江用文，袁海波，滑金杰

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所國家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心 農(nóng)業(yè)部茶樹生物學(xué)與資源利用重點實驗室，310008

茶葉是世界上消費量僅次于水的第二大飲料，因口感佳，且富含茶多酚、咖啡堿、氨基酸等功能成分廣受消費者喜愛。根據(jù)制作工藝的不同，茶葉可分為紅茶、綠茶、烏龍茶、黑茶、白茶、黃茶等不同茶類。隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，近年來不斷有高新技術(shù)應(yīng)用到茶葉加工中，我國茶葉加工的機械化、自動化水平較本世紀初已有顯著提升，一批可實現(xiàn)自動化、省力化作業(yè)的茶葉加工新裝備研制成功，制茶新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，茶葉新產(chǎn)品更加豐富和多元化。文章總結(jié)了改革開放以來，我國茶葉加工關(guān)鍵技術(shù)和工藝的創(chuàng)新和集成，制茶設(shè)備機械化和連續(xù)化，以及茶葉新產(chǎn)品開發(fā)等方面的研究，并根據(jù)現(xiàn)階段存在的問題和茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，對我國茶葉加工發(fā)展方向進行了展望。

一、茶葉加工關(guān)鍵共性技術(shù)研究進展

1.攤放和萎凋新技術(shù)

（1）攤放新技術(shù)

20世紀80年代，綠茶的基本加工過程為：鮮葉→殺青→揉捻→干燥，攤放未作為必需工序應(yīng)用到綠茶加工中。近年來眾多研究表明：攤放有利于減輕茶湯苦澀味、增強茶湯的鮮爽味等，因此現(xiàn)已將攤放作為茶葉初制的必需工序，廣泛應(yīng)用于各類綠茶和黃茶的生產(chǎn)，且鮮葉攤放至含水率68%～70%時可獲得較佳的成茶品質(zhì)[1-3]。為解決傳統(tǒng)室內(nèi)攤放勞動強度大、占用生產(chǎn)場地大、環(huán)境因子難以控制等問題，鮮葉攤涼貯葉槽、自動化攤放貯青機、空氣處理機組攤青室等新裝置成功研制并投入生產(chǎn)。

（2）萎凋新技術(shù)

萎凋是紅茶、烏龍茶和白茶的第一道工序，不同茶類萎凋的程度不同，白茶最重，紅茶次之，烏龍茶相對最輕。傳統(tǒng)萎凋方式包括日光萎凋、室內(nèi)自然萎凋、萎凋槽萎凋等，都存在勞動強度大、可控性差等缺陷，為此遮陽萎凋[4]、人工光照萎凋[5]、設(shè)施復(fù)式萎凋[6]、人工調(diào)溫調(diào)濕萎凋、鏈板式萎凋等一批新裝置相繼問世，控光萎凋克服了日光萎凋光質(zhì)和光強不可控的弊端，人工調(diào)溫調(diào)濕萎凋解決了自然萎凋?qū)Νh(huán)境參數(shù)的不可控性，鏈板式萎凋通過溫濕度調(diào)控、自動化翻拌基本實現(xiàn)了萎凋作業(yè)的自動化與連續(xù)化。

此外，新型萎凋技術(shù)如人工控光萎凋技術(shù)[7]、冷凍萎凋技術(shù)[8]等得到了深入研究和廣泛應(yīng)用。試驗結(jié)果表明，紫外光、紅外光萎凋處理樣品品質(zhì)優(yōu)于日光曬青；冰凍萎凋葉細胞損傷率顯著增加，發(fā)酵時間明顯縮短，且葉片茶黃素、茶紅素含量大量增加。

2.殺青新技術(shù)

殺青是綠茶、烏龍茶、黃茶和黑茶加工的關(guān)鍵工序，其本質(zhì)在于通過高溫鈍化葉內(nèi)酶活性[9]。傳統(tǒng)殺青設(shè)備有鍋式殺青、滾筒殺青等，熱源為柴、煤、氣、電等，由于傳統(tǒng)殺青設(shè)備存在殺青不勻、熱效率低、溫度波動大、熱穩(wěn)定性差等問題，為此開發(fā)了蒸汽、汽熱、電磁加熱等新型熱源的殺青設(shè)備，顯著提高了設(shè)備熱效率，升溫迅速且參數(shù)可控性提高。

（1）電磁內(nèi)熱殺青

電磁內(nèi)熱殺青主要采用磁場感應(yīng)渦流原理，使導(dǎo)磁物自行發(fā)熱，使熱能盡可能消耗于滾筒，熱能利用率可達50%～60%，溫度浮動范圍可控制在±3℃之內(nèi)；為滿足“高溫殺青，先高后低”的殺青原理，首創(chuàng)三段殺青溫度調(diào)控[10]。目前該技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

（2）遠紅外-微波組合殺青

為克服微波、蒸汽等殺青技術(shù)所制成茶香氣不高的缺點，遠紅外技術(shù)得到應(yīng)用。遠紅外線以射線形式進入葉肉組織，使葉子內(nèi)外均勻受熱，殺青高效節(jié)能、連續(xù)性好，產(chǎn)品香氣高，且不會出現(xiàn)高溫爆點和焦邊，茶葉內(nèi)含物質(zhì)最大限度地保留[11]。目前該技術(shù)尚處于實驗室中試階段。

（3）蒸汽-熱風(fēng)組合殺青

該技術(shù)融合了蒸汽殺青穿透力強、耗時短等特點以及熱風(fēng)殺青產(chǎn)品香高味醇的優(yōu)勢，所制成茶色澤翠綠鮮活、香氣高爽、滋味醇厚；此外，雨水葉可通過提高熱風(fēng)溫度控制殺青葉含水量達到適宜水平，保證殺青葉柔軟、嫩綠、色澤鮮活、無焦芽或青草氣[12]。目前已有部分茶企嘗試應(yīng)用該技術(shù)。

3.做形（揉捻）新技術(shù)

（1）揉捻新技術(shù)

揉捻是茶葉外形塑造和利于沖泡的關(guān)鍵。傳統(tǒng)揉捻機需手動上葉和手動加壓，無法連續(xù)化。為此，基于PLC 控制的自動化茶葉揉捻機組的研制成功，實現(xiàn)了多臺揉捻機的協(xié)作聯(lián)動、自動上料、自動稱量和自動分配，真正達到了揉捻工序的連續(xù)化、自動化作業(yè)[13]。

（2）做形新技術(shù)

做形機械化是特色名優(yōu)茶（如扁形茶、針形茶等）外形塑造的關(guān)鍵進展。1998年，安徽宣城第一臺多功能機研制成功，集殺青、理條、做形、初烘于一體，替代了傳統(tǒng)的手工做形，降低了勞動強度；2002年發(fā)明了專用單鍋式扁形茶炒制機，所制成茶外觀色澤明顯更好；2006年以來，研制出多鍋式、連續(xù)化自動式等更先進的設(shè)備，進一步提高茶葉生產(chǎn)效率。南京雨花茶、黃山毛峰等針芽形茶理條機和精揉機也逐步實現(xiàn)了連續(xù)化作業(yè)，傾斜理條角度、滾動導(dǎo)軌技術(shù)、高速氣缸驅(qū)動等新技術(shù)的應(yīng)用，使連續(xù)化理條技術(shù)進一步完善[14]。顆粒形烏龍茶做形設(shè)備也由單機包揉設(shè)備——速包機和平板包揉機，發(fā)展成由壓揉機和輸送帶組成的連續(xù)化造型生產(chǎn)線[15]。

4.發(fā)酵（渥堆）新技術(shù)

（1）發(fā)酵新技術(shù)

傳統(tǒng)的室內(nèi)自然發(fā)酵方式無法調(diào)控環(huán)境溫濕度等參數(shù)，所制成茶品質(zhì)不穩(wěn)定，且需手動翻葉，勞動強度大，為此新型發(fā)酵設(shè)備不斷得到研發(fā)和應(yīng)用，如滾筒連續(xù)發(fā)酵機和發(fā)酵塔[16]實現(xiàn)了發(fā)酵葉自動翻拌，減輕了勞動強度；增氧控濕發(fā)酵機等實現(xiàn)了對發(fā)酵環(huán)境溫度、相對濕度、通氣狀況等參數(shù)的調(diào)控，并實現(xiàn)了連續(xù)化加工，已在大中型茶葉生產(chǎn)企業(yè)得到應(yīng)用。此外電子鼻技術(shù)、氧化還原電位技術(shù)[17]、電荷耦合（CCD）色澤檢測技術(shù)等新技術(shù)亦應(yīng)用于紅茶發(fā)酵適度的快速判斷。

（2）渥堆新技術(shù)

傳統(tǒng)的室內(nèi)自然渥堆技術(shù)環(huán)境參數(shù)不可控，且采用人工翻拌，勞動強度大，為此研制出了一系列新型渥堆技術(shù)。普洱茶渥堆翻堆機基本實現(xiàn)了翻堆工序中的翻堆、鏟料、輸送、解塊等功能，達到渥堆作業(yè)對翻堆操作及時高效機械化的要求，降低了勞動強度[18]；渥堆過程的工序自動檢測與控制系統(tǒng)可對普洱茶發(fā)酵過程中的溫度、濕度、pH值等相關(guān)參數(shù)進行實時采集、存儲及自動控制，增加了各個批次普洱茶發(fā)酵品質(zhì)的穩(wěn)定性[19]。

5.做青新技術(shù)

做青是烏龍茶品質(zhì)形成的最關(guān)鍵工序，由搖青和攤涼交替組合進行?？照{(diào)做青是目前在生產(chǎn)上應(yīng)用最廣、反響最好的做青工藝，并形成了較為系統(tǒng)的溫濕光調(diào)控技術(shù)，使烏龍茶加工擺脫了天氣制約，大大提高了生產(chǎn)效率[20]；武夷巖茶做青智能調(diào)控系統(tǒng)[21]，集振動搖青、做青環(huán)境調(diào)控為一體的振動做青設(shè)備[22]等一批新裝備也已研制成功。

6.干燥新技術(shù)

干燥是各茶類的最后一道工序，除了去除水分達到足干便于貯藏以外，還對茶葉色香味的形成起重要作用，近年來微波技術(shù)、遠紅外技術(shù)、低溫真空技術(shù)等已逐步在茶葉干燥提香中廣泛應(yīng)用。微波干燥具有成茶色澤翠綠、均勻[23]，遠紅外干燥可有效提升綠茶香氣，色澤、口感等品質(zhì)也有改善，生產(chǎn)效率顯著提高，并適合連續(xù)化加工[24]；低溫真空干燥技術(shù)干燥效率和香氣風(fēng)味均有明顯改善[25]。此外，電磁干燥、紅外耦合干燥等新能源組合式干燥技術(shù)研究亦開始起步。

二、六大茶類新產(chǎn)品和加工新裝備研究進展

1.綠茶新產(chǎn)品和加工新裝備

近年來，以茶葉消費市場和產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，部分綠茶企業(yè)在攤放工序中融入搖青工藝，制得花香型綠茶[26-27]。電磁內(nèi)熱殺青、微波-遠紅外殺青等節(jié)能型設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用；整形機、精揉機、長板式龍井茶炒制機等一系列名優(yōu)綠茶加工機械得到快速發(fā)展和推廣。綠茶生產(chǎn)線作業(yè)日趨廣泛，針芽形、扁形名優(yōu)綠茶及大宗炒青綠茶均不同程度地實現(xiàn)了清潔化、連續(xù)化加工，部分工序可全自動控制，目前該系列生產(chǎn)線已在浙江、江蘇、四川、湖北等地廣泛推廣應(yīng)用[28-29]。

2.紅茶新產(chǎn)品和加工新裝備

為豐富紅茶種類、滿足消費者多樣化需求，新品種、新技術(shù)和新設(shè)備等不斷應(yīng)用到紅茶加工中，金觀音、金萱、黃觀音等烏龍茶品種，以及曬青、做青等加工工藝被用于制作花香型、高香型紅茶[30-31]；精揉機、曲毫機、扁形茶炒制機等設(shè)備被用于加工扁形紅茶、卷曲形紅茶等[32-33]；光補償連續(xù)萎凋機、低氧冷揉捻設(shè)備、可視化連續(xù)發(fā)酵機[34]等一批可控化程度極高的新設(shè)備用來組建現(xiàn)代紅茶生產(chǎn)線。條形、針形紅茶自動清潔化生產(chǎn)線等已在生產(chǎn)上大量應(yīng)用[35-36]。

3.烏龍茶新產(chǎn)品和加工新裝備

開發(fā)出可自動控制的水篩搖青機、振動搖青機、智能化做青機等[37]，單機的生產(chǎn)力和產(chǎn)品的穩(wěn)定性大幅度提高；微波干燥、遠紅外干燥、茶葉色選揀梗機等設(shè)備也被應(yīng)用到烏龍茶生產(chǎn)中[38-39]。烏龍茶初制自動化生產(chǎn)設(shè)備，采用冷熱風(fēng)吹干、紅外曬青，并與熱風(fēng)微波殺青裝置、自動成型裝置及自動烘干裝置結(jié)合使用，實現(xiàn)烏龍茶生產(chǎn)的全程自動化、連續(xù)化生產(chǎn)。

4.黑茶新產(chǎn)品和加工新裝備

在湖南黑茶、云南普洱茶的帶動下，我國黑茶產(chǎn)量和規(guī)模得到快速發(fā)展。傳統(tǒng)的黑茶加工勞動強度大、工藝可控性差、生產(chǎn)周期長，成茶風(fēng)味品質(zhì)極不穩(wěn)定。溫濕度自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、普洱茶發(fā)酵自動檢測與控制系統(tǒng)等新設(shè)施被用于黑茶加工，但這些研究僅處于起步階段，適用于機械化、清潔化、規(guī)?；笊a(chǎn)的渥堆智能控制系統(tǒng)尚待開發(fā)。

5.白茶新產(chǎn)品和加工新裝備

由于傳統(tǒng)白茶條形松散，在包裝、儲藏、運輸?shù)确矫嬗兄T多不便，現(xiàn)已開發(fā)出白茶餅、白茶磚等新產(chǎn)品[40]。為改進白茶萎凋工藝和減輕氣候條件的影響，研制出溫濕度可控的白茶萎凋室、變頻連續(xù)化萎凋機等新設(shè)備[41]，為實現(xiàn)白茶工廠化加工、品質(zhì)的穩(wěn)定性和可控性等提供了技術(shù)支撐。

6.黃茶新產(chǎn)品和加工新裝備

為獲得具有特殊風(fēng)味的新型黃茶產(chǎn)品，尖波黃、川茶系列等一批葉綠素含量低、酚氨比值低的品種被篩選出來加工黃茶。蒸汽殺青因受熱連續(xù)、殺青時間短且環(huán)境相對密閉，可滿足黃茶加工“多悶少拋”的技術(shù)要求，促進葉綠素濕熱降解，而得到廣泛應(yīng)用[42]。鹿苑茶、蒙頂黃芽等黃茶企業(yè)相繼提出了機械化加工技術(shù)，有效提高了生產(chǎn)效率，促進了黃茶生產(chǎn)的設(shè)施化和標準化[43-44]。

三、現(xiàn)階段茶葉加工存在的問題

總體上看，改革開放以來，我國茶葉加工技術(shù)得到了多層次、多方位的快速發(fā)展，逐步實現(xiàn)了清潔化和機械化加工，逐步向連續(xù)化和自動化作業(yè)方向發(fā)展。然而，由于基礎(chǔ)底子薄、規(guī)?；潭鹊偷葪l件制約，茶葉加工仍面臨勞動力緊缺、作業(yè)能耗高、生產(chǎn)成本持續(xù)增加、特色新產(chǎn)品開發(fā)相對滯后、質(zhì)量安全水平不穩(wěn)定等諸多問題。

此外，我國的茶葉加工仍與其他產(chǎn)茶國特別是日本和印度存在較大的差距，如日本的蒸青綠茶生產(chǎn)線自動化和清潔化水平高，每天可加工5 t鮮葉，且僅需2 人操作。我國的茶葉加工生產(chǎn)線整體性較差，標準化和自動化程度低，影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性；制茶工序關(guān)鍵參數(shù)的挖掘、采集和分析能力不足，且加工技術(shù)的智能化、定向化調(diào)控尚較欠缺，在自動化和清潔化方面仍與印度、肯尼亞等紅茶生產(chǎn)國存在較大的差距；不同領(lǐng)域研究進展不一，一些新技術(shù)和新產(chǎn)品雖已開發(fā)成功，但還處于小試驗階段，離大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有一定的距離。

四、未來茶葉加工的研究方向

縱觀近年來茶葉加工的發(fā)展和茶葉消費的發(fā)展趨勢，筆者認為未來我國茶葉加工研究發(fā)展的方向為傳統(tǒng)茶類品質(zhì)、加工技術(shù)水平和生產(chǎn)效率的提高，高附加值、多用途的茶葉新產(chǎn)品的開發(fā)，研究重點為以下幾方面：首先，茶葉產(chǎn)品趨向優(yōu)質(zhì)化、多樣化、方便化，依靠技術(shù)創(chuàng)新，促進茶產(chǎn)品多樣化，更好地滿足消費者的需求，利用工藝創(chuàng)新生產(chǎn)色、香、味、形等方面有特色的新產(chǎn)品，如花香茶、果味茶、奶香茶，以及各種功能茶等。第二，加工主體根據(jù)自身特色呈現(xiàn)不同發(fā)展模式，其中大眾茶產(chǎn)品加工將由小作坊式、小廠房式向規(guī)模化、機械化、品控化方向發(fā)展，更加注重以產(chǎn)量和品質(zhì)穩(wěn)定取勝。小眾茶產(chǎn)品向多元化、特色化方向發(fā)展，定向化生產(chǎn)茶產(chǎn)品。第三，茶葉生產(chǎn)趨向標準化、省力化、低碳化，逐漸向定向化、信息化和自動化作業(yè)發(fā)展，生產(chǎn)過程可實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時檢測的遠程/終端專家決策，并形成信息化、智能化生產(chǎn)管理，實現(xiàn)車間無人化作業(yè)。第四，學(xué)科融合、基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究協(xié)作將更為緊密，通過跨學(xué)科、多層次等緊密合作，在基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)研究等領(lǐng)域開展聯(lián)合創(chuàng)新，逐步提出典型風(fēng)味品質(zhì)的定向調(diào)控技術(shù)，逐步實現(xiàn)茶產(chǎn)品的電子設(shè)備智能化評價。