微波在茶叶加工中的应用

发布时间 : 2021-04-09
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红茶在英语中。

茶叶加工是我国的传统产业。为了提高茶叶的加工质量和产业现代化,有必要在茶叶初加工业和深加工业应用新的科学技术,而先进的微波技术在茶叶中有较好的应用前景。微波是指在3OMHz-300000MHz介于无线电和光波之间的超高电磁波.目前,应用在食品工业中的微波装置的中心波长0.328m(频率915MHz)或0.1225m(频率2450MHz)。

一、微波在茶叶杀青中的应用

生产绿茶、乌龙茶,均需要加热杀青处理,以钝化多酚氧化酶的活性,蒸发部分水分,挥发青草气味,软化组织。目前生产上常用炒青方式进行杀青处理,少数地方采用蒸汽杀青方式。

试验结果表明,微波杀育与炒青方式加工的茶叶品质良好,无明显差异,但微波杀青的时间短(为炒青时间的1/8)可以连续进行。而蒸汽杀青由于蒸汽含水量高,原料外层受高温影响,因此杀青后的茶叶几乎无减重,部分叶绿素受破坏,原料所含营养物质随冷凝水而部分流失,品质不太理想。

微波在茶叶杀青的应用主要是其产生的热效应。当磁控管产生微波,照到茶叶对,茶叶内部的极性分子受微波周期性变化的影响,随微波进行周期性活动。由于微波的频率很高,使茶叶内部分子高速碰撞而产生了大量的摩擦热量迅速提高物料的温度,从而达到快速升温的效果。

二、微波在茶叶干燥中的应用

一般的热风干燥过程中物料外部受热,表面干燥,热量向内传递,其方向与水分扩散传递的方向相反,影响了水分的向外蒸发。而微波是内部加热,含水量高的部位升温较快。因此在微波干燥过程中,水分由内层向外层的迁移速度快,干燥速度明显快于热风干燥。在茶叶干燥中应用微波干燥具有以下优点:(1)干燥速度快;(2)产品质量好;由于茶叶表面温度不太高,叶绿素变化少,色泽绿翠而耐藏,香气损失少,干燥均匀;同时由于水分蒸发速度快,容易形成多孔性,产品的复水性好,泡茶时内容物易溶出。

三、微波在茶叶杀虫和防霉中的应用

茶叶在贮运过程中易生虫,在黑茶的渥堆过程中也常发生昆虫污染的现象。过去常用药物熏蒸的杀虫方法,但存在药物残留的问题。采用微波处理可以取得良好的杀虫效果、茶叶中昆虫的杀虫效果与茶叶和虫体的介电性质密切相关,当茶叶的含水量小于12%时,有利于增强杀虫的效果。

茶叶在加工贮藏中极易受潮发霉而降低品质。王盛良等通过试验证明微波技术对茶叶霉菌具有优异的杀灭效果。

四、微波在茶叶汁萃取中的应用

茶叶软饮料(加茶饮料、茶冲剂)的加工离不开萃取工序。目前茶叶萃取的常规方法是用热水浸提,微波萃取技术在国外发展迅速,到1995年,国外已授权给两家中国公司发展工业规模微波萃取技术的应用。用微波萃取茶叶中的有效成分,具有萃取速度快、时间短(比常规方法缩短1/3)、萃取得率高的特点。一般萃取步骤是:将一定量的茶叶置于微波萃取器内,加入适量的水,然后把设备控制在所要求的温度和时间下,开始加热萃取,最后经过滤得到茶汁。

五、微波在茶叶饮料杀菌中的应用

茶叶饮料在常规热力杀菌中,由于高温长时,使茶叶香气受到较大损失。采用微波杀菌,具有较好的效果.

微波杀菌是微波的热效应和生物效应共同作用的结果。微波对微生物的热效应是使蛋白质变性,导致微生物死亡;而微波对微生物的生物效应使微波电场改变了细胞膜断面的电径分布,影响了细胞膜周围电子和离子的浓度,从而改变了细胞膜的通透性能,使微生物生长发育受到抑制而死亡。此外足够强的微波电场可以导致做生物的DNA、RNA中的氢键松弛、断裂和重组.从而诱发遗传基因突变。由于微波杀菌利用了热效应和非热效应对生物的破坏作用,因此,其杀菌温度低于常规方法,这有利于茶叶饮料香气的保持。WwW.Cy316.cOm

六、微波技术应用前景

目前,我国的微波技术与设备已较成熟,连续式、大功率、不同用途的微波设备已基本定型。但微波干制茶叶也存在一些缺点,如投资大,耗电量高等。实际上,微波干操与热风干燥结合起来使用效果更好。

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新技术在茶叶品质评价中的应用


在国内外,茶叶品质大多数是通过人的感官评定的,其原因是由于茶叶的成分比较复杂,茶业的品质并不能通过某种常年过分的量化就能表达的,它是各种茶叶成分的综合反映。近100多年来,各国在茶叶品质评价的内容和深度上都不断有新的发展,使其更加科学和规范,提高了感官评审的准确星和可比性。感官审评包括干看审评外形、开汤审评内质两个方面,分外形、香气、汤色、滋味和叶底等五个评审项目,每个项目又包含许多因子。茶叶感官审评是通过人的感觉器官来评价茶叶的特征和品质,是一门应用感官分析技术的学科。

人的感觉器官的灵敏度宜受外界因素的干扰而改变,从而影响评定的准确性。如人的嗅觉分辨力易受外界异杂气味的干扰,人的味觉敏感度易受其他刺激性食物及温度的影响,人的视觉涉及到光学、视觉生理、视觉心理等诸多因素的,不同的人辨别能力存在一定的差别。审评人员感觉器官的领密度还受到其他因素影响,如地域差别、性别不同、精神状态及身体状况等因素。由于人的感觉器官的灵敏度易受外界条件的变化而改变,从而影响评定结果的准确性。为了在茶叶生产流通过程中有一个严格、一致的标准,采用仪器测定茶叶,用科学计量上的品质指标来评价茶叶品质是必要的手段之一。

新技术及其他相关技术在茶叶品质评价中的应用:

1.在茶叶外形评价方面 机器视觉系统就是计算机数字图象处理系统,它是用计算机实现部分人类视觉的功能,把所有对象映射成数字图象,并模仿人的判别准则去理解图象和识别图象,进而对所摄图象进行分类或分级。计算机辅助品质检测可以使品质指标量化和标准化,而且计算机图象处理的精度优于人的视觉精度,对颜色和外形的反应也更灵敏。所以其技术和方法可以用于茶叶颜色和外形的评价。

林刚研究探索茶叶品质因子形状的数量化途径,他应用计算机数字图象处理系统,以屯炒青毛茶标准样为研究对象,测定了11项形状特征系数,并分析了这些形状系数与茶叶品质(等级)的相互关系。他的研究结果表明11项形状特征系数中的7项形状特征值与品质的的相关性达极显著水平。按相关系数大小顺序排列,依次为平均幅度、面积、短径、周长、最多出现径、最大径和长径,其中平均幅度和面积两个特征值的相关系数最大,因而可选这7项形状特征做定量表述长条型茶外型品质的特征值。蔡健荣选择机器视觉系统和HIS颜色系统描述茶叶颜色,并对颜色描述系统模型进行了改进,使之能更好的模拟理想颜色。他的研究显示,当年新茶和隔年茶叶的色泽变化最大,新茶色调值更绿,储存年代越久,基本越向棕褐色靠拢。明度和饱和度随储存年代增加呈下降趋势。他得到的结论是计算机视觉模拟只要样本稳定,检测结果就一致,评定标准客观,评定结论稳定。可以预见机器视觉技术在茶叶在茶叶外形和色泽评价上有着广阔的发展前景。

2.在茶叶香气评价方面 茶叶香气是决定茶叶品质的重要因子之一,因此,历来受到茶叶研究者的注重,分析茶叶香气的第一部是茶叶香气的提取。由于茶叶香气含量低微、组成复杂、易挥发、不稳定,在提取过程中易发生氧化、聚合、缩合、基团转移等反应,需采用特殊的分离提取技术。朱旗等以绿茶为原料,同时对蒸馏萃取法(SDE)、顶空吸附法(HAS)和减压蒸馏萃取法(VDE)三种方法提取的香精油进行了GC-MS分析,测定了三种方法对香气的回收率,并进行了感官评审。结果表明,三种方法提取的香精油检测结果差异较大,其中SDE法的香气总量,数量及回收率均较高,但对分析茶样的影响较大,特别是对热敏性的香气成分;HAS法虽有锁改进,其影响依然明显;VDE大法对茶样的影响较小,能较好的反映茶叶的香气特征。

近十年来,电子鼻技术的兴起,让我们的看到了一种通过气味评价等级的新方法。气味的成因和构造非常复杂,全面和快速的检测气味的整体信息几乎不可能,而电子鼻技术让人们认识到综合评价气味整体信息的巨大潜力。电子鼻利用几个或几十个不同的传感器产生的物理变化而进行数据处理,他的敏感性和选择性达ppm-ppb值。电子鼻采用了人工智能技术,实现了由仪器“嗅觉”对产品进行客观分析。由于这种智能传感器阵列系统中配有不同类型传感器,使它能更充分模拟复杂的鼻子,也可以通过它得到某产品“真实”的身份证明,从而辅助专家快速的进行系统化、科学化的气味监测、鉴别、判断和分析。Ritaban Dutta等对5种不同加工工艺(不同的干燥发酵和加热处理)的茶叶进行分析和评价。为了更好的得到挥发性化合物,他们采用在5L的容器中放入10mg的茶叶样品,加入200ml的60℃开水,用电子鼻检测其顶部空间的空气样品。电子鼻由费加罗公司产的4个涂锡的金属氧化物传感器组成,数据采集和储存用LabVIEW软件,数据处理用PCA、FCM和ANN等方法。他们的结论是:采用RBF的ANN方法分析时,可以100%地区分五种不同制作工艺的茶叶。可以预见电子鼻技术在茶叶香气评价上有着广阔的发展前景。

3.在茶叶汤色评价方面

茶叶品质色差分析方法始于70年代的日本,其原理是应用亨特-Lab表色系,以标准C光源和1~4。小视场来测定颜色的三个分量L、a、b。陆建良等对29个绿茶,20个乌龙茶和15个红茶样品进行了色差参数分析和感官审评。他们的结论是茶类间色差参数差异显著,并与感官评分具有相关性。茶汤色泽与干茶外形色泽及叶底色泽也有密切关系。

梁月荣等用光谱分析测定12种浙江名茶的茶汤。他们的研究表明在400nm和440nm处的透光率分别与茶汤得分呈显著和极显著的正相关。他们得到用光谱分析名茶茶汤的部分测定指标可以反映茶汤的优劣。

蔡健荣采用计算机图象处理技术分析了不同品质的茶汤。他们的研究表明采集得到汤色的颜色特征各参数均值,都反映出茶叶随存储时间的增加由绿色向褐色逐渐变化,时间越久变化越慢的特征。他们的结论是用计算机图象处理技术描述茶汤色泽变化是可靠可行的,它解决了定性描述的模糊性、随意性问题。梁月荣等分析了不同品质红茶的汤色差异,并结合它们的化学成分,建立了用红茶的汤色检测指标和化学成分来预测红茶品质的模型。他们得到的评价模型为:评价总分(TQS)=49.63+0.43amino acids +0.47 caffeine + 0.19?L+0.46TF,3G。其中暗度表征量,评价模型与化学分析结果的相关性R2=0.918。

4.在茶叶滋味评价方面

由于国内外科研人员越来越多地关注电子舌技术的发展,特别是在液体饮料分析种中,电子舌被认为是一种具有广阔发展前景的食品分析技术。电子舌应用味觉传感器阵列和模式识别的数字信号处理方法,模拟人和生物概念的舌,实现了由仪器“味觉”对产品进行客观分析。当电子舌与被检测的液体饮料接触时,味觉传感器表面敏感两侧的电势将发生变化,从而对味觉物质产生响应,且可检测出各味觉物质间的相互关系,并具有类似于生物味觉感受的方式。

Larisa Lvova等研究电子舌在茶叶滋味分析中的运用。对立顿茶、四种韩国产的绿茶和咖啡的研究表明,采用PCA分析方法的电子舌可以很好的区分红茶、绿茶和咖啡。并且也能很好的区分不同品种的绿茶。他们的还研究了采用PCA和PLS分析方法的电子舌技术在定量分析代表绿茶滋味的主要成分含量上的分析能力。他们的结果表明,电子舌可以很好的预测咖啡碱(代表了苦味)、单宁酸(代表了苦味和涩味)、蔗糖和葡萄糖(代表了甜味)、L-精氨酸和茶氨酸(代表了由酸到甜的变化范围)的含量和儿茶素的总含量,他们的结论是电子舌可以定性和定量分析茶叶的品质。可以预见电子舌技术在茶叶滋味评价中的将是一项具有广阔前景的技术。

5.茶叶品质评价的其他方法

龚琦等探索用茶叶电特性参数等级的方法。他们以茶叶C值R值两个电特性参数作为主要因素,同时进行茶汤电导、干茶容重等物理性状方面的探索。他们的研究表明,茶叶电容值随茶叶等级的升高而增大,同时也随含水量的增加而增加。对其进行数理分析后证明。二种因素的影响都是极显著的。他们的结论是通过测定1-2个茶叶电特性参数来评定茶叶品质的方法是可行的,其中尤以电容参数的影响作用最为明显,其结果反映了茶叶外形、内质的综合品质,通过测定茶叶特性参数可以正确评定茶叶等级。J.Luypaert等采用近红外光谱分析技术和PLS运算方法检测茶叶的品质,并建立用于预测咖啡碱、抗氧化成分总含量(TEAC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和表儿茶素(EC)含量的模型。与化学分析的结果比较,他们的结论是用他们的模型预测咖啡碱的含量相关性R>0.90,预测TEAC的含量相关性R>0.85,预测EGCG R>0.80。他们的结果也显示,用他们的模型预测EC的含量不是很理想,他们认为这和绿茶中有较多相似的儿茶素和EC的浓度过低有关。在叶底评价方面还未见用仪器进行检测评价的报道。

闷黄技术在制茶中的应用


明代闻龙《茶笺》在记述绿茶制造时说:“炒时,须一人从傍扇之,以祛湿热,否则色黄,香味俱减。扇者色翠,不扇色黄。炒起出挡时,置大瓮盘中,仍须急扇,令热气稍退,……”这是制茶中色泽黄变现象的最早记载。同时,也对黄变的原因,防止黄变的措施,黄变对绿茶质量的影响作了正确的阐述。随着制杀技术的发展,人们进一步发现,在湿热条件下引起的“黄变”,如果掌握适当,也可以用来改善茶叶香味,因而导致了黄茶的发明。黄茶从绿茶演变而来,起源于明末清初。至于唐、宋时的“黄芽”,则是幼嫩芽叶的天然黄色而得名,两者是有区别的。

黄茶闷黄过程中的湿热条件和理化变化,在绿茶制造过程中也有发生,更不必说黑茶了。只是人们在生产实践中,采取种种措施,把黄变的条件和黄变的程度,控制在一定的限度范围内,以保持绿茶“绿色绿汤”的品质特点。与黄茶相同,绿茶制造过程中叶绿素破坏及多酚类化合物氧化也有发生,只是变化程度轻些。

由于制茶科学的发展和对闷黄技术研究的深入,人们已能正确应用闷黄技术来改善茶叶香味,提高茶叶质量。为了改善粗老茶和夏、秋茶的苦涩味,在绿茶制造中,对二青叶进行适当的堆积,以促进滋味醇和。为了改善警制花茶原料―素坯的“茶口”,采用高温蒸气和堆积处理,创造湿热黄变的条件,消除茶坯青气,也有利于花茶的花香和茶味的协调。这些都是制茶中成功地应用闷黄技术的实例。

赛丹在茶树害虫防治中的应用


赛丹(Endosulfan),又名硫丹,是一种具有杀螨作用的有机氯类杀虫剂。有机氯类杀虫剂(如六六六、DDT)在70年代后期由于其毒性、抗药性及残留问题,大部分品种逐渐在茶树上禁止使用。赛丹因其杀虫谱广、防治效果好、对天敌和环境安全,在茶树上获得了永久登记,并作为茶树害虫无公害化综合治理的理想农药而广泛推广使用。赛丹在茶树上使用具有以下特点。 1.杀虫谱广,防治效果好 赛丹作为有机氯类杀虫剂的代表品种,能有效地防治多种类型的害虫(螨),包括鳞翅目的刺蛾类、尺蠖类、毒蛾类,鞘翅目的象甲类,同翅目的蚜虫、黑刺粉虱、叶蝉类,半翅目的蝽象类,缨翅目的蓟马类,蜱螨目的瘿螨、叶螨等。特别是对茶小绿叶蝉、茶尺蠖、茶黑毒蛾、茶刺蛾等具有较好的防治效果。据吴士雄等(1995)在浙江杭州和江苏宜兴进行的药效试验结果表明:35%赛丹乳油1.5L/hm2兑水1125kg喷雾,药后1~7天,对小绿叶蝉和茶尺蠖的防治效果在90%以上,并对茶橙瘿螨具有一定的兼治作用。赖传碧(1999)进行田间药效试验结果表明,35%赛丹乳油1000倍液(用药量为1125mL/hm2)喷药后1~7天,对茶小绿叶蝉的防治效果为97.6%~92.0%,15~31天为86.2%~83.1%,53天后仍有72.3%的防治效果;当用药量为1500mL/hm2时,1~3天的防治效果为97.7%~100%,7~53天的防治效果维持在95%以上。可见,赛丹对茶小绿叶蝉具有速效性好,持效期长的特点。赛丹对茶黑毒蛾的防治效果也十分理想,刘仁晨(1999)试验表明,使用35%赛丹乳油1000倍液(用药量为1125mL/hm2)时,对茶黑毒蛾1天和3天的防治效果分别为99.4%和100%,减半用量的防治效果也高达956%和100%。中国农业科学院茶叶研究所多年推广应用效果也十分显著。赛丹在田间不仅对茶尺蠖、茶黑毒蛾、茶小绿叶蝉等害虫有较好的防治效果,对茶刺蛾、茶毛虫、茶黑刺粉虱、茶蚜等也有较好的防治效果。因此,对于多种类型害虫同时发生的茶园,使用赛丹防治可以做到一次用药,兼治多种害虫的效果,从而达到减少喷药次数,减少农药用量,降低农药残留水平,节约生产成本的目的。 2.对天敌安全 在推荐剂量下,赛丹对茶园捕食天敌如瓢虫、捕食蝇、草蛉和蜘蛛,寄生蜂如赤眼蜂、单白绒茧蜂等具有良好的选择保护性。实验结果表明,35%赛丹乳油1000倍液对七星瓢虫幼、成虫的致死率分别为33.4%和18.3%,对异色瓢虫幼、成虫的致死率分别为17.5%和16.6%,对蜘蛛和草蛉没有影响。山东农业大学慕立义等进行的杀虫剂对瓢虫敏感性及选择毒力研究结果也表明,在功夫菊酯、灭多威、甲胺磷和赛丹4类代表药剂中,赛丹对瓢虫的毒性最低,赛丹对七星瓢虫成、幼虫的毒力只有功夫菊酯的1/856和1/61。可见,赛丹对天敌较安全。使用赛丹防治茶树害虫有利于保护茶园生态,发挥天敌生物控制作用,实现茶园害虫无公害化综合治理。 3.作用机制特殊 赛丹属有机氯环戊二烯类杀虫剂,它在昆虫体内的主要作用是直接堵塞GABA受体离子通道复合体的Cl-通道,导致神经抑制失灵,使神经突轴前乙酰胆碱释放量增加,引起重复后放,同时也造成GABA含量的增加(GABA量反映机体维持兴奋与抑制的平衡状态),引起兴奋而死亡。有机磷杀虫剂作用于乙酰胆碱受体ACHE,抑制神经传导。菊酯类杀虫剂则主要通过干扰神经膜上Na+通道的正常功能,抑制神经传导。由于杀虫机制不同,赛丹不会与现在广泛使用的有机磷和菊酯类农药产生交叉抗性,并可作为当前抗药性治理的重要轮换农药品种。 4.分解快,残留低 赛丹由α和β两种异构体组成,对大鼠急性经口LD50为80~110mg/kg,属中等毒性,没有发现有致癌、致畸和致突变作用。赛丹在动植物体内被分解为无毒分子或自然排出,在土壤中由有机物吸收,并逐渐分解,不会对地下水造成影响,因而对环境安全。赛丹在茶树上降解快,残留低。据中国农业科学院茶叶研究所1994~1995年试验结果表明,赛丹在成茶上的半衰期为(3.2±0.42)天。使用35%赛丹乳油1500mL/hm2和3000mL/hm2,药后7天,赛丹在成茶上的平均降解率达89.25%,平均残留量分别降至4.086mg/kg和7.598mg/kg,低于FAO/WHO、欧共体、德国、荷兰、马来西亚等国际组织和国家的最高残留限量(MRL)标准(30mg/kg)。因此,使用赛丹一般不会出现出口茶叶残留量超标的现象,对茶叶外贸出口十分有利。

5.赛丹的使用 防治茶尺蠖、黑毒蛾、茶毛虫、茶刺蛾等在1~2龄幼虫盛发期,用35%赛丹乳油1000倍液(用药量为1125mL/hm2)叶面喷雾或挑治发虫中心,可取得理想的防治效果。防治茶小绿叶蝉使用35%赛丹乳油1000倍液(用药量为1125mL/hm2)于小绿叶蝉高峰期叶面喷雾。对于多种害虫同时发生的茶园,单独使用赛丹即可。害螨发生严重的茶园可与杀螨剂混用。为延缓抗药性产生,年使用赛丹次数不超过两次。赛丹与其他农药(如敌百虫等)混用,可获得增效作用。赛丹与某些增效剂如兆发885等混用,也有明显的增效作用,可以减少用药量。

现代农业设施在茶园中的应用


茶树设施栽培,又称保护地栽培,即利用各种人工设施,改变局部小气候,在一定范围内调节茶树生长的环境条件,达到促进茶芽早发、增进茶叶品质或提高茶叶产量等目的。茶树设施栽培是现代先进工业技术成果和农业高新技术成果产业化的结合点,是传统农业摆脱自然环境束缚,提高土地利用率,实现优质、高产、高效和反季节生产的有效途径。但设施栽培成本比较高,只有在具备名山、名种、名茶、名牌和管理水平较高的条件下应用,才能达到设施栽培的目的。目前广东茶叶生产上采用的设施栽培主要有塑料大棚栽培和遮阳网覆盖栽培两种。

(一)塑料大棚栽培

塑料大棚栽培是用塑料薄膜覆盖茶园的一种设施栽培形式,,自20世纪90年代以来,随着名优绿茶发展的需要,逐渐应用到茶树上,是冬春季温度较低,或易受"倒春寒"危害的茶区为提早名优茶开采期而经常采用的一种新型栽培技术。

1.塑料大棚栽培的优点

(1)可以提早开采。韩文炎等于1993~2001年连续9年的研究表明,在冬、春季不加温的条件下,塑料大棚茶园的开采期比露地茶园提前7~46天,平均提前20天。

(2)免受霜冻。春茶季节由于冷空气南下,常受晚霜或“倒春寒”的危害,塑料大棚茶园由于棚内气温较高,不受寒风侵袭,可以避免这种危害。

(3)提高早期名优茶产量。茶园覆盖大棚后,由于采摘期提早,虽然与棚外茶园相比总产量变化不大或者略有降低,但早期名优茶产量明显提高。张景春等( 1997)研究表明,1993年和1994年揭膜前,大棚茶园每亩鲜叶产量分别是51.8千克和70.3千克,比露地茶园6.0千克和13.0千克分别提高了7.6倍和4.4倍。

(4)提高经济效益。塑料大棚茶园茶叶开采期提早,早期名优茶产量提高,虽然总体茶叶产量和品质略有降低,但是由于消费者尝鲜的消费心理,早春的名优茶价格较高,扣除成本后仍能取得较高的经济效益。

2.塑料大棚茶园建设

塑料大棚茶园投资多,成本高,如管理不善则很难收到预期效果。因此,合理建棚、科学管理是克服塑料大棚不足、提高茶园经济效益的关键。

(1)塑料大棚茶园园地选择。塑料大棚茶园的品种、生长势及其所处的土壤、地形、地势均直接影响建棚后茶树的生长发育状况,因此要达到大棚茶叶优质、高产、高效益,在园地选择时要尽量具备的条件有:选择发芽早、发芽密度高、品质好的茶树良种;茶园树冠覆盖度在90%以上,生长健壮、长势旺盛的青壮年茶树;避开风口、风道;选择阳光充足、土壤肥沃的平地或缓坡茶园;选择水电使用方便的茶园。

(2)塑料大棚建造。塑料大棚类型很多。按照骨架材料分,有简易竹木结构、钢架结构、钢架混凝土柱结构和钢竹混合结构等。塑料大棚的方向以坐北朝南为好,以便最大限度地利用冬季阳光。大棚长度以30~50米为宜,小于20米的保温效

果差,太长则棚内温度不易控制,而且棚内温差大,也不利于管理。大棚宽度以6~12米为宜,太宽通风透气不良,设计和建造的难度也大。大棚高度以2.2~2.8米为宜,最高不应超过3米,棚越高,承受风荷载越大,越易损坏。

3.塑料大棚茶园培育管理技术

大棚茶园管理主要包括施肥、灌溉、铺草、通风散热、修剪、采摘、棚膜维护和揭膜等。

(1)施肥。为保证大棚茶园里茶树早发芽,多产名优茶,应施足基肥、及时追肥,并配合喷施叶面肥,为茶树提供充足的营养物质。基肥以有机肥为主,如厩肥、饼肥等,并适当配施一定的复合肥,一般用量30~50千克/亩,结合深翻于9~10月开沟施入,沟深在20厘米左右。追肥以氮肥为主,如尿素、硫酸铵等,每次用量10~15千克/亩(以纯氮计),施肥深度5~10厘米。

(2)铺草与灌溉。搭建大棚的茶园应在秋茶结束后结合施基肥进行一次深耕(或中耕),并在茶行间铺草,以各种山地杂草、作物秸秆为草源,每亩400~600千克,厚度10~15厘米。草面适当压土,第2年秋季翻埋入土。、这对大棚茶园土壤既有增温保湿效果,又可改良土壤结构,提高土壤肥力。

塑料大棚是一个近似封闭的小环境,土壤水分主要靠人工灌溉补充。当棚内气温在15℃左右时,应每隔5-8天灌水20毫米左右,气温在20℃以上时应每隔3天灌水15毫米左右。灌溉的时间最好选择在阴天过后的晴天,以利于提高地温;一天之内,灌溉要在上午进行,利用中午这段时间的高温使地温尽快上升。灌水后要通风换气,以降低棚内空气湿度。灌水最好采用滴灌的方式,不仅水分利用率高,而且对茶树叶片气孔和空气相对湿度影响小,灌溉的效果较好。

(3)修剪与采摘。每年或隔年进行1次深修剪,3~4年进行1次重修剪,控制树高在80厘米左右。每年秋茶结束后结合封园进行一次抽剪与边缘修剪,整理树冠面,以利于通风透光和茶树养分积累,切忌在秋、冬季进行茶园深修剪。秋、冬季深修剪会剪去大量成熟叶和越冬芽,既降低光合作用对有机营养的积累,又减少翌年新梢数,从而影响大棚茶叶的产量和品质。

大棚茶叶要早采、嫩采,多做名优茶。一般当蓬面上有5%~10%的新梢达到一芽一叶初展时即可开采,及时、分批,多采高档茶。在整个春茶生产中,前期留鱼叶采,春茶后期及夏茶留一叶采,秋茶留叶采,并提早封园,使茶树叶面积指数保持在3~4之间,以保证冬、春季有充足的光合面积。

(4)大棚茶园病害防治。常规茶园在冬、春季由于气温较低,一般没有严重的病虫危害。塑料大棚茶园由于其特殊的小气候特征,如气温常保持在20℃以上,湿度也高达90%等,特别容易导致病菌滋生繁殖。为防止大棚茶园病害流行,在茶园管理工作中应注意以下两点:一是大棚覆盖后不要修剪茶树;二是炭疽病发生严重的茶园在大棚覆盖前应喷施杀菌剂进行保护,在发病初期,喷施750/0百菌清或甲基托布津1000倍液防治,间隔期7~10天,连续喷施2~3次,以控制病害流行。

(5)大棚茶园温度调节。保温、增温和通风散热是大棚管理的主要环节。当大棚冬季气温上升至25℃、春季气温上升至30℃时就应及时通风降温,当气温下降到20℃以下时再闭门保温。一般晴天可在上午16.00前后开启通风道,下午15: 00左右关闭。另外,为充分利用大棚的温室效应,塑料大棚要牢固、密封,发现棚顶有积水应及时清除,棚膜有破损时及时用宽条黏胶带修补,以防冷空气侵入。

(二)遮阳网覆盖栽培

遮阳网栽培是一种简易的茶树设施栽培技术,即在茶树上方或蓬面搭盖遮阳网,避免阳光直射、降低温度、增加湿度、减少蒸发等,从而促进茶树的生长发育,达到提高茶叶产量和改进品质的目的。

1.茶园覆盖材料

茶园覆盖材料很多,传统上经常使用的主要有稻草帘、茅草帘、竹帘和芦苇帘及其他作物秸秆等,目前使用较多的是遮阳网,又称凉爽纱,以聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺为原料,这种原料重量轻、强度高,耐老化,柔软,可以通过控制网眼大小和疏密程度,使其具有不同的遮光、通风透性,生产上可根据需要随意选择。

2.茶树遮阳网栽培效应

(1)削弱光照强度,改变光质。据北京农业工程大学测定,在纺织结构和疏密程度基本一致的情况下,不同颜色遮阳网的遮光率有明显差别。以黑色网遮光率最大,绿色网次之,银灰色网最小。

(2)调节温度。日本大场正明的研究表明,春季覆盖不同材料的遮阳网后,茶树蓬面无论是最高气温,还是最低气温均有提高,从而能调节茶树的采摘期。夏季覆盖茶树蓬面温度可明显降低,最高气温可降低8~13℃,从而有利于提高茶叶品质。

(3)遮阳对茶树叶片叶绿素含量的影响。茶树遮阳后,由于光照强度明显降低,茶树叶片为了保持一定的光合作用强度,通过提高自身叶绿素含量的方式来增强光合作用强度。据

韩文炎在中国农业科学院茶业研究所试验茶园采用45%遮光率的黑色遮阳网分别进行蓬面直接单层和双层覆盖、高棚单层和双层覆盖试验,无论是新梢还是成熟叶,叶片叶绿素含量均有明显提高。但需要指出的是,茶树叶绿素含量在覆盖后前期提高较快较多,而后期相对较少较慢。

(4)遮阳对新梢产量和品质的影响。宿力军在夏茶开采前1周至秋茶结束,用黑色和灰色遮阳网进行覆盖,茶树新芽能提早萌发,可比对照提早8~10天,一芽三叶长增加0.4~0.6厘米,一芽三叶百芽重提高5~7克,正常芽叶的比例提高10%~13%。黑色和灰色遮阳网分别比对照增产13%和7.5~10鲜叶色泽深绿有光、叶质柔软,有利于提高绿茶品质。

据日本河合忤吾( 1971)研究结果,遮阴芽含成分多的有全氮量、茶素、氨基氮等,露天芽含成分多的有单宁、粗纤维。氨基氮是由于遮阴而限制日光的照射所产生的,在氨基氮中含量最多的是与茶味关系密切的茶氨酸。茶氨酸在露天茶园中随着茶芽的生育而减少,在遮阴园中则随着覆盖时间的增加而增加。

3.茶树覆盖技术

茶树覆盖后,茶园微域小气候和茶树体内的生理代谢均发生了变化,有的对茶叶产量和品质形成有利,有的则会产生不利影响。为此,在实施茶园覆盖栽培时,应采取必要的技术措施,以充分提高茶园的经济效益。

(1)覆盖茶园选择。为了充分提高茶叶的产量和品质,一般要求选择土壤深厚、肥沃,茶树健壮且树冠面较平整的高产优质茶园,以平地和缓坡地茶园为宜。覆盖茶园应加强肥培管理和适当留叶。

(2)覆盖技术。覆盖的方式有高棚覆盖和茶树蓬面直覆盖两种。高棚覆盖成本较高,但不受季节限制,夏天也可施。高棚覆盖由于受风的影响,以及棚四周光的散射等,即同样材料的遮阳网,茶树遮阳度也比直接覆盖低。因此,高覆盖时,为达到同样程度的遮阳度,选择的透光率应略低,棚四周也应挂上遮阳网。茶园覆盖时间一般在采摘前1周至半个月,当茶芽长到一芽二三叶时开始覆盖。茶叶采摘时,应一边收网一边采茶,以免阳光直射时间过长、叶绿素含量减少,从{而影响茶叶品质。

(3)覆盖茶园的管理。茶树覆盖遮阳的目的主要是为了提高茶叶品质,并适当改变茶叶采摘期。目前,蒸青茶园覆盖面积最大。蒸青茶除绿茶的一般要求外,特别强调“三绿一少”,及“色绿、汤绿、叶底绿和纤维素少”。因此,蒸青茶原料不仅要求叶绿素含量高,而且全氮量要高,氨基酸丰富,茶多酚适中,酚氨比低。在管理过程中,首先要强调茶园的肥培管理,特别是要重视有机肥、氮肥和镁肥的使用,一般要求有机肥的使用量(按饼肥计)应在200千克/亩以上。氮肥按茶叶产量计,每采100千克干茶,年施纯氮应在15千克左右,镁肥以钙镁磷肥的形式施入,如土壤有效镁的含量在14毫克/千克以下,年施钙镁磷肥的量须在50千克以上。其次,应适当修剪和留养。除了进行茶园覆盖外,及时修剪整枝也十分必要。

新技术在茶叶品质评价中应用的现状及趋势


在国内外,茶叶品质大多数是通过人的感官评定的,其原因是由于茶叶的成分比较复杂,茶业的品质并不能通过某种常年过分的量化就能表达的,它是各种茶叶成分的综合反映。近100多年来,各国在茶叶品质评价的内容和深度上都不断有新的发展,使其更加科学和规范,提高了感官评审的准确星和可比性。感官审评包括干看审评外形、开汤审评内质两个方面,分外形、香气、汤色、滋味和叶底等五个评审项目,每个项目又包含许多因子。茶叶感官审评是通过人的感觉器官来评价茶叶的特征和品质,是一门应用感官分析技术的学科。

人的感觉器官的灵敏度宜受外界因素的干扰而改变,从而影响评定的准确性。如人的嗅觉分辨力易受外界异杂气味的干扰,人的味觉敏感度易受其他刺激性食物及温度的影响,人的视觉涉及到光学、视觉生理、视觉心理等诸多因素的,不同的人辨别能力存在一定的差别。审评人员感觉器官的领密度还受到其他因素影响,如地域差别、性别不同、精神状态及身体状况等因素。由于人的感觉器官的灵敏度易受外界条件的变化而改变,从而影响评定结果的准确性。为了在茶叶生产流通过程中有一个严格、一致的标准,采用仪器测定茶叶,用科学计量上的品质指标来评价茶叶品质是必要的手段之一。

新技术及其他相关技术在茶叶品质评价中的应用:

1.在茶叶外形评价方面 机器视觉系统就是计算机数字图象处理系统,它是用计算机实现部分人类视觉的功能,把所有对象映射成数字图象,并模仿人的判别准则去理解图象和识别图象,进而对所摄图象进行分类或分级。计算机辅助品质检测可以使品质指标量化和标准化,而且计算机图象处理的精度优于人的视觉精度,对颜色和外形的反应也更灵敏。所以其技术和方法可以用于茶叶颜色和外形的评价。

林刚研究探索茶叶品质因子形状的数量化途径,他应用计算机数字图象处理系统,以屯炒青毛茶标准样为研究对象,测定了11项形状特征系数,并分析了这些形状系数与茶叶品质(等级)的相互关系。他的研究结果表明11项形状特征系数中的7项形状特征值与品质的的相关性达极显著水平。按相关系数大小顺序排列,依次为平均幅度、面积、短径、周长、最多出现径、最大径和长径,其中平均幅度和面积两个特征值的相关系数最大,因而可选这7项形状特征做定量表述长条型茶外型品质的特征值。蔡健荣选择机器视觉系统和HIS颜色系统描述茶叶颜色,并对颜色描述系统模型进行了改进,使之能更好的模拟理想颜色。他的研究显示,当年新茶和隔年茶叶的色泽变化最大,新茶色调值更绿,储存年代越久,基本越向棕褐色靠拢。明度和饱和度随储存年代增加呈下降趋势。他得到的结论是计算机视觉模拟只要样本稳定,检测结果就一致,评定标准客观,评定结论稳定。可以预见机器视觉技术在茶叶在茶叶外形和色泽评价上有着广阔的发展前景。

2.在茶叶香气评价方面 茶叶香气是决定茶叶品质的重要因子之一,因此,历来受到茶叶研究者的注重,分析茶叶香气的第一部是茶叶香气的提取。由于茶叶香气含量低微、组成复杂、易挥发、不稳定,在提取过程中易发生氧化、聚合、缩合、基团转移等反应,需采用特殊的分离提取技术。朱旗等以绿茶为原料,同时对蒸馏萃取法(SDE)、顶空吸附法(HAS)和减压蒸馏萃取法(VDE)三种方法提取的香精油进行了GC-MS分析,测定了三种方法对香气的回收率,并进行了感官评审。结果表明,三种方法提取的香精油检测结果差异较大,其中SDE法的香气总量,数量及回收率均较高,但对分析茶样的影响较大,特别是对热敏性的香气成分;HAS法虽有锁改进,其影响依然明显;VDE大法对茶样的影响较小,能较好的反映茶叶的香气特征。

近十年来,电子鼻技术的兴起,让我们的看到了一种通过气味评价等级的新方法。气味的成因和构造非常复杂,全面和快速的检测气味的整体信息几乎不可能,而电子鼻技术让人们认识到综合评价气味整体信息的巨大潜力。电子鼻利用几个或几十个不同的传感器产生的物理变化而进行数据处理,他的敏感性和选择性达ppm-ppb值。电子鼻采用了人工智能技术,实现了由仪器“嗅觉”对产品进行客观分析。由于这种智能传感器阵列系统中配有不同类型传感器,使它能更充分模拟复杂的鼻子,也可以通过它得到某产品“真实”的身份证明,从而辅助专家快速的进行系统化、科学化的气味监测、鉴别、判断和分析。Ritaban Dutta等对5种不同加工工艺(不同的干燥发酵和加热处理)的茶叶进行分析和评价。为了更好的得到挥发性化合物,他们采用在5L的容器中放入10mg的茶叶样品,加入200ml的60℃开水,用电子鼻检测其顶部空间的空气样品。电子鼻由费加罗公司产的4个涂锡的金属氧化物传感器组成,数据采集和储存用LabVIEW软件,数据处理用PCA、FCM和ANN等方法。他们的结论是:采用RBF的ANN方法分析时,可以100%地区分五种不同制作工艺的茶叶。可以预见电子鼻技术在茶叶香气评价上有着广阔的发展前景。

3.在茶叶汤色评价方面

茶叶品质色差分析方法始于70年代的日本,其原理是应用亨特-Lab表色系,以标准C光源和1~4。小视场来测定颜色的三个分量L、a、b。陆建良等对29个绿茶,20个乌龙茶和15个红茶样品进行了色差参数分析和感官审评。他们的结论是茶类间色差参数差异显著,并与感官评分具有相关性。茶汤色泽与干茶外形色泽及叶底色泽也有密切关系。

梁月荣等用光谱分析测定12种浙江名茶的茶汤。他们的研究表明在400nm和440nm处的透光率分别与茶汤得分呈显著和极显著的正相关。他们得到用光谱分析名茶茶汤的部分测定指标可以反映茶汤的优劣。

蔡健荣采用计算机图象处理技术分析了不同品质的茶汤。他们的研究表明采集得到汤色的颜色特征各参数均值,都反映出茶叶随存储时间的增加由绿色向褐色逐渐变化,时间越久变化越慢的特征。他们的结论是用计算机图象处理技术描述茶汤色泽变化是可靠可行的,它解决了定性描述的模糊性、随意性问题。梁月荣等分析了不同品质红茶的汤色差异,并结合它们的化学成分,建立了用红茶的汤色检测指标和化学成分来预测红茶品质的模型。他们得到的评价模型为:评价总分(TQS)=49.63+0.43amino acids +0.47 caffeine + 0.19∆L+0.46TF,3G。其中暗度表征量,评价模型与化学分析结果的相关性R2=0.918。

4.在茶叶滋味评价方面

由于国内外科研人员越来越多地关注电子舌技术的发展,特别是在液体饮料分析种中,电子舌被认为是一种具有广阔发展前景的食品分析技术。电子舌应用味觉传感器阵列和模式识别的数字信号处理方法,模拟人和生物概念的舌,实现了由仪器“味觉”对产品进行客观分析。当电子舌与被检测的液体饮料接触时,味觉传感器表面敏感两侧的电势将发生变化,从而对味觉物质产生响应,且可检测出各味觉物质间的相互关系,并具有类似于生物味觉感受的方式。

Larisa Lvova等研究电子舌在茶叶滋味分析中的运用。对立顿茶、四种韩国产的绿茶和咖啡的研究表明,采用PCA分析方法的电子舌可以很好的区分红茶、绿茶和咖啡。并且也能很好的区分不同品种的绿茶。他们的还研究了采用PCA和PLS分析方法的电子舌技术在定量分析代表绿茶滋味的主要成分含量上的分析能力。他们的结果表明,电子舌可以很好的预测咖啡碱(代表了苦味)、单宁酸(代表了苦味和涩味)、蔗糖和葡萄糖(代表了甜味)、L-精氨酸和茶氨酸(代表了由酸到甜的变化范围)的含量和儿茶素的总含量,他们的结论是电子舌可以定性和定量分析茶叶的品质。可以预见电子舌技术在茶叶滋味评价中的将是一项具有广阔前景的技术。

5.茶叶品质评价的其他方法

龚琦等探索用茶叶电特性参数等级的方法。他们以茶叶C值R值两个电特性参数作为主要因素,同时进行茶汤电导、干茶容重等物理性状方面的探索。他们的研究表明,茶叶电容值随茶叶等级的升高而增大,同时也随含水量的增加而增加。对其进行数理分析后证明。二种因素的影响都是极显著的。他们的结论是通过测定1-2个茶叶电特性参数来评定茶叶品质的方法是可行的,其中尤以电容参数的影响作用最为明显,其结果反映了茶叶外形、内质的综合品质,通过测定茶叶特性参数可以正确评定茶叶等级。J.Luypaert等采用近红外光谱分析技术和PLS运算方法检测茶叶的品质,并建立用于预测咖啡碱、抗氧化成分总含量(TEAC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和表儿茶素(EC)含量的模型。与化学分析的结果比较,他们的结论是用他们的模型预测咖啡碱的含量相关性R>0.90,预测TEAC的含量相关性R>0.85,预测EGCG R>0.80。他们的结果也显示,用他们的模型预测EC的含量不是很理想,他们认为这和绿茶中有较多相似的儿茶素和EC的浓度过低有关。在叶底评价方面还未见用仪器进行检测评价的报道。

结论和展望

新技术特别是机器视觉技术、电子鼻技术和电子舌技术的发展,为我们进行食品品质检测提供了广阔的前景。然而,这些新技术的应用范围与人们的期望还存在距离,导致它们的应用只有少数实现,而大多数只是潜在应用,其原因是还有一些问题没有解决好。这些问题主要有:传感器的灵敏度和选择性、合适的数据分析方法、如何建立起完整的检测数据库。这些问题的解决,将使机器视觉技术、电子鼻技术和电子舌技术逐步从实验室走向实用。

食品由多种复杂成分组成,其品质表现在色、香、味等方面,仅用某个单一指标来评价食品的品质,不能很好的表述食品的总体品质。因此在食品检测中,采用多个仪器共同进行检测,对他们的数据进行融化分析,这种方式能更好的评价食品的品质。在近几年中,应用传感器阵列和根据模式识别的数字信号处理方法,出现了电子鼻与电子舌的集成化,这对茶叶香气和滋味联合检测识别就有很大的吸引力。

利用统计学的方法来处理复杂的数据分析是21世纪分析仪器的主导方向。在茶叶品质的检测中,采用机器视觉技术(对外形和汤色进行检测)、电子鼻技术(对香气进行检测)和 电子舌技术(对滋味进行检测)来共同检测茶叶,并把他们的数据进行融化处理来评价茶叶品质将具有广阔的发展前景,也是今后茶叶品质评价发展的必然趋势。

茶叶冰冻干燥机在制茶业中的功能和应用


制茶业是我国的传统产业。为了提高茶叶的加工质量和产业现代化,有必要在茶叶初加工业和深加工业应用新的科学技术,而先进的冰冻技术在茶叶中有较好的应用前景。

功能一 在毛茶干燥中的应用

冰冻干燥技术在干燥茶叶时,茶叶的温度始终保持在-16℃以下,由于茶叶温度低,叶绿素几乎不变化,色泽绿翠而耐藏,香气及茶叶中原有的营养成份、各种有机物质几乎不损失,干燥均匀,含水量可低至3%以下;同时由于水分干燥前已被冻结住,产品干燥后呈海绵状的多孔性,产品的复水性好,泡茶时内容物易溶出。经冰冻干燥的茶叶可在传统工艺基础上使茶业品质提高一至二个等级。用该设备干燥的茶叶能最大限度地保存和色、香、味、形,含水量更可降低至3%以下,因此产品质量大大提高,并最大限度地延长了产品的保质期。产品质量好;

而一般用热风干燥茶叶时,茶叶处于热风中受热,茶叶内一部分有机物质在受热状态下继续发生氧化,消耗一部分营养物质;叶绿素也在高温下被分解破坏而导致茶叶颜色变深;茶叶中原有的香气物质也有一部分随热风散去,含水量一般情况下只能达到9~12%左右,产品不耐贮藏。

功能二 在花茶制作过程中的应用

一般的花茶生产工艺是将绿茶与鲜花混合后一起烘培,让花香被绿茶吸收,从而使绿茶在浸泡时释出花香,但是绿茶在高温状态下也会发生氧化反应,进而使花茶在的汤色接近于金黄色,近似乌龙茶的汤色。

新工艺是将绿茶与鲜花一起分开放入各自的盘中,并一同置于同一个冰冻干燥室内,随着冰冻干燥干燥的进行,鲜花中的香气成份挥发后被绿茶吸收,同时绿茶的温度也处于一个相对低温的温度下被进一步干燥,过一段时间后,鲜花中的绝大多数香气成份被转移到绿茶上,而绿茶本身的成份并未发生变化,一种具有花茶的香气而又具有绿茶的滋味的新式绿茶就这样延生了。

功能三 在茶叶精制过程中的应用

在茶叶精制过程中,采用真空烘烤时,可以去除毛茶中的杂味及陈茶味、并能保持毛茶中的的颜色。

生物农药在茶叶上的应用


当前茶叶市场、尤其是茶叶出口对茶叶的质量安全要求 很高。而生物农药,包括微生物农药和植物源农药等,它们对茶叶和环境不会构成污染,对人、畜的毒性也很低,不会构成残毒,因而是生产绿色食品茶叶的适用农 药。在当前生产A级绿色食品茶叶、特别是有机茶和AA级绿色食品茶叶上,以下生物农药的使用值得推广。

鱼藤酮。又名鱼藤精,是一种应 用历史悠久的植物源杀虫剂。在空气中易分解,低残毒,对环境友好。对害虫具有触杀和胃毒作用。其杀虫谱广,持效期短,一般为5~6天,夏季日光下仅2~3 天。可用于A级绿色茶叶的生产,防治茶尺蠖、茶毛虫、茶蚕、卷叶蛾类、蓑蛾、刺蛾、小绿叶蝉、黑刺粉虱、茶蚜,每667m2用2.5%鱼藤酮 EC150~250mL,加水稀释成300~500倍液喷雾。本农药不能与碱性农药混用。鱼藤酮对鱼类高毒,使用时应防止污染鱼塘。

苦参碱。又名苦参素,是由中草药苦参的根、果用乙醇等有机溶剂提取制成的生物碱制剂。在环境中易降解,基本无残留。防治茶黑毒蛾、茶毛虫,在1龄、2龄幼 虫期,或卵孵化高峰期,每667m2用0.2%苦参碱AS50~75mL,加水50~75L,稀释成1000~1500倍液喷雾。可用于有机茶园防治茶尺 蠖,在3龄幼虫前,每667m2用3.2%虫杀净EC?苦参碱醇、氯氰菊酯混剂?40~50mL,加水75kg,稀释成1500~2000倍液喷雾,适用 于低残留茶园和绿色食品茶园。有机茶园可用不含化学农药的纯苦参碱制剂800~1000倍液喷雾。苦参碱的药效缓慢,应提前3~5天施用。

苏云金杆菌。对害虫主要是胃毒作用,通过昆虫取食进入消化道后,产生伴孢晶体?内毒素?和外毒素,伴孢晶体是主要的毒素。一般施药后2~5天才能见效。 对茶毛虫等鳞翅目幼虫防治效果好。防治茶毛虫、茶黑毒蛾、茶刺蛾等鳞翅目幼虫,在1龄或2龄幼虫期,每667m2用100亿个活芽孢/g苏云金杆菌WP, 或100亿个孢子/mLBtEC75~150g,加水稀释成500~1000倍液喷雾。适宜于有机茶园中使用。

白僵菌。白僵菌是一种 真菌杀虫剂,杀虫作用是靠孢子接触虫体,在适宜条件?温度24℃~28℃,相对湿度90%~95%,中性或微酸性?下萌发,侵染虫体,大量繁殖,分泌毒 素,影响害虫血液循环,干扰害虫新陈代谢,3~7天后虫体死亡,体上长满白色茸毛状菌丝,又名"白僵虫"。防治茶小卷叶蛾、茶毛虫、小绿叶蝉在1龄和2龄 幼?若?虫发生初期用药,每667m2用含50~70亿个孢子/g菌粉0.5kg,加水50L,喷雾;防治茶丽纹象甲,在蛹发生盛期,每667m2用球孢 白僵菌每克含孢子量为50~70亿个的菌粉1~2kg,拌入细土,撒施于茶树根际土面;或在成虫发生盛期,将菌粉加水稀释后,在阴天、雨天或早晚湿度大时 叶面喷雾。

核型多角体病毒。是一类病毒杀虫剂,核型多角体病毒无细胞结构,只能在寄主体内复制增殖,形成蛋白质结晶状的多角形体。昆 虫经口或伤口感染,病毒进入虫体被胃液消化,游离出杆状病毒粒子,通过中肠上皮细胞进入体腔,侵入血细胞、脂肪和体细胞等处,包埋在结晶蛋白之中,形成多 角体,在细胞核内增殖,然后再感染健康细胞,直至昆虫化脓而死亡。病虫粪便和虫尸表皮破裂后释放出多角体,通过风、雨、昆虫、鸟类携带而广泛传播,使病毒 病在害虫种群中流行。主要寄生于鳞翅目幼虫。核型多角体病毒药效缓慢,但持效期长达2年以上。防治茶尺蠖在第一、五、六代1龄和2龄幼虫期,虫口密度低于 防治指标时,每667m2用19~20亿个PIB(蛋白质结晶状多角体病毒)茶尺蠖核型多角体病毒AS50mL,对水1000倍喷雾。在虫口密度超过防治 指标时,可用茶尺蠖病毒和化学农药?如辛硫磷WP增效型?50mL,加水1000倍喷雾;防治茶毛虫,于1龄和2龄幼虫期,每667m2用10~20亿个PIB茶毛虫核型多角体病毒AS50mL,加水1000倍喷雾。或每667m2用25~30头虫尸,捣碎,对水喷雾。

粉虱真菌制剂。是一种真菌杀虫剂,在潮湿的条件下,对黑刺粉虱等有良好的防治效果。防治黑刺粉虱、蚧类,在1龄和2龄幼虫期,在潮湿条件下,用菌粉加水 稀释成每毫升含0.1亿个孢子的溶液喷施叶片?蚧类尚需喷湿枝条?。由于黑刺激粉虱主要分布在茶树中、下部叶片的背面,喷药时应将叶背喷湿,在适宜条件 下,粉虱真菌寄生率在70%以上,持效期2~3年。

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茶叶微波杀青机


微波杀青机是近几年开发的产品,具有升温快、穿透力强的特点。2001年,中国农业科学院茶叶研究所开展了微波茶叶处理设备的研究。研究表明,微波加热设备可以用于茶叶杀青,而更适合用于后期处理。

(一)结构和工作原理茶叶微波杀青机采用造价较低、技术先进的多管微波炉形式。设备由机架、微波管、电控箱、输送带和传动装置组成。机架是构成微波设备的基础,主要由型材将微波各个部分连成一体。微波管的功率为800瓦或950瓦。微波总功率由生产厂家需要而定。微波管安装在箱体的顶部,从顶部向箱体内发射微波;微波功率采用分组控制形式,使之成为有级可调,由控制箱集中控制。炉体用不锈钢板或铝板制造,其尺寸大小和比例根据功率和微波管的位置设计,箱体的尺寸将影响微波的效能。输送带一般由聚四氟乙烯材料制成,按微波设备的需要缝制成无端环形带,宽度随型号不同而异,有300毫米、500毫米等宽度。传动装置由电机、减速器和调速总成等组成,通常采用调速电机驱动,再用链轮和链条驱动输送带的辊子转动,实现输送带无级调速。在箱体上设计有排气口,以便于排除箱体内的水蒸气。

机器工作时,微波管向箱体内发射微波,由输送带送人的茶叶置于微波场内。茶叶内的水分子在微波作用下极化,并作高频率振动,由此产生摩擦热而使茶叶升温,从而达到杀青要求。微波杀青能较好地保持茶叶叶绿素,但挥发香气方面与炒青相比尚有些差距。

(二)使用和维护采用微波设备杀青时,先检查设备是否完好,在确认设备正常的情况下才能进行杀青作业。开机时先开启输送带,检查输送带有无跑偏现象,调整好输送带的运行状态。保证输送带上有负载才能开启微波。一般在开启微波前,应先在输送带上铺放茶叶,并让茶叶进入整个箱体内;也可以先用几块湿毛巾铺放在输送带上,并送入整个箱体,然后开启微波。输送带上铺放茶叶要均匀,避免堆积过厚或有空洞现象。杀青时开启排湿风机。

微波杀青时间以2分钟左右为适度。杀青时间过短,杀青叶会出现红口现象;若杀青时间过长,杀青叶失水太多,茶叶呈干硬现象,不利于后期揉捻和做形。防止空载时开启微波,如果输送带中无茶叶等负载,微波功率将被输送带吸收,导致输送带烧坏,严重时会引起火灾。为了防止输送带烧坏,在无负载时应及时停止微波加热,或将湿毛巾铺放在输送带的空位处。

安全操作。微波设备在使用时是比较安全的,但应注意防止微波泄露。正常情况下当开启炉门时,微波加热将自动切断。但应防止在工作过程中开启炉门,以防自动保护装置失效而产生的微波泄露。投叶时不要将金属物混到茶叶中,防止金属物在微波加热条件下打火,严重时甚至会击穿箱体。

保持机器的清洁。茶叶加工厂往往灰尘较大,而微波管安装在箱体的顶部,容易积灰,在不加工期间应采取覆盖措施,防止灰尘污染。电子部件在灰尘较大的情况下容易打火,造成电子部件的损坏。在南方地区,由于潮湿的原因,常常使一些电子器件受潮,因此在不生产季节,应定期开启设备运转,以防止电器受潮失效。

傅里叶变换近红外光谱分析技术在茶叶中的应用


近红外光谱分析技术近年来已成功应用于食品、烟草、药品及化工等诸多行业产品的分析测定,特别在农副产品的品性分析上,因其快速、无需前处理、非破坏性及多组分同时定量分析等优势而得到更为广泛的应用。日本早在70年代就已将近红外光谱分析技术应用于茶叶多种组分的定量分析,如茶多酚、咖啡碱、全氮量、粗纤维等的定量分析,并取得了良好的效果。国内应用近红外光谱测定茶叶中的成分也有报道,但局限在传统的运用特定波长确定某种成分的多元回归方程的研究阶段。目前,随着化学计量学和计算机技术的快速发展,近红外光谱分析已转向以分析弱信号和多组分多元信息处理为基础的阶段。特别是随着80年代傅里叶变换在近红外光谱仪中的应用,增加光通量,提高了信噪比,使所得谱线平滑,从而使近红外技术有效地应用于大量样品的高精度快速分析。本文通过运用德国Bruker公司的FT—NIR光谱仪(IFS 28/N型)和随机配送的OPUS QUANT—2定量和IDENT定性分析软件对茶树活体(叶片)、茶叶及茶制品的近红外光谱进行扫描和分析,并结合傅里叶变换近红外光谱仪在其他诸多行业中的应用现状,探讨它在茶叶领域内应用的特点及前景。

一、应用原理及特点

1.应用原理

 近红外光谱区介于可见光区与中红外光区之间,波长范围为0.75~2.5μm,波数范围为4000~13330cm-1 。由于近红外光谱区与有机分子中含氢基团(CH、OH、NH)振动的合频与各级倍频的吸收一致,因此通过扫描样品的近红外光谱,可以得到样品中有机分子含氢基团的特征振动信息。茶叶中的大多数有机化合物如茶多酚、氨基酸、蛋白质、咖啡碱、还原糖、多糖(纤维素、半纤维素、淀粉、果胶)等都含有各种含氢基团,所以通过对茶叶的近红外光谱分析可以测定这些成分的含量。而茶叶的品质或品性与它所含有的各种化学成分直接相关,如纤维素、半纤维素的含量决定了茶叶的老嫩度,氨基酸、茶多酚、咖啡碱含量及比例决定了茶冲泡后的口感。由此看出,通过分析茶叶的近红外光谱,不仅可以得到各种化学成分的含量,还能以此为依据,进一步建立关于茶叶优劣、级别、真假识别以及品种鉴定等一系列快速分析模型,从而可以从根本上避免现在茶叶化学测定的繁琐和人工审评中因个人好恶带来的误差。

傅里叶变换近红外光谱仪所运用的傅里叶变换技术是通过机内的迈克尔逊干涉仪动镜的匀速运动把待分析光变成干涉光(干涉图),干涉图是分析光的干涉强度随光程度变化的函数,也是干涉强度随时间变化的函数。机内的计算机采集干涉图的数据,通过傅里叶变换(多次的数值积分),把干涉图变换成光谱图。由于干涉光提供了很高波长分辨率的全光谱,因此傅里叶变换后的信号提供了较其他类型仪器通常所能达到的更高信噪比。傅里叶变换技术是信号处理和波谱解析的有力手段,利用傅里叶变换可从数据中提取更多的有用信息,即以傅里叶级数拟合原光谱曲线,用较少项的级数就可获得与原光谱良好的近似,从而使所得谱线平滑,消除了部分噪音。因此傅里叶变换技术能使近红外光谱仪有效地应用于大量样品的高精度快速分析。

2.应用的方法和特点

 (1)茶叶近红外光谱法测定步骤

运用近红外光谱测定茶叶样品中所含的某种化学成分,首先要建立光谱特征与该成分含量之间的数字模型。具体过程如下:1选择一定数量(60份以上)具有代表性的茶叶样品(又称标准样品集);2用其他测试仪器或化学方法准确测定各份茶叶中要预测成分的含量,作为真实值;3用傅里叶变换近红外光谱仪扫描标准样品,集中各份茶叶的近红外光谱图;4运用随机软件(OPUS QUANT—2定量分析软件)中的化学计量学方法、偏最小二乘法(PLS)在计算机内建立茶叶近红外光谱图和化学成分真实值之间的对应模型;5在以后运用该模型进行快速测定时还可以不断地进行检验和校准。多组分测定时,只须对标准样品集中各份茶叶进行多组分测定,建立各组分和茶叶近红外光谱图对应的模型即可。

测定时只需扫描待测茶叶样品的近红外光谱,通过欲测成分的对应模型就可以得到样品中该成分的含量。所以说傅里叶变换近红外光谱仪不同于液相色谱、气相色谱等大型测试仪器,它测定样品成分含量的方法是建立在化学测定法或其他仪器测定基础之上的,可以称之为“再生”的测定方法。

(2)特点

傅里叶变换近红外光谱法在建立模型时,需要挑选有代表性的标准样品集并进行大量的化学测定,是一项耗时长且相当繁琐的工作。而且模型将来对未知样品预测的准确度完全取决于模型初建时化学测定的精确与否,这就要求化学测定一定要精确可靠,否则模型的可靠性就会降低。但只要模型准确建立,在进行茶叶样品组分测定时,样品无需进行任何前处理(如提取、消化等)就可以直接进行近红外图谱扫描,做到无损检测,并快速而准确地测得组分含量,扫描后的样品还可以挪作他用。

傅里叶变换近红外光谱法还特别适合茶叶样品的多组分快速测定,测定时只要对样品进行一次近红外图谱扫描,通过各组分的数学模型可以在短时间内一次性同时测定未知样品多种组分的含量。

另外,数学模型一经建立,可以被拷贝入任一带相同分析软件的傅里叶变换近红外光谱仪使用(又称作模型转移),无需任何修正。这是因为傅里叶变换近红外光谱仪不同于普通的光栅型近红外光谱仪,它是采用仪器内部氦氖激光作为波长校准,仪器稳定性高,模型转移性能好。

傅里叶变换近红外光谱仪带有很多的检测接口和附件,因此它可用于多种茶及茶制品的常规和在线检测。如积分球可用于扫描干茶以及茶浓缩乳浊液的漫反射光谱,变温池可用于茶水及茶饮料的恒温检测,固体光纤可用于速溶茶、粉茶及活体试验的常规检测和制茶、茶饮料及浓缩茶生产工艺中的在线检测等。

二、傅里叶变换近红外光谱分析

技术在茶叶中的应用前景

笔者在傅里叶变换近红外光谱仪上,分别采用变温池、液体光纤、积分球漫反射、固体光纤等作图谱扫描,对乌龙茶、红茶、绿茶、茶浸出液、速溶茶、超微绿茶粉、茶饮料、浓缩茶等茶制品以及茶树活体进行扫描分析,都得到了清晰的光谱图(见图1)。可见,只要把茶叶领域应用数学模型一一建立起来,近红外光谱在该领域的应用是大有作为的。

1.茶叶化学成分的多组分快速测定

  由于傅里叶变换近红外光谱具有无需前处理、快速、无损、多组分同时测定等诸多优点,所以它最适合对干茶作多组分快速测定,在茶叶水分、茶多酚、咖啡碱、粗纤维、全氮量等方面的测定中得到应用。就目前笔者利用Bruker公司的IFS 28/N型FT—NIR光谱仪在炒青绿茶漫反射光谱中已作的初步研究来看,茶叶的含水率、茶多酚含量、全氮量都可以利用傅里叶变换近红外光谱仪来测定,数学模型中的化学测定真实值和近红外光谱预测值的相关系数r≥0.90。通过傅里叶变换近红外光谱在其他行业中的广泛应用,可以预见傅里叶变换近红外光谱在茶叶蛋白质、氨基酸总量、氨基酸组分、总糖、还原糖、儿茶素总量等诸多项目的测定中的应用将得到进一步地拓展。

2.建立茶叶智能化初审模型

  人工对茶叶的感官审评主要通过人的视觉、嗅觉、触觉和味觉分别对茶叶外形、汤色、香气、滋味和叶底进行评审,从而判断茶叶品质的优劣。评茶人员要经过多年的培训和长时间的经验积累才能拥有高超的评茶技艺,而且还常常受到情绪、喜好、健康状况的影响,所以说茶叶人工感官审评有很多偶然因素,另外优秀的评茶人员也十分难得。因为茶叶品质的优劣与其内质直接相关,如茶多酚、咖啡碱的含量及比例,氨基酸及各组分含量,叶绿素、纤维素的含量等等。而这些信息在傅里叶变换近红外光谱上都有一定程度的反映,这样只要建立茶叶近红外光谱与感官审评各因子得分之间的数学模型,就可以得到茶叶智能化计算机审评模型。当然茶叶品质的优劣还和制茶技术相关,同样的鲜叶经不同的人制作,茶叶品质相差悬殊。所以该模型只能作为茶叶的初审,而不可能完全代替人工感官审评。尽管如此,由于傅里叶变换近红外光谱仪在快速、无损等方面的优势,它仍可在茶叶等级的快速评定和茶叶的一般性审评中有所应用。

3.茶树育种

  傅里叶变换近红外光谱仪在诸多领域的应用中,育种应是应用的优势方面,在茶叶上也是如此。例如在选育低咖啡碱、高咖啡碱及高茶多酚等特殊茶株时,建立的茶树活体(鲜叶)傅里叶变换近红外光谱和化学成分之间的数学模型,通过固体光纤可以做到无损检测,得到欲知成分的含量,防止以往测定中对植株的损伤和破坏。特别是在茶树品种选育时,解决了既可得知种子的品性又不对种子进行破坏性检测的问题。

另外,OPUS IDENT定性分析软件中还带有聚类分析软件,可在茶树育种中的亲缘关系鉴别上发挥作用。它利用不同茶树活体傅里叶变换近红外光谱的相似性比例对样品进行逐步归类,并给出谱系图,由此来判别样品亲缘关系的远近,这可用于茶树品种的识别和鉴定。4.茶树栽培

 在茶树栽培中,经常要检验不同的施肥方式、比例对茶树的施肥效果,或者是通过茶树缺某种肥料时的表征来决定施什么肥等。这些方面也可以利用傅里叶变换近红外光谱仪做些工作。因为傅里叶变换近红外光谱仪不但可以建立茶树活体和化学成分之间的数学模型,还可以建立土壤近红外光谱和化学成分之间的数学模型,通过模型对茶树活体和土壤所含有效成分(如氮、磷、钾等)进行快速检测,特别是对同一活体组织(叶片)的跟踪连续检测,从而可以对施肥效果进行评价,也可以通过对茶树活体所含成分(如全氮量)多少的检测,确定在土壤中的施肥方式和比例。

5.茶制品大生产中的在线分析与控制

 目前,茶制品大生产中主要通过化学检测实现品质控制,费时长、步骤繁,难以适应工厂化生产的需要。而应用傅里叶变换近红外光谱仪,只要建立茶制品近红外光谱与化学成分之间的数学模型,通过仪器中的固体光纤和液体光纤就可以实现对生产的在线检测和远程监控。如茶饮料生产中茶汤浓度的调配可以通过近红外光谱来控制茶饮料中茶多酚的含量,速溶茶或浓缩茶的生产中也可以通过近红外光谱控制茶多酚总量来实现对茶浓缩终点的远程监控。

6.茶叶真假、伪劣识别

 通过傅里叶变换近红外光谱仪和定量、聚类分析,软件还可对茶叶进行真假、伪劣的快速识别。茶叶中茶多酚和咖啡碱的高含量及比例关系是茶叶所特有的,以此为根据,通过茶叶茶多酚和咖啡碱的近红外光谱数学模型就可以快速识别茶叶真假。通过对不同类别、级别茶叶样品傅里叶变换近红外光谱的扫描,再扫描预测样品的光谱,通过聚类分析软件得出谱系图,就可以快速得出预测样品的级别和优劣。

傅里叶变换近红外光谱仪在茶叶中的应用极为广泛,目前某些方面已经得到应用,特别是样品的成分测定方面,但仍限于单组分的测定,多组分同时测定模型和许多其他方面的应用模型还亟待建立。虽然傅里叶变换近红外光谱的模型建立需要以大量的化学测定为基础,是一项费时、费力的工作,但由于它具有许多化学及其他仪器测定无法替代的优点,所以随着茶叶及茶制品领域应用数学模型的不断开发,傅里叶变换近红外光谱仪在茶叶及茶制品领域中的诸多应用必将得到实现和拓展。

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