正山小种红茶清洁化加工工艺的优化

李国平，傅 娟，连清秀，梁添梦，梁天雄

（1.武夷学院 生态与资源工程学院；2.武夷山市骏德茶厂；3.武夷山市科技经济情报研究所，福建 武夷山 354300）

正山小种红茶仅产于武夷山国家公园内星村镇桐木村一带，是世界红茶的始祖，在国际市场享有盛誉。武夷正山小种红茶滋味浓厚而醇，具独一无二的“桂圆香气”并其优异而独特品质与武夷山国家公园内独特的生态环境有关，也与特殊的传统加工工艺密切相关。武夷传统正山小种在初制阶段通过燃烧松柴加热萎凋，在精制阶段的干燥烘焙过程中要闷燃松茗产生大量烟气，让茶叶吸附。数百年来当地茶农一直沿用这一特殊工艺生产具松香烟味(桂圆干香味)的烟熏小种红茶，其工艺与国内外其它产地的红茶不同，形成独特的品质风格，但是这种加工工艺也存在一些弊端：第一，由于正山小种红茶产地位于武夷山国家公园境内，燃烧松柴和松茗可导致马尾松和黄山松的违规砍伐，造成生态破坏；第二，传统加工工艺的程序复杂，手工烟焙劳动强度大，难以实现标准化机械化生产，

加工效率低；第三，烟熏小种红茶加工过程可能容易发生焦条及老火，品质不能保证。鉴于武夷正山小种传统工艺的弊端，亟宜引进电加热清洁化加工系统，对正山小种红茶加工中传统萎凋、烘焙工艺进行改造，实施红茶加工工艺的柴改电、煤改电、炭改电、油改电，这是实现正山小种红茶清洁化、标准化生产最根本的途径，也是武夷红茶产业可持续高质量发展的必然选择。由于在正山小种红茶加工中引入了电加热清洁化加工工艺，传统工艺中萎凋、烘焙等过程的有关技术参数会发生变化，有必要对正山小种红茶电加热清洁化加工各环节的技术参数进行优化。本研究依托武夷山市骏德茶厂正山小种红茶清洁化生产线，选择萎凋方式、萎凋程度和发酵时间三个关键影响因素，通过正交试验设计优化正山小种红茶清洁化加工工艺条件，并结合感官评定和理化成分测定，比较分析清洁化工艺与传统工艺处理之间的品质差异，旨在为正山小种红茶清洁化加工技术的推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

2020年5月，茶树鲜叶采摘于武夷山市星村镇桐木村骏德茶厂茶叶基地，品种为本地菜茶“奇种”，选用一芽二叶初展等级的鲜叶作为加工正山小种红茶的原料。

1.2 主要设备

6CZ-100B型茶叶综合做青机；6CCP-110型杀青机；6CR-55型揉捻机；CS-6CHZ--10BX型烘干机；6CFX-35型茶叶风选机等。

1.3 正山小种红茶制备工艺

1.3.1 传统工艺。

鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→过红锅→复揉→熏焙干燥→毛茶。

萎凋：在专门萎凋楼(青楼)烧松柴加温萎凋，历时2 h左右。

揉捻：将萎凋叶投入揉捻机，加压原则:空压3～5min—轻压5min—重压10min—轻压5min，松压后下机解块复揉15～20min。

发酵：揉捻叶装入发酵专用竹筐，放在发酵间并加盖湿布，室内温度25℃左右，发酵时间大约6h，中途翻叶2～3次，确保发酵均匀。

过红锅：这是小种红茶的特有工序。当铁锅温高达200℃投入1～1.5kg发酵叶在锅中翻炒1～2min。

复揉：过红锅后，置于揉捻机趁热复揉10min（轻压2min—重压6min—轻压2min）。

熏焙干燥：将复揉后的茶坯均匀薄摊于竹筛上，放进“青楼”底层的吊架上，墙外灶烧松柴，烟雾和热气导入“青楼”底层，让茶坯吸附松香至干燥，为时7～8h。

1.3.2 清洁化加工工艺。

鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→初烘→复烘→毛茶

萎凋：萎凋的方法有自然萎调、萎凋槽萎凋和摇青萎凋3种。

自然萎凋：均匀摊青于室内，厚度2～3cm，室温15～23℃，相对湿度65～75%，萎凋时间12～14h，萎凋程度以叶质变柔软、嫩梗萎软曲折不易断，叶色转为暗绿，青草气减退，透发清香，青叶失水率30～40%为适度。

萎凋槽萎凋：均匀摊青于萎凋槽竹席上，利用萎凋槽鼓风设备吹风，采用间歇式吹风，一般吹风0.5～1.0h时停止鼓风1～2h，并翻叶1次，萎凋时间一般在10～12h。

摇青萎凋：先摊青于茶叶综合做青机，摊放厚度约2cm，再3次摇青(第1次做青10min，静止30min；第2次浪青，做青15min，静止6min；第3次做青20min后静置萎凋至适度。机摇转速均为20r/min。

揉捻：与“1.3.1传统工艺”中揉捻工序同。

发酵：与“1.3.1传统工艺”中发酵工艺相同，发酵时间为5～7 h。

初烘与复烘：发酵叶使用烘干机干燥，初烘毛火温度为110℃、时间30min、厚度2cm ；冷却后复烘，温度为85℃、30min。

1.4 清洁化加工工艺参数的优化

根据生产实践和前期试验结果，萎凋工艺及发酵工艺对正山小种红茶的品质影响较大。本试验选择萎凋方式、萎凋程度和发酵时间三个因素进行L9（34）正交试验设计，分别制作红茶，通过感官审评指标进行正交试验分析，对正山小种红茶清洁化加工工艺参数进行优选。正交试验的因素与水平见表1，实验设计如表2。按“1.3.2清洁化加工工艺”进行红茶加工，萎凋的方式设自然萎调、萎凋槽萎凋和摇青萎凋3种，萎凋程度以鲜叶失水率表示，设30%、35%、40%3个水平，发酵时间设5h、6h、7h 3个水平，共设9个处理。

表1 正交试验因素与水平表

表2 正交试验设计表（L9 (34）)

1.5 功能性成分检测

对正山小种清洁化加工优化工艺与传统工艺加工的红茶进行功能性成分检测与比较分析。茶样水浸出物含量参照《茶 水浸出物测定》GB/T 8305-2013测定；茶多酚含量参照《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》GB/T 8313-2018测定；游离氨基酸含量参照《茶 游离氨基酸总量的测定》GB/T 8314-2013测定；咖啡碱含量参照《茶 咖啡碱测定》GB/T 8312-2013测定；茶氨酸含量参照《茶叶中茶氨酸的测定 高效液相色谱法》GB/T 23193-2017测定；儿茶素组分参照《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》GB/T 8313-2018采用HPLC方法测定。

1.6 茶叶感官品质评价

参照《茶叶感官审评方法》GB/T 23776—2018对不同处理的红茶制品进行感官质量评价。审评内容包括茶叶的外形、滋味、香气、汤色、和叶底五项因子，感官审评综合得分按加权评分法计算，设各因子的权重为外形10%、滋味35%、香气30%、汤色15%、叶底10%，即：Y=Axa+Bxb+Cxc+Dxd+Exe，Y表示感官审评的品质综合得分；A，B，C，D，E表示各项因子的审评得分；a，b，c，d，e表示各项因子的评分权重。

1.7 数据统计与分析

应用 Excel 2017 对正交试验结果进行极差分析和方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同工艺处理对正山小种红茶感官品质的影响

不同工艺处理红茶感官审评及极差分析结果见表3。由表3得知，3个因素的极差值大小排序为A＞B＞C，即这3个因素对红茶加工品质的影响程度排序为：萎凋方式＞萎凋程度＞发酵时间，但方差分析结果表明（见表4），本试验所设的3个因素对红茶加工品质的影响均未达显著水平(P＞0.05)。根据表3中k值大小可得最佳加工工艺组合为A2B2C2，即正山小种清洁化加工的最佳工艺参数为采用萎凋槽萎凋，萎凋程度即茶青失水率为35 %，发酵时间6h。

表3 正交试验红茶感官审评与极差分析结果

由于极差分析所得最佳工艺组合与本试验中的最优处理T5（A2B2C3 即采用萎凋槽萎凋，萎凋程度为35%，发酵时间7h）不一致，故将极差分析所筛选的最佳工艺组合（定为T10，即A2B2C2）与T5组合进行了进一步验证试验，即按T10、T5的工艺参数制备红茶样品，每个工艺进行两次水平操作，得到感官审评分数，验证试验结果（如表4）表明：T10的品质分数高于T5，故本试验确定正山小种清洁化加工的最佳工艺为T10处理，即茶鲜叶采用萎凋槽萎凋，萎凋至失水率达35%进行揉捻，然后发酵时间6h，经烘干所得的红茶品质最佳。

表4 正交试验结果的方差分析

表5 最佳组合的验证试验

2.2 清洁化加工工艺与传统工艺红茶理化品质的比较

分别按清洁化加工工艺最优组合（T10、定义为新工艺）和传统工艺制备正山小种红茶，检测2个不同处理红茶的主要品质成分，结果如表6所示，除表儿茶素（EC）外，新工艺红茶的各主要品质成分含量均比传统工艺红茶的高，各检测值的增幅在10.53%～385.71%之间，其中新工艺红茶茶多酚、茶氨酸和游离氨基酸的检测值比传统工艺分别增加33.77%、100%、56.2%，儿茶素总量比传统工艺的增加94.12%。传统工艺红茶的酯型儿茶素（EGCG+ECG）/简单儿茶素（EGC+C+EC）比值与酚氨比分别为1.464、4.81，而新工艺的酯型儿茶素/简单儿茶素比值与酚氨比分别为3.156、4.12。

表6 传统工艺与新工艺红茶主要品质成分的比较

3 结论与讨论

正山小种红茶加工的基本工序包括萎凋、揉捻、发酵和干燥，各道工序不同程度地影响了红茶的最终品质。萎凋是红茶加工初制阶段的第一道工序，大量研究表明，萎凋方式与萎凋程度直接影响到后续的做形，并为成品茶最终品质形成奠定基础。发酵是红茶制作过程中的关键工艺，发酵程度会直接影响其内含物质的变化，进而影响红茶品质，大量研究与实践表明，对红茶发酵质量影响最大的因素是温度、时间与湿度，掌握合理的工艺及参数有利于提升红茶的综合品质。

本研究根据正山小种红茶清洁化加工生产经验，在前期试验的基础上选择萎凋方式、萎凋程度和发酵时间3个因素设计正交试验，研究不同工艺组合对正山小种红茶加工品质的影响，结果表明：3个因素在3个水平上对红茶品质的影响程度由大到小依次为萎凋方式＞萎凋程度＞发酵时间，通过正交试验和验证试验最终筛选出最适宜正山小种红茶加工的工艺组合为:采用萎凋槽萎凋，萎凋程度即茶青失水率为35%，发酵时间6h。

红茶加工过程中常见的萎凋方式有室内自然萎凋、日光萎凋、萎凋槽萎凋、摇青萎凋等。萎凋槽萎凋也称为萎凋槽热风萎凋，是通过电热作用，让适度的热风通过鲜叶表面以加速水分蒸发的萎凋方式。本试验结果表明，用萎凋槽萎凋方式处理的茶样感官审评表现为花香高，香气表现占优，汤色橙红，叶底匀整略暗，滋味呈现甘爽的特点，但略带涩味。总体而言，不同萎凋方式处理的正山小种红茶感官表现各有优劣但差异不大。相当于室内自然萎凋、日光萎凋和摇青萎凋，萎凋槽萎凋方式操作简便，且萎凋程度易于人工控制，特别适合于红茶清洁化加工。

本研究对新工艺红茶和传统工艺红茶的主要品质成分进行检测，结果显示新工艺红茶的中茶多酚、茶氨酸、游离氨基酸和儿茶素含量均比传统工艺的高，新工艺红茶的酚氨比较传统工艺低，但酯型儿茶素/简单儿茶素比值较传统工艺高。这些成分都是影响红茶滋味的重要风味物质，一般说，茶氨酸和游离氨基酸含量与红茶的鲜爽度呈正相关，茶多酚和儿茶素含量则与红茶的醇厚感有关，酚氨比低，则鲜爽度高，酚氨比高，则鲜爽度低。儿茶素各组分中，简单儿茶素苦涩味较弱，收敛性较小，而酯型儿茶素具有较强的苦涩味和收敛性。新工艺红茶的低酚氨比有利于提高茶汤品质指标，但其较高的酯型儿茶素/简单儿茶素比值对茶汤滋味有一定负面影响，新工艺红茶的成分检测结果与感官审评中新工艺红茶滋味鲜爽而醇厚的特点相吻合。

按照传统工艺生产的正山小种红茶带有浓烟熏气息，即极似桂元干的甘醇味道，传统正山小种红茶这独一无二的味感形成与制作工艺中茶青萎凋、过红锅、熏干等过程烧松柴直接相关，传统工艺不仅造成能源浪费，污染环境，而且手工烟焙的劳动强度大也可能导致红茶成品某些污染物超标。新工艺正山小种红茶虽然没有“松烟”味，但综合品质与传统工艺的相当，而且新工艺红茶加工过程中均采用电加热设备，同样日加工500kg 的红茶可降低能耗费用30%～40%，日可减少4～5个劳动力。本研究通过正交试验设计初步筛选出正山小种红茶的清洁化加工优化工艺，可为进一步探索武夷山正山小种红茶加工和品质改善提供参考，对于促进当地森林生态的保护和茶产业可持续发展具有重要的意义。