葉底紅亮勻整，在色澤方面均優于B3和B4；B3色澤烏黑、形狀緊直、湯色紅明亮、香氣甜香、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色、滋味及葉底因子優于B2；B4色澤烏黑，形狀緊細、湯色紅明亮、甜香高長、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在形狀、湯色、香氣、滋味和葉底方面優于B2，形狀和香氣方面均優于B3。外形方面，隨做形溫度的上升各處理色澤評分呈逐漸降低趨勢，主要表現為干茶潤度降低；形狀評分呈先升后降趨勢，B1、B2、B3和B4的茶條條索逐漸變得緊細，B5和B6的茶條斷碎率提升。內質方面，隨做形溫度上升內質評分呈先升后降趨勢，B1的香氣略低，B5和B6有明顯的高火香，其他處理則均表現為甜香；滋味品質B5和B6有明顯的高火味，其他處理則表現為甜醇爽口。綜上看，B4、B3和B2的感官審評總分較高。因此，選取90℃、95℃和100℃為正交試驗做形溫度因素的3個水平。

表3 不同做形溫度針形紅茶的感官品質

2.1.3 做形時間 由表4可知，不同處理針形紅茶感官評分的總分為C3(91.25)>C2(91.20)>C4(90.85)>C1(90.75)>C5(89.75)>C6(88.30)。其中，C2色澤烏黑、形狀較緊略直、湯色紅明亮、香氣為甜香高長、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色、香氣及滋味因子優于C4，在香氣方面優于C3；C3色澤烏黑、形狀緊直、湯色紅明亮、香氣甜香較高、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色、香氣及滋味因子優于C4，在形狀方面優于C2；C4色澤烏黑較潤、形狀緊細、湯色紅亮、香氣甜香、滋味甜醇較爽、葉底紅明亮勻整，在色澤和形狀方面均優于C2和C3。外形方面，隨著做形時間延長茶葉色澤潤度和形狀緊直程度均呈逐漸提升趨勢，但C5和C6的茶條斷碎程度亦有提升。內質方面，隨做形時間延長內質評分呈逐漸下降趨勢，C1、C2和C3間差異較小，均表現為湯色紅明亮、甜香高長，滋味甜醇爽口；C5和C6的湯色則逐漸變暗，香氣純正度和滋味甜醇度逐漸降低。隨做形時間延長，各處理評分總分呈先升后降趨勢，其中，C3、C2和C4的評分較高。因此，選取25 min、30 min和35 min為正交試驗做形時間因素的3個水平。

表4 不同精揉做形時間針形紅茶的感官品質

2.1.4 投葉量 由表5可知，不同處理針形紅茶感官評分的總分為D3(91.40分)>D2(91.25分)>D4(91.05分)>D1(90.75分)>D5(90.05分)>D6(88.60分)。其中，D2色澤烏黑、形狀緊直、湯色紅明亮、香氣為甜香高長、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色和香氣方面優于D4，在湯色方面優于D3；D3色澤烏潤、形狀緊細、湯色紅亮、香氣甜香高長、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在湯色和香氣方面優于D4，在色澤和形狀方面優于D2；D4色澤烏潤、形狀緊細、湯色紅較亮、香氣甜香、滋味甜醇爽口、葉底紅明亮勻整，在色澤和形狀方面優于D2。外形方面，D3和D4外形品質最優，均表現為色澤烏黑較潤、條索緊直；D1外形品質最差，表現為色澤稍枯，形狀尚緊直。內質方面，D1、D2和D3的得分均最高，均表現為湯色紅明亮、香氣甜香高長、滋味甜醇爽口和葉底紅明亮勻整；D6湯色和葉底均較暗，香氣有悶味，是因為投葉量過多，茶坯在精揉機腔體內炒制時不能正常翻轉有關。綜上看，D2、D3和D4的感官品質較優。因此，選取2.8 kg/槽、3.0 kg/槽和3.2 kg/槽為正交試驗投葉量因素的3個水平。

表5 不同投葉量針形紅茶的感官品質

2.2 正交試驗優化不同工藝參數組合

2.2.1 不同組合處理針形紅茶的感官品質 通過對精揉機單因素試驗的結果分析，初步確定針形紅茶精揉機做形工藝較佳處理參數，茶坯含水率(A)為30%、32%和34%，做形溫度(B)為90℃、95℃和100℃，做形時間(C)為25 min、30 min和35 min，投葉量(D)為2.8 kg/槽、3.0 kg/槽和3.2 kg/槽。為進一步確定針形紅茶精揉機做形最佳參數，在此基礎上，進行正交優化試驗(表6)。由表7可知，正交試驗不同參數組合處理針形紅茶感官評分的總分為T6(91.55分)>T9(91.30分)>T1(91.10分)>T4(91.05分)>T2(90.95分)>T5(90.70分)>T3(90.60分)>T8(90.05分)>T7(89.45分)。從表8看出，不同處理針形紅茶的感官品質得分為精揉做形過程中，茶坯含水率(A)、做形溫度(B)、做形時間(C)和投葉量(D)4個因子對成茶品質影響主次作用為C(做形時間)>A(含水率)>B(做形溫度)>D(投葉量)；4個因素的最優水平分別為A2(含水率32%)、B3(做形溫度100℃)、C2(做形時間30 min)和D1(2.8 kg/槽)，即針形紅茶精揉做形工藝參數的最佳組合為A2B3C2D1。

表6 針形紅茶精揉做形工藝參數優化的正交試驗設計方案

表7 正交試驗優化不同工藝參數組合針形紅茶的感官品質

2.2.2 驗證試驗結果 正交試驗分析推算出的最佳組合A2B3C2D1不在設計方案之列，因此，選取正交試驗中感官審評總分排名前3位的處理A2B3C1D2(T6)、A3B3C2D1(T9)和A1B1C1D1(T1)與推算出的最佳組合A2B3C2D1進行驗證試驗。由表9可知，各處理的感官評審總分為91.30～92.30分，其中，A2B3C2D1的感官審評總分最高，與正交試驗分析結果一致。綜上看，針形紅茶精揉機做形最佳參數組合=茶坯含水率為32%，做形溫度為100℃，做形時間為30 min，投葉量為2.8 kg/槽。

表8 針形紅茶精揉做形工藝L9(34)正交試驗的均值與極差

表9 精揉做形正交試驗驗證茶樣的感官品質

2.3 不同做形工藝針形紅茶的感官品質

由表10可知，不同做形工藝針形紅茶感官評分的總分為精揉機做形(92.75分)>理條機做形(91.60分)>手工做形(90.15分)。其中，精揉機做形紅茶除色澤外其余感官品質方面均優于手工做形；其形狀、香氣和滋味方面優于理條機做形。所以，采用優化后的精揉機做形參數加工針形紅茶，能很大程度提升針形紅茶的品質。

表10 不同做形工藝所制針形紅茶的感官品質

3 討論

湖北是生產名優針形紅茶的主要茶區，可為貴州針形紅茶的產品開發提供借鑒。在湖北針形紅茶的加工工藝基礎上進行工藝優化，使其適宜貴州針形名優紅茶的生產，可提高貴州針形紅茶產品的質量，進而促進貴州針形紅茶的產品開發。精揉做形工序是針形名優茶加工的關鍵工序之一，該工序也是針形紅茶獨特外形形成的關鍵，傳統的手工做形或理條機做形工藝由于存在勞動強度大、效率低且不能連線生產等問題，難以滿足現代化生產的需求。該研究采用單因素試驗結合正交試驗優化針形紅茶精揉做形工藝得出，精揉機做形針形紅茶的最佳工藝流程及參數：茶青原料→萎凋(熱風萎凋，時間4～6 h，萎凋后含水率56%左右)→揉捻(投葉量55 kg/桶，揉捻時間70 min，加壓輕重輕)→發酵(溫度30℃，濕度95%以上，時間2～3 h)→毛火(進口熱風溫度130℃，時間8 min)→精揉做形(投葉量2.8 kg/槽，茶坯含水率32%，做形溫度100℃，做形時間30 min)→足火(80℃烘至足干)。以此工藝加工針形紅茶的感官評分最高，為92.75分。通過研究將精揉機引入針形紅茶做形工序，有效解決了勞動強度大、效率低且不能連線生產等問題。

4 結論

采用單因素試驗和正交試驗優化針形紅茶精揉做形工藝，各單因素試驗中，感官評分茶坯含水率30%時最高，為91.25分；做形溫度100℃時最高，為91.65分；做形時間為25 min時最高，為91.25分；投葉量3.0 kg/槽時最高，為91.40分；通過正交試驗得出針形紅茶精揉做形工藝最佳參數為投葉量2.8 kg/槽+含水率32%+做形時間30 min+做形溫度100℃，在此條件下針形紅茶的感官評分最高，為92.75分。精揉機做形針形紅茶的最佳工藝流程及參數：茶青原料→萎凋(熱風萎凋，時間4～6 h，萎凋后含水率56%左右)→揉捻(投葉量55 kg/桶，揉捻時間70 min，加壓輕重輕)→發酵(溫度30℃，濕度95%以上，時間2～3 h)→毛火(進口熱風溫度130℃，時間8 min)→精揉做形(投葉量2.8 kg/槽，茶坯含水率32%，做形溫度100℃，做形時間30 min)→足火(80℃烘至足干)。以此工藝加工針形紅茶的感官評分最高，為92.75分。表明，該工藝能很大程度提升針形紅茶品質，同時還能進一步提升針形紅茶的生產效率，降低生產成本。