近年來，隨著現(xiàn)代機械化、自動化、信息化技術(shù)和無損檢測技術(shù)高速發(fā)展，計算機視覺技術(shù)、光譜技術(shù)、電特性等多項先進技術(shù)已應(yīng)用到茶葉加工過程，推動傳統(tǒng)茶葉加工生產(chǎn)方式朝著機械化、數(shù)字化、智能化方向轉(zhuǎn)型與升級。

茶葉加工機械化研究進展

1、殺青機

殺青是制茶過程中至關(guān)重要的一項步驟，主要是通過較高的溫度使茶葉內(nèi)部的氧化酶活性得到鈍化，茶葉中的茶多酚分泌變少，緩解茶葉的氧化，從而有效地使茶葉的形狀、香氣可以得到保留。隨著科學(xué)技術(shù)的逐步發(fā)展，殺青機逐漸代替人工作業(yè)，大大提升了工作效率。

目前，廣泛使用的殺青機是一種滾動式的殺青機，可以實現(xiàn)大批量的茶葉殺青，使用成本較低。但是，該機械對溫度的控制不精準，質(zhì)量難以把控。此外，這種殺青機在實際運行過程中能耗也較高。

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，機械化生產(chǎn)不斷發(fā)展進步，現(xiàn)在逐步推出了蒸汽殺青機、熱風(fēng)殺青機、微波殺青機。蒸汽殺青機利用高溫產(chǎn)生蒸汽，再將蒸汽和茶葉結(jié)合，蒸汽溫度可控，可以很好地對茶葉殺青過程中的溫度進行控制。熱風(fēng)殺青機是利用熱風(fēng)爐中產(chǎn)生的熱風(fēng)，對茶葉進行殺青，使得茶葉之中的酶活性鈍化，進而達到殺青的目的。微波殺青機主要是利用微波對水分子進行震蕩，震蕩過程中產(chǎn)生熱量，從而將這一熱量與茶葉結(jié)合，達到殺青的目的。

2、揉茶機

揉茶是茶葉生產(chǎn)過程中的第二個重要步驟，直接關(guān)系到喝茶時茶葉能否發(fā)揮出其應(yīng)有的味道，揉捻是最常見的方式。在揉茶過程中，會破壞茶葉的細胞，也會有一定的茶葉汁滲出茶葉表面，從而使茶葉的香味在泡茶時能更好地釋放出來。

目前，隨著自動化加料揉茶機械的出現(xiàn)，揉茶工藝基本實現(xiàn)了流水作業(yè)，解決了加料的難題，不僅使揉茶的效率得到了提升，還使揉茶的質(zhì)量得到了提高。

3、理條機

茶葉理條主要是通過對于茶葉的狀態(tài)進行塑形理條，這一過程也是眾多茶葉生產(chǎn)過程中的最為關(guān)鍵的步驟。茶葉理條機的發(fā)明和使用，減少了茶葉被污染的狀況，實現(xiàn)了機械化生產(chǎn)，使得理條加工步驟更加高效。

不過，我國大多數(shù)茶葉生產(chǎn)企業(yè)所使用的理條機都是往復(fù)震動式的。機器的耗能較高并且效率低，因此，現(xiàn)階段應(yīng)該針對理條機的實際情況進行全方位的研究判斷，使理條機的效率進一步的提升，降低能源消耗，從而逐步推動茶葉生產(chǎn)向高效化、自動化方向發(fā)展。

4、烘干機

茶葉中的水分控制對茶葉品質(zhì)至關(guān)重要，茶葉中的水分含量超標，在運輸包裝過程中容易滋生大量的微生物和細菌，不僅會對茶葉本身的口味和風(fēng)味有一定的影響，也會帶來食品安全問題。傳統(tǒng)茶葉烘干機有三種，分別是手拉百葉式、半自動手拉百葉式、自動鏈板式。前兩種烘干機由于時代的發(fā)展進步和人們生活水平的不斷提升，無法滿足目前的大規(guī)模茶葉生產(chǎn)而逐步被淘汰。

目前，較大型的茶葉生產(chǎn)廠商多使用自動鏈板式烘干機。它的自動化程度較高，不過在加工綠茶的過程中，也很容易形成烘干不均勻的情況，嚴重影響綠茶質(zhì)量。隨著科技的發(fā)展和進步，出現(xiàn)了動態(tài)式的循環(huán)烘干機，解決了原本烘干機中的烘干不均勻情況，大大提升了茶葉的烘干效率，而且這一烘干機利用電能取代了原本的炭火，避免了空氣污染。

茶葉加工智能化研究進展

近年來，茶葉加工基礎(chǔ)理論研究日漸深入，關(guān)鍵工序的工藝特性和茶葉制品的理化特征也日益明晰，利用光譜技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、機器視覺技術(shù)、電子鼻、電子舌等高新技術(shù)手段反映茶葉品質(zhì)質(zhì)量的技術(shù)方法不斷進步，促使茶葉加工技術(shù)水平朝著數(shù)字化和智能化的方向大步邁進。

通過對茶葉中多酚類物質(zhì)、全氮量、粗纖維、含水量等成分的快速檢測，以及形狀、顏色和嫩度等指標的判斷，實現(xiàn)茶鮮葉品質(zhì)質(zhì)量的智能感知，對光譜信息、圖像信息、電參數(shù)的采集處理，實現(xiàn)萎凋、揉捻、發(fā)酵、干燥等多個關(guān)鍵加工工序的智能判定。

在茶葉加工過程中，對鮮葉質(zhì)量等級的判定是確定加工過程技術(shù)參數(shù)的前提，即茶葉加工過程中的“分級付制”。不同質(zhì)量、不同等級的原料只有采用相應(yīng)的加工技術(shù)參數(shù)，才能實現(xiàn)產(chǎn)品加工質(zhì)量的最優(yōu)化。同時，對鮮葉等級和質(zhì)量的在線科學(xué)快速評判，也是實現(xiàn)茶葉數(shù)字化和智能化加工的技術(shù)基礎(chǔ)。

利用近紅外光譜技術(shù)，以含水率、粗纖維總量和全氮量作為鮮葉質(zhì)量的判斷依據(jù)，建立茶鮮葉原料質(zhì)量的在線評價模型，可為評價茶鮮葉原料的質(zhì)量提供準確、快捷的新方法。利用茶鮮葉圖像的面積、周長、長軸長度、短軸長度等幾何特征，以及圖像的對比度、平滑度等紋理特征進行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建，可將茶鮮葉按嫩度等級進行準確分類。

茶葉加工與茶葉視覺變化密切相關(guān)，在制品在水分散失、高溫加熱、外力作用、酶促反應(yīng)等一系列反應(yīng)下，會產(chǎn)生劇烈的化學(xué)、物理、生理變化，其顏色、形狀、紋理等圖像特征亦隨之改變。加工過程中，茶葉視覺特征的變化是內(nèi)含成分轉(zhuǎn)化在外觀上形成的反映，因此可作為判斷加工適度與否的直接感官指標。如將圖像和光譜信息融合后分別與線性判別分析法（LDA）和 PLS 結(jié)合的技術(shù)，以光譜和紋理特征值融合數(shù)據(jù)建立紅茶萎凋程度的線性判別模型和兒茶素與氨基酸比值的 PLS 預(yù)測模型，可實現(xiàn)對紅茶萎凋程度數(shù)字化判別。通過對殺青葉含水率的準確判斷，可有效檢測生產(chǎn)中綠茶的殺青程度。利用機器視覺對微波殺青過程中在制品的色澤和紋理特征實時監(jiān)測，通過建立ELM、遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GABP）、CNN 模型可對殺青葉含水率、茶多酚和氨基酸含量進行在線檢測，該方法在快速檢測茶葉殺青品質(zhì)和茶葉數(shù)字化殺青作業(yè)中具有很好的應(yīng)用。近年來，科研工作者通過圖像、光學(xué)、電化學(xué)以及融合技術(shù)研究茶葉發(fā)酵過程，為發(fā)酵工序數(shù)字化提供了新的方法和思路。

茶葉產(chǎn)業(yè)數(shù)字化加工是新時代的呼喚，加速實現(xiàn)茶機裝備數(shù)字化首先需要加強關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)研究，夯實數(shù)字化基礎(chǔ)。科研院所要與規(guī)模較大有實力的企業(yè)深度聯(lián)合，加強學(xué)科應(yīng)用基礎(chǔ)研究，提升原始創(chuàng)新能力，加強協(xié)同創(chuàng)新，實現(xiàn)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)突破。

其次需要加快建立和完善我國茶機標準體系。標準化是數(shù)字化的重要基礎(chǔ)條件之一，要對我國現(xiàn)有茶機標準進行全面梳理，有計劃有步驟建立和完善茶機標準體系，對一些成熟、通用性強的茶機要加快制定國家標準或行業(yè)標準，積極嘗試制定針對不同茶類加工的生產(chǎn)線標準，為茶機數(shù)字化創(chuàng)造條件。

此外，也要系統(tǒng)開展茶葉生產(chǎn)、加工全程數(shù)字化、智能化關(guān)鍵技術(shù)裝備研究，構(gòu)建茶園、茶葉、加工品質(zhì)和機械裝備的協(xié)同智能制造體系，減少對勞動力的過度依賴，提高我國茶葉生產(chǎn)效能和數(shù)字化、智能化水平。

參考資料：

[1]沈帥,袁海波,朱宏凱,江用文.茶葉數(shù)字化加工技術(shù)研究進展[J].中國茶葉,2022,44(08):1-8.

[2]葉素娟,葉素蘭,葉飛龍.茶葉加工機械化技術(shù)應(yīng)用研究與分析[J].食品界,2022(11):114-116.

[3]常睿,張瑩,楊娟,王杰,陳善敏,鐘應(yīng)富.計算機視覺技術(shù)在茶葉加工領(lǐng)域應(yīng)用研究進展[J].南方農(nóng)業(yè),2021,15(28):137-140.DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.28.034.

作者簡介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究