新技术在茶叶加工中的应用

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新技术在茶叶加工中的应用

发布时间：2004-10-29　访问次数：　

改革开放以来，我国的茶叶科技事业像茶叶生产一样，获得了快速的发展，尤其是近几年，面对我国加入ＷＴＯ和茶产业持续发展的形势需要，广大的茶叶科技工作者对茶叶生产新技术进行了大量的研究和探索，取得了一大批科技成果。在此，特以近几年中国农业科学院茶叶研究所部分研究成果为主，对新技术在茶叶加工中的应用作简要论述。
　　一、蒸汽热风混合气蒸青技术在绿茶加工中的应用
　　众所周知，蒸青作为绿茶杀青方法的一种，日本自我国唐代从中国引进后，一直沿用至今，所生产的蒸青绿茶产品，色绿、汤绿、叶绿、新鲜感强，但它不像中国绿茶加工那样炒干或烘干，故也不像中国绿茶那样香高味醇，其香型是一种特有的海藻香气类型，国内外多数绿茶消费者不易接受。为此，将日本蒸汽杀青技术与中国绿茶炒、烘干燥技术相结合，生产出一种品质更好、更具特色的绿茶产品，一直是我国茶业界的追求和企盼。中国农业科学院茶叶研究所从２０世纪９０年代开始尝试使用日本蒸青机进行绿茶杀青，企图获得色泽绿翠、香高味醇的新型绿茶产品，但由于日本蒸青机采用网筒式蒸青结构，并使用常压１００℃蒸汽蒸青，蒸青叶表面含水高，甚至粘连成块，加之缺乏理想的脱水手段，加工叶无法顺利进入下一步的揉捻，无法实现与中国绿茶工艺的结合。此后，为了克服上述不足和实验需要，专门设计了一种网带式蒸青机，将其用于中国绿茶加工中的杀青，并使用烘干机或滚筒杀青机脱水，再进行揉捻、炒干或烘干，进行新型绿茶的开发实验。实验结果表明，所获得的绿茶产品，色泽绿翠，香气独特，不仅完全避免了传统绿茶制法所造成的烟焦味，而且在很大程度上可消除夏秋茶的苦涩，使日本绿茶和中国绿茶的优越性兼而有之，为我国绿茶品质的改善提供了依据。同时也证明网带式蒸青机对于克服蒸青叶粘连成块并用于中国绿茶的加工是可行的。
　　２０世纪９０年代后期，我国蒸青机械研制提上日程，其中用于煎茶生产的大型机组完全仿制日本机型。衢州上洋机械有限责任公司则在吸取国内网带式蒸青机和配套工艺试验研究结果基础上，研制并开发一种如图１所示的使用蒸汽热风混合气进行杀青的杀青机组，使蒸汽杀青用于中国绿茶加工取得突破性进展。该机由上叶装置、杀青装置、脱水装置、冷却装置、蒸汽热风混合气发生炉等组成，其最大的特点是使用了一台自行研制的蒸汽热风混合发生炉，该炉在常压下能同时产生蒸汽和热风，并进行适当比例混合形成混合气，用于绿茶加工中的鲜叶杀青。由于用于杀青的混合气中含有蒸汽，保持了蒸汽对鲜叶穿透力强的特点，可保证杀青匀透，又因为混合气中含有热风，能使蒸汽过热，蒸青温度在无压状态下就可达到１２０～１６０℃，使杀青过程在２０～２５ｓ内即可完成。杀青叶较传统蒸青叶含水率低，色泽绿翠，成朵成个，接着进入脱水装置进行热风脱水和冷风冷却，含水率能迅速达到进行常规揉捻的６０％左右，从而可顺利投入揉捻，实现与中国绿茶后续工序的衔接。由于蒸汽热风混合式杀青机用于中国绿茶加工，可绝对消除中国绿茶存在的烟焦味，并可减轻夏秋茶的苦涩味，因此，若进一步对机器进行完善并深入后续工艺的研究配套，将很有希望代替现行的中国绿茶杀青工艺，值得引起茶业界的关注。
　　二、超微粉碎技术在粉茶加工中的应用　
超微粉茶加工技术是“八五”期间中国农业科学院茶叶研究所开发的新型茶加工技术之一，其种类有绿茶粉、红茶粉、乌龙茶粉等，被广泛应用于食品添加，变“喝茶”为“吃茶”。当前应用最广泛的是绿茶粉，其关键加工技术为：一是对鲜叶原料采用保绿手段，加工成色泽绿翠的干毛茶；二是使用超微粉碎技术，将茶叶粉碎成３００目以下约６０μｍ的微细粉末，并保持茶叶的原有色泽。超微粉茶因为粒度很细，添加于食品中，吃在口中不会有任何粒度的感觉，故可使食品中既富含茶叶的营养和保健成分，又使原来舍弃的纤维素等得以利用，同时还赋予了食品天然绿色，等于添加了绿色色素，形成具有特殊风格的茶叶食品。
　　超微绿茶粉所使用的保绿手段，一是在鲜叶中添加保绿剂；二是使用蒸青方式杀青，生产出色泽绿翠的蒸烘青绿茶。
　　超微茶粉加工的关键设备是ＬＦ型超微粉碎机组，其主机内部结构和工作原理如图２所示，当茶叶颗粒经进料口螺旋送入粉碎室内，受到粉碎盘的高速冲击和剪切，同时也受到涡流产生的高频振动而被粉碎。粉碎后的粉体在负压作用下越过分流锥套进入分级室。由于分级轮的高速旋转，粉体Ｍ同时受空气动力Ｅ和离心力Ｆ的作用如图３所示。当Ｆ＞Ｅ时，说明粉体还大于要求的分级粒径粉粒细度，即被甩至锥套返回粉碎室继续粉碎，而粉碎合格的粉体此时Ｅ＞Ｆ受动力作用，进入集料管道后到辅机被排出，收集后成为超微粉茶成品。
　　三、热水浸渍原理在低咖啡因茶加工中的应用
　　低咖啡因茶是一种适于神经衰弱者、孕妇、老人、儿童等特定人群饮用的茶类，它采用特定的技术手段，将茶叶中所含的大部分咖啡因脱除的同时，尽可能保留其他的有效成分和风味，以满足上述特定饮茶人群的消费需求，使他们既能享受到饮茶的风趣，又尽可能减少因茶叶中含有咖啡因而对睡眠和心脏跳动等带来的不利影响。低咖啡因茶在欧、美市场上销售已较流行，均为低咖啡因红茶，采用超临界萃取法进行加工，而低咖啡因绿茶在国内外市场上尚未正式面市。
　　中国农业科学院茶叶研究所在２０世纪８０年代开始对低咖啡因绿茶加工技术进行探讨，９０年代浙江省科委下达了“低咖啡因茶加工关键技术及其设备的研究”科研项目，经系统研究已获得了一整套低咖啡因绿茶的加工技术，研制成功应用热水浸渍原理的茶叶咖啡因脱除机，并获国家实用新型专利。茶叶咖啡因脱除机主要由进料斗、浸渍槽、网板、传动机构、加热装置、冷却装置和出叶机构组成。作业时，加热装置对浸渍槽中的水进行加热，使其接近沸腾状态，从进料斗投入鲜叶，传动机构带动网板在水中不断前进，同时带动加工叶在热水中不断前进，因为浸渍槽的底部前低后高，加工叶在后部被带出水面，经冷水冷却，完成咖啡因脱除和杀青工序。接着经过离心和热风脱水、揉捻、干燥加工成为低咖啡因绿茶。
　　低咖啡因绿茶中的咖啡因脱除技术，之所以采用热水浸渍方式，一是因为欧美普遍应用的超临界萃取法设备昂贵，二是在热水浸渍状态下，茶叶中的咖啡因将首先溶出，并同时完成杀青工序，经脱水、揉捻和干燥后，即可获得低咖啡因绿茶，设备简单、投资省、操作方便。应用该技术和设备生产的低咖啡因绿茶，茶叶中的咖啡因脱除率为７０％左右，而其他有效成分则可保留９０％左右，并具有中国绿茶的传统风格。
　　四、计算机技术在龙井茶炒制机上的应用
　　龙井茶是我国享誉国内外的历史名茶，随着龙井茶生产的发展，往复多槽式龙井茶炒制机多用机在龙井茶炒制中已获得普遍应用。该机掌握适当，龙井茶炒制效果较好，但存在的问题是，制茶质量在很大程度上依赖于使用者的操作技术，看茶做茶，在炒制过程中对机器的时间、温度、往复频率、加压、吹风等技术参数要不断调整，才能获得良好的制茶品质。为了改变这种状况，在浙江省省长基金支持下，中国农业科学院茶叶研究所研制开发出一种应用计算机控制的龙井茶炒制机。它是将熟练龙井茶师傅的炒制技术参数进行实测和数字量化，形成数字模型和图４所示的包括７个时段的龙井茶炒制程序控制曲线，编制成相应的工艺控制软件，并写入计算机单片，由单片机通过执行机构实施对龙井茶炒制机的全程炒制程序控制。自动控制的因子包括炒制时间、温度、槽锅往复频率、自动开启和停止吹热风、提示加压和卸压等。现机内共贮存１２条程序控制曲线，可使用计算机所具有的人机对话功能，对每条曲线按作业要求进行适当修改，以适应不同产区、不同级别和状态鲜叶的炒制，只要按鲜叶状态，选择适当的程序控制方案，机器即会在计算机自动控制下，炒制出质量良好的龙井茶。
　　五、膜技术在茶浓缩汁加工中的应用
　　当前，液体茶饮料在国内外发展迅速，我国也不例外，２０００年已达１８５万ｔ，２００１年预计达３００万ｔ以上，目前增长势头迅猛，据估算全国的液体茶饮料尚有１０～２０倍的发展空间。液体茶饮料的生产方式，发展初期是饮料厂全程组织生产，而发展趋势是由原料厂商生产茶浓缩汁，供应给饮料厂商，经加水和辅料调配灌装成商品茶饮料，这样有利于产品质量的稳定，并方便于销区组织生产，节约大量的运输费用和成本。世界上一些大宗饮料，如可口可乐就是将原汁和饮料生产分开的。同时，茶浓缩汁可方便地用于食品、医药添加和市售饮料机或家庭饮用含茶饮料的勾兑。然而，目前国内外的茶浓缩汁生产，普遍采用的是传统的热浓缩工艺，产品的茶叶风味损失大、香气差。为了改变这种状况，国家计划发展委员会于１９９８年下达了产业化前期关键技术与成套装备研制项目，其专题项目“茶浓缩汁加工关键技术与装备”由中国农业科学院茶叶研究所承担，该所专题组经过三年多的努力，研究提出了一整套以膜技术为主的茶浓缩汁加工技术，并于２００１年７月份通过鉴定和验收，专家一致认为该项研究达到国内领先和国际先进水平。专题研究取得了以下结论。
　　１、通过大量对比试验，确定了茶浓缩汁加工最佳超滤和反渗透设备的参数。研究表明，用于绿茶和乌龙茶加工的超滤膜膜孔直径以８～１０万分子量，红茶则以采用１０万或１０万以上分子量为宜。用于茶汁分离的超滤膜作业温度、工作压力以控制在４０℃以下和０２～０３ＭＰａ为好；而用于茶汁浓缩的反渗透膜的工作温度、工作压力以５０℃以下和１５～３０ＭＰａ为最佳。
　　２、提出了膜技术为主的茶浓缩汁加工工艺。研究提出的茶浓缩汁加工工艺如下：
自来水→处理→加热　　　　　　　→茶叶→茶渣
茶叶→处理→拼配　　　　　　　　→粗滤→冷却→
生物酶处理→细滤→精滤→超滤ＵＦ→一级反渗透ＲＯ浓缩← →二级反渗透ＲＯ浓缩→茶浓缩汁成品
茶叶原料经处理和拼配，自来水经处理后纯净水加热，两者从相反方向进入茶汁逆流提取设备进行茶汁提取，提取的茶汁冷却后经粗滤、细滤和超滤，除去茶汁中的茶叶大小颗粒和大分子物质，然后用反渗透设备进行循环膜浓缩，直至达到要求浓度，完成茶浓缩汁的加工。
　　３、筹建了１００ｋｇ／ｈ茶浓缩汁生产线。在研制设计茶浓缩汁加工专用超滤和反渗透设备基础上，对包括６０余台套的工业化生产线全套设备进行配备、安装、调试，最后正式投产，目前总计运行时间已达５００ｈ以上，生产茶浓缩汁４０余ｔ，机器运转正常。
　　４、茶浓缩汁工业化生产线生产的茶浓缩汁产品，浓度可达２０％Ｂｒｉｘ以上，台时产量可达１００ｋｇ／ｈ，年可消耗茶叶６００ｔ以上，产品经农业部茶叶质量监督检验测试中心审评和分析，感官品质、化学成分分析结果等均达到非常理想的水平，明显优于传统热浓缩产品。

责任编辑：高波　信息来源：中国农业网