乌龙茶烘焙技术研究进展

项应萍, 徐邢燕, 刘国英, 魏子淳, 林冬纯, 郝志龙

(1.福建农林大学园艺学院，福建 福州 350002; 2.茶学福建省高校重点实验室，福建 福州 350002; 3.武夷山市农业科学研究所，福建 武夷山 354300)

我国是世界上最大的产茶国，茶叶产量常年稳居第一[1]。乌龙茶为半发酵茶，是我国独有的特色茶类，主产于福建、广东和台湾等地。由于茶树品种、制作工艺、产地环境等具有差异，不同产地乌龙茶各具特色[2]。2018年我国乌龙茶出口量涨幅达17.2%，出口额增长超过30%，为各茶类涨幅之首，其中福建乌龙茶产量占全国总产量的75%左右[3-5]。

乌龙茶因其独特的品质和富含多种保健成分而成为当下推崇的健康时尚饮品[6]。儿茶素、氨基酸、糖类等物质受热后相互协调形成乌龙茶特殊的香气[7]。烘焙是影响乌龙茶品质最重要的工序，能使茶叶含水量降低至3%～4%，有利于长期储存，而且茶叶内含物质通过热作用可发生相关化学反应，提升花果香，使茶汤更橙黄透亮、滋味浓醇、耐冲泡[6,8]。随着科技的发展，乌龙茶烘焙出现热风烘焙、微波烘焙等新型方式，但烘焙效果均难以超越传统木炭烘焙。木炭烘焙的成品茶氨基酸含量及水浸出物较高，滋味浓醇鲜爽，香气持久，且耐藏性佳，备受消费者青睐[9-10]。但木炭烘焙技术要求高且效率低、耗炭量大，还会对环境造成污染。因此，当前亟需寻求效率更高的清洁节能烘焙技术。本文阐述了乌龙茶烘焙技术的理论依据及实际应用效果，并探讨了烘焙技术对乌龙茶品质的影响，以期为新型茶叶烘焙技术的研发提供参考。

1 乌龙茶烘焙技术原理

乌龙茶以其馥郁持久的花果香、浓醇的滋味深受消费者喜爱，其香气成分主要在初制过程中形成，烘焙则有利于进一步提升香气，改善滋味。烘焙使茶叶内含物进行热物理化学作用，产生大量吡嗪类、吡咯类和呋喃类等具有焙炒香的挥发物[11]。烘焙工艺因茶树品种、采摘季节、发酵程度、区域来源、质量等级及毛茶含水量等差异而有所不同，恰当的烘焙工艺可使茶叶更好地展现其特殊香气[12-13]。

1.1 化学作用

1.1.1 异构化作用 大多数低沸点青气物质如青叶醇经高温烘焙挥发，可去除初制茶苦味以及吸附的杂味。烘焙过程中，酯型儿茶素表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)含量因热降解呈下降趋势，并导致表没食子儿茶素(epigallocatechin, EGC)的形成和游离态没食子酸(gallic acid, G)的释放，游离型儿茶素和反式青叶醇含量增加，EGC和没食子儿茶素没食子酸酯(gallocatechin gallate, GCG)含量可能由于EGC和EGCG的异构化作用而增加。因此，通过烘焙可使茶叶变得更加醇香[6,14-15]。

1.1.2 糖类脱水缩合作用 茶叶中的果胶质、糖类和氨基酸因焙火受热而脱水聚合，向具有蜜糖香、焦糖香的糠醛和呋喃类香气转化[13]。王登良等[16]发现烘焙可减少岭头单枞乌龙茶的氨基酸总量及可溶性糖、水浸出物、多酚类含量。罗学平等[17]研究表明，不同焙火处理均会减少四川乌龙茶多酚类、氨基酸和儿茶素含量，导致其水浸出物含量降低，影响茶汤滋味，而适当的焙火可使茶汤滋味更浓醇。适当的低温烘焙有利于糖的胶化而产生麦芽糖香气[8]。水热作用可促进淀粉水解，使得水溶性糖含量增加[13]。在适当的温度下，果糖易发生焦糖化反应，温度过高则会产生焦糊味而掩盖乌龙茶特有的花果香。

1.1.3 氧化作用 茶叶中的儿茶素、醛类、醇类等物质因受热而加快氧化分解反应，其反应产物能与氨基酸结合有利于提升香气品质，并改善茶汤色泽；茶黄素与茶红素经高温氧化聚合后形成茶褐素，而积累过多茶褐素会使茶叶色泽枯暗而影响品质[12]。因此，烘焙过程中应提供充足的氧气，使茶叶香气物质充分转化[8]。

1.1.4 后熟作用 成品茶未出现陈味前，茶叶所发生的缓慢发酵作用为后熟作用。后熟作用与储藏条件、茶叶含水量及有效内含物质的变化密切相关。经一定时间的后熟作用，茶叶香气由火功香逐渐转变为焦糖香，滋味更为醇厚回甘。若陈茶采用炭焙焙茶，以每年1次的频率反复烘焙，在炭火和后熟作用的共同促进下，茶汤汤色橙黄明亮、香气更高、甘醇不涩、持久耐泡[8,18]。

1.1.5 美拉德反应 美拉德反应是羰基化合物(如还原糖、脂质、醛类、酮类以及类固醇等)和氨基化合物(如蛋白质、肽、胺、氨和氨基酸)之间的复杂化学反应，最终生成具有抗氧化作用的还原酮、类黑精及挥发性杂环化合物，是茶叶色泽和风味的主要来源[19]。茶鲜叶的氨基酸含量占干物质总量的1.5%～4.0%，其可溶性游离单糖有阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖、果糖、半乳糖、甘露糖等，双糖有蔗糖等，不同种类的糖与氨基酸反应生成的香气物质不同[12,19]。含羰基的儿茶素、醇类、醛类氧化分解产物与氨基酸结合产生新的香气物质[11]。高温烘焙后乌龙茶的香气成分呈现减少趋势[20]。苗爱清等[21]研究认为，烘焙可提高乌龙茶中橙花叔醇、芳樟醇及其氧化物、香叶醇、茉莉酮、反-2-己烯醛等含量。经高温复焙，茶叶中芳樟醇及其氧化物、3,7-二甲基-1,5,7-辛三烯-3-醇、β-蒎烯、香叶醇等含量增加，而感官气味为甜香、花香、浓郁木香的橙花叔醇、已醛、茉莉酮、反-2-己烯醛含量减少[11]。长时间的高温烘焙还会使乌龙茶所含的氨基酸显著减少，导致酚氨比显著升高而影响茶叶的滋味品质[22]。

1.1.6 杀菌及降解作用 利用高温使蛋白质变性，使成茶所含的大肠杆菌达到卫生要求，且茶叶中不利于贮存的真菌(如霉菌、蘑菇菌和酵母等)在高于160 ℃的温度下一般能被杀灭。此外，高温会使茶叶中的拟除虫菊酯类不耐热农药降解挥发，减少其农药残留量，提高安全性[6,23-24]。

1.2 物理作用

1.2.1 水分蒸发 与腐坏相关的微生物活性随茶叶含水量的增加而增强，当含水量超过10%，茶叶易发霉变质而不能饮用[6]。烘焙使茶叶水分受热蒸发，含水量降低至3%～4%，可抑制霉变，延长茶叶保质期。

1.2.2 升华作用 咖啡碱(1,3,7-三甲基-2,6-二氧嘌呤)是茶叶的苦味物质，在100 ℃下会失去结晶水而开始升华，导致其含量降低，且120 ℃时升华程度显著，从而改善茶汤苦味[22,25]。

2 乌龙茶烘焙工艺分析

适当的烘焙工艺可展现不同品种乌龙茶独特的香韵。如熟果香、蜜糖香浓郁的台式乌龙茶——东方美人茶初干需110 ℃左右快烘，后采用文火慢烘至足干后进行二次烘焙，可提升滋味的醇爽度并提高香气[26]。影响乌龙茶烘焙的主要因素有烘焙温度、烘焙时间、摊叶厚度和烘焙次数等[11]。

2.1 烘焙温度

温度是乌龙茶烘焙的主要影响因素。温度每上升1 ℃，乌龙茶中儿茶素品质指数及苦涩味指数分别提高0.742 4和0.012 6[22]。钟秋生等[27]研究表明，80 ℃低温烘焙颗粒性乌龙茶感官品质较佳，茶叶外形紧结砂绿、花香浓且持久、汤色金黄、滋味甜醇；随烘焙温度的升高，干茶色泽从砂绿转向黄绿带褐，最终转化为乌褐色(多酚类及色素类进一步氧化降解)，紧结度逐渐加强(水溶性糖及水溶性果胶在高温下粘度增加)，叶底也从黄绿向乌褐转化。氨基酸氧化脱氨产生醛类的温度需达80 ℃以上[28]。烘焙温度达100 ℃时，茶叶中有明显吡嗪类物质形成，130 ℃时则会大量形成[28]。有研究表明，130 ℃中温烘焙的条形乌龙茶香气高、品质最佳[12,19]。茶汤的pH值随着烘焙温度的提高而降低，酸味逐渐明显；当温度达140 ℃时，儿茶素含量增加，红色度、黄色度增加而明亮度下降，茶叶品质明显劣变，汤色转变为暗红色，茶汤带酸焦味[12,28]。台式乌龙茶金萱和高山乌龙茶选择70 ℃左右的低温烘至足干以保持其翠绿的色泽和高锐的香气[29,30]。据烘焙程度差异可分为不同火功的产品，如武夷岩茶可按轻火、中火、足火和高火烘焙分为相应产品；安溪铁观音按火功的不同可分为清香型、浓香型和韵香型[19]。轻火烘焙的乌龙茶一般带有清香或淡花香；中火烘焙则带有花香或花果香；足火烘焙后的乌龙茶具有明显的果香或果糖香；而高火烘焙则具有明显的焦糖香或火功香。

2.2 烘焙时间

低温长焙有利于茶叶功能性氨基酸(茶氨酸、γ-氨基丁酸等)的富集，同时产生多种具有高香的萜烯类物质[22,31]。烘焙时间因茶叶的老嫩程度不同而不同，一般较粗老的茶叶需中火(85～90 ℃)烘焙，时长在4～10 h间做弹性选择；幼嫩茶叶烘焙温度较高，先中高火(90～100 ℃)烘焙4～6 h，再以80～85 ℃烘焙2～4 h；外形紧结的茶叶应采用中低火(85～90 ℃)较长时间烘焙，而较松散的茶叶应采用中高火(100 ℃)短时烘焙[32]。

2.3 摊叶厚度

摊叶厚度对茶叶氨基酸含量的影响仅次于烘焙温度及烘焙时间。茶叶氨基酸含量随摊叶厚度的增加而显著降低，而总糖含量则随厚度的增加呈极显著上升。轻火烘焙茶叶宜采用短时薄摊，为保留更多氨基酸而提高茶汤鲜爽度；高火烘焙茶叶应采用长时厚摊，从而提高茶汤的醇厚度[19]。

2.4 烘焙次数

烘焙次数会影响茶叶烘焙程度和品质风格，可分为初焙和复焙。初焙温度一般在100～120 ℃左右，摊叶厚度为2～3 cm，叶不沾手揉捻后进行2～5次复焙。复焙温度先高后低，前期茶叶含水量较高，采用高温烘焙以快速蒸发水分；后期随茶叶水分的减少，采用低温烘焙以提高茶叶可塑性[32-33]。周雪芳[34]研究表明，大红袍乌龙茶随着焙火次数的增加，茶叶中具花果香的化合物减少，具焙烤香的吡嗪类、吡咯、呋喃及其衍生物增加。

3 乌龙茶烘焙方式比较

因加热源的差异可将烘焙方式分为热风烘焙、辐射烘焙、联合烘焙等。各烘焙技术对乌龙茶品质的影响不同。

3.1 热风烘焙

热风烘焙技术指利用风机送入热空气与茶叶接触，热空气中饱和蒸气压与不饱和蒸气压之间的压力差使茶叶发生质热交换，热空气释放热量并吸收茶叶蒸发的水分。该技术可同时烘焙较多茶叶，烘焙效率高且品质稳定，名优茶多使用此干燥方式[35]。55 ℃低温热风烘焙可提高茶叶中芳樟醇及其氧化物(Ⅰ、Ⅱ)、香叶醇、水杨酸甲酯等含量；110 ℃高温复焙会降低己醛、吲哚、橙花叔醇等含量，提高(顺)-3,7-二甲基-1,3,6-辛三烯、柠檬烯、α-萜品醇、芳樟醇及其氧化物(Ⅰ、Ⅱ)含量[12]。热风烘焙过程中，茶叶的叶绿素和花果香物质由于发生水解、氧化等反应而损失较多[12]。热风烘焙技术除了以电为能源，也使用煤、炭、液化气等作为热源，既对环境造成污染，外来烟源也会影响茶叶品质[36]。由于该技术热穿透性不足，乌龙茶较难焙透，不易储存；且受到温度场、湿度场、蒸汽压场三者的影响，茶叶存在阶段性失水现象[35]。

3.2 辐射烘焙

辐射烘焙是指以辐射能(辐射、远红外线、微波等)的形式将热量传递给茶叶，使茶叶内外均匀受热而提高成茶品质。

3.2.1 木炭烘焙 传统木炭烘焙的乌龙茶茶汤滋味醇厚回甘，香气清高持久，耐泡且耐存储。炭火传热特性为热辐射，以红外辐射为主，茶叶中的多种成分在3～10 μm的远红外区有很强的吸收峰，能使茶叶内外均匀受热生成相关络合物。木炭能吸附硫化物、酚类、甲醇等物质，且其燃烧释放的CO2与乌龙茶内含物发生物理和化学反应而提升茶汤口感、香气[14]。炭火温度在80 ℃左右，低温长烘可产生多种高香的萜烯类物质，使成品茶色泽油润，外表起霜[31]。但木炭烘焙对操作人员要求较高，不易把握烘焙程度，时间、人力耗费较大，生产效率低，总体成本高；木炭燃烧产生的CO、硫化物等气体会污染环境，且烘焙过程所需的无烟实木炭不易获得[14]。因此，利用现代清洁化的烘焙技术替代木炭烘焙是目前乌龙茶烘焙技术的创新方向。

3.2.2 微波烘焙 微波烘焙是指将微波发生器产生的波长范围为1 mm～1 m、频率为3×102～3×105MHz的电磁波辐射到茶叶上，使茶叶中的极性分子随微波的频率同步高速旋转，分子间瞬时摩擦产生的热量使茶叶内部和表面同时升温，水分大量蒸发以降低含水量[35,37]。微波烘焙技术具有热效率高、升温快、受热均匀、无升温环境、可连续生产等优点，对提高乌龙茶耐藏性有明显的作用[35]。权启爱等[38]认为，微波加热技术有利于提高茶叶品质。石磊[20]认为，与传统干燥相比，微波烘焙可提高毛茶中氨基酸、茶多酚含量。不同频率的微波对中低档乌龙茶有不同的改善作用，可解决夏暑茶品质差的问题，提高中低档茶叶的销售量和价格[7]。微波烘焙加热均匀，可保持茶叶原有色泽、香气成分及形状，有效改善茶叶的粗老味和苦涩味，其质量明显优于传统热风烘焙的茶叶[35-36]；适当的微波足火能提高茶汤的低温抗浑浊性[39]。邵静娜等[40]研究表明，短时间微波处理的茶汤滋味较鲜醇，长时间处理则滋味显涩。微波时长对茶叶游离氨基酸、茶多酚、咖啡碱的影响差异不显著，对水浸出物影响较大，且其含量变化呈先降低后升高的趋势。

3.2.3 远红外烘焙 远红外烘焙是指受25～1 000 μm波长的远红外线电磁波辐射后，茶叶中的分子因能级跃迁而加剧共振，使茶叶的内能增加、温度升高，达到水分散失的目的[35]。可根据茶叶的性质选择容易吸收的波长以提高烘焙的质量和效率[41]。远红外烘焙技术具有快速、均匀、热能损失少、环保等优点[35]，可提高毛茶的可溶性糖、水浸出物及可溶性蛋白含量，茶叶显火功香或浓郁花香[12,41]。利用远红外线辐射茶叶5～10 min，同时送入热风，双重干燥烘焙效果好，香气损失少，有利于茶香的保存与发挥[13,41]。茶叶中的游离氨基酸含量受远红外的影响呈先降低后升高的趋势，120 ℃达最低，140 ℃升高，且远红外烘焙4、5 h与1、2 h达极显著差异水平；与微波烘焙相比，远红外加热对水浸出物影响不显著，水浸出物含量随远红外烘焙时间的延长呈逐渐降低的趋势，且差异显著。此外，微波烘焙的水浸出物含量高于远红外烘焙，这可能是远红外烘焙不及微波烘焙茶滋味鲜醇的原因[40]。利用远红外烘焙的茶叶感官品质明显优于传统烘干机烘焙的茶叶，且热效率高，生产成本低[12]。利用红外线烘焙乌龙茶，不仅使茶叶均匀受热，而且防止茶叶迅速失水以避免香气流失，但远红外烘焙的茶样色泽比传统烘焙深[20,36]。

3.3 联合烘焙

3.3.1 微波与热风联合技术 微波与热风联合技术结合了微波升温均匀、快、效率高和热风能快速带走水分的特点，可大大缩短烘焙时长。目前，该技术有3种不同的烘焙方式：一是采用微波进行预热，等茶叶水分达到蒸发温度时，用热风进行干燥；二是采用热风干燥，当其速率降低时马上提高微波速度，水分可及时被热风带走；三是采用终端干燥，热风干燥后期存在较难释放的结合水，使用微波可显著提高干燥效率。目前该技术在茶叶领域还处于初级阶段，需进一步的实践研究[35]。

3.3.2 微波与真空联合技术 微波与真空联合技术是将茶叶置于密封干燥室内，抽真空时并加热，水分因内压力差及浓度差而扩散，再在负压的作用下达到干燥的目的。该技术具有效率高、导热快、受热均匀等优点，烘焙时不会产生二次污染；还具有很高的热敏性，有杀菌、消毒的功效，大大延长茶叶保质期[35]，可满足消费者对茶叶产品安全性的要求[7]。

3.3.3 微波与远红外联合技术 微波与远红外联合技术结合两者的优点，烘焙的茶叶带火功香或浓郁花香，滋味鲜醇，显著提高茶叶的品质，且超过传统烘焙效果；相比于炭火烘焙，该技术烘焙的茶叶品质更稳定，还可防止燃料过度燃烧的烟焦气影响茶叶品质，不仅达到环保目的，还有利于大批量标准化生产[40]。靖翠翠等[42]研究表明，微波—远红外联合干燥保绿效果好，可能由于该技术减少茶叶水解、氧化等反应的进行，更好地保留了茶叶的内质成分。

4 小结与展望

烘焙技术综合影响乌龙茶香气、色泽、滋味等品质。传统木炭烘焙的茶叶虽然品质优于其他烘焙方法，但选择的温度和时长受人为因素以及环境因素影响较大，存在木炭获取难、不可持续性、劳动强度大、安全隐患大、粉尘污染及生态环境破坏等问题。应用较广泛的热风烘焙技术较成熟，但也存在环境污染及难以焙透的缺点。微波烘焙的茶叶在保绿及改善夏暑茶品质方面优势突出，但香气提升上不及木炭和远红外烘焙技术。远红外烘焙技术使茶叶接近传统炭焙的火功香或浓郁花香，同时具备热效率高和节能的优势，但滋味鲜醇度不如微波烘焙，联合两种技术更有利于结合两者的优点，但存在设备造价较高的问题。联合干燥技术仍处于起步阶段，有关干燥机理的领域和利用新型清洁能源作为热源的烘焙设备研究较少。利用热效率高且造价较低的清洁能源生产优质成茶的绿色烘焙技术是未来茶叶烘焙发展的方向。