抹茶生产现状与质量安全控制

2019-08-20李书魁

中国茶叶 2019年8期

为贯彻落实党的十九大精神，推动我国抹茶产业发展，提升茶园经济效益，延伸茶产业链，2019年6月5日，由国家茶产业技术创新战略联盟与中国农业科学院茶叶研究所联合主办、本刊编辑部和浙江越丰茶叶机械有限公司共同承办的“抹茶加工装备及产业发展论坛”在浙江绍兴市举行。论坛邀请中国农业科学院茶叶研究所副所长鲁成银研究员、尹军峰研究员，浙江绍兴御茶村茶业有限公司刘志荣董事长，浙江越丰茶叶机械有限公司钱晓阳总经理4位主讲人分别从不同角度解读了当前抹茶产业的发展现状。为进一步交流抹茶加工技术、产业发展趋势以及论坛研讨成果，本刊特将论坛报告的主要内容整理成文，以飨读者。

抹茶源于我国隋朝，兴于唐朝，宋朝进入鼎盛期，并出现了完整的寺院抹茶茶道。明代以来流行泡饮，点茶和抹茶茶道随之淡出中国历史舞台。12 世纪末，日本荣西禅师将蒸青抹茶制作工艺带回日本，开启了抹茶在日本的发展历程，至明治维新时期逐渐形成了完善的抹茶生产加工体系。经过几个世纪的演变和发展，抹茶在日本完成工艺的精进并发扬光大，被广泛应用于食品和保健品中，并衍生出品种繁多的抹茶产品，成为年轻人热捧的时尚。

千禧年后，抹茶重返中国市场，在食品、饮料等行业中的应用得到快速增长。伴随着国内烘焙甜品业和新茶饮市场的发展迎来阶段性爆发，抹茶被作为营养强化剂和天然色素添加剂用于食品、保健品、日化品等诸多行业。随着抹茶应用领域的扩大和产业的繁荣，现代抹茶的加工技术、加工设备和应用技术也得到较大的发展。梳理和总结抹茶生产技术的演变、加工技术、加工设备，不仅可以了解现代抹茶的产业现状，还可为高品质抹茶的进一步开发与研究提供参考。

一、抹茶的定义及应用

1.抹茶的定义

抹茶（古代称为“末茶”），是以特殊覆盖栽培的茶叶制成的蒸青绿茶为原料，经研磨而成的超微细粉。覆盖鲜叶经过特定工艺加工成为碾茶，是抹茶的前体，碾茶再经过专用设备超细粉碎后成为抹茶。

2018年5月1日，我国开始实施的国家标准《抹茶》（GB/T 34778—2017）将抹茶定义为：采用覆盖栽培的茶树鲜叶经蒸汽（或热风）杀青后、干燥制成的叶片为原料，经研磨工艺加工而成的微粉状茶产品。

虽然传统抹茶是用天然石磨碾磨成微粉状的覆盖蒸青绿茶，但并不能将抹茶简单地等同于绿茶粉，抹茶和绿茶粉在制作工艺、原料选取以及口感上有着很大的差别。抹茶制作工艺复杂，需要经过十几道工序，而绿茶粉的制作工艺相对简单，且抹茶对茶树品种、采摘时间、采摘叶片大小、加工工艺、研磨方式、品质特点等都有严格而复杂的要求。抹茶的色香味都要比普通绿茶粉更胜一筹，抹茶外观翠绿而有光泽，汤色墨绿，带海苔香，滋味鲜爽浓厚，而普通绿茶粉颜色偏黄，外观黄绿或灰绿，汤色暗黄，无海苔香，滋味浓烈。

2.抹茶生产技术演变

在抹茶传入日本的前700 多年间，都是以“碾茶”（又称“薄叶”“薄茶”）的形式在市场上流通，购买碾茶后再使用石磨手工碾磨成粉使用。直至昭和初期有了粉碎机后，“抹茶”商品才出现在市场上，这也就是“末”演变成“抹”的由来。随着茶叶加工工艺的进步，抺茶的生产技术、加工设备也在不断更新和改进。

（1）适制抹茶的茶树品种

自荣西和尚带回茶种至19 世纪，日本一直沿用茶籽播种繁殖，有性系茶树品种混杂，鲜叶品质参差不齐，给茶叶采摘带来较大难度，加工而成的抹茶品质也受到影响。昭和六年（1931），日本宇治地区首先开始抹茶专用茶树品种的选育研究，此后形成了三大适制抹茶的品种系列——宇治品种系、朝露系、薮北系的30多个不同的茶树品种。

20 世纪末，我国开始从日本引进茶树品种和碾茶（抹茶原料）生产技术，随后通过研究和摸索，发现了国内很多的抹茶适制品种，其中以中茶系列品种尤为突出，表现为单产高、色泽绿、香气高、滋味醇等优点。

（2）碾茶生产茶园覆盖技术

日本行业协会区分抹茶和普通绿茶粉的标准之一就是碾茶生产茶园需“采用遮阴覆盖”，可见遮阴覆盖技术是碾茶生产茶园管理过程中必不可少的环节。

遮阴覆盖的栽培方式在日本最初只是为了防止霜害，后来发现经过覆盖能显著影响茶叶的内含成分，生产出来的碾茶其色、香、味都得到了大幅的改善，使用遮阴覆盖栽培茶园的鲜叶加工的抹茶产品有鲜艳的绿色、甘甜的味道、特殊的海苔香，较不遮阴覆盖茶园生产的外观灰绿色、又苦又涩的茶粉，更容易被消费者接受。原因是采用遮阴覆盖后的鲜叶最大限度地保留了以茶氨酸为代表的有甘甜滋味的氨基酸成分，同时减少了具有强苦涩的儿茶素的生成；直射光线的减少又加速了茶树叶片叶绿素的合成，使茶叶的持嫩性增强，形成了抹茶油润鲜艳的绿色，抹茶特殊的“海苔香”就是在这种栽培方式下形成的。16世纪后期，遮阴覆盖技术在日本开始普及并迅速推广。

日本碾茶茶园的覆盖方式有3 种——直接覆盖、槽式覆盖、棚式覆盖，在我国一般以直接覆盖和棚式覆盖为主。直接覆盖，即将覆盖材料直接覆盖在茶蓬面。棚式覆盖，即使用水泥柱、钢管、竹子为支撑材料搭建茶园棚架，高度一般距地面1.5～1.8 m，再将覆盖材料铺在棚面上。直接覆盖的茶园大多以机采为主。棚式覆盖的茶园有手采和机采两种方式，手采茶园具有一定的比价优势，但由于人工采摘的用工难问题日益突出，棚式覆盖茶园的机采比率也逐年增高。

3.抹茶的应用

抹茶大规模应用于食品工业是近20年的事，此前抹茶大多都还局限在茶道领域。据统计，1995年日本碾茶年产量约200 t，可见当时抹茶的市场需求量是有限的。由于使用量小，碾茶生产企业多集中在京都宇治一带，抹茶产量也较小。随着人们对营养健康诉求的增多，促进了包括抹茶在内的天然健康产品的快速发展。2016年，日本的碾茶生产总量达到近4 000 t，而市场对抹茶的需求量却超过10 000 t。

业者的推动和市场的认可，迅速在全球范围内形成了抹茶消费浪潮，我国的抹茶产业也随之得到快速发展。目前国内市场上，抹茶主要广泛应用于食品、饮料和化妆品等行业，其中约10%的抹茶应用于医药和化妆品行业，20%的抹茶用于饮料生产和茶道之中，70%的抹茶被作为食品添加剂使用，以强化其营养保健功效，并赋予各类食品的天然鲜绿色泽和特有的茶叶风味。抹茶除被大量应用于烘焙食品、饮品和冰淇淋中外，还被添加到肉丸、糖果、面条等产品中，以此改善产品的口感，获得特色的风味。在日化品产业中，抹茶面膜和肥皂是目前应用较多的产品。

二、现代抹茶加工工艺与设备

传统抹茶加工主要包括碾茶加工和研磨粉碎两个过程，鲜叶先加工成抹茶的原料碾茶，然后通过研磨形成抹茶。日本最早使用的茶磨全部都是从中国引进的，时称“唐茶磨”，15世纪中期才出现日本本土的仿制品。在现代抹茶加工工艺和设备的研究上，日本起步较早。经过这些年的追赶，国内的生产工艺和设备，已经完全追赶上了日本的工艺水平。

1.碾茶加工工艺

在碾茶的加工工艺方面，中日两国基本一致，其主要工序为：鲜叶摊青→青叶流量计（鲜叶切割筛分）→蒸汽杀青→冷却散茶→烘烤干燥→去梗除杂→足干提香。初制碾茶经风选、除杂、切断处理后才能进一步研磨粉碎，成为抹茶产品（图1）。

图1 抹茶加工工艺

2.碾茶的主要加工设备

（1）鲜叶贮存与前处理设备

鲜叶通常贮存在车式贮青设备中，必要时采用雾化器对鲜叶进行冷却保鲜，解决和稳定洪峰期的鲜叶品质。使用切断机通过横切、纵横双切等方式对鲜叶进行切割筛分，从而避免后续加工过程中因机采叶大小不一致可能造成的杀青不匀等问题。

（2）杀青设备

目前鲜叶杀青技术主要包括滚筒杀青、热风杀青、蒸汽杀青和微波杀青4 种。其中，蒸汽杀青是杀青过程最快，杀青最彻底、最均匀的方式之一，可以更好地保全叶绿素。

传统蒸汽杀青机采用100～105℃蒸汽杀青10～20 s。蒸汽热风杀青机（图2）和炒蒸机（图3）是近年来研发的新型蒸汽杀青机。蒸汽热风杀青机杀青时，付制叶在震动前进的过程中完成分段杀青，前端使用蒸汽杀青，后端使用热风杀青，杀青均匀，无叠叶（阴阳面）现象，且雨水叶也可以及时付制，无需专业人员调整设备，只需按照原料嫩度微调蒸汽流量，大幅度提升了杀青效率，但机型偏大，且需要2套能源系统。滚炒蒸汽杀青机是利用超高温发生设备产生的过热蒸汽和加湿热风完成杀青，用途广泛，既可加工炒青风味的产品，也可以用于加工蒸青风味的产品。

图2 蒸汽热风杀青机

图3 炒蒸机（川崎）

（3）冷却散叶设备

杀青叶冷却散叶主要有高温热风脱水、低温强风去水、自然风淋除水、高速离心脱水4 种方式。目前生产中较多使用自然风淋除水，即将蒸汽杀青叶片迅速用冷风吹起6 m 高左右4～5 次，用以散开、冷却，除去表面水分，降低热量。

（4）碾茶干燥设备

目前，碾茶干燥工序大多仍在传统砌砖式碾茶炉内完成。碾茶炉是使用砖块砌成侧壁的烘房（长13 m、宽2 m、高3 m左右），烘烤热源来自于底层燃油或天然气烧红的铁板，烘房内利用排气管释放的对流热风对叶片进行干燥。碾茶炉内一般有4 层网状不锈钢传送带，叶片在网带上堆积，厚约20 mm，以风送换层的方式在多层网带上前行，经过3 段共20 min 左右的行程，第一段170～200℃，第二段130～160℃，第三段100～120℃，实现初步干燥。

高氨基酸含量的鲜叶原料受热辐射烘烤后形成特有风味，因此，经传统砌砖式碾茶炉干燥后的碾茶具有鲜艳的色泽和特有的香味。传统烘房的缺点显而易见——体积过大无法移动，干燥温度无法精确控制，能耗高而热利用率低，且杀青叶在运输网带上容易粘连重叠导致焦叶。对传统烘房进行改进，使用发热效率高的新型发热铸铁，增加红外线涂层，将排湿口改为使用手摇式任意定位装置，方便开关排湿口，可以使得热炉时间缩短30%；将网状不锈钢传送带改为纵向钢丝编织网，不仅能有效提高抗弯能力，使不锈钢传送带使用寿命提高1 倍以上，而且能使茶叶更快干燥，成品茶香气更丰富。

近年来，研究人员经过反复试验，在传统砌砖式碾茶炉的基础上研发出远红外碾茶烘干炉（图4），通过模块化分段烘烤，采用PLC精确控制温段和光源段，实现远红外干燥和热风干燥结合，杀青叶在远红外碾茶烘干炉内以单层网带运输行走5 min 便完成干燥，效率是传统碾茶炉的4倍。远红外碾茶烘干炉不仅能使产品延续传统烘房干燥的风味，且加工场地更加干净卫生。

图4 远红外碾茶烘干炉

（5）茎叶分离设备

烘干工序后叶片部分的含水量降到10%左右，而叶梗的含水量仍在50%～55%，韧性尚存不易折断，因此需要通过茎叶分离工序去掉茶梗、叶脉和碎叶。

茎叶分离工序的主要设备是茎叶分离机，其结构是半圆筒形的金属网，内置的螺旋刀在旋转时将叶片从梗上剥离，剥离后的茶叶经过输送带进入高精度风选机进行风选分离。新研发的叶脉分离竖切机在生产中使用较为广泛，竖切机设有2个切割轮，茶叶从2 个刀刃相互交合处的空隙中通过时，左右刀刃即可将附着在叶片上的叶脉分割下来，而且分割下来的叶脉不会被切断，在后续的风力选别机中很容易将其选别出来。

（6）烘干设备

经过叶梗分离之后，因叶片与梗筋的含水率不同，需要进入不同的干燥机分别进行干燥。一般来说，叶片以60～70℃的热风干燥10 min 左右，即可制成粗制碾茶。

传统烘干机以带孔链板分层输送茶叶，采用热风源进行烘干作业，其缺点是温度控制不精确；翻板孔径大，下料不均匀，后期茶叶一致性差；在制叶开放性加工，不卫生。改进后的新型热风烘干机以细孔翻板分段输送茶叶，热风分段进入不同层区，使用PLC 分层控温，更适合细小茶类烘干，且上料区与烘干区分离，使烘干环节更加卫生，提高了碾茶加工过程中的食品安全。

（7）后处理设备

后处理设备主要包括切茶机、圆筛机、风选机、提香机等。在研磨成抹茶之前，初制碾茶需要通过切茶、筛茶和风选等精制工序，进一步去除茶梗、叶脉、黄片、杂质等，形成0.3～0.5 cm 大小的均匀碎片，必要时还需再次烘干。

3.抹茶研磨设备

传统抹茶研磨一般采用石磨，效能较低。随着各种粉碎加工技术的涌现，一系列新型的超微粉碎设备应用于现代抹茶加工中，主要有电动石磨、振动磨、球磨粉碎机、气流粉碎机等。

电动石磨采用石磨的加工方式，具有加工时间短，研磨温度低，制备的茶粉色泽较翠绿、颗粒较细腻等优点，但单台设备产量低，不能适应规模化生产的需要。

振动磨系通过高频振动产生冲击、摩擦和剪切等作用力将叶片进行粉碎。

球磨粉碎是现阶段我国大多数抹茶加工企业所采用的方式。球磨机分常规球磨机和旋转式球磨机，生产中茶叶不断经历磨球的碰撞、挤压而反复变形与断裂，最终形成超细粉体。球磨粉碎具有粉碎效果好、生产效率高的优点。在此基础上研发的连续式球磨抹茶机，其内腔能够大量投入物料，2个筛体可以快速进行粉碎作业从而实现连续加工，提高了研磨的工作效率。

气流粉碎主要使用气流式超微粉碎机，以压缩空气或过热蒸汽经过喷嘴时产生的超音速气流来作为颗粒的载体，通过颗粒与颗粒之间或者颗粒与固定板之间发生的冲击性挤压、摩擦和剪切等一系列作用，从而达到粉碎叶片的目的。气流粉碎所获得的颗粒细腻，可达600～2 000目。

4.碾茶生产线

此前，我国抹茶生产机械主要依赖从日本进口，抹茶生产线价格昂贵，一定程度上限制了抹茶产业的发展。经过多年的探索，以浙江越丰茶叶机械有限公司为代表的国内茶机设备生产企业，已经自主研发出一批性价比高、产品质量好的抹茶生产线，不少加工机械在性能上已经完全赶超日本抹茶设备，且更适合国内不同产茶区的现状。

浙江越丰茶叶机械有限公司的碾茶生产线由鲜叶储藏箱、蒸汽杀青机、增绿机、冷却机、烘焙炉、揉切机、连续式球磨机等构成（图5）。其中，鲜叶储藏箱由箱体、鲜叶输送系统、通风加湿系统、出料系统和自动控制系统等组成，用于储藏采摘下来等待加工的鲜叶。风送鲜叶储藏箱可以迅速散去鲜叶在运输过程中产生的热量，并且能过滤掉掺杂在鲜叶中的杂物，通过高温蒸汽对鲜叶进行杀青处理。连续式球磨机为国内首创，抹茶细度可达1 000目左右，每小时产量可达20 kg。

三、抹茶产品的质量安全控制

图5 浙江越丰茶叶机械有限公司研发的碾茶生产线

抹茶主要应用于食品领域，而随着人们对健康、绿色产品的日益关注，对抹茶生产的质量安全控制也愈发重要。

目前，国际上暂无抹茶的相关标准，而国内现行的抹茶标准有3个，分别是2017年国家质量技术监督总局发布的国家标准《抹茶》（GB/T 34778—2017）、2018年贵州省发布的地方标准《贵州抹茶》（DB52/T 1358—2018）和浙江制造团体标准《饮料配料专用抹茶》（T/ZZB 0987—2019）。

1.各类标准中抹茶的定义

国家标准《抹茶》、贵州省地方标准《贵州抹茶》和浙江制造团体标准《饮料配料专用抹茶》在抹茶园覆盖栽培方面定义相同，且都要求抹茶产品无非茶类物质、无着色、无添加剂，但对加工工艺和机械设备要求的描述却有较大差异。

国家标准《抹茶》定义抹茶（Matcha）为：采用覆盖栽培的茶树鲜叶经蒸汽（或热风）杀青后、干燥制成的叶片为原料，经研磨工艺加工而成的微粉状茶产品。

贵州省地方标准《贵州抹茶》定义贵州抹茶为：贵州境内生产，选用适制碾茶的茶树品种、采用覆盖栽培的茶树鲜叶，经蒸汽杀青、未经揉捻、以辐射热方式干燥制成的叶片为原料，经研磨工艺加工而成的微粉状茶产品，具有色鲜绿、覆盖香、清爽味的特征。

浙江制造团体标准《饮料配料专用抹茶》对抹茶的要求为：采用经过15天以上架空遮阴覆盖的无性系茶树的鲜叶为原料，经蒸汽杀青、干燥、再经恒温超微粉碎等工序加工而成的具有海苔香的专门用作饮料配料的粉体绿茶。

2.抹茶感官品质标准

国家标准将抹茶分为一级、二级2 个等级，贵州抹茶标准分为特级、一级、二级3 个等级，浙江制造团体标准未提出等级分类。3个抹茶标准对颗粒的要求均为柔软细腻均匀，香气都要求具有显著的覆盖香。3个抹茶标准中对抹茶感官品质的要求见表1。

表1 不同抹茶标准中对抹茶的感官品质的要求

3.抹茶理化指标标准

国家标准和贵州抹茶标准要求抹茶的粒度D60（累计粒度分布百分数达到60%时所对应的粒径）≤18 μm，水分≤6.0%，总灰分≤8.0%，茶氨酸≥0.5%，对茶多酚无要求。因浙江制造团体标准主要是针对饮料配料专用抹茶，为保证抹茶饮料的口感，其理化指标比前面2个标准要求更严格，规定抹茶的粒度D60≤15 μm，水分≤6.0%，总灰分≤7.8%，茶氨酸≥1.1%，茶多酚含量8%～15%。