卷曲形绿茶机械化加工技术研究现状与发展趋势

桂安辉，叶 飞，高士伟*，龚自明*，王雪萍，汤 星

（1.湖北省农业科学院 果树茶叶研究所，湖北省茶叶工程技术研究中心，湖北 武汉 430064；2.湖北省宜昌市夷陵区农业技术推广中心，湖北 宜昌 443100）

绿茶是我国传统生产的茶类，有炒青、烘青、蒸青和晒青等多个品目，以茶树幼嫩芽叶为原料创制的名优绿茶产品数以千计[1]。近年来，我国绿茶产量稳步增长，至2017年绿茶产量约162.21万t，同比增长7.49%，占我国茶叶总产量的62.05%[2]。从外形来分，我国绿茶主要有卷曲形、扁形、条形、针（芽）形和珠（球）形等五大类[3-4]。其中，为获得卷曲紧细的外形，使用不同程度做形的卷曲形绿茶生产量大，尤其是采用循环滚炒等创新性工艺加工而成，具有条索卷曲、汤色黄亮、香气高长、滋味浓醇等特点的一种大宗炒青绿茶，因其“色绿、香高、条紧、味浓”的品质特征和质优价廉的市场特点备受消费者喜爱[5]。本文对卷曲形绿茶机械化加工技术的研究现状及存在问题进行梳理，对其发展趋势进行分析预测，旨在为卷曲形绿茶机械化加工技术发展提供一定的参考。

1 研究现状

传统卷曲形绿茶是指加工过程中在制品受到回旋力的作用，芽叶成条卷成曲形的茶，或使用双锅曲毫炒干机做形，曲轴炒叶板沿锅面往复摆动、来回翻炒，达到了揉捻成条（冷做形）与卷曲成螺（热做形）互促融合[6]。这类茶的外形有的卷曲而显毫，有的卷曲成螺[7]，其中以有“形美、色艳、香高、味醇”之美誉的江苏洞庭（山）碧螺春最为著名[8]。现代卷曲形绿茶是使在制品在炒制过程中始终处于“高温—低温”的多次反复变温条件下，在滚筒中反复受到导叶条推挤作用，达到不断失水和卷曲成型而制作的绿茶。采用循环滚炒方法加工而成的茶叶具有干茶色泽光润油亮、外形卷曲紧实、香高味醇的品质特征，实现了产品色泽与外形的协调统一[9]。表1为几种代表性卷曲形绿茶主要加工工艺流程。

表1 代表性卷曲形绿茶基本加工工艺流程Table 1 Representative curly green tea general processing process

不同卷曲形绿茶加工工艺流程不尽相同，但主要体现在杀青、揉捻、做形和干燥四个工序[10-11]，尤其是做形工序，对卷曲形绿茶外形“卷曲紧细”的形成具有关键性作用。卷曲形绿茶的内在品质则与茶树品种、茶叶产地、生产季节等因素的相关性更高[12]。卷曲形绿茶机械化加工需要机械设备配套与支撑，表2为一代表性卷曲形绿茶连续化生产线机械设备组成。该生产线是湖北金果茶业股份有限公司卷曲形绿茶连续化生产线，由湖北省农业科学院果树茶叶研究所设计、长沙湘丰智能装备股份有限公司和中国农业科学院茶叶研究所联合研制。

表2 代表性卷曲形绿茶连续化生产线机械设备组成Table 2 Representative curly-shaped green tea continuous production line mechanical equipment composition

1.1 杀青技术

卷曲形绿茶机械化加工遵循传统绿茶杀青方式，滚筒杀青、热风杀青、电磁杀青、蒸汽热风耦合杀青、电磁热风耦合杀青等方式应用普遍[13-15]，目的是使在制品叶质柔软、叶片暗绿、青气消失、茶香显露[16]。郭雅玲等[17]研究了微波杀青对大叶类卷曲形绿茶加工品质的影响，发现微波工艺可以提高绿茶“清汤绿叶”品质和滋味鲜爽度，茶叶的色泽、明亮度、绿度、鲜度也有显著提升，但微波杀青的工作效率有待进一步提高。范起业等[18]研究了不同杀青温度对香茶品质的影响，发现采用80型电磁滚筒杀青机杀青，在投叶量为130 kg/h时，滚筒三段式加热温度为290℃→280℃→265℃时，加工的香茶品质最佳。何讯民等[19]研究了不同杀青温度和不同投叶量处理对松阳香茶品质的影响，得出采用80型滚筒杀青机杀青、投叶量为100 kg/h、锅温为250℃时，炒制的香茶品质最佳。说明采用不同的杀青方式，相应的工艺参数有所变化，主要表现在投叶量、温度、时间等工艺参数的匹配统一。

1.2 揉捻技术

因卷曲形绿茶鲜叶采摘嫩度低或是机采鲜叶、处理量大的现实情况，中大型加工厂多采用55型、65型揉捻机，使在制品卷曲成条、有少量茶汁溢出、手略有粘手感为适度[20]。王伟伟等[21]在优化了“三杯香”加工工艺时，提出了2次揉捻等精细化加工工艺，加工而成的茶叶茶汤滋味更醇厚。其短时间、小压力的初揉增加了在制品的塑性和粘性，有利于长时间、大压力的复揉卷曲成条，为后续的循环滚炒工序做形奠定基础。

1.3 做形技术

松阳香茶创新性的将循环滚炒技术应用到卷曲形绿茶机械化加工中，绿茶色绿香高的品质特征得到充分体现。循环滚炒分两段式进行，初炒、复炒结合，在制品在滚筒和输送设备间循环，在滚筒干燥，在输送设备上摊凉，实现多次循环炒干与摊凉。卷曲形绿茶品质与循环滚炒的温度、次数密切相关。李文萃等[22]研究了不同循环滚炒温度、次数对香茶连续化加工过程中品质形成的影响，发现在第一次循环滚炒次数为5、第二次循环滚炒次数为6的条件下，香茶的碎茶率最低，综合品质最优，且循环滚炒的温度不宜过高，第一次循环滚炒次数不宜过多。刘晓博等[23]研究了做形中的时间、加压力度、转速等因素对卷曲形绿茶品质的影响，得到最优的工艺参数为加压50%、转速50 r/min、做形15 min。赵华富等[24]研究了卷曲形绿茶做形提毫工艺，得出机械做形提毫的绿茶能够达到卷曲形茶基本特征。

1.4 干燥技术

干燥是传统绿茶初制的最后工序[25]。卷曲形绿茶干燥过程中蒸发水分、热化学变化、完善外形三者相互联系，这就要求干燥在控制水分蒸发速率的同时，也要控制热化学反应的方向和程度[26]。卷曲形绿茶的干燥是伴随着循环滚炒的过程同步进行，把干燥速率和做形结合起来，在干燥过程逐渐完成外形的塑造[27]。卷曲形绿茶机械化加工采用两次循环滚炒进行做形和干燥，循环滚炒的呈现方式有单机循环、串联循环、并联循环等，能较好地达到蒸发水分、整理条索、固定外形、发展香气及增进滋味等目的。

2 存在的问题

2.1 加工工艺不精细

卷曲形绿茶机械化加工是在传统大宗炒青绿茶工艺的基础上改进后逐步形成的一套实用加工工艺，但依然存在产品质量不稳定的问题，如色泽暗、香气低[28]。近几年来，加工企业利润空间因生产成本不断攀升而被压缩，在机采鲜叶处理量大、单人需要完成的工作量大的情况下，加工过程变得粗放，经优化后的工艺参数没有得到很好地应用。

2.2 设备研发不标准

卷曲形绿茶机械化加工的各个工序均在机械设备中完成，工艺参数的优化及确定依据设备而定。设备设计的不标准，关键性参数指标如温湿度探头、电子秤（投叶量）、转速（调频器）的不标准，导致不同厂家生产的同一类型设备、同一厂家生产的不同批次设备和同一批次不同型号的设备等均存在不标准的问题。这些标准化生产的不确定因素，往往使科技人员优化确定的最佳工艺参数只适用于特定设备，而不具备推广应用价值，造成人力、财力的浪费。在设备的研发、制造和应用等环节应实现标准化。我国机械制造已经进入“中国制造”时代，茶叶机械设备的大发展、标准化是行业的大趋势[29]，对于成套智能装备的标准化更是迫在眉睫。

3 发展趋势

3.1 工艺创新向标准化方向发展

标准化产品需要标准化工艺，必须以标准化方式定型卷曲绿茶机械化加工工艺。浙江省在2015年就以省级地方标准《香茶加工工艺技术规程》制修订项目为依托，提出了“长杀青、长揉捻、长摊凉、循环滚炒”等创新性加工工艺，加快了浙江省卷曲形绿茶加工技术转型升级进程[30]。贵州省也制定了《贵州绿茶 卷曲形茶加工技术规程》（DB 52/T 634—2010），推动了卷曲形绿茶的标准化生产。针对各地卷曲形绿茶机械化加工工艺不同，通过比较，进行标准化处理，将关键流程、关键参数与关键设备三者配套，先进工艺定型定量，保证产品品质的一致性。以下创新技术可作为卷曲形绿茶机械化加工工艺标准化突破口：①静置回潮，减少碎末。杀青摊凉工序后增加回潮装置，使杀青叶充分回软，可有效减少茶条揉捻过程中出现断碎的现象。②热风解块，一机多能。应用热风解块工艺技术，使揉捻叶“边解块，边烘干”，最大程度保持产品的色泽。③循环滚炒，透气保色。采用循环滚炒技术，使炒二青和炒干过程中透气性佳，一方面保持茶条色泽，另一方面做好茶叶外形。④分段炒干，做形提香。分段式温度设计，分段式炒干，对做形温度和提香温度精准控制，保证卷曲形绿茶达到“高香”品质[31]。

3.2 设备创新向智能化方向发展

劳动力资源日益短缺，推行“机采机制”无疑是破解茶叶加工困境的有效途径。加快卷曲形绿茶加工提质增效、提档升级，须依靠设备创新，更加因地制宜、因时制宜的智能精准生产。我国的茶叶加工设备技术水平已经具有创新基础，郑红发等[32]对比了国产和日产两条卷曲形名优绿茶全自动生产线，发现国产化全自动生产线比日本生产线具有更节能、产品质量更优，但在单机制造水平上需要提升。王岳梁等[33]介绍了卷曲形绿茶加工连续化生产线的特点，为我国茶叶全程机械化加工提供了借鉴。

在智能化设备研发方面，科研人员进行了初步探索。谭俊峰等[34]研制开发了一套依据Delphi7.0技术的炒青绿茶自动化示范生产线及其控制系统。陈华荣等[35]设计了基于PLC（可编程逻辑控制器）的SCADA（数据采集与监控）系统对整个卷曲形绿茶生产线进行过程控制和管理服务。张晓娇等[36]通过分析炒青绿茶自动化生产线控制系统需求，建立模型，优化了炒青绿茶自动化生产线控制系统。未来将卷曲形绿茶生产线模块化分割，根据生产需求再进行自动控制技术组合，开发与之相匹配的数据监控与采集系统，可以实现工艺参数的精确控制，简单方便的人机操作系统和适应信息时代的远程访问系统均是智能化发展方向[37]。通过实现工艺参数精准控制、加工状态实时显示、加工品质在线监测、加工数据自动存储、制动方式自由切换、异常信号及时反馈等核心技术要点，逐步实现卷曲形绿茶机械化加工的智能化发展目标。

3.3 产品创新向优质化方向发展

“名优茶大众化，大宗茶优质化”一直是茶叶加工领域发展思路，以松阳香茶为代表的卷曲形绿茶，作为大宗炒青绿茶的新生载体正在逐步实现“大宗茶优质化”这一目标。面对茶产业存在并且短期难以解决的“采工荒、采工贵、采茶难”[38]等非技术性难题，通过提升加工水平和优化设备性能，用机采鲜叶加工卷曲形绿茶，可以实现经济效益最优解。根据市场变化及时调整，在卷曲形绿茶“香高、味浓”的品质特点基础上，进一步加快产品创新，研发出更加优质、时尚、便携的新产品，如以卷曲形绿茶为茶坯，研发优质的花香型卷曲形绿茶，或适应快节奏生活方式，研发具有快速浸出、低温浸出等特点的冷泡型卷曲形绿茶，均是一个很好的研发方向。

4 小结

卷曲形绿茶机械化加工技术经过长期积累、快速发展，在工艺技术、装备技术等方面有了很大的进步，但加工技术的精细度、设备研发的标准度等方面仍存在一定的现实问题，还需再进一步推进工艺创新、设备创新和产品创新，改善卷曲形绿茶机械化加工现状，实现卷曲形绿茶机械化加工技术的高质发展。