我国工夫红茶发酵适度时间监控的研究进展

林国轩 刘玉芳 郭春雨

（广西桂林茶叶科学研究所，广西 桂林 541004）

我国工夫红茶发酵适度时间监控的研究进展

林国轩 刘玉芳 郭春雨

（广西桂林茶叶科学研究所，广西 桂林 541004）

文章针对我国工夫红茶发酵适度时间的控制做了总结和分析，着重阐述了科学工作者经过努力创新发明的仪器检测法，同时提出了今后工夫红茶发酵适度时间控制研究的发展方向。

工夫红茶；发酵适度时间；研究进展

前言

工夫红茶是我国特有的茶类，中国有20个省市产茶，其中有14个先后生产工夫红茶[1]，特别是在2005年以后，工夫红茶在“闽红”、“祁红”等的带动下，产量不断增加，品质好、有品牌效应的工夫红茶售价节节攀升，成为茶叶市场上最具竞争力的茶产品之一。目前我国工夫红茶加工工艺是：鲜叶→萎凋→揉捻→发酵→干燥，其中，发酵是形成工夫红茶品质的关键工序，发酵不足会导致产品有青气、滋味苦涩、汤色不红；而发酵过度则产品香气低熟不爽、滋味淡薄、汤色红暗，最终都影响产品质量下降，只有发酵适度才会获得好的产品。因此，准确掌握发酵程度是制造优质工夫红茶的重要环节[2]。现行的控制方法是用人的感官进行定性判断，存在极强的模糊性与不确定性。为了克服这一局限性，科学工作者进行了长期不懈的努力，取得了一定的进展。本文就研究的过程与结果进行分析与总结，旨在协助寻找解决这一共性的关键问题的方法，达到提高、稳定工夫红茶的品质，提高企业经济效益的目的。

1 工夫红茶发酵的主要机理和作用

发酵是红茶制作的独特阶段，经过发酵，叶色由绿变红，形成红茶红叶红汤的品质特点。其机理是茶叶鲜叶在揉捻作用下，组织细胞膜结构受到破坏，透性增大，使多酚类物质与氧化酶充分接触，在酶促作用下产生氧化聚合作用，其它化学成分亦相应发生一系列的复杂变化，使绿色的茶叶产生红变，形成红茶的色香味品质。长期以来，人们对工夫红茶的发酵机理作了大量的研究，以便更好的进行管控，现简要概括如下：

1.1 多酚类化合物变化

研究表明[3]，红茶发酵的实质是在酶促作用下以茶树芽叶中内含的多酚类化合物氧化为主体的一系列化学变化，它以儿茶酚类的变化为主题，并带动其他物质的变化，对红茶品质起着决定性的作用。在发酵中，茶多酚最终被氧化成茶黄素和茶红素类，茶黄素转化为茶红素，茶红素又转化为茶褐素的物质。在发酵初期，茶黄素增加很快，并不断转化为茶红素，随着发酵的进展，茶黄素不断形成，但增加不显著，当茶黄素含量达高峰后，茶黄素含量会降低，而茶红素的量却增加，此时，应为发酵的最佳时间，发酵再继续进行，茶褐素的含量增加，品质下降。

1.2 氨基酸、叶绿素两种化合物变化

在工夫红茶的发酵过程中氨基酸减少幅度较大[4]并通过“脱氨”和“脱羧”作用，形成苯乙醇、苯乙醛等芳香物质。

在红茶加工的揉捻过程中，其芽叶细胞因揉捻破损后，与多酚类物质同处混合体的叶绿素，也受到强烈的氧化还原作用影响，发生脱镁反应。另外，邻醌化合物也能破坏叶绿素，并最终导致发酵时叶绿素含量减少。

1.3 芳香物质变化

红茶香气特征在发酵中形成，尤其是具有浓烈花香和果实香味的苯甲醇、苯乙醇、沉香醇氧化物、顺一2一戊烯醇，茉莉酮等芳香物质，都增加1.6-3.7倍以上[4]。这些芳香物质的大量形成，主要是多酚类化合物在发酵时进行了激烈的氧化—还原作用，并引起一系列“次生”和“伴随反应”，从而促使构成红茶香气的主体芳香物质大量地增多。所以在红茶加工中，发酵工序是形成红茶特有香气的最重要工序，如何控制和促进红茶香气在发酵过程中大量形成和转化，是提高红茶品质的关键技术。

2 控制工夫红茶发酵适度的研究进展及分析

2.1 发酵叶感官判断法

目前，在我国的教科书上对工夫红茶发酵作了这样的描述：准确掌握发酵程度是制造优质工夫红茶的重要环节，随发酵叶内部的化学变化，外部表征也有规律的变化，叶色由青绿、黄绿、黄、黄红、红黄、红、紫红到暗红色。香气则由青气、清香、花香、果香、熟果香以后逐渐低淡[]。在生产实践中，大部分加工人员以“发酵”的香气和叶色的变化为依据加以判断；还有一些生产企业人员直接采用开汤法，即取少量发酵叶进行冲泡，沥出茶汤后闻其香气、品其滋味，当闻到香气愉悦、滋味不苦涩时及时终止发酵。这一方法的优势在于简单、快速，成本低；不足之处是存在着极强的模糊性与不确定性，不具有可操作性，判断常常会受到人的视觉、嗅觉、味觉等差异性影响，不能实施标准化操作，其后果会造成产品质量的不稳定。

2.2 电化学传感技术法和成分传感法

西南农业大学肖纯、陈宗道[5]研究了电化学传感技术法和成分传感法，其原理为：发酵过程中，一方面多酚类氧化，分子荷电量增加，电离度上升，果胶和蛋白质等高分子物质水解， 酵醛进一步氧化形成酸， 茶坯胶体变性，束缚水减少，自由水增加，电解质电离加强，离子活度增加，随着发酵的进行发酵叶电导率上升。另一方面，氧化后的多酚类物质进一步与氨基酸等缩合，形成茶红素、茶褐素、醛、酸与醇结合形成酯等一系列降低电导率的化学反应也在进行。所以，在不同的发酵阶段，发酵叶以不同的化学反应为主，电导率也就综合反映了发酵的进程。该方法为用物理和化学方法判断发酵的进程起到抛砖引玉的作用，但其所述的两个方面本身是矛盾的, 一方面电导率上升，另一方面电导率又降低，发酵叶的综合电导率实际上难以找到上升或下降的规律性；更重要的是：该方法没有提到发酵叶的温度，因为温度对电导率的影响很大。综合起来，至少有三个方面影响到发酵叶的综合电导率，要想单独剔除任何一个因素都是有困难的，也就是说用电导率来判断发酵进程很有局限性。

2.3 检测发酵叶叶温法

郭雅玲[6]用测量发酵叶温作为判断发酵程度的辅助手段是简单易行的。操作时在一般发酵叶中插入温度计，当叶温达到最高峰并开始平稳时为发酵适度。此方法在操作过程中必须把发酵室温度严格控制在比较理想的范围内，以保持适当叶温，使发酵顺利进行。

2.4 电子鼻技术

电子鼻又称气味扫描仪，是20世纪90年代发展起来的一种快速检测食品香气的新型仪器。电子鼻的工作原理是模拟人的嗅觉对被测气体进行感知、分析和识别。Nabarun

Bhattacharyya[7]，根据茶叶随发酵程度的不同而产生不同气味的原理，将电子鼻技术应用于发酵过程的监测，采用二范数法和马氏距离法进行数据处理，其结果与色度检验和专家审评的结果一致。

2.5 发酵叶水溶液分光光度检测法

广西桂林茶叶科学研究所刘玉芳[8]等人经研究，发明了“一种确定工夫红茶发酵适度的新方法”，该方法的原理是从红茶品质的好坏与其所含茶黄素的含量成正相关为切入点，利用现有的研究成果：即红茶发酵时，茶黄素含量有从小→大→小的变化规律以及茶黄素水溶液在460nm处有最大吸收峰之特性，用分光光度计定时检测发酵叶茶汤的吸光度值，通过测定吸光度值的变化情况，间接了解其中茶黄素的积累量变化，当检测到发酵叶茶汤中吸光度值从小→大→小变化时，即为茶黄素积累量达到最大值，此时，及时终止发酵，所得的产品品质最好；此方法与现有的感官判断比较其优势在于，其一：所实施的技术抓住了在生产过程中，对形成产品品质重要内含物——茶黄素进行定量控制，这就抓住了事物的本质；其二：解决了目前测定茶黄素含量时间长、操作复杂，不能作为在生产上进行有效监测的难题，创造性的发明了通过检测发酵叶茶汤吸光度值的方法，来间接掌握茶黄素积累量变化，结果表明：该方法准确、及时，可以在10多分钟内检测出工夫红茶发酵叶茶汤吸光度值，当检测到茶汤的吸光度值最大值时，相当于茶黄素积累量达到最高峰，此时即为发酵的适度时间，该方法可定量检测、控制，有利于在生产中实施标准化操作；该技术的研发，获得了国家发明专利授权，专利号ZL200810073664.5；研究人员用该方法对不同的品种、同一品种、不同原料嫩度、不同季节、不同地域的原料进行了大量的试验，结果重现性好，目前正准备熟化此项技术，为在今后的生产上应用做好铺垫。

3 控制工夫红茶发酵适度时间的研究方向与展望

在生产中，对关键工序、关键的参数实施控制，并且要求这些管理要准确及时，以达到稳定提高产品质量的目的，是实施全面质量管理的精髓所在。

在以上综述的判断方法中，有的简单易行，如感官判断法，但它不具可操作性，容易造成产品质量不稳定；有的准确及时，可以实施标准化操作，如分光光度计检测法，它用了科学计量上的品质指标参与质量的形成，产品质量稳定，但需要有掌握一定技能的人员跟踪操作，人工成本会略有升高；随着科学技术的发展，智能化的控制普及各个行业，在提高产品质量、增加经济效益的同时，也给人员的操作控制带来了极大方便。因此茶叶加工引入智能化的控制是今后发展的方向。

目前发酵适度时间判断方法多样，技术水平参差不齐，最终导致产品品质不稳定，急需研制出一个可程序化、规范化、机械化操作的判断方法标准。本课题组正在致力于此项工作的开展。

红茶生产过程中，发酵工序采用电脑监控、到点自动报警，实现自动化生产，减小经验性、模糊性和减少人力，从而为建立一条优质、高效的红茶自动化生产线打下坚实的基础。

[1] 陈栋,卓敏.半个世纪以来红茶生产和贸易的演变与发展策略思考[J].中国茶叶,2009,31(1):1-5.

[2] 陈椽, 陈以义,胡建程.制茶学[M].北京:中国农业出版社,2008,9:321.

[3]宛晓春.茶叶生物化学[M].北京:中国农业出版社出版,2003:192.

[4] 赵和涛.红茶发酵化学作用及电传感技术应用[J].热带作物科技,1995,3:15-18.

[5]肖纯,陈宗道.红茶发酵程度的传感技术研究[J].荼业通报,1989,2:40-43.

[6]郭雅玲.武夷红茶发酵技术要领[J].福建茶叶, 2010,3:48-49.

[7] Nabarun Bhattacharyya, Sohan Seth, Bipan Tudu, et a1.Monitoring of black tea fermentation process using electronic nose[J].Journal of Food Engineering,2007,80:1146-1156.3.

[8] 刘玉芳.工夫红茶发酵适度检测方法的研究[J].中国农学通报,2011,37(04):345-349.

Progress of proper time monitoring on chinese congou tea ferment

The article summarized and analyzed the moderate time control of congou tea, instrumental determination methods which scientific workers invented were expounds, and the development research direction of fermentation moderate time control of congou tea was proposed.

Congou tea; Ferment moderate time; Progress

TS272

A

1008-1151(2012)06-0125-02

2012-05-17

桂林市科学研究与技术开发计划项目（20090108-5）；该研究方法已经申报国家发明专利，并获得国家发明专利授权

林国轩（1981－），男，广西贵港人，广西桂林茶叶科学研究所助理农艺师，从事茶叶的品种选育与茶叶加工工艺研究等。