2022年茶叶加工技术研究进展
《中国茶叶》杂志 2024年1期 作者：安会敏 尹鹏 欧阳建 蒋容港 欧行畅 陈圆 刘仲华
基金项目：国家重点研发计划（2022YFD1600800）、国家现代农业产业技术体系（CARS-19）
作者简介：安会敏，女，博士研究生，主要从事茶叶加工理论与新技术研究。*通信作者，E-mail：zhonghua-liu@hunau.edu.cn
摘要：茶产业是我国传统特色优势产业，茶叶加工技术的发展可推动茶产品的高质量生产和助力茶产业转型升级。文章综述了2022年传统六大茶类及再加工茶茉莉花茶加工技术的最新研究进展，以及当前我国茶叶加工技术发展所面临的瓶颈与挑战，并结合时代和科技发展趋势预测茶叶加工技术未来发展方向，以期为后续茶叶加工技术的研究提供借鉴。
关键词：茶叶；加工技术；智能化加工；数字化加工；研究进展
中图分类号：TS272 文献标识码：A 文章编号：1000－3150（2024）01-14-8
Research Progress of Tea Processing Technologies in 2022
AN Huimin， YIN Peng， OUYANG Jian， JIANG Ronggang， OU Xingchang， CHEN Yuan， LIU Zhonghua*
Hunan Agricultural University， Changsha 410128， China
Abstract： The tea industry is a traditional advantageous industry in China， and the development of tea processing technology can promote the production of high-quality tea products and assist in the transformation and upgrading of the tea industry. This paper reviewed the latest research progress on the processing technologies of six major tea categories and reprocessed jasmine tea in China in 2022， as well as the bottlenecks and challenges faced by the current development of tea processing technology in China. It also predicted the future development direction of tea processing technology based on the trend of the times and technological development， in order to provide reference for subsequent research on tea processing technology.
Keywords： tea， processing technology， intelligent processing， digital processing， research progress
近年来，随着科技的不断发展，自动化技术、数字化技术、智能化技术等新技术逐渐被应用到茶叶加工中，不仅在一定程度上满足了现代茶叶加工连续化、清洁化、自动化和标准化的需求，而且在提升茶叶品质和制茶效率方面发挥了重大作用[1]。因此，研究茶叶加工技术发展对我国六大茶类及再加工茶的生产和发展具有重要意义。
1 不同茶类加工技术的发展与创新
绿茶、红茶、白茶、黑茶、青茶（乌龙茶）和黄茶是我国传统的六大茶类。随着茶叶消费市场的不断改变，以茉莉花茶、复合型花草茶为代表的再加工茶也越来越受消费者喜爱。2022年11月29日，中国传统制茶技艺及其相关习俗列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录，对保护、传承传统制茶技艺和推动茶叶加工技术创新发展具有重大意义。
1.1 绿茶加工技术发展与创新
绿茶是我國产量和消费量最高的一类茶叶。据统计，2022年我国绿茶产量为185.38万t，占六大茶类总产量的58.28%[2]。
1.1.1 绿茶加工重要指标实现无损检测
茶叶水分含量是绿茶加工过程中重要的技术参数之一。董春旺等[3]利用机器视觉结合近红外光谱技术构建了绿茶杀青过程中水分含量变化的定量预测模型，能快速有效无损检测绿茶杀青过程中在制叶的水分含量，实现杀青叶质量的精准调控。段东瑶等[4]基于支持向量机算法建立了绿茶杀青和烘干过程含水率预测模型。Liu等[5]融合近红外光谱和机器视觉技术实现了绿茶加工过程中水分含量的预测。
1.1.2 绿茶加工关键工艺不断优化
杀青是形成绿茶香气的关键工序。研究表明，蒸青绿茶中香气成分的含量（4 168～10 706 μg/L）显著高于炒青绿茶（959～2 608 μg/L）[6]。在条形绿茶加工过程中，适度的裹条有助于青草属性挥发性成分（1-辛醇、2-戊基呋喃）的散失和花果香属性挥发性成分（如β-紫罗酮、壬醛、香叶醇等）的增加[7]。干燥是绿茶保色保香的重要工序。吴荣梅等[8]研究发现，与重度（含水量15%）和轻度（含水量25%）毛火相比，中度（含水量20%）毛火所制绿茶茶汤更加嫩绿明亮，嫩香更显，滋味更鲜醇；茶叶外形色泽黄蓝度（Lb）与红绿度（La）的比值较重度和轻度毛火分别显著提高3.14%和4.25%。吴仕敏等[9]研究发现，绿茶在微波足火过程中叶绿素发生异构化、脱镁降解反应、脱羧甲基化反应的程度低于其他足火方式，因此微波足火有利于绿茶中叶绿素的保留，其色泽属性和综合感官品质均优于其他足火方式。
1.1.3 夏秋绿茶品质提升技术突破
夏秋绿茶品质提升技术的发展不仅有助于提高茶树资源综合利用率，而且对绿茶产品创新具有重要意义。刘建军等[10]研究发现，在摊放阶段为鲜叶补充光源可以有效改善茶叶品质。利用红光辐照夏秋茶离体鲜叶能够增加绿茶香气物质的种类和含量，尤其是显著提高了形成花果香属性的关键物质（3-蒈烯、β-月桂烯、苯乙醇等）含量，茶汤鲜爽味提升。另外，與传统滚筒杀青相比，采用微波杀青（微波功率500 W，杀青时间3 min）对秋季加工的绿茶具有较好的保绿和降低苦味的效果[11]。
1.2 红茶加工技术发展与创新
红茶是全球第一大茶类，具有“香高、色艳、味浓”的独特品质，其产量约占全球茶叶总产量的57%。传统红茶的加工工序主要包括萎凋、揉捻、发酵和干燥。近年来我国各类茶叶消费群体不断涌现，需求增大，红茶的加工技术和风味品质研究也取得了一系列新进展。
1.2.1 加工红茶的种质资源被不断开发
种质资源是茶叶风味品质形成的基础，为丰富红茶产品，近年来越来越多的茶树资源被研究和开发。罗金龙等[12]探究了关键加工技术对“巴山早”紫色芽叶红茶品质的影响，发现利用最佳工艺生产的该品种红茶感官品质优于对照组，其茶多酚、氨基酸、可溶性糖、水浸出物、咖啡碱、茶黄素和茶红素含量均高于以福鼎大白茶品种鲜叶（绿色芽叶）制作的红茶。林燕萍等[13]以梅占单芽制成红茶，其香气呈甜花香，滋味甜醇。梁爽等[14]采用金萱和金牡丹品种夏茶制得的工夫红茶汤色、滋味和香气均较好。
1.2.2 红茶加工关键技术研究不断深入
萎凋、发酵、干燥等加工工序是决定红茶风味和品质的关键，对形成红茶干茶色泽乌润、香气鲜甜、滋味甜醇的品质特征至关重要。萎凋对红茶香气具有重要影响。Huang等[15]研究了自然萎凋、日光萎凋和热风萎凋对祁门红茶香气的影响，结果表明红茶香气成分在不同萎凋方式下呈现的香型存在差异，日光萎凋时，芳樟醇和香叶醇呈现较高的花果香；热风萎凋时，3-甲硫基丙醛呈现强烈的烘烤香。发酵是形成红茶汤色品质特征的关键工序。Zhu等[16]对云南红茶发酵工艺进行研究，发现较低的发酵温度有利于保持红茶汤色橙红明亮，促进茶黄素和茶红素的积累，而较高的温度则有利于茶褐素的形成。缪有成等[17]探究了摇青及发酵时间对汝城白毛茶红茶品质的影响，发现摇青工艺能降低茶样中的茶多酚及儿茶素组分含量，延长发酵时间能提高β-环柠檬醛的含量，感官审评结果表明经摇青工艺和发酵5.5 h处理的茶样品质更优。干燥能有效塑造红茶的感官特征。鲁倩等[18]研究发现全烘有利于工夫红茶各项感官指标的协调。李荣林等[19]认为毛火过程对白叶红茶品质的形成和固定具有关键作用，可使白叶红茶的具体香型发生细微分化。
1.3 白茶加工技术发展与创新
白茶是六大茶类中初制工艺最简单的茶类，不炒不揉，仅有萎凋和干燥两道工序。精简的加工工艺赋予了白茶清香或带花香、鲜醇甘爽的品质特征。
1.3.1 白茶萎凋技术发展多样化
萎凋是白茶品质特征形成的关键工序。传统白茶萎凋方式一般分为自然萎凋、加温萎凋和复式萎凋。最新研究表明变温萎凋技术对不同季节白茶品质有明显影响，可以作为提高夏秋茶利用率的工艺手段。萎凋的环境参数控制是实现白茶品质稳定的保障，因此新的技术和仪器设备不断涌现。林飞应等[20]采用人工控制白茶萎凋环境温度与湿度的方法，研发相关设备，力求打破白茶加工受自然天气制约的困局。研究表明，全自动流水线萎凋技术不仅能实现萎凋条件（温度、湿度等）的可控性，而且自动化程度高，有利于节省人工成本；玻璃阳光萎凋房技术是在日光萎凋的基础上，创建白茶萎凋微环境，具有透光、保温、蓄热、避雨、挡风等优势，既能发挥日光自然萎凋的优势，又不受阴雨天气的影响[21]。
1.3.2 白茶干燥技术发展多样化
干燥是白茶初制的最后一道工序，主要作用是挥发多余水分从而延长茶叶保存时间，同时对白茶风味品质有一定影响。白茶的干燥有烘干、晒干、阴干等多种方式，不同的干燥方式赋予白茶丰富的香气类型。传统炭焙工艺虽然能提升白茶的花果香，但对茶叶加工人员的技术要求较高，而电焙能保证白茶产品质量的统一，并在一定程度上节约人力资源[22]。李秋玫等[23]运用CFD软件对白茶干燥系统进行数值模拟，发现增加变截面并改变其倾斜角度可有效改善系统的气流分布均匀性，当变截面的倾斜角度为15°时均匀性最好，为构建白茶干燥智能化系统提供了参数指导。
1.4 黑茶加工技术发展与创新
黑茶是由微生物发酵参与品质风味形成的一大茶类，经杀青、揉捻、渥堆和干燥等工序制作而成，主要产于湖南、云南、广西、湖北、陕西等地，因其具有独特的品质风味及降脂减肥、调节肠胃等保健功效广受消费者喜爱。诸多研究表明，探索黑茶数控加工技术参数，研究标准化、清洁化、规模化的数控加工装置，可以提高加工环境可控性，降低物料损耗，提升加工效率，减少人力成本，改善品质稳定性，助力推动黑茶产业进一步升级[24-27]。
1.4.1 黑茶加工工艺优化与创新
黑茶的品质与原料、加工过程等因素有重要关系[28-30]。不同来源、不同等级黑毛茶对后续黑茶特征品质形成具有重要影响[31-33]。鲁倩等[34]认为普洱茶原料储存一定时间后再进行发酵，不利于普洱茶香气品质的形成。此外，还有一些学者对优良品种加工黑茶的技术也进行了研究，以云抗10号品种为原料制作普洱熟茶时，采用“适度杀青+轻度揉捻”的技术比“嫩杀青+重度揉捻”的技术更适合[35]；以茶坯含水量40%左右的鄂茶10号制作青砖茶时，置于温度45～50 ℃，湿度70%～80%的环境中渥堆有利于青砖茶甜醇滋味的形成[36]。揉捻对黑茶品质形成具有一定的影响[35，37]，渥堆更是黑茶特征品质形成的关键工序。杨丽玲等[38]发现渥堆发酵后的汽蒸工序对部分杂异气有去除作用，还能促进黑茶品质转化。吴平[39]尝试使用加权平均法计算渥堆后拼配六堡茶陈化时间，能与渥堆前拼配陈化时间的计算方法相衔接。在对黑茶干燥环节的研究中[40-41]，发现热风烘干、微波干燥等现代化设备干燥方式可以取代传统的晒干和晾干方式。
1.4.2 黑茶加工关键微生物的研究
渥堆过程中微生物对黑茶特征品质形成影响较大，其通过微生物代谢、胞外酶活性等发挥重要作用。研究发现，曲霉属如黑曲霉、冠突曲霉等真菌是导致黑茶品质发生变化的核心功能微生物[42-43]。杨丽玲等[38]认为独特的发花工艺和原料的含梗量可能是茯砖茶与其他紧压茶品质有差异的原因。将特定的菌液制备发酵剂使用在黑茶的渥堆过程中，能改善其风味并对品质成分有一定影响[44-46]。
1.5 乌龙茶加工技术发展与创新
乌龙茶主产于福建、广东和台湾等地，经过晒青（萎凋）、做青、杀青、揉捻和干燥等一系列复杂工序制成，由于加工工艺和加工程度不同，品质特征差异明显。
鲜叶原料是影响乌龙茶品质的物质基础。制乌龙茶的鲜叶成熟度要求较高，通常为一芽多叶，以开面第二、第三叶位的单片叶为原料加工制成的清香型铁观音香气清高持久，滋味鲜醇甘爽[47]。一些特殊品种如软枝乌龙，利用其带梗鲜叶加工的乌龙茶不仅能显著提高成品茶的鲜味，而且还能增加香气成分中橙花叔醇的含量[48]。
萎凋对于乌龙茶品质的形成具有重要作用。研究表明，日光和室内萎凋叶的黄酮类化合物、黄嘌呤生物碱和几种氨基酸含量较鲜叶显著减少，有助于减轻萎凋叶的苦味或涩味[49]。摇青工序不仅影响乌龙茶中α-亚麻酸、亚油酸等不饱和脂肪酸的含量，而且对香气形成尤为关键。
1.6 黄茶加工技术发展与创新
黄茶是我国一种特有的轻发酵茶[50]，其加工工艺在绿茶加工工艺的基础上，增加了一个独特的加工工序——“闷黄”。其加工原理是鲜叶在湿热作用下经过一系列非酶促反应形成黄茶特有的“三黄”品质（干茶黄、汤色黄、叶底黄），同时使其茶汤滋味具备醇厚甘爽的品质特征。
1.6.1 黄茶闷黄工艺不断探索
闷黄是黄茶品质形成的关键工序。已有研究表明，在杀青前对摊青叶进行厌氧处理有利于增加黄茶中γ-氨基丁酸的含量，促进黄茶品质的提升。进一步以春季鲜叶为原料，采用湿坯闷黄方式进行加工，发现采用发酵机以50 ℃闷黄6 h的条件加工的黄茶效果最佳[51-53]。另外，鲜叶低温处理和控制焙火时间也会对黄茶品质产生影响。
1.6.2 数字化黄茶闷黄设备研发
目前，黃茶闷黄普遍采用传统闷黄方式，存在温湿度较难控制、人工成本高、品质不稳定等问题，因此，有学者设计了一种新型多层输送带箱式茶叶闷黄机。采用闷黄室内置多层输送带结构和温湿度控制系统，数字化控制茶叶闷黄的环境条件，避免翻堆对茶叶造成机械损伤，同时采用传感器在线监测结合视频监控、编程控制等自动控制系统，实现黄茶闷黄工序的智能化及规模化[54]。
1.7 茉莉花茶加工技术发展与创新
茉莉花茶又称茉莉香片，是将茶叶和茉莉鲜花进行拼和、窨制，使茶叶吸收花香而成的一种再加工茶。随着科技的不断发展和茉莉花茶消费市场的不断壮大，茉莉花茶加工技术也在不断创新。
1.7.1 茉莉花茶加工技术理论研究不断突破
目前，茉莉花茶窨制工艺主要有传统窨制、连窨窨制、隔离窨制。卢健等[55]将原料相同的茶坯分别进行传统窨制和隔离窨制，对比分析发现传统窨制的茉莉花茶香气的浓度、鲜灵度等方面都高于隔离窨制的茉莉花茶。叶秋萍等[56]运用低场核磁共振技术分析了窨花前、通花前、起花前和烘干前的茶样水分分布情况，为窨制过程中茉莉花茶温度和水分含量的调控提供了理论依据。
1.7.2 茉莉花茶加工技术不断创新
为实现茉莉花茶加工减花增效的目的，科研工作者不断对茉莉花茶的加工工艺进行改进和创新。An等[57]通过研究茉莉花茶特征香气物质与茶叶品质的关系，得出了茉莉花茶的最佳香味工艺，有利于茉莉花茶加工工艺的智能化发展。Zhang等[58]探索出了一种茉莉花茶窨制新工艺，通过降低堆高达到降低堆温、延长窨制时间的目的，为茉莉花茶新工艺的探究提供了思路。
2 当前茶叶加工技术发展的瓶颈与挑战
2.1 特色茶树资源加工技术尚不成熟
特色茶树资源利用是发展特色茶叶产品的重要前提。近年来，由于花青素的独特保健功效，紫色芽叶茶树品种如大叶种紫娟、紫嫣等在选育和加工方面取得了一定进展[59]。研究表明，茶叶中的花青素和花色苷含量在加工过程中会降低，尤其是高温干燥和红茶发酵等环节；绿茶的制作工艺虽然能保留较多的花青素和花色苷含量，但成茶苦涩味较重[60]。因此在保证茶叶品质的前提下，减少加工过程中花青素的分解将会是紫色芽叶茶加工技术下一步的研究重点。然而，由于对此类茶树品种的研究还不够透彻，特色茶树资源加工技术还处于初步探索层面。
2.2 茶叶加工设备研究进展较慢，新设备普及率不高
目前我国茶叶加工设备还处于不断研究创新阶段，问题主要集中在茶叶机械设备的创新上。虽然新技术被不断应用于茶叶生产，但是由于其成本高、设施占地面积大、硬件要求高、效率仍未达到期望等原因，我国不少茶叶企业的茶叶加工机械设备依然存在设备老旧、更新速度较慢、设计创新较少等问题[61]。同时，由于茶叶检测仪器设备价格较高、使用条件较复杂的特点，导致其在茶叶生产中较难应用，因此六大茶类及再加工茶的品质智能评判和茶叶加工品控技术仍是今后茶叶机械设备的研究重点[61]。
2.3 茶叶加工领域的综合型人才较少
随着茶叶领域的不断发展，茶叶加工的理论与技术知识不断创新，对从事茶行业的人才也提出了新的要求。现阶段，茶行业需要的人才是各学科领域全面发展的全能型人才，优秀的茶产业人才需具备先进的理论知识和实践经验，才能更好地对茶叶生产进行指导。基于茶叶加工设备对人才的需求，目前茶叶机械研发、生产等方面的人才较为缺乏。
2.4 茶叶加工存在的其他问题
茶叶从鲜叶加工成成品的过程中可能会存在污染，如在使用煤或柴作为热源进行加工时，燃料燃烧产生的烟尘会导致茶叶蒽醌超标[62]；加工环境的卫生情况也会影响茶叶中杂质或霉菌等污染超标。近年来欧盟及一些茶叶进口国基于绿色贸易壁垒，持续不断地设立茶叶中新型风险物质的限量标准，阻碍了我国茶产业的发展[62]，因此需提前研判，通过改进加工技术，降低茶叶现存及可能存在的风险物质的含量，积极打破国际贸易壁垒。
3 茶叶加工未来发展方向
在现代信息化技术和无损检测技术高速发展的时代背景下，随着光谱技术、图像技术、信息技术等多领域技术在茶叶加工中的应用，以及高端智能控制系统在茶业领域的发展，未来茶叶加工技术将向“无人工厂”“智能造”等方面不断转型升级[63]，逐步实现并普及自动化、数字化、智能化的茶叶加工技术。
3.1 不断普及自动化茶叶加工技术
近年来在茶叶生产过程中，成套的流水线标准化作业装备技术正在逐步取代以往半自动、半机械化的生产加工技术。刘韦华等[64]认为在实际生产加工过程中，茶叶加工装备连续化和自动化的技术发展主要包含了两个方面的内容，一是针对针形和扁形名优茶加工的成套流水线作业装备技术的开发与应用工作；二是针对炒青类型的大宗茶加工成套流水作业装备技术的研发与应用工作。随着此类新加工设备对传统加工方式的冲击，一些企业正逐步采用更高效、更简便、更自动的茶叶加工技术。
3.2 深度应用数字化茶叶加工技术
加快茶机装备数字化发展顶层设计和专业人才队伍建设是加速实现茶机装备自动化的基础[65]。未来无损在线检测技术将在茶叶数字化加工中继续承担重要角色，实现茶叶加工过程中关键技术参数的实时监测和高效、快速、全面的茶叶加工在制品品质在线检测，并进一步通过基于在线检测技术、信号传输与处理技术的加工工序数字化控制系统，开展茶叶智能加工技术集成，将智能加工设备与品质感知监控技术进行融合，实现加工过程的信息自反馈、工艺自决策和过程自执行，进而集成建立数字化加工示范生产线，构建现代加工技术体系，组建智能化“无人工厂”[63]。
3.3 持续创新智能化茶叶加工技术
目前茶葉加工中品质审评和决策实施仍然依赖“老师傅”的自身经验，存在准确度低、一致性差、无法量化评判等缺点，因此需要科学准确、快速量化的智能评判方法。随着绿茶、红茶加工关键工序及品质评判智能化技术和方法的建立，低成本、高准确度的绿茶杀青过程水分在线检测技术及红茶发酵过程品质在线监测技术被广泛应用于茶叶生产中[66]，不仅提高了茶叶初制效率和质量，还能解决目前茶叶加工劳动力短缺的问题[67]。
3.4 逐步升级低碳化、绿色化茶叶加工技术
随着科技的发展和社会的进步，“绿色、环保、低碳”的理念已融入到各个行业。茶叶生产既涉及农业层面，也涉及工业层面，绿色、低碳的茶叶加工技术是茶产业可持续发展的必要前提。因此，在茶叶加工设备上融合人工智能、新能源材料等先进技术，不仅可提高茶叶初加工效率与茶叶质量，还有利于实现生产加工的绿色、清洁、环保。
4 总结
2022年六大茶类及再加工茶茉莉花茶的加工技术研究不断深入并取得一定进展。在绿茶加工方面，水分这一重要指标实现了快速无损检测，杀青、干燥等关键加工技术不断优化，夏秋绿茶品质提升获得重要进展。在红茶加工方面，随着加工红茶的种质资源被不断开发，研究者对红茶加工的萎凋、发酵、干燥等关键工序的研究也不断深入。在白茶加工方面，白茶加工的萎凋和干燥技术发展呈现多样化，自动流水线萎凋技术、玻璃阳光萎凋房技术、白茶干燥系统等新技术被应用于白茶加工中。在黑茶加工方面，标准化、清洁化的数控渥堆装置和热风烘干、微波干燥等应用现代化设备的干燥方式不断涌现，对保证黑茶品质稳定具有重要意义。在乌龙茶加工方面，乌龙茶品质受茶树品种，以及萎凋、摇青、烘焙等加工技术的影响，其品质成分也呈现差异，相关研究也不断深入。在黄茶加工方面，可控温控湿的数字化黄茶闷黄设备近年来被研发和利用于黄茶加工中。在茉莉花茶加工方面，关键加工技术如窨制工艺不断实现突破和创新，简便化、自动化的加工技术是茉莉花茶加工的未来发展方向。虽然茶叶加工技术一直在进步，但由于加工设备研发进展较慢、茶叶加工领域的综合型人才较少等问题，茶叶加工关键技术的突破依然面临重重困难。随着科技的飞速发展和数字农业系统的构建，未来茶叶加工技术将逐渐趋向于数字化、智能化和一体化，此外“绿色、环保、低碳”理念也应融入茶叶加工技术中，以促进茶叶加工技术高质量可持续发展。
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