葉飛等

摘要：精揉做形是恩施玉露茶外形品質(zhì)形成的關(guān)鍵工序之一，為提高茶葉外形品質(zhì)，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用SPSS數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)影響恩施玉露茶品質(zhì)的因素進(jìn)行了評(píng)價(jià)，篩選出具有顯著作用的4個(gè)因素，即茶坯含水率、做形溫度、做形時(shí)間和投葉量。利用Design-Expert數(shù)據(jù)分析軟件中響應(yīng)面分析法的中心組合設(shè)計(jì)建立了恩施玉露茶加工過(guò)程中精揉做形工藝的數(shù)據(jù)模型，并確立了恩施玉露茶精揉優(yōu)化后的工藝參數(shù)為茶坯含水率26.33%，做形溫度91.85 ℃，投葉量3.00 kg，做形時(shí)間36.76 min。在此條件下，恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的預(yù)測(cè)值為94.14，驗(yàn)證試驗(yàn)值為94.10，說(shuō)明響應(yīng)面法對(duì)恩施玉露茶精揉工藝優(yōu)化可行。

關(guān)鍵詞：茶葉；恩施玉露；精揉做形；感官品質(zhì)；響應(yīng)面

中圖分類(lèi)號(hào)：TS272.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）02-0350-05

Optimizing the Shaping Process of Enshi Yulu Tea by Response Surface

Analysis Method

YE Fei1，GAO Shi-wei1，ZHANG Qiang2，TENG Jing1，HOU Wei-hua2，GONG Zi-ming1

（1.Institute of Fruit and Tea， Hubei Academy of Agricultural Science/Tea Sub-center of Hubei Agricultural Science and Technology Innovation Center， Wuhan 430064， China； 2.Tea Research Institute， Enshi Autonomous Prefecture Academy of Aagriculture/West Comprehensive Experiment Station of Hubei Province S & T Innovation Cener， Enshi 445002， Hubei， China）

Abstract： Shaping technologies is a crucial process for the quality of Enshi yulu. In order to improve the appearence quality， based on single factor tests， factors influencing the quality of tea were evaluated by SPSS. Four factors having significant influence on tea including time duration for shaping， leaf feeding and temperature， the semi-finished tea container and time were screened. The mathematical model of shaping technologies in processing Enshiyulu tea was established with the central-composite model of response surface methodology in Design-Expert software. The optimal technique of shaping during the Enshi Yulu tea processing were water containing of semi-finished tea container 26.33%， temperature 91.85 ℃， leaf feeding 3.00 kg， and time duration for shaping 36.76 min each time. Under the optimal condition， the experimental value of the sensory quality was 94.10， in good agreement with the predictive value of 94.14. Therefore， the shaping technologies optimized by response surface methodology is practical.

Key words： tea； Enshi Yulu； shaping technology； sensory quality； response surface methodology

恩施玉露茶是湖北省的第一歷史名茶，也是中國(guó)針形綠茶的典型代表，其外形緊細(xì)圓直，色澤翠綠油潤(rùn)，葉底綠亮勻整，湯色綠亮[1-3]。恩施玉露茶的加工工藝較為復(fù)雜，依次為蒸青、冷卻回潮、揉捻、動(dòng)態(tài)烘干、精揉、提香等[4]，其中精揉工藝對(duì)干茶品質(zhì)的影響較大，操作不當(dāng)容易出現(xiàn)品質(zhì)不穩(wěn)和下降等問(wèn)題[2]。因?yàn)閭鹘y(tǒng)手工工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，所以恩施玉露的規(guī)?；a(chǎn)主要使用精揉機(jī)（60K-S）進(jìn)行[4，5]。影響精揉的因素較多，如茶坯含水率、加壓方式、做形溫度和做形時(shí)間等，此外對(duì)精揉機(jī)的操作技術(shù)也還不成熟，更沒(méi)有形成統(tǒng)一的生產(chǎn)規(guī)范。試驗(yàn)研究了茶坯含水率、加壓方式、精揉溫度和投葉量對(duì)干茶感官品質(zhì)的影響，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面法來(lái)優(yōu)化精揉工藝參數(shù)，并進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)，旨在獲得最優(yōu)的精揉工藝參數(shù)，為恩施玉露茶的規(guī)模化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

以福鼎大白實(shí)生種茶樹(shù)鮮葉為試材，一芽一葉，同一方法處理至精揉備用。

主要設(shè)備為汽熱殺青機(jī)（6CSZ-65型，浙江上洋機(jī)械有限公司）、精揉機(jī)（60K-S型，浙江川崎茶業(yè)有限公司）、水分快速測(cè)定儀（MF-50型，深圳深博瑞儀器儀表有限公司）等。

1.2 方法

1.2.1 試樣處理 鮮葉經(jīng)汽熱殺青、揉捻和烘二青工藝[6]處理后，按照精揉做形工藝分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，將精揉后的茶坯于70 ℃烘干，進(jìn)行感官評(píng)審。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 首先分別對(duì)茶坯含水率（22%、24%、26%、28%、30%）、加壓方式（空壓、輕壓、中壓、重壓、加重，具體操作見(jiàn)表1）、做形時(shí)間（25、30、35、40、45 min）、投葉量（2.5、3.0、3.5、4.0、4.5 kg）和做形溫度（80、90、100、110、120 ℃）5個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，選擇茶葉感官品質(zhì)得分差異顯著的因素并找出零水平，在此基礎(chǔ)上再選擇茶坯含水量、做形時(shí)間、做形溫度、投葉量進(jìn)行中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化精揉工藝參數(shù)，其具體設(shè)計(jì)水平編碼見(jiàn)表2。以試驗(yàn)因素的不同水平為自變量，以感官評(píng)審得分為響應(yīng)值進(jìn)行試驗(yàn)分析。

1.2.3 檢測(cè)方法及數(shù)據(jù)處理 按照茶葉感官評(píng)審方法（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 23776—2009）對(duì)茶樣進(jìn)行感官評(píng)審，具體公式為：感官品質(zhì)得分=外形×0.25+湯色×0.10+香氣×0.25+滋味×0.30+葉底×0.10。采用SPSS 13.0數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)單因素試驗(yàn)中各因素進(jìn)行多重比較；采用Design-Expert 8.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的響應(yīng)面中心組合設(shè)計(jì)對(duì)精揉做形工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)分析

2.1.1 茶坯含水率 在做形時(shí)間35 min、投葉量3.5 kg、做形溫度100 ℃、中壓做形時(shí)，不同茶坯含水率對(duì)恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的影響見(jiàn)圖1。由圖1可知，茶坯含水率為22%～26%時(shí)，干茶的感官品質(zhì)得分隨茶坯含水率的升高而升高，但含水率超過(guò)26%以后，干茶感官品質(zhì)得分極顯著下降，說(shuō)明茶坯含水率過(guò)高或過(guò)低均對(duì)干茶感官品質(zhì)有影響，較合適的茶坯含水量為24%～28%。

2.1.2 加壓方式 在茶坯含水率26%、做形時(shí)間35 min、投葉量3.5 kg、做形溫度100 ℃時(shí)，不同加壓方式對(duì)恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的影響如圖2所示。由圖2可知，隨著精揉做形壓力的增大，干茶感官品質(zhì)得分先升后降，重壓處理時(shí)感官品質(zhì)得分最高，加重處理的感官品質(zhì)得分最低，較合適的加壓方式為中壓和重壓2種方式。多重比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)這2種加壓方式對(duì)干茶感官品質(zhì)得分的影響不顯著。

2.1.3 做形溫度 在茶坯含水率26%、做形時(shí)間35 min、投葉量3.5 kg、中壓做形時(shí)，不同做形溫度對(duì)恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的影響如圖3所示。由圖3可知，精揉做形溫度在80～100 ℃時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分無(wú)顯著差異，但精揉溫度超過(guò)100 ℃后，干茶感官品質(zhì)得分極顯著下降，表明做形溫度過(guò)高對(duì)干茶感官品質(zhì)得分不利，綜合考慮認(rèn)為合適的做形溫度為80～100 ℃。

2.1.4 投葉量 在茶坯含水率26%、做形時(shí)間35 min、做形溫度100 ℃、中壓做形時(shí)，不同投葉量對(duì)恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的影響如圖4所示。由圖4可知，投葉量為2.5～3.0 kg時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分極顯著升高，隨后下降，當(dāng)投葉量為4.0 kg時(shí)，干茶的感官品質(zhì)得分極顯著下降，說(shuō)明加大投葉量不利于干茶感官品質(zhì)得分。

2.1.5 做形時(shí)間 在茶坯含水率26%、投葉量3.5 kg、溫度100 ℃、中壓做形時(shí)，不同做形時(shí)間對(duì)恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的影響如圖5所示。由圖5可知，做形時(shí)間為25～35 min時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分顯著升高，時(shí)間超過(guò)35 min后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，干茶的感官品質(zhì)得分極顯著下降，說(shuō)明延長(zhǎng)精揉做形時(shí)間不利于干茶感官品質(zhì)得分，綜合考慮認(rèn)為合適的時(shí)間為30～40 min。

2.2 精揉工藝試驗(yàn)分析及回歸方程建立

根據(jù)單因素試驗(yàn)和多重比較分析，選擇效果顯著的因素處理，即茶坯含水率、做形溫度、投葉量和做形時(shí)間進(jìn)行組合試驗(yàn)，以恩施玉露茶感官品質(zhì)得分（Y）為響應(yīng)值，以茶坯含水率（X1）、做形溫度（X2）、投葉量（X3）和做形時(shí)間（X4）為自變量進(jìn)行試驗(yàn)分析。根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用中心組合設(shè)計(jì)優(yōu)化精揉工藝條件，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果如表3所示[7-9]。

對(duì)表3的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到二次多元回歸模型為：Y=94+0.062X1+0.350X2-0.190X3+

0.560X4+0.470X1X2-0.590X1X3+0.220X1X4+0.094X2X3

-0.220X2X4-0.031X3X4-0.690X12-0.690X22-0.690X32-0.760X42；回歸方程顯著性檢驗(yàn)結(jié)果如表4所示。運(yùn)用軟件對(duì)模型進(jìn)行方差分析，此模型的決定系數(shù)R2=0.731 9，響應(yīng)面回歸模型達(dá)到了顯著水平，一次項(xiàng)做形時(shí)間對(duì)干茶感官品質(zhì)得分的影響達(dá)顯著水平，二次項(xiàng)茶坯含水率、做形溫度、投葉量和做形時(shí)間對(duì)干茶感官品質(zhì)得分的影響都達(dá)極顯著水平，交互項(xiàng)對(duì)干茶感官品質(zhì)得分影響較小。說(shuō)明該方程能夠準(zhǔn)確反映干茶感官品質(zhì)得分與茶坯含水率、做形溫度、投葉量和做形時(shí)間之間的關(guān)系。

2.3 精揉工藝試驗(yàn)影響因素交互作用分析

根據(jù)對(duì)二次多元回歸模型系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果，其交互作用如圖6所示。從圖6可看出，各因素交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響基本呈“凸”字形，具體表現(xiàn)為：在茶坯含水率為25.00%～27.00%，做形溫度在85.00～95.00 ℃時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分達(dá)到最高點(diǎn)（圖6a）；在茶坯含水率為25.00%～27.00%，投葉量為2.70～3.10 kg時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分達(dá)到最高點(diǎn)（圖6b）；在茶坯含水率為25.00%～27.00%，做形時(shí)間為34.00～38.00 min時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分達(dá)到最高點(diǎn)（圖6c）；做形溫度為85.00～95.00 ℃，投葉量為2.70～3.10 kg時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分達(dá)到最高點(diǎn)（圖6d）；在做形溫度為85.00～95.00 ℃，做形時(shí)間為34.00～38.00 min時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分達(dá)到最高點(diǎn)（圖6e）；在投葉量為2.70～3.10 kg，做形時(shí)間為34.00～38.00 min時(shí)，干茶感官品質(zhì)得分達(dá)到最高點(diǎn)（圖6f）。

2.4 最佳工藝條件的驗(yàn)證

軟件分析得到恩施玉露茶干茶感官品質(zhì)得分最高為94.14，與之對(duì)應(yīng)的工藝條件為茶坯含水率26.33%，做形溫度91.85 ℃，投葉量3.00 kg，做形時(shí)間36.76 min。采用上述優(yōu)化條件，進(jìn)行3 組重復(fù)試驗(yàn)，干茶感官品質(zhì)得分平均為94.10，與預(yù)測(cè)的理論值相接近，驗(yàn)證了該模型的有效性。

3 結(jié)論

1）利用Design-Expert數(shù)據(jù)分析軟件中響應(yīng)曲面法的中心組合設(shè)計(jì)建立了恩施玉露茶精揉做形工藝的數(shù)學(xué)模型，該模型擬合程度良好，試驗(yàn)誤差小，可以用此模型對(duì)針形綠茶做形工藝進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

2）確定了恩施玉露茶精揉工藝的最佳參數(shù)為茶坯含水率為26.33%，做形溫度為91.85 ℃，投葉量3.00 kg，做形時(shí)間36.76 min。在此條件下，恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的預(yù)測(cè)值為94.14，驗(yàn)證試驗(yàn)值為94.10，說(shuō)明響應(yīng)面法對(duì)恩施玉露茶精揉工藝優(yōu)化可行。

3）影響茶葉精揉的因素有茶坯含水率、做形溫度、做形時(shí)間、投葉量及加壓方式等[10]。單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加壓方式對(duì)干茶感官品質(zhì)的影響相對(duì)較小，可能是因?yàn)榫鄼C(jī)內(nèi)做形空間大，易于熱量和水分散失[11，12]，干茶感官品質(zhì)得分變化不大。本研究中做形時(shí)間在數(shù)學(xué)模型中對(duì)干茶感官得分影響最大，茶坯含水率影響最小，可能是由于不同的機(jī)械和參數(shù)設(shè)定造成的。

參考文獻(xiàn)：

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2.4 最佳工藝條件的驗(yàn)證

軟件分析得到恩施玉露茶干茶感官品質(zhì)得分最高為94.14，與之對(duì)應(yīng)的工藝條件為茶坯含水率26.33%，做形溫度91.85 ℃，投葉量3.00 kg，做形時(shí)間36.76 min。采用上述優(yōu)化條件，進(jìn)行3 組重復(fù)試驗(yàn)，干茶感官品質(zhì)得分平均為94.10，與預(yù)測(cè)的理論值相接近，驗(yàn)證了該模型的有效性。

3 結(jié)論

1）利用Design-Expert數(shù)據(jù)分析軟件中響應(yīng)曲面法的中心組合設(shè)計(jì)建立了恩施玉露茶精揉做形工藝的數(shù)學(xué)模型，該模型擬合程度良好，試驗(yàn)誤差小，可以用此模型對(duì)針形綠茶做形工藝進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

2）確定了恩施玉露茶精揉工藝的最佳參數(shù)為茶坯含水率為26.33%，做形溫度為91.85 ℃，投葉量3.00 kg，做形時(shí)間36.76 min。在此條件下，恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的預(yù)測(cè)值為94.14，驗(yàn)證試驗(yàn)值為94.10，說(shuō)明響應(yīng)面法對(duì)恩施玉露茶精揉工藝優(yōu)化可行。

3）影響茶葉精揉的因素有茶坯含水率、做形溫度、做形時(shí)間、投葉量及加壓方式等[10]。單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加壓方式對(duì)干茶感官品質(zhì)的影響相對(duì)較小，可能是因?yàn)榫鄼C(jī)內(nèi)做形空間大，易于熱量和水分散失[11，12]，干茶感官品質(zhì)得分變化不大。本研究中做形時(shí)間在數(shù)學(xué)模型中對(duì)干茶感官得分影響最大，茶坯含水率影響最小，可能是由于不同的機(jī)械和參數(shù)設(shè)定造成的。

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2.4 最佳工藝條件的驗(yàn)證

軟件分析得到恩施玉露茶干茶感官品質(zhì)得分最高為94.14，與之對(duì)應(yīng)的工藝條件為茶坯含水率26.33%，做形溫度91.85 ℃，投葉量3.00 kg，做形時(shí)間36.76 min。采用上述優(yōu)化條件，進(jìn)行3 組重復(fù)試驗(yàn)，干茶感官品質(zhì)得分平均為94.10，與預(yù)測(cè)的理論值相接近，驗(yàn)證了該模型的有效性。

3 結(jié)論

1）利用Design-Expert數(shù)據(jù)分析軟件中響應(yīng)曲面法的中心組合設(shè)計(jì)建立了恩施玉露茶精揉做形工藝的數(shù)學(xué)模型，該模型擬合程度良好，試驗(yàn)誤差小，可以用此模型對(duì)針形綠茶做形工藝進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

2）確定了恩施玉露茶精揉工藝的最佳參數(shù)為茶坯含水率為26.33%，做形溫度為91.85 ℃，投葉量3.00 kg，做形時(shí)間36.76 min。在此條件下，恩施玉露茶感官品質(zhì)得分的預(yù)測(cè)值為94.14，驗(yàn)證試驗(yàn)值為94.10，說(shuō)明響應(yīng)面法對(duì)恩施玉露茶精揉工藝優(yōu)化可行。

3）影響茶葉精揉的因素有茶坯含水率、做形溫度、做形時(shí)間、投葉量及加壓方式等[10]。單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加壓方式對(duì)干茶感官品質(zhì)的影響相對(duì)較小，可能是因?yàn)榫鄼C(jī)內(nèi)做形空間大，易于熱量和水分散失[11，12]，干茶感官品質(zhì)得分變化不大。本研究中做形時(shí)間在數(shù)學(xué)模型中對(duì)干茶感官得分影響最大，茶坯含水率影響最小，可能是由于不同的機(jī)械和參數(shù)設(shè)定造成的。

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