六安瓜片茶加工工艺研究进展

卫聿铭 ， 方仕茂 ， 宁井铭 *， 武卫权 ， 曾雪鸿

（1.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽合肥 230036；2.茶树生物学与资源利用国家重点实验室，安徽合肥 230036；3.安徽省六安瓜片茶业股份有限公司，安徽六安 237010）

中国是世界上最早发现和饮用茶的国家。从最初鲜叶食用，到六大茶类的饮用，茶的发展变化离不开加工技术的不断优化革新[1]。绿茶是六大茶类中产量最大的茶类，其清爽回甘的滋味深受消费者的喜爱[2]。在丰富多彩的绿茶品类里，六安瓜片茶制作工艺实为中国绿茶加工技术之一绝[3]。正因为瓜片工艺与其他名优绿茶相比独具特色，故多沿用手工与半机械化方式加工，这使得六安瓜片茶生产率低、产品质量不稳定，成为产业发展的瓶颈[4]。为了全面提升六安瓜片茶机械化加工水平，六安瓜片茶连续化机械加工生产设备及其生产工艺的优化势在必行，这对六安瓜片茶产业的可持续发展具有重要的现实意义[5]。文章主要对当前六安瓜片茶的采摘技术与加工技术研究进展进行综述，旨在为六安瓜片茶的后续研究提供参考与思路。

1 历史与发展现状

六安瓜片茶是中国十大名茶之一，主产于六安市裕安区、金寨和霍山两县毗邻山区和低山丘陵，分内山瓜片和外山瓜片两个产区[6-7]，距今已有三百多年的生产历史[8-9]。瓜片茶的知名度在1905年前后出现极大的提升，在民国时期产量很大，是瓜片近代历史上的兴盛期。后来由于战乱，市场消费低迷，导致产量锐减，加上在建国后，霍山、金寨转制红茶，瓜片产区大幅度缩小，产量急剧下降，到了1952年只出产17.5吨。随着人民生活水平的提高，瓜片茶逐渐出现了供不应求的状况，故有关部门大力发展生产，并组建了茶叶专业队，开辟新茶园，产量逐年增加，2005年达到历史最高的450.0吨[10]。目前六安瓜片茶市场仍然前景广阔，截至2017年茶园面积12139.4公顷，茶叶年产量7600.0吨，综合产值达13亿元[11]。

六安瓜片茶独树一帜的品质离不开别具一格的加工工艺，其中传统生产方式基本为手工炒制，工序可分为：鲜叶采摘、手工扳片、炒生锅、炒熟锅、毛火、拉小火、拉老火[12]。近年来，多数茶厂开始采用机械化加工技术替代手工炒制加工方式以缓解劳动力短缺、供不应求等问题。文章将从六安瓜片茶的采摘与摊放、炒片、烘焙技术等三个方面的工艺进展进行论述。

2 鲜叶采摘与加工工艺

2.1 采摘与摊放

六安瓜片茶采摘方式独特，是我国绿茶中唯一不采梗、不采芽、只采叶的片茶。六安瓜片茶历史上根据采摘季节和采摘部位不同分为银针 （芽头）、提片（第一片叶）、瓜片（第二片叶）、梅片（第三片叶以上）等四个级别，新中国成立后六安瓜片茶分为名片（特级）和瓜片（1～4级）五个等级[1]。采摘通常在谷雨前后，过去采摘标准为以一芽三、四叶为主的开面采，在鲜叶采摘后需及时“扳片”将叶片依据不同划分级别一一摘下，达到精细分级的效果[13]。经过独特扳片工艺的鲜叶实质上也进行了一段时间的摊放，使鲜叶水分蒸发，叶质柔软，便于下一步杀青造型[14-15]。并且在摊放过程中散发青草气，可促进类似花果香的芳香化合物的挥发，提高鲜叶香气[16]。但手工扳片效率低，劳动力成本高，如何实现扳片的机械化是六安瓜片茶亟待解决的技术难题[17]。目前，新的采摘标准是待茶树新稍生长至一芽二、三叶或三、四叶，每枝有一两张大片开采。主要采摘新梢上较成熟的二、三叶，保留芽和幼嫩的叶片在新梢上，待芽叶展开，嫩叶生长到一定成熟度再采摘。现在的采摘方式省去了“扳片”的传统工序，形成了在茶园中茶树梗长嫩茎的独特风景[1]。虽然改进工艺，节省了部分扳片工时，但是仍需在采片时，人为分开老叶、嫩叶，也极大地影响工效。因此从长远看，仍需积极研发瓜片鲜叶分级机械来解决这一现存问 题[9，18]。

六安瓜片茶传统的摊青主要有两种自然摊放方式：一种是将采摘的叶片直接摊放于地面，或摊放在篾制、木制及其它物料制成的垫子；另一种是搭建层架（竹木或钢结构），再放上篾制、木制等容器，进行鲜叶摊放[19]。前一种摊放方式较为原始且占据大量工厂面积不利于大批量生产；后一种方式相对节约了场地面积但需要人工定时搬运转移劳动强度较大，而且自然摊放无法控制摊放的温湿度变化。综上，与自然摊放及传统的瓜片茶摊青方式相比，目前所运用的摊青机充分利用了空间，实现了摊青温湿度人为控制和鲜叶传输自动化，很大程度上降低了制茶工人劳动强度[20]。陈习村[21]探究不同摊放程度对六安瓜片茶品质的影响发现，摊放4 h能减轻茶汤苦涩味，使滋味更加醇和，并能明显提高瓜片茶香气，提升六安瓜片茶综合品质。李兵等[22]研发了一种在摊青机摊放20～30 min后的鲜叶利用锥形筒式摇青机进行短时慢速摇青的工艺，使茶青在外力作用下，散发青气，引起部分多酚微弱酶促氧化，增进茶叶香气，弥补了机械摊放香气不足的缺陷[23]。但实际生产过程中由于摇青易使瓜片叶缘泛红，因此并未得到应用推广。

2.2 炒片技术

炒片是形成瓜片茶特殊品质的关键[1]，根据近年来特级瓜片茶的研究，传统的炒制方法是高温杀青，将炒、揉、拍结合，边杀青、边造型、边干燥，紧密衔接，一气呵成[24]（图2A）。用于炒制瓜片茶的炒锅口径约70 cm，呈30°倾斜，一生一熟。生锅的锅温一般在180～200℃（嫩片稍高，老片稍低），实际操作时掌握生锅的锅温是以鲜叶下锅有炒芝麻声为宜，目的主要是高温杀青，快速破坏多酚氧化酶活性，散发青草气；熟锅的锅温160～180℃（嫩片稍高，老片稍低），主要起做形作用，使叶缘背卷形成“瓜子片”[25-26]。

图1 六安瓜片茶的鲜叶采摘方式Fig.1 Picking forms of Lu’an Guapian Tea

随着六安瓜片茶产量的不断增加，二十世纪七八十年代就有六安瓜片茶机械化生产工艺的研究。田兴安[27]设计并利用了750型滚筒杀青机（附整形装置）对瓜片茶炒片工艺进行优化，为保证鲜叶进入滚筒时温度达到杀青要求，控制筒温稳定在前段130℃，中段120℃，后段110℃。该杀青机将传统生锅与熟锅单独作业相整合，实现杀青与做形工艺连续作业。所制成茶叶叶缘两侧背卷，质地硬而不脆，色泽翠绿，少黄变，基本达到传统炒片要求。但与传统瓜片茶的“瓜子”成形率、片叶完整率、断碎率相比明显不及。目前逐渐以机械杀青、揉捻、理条来模拟传统手工炒生锅、熟锅工序，以提高生产效率和品质（图2B）。陈习村[21]利用揉捻机和理条机对滚筒杀青叶进行做形工艺的探究，结果表明用棱骨低而宽的揉捻机，前3 min空揉，后11 min轻压松压交替的方式有利于瓜片成形；理条温度在 115～130℃，理条时间为8～10 min的条件下，加入直径较大的铁条压棒能进一步促进成形。李兵等[22]也研发了一套机械化炒片的工艺流程，将摊放好的鲜叶经电热滚筒杀青机杀青，杀青温度控制在220～240℃，叶温90～115℃，时间 60～130 s，杀青叶摊凉回潮 10～15 min 至室温，送入揉捻机揉捻（时间5～8 min，揉桶转速48～66 r/min，桶内压力为 0.5～2 MPa），揉捻叶解块摊凉5～7 min后，进入理条机做形，槽锅锅温230～250℃，并加入0.05～0.15 MPa的压棒加压。但经实践后发现，在炒片工艺中直接使用一些通用绿茶加工设备时并不理想，主要体现在两个方面。第一，普通滚筒杀青机用于六安瓜片茶杀青时，由于六安瓜片茶鲜叶原料无梗，鲜叶进入滚筒后叶与叶之间间隙率较小，与杀青滚筒内壁产生粘附或堆积现象，同时透气性不好，影响杀青质量；第二，机制瓜片茶的外形与传统手工瓜片茶差别较大，主要表现在理条过程中，将瓜片茶直接理成 “瓜条”状，没有瓜片茶特色[28]。针对上述问题李兵[5]基于滚筒式杀青机的设计原理和六安瓜片茶无梗无芽的物理特性，重新优化了50型杀青机的传动结构、驱动形式及导叶板螺旋升角、后倾角、导叶板高度等系列参数，并通过整机实验验证滚筒转速对杀青质量存在影响，要求杀青时转速控制在20～40 r/min，鲜叶应覆盖滚筒内表面的60%～65%，鲜叶开始抛落点与水平方向夹角应为45°～60°，以利于鲜叶迅速升温及较快排湿，保证瓜片杀青质量。另一方面，基于结构优化设计理论分析了理条机的曲柄滑块结构的运动学问题，并对其相关结构进行重新设计，有效地改善了理条机的传动性能，使传动更加平稳，振动减轻，噪音降低；槽锅的卡滞现象消失，理条机的成条率增加6%，从而提高了六安瓜片茶的理条效果，以期与传统手工瓜片茶品质一致。综上所述，当前炒片机械化工艺研究基本达到传统工艺要求，解决了一些加工上的技术难题，基本符合六安瓜片茶的外形要求。

图2 炒片工艺比较：传统工艺（A）；机械化工艺（B）Fig.2 Comparison of shaping process： tradition （A）， mechanization （B）

2.3 烘焙技术

六安瓜片茶的烘焙工艺流程为毛火、拉小火和拉老火。传统工艺要求炒制的湿坯要及时上烘（嫩叶薄摊，老叶厚摊）。毛火的烘焙程度要求老片含水量较低、嫩片含水量相对较高，烘至八成干。毛火后，初步去杂，摊放1～2 d后通过拉小火进一步干燥进而固形、发展香气。与毛火相比，拉小火的火温略高。每笼在木炭明火上走烘40～50次，烘翻交替，烘到九成干后下烘，摊凉装篓。拉老火一般在拉小火后的2 d左右进行。拉老火是形成六安瓜片茶品质的关键工序，要求火温比小火高而均匀，每篮烘翻120～160次，至表面上霜，手捏成末，即可下烘，趁热包装[29-30]（图3A）。现在有部分茶厂将传统人工提篮拉老火优化，在炭火烘炉上架起一段金属导轨，将烘篮架在导轨上由工人来回推拉，降低了劳动强度（图3B）。综上，传统炭火烘焙的茶叶品质较优，但烘焙程度的控制依赖经验，无法保证品质的稳定，且在拉火过程中茶叶易吸附烟气，影响茶叶品质。另一方面，传统人工拉火效率较低，难以实现规模化、清洁化和标准化的生产，从而制约了六安瓜片茶产量的提高和品牌的发展。烘焙的机械化和连续化是提高六安瓜片茶的生产规模和效率的关键[31-32]。

20世纪70年代，田兴安等[33-34]对六安瓜片茶机制烘焙工艺及相关装备进行了研究，并提出毛火初烘、除杂分级、拉火烘焙的瓜片烘焙流程，其中利用SHYZ-2型电热远红外烘焙机模拟传统拉火工艺并对其烘焙效率进行研究：拉小火远红外辐射面板温度控制在220～230℃，进出时间60 s；拉老火控制温度稍高，保持在160～170℃之间，进出时间60～90 s。此工艺平均工效较传统拉火提高1.2倍。但由于受当时技术条件限制，机械化烘焙问题并没有得到很大突破，主要是受当时发热元件性能限制，烘焙机发热元件温度并不能达到手工拉火时炭火的表面温度；设备的转速、温度等参数未实现自动控制；相关装备同时存在设计缺陷、可靠性不足等问题，因此并未得到推广。陈习村[21]为探究更优的拉老火工艺，进行了不同拉老火程度和方式的比较，发现在热风烘干机内温度控制在95～105℃下，拉火15 min条件下能明显提升瓜片茶综合品质，但过度则会导致品质下降，产生高火味。同时比较了传统拉火、八角滚筒炒干、微波和热风烘干干燥工艺对六安瓜片茶品质的影响，指出传统拉老火工艺品质最优，而利用八角炒干机控制筒温在80～115℃，叶温38～100℃，干燥时间30 min的条件下，在提高生产效率的同时也基本保证了茶叶品质与手工木炭拉老火的一致，较其他干燥机械效果最优。近年来红外烘焙逐渐运用于六安瓜片茶的生产，将做形后的茶叶经远红外进行低温烘焙，加热器额定温度为450～500℃，叶温为60～80℃，烘焙时间控制在30～40 min，再利用远红外进行高温烘焙，温度设为520～600 ℃，叶温为 80～105 ℃，时间 40～45 min，这种模仿依次拉火工艺的红外烘焙技术基本满足了传统拉火要求[22]。其中李兵等[35]在远红外烘焙机的基础上设计了利用模糊PID控制原理设计的温度控制器，具有较好的动态及静态性能，温度控制精度高，超调小，稳定性好，当六安瓜片茶叶温设置为80℃时，能得到较好的烘焙品质。同时曾雪鸿等[36]研发出一种滚筒式拉老火机械（图3C），该机械在电机的带动下滚筒均匀转动，可以使茶叶受热均匀，在滚筒内安装20根加热管，可以使滚筒内温度达到六安瓜片茶烘焙要求的篮顶温度，通过吹风管可以使滚筒内的热气流动。上述机械极大地提高了机制瓜片茶的烘焙质量和生产效率，并且清洁环保，达到了瓜片茶的成茶品质（DB34/T 237—2011《地理标志产品 六安瓜片茶》）要求。但目前机械化烘焙工艺仍以连续式加热形式为主并没有完全做到传统拉火工艺的间歇式加热形式，所以机制瓜片茶在香气上还是不及传统瓜片茶。为此在研究传统拉火的烘焙时间及烘焙温度等关键参数基础上，提出了以电加热远红外辐射技术为核心的烘焙技术及装备；提出了间歇式高温红外烘焙技术模拟六安瓜片茶传统烘焙工序，并成功研制出基于以上技术的圆盘式红外烘焙机（图3D）。从加热工艺上模拟了传统拉火间歇热辐射形式，加热 2～4 s，脱离热源，停歇 2～4 s，停歇时人工翻叶，再加热 2～4 s，如此往复 80～100 次，总时间40～60 min。虽然这种圆盘式烘焙机节省了劳动力，但是依然需要人工翻叶，且产量较小，加上机械震动等因素，茶叶短碎较多，还没有进行产业化推广。

图3 拉火工艺比较Fig.3 Comparison of baking process

3 展望

六安瓜片茶是中国名优绿茶的重要组成部分，也是当地农民增收的主要农产品。近年来随着瓜片茶机械化加工技术难题的攻克，利用机械加工的六安瓜片茶品质得到提升，然而与传统瓜片茶相比，无论是外形还是香气仍略逊一筹，机制瓜片茶加工过程中仍存在的问题主要为：（1）机制瓜片茶在轻揉和理条过程中易形成“瓜条”状，很难完全达到传统瓜片茶叶缘背卷、形似瓜子的外形要求。（2）机械烘焙工艺（连续式加热）没有完全做到模拟传统拉火工艺（间歇式加热），机械成品茶香气与传统相比差距较大。（3）部分关键工序连续化、自动化程度较低。针对上述存在的问题，还需进一步开发和研究在机械炒片过程中模拟传统炒把炒片的瓜片炒片机，以达到传统瓜片茶的外形要求；在烘焙工艺上已提出利用间歇式高温红外烘焙技术模拟六安瓜片茶传统烘焙工序，但在机械上需进一步优化以解放劳动力、减少茶叶断碎与受热不均等问题。未来六安瓜片茶机械化加工需突破关键工艺上的技术瓶颈以实现六安瓜片茶大规模连续化、机械化、标准化和绿色化生产。